Автомастерская
Анатолия Вайсмана

(499) 374-93-14

Официальный сайт

ТРЕНИЕ ВО БЛАГО

 Трение окружает нас всюду. И это настолько обыденно, что его попросту не замечаем. И вспоминаем о нем лишь, когда бросаем взгляд на изношенные подошвы ботинок, или истертые шины автомобиля. Поэтому и вечный двигатель в силу существования этого физического явления, так и остался несбыточной мечтой человечества. Трение существует не только в машинах и механизмах, но уже давным-давно присутствует и в живых организмах. Взгляните, например, на зубы. Это, по сути, классический узел трения, предназначенный для жевательного процесса. Поэтому природа позаботилась сделать их самым износостойким органом живого существа. И работают они по принципу - твердый материал по твердому. Но как ни уберегайся, зубы со временем все равно будут изнашиваться. А вот сустав живого организма – это тоже узел трения, но кардинально отличающийся от зубов. В нем трение происходит мягкое по мягкому. И этой мягкой основой являются хрящи, которые сверху покрыты пленкой, по типу полимерной. В процессе трения хрящи упруго деформируются, обеспечивая практически, полное прилегание частей сустава друг к другу, что дает возможность выдерживать весьма значительные нагрузки. Но что самое важное - сустав в процессе работы тоже изнашивается, но, в то же время, постоянно восстанавливается, являясь, не в пример зубам, безызносным узлом трения. А вот в машинах и механизмах трение, по сути, представляет собой только разрушительный процесс, в результате которого происходит взаимное изнашивание трущихся поверхностей. Поэтому, для продления ресурса техники с ним борются всеми возможными способами : применяют более твердые материалы, упрочняют трущиеся поверхности, полируют их, улучшают смазочные материалы и т.п. Но все же, износ пока остается той неизбежной данью, которую приходится приносить на жертвенный алтарь трения.

СОЗИДАТЕЛЬНОЕ ТРЕНИЕ  

 А можно ли в неживой природе создать условия трения аналогичные с суставом живого организма, чтобы изнашивание было сведено к минимуму? На первый взгляд это, в принципе, невозможно. Ведь немыслимо представить себе даже наисовременнейший узел трения, который мог бы работать без износа. Но на практике иногда происходили случаи, когда механизмы необъяснимо долго работали без явных признаков старости. Классический пример тому обычный холодильник с медным конденсатором, который на протяжении многих десятков лет тихо жужжал себе, совершенно не подавая никаких признаков немощи. Когда стали разбираться в причине такого долгожительства, высветилась одна, совершенно необъяснимая на первый взгляд деталь – все узлы трения компрессора были покрыты тонкой пленкой меди. Но, ведь технологией изготовления агрегата такое покрытие не предусматривалось. Откуда же появился этот налет?

 Копнув глубже, выяснили, что масло-фреоновая смесь, циркулирующая в системе, отбирала от медных трубок конденсатора ионы меди и переносила их в зоны трения компрессора. Там они высаживались в виде тонкой медной пленки, которая компенсировала износ. В дальнейшем это явление было названо автокомпенсацией. В итоге, трение происходило уже не твердое по твердому, а мягкое по мягкому, по аналогии трения в суставе. Отсюда и стала понятна необъяснимая долгожевучесть механизма, ведь коэффициент трения в этом случае ощутимо меньше, чем по стали. Аналогичная история происходила и с шасси военных самолетов, где после экспериментальной замены смазки в стойке шасси на спиртоглицериновую смесь, ходимость узлов увеличилась в разы. Так вот, ученые Крагельский И.В. и Гаркунов Д.Н. в середине 50-х годов прошлого столетия все же докопались до сути этого необъяснимого явления, что в корне изменило взгляд на существующую в то время классическую теорию трения. Ими было доказано, что при определенных условиях трение в механизмах может происходить безызносно, по аналогии с суставом живого организма.

 Это привело к фундаментальному научному открытию революционной значимости - эффекту избирательного переноса при трении, названному ими эффектом безызносности. В чем его суть?

 Учеными было обнаружено, что при трении медных сплавов о сталь, в условиях граничного трения (трение о выступы трущихся поверхностей при наличии тонкого слоя масла) происходит явление избирательного переноса меди из сплава, например бронзы, на сталь и обратного переноса со стали на бронзу, с высаживанием на трущихся поверхностях медной пленки. Кроме этого в зоне трения образуется защитный слой, представляющий собой очень тонкую субстанцию, состоящую из ионов меди и других металлов, а также продуктов деструкции масла.

 Эта пленка за счет электрохимических сил прочно удерживается в зоне трения и не уносится прочь, а к тому же обладает высокой упругостью, воспринимая все динамические нагрузки. Причем, она является необычайно скользкой, то есть обладает очень низким сопротивлением сдвига, что во много раз снижает коэффициент трения, доходящий до величин жидкостного трения. В результате снижается температура и износ в узлах трения. Кроме того, сама пленка постоянно самовосстанавливается в процессе трения, являясь одновременно как защитной, так и смазывающей средой.

 Но одно дело научно предсказать наличие такой субстанции, а другое – воочию увидеть ее. Поэтому был сконструирован специальный рентгеновский аппарат, с помощью которого научное предположение блестяще подтвердилось. А с появлением мощных электронных микроскопов эту загадочную пленку можно было разглядеть уже в мельчайших подробностях. Так вот, структура меди в этой пленке была неоднородна и пориста, что существенно отличало ее от меди, с которой нам приходится сталкиваться в быту. И что важно – эта пленка разделяла трущиеся поверхности, не давая им контактировать даже в случае острого дефицита смазки.

А ЧТО ДАЛЬШЕ?  

 Сразу после открытия избирательного переноса началось активное и всестороннее изучение этого феномена. Было установлено, что целый ряд пластичных металлов, в том числе серебро и золото обладают способностью образовывать эти защитные пленки. Но использовать драгоценные металлы было экономически абсолютно не выгодно, так как, перефразируя известную поговорку, «лечение не должно быть дороже стоимости болезни». Но все же, наиболее оптимальным и недорогим материалом, как показали лабораторные испытания, оказалась медь, которая были весьма пластична и, что немаловажно, намертво прилипала к трущимся поверхностям и к тому же, существенно снижала коэффициент трения. Так, например, у корабельных двигателей, находящихся на испытаниях повысился КПД и ресурс на фоне снижения расхода топлива и масла. Особенно разительным оказалось применение в тяжелых глобоидных редукторах, где потери на трение снизились в 2 раза, за счет чего КПД поднялся до невероятных высот – 0,8, что позволило на 30% увеличились рабочую нагрузку. В металлообработке энергозатраты снизилась почти в на 30%, что позволило повысить скорость резания и чистоту обрабатываемых деталей.

ПРАКТИЧЕСКОЕ ПРИМЕНЕНИЕ  

 В результате научных экспериментов были созданы различные смазочные материалы и добавки, позволяющие реализовывать эффект избирательного переноса, и началось их практическое применение в различных отраслях народного хозяйства СССР. Наиболее широко они стали использоваться в оборонной промышленности, машиностроении, металлообработке, на железнодорожном, водном транспорте, авиации. А вот автомобильную промышленность и авторемонтные предприятия, как бедных родственников, напрочь обделили этим новшеством, поэтому в советское время, будучи главным технологом ведущего автосервисного объединения г. Москвы, я ни слухом, ни духом не ведал, что существует такая инновационная технология.

 И только в середине 90-х годов страна опять вернулась к этой теме, возобновив исследования в ведущих профильных ВУЗах страны, в том числе в МГТУ им. Баумана, Университете Нефти и Газа, Санкт-Петербургском СПбПУ. Начались производственные испытаниями в различных отраслях промышленности, в том числе на крупных автопредприятиях и на ВАЗе. Возобновилось, правда в небольших объемах производство специальных смазочных материалов и добавок, которые нашли свое широкое применение в основном на железнодорожном транспорте. Но, к сожалению, на фоне огромного количества всевозможных, зачастую весьма сомнительных присадок, к тому времени хлынувших девятым валом на рынок, отечественная добавка, реализующая избирательный перенос, совершенно затерялась и должным образом не оценена и по сей день. А вот заграница, включая Америку, ЕС и Израиль, «разнюхав» это ноу-хау, начала проводить серьезные исследования этого открытия и на сегодняшний день широко использует наработанный опыт в различных отраслях промышленности.

НАШ ОПЫТ ПРИМЕНЕНИЯ ТРИБОПРОТЕКТОРА  

 В наше непростое время, шарлатанов предлагающих чудодейственные «лекарства» от всяческих болезней двигателей, развелось видимо- невидимо. Поэтому с большим недоверием, а зачастую с неприкрытым скептицизмом, отношусь ко всяким «изобретениям», реально не подкрепленных серьезной научной базой и опытом практического применения. В силу этого, вначале тоже весьма недоверчиво отнесся и к эффекту избирательного переноса, считая его очередной профанацией современных жуликов от науки. Но толчком к более серьезному взгляду на это явление послужила информация, полученная от руководства уважаемой мной фирмы «Хонсервис», с которой тесно сотрудничаю на протяжении более двух десятков лет. Это высокотехнологичное предприятие, специализирующееся на ремонте двигателей, уже накопило определенный, причем, весьма положительный опыт применения специальных моторных масел и добавок, реализующих избирательный перенос.

 Полученная информация меня весьма заинтересовала, поэтому, чтобы разобраться в сути научного открытия, вначале проштудировал солидный фолиант - учебник для ВУЗов - «Триботехника» за 2002 год под редакцией академика Гаркунова Д.Н., а в придачу целую кучу рефератов и исследований на эту тему. Напитавшись некой суммой теоретических знаний, приступил к реализации этого научного открытия на практике. Для чего в апреле 2014 года заключил договор с фирмой ООО «АККА Техникс» - производителем широкого спектра регенеративных смазочных материалов, реализующих избирательный перенос, так называемых трибопротекторов (TRIBO – трение, PROTECTOR –защитник), по которому фирма обязалась поставлять нашему предприятию образцы своей продукции, а также производить в своей лаборатории химический анализ прошедших испытание масел. В наши же функции входило снимать технические характеристики двигателей (токсичность, компрессию, давление в системе смазки, расход топлива, масла), а также контролировать «самочувствие» АКПП, КПП, редукторов до и после применения смазочных материалов с трибопротектором.

Первым «добровольцем» стала наша неутомимая рабочая лошадка – «копейка». Сняли все характеристики двигателя, затем сменили масла в двигателе, КПП и слегка «поющем» редукторе. Заодно поменяли смазку и в ступицах, подшипники которых уже слегка подшумливали. И первое, что сразу бросилось в глаза – минут через 10 двигатель стал работать на слух ощутимо тише. А через 500км пробега еще одна приятная неожиданность - улучшилась динамика автомобиля. В итоге, уже через 1000км углеводороды снизились - на 80тыс. ррм, СО – на 0,6%. Расход топлива почти на литр на 100км, а угар масла уполовинился и составил всего 20 кубиков на сотню км. пробега. Компрессия в цилиндрах выровнялась и поднялась до 12 атм. Давление масла в режиме х/х повысилось на 0,4 атм. Подшипники ступиц и редуктор заднего моста настолько утихли, что вообще перестали прослушиваться. Следующим подопытным кроликом стал BMW х5, с беспокоившим владельца стуком гидрокомпенсаторов на холодном двигателе. Через две недели по радостному голосу владельца понял - трибопротектор свою задачу выполнил.

За ними последовали и все остальные машины наших сотрудников. На «Тойоте» на 0,6 л. снизился расход топлива, притом, что автомобиль стал ощутимо шустрее. А 402-ой мотор «Волги» вообще преобразился – исчез хронический дефект этих двигателей - трясучка на х/х. Расход топлива упал на 1л., а углеводороды вообще обвалились с 220 до 100 тыс. ррм. Давление масла на х/х поднялось на 0,4 атм. После полученных результатов, весьма интересно было взглянуть и на состояние «внутренностей» двигателя, «вкусившего» необычное масло.

И такой случай не заставил себя долго ждать. «Хундай Гетц», откатав 1500км на масле с трибопротектором, имел несчастье заправиться «паленым» бензином. После этого ощутимо снизилась мощность двигателя, а расход масла круто полез в гору. В итоге, двигатель пришлось ремонтировать. Так вот, после вскрытия взору представилась весьма любопытная картина: на зеркале цилиндров, постели корпуса распредвала, поршневых пальцах, невооруженным глазом была видна высаженная медная пленка (фото).

image002.jpgФото -1. Пальцы в местах качания поршней покрыты тонюсенькой медной пленкой. Средняя часть - посадочное место шатунов.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

image004.jpgФото-2. Постель корпуса в местах опирания распредвала покрыта четко видимой пленкой меди.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

image006.jpgФото-3. Для ясности картины, фрагмент корпуса подшипников распредвала.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

image008.jpgФото-4. Зеркало цилиндра покрыто пленкой меди на фоне рисок от платохонингования.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 Нас ждала еще одна приятная неожиданность – двигатель внутри очистился от смолистых отложений за счет активного раскисляющего эффекта, что говорило о высокой моющей способности регенеративного масла. Отсюда напрашивался совершенно логичный вывод – перед заправкой специального масла желательно хорошенько промыть двигатель, чтобы уменьшить вероятность засорения масляного фильтра.

Была вскрыта еще одна, крайне важная особенность трибопротектора – ускоренная приработка трущихся поверхностей после капитального ремонта двигателя. Так, двигатель «Шкоды» и «пострадавший» мотор «Хундай гетц» уже через 500км пробега, со слов владельцев, вышли на оптимальный режим работы. Такой эффект подтверждается и исследованиями в различных научных организациях, которые установили, что приработочный износ мотора при обкатке сокращается до 3-х раз. При этом в 1,5 раза уменьшаются силы трения в двигателе, а противозадирная стойкость пар трения увеличивается почти в 5 раз. После 10т. км пробега у 3-х автомобилей были взяты пробы масла на химический анализ, которые показали несущественные изменения кинематической вязкости, кислотного и щелочного числа. Это связано с тем, что масла работали в более комфортных условиях из-за уменьшения потерь на трение, за счет чего рабочая температура в поддоне снизилась на 15 -20 градусов Цельсия. И естественно, ресурс таких масел находился на таком уровне, что их без ущерба для моторов можно было использовать по второму кругу. Кстати, моими уважаемыми коллегами по журналу «За рулем» - профессором Санкт-Петербургского политехнического университета Александром Шабановым и обозревателем журнала Михаилом Колодочкиным был проведен тест нескольких необычных масел, одно из которых, основано на аналогичных технологиях. Так вот, по результатам испытаний это масло показало весьма достойные результаты. (Статья в журнале за декабрь 2014г). На сегодняшний день у нас в опытной эксплуатации находятся более 30-ти различных автомобилей с моторами, начиная от незамудренных атмосферников, и заканчивая турбированными агрегатами. И что важно: никаких негативных последствий для моторов после применения специальных масел не установлено. В худшем случае некоторые владельцы, особенно свежих автомобилей с пробегом до 40т. км, не ощутили явно выраженной положительной динамики в работе двигателей. Во всех же остальных случаях повышался КПД, снижался износ, умерялся топливный аппетит, улучшались экологические показатели и диагностические параметры двигателей. .Но надо понимать, что трибопротектор не может быть чудодейственным «лекарством» от всех болезней двигателя. Он действительно решает целый ряд проблем, но мотору, находящемуся на последнем издыхании, он вряд ли поможет. А вот существенно продлить жизнь своей единственной и неповторимой, сэкономив заодно деньги и нервы на ее содержание – это становится реальностью!

 

Автор, Анатолий Вайсман.

 

Rambler's Top100

Дизайн-студия Website-it:
разработка дизайна и создание сайта
Фабрика ООО Кухни-Всем:
Кухни эконом-класса в Москве.