Статья из НиЖ
Сайт журнала «Наука и жизнь»: наука, архив, новости науки, информация о журнале, форум, анкетирование, Интернет-магазин, информация о рекламе и подписке.
// www.nkj.ru
Ещё в середине 40-х годов прошлого века для продления ресурса авиационных двигателей в Институте авиационных материалов был создан материал на основе дисульфида молибдена (MoS2). Мелкодисперсный порошок размешивали в масле и заправляли вместе с основной порцией смазки в двигатель.
Порошок заполнял поры и неровности поверхности металла и существенно снижал трение. В некоторых случаях двигатели работали несколько минут даже при полной потере масла. В дальнейшем на основе дисульфида молибдена были созданы составы для работы не только с двигателями, но и с редукторами. До недавних пор этот материал был абсолютным лидером на рынке антифрикционных присадок.
Напомним, одним из необходимых свойств масла должна быть его способность противостоять износу деталей. А что делать, если износ уже имеет место? Ремонт? Иногда его не избежать, но если вовремя остановить износ, можно обойтись без разборки мотора или коробки передач.
Остановить износ помогает новый класс нанотехнологических материалов, которые при добавлении в масло не изменяют его свойства, зато кардинальным образом сводят дальнейший износ к минимуму.
Подобный материал разработан не так давно в «Промышленной группе "Инновационная энергия"». Разработчики исходили из того, что одним из наиболее низких коэффициентов трения обладает пара графит-графит.
Если в этой паре присутствует небольшое количество масла, то трение снижается еще более существенно. Если же поверхности трущихся деталей обладают некоторой эластичностью, то силу трения вообще можно снизить на два, а иногда и на три порядка.
Дело было за малым: создать такую композицию, которая не изменяла бы свойства масла, не задерживалась бы масляным фильтром, оседала бы на трущихся поверхностях, но не где попало, а в наиболее нагруженных местах, и одновременно заполняла бы увеличенные сверх меры зазоры. И создать такой состав удалось. Попутно пришлось решить ещё одну задачу: очистка трущихся поверхностей от оседающих на них нагара и других загрязнений.
В состав препарата входят нанопорошки диоксида кремния, триоксида алюминия и плазменно расширенного графита. Все компоненты диспергированы в нейтральном масле, совместимом с любыми минеральными или синтетическими маслами.
Попадая в двигатель, новый состав первым делом растворяет и отмывает нагар, грязь и лак. Любой человек, хоть раз разбиравший двигатель автомобиля, знает, насколько прочна эта субстанция. Смытая грязь задерживается масляным фильтром. Далее нанотехнологический порошок формирует на трущихся поверхностях эластичный антифрикционный слой. Он заполняет неровности металла, сводя трение к минимуму. Основу защитного слоя составляют молекулы масла, связанные в пространственную структуру частицами оксида кремния, — своеобразный коллоидный раствор. Подложкой служат частицы триоксида алюминия, а внешнюю поверхность защищает тончайшая плёнка плазменорасширенного графита.
Активнее всего образование защитного слоя происходит в зонах повышенного давления и температуры, то есть на наиболее нагруженных участках, требующих самой тщательной обработки и надёжной защиты. По мере образования защитного слоя трение на этих участках снижается и скорость нарастания слоя также падает, зато начинается нарастание защиты в других местах, куда перераспределяется нагрузка.
Снижение потерь на трение в двигателях внутреннего сгорания, особенно на низких оборотах,
привело к заметному увеличению крутящего момента при одновременном снижении удельного расхода топлива. А это очень важно, особенно для городских условий эксплуатации, ведь частые старты и набор скорости являются главными виновниками загрязнения воздуха: чтобы добиться необходимого для трогания с места крутящего момента, двигатель приходится «раскручивать», неполностью сгоревшее топливо «летит в трубу» в прямом и переносном смысле. Снижение потерь на трение приводит и к улучшению мощностных характеристик двигателя.
Прирост мощности достигает 5—7%. Не менее важно и то, что с применением подобного рода материалов увеличивается ресурс механизмов (и двигателей и трансмиссий), что убедительно показали проведённые испытания.
...
После снижения потерь на трение максимальная мощность двигателя ВАЗ-2108 возросла на 2,2 кВт. Одновременно произошло смещение мощностных характеристик в сторону низких оборотов. Интегральная мощность (работа) обработанного двигателя на отрезке 1000 — 1500 об/мин превышает на 46,6% интегральную мощность необработанного двигателя. Такие показатели важны для любых автомобилей, но особенно интересны для машин повышенной проходимости, для которых диапазон частоты работы двигателя от 1000 до 1500 об/мин исключительно важен.
После применения нового препарата состояние деталей двигателя заметно улучшилось. На фото: справа — поршень двигателя ВАЗ-2108 до обработки; слева — после пробега 40 моточасов работы двигателя с применением нового препарата.