Завтра прилечу - разберем этот бред.
Очень смешное от Алдария, Sever и прочих МПистов.
Статья под видом измерения «несущей способности пленки» масла использует ball-on-disc/ball-on-ring тест в режиме граничного трения, регистрируя лишь силу трения и косвенный износ. Пороговые нагрузки, проценты снижения и графики момента - это не физические характеристики пленки, а интерпретации скачков CoF. Геометрия и кинематика шара и кольца далеки от реальных узлов двигателя или пары «кулачок-толкатель», а антифрикционный слой на рисунке не отражает гидродинамический клин. Любые выводы о «разрушении пленки», сравнении «минерального» и «синтетического» (это главное к разбору) масел или влиянии топлива являются псевдонаучными, подменяют методику и не имеют отношения к реальной работе масла в двигателе.
Разбор -
Фрагмент статьи:
«Влияние топлива на служебные свойства современных моторных масел исследовали… Испытывали… минеральное «Стандарт», … синтетическое «Синтетик».»
Сразу видно несколько некорректностей.
Автор использует термин «минеральное» как универсальный маркер «низкой технологии». С научной точки зрения это не определение, а разговорная категория. «Минеральное», например, - это группа масел I–II, полученных селективной очисткой или гидроочисткой. Но в трибологии базовое масло - лишь часть системы. Чтобы утверждать «ЭТО минеральное хуже», необходимо привести:
- общие параметры масел,
- состав - какие базовые масла,
- наличие модификаторов трения, концентрации отдельных присадок, влияющих на результат.
Ничего этого нет.
Но мы можем видеть, что автор наоборот обобщает поведение одного конкретного масла под названием «Стандарт» на всё множество «минеральных масел». Это методологически ложное (даже - нарочно фальшивое) обобщение:
нельзя по одному экземпляру конкретного масла распространять выводы на целый класс жидкостей с сотнями вариантов составов. Термин «минеральное» в статье используется как символ, а не как научное определение.
«Несущая способность плёнки незагрязнённого минерального масла существенно ниже, чем синтетического».
Если в «синтетике» пакет присадок включает MoDTC или органические модификаторы трения, а «минеральное» такого не содержит, то различие в нормальной несущей* способности - это различие в химии присадок, а не в минеральном/синтетическом происхождении. Но автор это не рассматривает.
Но* «Несущая способность плёнки» измеряется неверным способом.
В контактной трибологии несущая способность строго связана с реальной толщиной гидродинамической/эластогидродинамической плёнки h и с шероховатостью поверхностей (параметр λ = h / σ_rms). Полный гидродинамический режим - при λ > ~3; смешанный - при λ ≈ 0.1–3; граничный - при λ < ~0.1. Авторы дают только момент трения M(P) и температуру ванны; они не измерят ни h, ни шероховатость, ни λ. Следовательно фраза «пленка утрачивает несущую способность при 120°C» - пустой звук: они не знают, где плёнка и в каком режиме работает контакт.
Далее:
Контакт «шарик - кольцевая фаска» - это классическая Hertz-овская пара, которая уходит в смешанный и граничный режимы практически сразу. Шар имеет малую площадь контакта, кольцевой образец - мягкий. Это означает, что при росте нагрузки поверхность кольцевого образца начинает деформироваться пластически, а шар остаётся почти неизменным. В такой ситуации измерение «несущей способности масла» очень легко спутать с механическим уплощением и локальным разогревом.
В точечном контакте «шарик - кольцо» локальная температура может резко подскакивать, и лёгкие фракции (топливо) испаряются из микрослоя гораздо быстрее, чем в объёме масла. Минеральные базы I группы, например, удерживают топливо лучше, потому что их растворяющая способность выше. Базы III/IV группы - более очищенные, парафиновые, с меньшим содержанием полярных и ароматических фрагментов = растворимость топлива ниже. В микроскопическом очаге нагрузки это приводит к тому, что из масла III группы топливо испаряется быстрее, меняя состав масляного микрослоя и поведение граничной смазки.
Температуру в точке реального контакта прибор не измеряет, а именно она определяет поведение системы. Контакт «шарик - кольцевая фаска» всегда прогревается гораздо сильнее, чем масляная ванна, поэтому номинальные «60–120 °C» почти наверняка соответствуют локальным всплескам порядка 150–200 °C. В таких условиях масло перестаёт работать как вязкая плёнка и переходит в область химически управляемого трения: решающую роль начинают играть скорость формирования и разрушения противозадирных слоёв. Поэтому наблюдаемая кривая - это не «несущая способность базового масла», а результат взаимодействия нескольких факторов: насколько топливо разжижает масло в зоне контакта, насколько легко это масло испаряется и сбрасывает примеси, насколько быстро образуется трибоплёнка и какова её механическая прочность. Даже мягкость или хрупкость модифицированных слоёв, которые определяются составом присадок вносит вклад. В итоге выводы о различиях между маслами по «несущей плёнке» на таком стенде неизбежно смешивают механику, тепловой эффект и химию трибоплёнок - и потому требуют очень осторожной интерпретации: и это точно не должны быть интерпретации маркетологического уровня «Несущая способность плёнки незагрязнённого минерального масла существенно ниже, чем синтетического».
На представленных графиках показана зависимость момента трения от нагрузки для стального шара, который продавливает кольцо. Это классическая система «твёрдое по мягкому», что сразу делает невозможным любой разговор о «несущей способности гидродинамической плёнки».
Это нормальная трибохимия, а не разрушение какой-то «несущей структуры». Там, где автор пишет про «несущую способность, снижающуюся с 170 до 150 Н», он просто выдаёт геометрию и поведение металлической пары за свойства масла. «Несущая способность» как параметр здесь физически не существует: нагрузку несёт металл, а масло лишь влияет на энергию сдвига в тонком слое. Дальше, где он пишет, что «масло при 100°С утрачивает способность обеспечивать трение по адсорбционным слоям», - это вообще подмена понятий: адсорбционные слои никогда не обеспечивают несущей способности плёнки масла, и их «утрата» не связана с нагрузкой. Слои просто выгорают или срезаются, и тогда включается противозадирная химия.
Графики отражают не «несущую способность» плёнки, а граничное трение в условиях непрерывной пластической деформации. Разница в наклоне кривых - это не «защита», а просто разная эффективность пакетов присадок (AW/EP/FM) по снижению трения. Явно существует и влияние различий в полимерах и модификаторах, но оно чисто поверхностное - это борьба тонких химических слоёв с локальной пластической деформацией, а не изменение режима смазывания.
Чтобы проверить «химическую модификацию», авторы были обязаны предоставить химический анализ поверхностей (XPS, SEM/EDS, Оже-спектроскопия) для подтверждения наличия трибоплёнок. Tаких данных нет.
Следовательно, выводы автора о «пределах загрязнения» и о «включении/выключении» присадок чрезмерно категоричны и не подтверждены набором измерений; для корректной интерпретации необходимы дополнительные контрольные данные - твердость/профиль пятна, микросъёмка контакта, зависимость по скорости - Stribeck, интерферометрия толщины плёнки.
Ну и последнее - отсутствуют статистика и контроль воспроизводимости. Ни один серьёзный вывод нельзя делать по одиночному прогону. Нужны повторности (n≥3), средние±σ, p-value для сравнения кривых. Авторы не представили этого - следовательно, различия могут быть просто шумом.