Эстеры в моторном масле – Эстеры обладают рядом уникальных свойств, чрезвычайно важных для моторных масел.
Эстеры в маслах — az4.by на DRIVE2
Эта стятья не полная, только интересующий меня раздел. Статья
…Синтетические масла обладают исключительно удачными вязкостно-температурными характеристиками. Это, во-первых, гораздо более низкая, чем у минеральных, температура застывания (-50°С, -60°C) и очень высокий индекс вязкости, что существенно облегчает запуск двигателя в морозную погоду. Во-вторых, они имеют более высокую вязкость при рабочих температурах свыше 100°C — благодаря этому масляная пленка, разделяющая поверхности трения, не разрушается в экстремальных тепловых режимах. К прочим достоинствам синтетических масел можно отнести повышенную стойкость к деформациям сдвига (благодаря однородности структруры), высокую термоокислительную стабильность, то есть малую склонность к образованию нагаров и лаков (лаками называют откладывающиеся на горячих поверхностях прозрачных, очень прочных, практически ничем не растворимых пленок, состоящих из продуктов окисления), а также небольшие по сравнению с минеральными маслами испаряемость и расход на угар. Немаловажно и то, что синтетика требует введения минимального количества загущающих присадок, а особо высококлассные ее сорта не требуют таких присадок вообще, следовательно, эти масла очень стойкие — ведь разрушаются в первую очередь именно присадки. Все эти свойства синтетических масел способствуют снижению общих механических потерь в двигателе и уменьшению износа деталей. Кроме того, их ресурс превышает ресурс минеральных в 5 и более раз. Основным фактором, ограничивающим применение синтетических масел, является их высокая стоимость. Они в 3-5 раз дороже минеральных.
Все присадки представляют собой растворы металлов (кальция, цинка и т.д.), разведенных в минеральной базовой основе. Присадки разводятся ВСЕГДА в минеральном базовом масле, так как оно наилучшим образом смешивается со всеми типами присадок. Количество присадок в моторном масле варьируется, в зависимости от предназначения масла, в количестве от 20 до 45%. Таким образом, АБСОЛЮТНО ВСЕ моторные масла, даже «полностью синтетические (Fully synthetic) на самом деле являются смешанными!
В роли синтетической базы выступают обычно полиальфаолефины (ПАО) или эстеры, либо их смесь.
ПАО — это углеводороды с длиной цепочки порядка 10…12 атомов. Получают ее путем полимеризации (проще говоря — соединения) коротких углеводородных цепочек — мономеров из 3…5 атомов. Сырьем для этого обычно служат нефтяные газы — бутилен и этилен.
Эстеры представляют собой сложные эфиры — продукты нейтрализации карбоновых кислот спиртами. Сырье для производства — растительные масла, обычно рапсовое или кокосовое. Эстеры обладают рядом преимуществ перед всеми другими известными основами. Во-первых, молекулы эстеров полярны, то есть электрический заряд распределен в них так, что молекула сама «прилипает» к металлу. Во-вторых, вязкость эстеров можно задавать еще на этапе произвВрез 1одства основы: чем более тяжелые спирты используются, тем большей получается вязкость. Можно обойтись без всяких загущающих присадок, которые «выгорают» в ходе работы в двигателе, приводят к «старению» масла. Современная технология позволяет создавать полностью биологически разлагаемые масла на основе эстеров, т.к. эстеры являются экологически чистыми продуктами и легко утилизируются. Однако все эти плюсы могут показаться слишком дорогим удовольствием. Эстеровая база стоит в 5…10 раз дороже минеральной!
Итак, опишем подробнее, что на практике означает применение эстеровых масел?
С чего мы начинаем ежедневную эксплуатацию автомобиля? Конечно же, с запуска двигателя. Именно в этот момент проявляются многие «болячки». Например, подсевший аккумулятор, замерзшие датчики и т.д. Но все это — видимые проблемы. А есть проблемы, скрытые от нашего глаза и наших ощущений. Главная из них — масляное голодание при холодном пуске двигателя. Заключается она в том, что в состоянии покоя масло стекает в картер и при старте двигатель первые секунды работает без смазки. И лишь когда масло будет распределено по системе, сухое трение металла о металл прекращается. Соответственно, во время каждого запуска детали двигателя получают значительный износ в парах трения, что заметно сокращает моторесурс агрегата.
По сравнению с полиальфаолефинами, представляющими собой простые углеводородные цепочки, молекулы эфиров полярны — электронная плотность смещена к атому кислорода карбонильной группы. Отсюда — важнейшее достоинство масел на базе эфиров: отрицательно ионизированный атом кислорода непременно притянется к металлической поверхности смазываемых деталей, поскольку кристаллическая решетка любого металла или сплава состоит только из положительно ионизированных и нейтральных атомов.Итак, опишем подробнее, что на практике означает применение эстеровых масел?
Себестоимость эфирной основы в 5-10 раз выше, чем минеральной, ведь ее производство включает несколько стадий. Сырьем обычно служит масло из копра кокосовых орехов или семена рапса, которое подвергают гидролизу, отделяя глицерин и получая нужные карбоновые кислоты.
Дополнительно варьировать свойства масла можно, меняя и кислотный радикал R, что еще более повышает себестоимость, — ведь тогда и карбоновые кислоты приходится синтезировать. Поэтому, чаще применяют растительные, благо кокосовых пальм на Земле хватит на моторные масла.
При определенных сочетаниях радикалов получаются экологически чистые биоразлагаемые эстеры: они дороже «минералки» уже в 15 раз. Сделанное на их базе масло, попав в почву, за 21 день разлагается бактериями на 85%, хотя для получения экологического сертификата достаточно уже 66-процентного распада.
Так вот, первое, и, наверное, самое главное достоинство эстеровой основы — соответствующая полярность молекулы эстера, связанно с решением именно этой проблемы. Повторимся, ее заряд, который полярно противоположен заряду металла, позволяет ей притягиваться к нему. Таким образом, на металлической поверхности в парах трения образуется постоянный слой масляной пленки, который взаимодействует с металлом по принципу магнита. Благодаря этому двигатель постоянно смазан — даже при холодном запуске. Подчеркнем, лишь эстеровая основа открывает возможности для этого эффекта.
Второе важное свойство — стабильность эстеровых масел при различных температурах, позволяет защитить двигатель во всех диапазонах температур. Но от чего же зависит вязкость в любом другом масле?
Для поддержания вязкости в пакеты присадок моторных масел входят специальные загустители. Они представляют собой спиралевидные молекулы, которые как раз и действуют по принципу спиралевидной пружины. Когда масло подвергается воздействую высоких температур, спираль расширяется, но лишь до определенного уровня, что держит вязкость масла в границах допустимого. При воздействии низких температур молекулы загустителя не дают маслу сильно загустеть, действуя в обратном направлении. Эта технология отлично работает до тех пор, пока загустители не срабатываются от механических воздействий на них. После этого стабильность вязкости масла будет зависеть исключительно от его базы. К тому следует помнить, что чем больше присадок в масле, тем больше и шлакообразование, что всегда плохо для двигателя.
Самый высокий индекс вязкости эстеровых масел напрямую связан со спиртовой составляющей эстеров — ее плотность напрямую влияет на вязкость конечного продукта. Таким образом, применяя более или менее плотные спирты в производстве эстеровой базы, разработчики, как мы уже говорили, изначально задают параметры вязкости масла. И ненадежные загустители больше не нужны. Это означает, что масла на эстеровой основе не зависят от наличия загустителей, и вязкость их будет стабильной от начала и до конца эксплуатации.
Эстеровая основа имеет также высокие показатели температуры вспышки, что резко сокращает расход масла на угар. Ее показатели высокотемпературного сдвига масляной пленки значительно превосходят показатели любых традиционных масел, включая созданные на основе ПАО синтетических баз.
Еще одно из важнейших требований при эксплуатации агрегатов, нуждающихся в смазке — прочность масляной пленки. Именно от того, насколько она крепкая, зависит защита пар трения от износа. Для этого приведем цифры максимальной нагрузки, которую выдерживают масляные пленки (при вертикальных ударах):
• минеральная база — 900 кг/см2;
• синтетика (ПАО) — 6500 кг/см2;
Отчетливо видно, что масляная пленка эстеровой основы примерно в три раза крепче по сравнению с синтетической PAO-базой. Именно поэтому масла на основе эстеров так любят в профессиональном авто- и мотоспорте — они идеальны при пиковых нагрузках двигателя!
И, кроме всего сказанного, эстеровые масла показали наилучшую сопротивляемость окислению, которое неизбежно с применением низкокачественного топлива (то есть, практически любого топлива с АЗС Украины).
Подводя итоги, можно сказать, что эстеровые масла действительно очень сильно отличаются от своих «собратьев». Перечислим кратко основные их свойства и положительные «последствия»:
1. Эффект прилипания к металлу — безопасный запуск двигателя.
2. Постоянная вязкость масла — постоянное давление масла и защита двигателя.
3. Самая крепкая масляная пленка — увеличение мощности и защита от износа.
4. Самая высокая температура вспышки — снижение расхода масла.
5. Наилучшая устойчивость к окислению — сохранение основных свойств масла на протяжении всего интервала эксплуатации.
Ну и лишний раз напомним о недостатках, один из которых перерос в миф. А именно — потеря основных свойств и текучести при взаимодействии эстеровых соединений с водой. При этом эстеровое масло превращается в желе. Шокирующие снимки и предупреждения появляются в форумах, и пугают автолюбителей «коварными» эстеровыми маслами, которые при попадании капли воды выходят из строя. Но разочаруем любителей «детективного жанра». Для того чтобы довести эстеровое масло до такого состояния, понадобится объем воды, равный объему масла. Абсурдным выглядит случайное попадание такого количества влаги в систему. А небольшое количество конденсата, который может образоваться в системе от перепада температур, абсолютно безвредно. Он быстро испаряется при достижении рабочих температур масла и выводится через систему вентиляции картера.
И, как уже говорилось, главный недостаток эстеровой базы — это ее стоимость. 100%-я эстеровая основа — это теория, а не практика. Но даже небольшое содержание этой составляющей наделяет масло всеми свойствами, проявляющимися в той или иной степени, о которых мы говорили выше. Содержание эстеров в моторных маслах обычно ограничено несколькими процентами (редко — больше 10%), и применяются они лишь в самых совершенных продуктах, обычно составляющих вершину товарного ряда компаний-лидеров.
Возьмите на заметку! Слово «эстер» в химии — это такое же широкое понятие как «спирт». А спирт бывает и пищевой этиловый, и ядовитый метиловый (он же древесный). Типичный эстер в масле — это не более чем основа карбоновой кислоты с какой-нибудь гидрокарбоновой группой. Любимая игрушка детей — нитроглицерин, тоже эстер, но на основе азота, а не углерода. В общем, можно набрать в Google название большинства известных марок масел вместе со словом ester и убедиться, что эстеры применяют почти все. Единственное, что может выгодно отличать дорогое гоночное масло от более дешевого обычного — какие конкретно эстеры там намешаны, потому что их смазочные и пленкообразующие свойства могут значительно отличаться.
Приведем примеры. Ярким представителем производителей эстеровых масел является бельгийская компания XENUM. Пять продуктов компании: Xenum WRX 7.5W40, VX 5W30 и серия масел X1 Ester Hybrid вязкостей 5W-30, 5W-40, 5W-50 содержат в своем составе эстеры.
Если смотреть на «сухие цифры», то вряд ли увиденное поразит воображение. Точки замерзания и вспышки, вязкостные показатели на основных контрольных точках (40 и 100°C), показатели HTHS (высокотемпературная вязкость при 150°С) — все это может быть в тех же пределах, что и у ПАО-собратьев. Главный показатель — это стабильность свойств! А это можно выяснить лишь с помощью анализа отработанного масла.
Но никакие цифры не покажут вам «эффект прилипания». Разве что увеличенный моторесурс двигателя, который вы сможете увидеть значительно позже. Не стоит забывать и о том, что чем больше эстеров в масле, тем стабильнее остается его вязкость! Именно наличие эстеров позволяет вышеупомянутым маслам Xenum способствовать экономии топлива (6-19%), увеличивать мощность двигателя (3-6%), снижать шумность и износ деталей.
Итак, стоит ли покупать дорогие эстеровые масла? Вопрос личный для каждого. Но, исходя из всего вышесказанного, можно сказать определенно — эстеровые масла для тех, кто купил автомобиль не на 2-3 года с перспективой перепродать. Они нужны скорее тем, кто берет автомобиль надолго, и видит в покупке и замене масла не просто очередное ТО, а надежное вложение в долговечность двигателя.
www.drive2.ru
Масло. Об эстерах. А также крэкинг и синтетика — DRIVE2
Эстеры в масле. И автовладельцы, и многие работники сферы автосервиса слышали об эстеровых маслах, но редко кто может правильно пояснить, что это такое. Более того, одни свято верят в полезность и незаменимость масел на эстеровой основе, другие считают это очередным маркетинговым ходом. Попробуем разобраться…
Если кратко, эстеры представляют собой сложные эфиры — продукты нейтрализации карбоновых кислот спиртами. Однако начинать статью так «заумно» было бы неверно. Для начала необходимо вспомнить, какими бывают базовые масла для производства моторных и трансмиссионных масел.
Базовые масла, или по-другому — основы моторного или трансмиссионного масла, производятся:
• путем перегонки нефти;
• путем синтеза из газа или органических кислот.
Первые традиционно называются минеральные, а вторые — синтетические базовые масла.
По классификации Американского института нефти (API) базовые масла подразделяются на пять категорий:
Группа I — базовые масла, которые получены методом селективной очистки и депарафинизации растворителями (обычные минеральные). Типичные характеристики: индекс вязкости: 80-100, температура вспышки: 190-205°С.
Группа II — высокорафинированные базовые масла, с низким содержанием ароматических соединений и парафинов, с повышенной окислительной стабильностью (масла, прошедшие гидрообработку — улучшенные минеральные). Типичные параметры: индекс вязкости: 115-125, температура вспышки — 205-215°С.
Группа III — базовые масла с высоким индексом вязкости, полученные методом каталитического гидрокрекинга (НС-технология). В ходе специальной обработки улучшают молекулярную структуру масла, приближая по своим свойствам базовые масла группы III к синтетическим базовым маслам IV группы. Не случайно масла этой группы относят к полусинтетическим (а некоторые компании даже к синтетическим базовым маслам). Типичные параметры: индекс вязкости: 125-160, температура вспышки — 210-225°С.
Группа IV — синтетические базовые масла на основе полиальфаолефинов (ПАО). Полиальфаолефины, получаемые в результате химического процесса, имеют характеристики единообразной композиции, очень высокую окислительную стабильность, высокий индекс вязкости и не имеют молекул парафинов в своем составе. Типичные параметры: индекс вязкости: 140, температура вспышки — 250°С.
Группа V — другие базовые масла, не вошедшие в предыдущие группы. В эту группу входят другие синтетические базовые масла и базовые масла на растительной основе. Типичные параметры: индекс вязкости: 180-200, температура вспышки: 250-330°С.
Химический состав минеральных основ зависит от качества нефти, пределов выкипания отбираемых масляных фракций, а также методов и степени их очистки. Минеральная основа — самая дешевая. Это продукт прямой перегонки нефти, состоящий из молекул разной длины и разного строения. Из-за этой неоднородности — нестабильность вязкостно-температурных свойств, высокая испаряемость, низкая стойкость к окислению. Минеральная основа — самая распространенная в мире моторных масел.
1. Исходные нефтепродукты, дистиллированные в специальной вакуумной перегонной колонне, разделяются на дистилляты и вакуумные газойли.
2. Молекулы воскообразных вакуумных газойлей поступают в установку гидрокрекинга для гидрирования.
3. При сверхвысоких значениях давления и температуры (300 кПа, 540°C) молекулы нефти становятся химически активными.
4. Водород добавляется к молекулам, чтобы полностью исключить примеси. Происходит перегруппировка молекул, в результате чего получается исключительный базовый компонент для производства готовых смазочных материалов.
5. Преобразованный компонент явно светлее по цвету, поскольку он является более чистым.
6. Нежелательные парафиновые углеводороды молекулярно перестраиваются, что придает базовому маслу устойчивость к гелеобразованию и отличную прокачиваемость даже при экстремально низких температурах.
7. Водород используется снова для удаления ароматических углеводородов и оставшихся легких примесей. Он также помогает стабилизировать молекулярную структуру вновь образовавшегося базового компонента, чтобы обеспечить повышенную устойчивость к окислению и более долгий срок службы смазки.
Совершенствование минеральных базовых масел проводится по двум основным направлениям. Первое, при котором масло очищается только до такой степени, чтобы в нем осталось оптимальное содержание смол, кислот, соединений серы, азота и, дополнительно, вводятся присадки для улучшения некоторых функциональных свойств. Такой метод не позволяет получить масла достаточно высокого уровня качества. Второе направление, при котором базовое масло полностью очищается от всех примесей и проводится молекулярная модификация методом гидрокрекинга. В результате получается масло, обладающее ценными свойствами для тяжелых режимов работы (высокая стойкость к деформациям сдвига при высоких скоростях, нагрузках и температурах, высокий индекс вязкости и стабильность параметров).
К какому классу относить такие масла? По цене «гидрокрекинг» ближе к «минералке», а по качеству, как уверяет продавец, ничуть не хуже «синтетики». Но мы же понимаем, что если бы дело обстояло именно так, такое дорогое удовольствие, как синтетическое масло, вымерло бы как класс… Гидрокрекинговое масло ближе к минеральному не только по цене, но и по способу получения, потому что оно тоже производится из нефти. Чем же оно тогда лучше? Как следует из названия, оно проходит более глубокую обработку при помощи гидрокрекинга. А на первых этапах его производство ничем не отличается от производства минерального масла. Из обычного минерального масла разнообразными физико-химическими методами удаляются нежелательные примеси вроде соединений серы или азота, асфальтеновые (битумные) вещества и ароматические полициклические соединения, которые усиливают коксование и зависимость вязкости от температуры. Депарафинизацией удаляются парафины, повышающие температуру застывания масел. Однако понятно, что удалить все ненужные примеси таким методом невозможно — грубо говоря, это и служит причиной худших свойств «минералки». Обработка масла может продолжиться и дальше. Ведь остались еще ненасыщенные углеводороды, которые ускоряют старение масла из-за окисления, да и примеси тоже остались. Гидроочистка (воздействие водородом при высокой температуре и давлении) превращает непредельные и ароматические углеводороды в предельные, что увеличивает стойкость масла к окислению. Таким образом, масло, прошедшее гидроочистку, обладает дополнительным преимуществом.
А гидрокрекинг — это еще более глубокий вид обработки, когда одновременно протекает несколько реакций. Каких? Удаляются все те же ненавистные серные и азотистые соединения, длинные цепочки разрываются (cracking — крекинг, в дословном переводе — взламывание) на более короткие с однородной структурой, места разрывов в новых укороченных молекулах насыщаются водородом (гидрирование). Отсюда и название — «гидрокрекинг». Таким образом, при гидрокрекинге налицо все признаки синтеза — создания из исходного сырья нового соединения, с новой структурой и свойствами. Поэтому гидрокрекинг часто называют НС-синтезом.
Но не все так просто. Некоторые компоненты нефти, которые обычно считаются вредными, местами могут быть весьма ценными. Например, смолы, жирные и нафтеновые кислоты улучшают липкость и стойкость адсорбционной пленки масла и тем самым улучшают смазывающую способность масла. Некоторые соединения серы и азота обладают антиокислительными свойствами. Таким образом, при глубокой очистке масла некоторые его смазывающие, антиокислительные и антикоррозионные свойства могут ухудшиться. Эта неприятность исправляется специальными присадками, которые добавляют уже на маслосмесительных заводах.
Итак, гидрокрекинговые масла — это продукты перегонки и глубокой очистки нефти. Гидрокрекинг отбрасывает все «ненужное», ну а если захватывается что-то «полезное», необходимые свойства придаются с помощью присадок. Но четко отфильтровать ненужные примеси сложно, поэтому имеет место большее нагарообразование и «содействие» коррозии у гидрокрекинговых масел по сравнению «синтетикой». Гидрокрекинговое масло получается близким по качеству к «синтетике», но быстрее стареет, теряет свои свойства. Зато они обладают высоким индексом вязкости, противоокислительной стойкостью и стойкостью к деформациям сдвига, а от износа часто могут защищать даже лучше, чем синтетические. С другой стороны, «синтетика» более однородна в смысле линейности углеводородных цепей, что дает преимущества, например, в температуре замерзания.
Есть еще один нюанс. Гидрокрекинг — процесс каталитический, как, впрочем, и синтез. Но если первый идет, например, на никеле, то второй — на углероде. Понятно, что углерод в этом смысле лучше, так масло будет избавлено от нежелательных примесей соединений катализаторов.
Самое интересное, что подавляющее большинство моторных масел, позиционируемых как полусинтетические, и даже полностью синтетические, являются ни чем иным, как гидрокрекинговыми маслами. Это общая тенденция крупнейших производителей масел. Программа BP (кроме Visco 7000), Shell (кроме 0W-40), большинство масел Castrol, Mobil, Esso, Chevron, Fuchs построены на гидрокрекинге. Много очень известных марок с полным спектром масел, использующие только гидрокрекинг.
Полусинтетика — это смесь минеральных и синтетических базовых масел, и может содержать в своем составе от 20 до 40 процентов «синтетики». Специальных требований к производителям полусинтетических смазочных материалов в отношении того, какое количество синтетического базового масла (синтетического компонента) должно быть в готовом моторном масле — нет. Также нет никаких предписаний, какой синтетический компонент (базовое масло группы III или группы IV) использовать при изготовлении полусинтетического смазочного материала. По своим характеристикам эти масла занимают промежуточное положение между минеральными и синтетическими маслами, т.е. их свойства лучше обычных минеральных масел, но хуже синтетических. По цене же эти масла значительно дешевле синтетических.
Синтетические масла обладают исключительно удачными вязкостно-температурными характеристиками. Это, во-первых, гораздо более низкая, чем у минеральных, температура застывания (-50°С, -60°C) и очень высокий индекс вязкости, что существенно облегчает запуск двигателя в морозную погоду. Во-вторых, они имеют более высокую вязкость при рабочих температурах свыше 100°C — благодаря этому масляная пленка, разделяющая поверхности трения, не разрушается в экстремальных тепловых режимах. К прочим достоинствам синтетических масел можно отнести повышенную стойкость к деформациям сдвига (благодаря однородности структруры), высокую термоокислительную стабильность, то есть малую склонность к образованию нагаров и лаков (лаками называют откладывающиеся на горячих поверхностях прозрачных, очень прочных, практически ничем не растворимых пленок, состоящих из продуктов окисления), а также небольшие по сравнению с минеральными маслами испаряемость и расход на угар. Немаловажно и то, что синтетика требует введения минимального количества загущающих присадок, а особо высококлассные ее сорта не требуют таких присадок вообще, следовательно, эти масла очень стойкие — ведь разрушаются в первую очередь именно присадки. Все эти свойства синтетических масел способствуют снижению общих механических потерь в двигателе и уменьшению износа деталей. Кроме того, их ресурс превышает ресурс минеральных в 5 и более раз. Основным фактором, ограничивающим применение синтетических масел, является их высокая стоимость. Они в 3-5 раз дороже минеральных.
Все присадки представляют собой растворы металлов (кальция, цинка и т.д.), разведенных в минеральной базовой основе. Присадки разводятся ВСЕГДА в минеральном базовом масле, так как оно наилучшим образом смешивается со всеми типами присадок. Количество присадок в моторном масле варьируется, в зависимости от предназначения масла, в количестве от 20 до 45%. Таким образом, АБСОЛЮТНО ВСЕ моторные масла, даже «полностью синтетические (Fully synthetic) на самом деле являются смешанными!
В роли синтетической базы выступают обычно полиальфаолефины (ПАО) или эстеры, либо их смесь.
ПАО — это углеводороды с длиной цепочки порядка 10…12 атомов. Получают ее путем полимеризации (проще говоря — соединения) коротких углеводородных цепочек — мономеров из 3…5 атомов. Сырьем для этого обычно служат нефтяные газы — бутилен и этилен.
Эстеры представляют собой сложные эфиры — продукты нейтрализации карбоновых кислот спиртами. Сырье для производства — растительные масла, обычно рапсовое или кокосовое. Эстеры обладают рядом преимуществ перед всеми другими известными основами. Во-первых, молекулы эстеров полярны, то есть электрический заряд распределен в них так, что молекула сама «прилипает» к металлу. Во-вторых, вязкость эстеров можно задавать еще на этапе произвВрез 1одства основы: чем более тяжелые спирты используются, тем большей получается вязкость. Можно обойтись без всяких загущающих присадок, которые «выгорают» в ходе работы в двигателе, приводят к «старению» масла. Современная технология позволяет создавать полностью биологически разлагаемые масла на основе эстеров, т.к. эстеры являются экологически чистыми продуктами и легко утилизируются. Однако все эти плюсы могут показаться слишком дорогим удовольствием. Эстеровая база стоит в 5…10 раз дороже минеральной!
Итак, опишем подробнее, что на практике означает применение эстеровых масел?
С чего мы начинаем ежедневную эксплуатацию автомобиля? Конечно же, с запуска двигателя. Именно в этот момент проявляются многие «болячки». Например, подсевший аккумулятор, замерзшие датчики и т.д. Но все это — видимые проблемы. А есть проблемы, скрытые от нашего глаза и наших ощущений. Главная из них — масляное голодание при холодном пуске двигателя. Заключается она в том, что в состоянии покоя масло стекает в картер и при старте двигатель первые секунды работает без смазки. И лишь когда масло будет распределено по системе, сухое трение металла о металл прекращается. Соответственно, во время каждого запуска детали двигателя получают значительный износ в парах трения, что заметно сокращает моторесурс агрегата.
По сравнению с полиальфаолефинами, представляющими собой простые углеводородные цепочки, молекулы эфиров полярны — электронная плотность смещена к атому кислорода карбонильной группы. Отсюда — важнейшее достоинство масел на базе эфиров: отрицательно ионизированный атом кислорода непременно притянется к металлической поверхности смазываемых деталей, поскольку кристаллическая решетка любого металла или сплава состоит только из положительно ионизированных и нейтральных атомов.
Себестоимость эфирной основы в 5-10 раз выше, чем минеральной, ведь ее производство включает несколько стадий. Сырьем обычно служит масло из копра кокосовых орехов или семена рапса, которое подвергают гидролизу, отделяя глицерин и получая нужные карбоновые кислоты.
Заключительный этап — этерификация, то есть взаимодействие кислоты со спиртом. Разумеется, не винным, в молекуле которого всего два атома углерода, а более тяжелым, где их от 4 до 22, ведь чем крупнее будет радикал R1 в молекуле эфира, тем выше его вязкость. Кстати, в этом и состоит второе главное преимущество эстеров над полиальфаолефинами: здесь можно легко менять вязкость конечного продукта, применяя тот или иной спирт.
Дополнительно варьировать свойства масла можно, меняя и кислотный радикал R, что еще более повышает себестоимость, — ведь тогда и карбоновые кислоты приходится синтезировать. Поэтому, чаще применяют растительные, благо кокосовых пальм на Земле хватит на моторные масла.
При определенных сочетаниях радикалов получаются экологически чистые биоразлагаемые эстеры: они дороже «минералки» уже в 15 раз. Сделанное на их базе масло, попав в почву, за 21 день разлагается бактериями на 85%, хотя для получения экологического сертификата достаточно уже 66-процентного распада.
Так вот, первое, и, наверное, самое главное достоинство эстеровой основы — соответствующая полярность молекулы эстера, связанно с решением именно этой проблемы. Повторимся, ее заряд, который полярно противоположен заряду металла, позволяет ей притягиваться к нему. Таким образом, на металлической поверхности в парах трения образуется постоянный слой масляной пленки, который взаимодействует с металлом по принципу магнита. Благодаря этому двигатель постоянно смазан — даже при холодном запуске. Подчеркнем, лишь эстеровая основа открывает возможности для этого эффекта.
Второе важное свойство — стабильность эстеровых масел при различных температурах, позволяет защитить двигатель во всех диапазонах температур. Но от чего же зависит вязкость в любом другом масле?
Для поддержания вязкости в пакеты присадок моторных масел входят специальные загустители. Они представляют собой спиралевидные молекулы, которые как раз и действуют по принципу спиралевидной пружины. Когда масло подвергается воздействую высоких температур, спираль расширяется, но лишь до определенного уровня, что держит вязкость масла в границах допустимого. При воздействии низких температур молекулы загустителя не дают маслу сильно загустеть, действуя в обратном направлении. Эта технология отлично работает до тех пор, пока загустители не срабатываются от механических воздействий на них. После этого стабильность вязкости масла будет зависеть исключительно от его базы. К тому следует помнить, что чем больше присадок в масле, тем больше и шлакообразование, что всегда плохо для двигателя.
Самый высокий индекс вязкости эстеровых масел напрямую связан со спиртовой составляющей эстеров — ее плотность напрямую влияет на вязкость конечного продукта. Таким образом, применяя более или менее плотные спирты в производстве эстеровой базы, разработчики, как мы уже говорили, изначально задают параметры вязкости масла. И ненадежные загустители больше не нужны. Это означает, что масла на эстеровой основе не зависят от наличия загустителей, и вязкость их будет стабильной от начала и до конца эксплуатации.
Эстеровая основа имеет также высокие показатели температуры вспышки, что резко сокращает расход масла на угар. Ее показатели высокотемпературного сдвига масляной пленки значительно превосходят показатели любых традиционных масел, включая созданные на основе ПАО синтетических баз.
Еще одно из важнейших требований при эксплуатации агрегатов, нуждающихся в смазке — прочность масляной пленки. Именно от того, насколько она крепкая, зависит защита пар трения от износа. Для этого приведем цифры максимальной нагрузки, которую выдерживают масляные пленки (при вертикальных ударах):
• минеральная база — 900 кг/см2;
• синтетика (ПАО) — 6500 кг/см2;
• синтетика (эстеры) — 22000 кг/см2.
Отчетливо видно, что масляная пленка эстеровой основы примерно в три раза крепче по сравнению с синтетической PAO-базой. Именно поэтому масла на основе эстеров так любят в профессиональном авто- и мотоспорте — они идеальны при пиковых нагрузках двигателя!
И, кроме всего сказанного, эстеровые масла показали наилучшую сопротивляемость окислению, которое неизбежно с применением низкокачественного топлива (то есть, практически любого топлива с АЗС Украины).
Подводя итоги, можно сказать, что эстеровые масла действительно очень сильно отличаются от своих «собратьев». Перечислим кратко основные их свойства и положительные «последствия»:
1. Эффект прилипания к металлу — безопасный запуск двигателя.
2. Постоянная вязкость масла — постоянное давление масла и защита двигателя.
3. Самая крепкая масляная пленка — увеличение мощности и защита от износа.
4. Самая высокая температура вспышки — снижение расхода масла.
5. Наилучшая устойчивость к окислению — сохранение основных свойств масла на протяжении всего интервала эксплуатации.
Ну и лишний раз напомним о недостатках, один из которых перерос в миф. А именно — потеря основных свойств и текучести при взаимодействии эстеровых соединений с водой. При этом эстеровое масло превращается в желе. Шокирующие снимки и предупреждения появляются в форумах, и пугают автолюбителей «коварными» эстеровыми маслами, которые при попадании капли воды выходят из строя. Но разочаруем любителей «детективного жанра». Для того чтобы довести эстеровое масло до такого состояния, понадобится объем воды, равный объему масла. Абсурдным выглядит случайное попадание такого количества влаги в систему. А небольшое количество конденсата, который может образоваться в системе от перепада температур, абсолютно безвредно. Он быстро испаряется при достижении рабочих температур масла и выводится через систему вентиляции картера.
И, как уже говорилось, главный недостаток эстеровой базы — это ее стоимость. 100%-я эстеровая основа — это теория, а не практика. Но даже небольшое содержание этой составляющей наделяет масло всеми свойствами, проявляющимися в той или иной степени, о которых мы говорили выше. Содержание эстеров в моторных маслах обычно ограничено несколькими процентами (редко — больше 10%), и применяются они лишь в самых совершенных продуктах, обычно составляющих вершину товарного ряда компаний-лидеров.
Возьмите на заметку! Слово «эстер» в химии — это такое же широкое понятие как «спирт». А спирт бывает и пищевой этиловый, и ядовитый метиловый (он же древесный). Типичный эстер в масле — это не более чем основа карбоновой кислоты с какой-нибудь гидрокарбоновой группой. Любимая игрушка детей — нитроглицерин, тоже эстер, но на основе азота, а не углерода. В общем, можно набрать в Google название большинства известных марок масел вместе со словом ester и убедиться, что эстеры применяют почти все. Единственное, что может выгодно отличать дорогое гоночное масло от более дешевого обычного — какие конкретно эстеры там намешаны, потому что их смазочные и пленкообразующие свойства могут значительно отличаться.
Если смотреть на «сухие цифры», то вряд ли увиденное поразит воображение. Точки замерзания и вспышки, вязкостные показатели на основных контрольных точках (40 и 100°C), показатели HTHS (высокотемпературная вязкость при 150°С) — все это может быть в тех же пределах, что и у ПАО-собратьев. Главный показатель — это стабильность свойств! А это можно выяснить лишь с помощью анализа отработанного масла.
Но никакие цифры не покажут вам «эффект прилипания». Разве что увеличенный моторесурс двигателя, который вы сможете увидеть значительно позже. Не стоит забывать и о том, что чем больше эстеров в масле, тем стабильнее остается его вязкость!
Итак, стоит ли покупать дорогие эстеровые масла? Вопрос личный для каждого. Но, исходя из всего вышесказанного, можно сказать определенно — эстеровые масла для тех, кто купил автомобиль не на 2-3 года с перспективой перепродать. Они нужны скорее тем, кто берет автомобиль надолго, и видит в покупке и замене масла не просто очередное ТО, а надежное вложение в долговечность двигателя.
Целяком и полностью одолжил тут
www.drive2.ru
Как производятся масла с эстерами?
Эстеры в синтетических смазочных материалах.
Статья подготовлена магазином оригинального масла MyMaslo.ru
Эстеры, сложные эфиры, как их еще называют, успешно используются в масле на протяжении более 60-и лет. Они являются исключительными веществами во многих случаях, когда налицо их преимущество при решении тех или иных задач смазки сложных механизмов. В простейшем виде, сложные эфиры могут быть определены как продукты реакции кислот и спиртов. Различают тысячи всевозможных видов эфиров, серийно выпускаемых для широкого диапазона приложений. В сфере синтетической смазки, разработано относительно небольшое, но все же существенное количество эфиров, которые оказываются очень полезны в тяжелых условиях окружающей среды. Эта статья дает общее представление о наиболее распространенных сложных эфирах, используемых в синтетических маслах и описывает важные преимущества таких составов.
Раньше сложные эфиры использовались исключительно в моторных маслах для реактивных двигателей и используются по сей день по всему миру уже более 50 лет в связи с их уникальным сочетанием низкой температуры текучести с чистой работой при высокой температуре. В автомобильной промышленности, первые высококачественные синтетические моторные масла были полностью основаны на эфирных добавках и эти продукты были весьма успешными. Эфиры уступили место ПАО (полиальфаолефины) из-за их низкой стоимости. Тем не менее, сложные эфиры часто используются в сочетании с ПАО в полностью синтетических моторных маслах для того, чтобы сбалансировать их состав, растворить отложения, снизить волатильность и повысить энергетическую эффективность за счет более высокой смазывающей способности. Процент используемого эфира, может варьироваться от 5 до 25% в зависимости от желаемых свойств и от типа используемого сложного эфира.
Новым рубежом для эфиров стал промышленным рынок, где количество продуктов, случаев применения и условий эксплуатации огромен. Во многих случаях, то же оборудование, которое работает удовлетворительно на минеральном масле на одном заводе может работать более эффективно при использования эфирной смазки на другом заводе, где оно (оборудование) используется даже в более жестких условиях. Универсальность эфиров идеально подходит для решения многих проблем смазки. Эфирные масла уже захватили определенные ниши на промышленном рынке, такие как масла для поршневых воздушных компрессоров и смазка в высокотемпературных промышленных печах. Когда работа механизма происходит при экстремальных температурах, для решения многих задач смазки эфирные масла незаменимы, а возможности их применения практически безграничны.
Немного о химии эстеров.
Во многих отношениях эфиры, очень похожи на более широко известные и используемые синтетические углеводороды или ПАО.
Как и ПАО, эфиры синтезируются из относительно чистых и простых исходных материалов для производства заданных молекулярных структур, разработанных специально для высокопроизводительной смазки. Оба типа синтетических базовых материалов в первую очередь имеют разветвленную углеводородную структуру, которая является термически стабильной, имеет высокий индекс вязкости и в ней отсутствуют нежелательные и неустойчивые примеси, найденные в обычной нефтяной основе для масел. Первичным отличием в структуре эфиров и ПАО является наличие кислорода в углеводородных молекулах в виде множественных связей, которые придают молекулам полярность.
Эта полярность молекул сложных эфиров влияет на следующие параметры масла:
Во первых- летучесть. Полярность молекул приводит к тому, что молекулы притягиваются друг к другу и это межмолекулярное притяжение требует больше энергии (тепла) для сложных эфиров для перехода из жидкого в газообразное состояние. Таким образом, для данной молекулярной массы и вязкости, сложные эфиры имеют более низкое давление паров, что выражается в более высокой температуре вспышки и более низкой скорости испарения для масла. Грубо говоря, чем больше эфирных связей в определенном эфире, тем выше его температура вспышки и выше предел его летучести.
Во вторых — смазывающая способность. Полярность приводит к тому, что молекулы сложного эфира притягиваются к положительно заряженным металлических поверхностям. В результате молекулы, как правило, выстраиваются на поверхности металла, создавая пленку, которая требует дополнительной энергии (нагрузки), чтобы ее стереть. Результатом является более устойчивая к нагрузкам пленка, что приводит к более высокой смазывающей способности масла и низкому энергопотреблению при смазке двигателя.
В третьих — моющие свойства. Полярная природа эфиров также делает их хорошими растворителями. Это позволяет сложным эфирам растворять побочные продукты в масле, которые в противном случае могли бы отложиться в виде лака или шлама. Это свойство приводит к чистой эксплуатации и улучшению растворимости отложений.
В четвертых — способность к биологическому разложению. Эфирная связь устойчива к окислению и «тепловому пробою», но в тоже время она уязвима для микробов, которые способны сделать работу по биодеградации молекул эфира. Это приводит к очень высокой скорости биоразлагаемости для эстеровых масел и позволяет производить более экологически чистые продукты.
Еще одно важное отличие эстеров (эфиров) и ПАО (полиальфаолефины) является невероятная универсальность в строительстве эфирных молекул из-за большого количества коммерчески доступных кислот и спиртов, которые входят в их состав для производства.
Как в любом продукте, есть также недостатки в сложных эфирах. Наиболее общий минус при использовании эфирных базовых масел является совместимость с прокладками двигателя. Все эфиры имеют тенденцию к размягчению и набуханию большинства прокладок. При использовании в качестве базового компонента, эфир должен быть разработан для совместимости с уплотнениями или уплотнения должны быть изменены на те, которые более совместимы с эфирами.
Еще одним потенциальным недостатком сложных эфиров является их способность вступать в химическую реакцию с водой или гидролизовать при определенных условиях. Обычно реакция гидролиза требует присутствия воды и тепла с относительно сильной кислотой или основанием, чтобы катализировать реакцию. Так как сложные эфиры, как правило, используется при очень высоких температурах, большого количества воды, как правило, нет и гидролиз редко является проблемой в реальных условиях эксплуатации. Если прикладная среда может привести к гидролизу, структура эфира может быть изменена, чтобы значительно улучшить его гидролитическую стабильность и могут применяться добавки, чтобы свести к минимуму любые такие эффекты.
В общем случае, сложные эфиры полиолов представляют самый высокий уровень производительности, доступной для применения при высоких температурах по разумной цене. Термин «сложные эфиры полиолов» является сокращением от неопентильноых эфиров полиолов, которые производятся путем взаимодействия кислот со спиртами, содержащими неопентильную структуру.
Сложные эфиры полиолов могут увеличить диапазон рабочих температур смазки на целых 50 — 100 ° С в связи с их высокой стабильностью и низкой волатильностью. Они также известны прочностью своей пленки и увеличенной смазывающей способностью, что полезно для снижения потребления энергии во многих механизмах. Единственный недостаток сложных эфиров полиолов по сравнению с диэфиров является их высокая цена, как правило, на 20 — 70 % она выше.
Основное применение для сложных эфиров полиолов является смазка реактивных двигателей, где они были использованы первый раз для более чем 40 лет назад. Такое масло для двигателя обладает текучестью при -65 ° С , насос легко прокачивает его при -40 ° С, и это масло выдерживают температуру в поддоне более 200 ° С с интервалами замены, измеренными годами. В промышленных условиях сложные эфиры полиолов широко используются в синтетических маслах холодильных установок из-за их смешиваемости с хладагентами без хлора. Они также широко используются в условиях очень больших температур, например, промышленных печах, стационарных газотурбинных двигателях. Они являются высокотемпературной смазкой огнестойких трансформаторных хладагентов, огнестойких гидравлических жидкостях и текстильных смазочных материалах.
В общем, сложные эфиры полиолов представляют самый высокий уровень производительности, доступный для применения при высоких температурах по разумной цене. Хотя они стоят дороже, чем многие другие виды синтетики, их применение является выгодым и экономически эффективным в тяжелых условиях окружающей среды. Основные преимущества включают увеличение срока службы механизмов, сокращение расходов на содержание, снижение потребления энергии, снижение выбросов, а также биологическому разложению.
Материал подготовлен магазином оригинального масла MyMaslo.ru Перепечатка материалов или частичное использование допускается при наличии гиперссылки.
Добавить комментарий
mymaslo.ru
Зачем эстеры в автомобильном масле
…Синтетические масла обладают исключительно удачными вязкостно-температурными характеристиками. Это, во-первых, гораздо более низкая, чем у минеральных, температура застывания (-50°С, -60°C) и очень высокий индекс вязкости, что существенно облегчает запуск двигателя в морозную погоду. Во-вторых, они имеют более высокую вязкость при рабочих температурах свыше 100°C — благодаря этому масляная пленка, разделяющая поверхности трения, не разрушается в экстремальных тепловых режимах. К прочим достоинствам синтетических масел можно отнести повышенную стойкость к деформациям сдвига (благодаря однородности структруры), высокую термоокислительную стабильность, то есть малую склонность к образованию нагаров и лаков (лаками называют откладывающиеся на горячих поверхностях прозрачных, очень прочных, практически ничем не растворимых пленок, состоящих из продуктов окисления), а также небольшие по сравнению с минеральными маслами испаряемость и расход на угар. Немаловажно и то, что синтетика требует введения минимального количества загущающих присадок, а особо высококлассные ее сорта не требуют таких присадок вообще, следовательно, эти масла очень стойкие — ведь разрушаются в первую очередь именно присадки. Все эти свойства синтетических масел способствуют снижению общих механических потерь в двигателе и уменьшению износа деталей. Кроме того, их ресурс превышает ресурс минеральных в 5 и более раз. Основным фактором, ограничивающим применение синтетических масел, является их высокая стоимость. Они в 3-5 раз дороже минеральных.Все присадки представляют собой растворы металлов (кальция, цинка и т.д.), разведенных в минеральной базовой основе. Присадки разводятся ВСЕГДА в минеральном базовом масле, так как оно наилучшим образом смешивается со всеми типами присадок. Количество присадок в моторном масле варьируется, в зависимости от предназначения масла, в количестве от 20 до 45%. Таким образом, АБСОЛЮТНО ВСЕ моторные масла, даже «полностью синтетические (Fully synthetic) на самом деле являются смешанными!
В роли синтетической базы выступают обычно полиальфаолефины (ПАО) или эстеры, либо их смесь.
ПАО — это углеводороды с длиной цепочки порядка 10…12 атомов. Получают ее путем полимеризации (проще говоря — соединения) коротких углеводородных цепочек — мономеров из 3…5 атомов. Сырьем для этого обычно служат нефтяные газы — бутилен и этилен.
Эстеры представляют собой сложные эфиры — продукты нейтрализации карбоновых кислот спиртами. Сырье для производства — растительные масла, обычно рапсовое или кокосовое. Эстеры обладают рядом преимуществ перед всеми другими известными основами. Во-первых, молекулы эстеров полярны, то есть электрический заряд распределен в них так, что молекула сама «прилипает» к металлу. Во-вторых, вязкость эстеров можно задавать еще на этапе произвВрез 1одства основы: чем более тяжелые спирты используются, тем большей получается вязкость. Можно обойтись без всяких загущающих присадок, которые «выгорают» в ходе работы в двигателе, приводят к «старению» масла. Современная технология позволяет создавать полностью биологически разлагаемые масла на основе эстеров, т.к. эстеры являются экологически чистыми продуктами и легко утилизируются. Однако все эти плюсы могут показаться слишком дорогим удовольствием. Эстеровая база стоит в 5…10 раз дороже минеральной!
Итак, опишем подробнее, что на практике означает применение эстеровых масел?
С чего мы начинаем ежедневную эксплуатацию автомобиля? Конечно же, с запуска двигателя. Именно в этот момент проявляются многие «болячки». Например, подсевший аккумулятор, замерзшие датчики и т.д. Но все это — видимые проблемы. А есть проблемы, скрытые от нашего глаза и наших ощущений. Главная из них — масляное голодание при холодном пуске двигателя. Заключается она в том, что в состоянии покоя масло стекает в картер и при старте двигатель первые секунды работает без смазки. И лишь когда масло будет распределено по системе, сухое трение металла о металл прекращается. Соответственно, во время каждого запуска детали двигателя получают значительный износ в парах трения, что заметно сокращает моторесурс агрегата.
По сравнению с полиальфаолефинами, представляющими собой простые углеводородные цепочки, молекулы эфиров полярны — электронная плотность смещена к атому кислорода карбонильной группы. Отсюда — важнейшее достоинство масел на базе эфиров: отрицательно ионизированный атом кислорода непременно притянется к металлической поверхности смазываемых деталей, поскольку кристаллическая решетка любого металла или сплава состоит только из положительно ионизированных и нейтральных атомов.Итак, опишем подробнее, что на практике означает применение эстеровых масел?
Себестоимость эфирной основы в 5-10 раз выше, чем минеральной, ведь ее производство включает несколько стадий. Сырьем обычно служит масло из копра кокосовых орехов или семена рапса, которое подвергают гидролизу, отделяя глицерин и получая нужные карбоновые кислоты.
При определенных сочетаниях радикалов получаются экологически чистые биоразлагаемые эстеры: они дороже «минералки» уже в 15 раз. Сделанное на их базе масло, попав в почву, за 21 день разлагается бактериями на 85%, хотя для получения экологического сертификата достаточно уже 66-процентного распада.
Так вот, первое, и, наверное, самое главное достоинство эстеровой основы — соответствующая полярность молекулы эстера, связанно с решением именно этой проблемы. Повторимся, ее заряд, который полярно противоположен заряду металла, позволяет ей притягиваться к нему. Таким образом, на металлической поверхности в парах трения образуется постоянный слой масляной пленки, который взаимодействует с металлом по принципу магнита. Благодаря этому двигатель постоянно смазан — даже при холодном запуске. Подчеркнем, лишь эстеровая основа открывает возможности для этого эффекта.
Второе важное свойство — стабильность эстеровых масел при различных температурах, позволяет защитить двигатель во всех диапазонах температур. Но от чего же зависит вязкость в любом другом масле?
Для поддержания вязкости в пакеты присадок моторных масел входят специальные загустители. Они представляют собой спиралевидные молекулы, которые как раз и действуют по принципу спиралевидной пружины. Когда масло подвергается воздействую высоких температур, спираль расширяется, но лишь до определенного уровня, что держит вязкость масла в границах допустимого. При воздействии низких температур молекулы загустителя не дают маслу сильно загустеть, действуя в обратном направлении. Эта технология отлично работает до тех пор, пока загустители не срабатываются от механических воздействий на них. После этого стабильность вязкости масла будет зависеть исключительно от его базы. К тому следует помнить, что чем больше присадок в масле, тем больше и шлакообразование, что всегда плохо для двигателя.
Самый высокий индекс вязкости эстеровых масел напрямую связан со спиртовой составляющей эстеров — ее плотность напрямую влияет на вязкость конечного продукта. Таким образом, применяя более или менее плотные спирты в производстве эстеровой базы, разработчики, как мы уже говорили, изначально задают параметры вязкости масла. И ненадежные загустители больше не нужны. Это означает, что масла на эстеровой основе не зависят от наличия загустителей, и вязкость их будет стабильной от начала и до конца эксплуатации.
Эстеровая основа имеет также высокие показатели температуры вспышки, что резко сокращает расход масла на угар. Ее показатели высокотемпературного сдвига масляной пленки значительно превосходят показатели любых традиционных масел, включая созданные на основе ПАО синтетических баз.
Еще одно из важнейших требований при эксплуатации агрегатов, нуждающихся в смазке — прочность масляной пленки. Именно от того, насколько она крепкая, зависит защита пар трения от износа. Для этого приведем цифры максимальной нагрузки, которую выдерживают масляные пленки (при вертикальных ударах):
• минеральная база — 900 кг/см2;
• синтетика (ПАО) — 6500 кг/см2;
• синтетика (эстеры) — 22000 кг/см2.
Отчетливо видно, что масляная пленка эстеровой основы примерно в три раза крепче по сравнению с синтетической PAO-базой. Именно поэтому масла на основе эстеров так любят в профессиональном авто- и мотоспорте — они идеальны при пиковых нагрузках двигателя!
И, кроме всего сказанного, эстеровые масла показали наилучшую сопротивляемость окислению, которое неизбежно с применением низкокачественного топлива (то есть, практически любого топлива с АЗС Украины).
Подводя итоги, можно сказать, что эстеровые масла действительно очень сильно отличаются от своих «собратьев». Перечислим кратко основные их свойства и положительные «последствия»:
1. Эффект прилипания к металлу — безопасный запуск двигателя.
2. Постоянная вязкость масла — постоянное давление масла и защита двигателя.
3. Самая крепкая масляная пленка — увеличение мощности и защита от износа.
4. Самая высокая температура вспышки — снижение расхода масла.
5. Наилучшая устойчивость к окислению — сохранение основных свойств масла на протяжении всего интервала эксплуатации.
Ну и лишний раз напомним о недостатках, один из которых перерос в миф. А именно — потеря основных свойств и текучести при взаимодействии эстеровых соединений с водой. При этом эстеровое масло превращается в желе. Шокирующие снимки и предупреждения появляются в форумах, и пугают автолюбителей «коварными» эстеровыми маслами, которые при попадании капли воды выходят из строя. Но разочаруем любителей «детективного жанра». Для того чтобы довести эстеровое масло до такого состояния, понадобится объем воды, равный объему масла. Абсурдным выглядит случайное попадание такого количества влаги в систему. А небольшое количество конденсата, который может образоваться в системе от перепада температур, абсолютно безвредно. Он быстро испаряется при достижении рабочих температур масла и выводится через систему вентиляции картера.
И, как уже говорилось, главный недостаток эстеровой базы — это ее стоимость. 100%-я эстеровая основа — это теория, а не практика. Но даже небольшое содержание этой составляющей наделяет масло всеми свойствами, проявляющимися в той или иной степени, о которых мы говорили выше. Содержание эстеров в моторных маслах обычно ограничено несколькими процентами (редко — больше 10%), и применяются они лишь в самых совершенных продуктах, обычно составляющих вершину товарного ряда компаний-лидеров.
Возьмите на заметку! Слово «эстер» в химии — это такое же широкое понятие как «спирт». А спирт бывает и пищевой этиловый, и ядовитый метиловый (он же древесный). Типичный эстер в масле — это не более чем основа карбоновой кислоты с какой-нибудь гидрокарбоновой группой. Любимая игрушка детей — нитроглицерин, тоже эстер, но на основе азота, а не углерода. В общем, можно набрать в Google название большинства известных марок масел вместе со словом ester и убедиться, что эстеры применяют почти все. Единственное, что может выгодно отличать дорогое гоночное масло от более дешевого обычного — какие конкретно эстеры там намешаны, потому что их смазочные и пленкообразующие свойства могут значительно отличаться.
Если смотреть на «сухие цифры», то вряд ли увиденное поразит воображение. Точки замерзания и вспышки, вязкостные показатели на основных контрольных точках (40 и 100°C), показатели HTHS (высокотемпературная вязкость при 150°С) — все это может быть в тех же пределах, что и у ПАО-собратьев. Главный показатель — это стабильность свойств! А это можно выяснить лишь с помощью анализа отработанного масла.
Но никакие цифры не покажут вам «эффект прилипания». Разве что увеличенный моторесурс двигателя, который вы сможете увидеть значительно позже. Не стоит забывать и о том, что чем больше эстеров в масле, тем стабильнее остается его вязкость! Именно наличие эстеров позволяет вышеупомянутым маслам Xenum способствовать экономии топлива (6-19%), увеличивать мощность двигателя (3-6%), снижать шумность и износ деталей.
Итак, стоит ли покупать дорогие эстеровые масла? Вопрос личный для каждого. Но, исходя из всего вышесказанного, можно сказать определенно — эстеровые масла для тех, кто купил автомобиль не на 2-3 года с перспективой перепродать. Они нужны скорее тем, кто берет автомобиль надолго, и видит в покупке и замене масла не просто очередное ТО, а надежное вложение в долговечность двигателя.
www.postavshhiki.ru
Немного про моторные масла. — DRIVE2
Zoom
Всем привет!
Сегодня поговорим о моторных маслах. Сперва будет одна часть для затравки, а появится интерес у аудитории — расширимся до многотомника 🙂
Прежде всего, что такое моторное масло глобально — это смесь базового масла (или «базы») и пакета присадок («присадки»). Основные свойства масла обеспечивает именно база, присадки только модифицируют отдельные физические параметры исходного продукта, подгоняя его под требуемые допуски. Вот о базовых маслах сегодня и поговорим.
Для понимания сути различий между разными типами базовых масел нам нужно знать следующее:
1. Любое базовое масло это углеводороды.
2. Углеводороды бывают насыщенные и ненасыщенные.
3. Насыщенные углеводороды химически инертны.
4. Ненасыщенные углеводороды химически активны и охотно вступают в реакции с другими химическими элементами.
5. Молекулы углеводородов бывают разной длины, чем молекула длиннее, тем проще ее «разломать» на несколько более мелких.
6. Короткие молекулы свойственны летучим углеводородам, длинные наоборот твердым.
Вот теперь можем начинать разбираться, что же нам предлагают производители масел 🙂
Минеральное базовое масло.
Получаются из нефти, вариантов получения масса, заострять внимание на них не будем. Общее свойство — представляют из себя лютый коктейль из насыщенных и ненасыщенных углеводородов. Молекулярный состав очень разный, есть как очень длинные, так и очень короткие молекулы. Присутствуют примеси других химических элементов.
Что это значит с точки зрения физики? Это значит, что ненасыщенная половина углеводородов в процессе эксплуатации радостно вступает в реакцию с кислородом воздуха, другими химическими элементами и на выходе мы имеем что угодно, но никак не стабильные насыщенные углеводороды. Кроме того, длинные молекулы под воздействием высокой температуры (на самом деле не только температуры, но не суть важно) охотно разламываются на более мелкие, в результате получаются опять же насыщенные и ненасыщенные углеводороды, но меньшей длины. И снова ненасыщенный реагирует с окружением. Как следствие свойства масла сильно меняются со временем, масло быстро теряет свои свойства.
Большое количество «длинных» углеводородов (среди них много парафинов, например) и примесей сказывается и на низкотемпературных свойствах — масло рано густеет. Большое количество «коротких» молекул выливается в высокую испаряемость, а это мешает подтверждать актуальные допуски масел от автопроизводителей.
Безусловно современные технологии позволяют снизить содержание примесей до ничтожных долей процента, но вот молекулярный состав без спецобработки не изменить.
Гидроочищенное минеральное масло (НЕ гидрокрекинг!).
Одной из возможных и широко применяемых технологий модификации базового минерального масла является так называемая «Гидроочистка». Суть процесса в нагревании базового масла в присутствии Водорода и температуре около 70-90 градусов по Цельсию при относительно невысоком давлении.
В результате большая часть примесей удаляется, часть ненасыщенных углеводородов восстанавливается до насыщенных а самые длинные молекулы распадаются на более короткие. В результате получается базовое масло с более высокими характеристиками, чем у классической «минералки» — ниже температура застывания, выше стабильность состава и срок службы. Тем не менее такое базовое масло по прежнему считается минеральным!
Гидрокрекинговые базовые масла (НС-масла).
Пожалуй, наиболее популярный сегодня тип базового масла. Получают его с помощью довольно затратного и физически сложного процесса, называемого гидрокрекингом. Суть в том, что исходное сырье в виде минерального масла нагревают до высокой (сотни градусов) температуры под высоким давлением в присутствии катализаторов и Водорода.
В результате получается базовое масло с исчезающе низким содержанием примесей и очень однородное по молекулярному составу — молекулы очень близки по длине и в массе своей не слишком короткие, но и не длинные. Гидрокрекинговое базовое масло очень стабильно по своим свойствам в процессе работы, имеет очень низкую температуру застывания и низкую испаряемость.
Именно Гидрокрекинговую основу большинство производителей называют «Синтетической», хотя по логике полностью синтетическим такое масло назвать нельзя. Однако, насколько мне известно, только в Германии законодательно запрещено называть НС масла «синтитическими», в остальных странах вполне себе можно. Так что знайте, покупая в магазине банку с синтетическим, судя по заверениям продавца и этикетки маслом
с вероятностью 90% вы покупаете именно Гидрокрекинг.
Поли-Альфа-Олефиновые базовые масла (ПАО).
Что за зверь? ПАО базовые масла получаются из деценов, технология довольно замороченная и сложная. Суть в том, что в результате получается базовое масло совершенно однородное по составу и вообще без примесей. Физические свойства у ПАО основы сказочные — очень низкая температура застывания и вязкость, мизерная летучесть, великолепная стабильность в следствие того, что в составе у нас молекулы все как на подбор, одинаковые (и оптимальные) по длине и насыщенные.
На полке в магазине найти продукт со 100% ПАО основой не просто, но все же можно. Особенно если вы в Германии — именно на таком масле будет написано, что оно синтетическое 🙂
Эстеровые базовые масла.
Эстеры это продукт химической реакции двухосновных кислот с одноатомными спиртами или многоатомных спиртов с одноосновными кислотами. Это второй тип чисто синтетических базовых масел. Обычно эстеровая основа используется как дополнение к минеральному базовому маслу в силу своей хорошей с ним смешиваемости (не забываем, что гидрокрекинг в какой то мере тоже минералка).
Плюсы у такого базового масла примерно те же, что и у ПАО, но есть и минусы, свойственные именно этой группе базовых масел: эстеры агрессивны к уплотнениям. К резине, химически не инертным полимерам, ко всему — вызывают набухание и разрушение. Нормально работают только с химически инертными уплотнениями вроде Фторкаучука.
Масла на эстеровой основе так же есть в продаже, одно из самых известных — Motul 300V.
Итак, с типами базовых масел вроде разобрались, осталось разобраться что значат популярные жаргонизмы «минералка», «полусинтетика» и «синтетика».
С минералкой, наверное, все и так понятно — основа из минерального базового масла той или иной степени очистки, приправленная пакетом присадок. Свойства, как и полагается минералке, вполне себе не волшебные. Однако не стоит списывать такие масла со счетов, многие старые моторы проектировались именно под них и прекрасно с ними работают.
Полусинтетика — это минеральное базовое масло с примесью синтетического, как правило гидрокрекинга. Сколько в составе минералки, а сколько синтетики разобраться можно, но никак не по этикетке. Об этом мы поговорим отдельно. По своим свойствам такое масло, как правило, ощутимо превосходит минеральное и, положив руку на сердце его более чем достаточно для большинства не специальных двигателей легковых автомобилей, если к ним не предъявляются какие то особенные требования вроде запуска в мороз -40.
Синтетика — ну тут все понятно, все три синтетические основы в разных вариациях. Самый популярный вариант — чистый гидрокрекинг. Но может быть и гидрокрекинг + ПАО, и гидрокрекинг + Эстеры, и 100% ПАО. В любом случае все это будет считаться синтетическим моторным маслом. Отличный выбор для автомобилей с большим (более 10тык) межсервисным интервалом, для спортивных двигателей, для двигателей эксплуатируемых в жестких температурных условиях.
На этом, я думаю, стоит пока остановиться.
Как обычно мне важна обратная связь от моих читателей, так что не стесняйтесь комментить и жать кнопки!
www.drive2.com
Эстеры обладают рядом уникальных свойств, чрезвычайно важных для моторных масел.
Мотодепо поздравляет всех с мотосезоном 2018!Мотодепо объявляет набор учеников
Моторные масла
Выбери правильное масло для своего двигателя
Выбрать масло для своего мтоцикла довольно непросто. MOTUL предлагает простое решение, благодаря которому вы можете сделать правильный выбор. Теперь вы будете знать все, что необходимо от понятий всесезонности и техносинтеза до рейтингов.
При выборе масла для двигателя наиболее важно придерживаться рекомендаций производителя по классу вязкости масла, категориям и спецификациям, необходимым для лучшей работы двигателя.
Для получения дальнейших рекомендаций в понимании свойств масел, которые определяют уровень производительности, ниже представлена вся необходимая информация.
Секрет масел
Существует два класса вязкости: от 0W до 25W для низких температур (буква W означает Winter —
Например, 5W-
Категории (стандарты)
SAE, API SH/CF, CCMC G-
Одобренные рейтинги
Производители мотоциклов и автомобилей устанавливают строгие критерии по выбору моторных масел и определяют рейтинги, основываясь на соответствие способности удовлетворить технические потребности. Масла MOTUL были одобрены, как отвечающие последним и высочайшим требованиям.
Synthetic, TechnosyntheseR, Mineral
Состав масел важен для определения характеристик и качества масла. Первоначально моторные масла были получены из очищенного топлива —
Вся эта информация позволит Вам лучше разбираться в технологии производства Вашего моторного масла.
Чем отличаются масла серии 300V?
Серия 300V это масла, созданные для спорта и в сотрудничестве со спортивными командами.
В этой серии применена технология двойных эстеров. По сравнению с маслами изготовленными по технологии эстеров, эти масла имеют повышенную стойкость к окислению и вязкостно-
Масла этой серии давно и успешно применяются ведущими спортивными командами. Эти же масла можно приобрести в розницу и использовать на гражданских автомобилях.
Что такое Technosynthese?
Это зарегистрированная торговая марка компании Motul. Technosynthese это процесс получения смазочных материалов путем смешения масел на минеральной основе, с маслами на синтетической основе. Отличительной особенностью данной технологии является большой процент синтетического компонента от 30% до 80%, что максимально приближает эксплуатационные характеристики масел Technosynthese к синтетическим.
Что такое эстеры?
Эстеры, они же сложные эфиры это органические соединения полученые путем синтеза жирных кислот со спиртами. Эстеры обладают рядом уникальных свойств, чрезвычайно важных для моторных масел. Эстеры обладают полярными свойствами. Что это дает? Благодаря этому молекулы масла притягиваются к поверхности металла и предохраняют рабочие части двигателя от износа независимо от режима работы системы смазки. Наибольший износ рабочих поверхностей двигателя происходит при холодном пуске двигателя. При использовании масел Motul на основе эстеров, масляная пленка непрерывно защищает рабочие поверхности двигателя, независимо от температуры и режима работы двигателя. Кроме того, эстеры создают очень стойкую масляную пленку. Для разрыва этой пленки необходимо приложить усилие в 22 тонны на квадратный сантиметр. На сегодняшний момент это наиболее прогрессивная технология производства моторных масел.
Подробнее о эстерах можно узнать из этой статьи…
www.motodepo.ru
ЧТО ТАКОЕ ЭСТЕРЫ И КАК ОНИ РАБОТАЮТ
Старейшим и самым авторитетным разработчиком технологий производства высококачественных синтетических масел является французская фирма Motul, известная ещё с 1853 года.
Всегда ориентируясь только на новейшие разработки, Motul ещё в 1966 году первыми предложили покупателям полусинтетическое масло, а уже в 1971 году в их ассортименте появилась первая в мире стопроцентная «синтетика», причём не содержащая нефтепродуктов, — Motul 300V. В качестве основы для производства этих масел были взяты эфиры растительного происхождения, получившие название эстеры. С тех пор масло Motul 300V выиграло тысячи гонок, и всё это время специалисты-химмотологи улучшали его состав.
Главным преимуществом эстеров является то, что их молекулы полярны. Будучи отрицательно заряженными, они притягиваются к металлической поверхности смазываемых деталей, так как кристаллическая решётка любого металла (или сплава) состоит из положительных ионов. Таким образом, детали агрегатов, в которых работает эфирная «синтетика» Motul, всегда покрыты прочной плёнкой смазки. Это очень важно, ведь обычно до 80% износа двигателей приходится на первые секунды работы, когда масло поступает ещё недостаточно. Кроме того, эстеровые масла сохраняют текучесть при низких температурах, обеспечивают стабильную вязкость, сверхнизкую испаряемость и высокие биоразлагаемые свойства. Все эти свойства позволяют существенно снизить износ двигателя и расход масла.
Результатом последних разработок фирмы Motul в этой области явилась новая гамма моторных масел Motul 300V Motorsport на основе двойных эстеров (Technologie Double Ester). Данная технология позволила получить масла с характеристиками, превосходящими все ранее существовавшие нормы, а также расширила ассортимент масел по вязкости (SAE 0W-20, 5W-30, 5W-40, 10W-40, 15W-50 и 20W-60).
Противоизносные свойства масел новой серии Motul 300V по всем параметрам превосходят существующие стандарты. Проведённые тесты показали, что при использовании масел Motul 300V прирост мощности двигателя составляет около 4%!
Масла из серии Motul 300V по своим выдающимся параметрам не имеют аналогов в мире и отлично подходят не только для профессиональных гонок, но и для повседневной эксплуатации.
Комментариев пока нет
www.motul-ishop.ru