Dodatek do oleju - Oil additive
Dodatki olejowe to związki chemiczne, które poprawiają właściwości smarne oleju bazowego (lub oleju „bazy”). Producent wielu różnych olejów może wykorzystać tę samą bazę dla każdej receptury i wybrać różne dodatki dla każdego konkretnego zastosowania. Dodatki zawierają do 5% wagowych niektórych olejów.
Prawie wszystkie komercyjne oleje silnikowe zawierają dodatki, są oleje syntetyczne lub naftowy podstawie. W zasadzie tylko oleje silnikowe American Petroleum Institute (API) Service SA nie zawierają żadnych dodatków, a zatem nie są w stanie chronić nowoczesnych silników . Dobór dodatków zależy od zastosowania, na przykład olej do silnika wysokoprężnego z bezpośrednim wtryskiem paliwa w pickup (API usługi CJ-4), ma inne dodatki niż olej stosowany w małym benzyny parowe silnik zaburtowy na łodzi ( olej do silników dwusuwowych).
Rodzaje dodatków
Dodatki olejowe są niezbędne do prawidłowego smarowania i przedłużonego użytkowania oleju silnikowego w nowoczesnych silnikach spalinowych . Bez wielu z nich olej uległby zanieczyszczeniu, zepsułby się, wyciekł lub nie chroniłby właściwie części silnika we wszystkich temperaturach roboczych . Równie ważne są dodatki do olejów stosowanych w skrzyniach biegów , automatycznych skrzyniach biegów i łożyskach . Niektóre z najważniejszych dodatków obejmują te stosowane do kontroli lepkości i smarności , kontroli zanieczyszczeń, kontroli rozkładu chemicznego oraz do kondycjonowania uszczelnień. Niektóre dodatki umożliwiają lepsze działanie smarów w trudnych warunkach, takich jak ekstremalne ciśnienia i temperatury oraz wysoki poziom zanieczyszczenia.
Kontrolowanie rozkładu chemicznego
- Dodatki detergentowe , pochodzące z wczesnych lat 30. XX wieku, są stosowane do czyszczenia i neutralizacji zanieczyszczeń olejowych, które normalnie powodowałyby osady ( szlam olejowy ) na kluczowych częściach silnika. Typowymi detergentami są sulfoniany magnezu.
- Dodatki hamujące korozję lub rdzę opóźniają utlenianie metali w silniku.
- Dodatki przeciwutleniające opóźniają degradację zapasów oleju poprzez utlenianie . Typowymi dodatkami są aminy organiczne i fenole .
- Dezaktywatory metalu tworzą film na metalowych powierzchniach, aby zapobiec utlenianiu oleju przez metal.
- Zasady mogą być stosowane do zwalczania rozkładu chemicznego oleju bazowego w obecności kwasów. Olej poddawany ścieraniu i utlenianiu przez powietrze i gazy spalinowe ma tendencję do gromadzenia kwasów i zwiększania całkowitej liczby kwasowej (TAN). Na przykład kwasy rozkładu występujące w zużytym oleju przekładniowym mogą obejmować kwasy karbocykliczne, ketony, estry oraz produkty uboczne nitrowania i siarczanowania. Jednakże, jak omówiono w następnym akapicie, w większości formułowanych olejów zawarte są organiczne i nieorganiczne zasady i detergenty, więc niektóre (ale nie wszystkie) z tych zanieczyszczeń zostaną zneutralizowane. Degradację i trwałość oleju przekładniowego można zmierzyć za pomocą jego TAN.
2.png)
- Dodatki alkaliczne służą do neutralizacji wspomnianych wcześniej kwasów, a także pomagają zapobiegać tworzeniu się siarczanów w oleju roboczym. Formułowany olej często zawiera KOH ( wodorotlenek potasu ), mocną zasadę, w niewielkich ilościach, ponieważ jest skutecznym neutralizatorem stosowanym w rafinacji ropy naftowej. Dodatki pełniące podobną funkcję w oleju silnikowym obejmują sulfoniany, salicylany i fenolany magnezu i wapnia. Są to wspomniane wcześniej dodatki do detergentów. Aby zmierzyć potencjał alkaliczności formułowanego oleju, jest on testowany w celu uzyskania równoważnej ilości KOH, aby uzyskać całkowitą liczbę zasadową oleju (TBN) z jednostkami mg KOH na gram oleju. W miarę degradacji pakietu dodatków TBN będzie się zmniejszać do czasu, gdy olej silnikowy będzie wymagał wymiany. Dalsze stosowanie oleju pozwoli na korozję szlamu, lakieru i metalu. Ważną miarą degradacji i trwałości oleju silnikowego jest jego TBN w stosunku do nowego oleju.
Dla lepkości
- Modyfikatory lepkości zwiększają lepkość oleju w podwyższonych temperaturach, poprawiając jego wskaźnik lepkości (VI). Zapobiega to tendencji oleju do rozrzedzania się w wysokiej temperaturze. Zaletą stosowania oleju o mniejszej lepkości z polepszaczem VI jest to, że poprawi on płynność w niskich temperaturach, a także będzie wystarczająco lepki do smarowania w temperaturze roboczej . Większość olejów wielosezonowych posiada modyfikatory lepkości . Niektóre oleje syntetyczne są projektowane tak, aby bez nich spełniały wielosezonowe specyfikacje. Modyfikatorami lepkości są często polimery z tworzyw sztucznych. Praktycznie wszystkie oleje wymagają określonego zakresu lepkości jako płynu roboczego, więc lepkość jest głównym czynnikiem decydującym o tym, czy olej jest odpowiedni do konkretnego zastosowania. W miarę zużywania się olejów zmniejsza się ich lepkość, co w końcu wymaga ich wymiany.
- Depresatory temperatury krzepnięcia poprawiają zdolność płynięcia oleju w niższych temperaturach .
Dla smarowności
- Modyfikatory tarcia lub reduktory tarcia, takie jak dwusiarczek molibdenu , są stosowane w celu zwiększenia oszczędności paliwa poprzez zmniejszenie tarcia między ruchomymi częściami. Modyfikatory tarcia zmieniają smarność oleju bazowego. Olej wielorybi był używany w przeszłości.
- Hipoidalny środki wiążące na powierzchni metalu, utrzymując ich dotykania, nawet przy wysokim ciśnieniu .
- Dodatki przeciwzużyciowe lub dodatki hamujące zużycie powodują, że części metalowe otaczają film, pomagając w ich oddzieleniu. Typowo stosuje się dialkiloditiofosforan cynku lub ditiofosforan cynku .
- Nanocząstki, które tworzą diamentopodobne powłoki węglowe, które poprawiają zdolność osadzania i mogą osiągnąć supersmarność . Technologia została opracowana we współpracy z Argonne National Laboratory i Pacific Northwest National Laboratory oraz stanowi podstawę produktu TriboTEX. Ta technologia została wyróżniona przez NASA Spinoff Magazine ze względu na jej właściwości poprawiające długowieczność
- Nieorganiczne nanocząsteczki dwusiarczku wolframu podobne do fulerenów (IF-WS2) o morfologii pustej kuli ( podobnej do fulerenów ), zapewniają ekstremalną smarowność , odporność na tarcie i wysoką odporność na uderzenia (do 35 GPa). Cząstki IF-WS2 zostały odkryte przez profesora Reshefa Tenne'a w Instytucie Nauki Weizmanna . W przeciwieństwie do standardowych dodatków do smarów, które mają strukturę płytkopodobną o umiarkowanych właściwościach trybologicznych, cząstki IF-WS2 mają dziesiątki koncentrycznych warstw klatkowych, dzięki czemu cząstki te doskonale sprawdzają się pod ekstremalnym ciśnieniem lub obciążeniem. Cząsteczki IF-LWS2 są dostępne w postaci suchego proszku oraz dyspersji w oleju, wodzie i rozpuszczalniku . Dyspersje te są używane do formułowania różnych smarów , smarów , płynów do obróbki metali , powłok , farb i polimerów .
- Metale zużywające się z tarcia są niezamierzonymi dodatkami do oleju, ale większość dużych cząstek metalu i zanieczyszczeń jest usuwana na miejscu za pomocą magnesów lub filtrów oleju . Trybologia to nauka badająca zużycie materiałów.
Do kontroli zanieczyszczeń
- Dyspergatory utrzymują zanieczyszczenia (np. sadzę ) zawieszone w oleju, aby zapobiec ich koagulacji .
- Środki przeciwpieniące (odpieniacze) hamują tworzenie się pęcherzyków powietrza i piany w oleju, co może powodować utratę smarowania , wżery i korozję w miejscach, w których powietrze i gazy spalinowe stykają się z metalowymi powierzchniami.
- Środki przeciwmgielne zapobiegają atomizacji oleju. Typowymi środkami przeciw zaparowaniu są silikony.
- Wosku modyfikatory kryształów są odparafinowania pomocnicze, które poprawiają zdolność filtrów olejowych do oddzielnego wosku z ropy naftowej. Ten rodzaj dodatku ma zastosowanie w rafinacji i transporcie oleju, ale nie do formułowania środków smarnych.
Z innych powodów
- Kondycjonery uszczelnień powodują pęcznienie uszczelek i uszczelek, co zmniejsza wyciek oleju.
Dodatki na rynku wtórnym i kontrowersje
Chociaż olej silnikowy jest wytwarzany z licznymi dodatkami, istnieją również dodatki do oleju na rynku wtórnym . Rażąca niespójność masowych dodatków do oleju na rynku wtórnym polega na tym, że często używają one dodatków obcych dla oleju silnikowego. Z drugiej strony sprzedawane są również dodatki komercyjne, które są przeznaczone do wydłużonych okresów między wymianami (w celu zastąpienia zużytych dodatków w zużytym oleju) lub do formułowania olejów na miejscu (w celu wytworzenia niestandardowego oleju silnikowego z bazy). Dodatki dostępne w handlu są identyczne z dodatkami znajdującymi się w gotowym oleju silnikowym, podczas gdy dodatki sprzedawane masowo mają po części każdy z nich.
Niektóre dodatki do oleju na rynku masowym, zwłaszcza te zawierające PTFE / teflon (np. Slick 50 ) i chlorowane parafiny (np. Dura Lube ), wywołały poważny sprzeciw konsumentów i amerykańskiej Federalnej Komisji Handlu, która zbadała wiele masowych dodatków do olejów silnikowych pod koniec lat 90.
Chociaż nie ma powodu, aby twierdzić, że wszystkie dodatki do oleju stosowane w pakowanym oleju silnikowym są dobre, a wszystkie dodatki do oleju na rynku wtórnym są złe, w branży wtórnej istnieje tendencja do wysuwania nieuzasadnionych twierdzeń dotyczących skuteczności dodatków do oleju. Te nieuzasadnione twierdzenia spowodowały, że konsumenci zostali zwabieni do dodania do silników butelki chemikaliów, które nie obniżają emisji, nie poprawiają odporności na zużycie, obniżają temperatury, poprawiają wydajność lub wydłużają żywotność silnika bardziej niż (znacznie tańszy) olej. Wielu konsumentów jest przekonanych, że dodatki do oleju na rynku wtórnym działają, ale wielu konsumentów jest przekonanych, że nie działają i w rzeczywistości są szkodliwe dla silnika. Temat jest gorąco dyskutowany w Internecie .
Chociaż PTFE, ciało stałe, był używany w niektórych dodatkach do oleju na rynku wtórnym, użytkownicy twierdzili, że PTFE zbijał się razem, zatykając filtry. Niektórzy ludzie w latach 90. donosili, że zostało to potwierdzone przez NASA i amerykańskie uniwersytety. W obronie PTFE należy zwrócić uwagę na to, że jeśli cząstki są mniejsze niż te, które podobno stosowano w latach 80. i 90., to PTFE może być skutecznym smarem w zawiesinie. Wielkość cząstek i wiele innych powiązanych ze sobą składników smaru utrudnia sformułowanie ogólnych stwierdzeń o tym, czy PTFE jest użyteczny, czy szkodliwy. Chociaż PTFE został nazwany „ najlepszą substancją znaną człowiekowi ”, nie przyniesie niczego dobrego, jeśli pozostanie w filtrze oleju .
Zobacz też
- Dodatek do paliwa
- Dodatek do benzyny
- Analiza oleju – Analiza laboratoryjna właściwości i zanieczyszczeń smaru na bazie oleju
Bibliografia
- ^ B Thorsten Bartels i in. „Smary i smarowanie” w Encyklopedii Chemii Przemysłowej Ullmanna, 2005, Weinheim. doi : 10.1002/14356007.a15_423
- ^ „Przewodnik dotyczący oleju silnikowego API, 2006” (PDF) .
- ^ Dodatki do oleju napędowego Chevron Oronite
- ^ a b c „TAN i TBN - Spectro Scientific” . www.spectrosci.com .
- ^ „Wodorotlenek potasu w przemyśle naftowym i gazowym - Continental Chemical” .
- ^ Roger F. Sebenik i in. „Związki molibdenu i molibdenu” w Encyklopedii Technologii Chemicznej Ullmanna 2005; Wiley-VCH, Weinheim. doi : 10.1002/14356007.a16_655
- ^ Olej wielorybi dexron Turbo hydra-matic 350 By Ron Sessions], strona 20.
- ^ "Olej silnikowy ZDDP - Mustang Monthly" . Mustang 360 .
- ^ Chang, Qiuying; Rudenko, Pawło; Miller, dziekan J; Wen, Jianguo; Berman, Diana; Zhang, Yuepeng; Arey, Bruce; Zhu, Zihua; Erdemir Ali (2017). „Operando tworzenie folii granicznej o bardzo niskim tarciu z syntetycznego dodatku wodorotlenku krzemu i magnezu”. Trybologia międzynarodowa. 110: 35-40. doi:10.1016/j.triboint.2017.02.003.
- ^ „Nanotechnologia naprawia uszkodzenia silnika w samochodach | NASA Spinoff” .
- ^ Quaker State rozlicza się z FTC przeciwko Slick 50 za 10 milionów dolarów w 1997 roku.
- ^ Dura Lube rozlicza opłaty FTC. Zarchiwizowane 15.01.2013 w Wayback Machine , płacąc 2 miliony dolarów odszkodowania konsumenckiego w 2000 roku.
- ^ NASA raport badania rzekomo powiedzieć o PTFE dodatków olejowych, „W rodzaju styku powierzchni nośnej Przyjrzeliśmy widzieliśmy żadnych korzyści. W niektórych przypadkach widzieliśmy szkodliwy wpływ. Ciało stałe w oleju mają tendencję do gromadzenia na wlotach i działa jak tama, która po prostu blokuje przedostawanie się oleju. Zamiast pomagać, w rzeczywistości pozbawia części smaru”. Źródło tego cytatu nie jest znane, ale sam cytat pojawia się w artykule z czasopisma, o którym mowa poniżej.
- ^ Zobaczartykuł w Road Rider Magazine (obecnie Motorcycle Consumer News ) z sierpnia 1992 r. autorstwa Freda Rau, który został szeroko przedrukowany, i zobacz oilfilters.htm, aby zapoznać się ze współczesną dyskusją.
- ^ Zobacz Nanoflon , PTFE, który jest wystarczająco mały do zawieszenia w smarach i jest używany komercyjnie do tego celu.
- ^ Prezentacja PTFE: silna żywica, dobrze strzeżona tajemnica przez Owena Heatwole'a, kwiecień 1981, dla QMI.
- ^ „Silniki Edwards - Specyfikacje produktu” . 24 lutego 2010. Zarchiwizowane z oryginału w dniu 24 lutego 2010.
Zewnętrzne linki
- Panel dodatków naftowych American Chemistry Council łączy się z producentami dodatków do oleju.