2.7. Модификаторы трения.
Для современных двигателей все чаще стараются использовать масла с модификаторами трения, позволяющими снизить коэффициент трения между трущимися деталями с целью получения энергосберегающих масел. Наиболее известные модификаторы трения – графит и дисульфид молибдена. В современных маслах их очень сложно использовать, поскольку эти вещества нерастворимы в масле, а могут быть только диспергированы в нем в виде маленьких частиц. Это требует введения в масло дополнительных дисперсантов и стабилизаторов дисперсии, однако это все равно не позволяет использовать такие масла в течение длительного времени. Поэтому в настоящий момент в качестве модификаторов трения обычно используют маслорастворимые эфиры жирных кислот, обладающих очень хорошим прилипанием к металлическим поверхностям, формированием на них слоя молекул, снижающих трение.
2.8. Депрессорные присадки.
При сильном понижении температуры масла в нем начинают образовываться кристаллы парафинов, которые срастаясь, образуют пространственный каркас, что ведет к потере подвижности масла (оно становится похожим на желе) и в результате ухудшается низкотемпературный пуск двигателя и прокачиваемость масла по каналам. В процессе производства базовых масел часть парафинов удаляют, но полное их удаление по технологическим и экономическим причинам невозможно (сильно возрастают затраты на получение базового масла). Обычно минеральное базовое масло имеет температуру застывания около -15°С. Возможность получения минеральных моторных масел с температурами застывания -30°С …-35°С достигается путем введения в масло депрессорных присадок. Эти присадки предотвращают срастание кристаллов парафина, но не предотвращают их появление вообще (принцип действия такой же, как у дизельных антигелей). Депрессорные присадки могут занимать в объеме масла до 1% могут снизить температуру его застывания – на 20°C и более.
3. Общие понятия о трении и наличии смазочных материалов.
СМАЗКА, смазочный материал, а также нанесение и действие смазочного материала, уменьшающего силу трения между движущимися частями механизмов и их изнашивание. Смазочные материалы попутно могут выполнять также функции охлаждения, защиты от коррозии, уплотнения зазоров и очистки поверхностей.
3.1. Виды трения
При исследовании явления трения между двумя твердыми телами различают три основных вида трения: сухое, граничное и жидкостное.
3.1.1. Сухое трение.
Сухое трение проявляется при взаимном относительном движении двух очищенных и высушенных твердых тел, находящихся в естественном контакте друг с другом. Под «естественным контактом» понимается непосредственное и тесное соприкосновение тел, возможное при минимальной загрязненности их поверхностей. Для выявления сухого трения сначала путем обработки с применением моющих средств и растворителей удаляют все масляные загрязнения. Затем наждачной бумагой наименьшей зернистости снимают немасляные загрязнения. После прополаскивания в дважды перегнанном спирте или эфире образцы высушиваются в инертной атмосфере или чистом воздухе. Считается, что очищенные и высушенные таким образом поверхности отвечают условиям сухого трения.
Основополагающим является понятие статического коэффициента сухого трения (коэффициента трения покоя). Этот коэффициент f дается выражением
где F – максимальная сила трения в момент трогания (рубежная сила статического трения), а N – сила нормального давления на поверхности их контакта (т.н. нормальная сила).
На рис. 1 представлена схема определения статического коэффициента трения методом скольжения образца по наклонной плоскости. Угол q наклона плоскости постепенно увеличивают до тех пор, пока образец не начнет скользить вниз. Вектор W веса образца на схеме разложен на две составляющие – перпендикулярную и параллельную плоскости скольжения. Составляющая , перпендикулярная плоскости, равна нормальной силе N, c которой плоскость действует на образец, и направлена противоположно ей. Составляющая, параллельная плоскости, тянет образец в направлении наклона плоскости, но ей противостоит сила трения F, которая, пока тело не движется, в соответствии с третьим законом механики принимает значения, равные . Когда угол наклона плоскости, увеличиваясь, достигает значения, при котором величина равна рубежной силе статического трения, образец начинает двигаться.
При этом значении угла выполняется равенство
W sinq * = fW cosq *,
откуда f = tgq *, где q * – угол, при котором начинается скольжение (угол трогания).
Рис.8.