Як моторна олива захищає від корозії та окислення?

Моторна олива відіграє ключову роль у захисті двигуна не тільки від механічного зношування, але й від корозії та окислення. Ці процеси можуть призвести до серйозних пошкоджень металевих компонентів, якщо їх вчасно не запобігти. Давайте разом розглянемо, як саме олива захищає двигун від корозії та окислення, які присадки використовуються для цього та як правильно обрати оливу для кращого захисту.

Що таке корозія та окислення у двигуні?

Корозія в двигуні

Корозія є результатом електрохімічної реакції, що відбувається між металом та навколишнім середовищем, зокрема вологою та киснем. В контексті двигуна, корозія виникає через контакт металевих поверхонь з водою, що може потрапляти в систему кількома шляхами:

1. Конденсат. Під час циклів нагрівання і охолодження двигуна на його стінках може утворюватися конденсат. Ця вода накопичується, особливо в картері або на інших внутрішніх компонентах двигуна.

2. Волога з атмосфери. Через вентиляційні системи та неповні герметичні з'єднання у двигун може проникати волога з повітря, особливо в умовах високої вологості або при частих коротких поїздках, коли двигун не встигає прогрітися до достатньої температури для випаровування води.

Корозія найчастіше відбувається на поверхні металів через процес окислення заліза. Хімічно цей процес можна описати реакцією:

Це рівняння показує утворення гідроксиду заліза (Fe(OH)3Fe(OH)_3Fe(OH)3​), відомого як "іржа". Оскільки ця реакція відбувається на поверхні металевих компонентів двигуна, з часом вона може призводити до руйнування стінок циліндрів, підшипників та інших критично важливих деталей.

Типи корозії в двигуні

1. Хімічна корозія. Виникає через взаємодію кислот, які утворюються внаслідок згоряння палива, з металевими поверхнями двигуна. Наприклад, продукти згоряння можуть містити сірку, яка при реакції з водою утворює сірчану кислоту:

Ця кислота, реагуючи з металами, може призводити до пошкодження внутрішніх компонентів.

2. Електрохімічна корозія. Відбувається через утворення гальванічних пар між різними металами в двигуні, наприклад, між алюмінієм та сталлю, коли олива або інші рідини стають електролітом.

Окислення оливи в двигуні

Окислення — це реакція моторної оливи з киснем при високих температурах, що відбувається через термічне навантаження на оливу. Висока температура прискорює процес окислення оливи, що призводить до утворення кислот та смолистих відкладень.

Процес окислення можна описати такою загальною реакцією:

Тут $RH$ — це вуглеводнева складова моторної оливи, а $ROOH$ — органічна пероксидна група, що утворюється внаслідок окислення. Пероксиди є нестабільними і можуть розпадатися з утворенням агресивних радикалів, таких як $OH$ (гідроксильні радикали), що ініціюють подальші реакції окислення, сприяючи деградації оливи.

Утворення кислот і відкладень

У результаті окислення утворюються органічні кислоти (наприклад, карбонові кислоти), які є дуже агресивними до металевих поверхонь. Це може викликати корозію підшипників, поршнів та інших важливих компонентів двигуна. У міру збільшення кількості цих продуктів деградації, олива стає менш ефективною, а двигун піддається більшому зносу.

Крім того, продукти окислення оливи — це не тільки кислоти, а й тверді смолисті відкладення. Ці відкладення осідають на стінках двигуна та у масляних каналах, що призводить до погіршення мастила і навіть блокування масляної системи.

Технічні аспекти захисту моторної оливи від окислення та корозії

Щоб запобігти руйнівному впливу корозії та окислення, в моторні оливи додаються спеціальні присадки:

1. Антиоксиданти. Ці хімічні сполуки гальмують процес окислення, перехоплюючи вільні радикали і запобігаючи утворенню пероксидів. Найбільш поширеними антиоксидантами є фенольні сполуки та аміни.

2. Антикорозійні присадки. Вони утворюють захисну плівку на металевих поверхнях і нейтралізують кислі продукти згоряння палива. Наприклад, сполуки фосфорної кислоти утворюють хімічно стійкі бар'єри на поверхні металів.

3. Детергенти та дисперсанти. Вони сприяють утриманню продуктів згоряння у вигляді мікроскопічних частинок, не дозволяючи їм осідати на деталях двигуна. Це важливо для запобігання відкладень і захисту поверхонь від корозії.

Таблиця хімічних присадок у моторних оливах

Присадка	Хімічний склад	Основна функція
Антиоксиданти (феноли)	C₆H₅OH	Перехоплення вільних радикалів
Антикорозійні присадки	Солі фосфорної кислоти	Захист металів від впливу кислот і вологи
Детергенти	Сполуки кальцію, магнію або барію	Очищення поверхонь від відкладень
Дисперсанти	Сполуки з полярними групами	Утримання твердих частинок у підвішеному стані

Як моторна олива захищає від корозії?

• Формування захисного шару. Однією з основних функцій моторної оливи є створення захисної плівки на поверхні металевих деталей. Цей шар ізолює метал від впливу вологи та кисню, запобігаючи корозії. Чим якісніша олива, тим більш стійкою буде ця плівка.
• Антикорозійні присадки. Моторна олива містить спеціальні присадки, що нейтралізують кислоти й запобігають корозійному впливу на деталі двигуна. Ці присадки вступають у реакцію з кислотними продуктами згоряння та вологи, забезпечуючи хімічний захист металів.

Приклад таблиці з антикорозійними присадками:

Тип антикорозійної присадки	Функція	Приклади олив, що містять присадку
Присадки на основі амінів	Нейтралізація кислот	Castrol Magnatec, Mobil 1
Фосфатні інгібітори	Формування захисної плівки	Shell Helix Ultra, Liqui Moly
Антиоксиданти	Запобігання окисленню	Total Quartz, Motul Specific

• Виведення води із системи. Деякі оливи містять дисперсійні присадки, які допомагають "виштовхувати" воду з масляної системи, запобігаючи її накопиченню на поверхнях і мінімізуючи ризик корозії.

Як моторна олива захищає від окислення?

• Антиоксидантні присадки. Окислення оливи під впливом високих температур — одна з головних причин деградації оливи. Для запобігання цьому процесу в оливу додаються антиоксидантні присадки, які уповільнюють хімічні реакції з киснем. Це дозволяє оливі зберігати свої властивості довше й запобігати утворенню шкідливих кислот.

Приклад таблиці антиоксидантних присадок:

Присадка	Функція	Ефективність захисту
Фенольні антиоксиданти	Запобігання утворенню кислот	Висока
Аміни	Нейтралізація активних форм кисню	Середня
Ароматичні вуглеводні	Захист від термічного розкладання оливи	Низька

• Стабілізація при високих температурах. Оливи з високим індексом в'язкості краще опираються розкладанню при високих температурах. Це особливо важливо для спортивних та високонавантажених двигунів, де термічний вплив може бути екстремально високим.
• Нейтралізація кислот. Присадки, що вимірюються за параметром TBN (Total Base Number), допомагають оливі нейтралізувати кислоти, які утворюються під час згоряння палива. Високий TBN забезпечує кращий захист від кислотних продуктів, подовжуючи термін служби оливи й знижуючи ризик окислення.

Порівняння TBN у різних оливах:

Олива	TBN (мг КОН/г)	Рекомендації для використання
Mobil 1 Extended Performance	10.5	Тривалі інтервали заміни
Liqui Moly Molygen 5W-30	8.2	Звичайні умови експлуатації
Shell Helix Ultra	9.3	Екстремальні умови експлуатації

Як вибрати оливу для кращого захисту від корозії та окислення?

При виборі моторної оливи для захисту від корозії та окислення слід враховувати багато технічних параметрів, щоб забезпечити оптимальну роботу двигуна і продовжити його термін служби. Ось детальніший розбір того, як правильно обрати оливу залежно від типу двигуна, умов експлуатації та стану автомобіля.

Вибір оливи для автомобілів із великим пробігом

Двигуни з великим пробігом, зазвичай понад 150-200 тисяч кілометрів, мають більше внутрішніх відкладень і зазнають більших термічних навантажень. Зазвичай у старих двигунах можуть утворюватися мікротріщини, знос підшипників та інших деталей, що сприяє накопиченню кислот і забруднень. Для таких двигунів необхідні оливи з підвищеним рівнем антиоксидантів, які перешкоджають окисленню оливи і захищають двигун від утворення кислот і корозії.

Рекомендації:

• В'язкість: Для старих двигунів рекомендується використовувати масла з більш високою в'язкістю, наприклад, 5W-40 або 10W-40, щоб компенсувати збільшені зазори в двигуні та забезпечити кращий захист від зносу.

• TBN (Total Base Number): Важливо, щоб олива мала високий показник TBN (зазвичай вище 8-10), який допомагає нейтралізувати кислоти, що утворюються в результаті окислення і згоряння палива.

  Приклад оливи з високим TBN:

  • Mobil 1 Extended Performance 5W-30 — TBN близько 10,5, що забезпечує тривалий захист від кислот та окислення, особливо для автомобілів із великим пробігом.
  • Liqui Moly Molygen 5W-40 — має високу концентрацію антиоксидантів і спеціальні присадки, що захищають старі двигуни від окислення і корозії.

Вибір оливи для дизельних двигунів

Дизельні двигуни значно більше схильні до накопичення сажі через особливості процесу згоряння палива. В результаті, моторна олива в дизельних двигунах темніє швидше, і в ній накопичується більше продуктів згоряння. Якщо олива не має достатніх миючих та диспергуючих властивостей, ці продукти можуть утворювати відкладення, що викликають корозію внутрішніх деталей.

Рекомендації:

• В'язкість: Дизельні двигуни краще працюють з оливами в'язкості 5W-30 або 5W-40, залежно від умов експлуатації. Важливо, щоб олива могла зберігати свої властивості при високих температурах і тиску.

• Миючі та диспергуючі присадки: Слід обирати оливи з потужними миючими присадками на основі кальцію або магнію, які забезпечують ефективне очищення та запобігання утворенню відкладень.

  Приклад відповідних олив для дизельних двигунів:

  • Shell Helix Ultra Diesel 5W-40 — містить присадки для ефективного очищення сажі, високий показник TBN (9,3) і стійка до високих температур.
  • Motul Specific 5W-30 Diesel — спеціально розроблена для дизельних двигунів із системами фільтрації сажі, знижує ризик утворення нагарів та корозії.

Вибір оливи для екстремальних умов експлуатації

Умови експлуатації в спорті або позашляховому водінні часто пов’язані з високими навантаженнями на двигун, великими температурними коливаннями та частими режимами зупинок і стартів. У цих умовах важливо використовувати синтетичні оливи з високою термостійкістю, здатні зберігати свою структуру та властивості при екстремальних температурах.

Рекомендації:

• В'язкість: Для високонавантажених двигунів рекомендується використовувати оливи в’язкості 5W-40 або 10W-60. Вони забезпечують кращу стійкість до високих температур і навантажень, а також підтримують стабільну роботу при низьких температурах.

• Присадки для термостійкості: Оливи повинні містити антиоксидантні присадки, що захищають від термічної деградації, і антизносні присадки (наприклад, на основі цинку та фосфору), що забезпечують захист при високих швидкостях тертя.

  Приклад відповідних олив для екстремальних умов:

  • Motul 300V 10W-40 — високопродуктивна синтетична олива для спортивних автомобілів з високим термічним захистом і антиоксидантними властивостями.
  • Castrol Edge Supercar 10W-60 — розроблена для автомобілів із великими навантаженнями, містить присадки для захисту від термічного розкладання при високих температурах.

Хімічний склад присадок: поглиблений аналіз

Присадки, що додаються до моторних олив, відіграють критичну роль у захисті двигуна від корозії та окислення. Ось докладніший огляд основних типів присадок:

Антиоксиданти

Антиоксиданти захищають оливу від окислення, яке викликає утворення кислот і осадів. Найчастіше використовуються два типи антиоксидантів:

• Фенольні антиоксиданти — сполуки на основі фенолу, які ефективно перехоплюють вільні радикали.
• Амінні антиоксиданти — більш стійкі до високих температур, забезпечують захист при тривалих інтервалах заміни.

Дисперсанти

Дисперсанти дозволяють зберігати тверді частинки у підвішеному стані, запобігаючи їх осіданню в двигуні. Це важливо для очищення від продуктів згоряння і запобігання відкладенням, що викликають корозію.

Миючі присадки

Миючі присадки (детергенти) захищають металеві поверхні від кислотних продуктів згоряння і нейтралізують їх. Вони зазвичай базуються на кальцієвих або магнієвих сполуках, які утворюють хімічно активні комплекси з кислотами, перешкоджаючи їх руйнівному впливу.

Таблиця присадок і їх впливу на захист двигуна:

Присадка	Основна функція	Приклад оливи
Антиоксиданти (фенольні, аміни)	Захист від окислення	Mobil 1 Extended Performance
Дисперсанти	Утримання частинок у підвішеному стані	Shell Helix Ultra
Миючі присадки (кальцієві)	Нейтралізація кислот	Castrol Magnatec
Антизносні присадки	Захист від механічного зношування	Liqui Moly Synthoil

При виборі моторної оливи для захисту від корозії та окислення слід звертати увагу на технічні параметри, такі як в'язкість, TBN, тип антиоксидантів і миючих присадок. Вибір правильної оливи не лише продовжує термін служби двигуна, але й забезпечує стабільну роботу навіть у найскладніших умовах експлуатації.

Захист двинуна від корозії та окислення

Моторна олива виконує найважливішу функцію — захист двигуна не тільки від механічного зношування, але й від корозії та окислення. Завдяки спеціальним присадкам, сучасна олива здатна запобігати руйнуванню металевих поверхонь і уповільнювати окислювальні процеси. Вибір якісної оливи з правильно підібраним набором присадок — це запорука довговічності двигуна й його ефективної роботи в будь-яких умовах експлуатації.

Якщо у вас є додаткові запитання або потрібні глибші приклади, я з радістю додам більше інформації!