Одним из путей повышения технико-экономических показателей двигателей внутреннего сгорания является уменьшение потерь на трение в их механизмах и системах. Перспективным направлением решения этой проблемы является использование в двигателях моторного масла с различными присадками и добавками, которые реализуют принцип самоорганизации в узлах трения и, так называемое, «безызносное» трение. При использовании такой технологии добавки к моторному маслу, получившие название кондиционеров металла  и представляющие собой сложное химическое соединение с активными ионами железа, становятся  в результате химической реакции в зонах трения  частью структуры металла, сглаживая шероховатость и микропоры и микротрещины. На поверхностях трения из компонентов кондиционера металла формируется тонкий защитный слой и в результате трибохимических реакций осуществляется цикл «износ-восстановление».

Одним из таких кондиционеров  металла является добавка к моторному маслу « Ройл Тритмент» (РТ) компании Neways International.

Целью проведения испытания являлось определение влияния добавки «Ройл Тритмент» (РТ) к моторному маслу на мощностные и экономические показатели двигателя ВАЗ-21011 при работе по внешней характеристике, а также исследование ремонтно-восстановительных свойств добавки путем изменения компрессии в двигателе и микрометраже цилиндров и коленчатого вала.

Объектом испытаний был двигатель «ВАЗ – 2101», выработавший свой ресурс  (падение компрессии в цилиндрах было более допустимой величины.) См. таблицу №1.

№ цилиндра	1	2	3	4
Компрессия в цилиндре  Рк(кгс/кв.см) до заливки добавки РТ	9,4	9,4	10,0	10,0
Компрессия в цилиндре  Рк(кгс/кв.см) после 30 часовой обработки с доб. РТ	10,0	10,2	10,3	10,1
Компрессия в цилиндре  Рк(кгс/кв.см) дополнительной 10 часовой обработкой с добавкой РТ	10,4	11,0	11,0	11,0

Перед началом испытаний была проведена разборка и промывка двигателя, выполнен микрометраж цилиндров двигателя, коренных и шатунных шеек коленчатого вала.

Испытания проводились на моторном масле «ТНК Мотор» с вязкостной характеристикой по классификации SAE 15W40 и новым масляным фильтром.

Мощность механических потерь определялась методом прокручивания двигателя от мотор-генератора испытательного стенда MEZ-VSETIN в диапазоне от 1000 до 5400 мин-1 при полностью открытом дросселе и выключенном зажигании.

Скоростная внешняя характеристика снималась в диапазоне частот от 1500 до 5400 мин-1с замером параметров через каждые 200 оборотов в минуту. Температура охлаждающей  воды при снятии контрольных замеров поддерживалась в диапазоне 80+2град, моторного масла  90 град. Снятие контрольных  параметров проводилось без изменения  регулировок карбюратора. Угол опережения зажигания изменялся за счет действия штатных устройств системы зажигания (центробежного регулятора и вакуум-корректора).

Компрессия в цилиндрах определялась на прогретом двигателе при прокручивании его  от мотор-генератора при частоте вращения 200 об/мин.

После сборки двигателя была проведена его  10-ти часовая обкатка и сняты контрольные характеристики, представленные на рис. 1 и 2.

Заливка добавки РТ была проведена в соответствии с инструкцией завода –изготовителя из расчета 80 мл на 1л моторного масла, то есть в двигатель ВАЗ- 21011 было залито 310 мл.

Обкатка двигателя на масле с добавкой проводилась в течение 30 часов при изменении нагрузки  от минимальной  до максимальной и частоты вращения коленчатого вала от 800 до 5100 мин-1: после чего вновь были сняты контрольные характеристики двигателя и замерена компрессия в цилиндрах. Результаты сравнения показателей двигателя представлены в таблице 1 на рисунках 1 и 2. Уменьшение потерь на трение (снижение мощности механических потерь) наблюдалось  во всем диапазоне частот вращения и на частоте вращения 5400 мин-1 составило 11,5 %.Ощутимый прирост эффективной (полезной) мощности на внешней характеристике наблюдается только на больших частотах вращения, так как этот прирост обусловлен был в основном уменьшением механических потерь, абсолютные значения, которых на низких частотах невысоки. Изменение часового расхода топлива оказалось в пределах точности замер. Возросла компрессия в цилиндрах, особенно в тех  из них, где значения были низкими  (таблица № 1).

После проведения этой серии опытов по предложению представителей фирмы, была проведена дополнительная обкатка двигателя в течение 10 часов на режимах полной нагрузки двигателя  и частотах вращения  5500 – 4500 мин-1и вновь сняты контрольные характеристики двигателя. Результаты испытаний показали (рис1 и 2 таблица 1), что мощность механических потерь еще больше уменьшилась и на максимальных частотах вращения это падение составило 8,6 %Таким образом, суммарное уменьшение потерь  на трение в двигателе составило примерно 20 %, что надо признать впечатляющим результатом  (рис.3).

Еще больше возросла компрессия в цилиндрах, что, по всей видимости, объясняется  ремонтно-восстановительными  действиями добавки к маслу. Увеличение компрессии, а иными словами, уменьшение пропуска газов через кольцевое уплотнение во время рабочего цикла, сказалось на улучшении наполнения цилиндров свежей горючей смесью, о чем свидетельствует увеличение часового расхода топлива, и на протекании процессов сжатия и сгорания. Эти факторы, в  совокупности с уменьшением потерь на трение, привели к увеличению максимальной эффективности мощности двигателя и крутящего момента на 7-8,5 % по сравнению с результатами испытаний без добавки (рис.4)

Разборка двигателя после проведения испытаний и микрометраж цилиндров и коленчатого вала показали, что изменение их размеров находилось в пределах точности замеров  (цена деления измерительного прибора 0,002мм). Визуальный осмотр показал, что на поверхностях (шейках коленчатого вала и кулачках и т. п.) образовалась явно различимая пленка, имеющая зеркальную поверхность. Толщина пленки, как следует из результатов микрометража и из исследований разработчиков добавки РТ, составляет доли микрометра. Однако эта толщина оказывается достаточной для сглаживания микронеровностей и заполировки поверхностей, которые до испытаний добавки имели матовый оттенок со следами натиров. Следует отметить, что обнаруженные при разборке двигателя до испытаний дефекты на вкладышах при выбранном жестком режиме 10-часовой обкатки (режим максимального крутящего момента двигателя, когда давление газов в цилиндре достигает наибольшего значения) наверняка привели бы к стуку двигателя, возрастанию мощности механических потерь, падению эффективной мощности. Однако при использовании добавки «Ройл Тритмент» этого не наблюдалось. Можно предположить, что в данном случае сказалось действие ремонтно-восстановительных свойств добавки, обеспечивающей возникновение на поверхностях трения  защитного покрытия. Выглаживание поверхностей трения, их заполировка и привела к уменьшению коэффициента трения и существенному уменьшению потерь на трение, о чем говорилось выше.

На основании проведенных исследований следует ожидать и другие положительные эффекты от использования добавки к маслу «Ройл Тритмент». В частности, образование защитной пленки свидетельствует о возможном увеличении долговечности двигателя за счет повышения износостойкости, реализации безызносного трения.

Уменьшение мощности механических потерь двигателя во всем диапазоне частот вращения, в том числе и оборотах холостого хода,  дает возможность обеднить регулировку карбюратора  на холостом ходу. Это неизбежно приведет к уменьшению эксплуатационного расхода топлива и уменьшению токсичности отработанных газов.  Однако исследование этих аспектов действия добавки  «Ройл Тритмент» к моторному  в программу данного исследования не входили..

Сравнивая полученные в МГТУ «МАМИ» результаты испытаний  добавки «Ройл Тритмент» с двумя кондиционерами металлов отечественного производства, можно констатировать, что максимальное снижение мощности механических потерь получено именно при использовании добавки «Ройл Тритмент» и, соответственно, большим оказалось и увеличение максимальной эффективной мощности двигателя (на 7-8,5% вместо 2-3%).

В результате проведенных моторных испытаний двигателя ВАЗ 21011 на моторном масле с добавкой  «Ройл Тритмент» установлено следующее:

1.    Добавка «Ройл Тритмент» к моторному маслу приводит к снижению мощности механических потерь двигателя  во всем диапазоне частот вращения. На максимальных частотах вращения уменьшения потерь на трение  двигателя ВАЗ 21011 составило  18-20 %.

2.    За счет ремонтно-восстановительных свойств добавка «Ройл Тритмент» обеспечила увеличение компрессии изношенного двигателя ВАЗ 21011 на 1-1,6 кг/кв см.

3.    Увеличение компрессии в цилиндрах и снижение мощности механических потерь обуславливают повышение эффективной мощности изношенного двигателя   и его крутящего момента на 8-8,5 %.

4.    Действие добавки РТ к моторному маслу наиболее полно проявляется после обкатки двигателя на больших нагрузочных и скоростных режимах.

5.    Образование защитного слоя на трущихся поверхностях, сглаживание микронеровностей деталей двигателя предотвращает склонность их к задирам и натирам на экстремальных режимах эксплуатации.