Добавки в масло для снижения трения: экспертиза «За рулем»

Победить трение — давняя мечта фантастов. Если удастся, то до вечного двигателя будет рукой подать. Инженеры мыслят более реально, пытаясь хотя бы снизить его.

Например, изобретая присадки к маслам. Мы испытали пять образцов «победителей трения» с акцентом на агрегаты трансмиссии — всё, что было представлено в одном из крупнейших московских магазинов запчастей. Одни препараты прямо обещают уменьшить трение в механизме, другие говорят о снижении износа, уменьшении шумов и продлении срока службы агрегата. А что в реальности?

Что нам заливают на заправке: 3 вопроса про бензин и ответы эксперта

Новая Лада Веста и все-все-все! 12 главных новинок 2022 года

Участники

ER‑8 и SMT 2514 — это так называемые кондиционеры металла. В процессе их работы на контактных участках поверхности трения при высоких нагрузках и скоростях скольжения должны образовываться хлориды, фториды, бромиды и сульфиды. Пленка толщиной 300–400 нм непрерывно истирается и восстанавливается.

Liqui Moly — слоистая добавка. Она должна обеспечивать низкое усилие сдвига между слоями химических элементов и соединений, снижая коэффициент трения.

Resurs T — это металлоплакирующая добавка (реметаллизант). Ультрадисперсные частички мягких металлов при работе должны попадать в зону трения и разделять детали тонкой пленкой.

Suprotec — геомодификатор трения. Принцип работы — очистка поверхности и достроение кристаллической решетки металла, содержащего железо. Обещана высокая маслоудерживающая способность.

Как проверяли

Работы мы проводили на универсальной машине для испытания на трение и износ ИИ 5018 и четырехшариковой машине трения ЧМТ‑1. Принцип действия у них похожий: образцы трутся друг о друга в присутствии масла с испытываемой присадкой.

Универсальная машина ИИ 5018 предназначена для испытания на трение и износ. Привод машины — электромеханический, с плавным регулированием скорости. Измеритель момента трения на вращающемся валу нижнего образца — электромеханический, с бесконтактным токосъемом.Универсальная машина ИИ 5018 предназначена для испытания на трение и износ. Привод машины — электромеханический, с плавным регулированием скорости. Измеритель момента трения на вращающемся валу нижнего образца — электромеханический, с бесконтактным токосъемом.

Оба соприкасающихся диска вращаются, но один отстает на 10%. Износ дисков по массе показывает эффективность испытываемых препаратов, смазывающих пару трения.Оба соприкасающихся диска вращаются, но один отстает на 10%. Износ дисков по массе показывает эффективность испытываемых препаратов, смазывающих пару трения.

Первая машина помогла оценить износ образцов — фактически, повышение противоизносных свойств масла. Четырехшариковая машина позволила определить нагрузку сваривания, то есть предельные возможности смазывания с каждым из проверяемых препаратов.

Присадки добавляли в полусинтетическое трансмиссионное масло Лукойл ТМ‑4 75W‑90 GL‑4. Отметим, что при эксплуатации все препараты следует заливать как в рабочее масло, так и всякий раз при смене масла.

Четырехшариковая машина трения ЧМТ‑1 служит для испытаний жидких и пластичных смазочных материалов. Ее узел трения представляет собой пирамиду из четырех контактирующих друг с другом стальных шариков.Четырехшариковая машина трения ЧМТ‑1 служит для испытаний жидких и пластичных смазочных материалов. Ее узел трения представляет собой пирамиду из четырех контактирующих друг с другом стальных шариков.

Шарики в ходе испытаний сварились в неразборную пирамиду. Кстати, сварка трением давно применяется в производстве двигателей — например, так соединяют стержень и тарелку клапана.Шарики в ходе испытаний сварились в неразборную пирамиду. Кстати, сварка трением давно применяется в производстве двигателей — например, так соединяют стержень и тарелку клапана.

Антифрикционные и противоизносные испытания на машине трения провели по схеме «диск по подвижному диску с проскальзыванием 10%». Нагрузка — 700 Н, продолжительность испытаний — 120 минут. Концентрация препаратов в масле — согласно рекомендациям производителя. Износ дисков определяли взвешиванием до и после испытаний на аналитических весах АВ210 М‑01 А с погрешностью до 0,1 мг.

Износ образца говорит о противоизносных свойствах исследуемых присадок. Чем меньше износ, тем выше будет ресурс агрегата при работе с этой присадкой.

Что получилось

ER-8, США. Антифрикционный кондиционер металлаER-8, США. Антифрикционный кондиционер металла

Цена 1200 ₽
Заявленный объем 237 мл
Рекомендуемая пропорция 60 мл на 1 л
Обещано значительное снижение коэффициента трения в узлах и механизмах, увеличение срока службы агрегатов и механизмов, увеличение критической нагрузки и нагрузки сваривания и тому подобное.
По факту интенсивность изнашивания упала в целом в 3,5 раза, потери на трение снизились на 7%, критическая нагрузка возросла на 41%. Однако применение этой присадки может привести к снижению несущей способности масла при высоких нагрузках, так как снижается нагрузка сваривания.
Препарат является расходным материалом, поскольку работает по принципу протекания химической реакции в зоне трения при высокой температуре с образованием хлоридных или фторидных пленок, разделяющих поверхности трения. Поэтому его ресурс ограничен и зависит от интенсивности работы узла или агрегата.

Liqui Moly, Германия. Антифрикционная присадка в трансмиссионное маслоLiqui Moly, Германия. Антифрикционная присадка в трансмиссионное масло

Цена 450 ₽
Заявленный объем 20 мл
Рекомендуемая пропорция 20 мл на 1–2 л
Присадка на основе дисульфида молибдена (MoS2) обещала значительное снижение износа и температуры в зоне трения, снижение нагрева, плавность работы и т.п. Испытания подтвердили снижение интенсивности изнашивания при «намазывании» тонкодисперсных порошков дисульфида молибдена, однако потери на трение выросли на 10%. Нагрузка сваривания увеличилась на 12%. Слой не имеет сильных связей с основным металлом. Поэтому ресурс препарата ограничен.

Resurs T, Россия. Присадка к трансмиссионному маслу ВМПАВТОResurs T, Россия. Присадка к трансмиссионному маслу ВМПАВТО

Цена 500 ₽
Заявленный объем 50 г
Рекомендуемая пропорция 50 г на 1–2 л
Обещано устранение шумности механизма, облегчение его работы и тому подобное. Зафиксировано снижение интенсивности изнашивания при «намазывании» тонкодисперсных порошков субмикронных частичек меди, свинца, олова и других металлов, а также увеличение нагрузки сваривания на 12%. Однако потери на трение выросли на 10%.
В процессе работы на поверхности трения формируется слой, не имеющий сильных связей с основной поверхностью трения. Он снимается контртелом трения и тут же восстанавливается до тех пор, пока в масле есть достаточная концентрация взвеси препарата. Со временем концентрация падает (элементы садятся на стенки агрегата) и слой не восстанавливается. Продолжительность работы зависит от интенсивности осаждения присадки на различные поверхности и от их площади.

SMT 2514, США. Кондиционер металла синтетический, 2-го поколенияSMT 2514, США. Кондиционер металла синтетический, 2-го поколения

Цена 1500 ₽
Заявленный объем 250 мл
Рекомендуемая пропорция 50 мл на 1 л
Производитель обещает снижение трения и износа деталей, а также значительное увеличение ресурса. Испытания зафиксировали снижение интенсивности изнашивания в целом в 4,6 раза, уменьшение потерь на трение на 2%, увеличение нагрузки сваривания на 12%, повышение критической нагрузки на 26%. В процессе работы на поверхности трения формируется слой, который представляет собой фторидные и хлоридные пленки (кондиционер металла).

Suprotec, Россия. Триботехнический состав «Редуктор»Suprotec, Россия. Триботехнический состав «Редуктор»

Цена 1300 ₽
Заявленный объем 80 мл
Рекомендуемая пропорция 80 мл на 0,7–2,2 л
Обещано восстановление рабочих поверхностей зубчатых зацеплений и подшипников, продление срока службы, уменьшение шумов и вибраций. Мы зафиксировали снижение интенсивности изнашивания в целом в 4 раза, уменьшение потерь на трение за период работы образцов на 20%, увеличение критической нагрузки на 12%. Динамика коэффициента трения показала сильное снижение за время испытаний. Препарат работает по принципу образования нового металлического слоя. На образце видна самая гладкая поверхность, а показатели шероховатости имеют минимальные значения. Поэтому масло в порах может создавать более плотный слой, что приведет к смещению работы узла трения в сторону гидродинамического трения. А это должно привести к дальнейшему снижению потерь на трение и износа.

Применение всех препаратов привело к снижению износа образцов трения, то есть повышению противоизносных свойств трансмиссионного масла

Износ и трение

Казалось бы, фантасты могут радоваться. Препараты Resurs T и Liqui Moly даже увеличили массы образцов вследствие наслоения тонкодисперсных твердых частиц меди, свинца, олова в первом случае и дисульфида молибдена — во втором.

Однако веселиться рано. Износ-то уменьшился, но выяснилось, что препараты Resurs T и Liqui Moly увеличивают потери на трение на 9–10%. Остальные средства в среднем коэффициент трения не изменили: разница — в пределах погрешности. Все препараты привели к росту температуры масла в камере, особенно Liqui Moly. Это говорит о протекании процессов модификации трения.

Оценка средней шероховатости обрабатываемой поверхности показала, что лучше других это сделали препараты SMT 2514, Resurs Т и Suprotec.

Износ нижнего и верхнего дисков при испытаниях на универсальной машине ИИ 5018. Меньше износ — больше ресурс.

Средний коэффициент трения характеризует момент сопротивления.

Сварятся?

Испытания на четырехшариковой машине трения ЧМТ‑1 проводили по ГОСТ 9490–75 — определяли так называемую нагрузку сваривания, при которой поверхности шариков буквально свариваются в точке контакта. Заодно оценили критическую нагрузку, которая говорит о длительности работоспособности масла. Продолжительность испытаний: для определения нагрузки сваривания — 10 секунд, для определения показателя износа — 60 мин.

Средняя температура масла в камере говорит об энергонапряженности процесса обработки. Особых различий нет — разве что на первой и последних стадиях испытаний.

Чем выше нагрузка сваривания, тем меньше вероятность возникновения задира.

По идее, присадки должны повышать нагрузку сваривания и критическую нагрузку. Чем выше нагрузка сваривания, тем большую нагрузку выдержит узел трения до возникновения задира.

Это предельные возможности работы смазочного материала: больше — лучше. Чем выше критическая нагрузка, тем выше нагрузка, при которой узел трения будет работать длительное время с сохранением заданного ресурса.

Чем выше критическая нагрузка, тем при более высокой нагрузке узел трения сможет работать длительное время.

Диаметр пятна контакта: чем меньше, тем лучше.

Нагрузка сваривания или нагрузка предельных возможностей смазывания при работе присадок SMT 2514, Resurs T и Liqui Moly выросла на 12%, при работе с присадкой ER‑8 снизилась на 6%, с присадкой Suprotec — не изменилась.

Критическая нагрузка, которая характеризует пределы длительной работоспособности масла, увеличилась при добавлении всех препаратов. Наиболее заметен эффект при работе ER (на 41%) и SMT 2514 (на 26%).

Противоизносные характеристики, определенные на машине трения ЧМТ‑1, улучшились только с ER‑8 (на 18%).

Везде ли вредно трение?

Применение подобных препаратов в двигателях внутреннего сгорания спорно. Это вызвано очень разными температурными условиями, отличающимися на несколько порядков нагрузками, а также тем, что присадки просто обязаны сгорать вместе с маслом.

В любых коробках передач снижение трения может быть даже вредным. В механических коробках и роботах со снижением трения синхронизаторы будут работать в нештатном режиме. У вариаторов может начать проскальзывать ремень, а у гидромеханических коробок — фрикционы.

Безусловно полезно

А вот в редукторах чем меньше трения — тем лучше. Причем особенно в тех, где используется гипоидная передача. Её можно встретить на задней оси самых разных машин — от Жигулей до Мерседесов, а также на любых осях вседорожников. Правда, при условии, что там не стоят дифференциалы повышенного трения.

Еще с трением надо бороться в раздаточных коробках внедорожников и угловых редукторах кроссоверов. С задним редуктором последних ситуация сложнее. Если гипоидная передача имеет отдельную масляную ванну, то всё в порядке — с трением можно воевать. Но если то же масло работает и в электромагнитной или гидравлической муфте подключения задней оси, то с присадками от полного привода может остаться пшик.

Что в итоге?

Два препарата из пяти — ER‑8 и SMT 2514 — действительно снижают трение, пусть лишь на несколько процентов. Suprotec понизил его аж на 20% — хотя в начале теста трение возросло, а затем стало стремительно падать. Средний результат — нулевой. Возможно, препарат просто не успел показать все свои свойства за время испытаний — этого мы не знаем.

А вот другие, похоже, тратят энергию на «намазывание» мягких металлов: трение с ними даже выросло. Однако и эти препараты нельзя назвать бесполезными: они уменьшают износ трущихся поверхностей.

Победителем в номинации «Снижение трения» стал ER‑8. Нагрузку сваривания лучше других увеличили SMT 2514, Resurs T и Liqui Moly. Наилучшую динамику улучшения показал Suprotec. Но до вечного двигателя всё еще очень далеко!

Заливать или нет?

Заливать ли такие средства в машину? Мы считаем, что подобные препараты изначально интересны апологетам любого «улучшайзинга».

При этом полагаем, что проверять действие такой автохимии желательно только на постгарантийных автомобилях во избежание ненужного конфликта с официалами.

А всем автовладельцам без исключения советуем в первую очередь почаще заменять масла и прочие технические жидкости, выбирая, по возможности, самые качественные продукты.

Фото: «За рулем» и Depositphotos

Добавки в масло для снижения трения: экспертиза «За рулем»