FIGURE 10
Поршни и шатуны Ford — пробег 50,000 миль
Испытания с использованием смазочного материала LB-300 показали удовлетворительные результаты, за исключением двух аспектов:
(a) наблюдалось некоторое накопление углерода за верхним поршневым кольцом, хотя само кольцо оставалось свободным в канавке, и
(b) небольшое количество сажи из топлива так плотно прилипало к юбке поршня, что лёгкое протирание чистой тряпкой не полностью её удаляло.
Типичный поршень после 480-часового испытания на двигателе Caterpillar показан на
Рисунке 11.
Тяжёлые царапины металла, которые обычно появляются на поршне выше области хода кольца, почти полностью отсутствовали в этих испытаниях. Результаты показали, что добавление некоторого количества моющего средства в смазочный материал LB-300 было бы желательно для прохождения теста, требуемого для соответствия спецификации 2-104(b). Несмотря на это, показатели работы материала в течение 480-часового теста на долговечность были в остальном весьма удовлетворительными.
Небольшое количество моющего средства, добавленное в смазочный материал LB-300, дало улучшенные результаты в 480-часовом испытании, как показано на
Рисунке 12.
Дополнительная работа по испытаниям смазочных материалов на синтетической основе для дизельных двигателей в настоящее время проводится.
FIGURE 11
Поршень двигателя Caterpillar в тесте L-1-545, без моющих средств
FIGURE 12
Поршень двигателя Caterpillar в тесте L-1-545, с моющим средством
Вязкостно-температурные зависимости
Классификация вязкости SAE для смазочных масел основывается исключительно на показателях вязкости и не учитывает вязкостно-температурные характеристики смазочного материала. Согласно классификации SAE, смазочный материал LB-300 соответствует маслу SAE-20. Однако благодаря высокому индексу вязкости 142 он имеет вязкость, сопоставимую с SAE-10 при 0°F, и с SAE-30 при 210°F.
Рисунок 13 демонстрирует, что продукт не может быть адекватно описан только как масло SAE-20, так как этот единственный класс синтетического смазочного материала охватывает диапазон обычных масел SAE-10, 20 и 30.
Низкая температура застывания и желаемые вязкостно-температурные зависимости обеспечивают адекватную смазку при высоких и низких температурах, позволяя использовать смазочный материал LB-300 как летом, так и зимой, исключая необходимость сезонной замены масла.
Использование легких сортов минерального масла позволяет гарантировать надежный запуск при низких температурах.
Прочность масляной пленки
Лабораторные испытания прочности пленки, например, на машинах Falex, Timken и Shell 4-ball, показали, что смазочные материалы серий LB и 50-HB имеют промежуточную прочность пленки между прямыми нефтяными маслами и мягкими маслами с экстремально высоким давлением. Серия 50-HB демонстрирует немного более высокую прочность пленки по сравнению с серией LB. Эти продукты могут быть дополнены добавками для создания смазочных материалов с экстремальными характеристиками давления. Некоторые добавки, используемые в нефтяных маслах, непригодны для синтетических масел из-за их низкой растворимости.
Испытания масла
Так как синтетическое масло химически отличается от нефтяных масел, многие химические тесты, применяемые к нефтяным маслам, не имеют такой же значимости. Например, значения, полученные для нерастворимых в нафте и хлороформе остатков, могут быть вводящими в заблуждение из-за различий в характеристиках растворимости синтетического масла и его продуктов окисления. Число нейтрализации, определяемое традиционным методом ASTM, имеет другое значение для синтетических масел. Стандартный тест числа нейтрализации для синтетического масла сложен в исполнении, так как требуется омыление образующихся эфиров, что приводит к значению, аналогичному числу омыления ASTM. С учетом химических различий между двумя видами масел, мы считаем, что более точным методом является анализ как свободной, так и общей кислотности. Для этого мы используем модифицированный метод ASTM, в котором результаты выражены в миллиэквивалентах на грамм масла.
Измерение вязкости
Измерение вязкости является важным как для синтетических, так и для нефтяных масел, поскольку это физическое свойство.
Зольность, определяемая методом ASTM, имеет такое же значение, как и в случае с нефтяными маслами, так как количество несгораемых твердых частиц в использованном смазочном материале может влиять на износ двигателя и его производительность. В использованных синтетических смазочных материалах зольность в основном представлена свинцом из топлива.
Мы считаем, что вязкость, зольность, свободная кислотность и общая кислотность являются самыми важными химическими и физическими тестами для мониторинга состояния использованного масла.
Растворяющее действие
Как уже упоминалось, смазка LB-300 обладает растворяющим действием на многие продукты окисления, образующиеся из нефтяных масел. Эта смазка постепенно очищает загрязненные двигатели во время работы транспортного средства. Этот процесс поднимает несколько вопросов:
(a) Влияют ли продукты окисления нефтяного масла, растворенные в смазке, на её смазывающие свойства?
(b) Ослабляет ли очищающее действие смазки загрязнения, которые могут быть захвачены масляным насосом?
(c) Что произойдет, если в картер, содержащий синтетическую смазку с большим количеством продуктов окисления нефтяного масла, добавить минеральное масло?
Рассмотрим эти вопросы по порядку:
(a) Ни одно из проведенных испытаний, как на динамометрах, так и в полевых условиях, не продемонстрировало негативного воздействия растворенных продуктов окисления нефтяного масла.
(b) При самых идеальных условиях в системе смазки циркулирует определенное количество загрязнений. Логично предположить, что во время очищающего действия синтетического масла их количество может увеличиться. Однако микроскопические исследования показывают, что крупные частицы не циркулируют и оседают на дне картера.
(c) Если в картер с синтетической смазкой, содержащей продукты окисления, добавить минеральное масло, может произойти осаждение некоторых растворенных веществ. Однако смеси этих масел можно использовать без проблем, если двигатель не содержит отложений.
Растворимость воды
Синтетические смазки серии LB отличаются от нефтяных масел тем, что способны растворять до 3% воды при комнатной температуре. Вода выше этого количества образует глобулы или слои. Эта ограниченная растворимость воды имеет преимущества, например, зимой вода не замерзает и не препятствует циркуляции масла.
Контроль образования шлама
Проблема зимнего шлама, содержащего воду и продукты распада масла, остается актуальной. В случае с синтетическими смазками не образуется "майонезоподобный" шлам, как в случае с нефтяными маслами. Это связано с отсутствием высокомолекулярных продуктов окисления.
