Пакет присадок к моторному маслу представляет собой предварительно смешанный концентрат, содержащий большинство или все присадки, необходимые для получения готового моторного масла. Смеситель добавляет его в базовое масло в заданной пропорции — как правило, 10–18 % для моторных масел легковых автомобилей (PCMO) и 14–22 % для моторных масел для тяжелых дизельных двигателей (HDDO) — для соответствия целевым спецификациям, таким как API SP или API CK-4.
Данное руководство предназначено для специалистов по смешиванию смазочных материалов, химиков-разработчиков рецептур и технических закупщиков, которым необходимо понять, что на самом деле входит в состав готового пакета присадок — какие компоненты составляют его основную часть, какие добавляются в дозах, выраженных в частях на миллион, и как эти доли влияют друг на друга — прежде чем сравнивать предложения поставщиков или разрабатывать индивидуальную норму добавления.
PCMO и HDDO: как состав пакетов различается в зависимости от условий эксплуатации
Комплексы моторных масел для легковых автомобилей (PCMO) разработаны с учетом условий эксплуатации бензиновых двигателей: умеренная нагрузка сажей, высокая чувствительность к фосфору (защита каталитического нейтрализатора), умеренный показатель TBN и приоритет экономии топлива. Они проходят испытания в соответствии с последовательностями API SP / ILSAC GF-6.
Композиции моторных масел для тяжелых дизельных двигателей (HDDO) рассчитаны на совершенно иные условия: высокую нагрузку сажей (до 6–8 % сажи по массе в отработанном масле), более высокую кислотность продуктов сгорания и более длительные интервалы замены (50 000–100 000 км). Поэтому в составах HDDO используется больше диспергаторов, детергентов с более высоким показателем TBN и более мощные антиокислительные системы. Они проходят испытания в соответствии с требованиями API CK-4/FA-4 или ACEA E.
Что это означает для вашей рецептуры: если вы адаптируете рецептуру масла для легковых автомобилей (PCMO) к циклу эксплуатации HDDO, то наибольшее изменение доли добавок происходит именно в линиях диспергаторов и детергентов — ожидайте, что общая доля добавок в комплексе вырастет с 10–18 % для PCMO до 14–22 % для HDDO, в основном для того, чтобы справиться с дополнительной нагрузкой по суспендированию сажи и нейтрализации кислот, а не потому, что химический состав сам по себе меняет семейства. В приведенной ниже таблице подробно расписаны эти семейства для обоих режимов эксплуатации.
Компания CheMost поставляет как пакеты присадок для PCMO так и пакеты присадок для тяжелонагруженных дизельных масел по конкурентоспособным нормам добавки с гибкой совместимостью с группами базовых масел.
Девять семейств компонентов и вклад каждого из них
Полный пакет присадок к моторному маслу — это не одно химическое вещество, а сбалансированная смесь из девяти функциональных семейств, дозировка каждого из которых различается на порядок. В приведенной ниже таблице сопоставляются два показателя для каждого семейства: его типичная доля в самом концентрате пакета и — отдельно — его типичная доля в готовом масле после добавления пакета в нормальной дозировке для PCMO/HDDO. Эти два показателя взяты из разных источников (стандартные данные о составе пакета и данные о дозировке каждого семейства в готовом масле) и согласуются друг с другом при простом арифметическом вычислении, что является полезной проверкой достоверности при анализе сертификата состава, предоставленного поставщиком.
| Семейство компонентов | Типичная доля в смеси | Типичная доля в готовом масле | Основная функция |
|---|---|---|---|
| Детергенты (сульфонаты/фенаты с избыточной основностью) | 10–30 % | Определяется целевым значением TBN, а не фиксированным процентом | Нейтрализация кислот + контроль образования отложений при высоких температурах |
| Беззольные диспергаторы (PIBSI) | 25–45 % | 3–7 % по массе | Поддержание сажи и продуктов окисления во взвешенном состоянии при низкой температуре |
| ZDDP / противоизносные присадки | 8–15 % | 1,0–3,0 % по массе (с ограничением содержания фосфора) | Противоизносная трибопленка + вторичное антиокислительное действие |
| Антиоксиданты (затрудненные фенолы, аминосоединения) | 3–8 % | Зависит от конкретного продукта, обычно составляет несколько десятых процента | Окислительная стабильность, особенно в двигателях GDI и с турбонаддувом |
| Модификаторы трения | 0–3 % | 0,25–1,0 % по массе (органические); несколько сотен ppm Mo (органомолибден) | Снижение трения для экономии топлива (требования ILSAC GF-6) |
| Ингибиторы коррозии / деактиваторы металлов и ингибиторы ржавчины | 1–3 % | Зависит от базового масла, фиксированного значения нет | Защита желтых металлов и поверхностей черных металлов от проникновения воды |
| Ингибиторы пенообразования | <0,1 % | ~10–20 ppm (силиконовые типы) | Предотвращают увлечение воздуха, снижающего прочность пленки |
| Понижатель температуры застывания | 0–2 % (часто дозируются отдельно) | Обычно составляет несколько десятых процента по массе; типичная примерная доза — ~0,2 % по массе | Текучесть при низких температурах; чрезмерное добавление приводит к возврату к исходной температуре застывания |
| Улучшитель индекса вязкости | Почти всегда добавляется отдельно, не входит в состав пакета | Значительно меньше ~1,5% от массы фактического полимера | Определяет диапазон вязкости многоградусного масла |
Источники: данные о доле в составе отражают стандартные правила составления рецептур; данные по готовому маслу взяты из технических страниц CheMost, посвященных семействам компонентов, ссылки на которые приведены в таблице выше.
Что это означает для вашей рецептуры: диспергатор обычно является самой крупной по весу статьёй — примерно половина всего пакета — поскольку для контроля нагара в современных маслах с низким содержанием золы и удлинённым межзаменным интервалом требуется больше беззольного полимера, чем для выполнения любой другой функции. ZDDP — это семейство, которое с наибольшей вероятностью достигнет жесткого предела до того, как исчерпается бюджет на дозировку добавок: при содержании фосфора ~7,2%, добавка в количестве 1,0 % по массе уже вносит около 720 ppm фосфора, что близко к предельному значению в 800 ppm, допускаемому большинством спецификаций PCMO — поэтому разработчики рецептур полагаются на органические модификаторы трения и беззольные противоизносные добавки, чтобы восполнить любой оставшийся пробел в защите от износа, не превышая предельного значения содержания фосфора.
From the labFormulating motor oil or transmission fluid? CheMost supplies the chemistry.View engine oil packagesПочему стоит покупать готовую смесь, а не закупать эти девять семейств ингредиентов по отдельности?
Учитывая, сколько взаимодействующих семейств приведено в таблице выше, вполне уместно спросить, почему производитель смесей не покупает просто каждый компонент и не смешивает собственный пакет. На практике это нецелесообразно по нескольким причинам:
- Компоненты присадок взаимодействуют друг с другом: некоторые комбинации вызывают помутнение, осаждение или снижение эффективности
- Сертификаты оригинальных производителей двигателей (такие как Dexos, MB 229.5, VW 504/507) выдаются на конкретные пакеты присадок, а не на отдельные компоненты
- Испытания на соответствие спецификациям (Sequence VIE, Mack T-12, Scania T13 и т. д.) обходятся дорого — как правило, от 500 000 до 1 млн долларов и более за каждую серию испытаний
- Пакеты оптимизированы для конкретной дозировки при использовании проверенной группы базовых масел
Что это означает для вашей рецептуры: повторное смешивание пакета из отдельных компонентов имеет смысл только в том случае, если у вас есть собственный бюджет на испытания двигателей и программа получения одобрений от производителей оригинального оборудования (OEM) — в противном случае риск взаимодействия компонентов и затраты на повторное подтверждение соответствия спецификации перевешивают любую экономию на сырье. Большинство производителей смесей рассматривают пакет как фиксированную систему и корректируют в его рамках только базовое масло, VII и PPD. Сертификат OEM, такой как Dexos или VW 504/507, выдается на готовое масло, разработанное с использованием конкретного пакета при определенной дозировке присадок — замените его смесью компонентов собственного приготовления, и этот сертификат больше не будет действителен, даже если каждая отдельная присадка химически эквивалентна.
Как выбрать подходящий пакет присадок для вашей рецептуры?
Выбор зависит от трёх факторов:
- Целевая спецификация: API SP, ACEA C3, API CK-4 или одобрение OEM?
- Группа базовых масел: минеральное масло групп I/II/III или PAO/эфир? Некоторые комплексы присадок оптимизированы для определенных групп базовых масел.
- Класс вязкости: дозировка пакета присадок и выбор VII определяют, сможете ли вы достичь 0W-20, 5W-30 или 15W-40.
Что это означает для вашей рецептуры: химический состав детергентов в составе пакета также стоит проверять отдельно, а не только общий показатель TBN — пакет с преобладанием сульфонатов обеспечивает экономичную защиту от ржавчины и устойчивость к воде, в то время как пакет, содержащий фенаты, добавляет высокотемпературную моющую способность и вторичную антиокислительную защиту за счет серного мостика. Ознакомьтесь с нашим подробным сравнением химии детергентов на основе сульфоната кальция и фената кальция, если в техническом паспорте пакета указана смесь сульфонатов и фенатов, и вам необходимо понять, какие конкретно преимущества дает вам такое соотношение. Выбор улучшителя индекса вязкости — это связанное, но отдельное решение; ознакомьтесь с нашим руководством по выбору улучшителя индекса вязкости, чтобы понять компромиссы между стабильностью при сдвиге и другими характеристиками.
Для помощи в разработке рецептур наша техническая команда может предоставить рекомендации по дозировке и руководства по смешиванию для всех комплексов присадок CheMost. Ознакомьтесь с полным ассортиментом компонентов присадок для проектов по разработке индивидуальных рецептур.
Часто задаваемые вопросы
Каковы основные типы присадок в комплекте присадок для моторного масла?
Полный пакет, как правило, состоит из девяти функциональных семейств: детергентов, беззольных диспергаторов, ZDDP/противоизносных добавок, антиоксидантов, модификаторов трения, ингибиторов коррозии/ржавчины, ингибиторов вспенивания и (иногда) понижателя температуры застывания — при этом улучшитель индекса вязкости почти всегда добавляется смесителем отдельно. Каждый класс добавляется в разных пропорциях — от однозначных процентных долей до частей на миллион для ингибиторов вспенивания.
Какую долю в готовом моторном масле фактически составляют присадки?
Для типичной рецептуры моторного масла для легковых автомобилей (PCMO) сам пакет присадок составляет 10–18 % от готового масла; для моторного масла для тяжелых грузовиков (HDDO) — 14–22 %. В пределах этой дозировки на дозатор может приходиться примерно половина пакета по весу — обычно 3–7 % готового масла — что делает его крупнейшей отдельной статьёй в составе большинства моторных масел.
Можно ли смешивать разные комплекты присадок для соответствия техническим требованиям?
Нет — комплексы присадок специально разработаны и испытаны как целостные системы. Смешивание комплексов от разных поставщиков приводит к созданию непроверенной комбинации, которая вряд ли пройдет испытания двигателя в соответствии со спецификацией. Если вам требуется определенный уровень производительности, проконсультируйтесь с вашим поставщиком присадок относительно комплексов, уже одобренных для данной спецификации.
Что такое дозировка присадки и как она измеряется?
Норма добавки — это процентная доля пакета присадок в готовом смазочном материале, выраженная по весу или объему. Пакет PCMO с дозировкой 12 % означает 120 г пакета на 880 г базового масла. Оптимальная дозировка определяется разработчиком пакета в ходе испытаний на двигателе и представляет собой минимальную дозу, необходимую для прохождения всех требуемых испытаний на эксплуатационные характеристики.
Почему дозировка ZDDP ограничена, хотя её увеличение улучшило бы защиту от износа?
ZDDP является основным источником фосфора в комплексе присадок, а современные спецификации ограничивают общее содержание фосфора — примерно до 0,08 % по массе (800 ppm) для API SP и ILSAC GF-6/GF-7 — поскольку избыток фосфора может привести к отравлению каталитических нейтрализаторов в течение срока службы масла. Добавление 1,0 % по массе ZDDP при типичном содержании фосфора уже обеспечивает примерно 720 ppm, поэтому разработчики рецептур рассчитывают вклад фосфора перед фиксацией дозы и используют органические модификаторы трения или беззольные противоизносные добавки, чтобы восполнить оставшийся дефицит.
В чём разница между ингибитором коррозии и ингибитором ржавчины в составе моторного масла?
Они защищают разные металлы. Ингибитор ржавчины (как правило, растворимый в масле сульфонат) образует водоотталкивающую пленку на поверхностях черных металлов, предотвращая попадание кислорода и воды на сталь. Деактиватор металлов выполняет схожую, но отдельную функцию: он защищает подшипники из желтых металлов, таких как медь и латунь, и — что не менее важно — связывает растворенные ионы меди, которые в противном случае стали бы катализаторами окисления самого масла. Большинство комплексов присадок для моторных масел выполняют обе эти функции, часто за счет одного и того же компонента — ингибитора коррозии.
Есть ли у комплексов присадок срок годности?
Да — для большинства пакетов присадок к моторному маслу рекомендуемый срок хранения составляет 2–5 лет при хранении при контролируемой температуре (ниже 30 °C) в герметичной таре, защищённой от влаги. Пакеты, содержащие определённые типы диспергаторов, могут гелеобразовываться или выпадать в осадок при длительном хранении в холодных условиях. Всегда проверяйте техническое описание продукта (TDS) для уточнения конкретных условий хранения.
Об этом руководстве
Данное руководство было составлено командой CheMost по поддержке рецептур на основе наших собственных технических описаний компонентов присадок и стандартных отраслевых норм дозировки, с перекрестной проверкой по данным о дозировке готовых масел для каждого семейства присадок, а не путем повторения информации из одного общего источника. Мы сами не заявляем о получении одобрений от производителей оригинального оборудования (OEM) — такие одобрения принадлежат производителям готовых масел — и не рекомендуем смешивать комплекты присадок от разных поставщиков с целью экономии. Если вы сравниваете технический паспорт комплекта присадок от поставщика с диапазонами, указанными в данном руководстве, и что-то не сходится, наша техническая команда поможет вам проверить расчёты.
Связанные статьи
Сульфонат кальция или фенат кальция: какой детергент нужен вашей рецептуре?
Что такое ZDDP? Противоизносная присадка, защищающая ваш двигатель
