Эта особенность также привела к использованию дисульфида молибдена в металлургии. Кроме того, соединение MoS2 также часто используется в современных смазочных материалах для двигателей, которые имеют светло-серый цвет.
Когда молибденовая присадка для двигателя будет эффективной
Многие водители автомобилей знают, что в настоящее время существует множество присадок для двигателя, которые можно приобрести. Они добавляются в масло или бензин и призваны улучшить эксплуатационные характеристики. Двигатель служит дольше, устраняются царапины на цилиндрах и улучшается тяга. Некоторые присадки даже обещают снизить расход топлива.
Одной из наиболее распространенных присадок является молибден, который добавляется в масло. Некоторые масла продаются даже с этой присадкой, поэтому при покупке обязательно читайте состав. Производители утверждают, что эта присадка улучшает смазывающие свойства и защищает двигатель от износа во время работы. Это правда?
У автомобилистов нет единого мнения — они разделились. Некоторые утверждают, что двигатель работает лучше и тише, а срок службы увеличивается. Другие говорят, что не почувствовали никакой пользы, скорее наоборот. У каждого свои аргументы, и трудно сказать, кто прав. Поэтому давайте подробно рассмотрим эту добавку.
Когда нужно использовать
Моторные присадки с молибденом используются для улучшения смазывающих свойств масла. Существует два типа:
- На основе дисульфида молибдена.
- На основе органического дисульфида молибдена.
Первые использовались на немецких танках во время Второй мировой войны — в случае потери масла присадка позволяла выйти из боя или добраться до собственных танков. Американцы использовали их на двигателях вертолетов во время войны во Вьетнаме, поскольку они экономили время и позволяли совершить посадку в случае утечки масла в двигателе. Их даже использовали для смазки оружия.
Несмазанный двигатель с такими присадками может работать довольно долго, поскольку сами частицы уменьшают трение в деталях. Это предотвращает серьезные повреждения двигателя. При травлении цилиндра образующаяся пленка улучшает сжатие. И в целом, лучшее скольжение приводит к меньшему износу фрикционных деталей.
Помимо двигателя, такие присадки могут использоваться и в других механизмах — коробках передач, механических трансмиссиях, планетарных редукторах и т.д. Другими словами, любые части трутся друг о друга. В этих приложениях условия эксплуатации не такие жесткие, как в двигателе, но благодаря улучшению смазки за счет использования присадок срок службы компонентов значительно увеличивается.
Читайте также: Насколько высоким должно быть давление в системе охлаждения, как оно создается и что делать в случае отклонения от нормы?
Как работает дисульфид молибдена
Наиболее распространенным типом присадок для смазочных материалов на основе молибдена является присадка на основе дисульфида. Связь атома молибдена с двумя атомами серы довольно прочная, но связь между отдельными молекулами слабая. В то же время атомы серы имеют схожий размер с атомами металла. Поэтому вещество образует пленку, которая хорошо сцепляется с металлом и очень хорошо скользит. Эта пленка сглаживает мельчайшие неровности поверхностей и значительно снижает трение, в результате чего уменьшается трение и нагрев металла.
Однако эта присадка содержится в масле в виде суспензии и не образует с ним химической связи. Это всего лишь смесь, и поэтому она имеет свои недостатки.
Можно использовать синтетическую эфирную смесь, которая по своим физическим свойствам похожа на касторовое масло. Почему и что он предлагает? Его использование увеличивает тягу и улучшает смазку за счет образования тонкой и твердой пленки.
Краткая история открытия
Что такое молибден? В чистом виде это серый металлический порошок или кусок с низким коэффициентом трения и низким тепловым расширением, а также высокой температурой плавления и кипения.
Однако в чистом виде он малопригоден для производства смазочных материалов для двигателей. Гораздо интереснее некоторые его соединения с другими химическими компонентами.
Уникальные свойства дисульфида молибдена (MoS2) известны с середины 20-го века. Впервые представлены документальные свидетельства реального использования этого химического элемента вне лаборатории в военной промышленности. В 1950-х годах американцы добавили молибденовые присадки в масла, используемые в двигателях танков и военных самолетов.
Было обнаружено, что если система смазки двигателя повреждена и масло вытекает, двигатель может работать «всухую» гораздо дольше, пока полностью не выйдет из строя при наличии молибдена в масле. Это давало танку возможность своевременно покинуть район боевых действий, чтобы произвести ремонт или доставить самолет на аэродром.
Позже масла с молибденом стали использоваться в гражданских автомобилях. Одним из важнейших событий в истории масел, содержащих молибден, является основание компании Liqui Moly.
В 1957 году один предприимчивый немец узнал, что в части Германии, контролируемой западными союзниками, продается маленькая бутылочка со странной жидкостью.
Это был дисульфид молибдена, используемый в военных самолетах. Немец по имени Ханс Хенле купил права на это соединение и начал разрабатывать смазочные материалы для двигателей под названием Liqui Moly.
Сегодня смазочные материалы с MoS2 уже не редкость. Присадки на основе молибдена используются многими производителями моторных и трансмиссионных масел.
Кроме того, за последние годы технология получила значительное развитие. Сегодня эти масла гораздо более технологичны, чем в прошлом, и уже не имеют многих недостатков ранних версий присадок на основе молибдена.
Как работает дисульфид молибдена
Молекула MoS2, как видно из формулы, состоит из одного атома молибдена и двух атомов серы. Он легко связывается в пленку толщиной в одну молекулу. Он притягивается к металлическим поверхностям.
Благодаря этим свойствам дисульфид молибдена быстро распространяется по металлическим поверхностям в двигателе и образует тонкий поверхностный слой. Сформированная пленка имеет очень низкий коэффициент трения при движении слоев друг относительно друга. При этом долговечность самой пленки и ее адгезия к металлическим поверхностям очень высока.
В случае ударной нагрузки или термической деструкции поврежденная область в течение короткого времени заполняется свободными молекулами дисульфида молибдена в объеме масла.
Преимущества и недостатки
Как и любая добавка, дисульфид молибдена в чистом виде имеет свои преимущества и недостатки. Давайте сначала рассмотрим преимущества использования присадок с дисульфидом молибдена в современных моторных маслах.
- Снижение коэффициента трения в стыках. Это одно из самых важных и популярных свойств молибденовых моторных масел. Низкий коэффициент трения повышает производительность двигателя, увеличивает мощность и мощность впрыска, а также снижает расход топлива.
- Повышенная защита поверхностей трения. Защитная пленка предохраняет металлические поверхности от сухого трения при колебаниях механической нагрузки.
- Быстрое образование на металлических поверхностях и способность восстанавливать целостность пленки в случае повреждения.
В настоящее время масла с дисульфидом молибдена почти никогда не производятся в чистом виде. Для этого есть несколько негативных причин.
- Дисульфид молибдена в чистом виде начинает образовывать молекулярные связи еще до контакта с металлическими поверхностями. Это приводит к образованию крупных частиц, плотность которых превышает плотность масла. Когда двигатель работает на холостом ходу, частицы молибдена оседают на дне карбюратора и не участвуют в работе двигателя в течение некоторого времени после запуска.
- После заливки нового масла молибден образует защитную пленку на всех металлических поверхностях. Оставшиеся молекулы свободно циркулируют в объеме масла. Поскольку это не самое стабильное соединение, дисульфид молибдена постепенно распадается на нефункциональные соединения и больше не может играть роль в защите компонентов двигателя.
- В некоторых случаях избыток дисульфида молибдена не приносит пользу двигателю, а вредит ему. Производители увеличивают концентрацию этого компонента в масле, чтобы продлить срок его службы. Некоторые молекулы связываются с металлическими поверхностями в виде пленки. Остальное циркулирует в системе и оседает в виде комков в самых неблагоприятных местах: в промежутках между поршневыми кольцами, в датчиках, в изгибах маслопроводов. Нередко эти отложения могут привести к неприятным проблемам.
Например, связь между молекулами серы и молибдена сильная, а между молекулами серы — слабая. В результате поверхности трения активно покрываются защитным слоем молекул молибдена, между которыми эти молекулы свободно скользят.
Молибден в современных автомаслах
Молибденовые добавки могут содержать дисульфид молибдена или органический молибден. Однако использование смазки, содержащей дисульфид молибдена, не рекомендуется производителями двигателей и механиками, поскольку размер частиц этого соединения очень велик. Во время работы двигателя нерастворимые частицы могут образовываться не только между фрикционными деталями, но и на других поверхностях, которые могут быть повреждены.
Органический молибден, с другой стороны, является растворимым веществом. В то же время сохраняются его свойства, снижающие трение. Масла, содержащие такой компонент, можно использовать без риска. Поэтому в современных смазочных материалах для двигателей обычно используются органические присадки (MoDTC, MoDTP, эфир молибдата).
Какие преимущества дают соединения молибдена
Основная функция любой смазки для двигателя заключается в уменьшении трения между деталями. Молибден противодействует этому, образуя защитную пленку на поверхностях.
Преимущества использования молибдена
- предотвращается перегрев,
- повышает эффективность работы двигателя,
- уменьшает износ деталей,
- количество трения уменьшается.
Молибденовые присадки улучшают свойства моторных масел, поскольку их можно использовать как при низких, так и при высоких температурах.
Каким двигателям молибден может быть не полезен
Хотя молибден является отличным модификатором трения, его использование не рекомендуется для всех двигателей. Например, в ходе испытания TEOST 33C было установлено, что молибденовое масло приводит к образованию более тяжелых отложений при высоких температурах, характерных для турбодвигателей. Это приводит к эффекту грануляции.
Высококачественные моторные масла, содержащие другие компоненты в правильных пропорциях, могут компенсировать негативное воздействие молибденовой присадки. Поэтому использование таких смазочных материалов не может нанести вред ни одному двигателю.
