... a sad (dame i gospodo) malo nauke, ... and now (ladies and gentlemen) a little bit of science

Svestan da uprošćenja vode nepreciznosti a duga objašnjenja u dosadu, reših da podelim sa vama impresije prelistanih (a nekoliko njih pažljivo pročitanih) više desetina radova u vrhunskim naučnim časopisima (tribologija, petrohemija).

Dakle, još nisam završio sagu o baznim uljima, ali za 2-3 teksta bi trebao. Uz osnovnu ideju da napravim i serijal o aditivima, po prvi put sam se našao u (velikoj) nedoumici. Pričati o aditivima bez mnogo hemije je već prilično nezgodno. Kako naći pravi odnos „naučno-popularnog“ i (dovoljno) stručnog?

I sam volim da gledam emisije na raznim programima televizije (na žalost, nedovoljno ih je i sve manje) iz oblasti u kojima sam amater pa sam uočio jednu pravilnost (isto i u knjigama o popularnoj nauci):

Matematičke formule, osim čuvenog i jednostavnog, (bar kao jednačina) E=m×c²  (zapravo je tačnije „ce na kvadrat“ puta m, jer prvo ide konstanta) se izbegavaju i pominju samo u „samoodbrani“ i „krajnoj nuždi“ i to u oblastima gde se ne može bez njih (teorijska fizika, astronomija ...).

Dobro, to sam naučio. Čemu bi inače doprinelo nešto poput:

Hemijska jedinjenja se na TV-u prikazuju 3D modelima, lepo ali meni nedostupno (doduše organska je tu u lošem položaju, osim ako modele ne vrtite ukrug, što se može napraviti i na comp-u , ali… ). 
Dakle nešto kao:

Ne bi bilo posebno korisno, ni Vama ni meni.

Ako je dosad bio “Klingonski” pa ponekad i u idiomima ovo bi moglo da se nazove “Uticaj borgovske kvazi epske poezije na dijalekte klingonskog u rubnim područjima galaksije NGC 235X52“.

Šta onda?

Nazive nekih od jedninjenja i osnovnu strukturu (tu i tamo) moram da spomenem a kasnije koristim (isključivo) kao skraćenice. To je minimum potrebnog da bi se objasnila hemija aditiva.

Šta je zanimljivo? A šta od „teške nauke“ potvrđuje neke moje navode (pre nego što sam radove čitao)?

Prvo: UTISCI

Osnovni utisak je da “ima nade” za nauku. Ovo više u smislu da sve manje kaska za primenom i čak ide i ispred. Dok su istraživanja ZDDP-a kasnila decenijama za primenom sada su to godine (novi AW aditivi) ili je čak i prethodnica primene. Doduše, odmah zatim sledi i blago razočarenje jer mehanizmi se sve manje proučavaju a sve više „broje mrtvi“, tj. samo snimaju SEM snimci ili izvode zaključci tipa „crno je crnije od belog a belo je belje od crnog“, no ima i tu izuzetaka tako da sam sa zadovoljstvom isčitao jedan rad („od korica do korica“) gde su se autori zapitali šta su dobili eksperimentom i da ta neočekivana (a teorijski zasnovana) pojava zaslužuje dalja istraživanja (kasnije malo više detalja).

Dakle, instrumenti kojima se neki parametri mere su bolji i dostupniji nego ikad, a u „belom svetu“ su istraživači „naoružani do zuba“ svim i svačim, tako da su decenije razvoja analitičkih i drugih metoda (opštih ili samo za tribologiju) dale rezultat. Sada se zaista može snimiti ono što se nekada samo naslućivalo i indirektno merilo. Kao na primer: debljina tribološkog (zaštitnog) filma ZDDP (dobro, ovo i nije tako novo) ali i parametri potrebni za izračunavanje modula elastičnosti istih (gore navedena jednačina) i slično.

Malo praktične nauke

1) Koliko je relevantan test 4 kugle za motorna ulja?

Odgovor: Nije uopšte. Iako je to obično zdravorazumsko razmišljanje (bolji rezultati samo uz pomoć EP aditiva, kojih ne treba da bude u motornom ulju, i donekle bolji sa više AW aditiva (čitaj: ZDDP), kao što sam i nekoliko puta, ovde i na raznim forumima, već rekao) dobro je imati isto – CRNO NA BELO ... I da nije „po selu se priča ali nije naučno dokazano“ (nemam konkretan rad, nego moram da se pozivam na nekoliko njih i u sitne detalje i teorije), sada je (verovatno i ranije ali mi je drago da toga ima i u jako novoj literaturi, od pre manje od pet godina) lako pozvati se na jedan (jedini) naučni rad, i ne mora da se mnogo objašnjava, sve je NACRTANO (obično takvima treba crtati, ima grafika do mile volje i nazad).

Dakle, kada naletite na sajt gde vas ubeđuju da je ulje A bolje od ulja B (i to 10x ili više, čak navode i brojke) zbog boljeg rezultata u „four ball wear test-u“ a vi lepo zaobiđite isti jer su to oni koji „malo (profesionalno) znaju“ a takvi su najopasniji (po onoj „malo znanja – opasna je stvar“).

Izuzetak koji potvrđuje pravilo je kompanija Amsoil koja se poziva na isti (komercijalno korisno) ... a na čijem se sajtu može pročitati priličan broj pametnih stvari. Verovatno se radi o očaju zbog toga što jednako dobra ulja (ili „tu negde“) kao Mobil 1 ne mogu da prodaju ni u količini od par % za šta nije kriv R&D ExxonMobil-a već „slobodna tržišna utakmica“. Ipak, umesto nebuloznih navoda dokazivanjem  kvaliteta preko testa 4 kugle, bolje da se drže onih 80 ili 90% zasnovanog (i rade na novim činjenicama) u svoju korist, ovako samo kvare utisak ... kompanije koja se trudi i održava na nivou velikih kompanija.

Inženjer Motul-a (verovatno mašinski ... ili čist hemičar, ne inženjer hemije, pa se zato i nije snašao) u USA lepo kaže da nije zasnovano i navodi šta jeste ali bez dokaza ... prilično neubedljivo (na žalost).

2) Menjačka ulja po API standardima

Skoro da nemam šta da dodam onome što sam već rekao. API GL-3 više nije akutelan standard ali takvih ulja još uvek ima (makar u Evropi). Ona su (samo) modifikovana motorna ulja i pre svega su rešenja za takve zahteve (starija Honda vozila, Lada Samara) gde bi 80W-90 po GL-3 moglo da bude dobar „MTF“ (praktično zamena za 10W-40 ili još i više za 15W-40). Doduše ovakvih ulja ima u dve kategorije. Prva su baš TO (modifikovana motorna ulja). Obično imaju stariji paket aditiva (za/po API SG) uz dodatni ZDDP. Koncentracija ovog AW aditiva je obično 2 do 3% što je tačno dvostruko (duplo) od onoga što sadrže motorna ulja. Kao takva nisu neka „dika“ u pogledu otpornosti uljnog filma (na opterećenje) pa su uglavnom samo za transmisije bez diferencijala (čak iako nije hipoidni). Ovo stoga što se inicijacija habanja (4 kugle) nastaje pri relativno malim opterećenjima, doduše većim nego bez aditiva. Druga grupa su GL-3 ulja sa „nežnim“ („mild“) EP aditivima i ona već mogu da posluže i za diferencijale iako se ne mogu meriti sa GL-4 i višim po svojim tribološkim svojstvima.

Dakle, tek je GL-4 (još uvek aktuelno) ono što se može (zaista) nazvati menjačkim uljem.

Da li se može sipati i gde su zahtevi GL-3? Da, itekako (doduše ovo je jedino čega u naučnom radu nema pa je to moj stav, ali računajte kao da jeste).

„Ali stradaće mi sinhroni“ ... pa ... možete nastaviti da plačete, ili da sipate GL-4 (pošto GL-3 ne nađete).

Nauka GL-4, GL-4/5 (GL-4 Plus) i GL-5 po tribološkim karekteristikama svrstava u istu kategoriju ali su osetne razlike evidentne („grupa“ je baš široka, jer je ponašanje slično samo su otpornosti na pritisak ipak različite). Tako je API GL-4, ipak ispod preostale dve grupe i ostaje da je samo za takve (ili GL-3) zahteve, i diferencijale bez hipoidnih zupčanika). Nije ni slučajno što većina ATF-a ispunjava upravo GL-4 (ali su male viskoznosti i kao takvi (fluidi) nepodesni za obične menjače, a osim toga ima tu malo i dodatnih aditiva što može biti loše za sinhrone, zbog drugačijeg koeficijenta trenja, itd.).

Najbolje se pokazala GL-4/5 (4+) grupa, čak i bolje od „čiste“ GL-5. Doduše zavisi mnogo od konkretnog ulja, ali se pokazuje da su sintetička (a 4/5 uglavnom jesu, mada ima i PS) superiornija.

Dakle, kad god nema specijalnog (specifičnog) zahteva ili nekog egzotičnog odobrenja (uglavnom noviji menjači, DSG i/ili šestobrzinci)  treba uzimati GL-4/5 (i za GL-4 i za GL-5 zahteve), naročito kada se uklapa viskoznost.

I kao posebna kategorija (za nauku) su LSD menjačka ulja (zapravo ulja za osovine i diferencijale) kod kojih se zahvaljujući SBL (Sekundarni granični sloj, ‘‘secondary boundary layer’’) mehanizmu, specifično stanje površinskog sloja, dobija izuzetna otpornost na ekstremne pritiske (sprečavajući inicijaciju a naročito širenje habanja na mikro nivou, ne dopuštajući da koeficijent trenja pređe kritičnu granicu, obično preko 0,15). Ovo su zapravo (najčešće) GL-5 ulja sa dodatim aditivom (aditivima) za korekciju (smanjenje) koeficijenta trenja. Samim tim mogu prouzrokovati loš rad menjača ali za posebno podmazane diferencijale (i kad nisu LSD) su „zakon“ (naročito za 4x4 pogon). Dakle mogu se primeniti umesto GL-5, bez problema uz dobre benefite. Naravno, za LS diferencijale su obavezna stvar (i tu nema zezanja).

3) ZDDP

Na kraju ali ne i po značaju.

Može li se ZDDP (konačno) zameniti?

Uglavnom DA, ali ne bih (još) žurio (i to radio po svaku cenu). Nauka ovde malo i kasni (čuveni Fuchs 0W-20) jer u novije vreme ovo demonstrira (pre svih) Nippon koji sa svojom Sustina-om (“Suštinom”) pokazuje da je to (itekako) moguće.

Dobro, ali koliko je ovo dobro?

Nisam baš ubeđen.

Rizikujući da ispadnem nazadan ili kako god („inkvizitor“) moram da naglasim sledeće:

Radovi su „navijački“ nastrojeni. Da, čak i u vrhunskom tribološkim časopisima (M21, najviše, kategorije).

Kao i u politici, nije toliko do „cenzure“ (sponzorisanje od strane proizvođača aditiva) koliko do „auto cenzure“ samih autora, koji „hvataju talas“ i svim se silama trude da prikažu pozitivne strane novih AW aditiva i situacije gde (čak) nadmašuju ZDDP, jer znaju da će tako lakše objaviti rad, privući veću pažnju, biti više citirani i uopšte bolje proći nego sa kritičkim stavom (e moja nauko, pukla si ti kao i svi mi).

Često su aditivi prikazani kao OAW (Organski AW aditiv, bez hemijskog naziva, čak ni grupe jedinjenja kojima pripada) pa samim tim i nemaju naučni značaj (čik ponovi ekperiment sa aditivom X) ali se objavljuju i to u vrhunskim časopisima. Ili se kombinuje ZDDP i OAW pa se upoređuje sa samo ZDDP-om (ali manjom koncentracijom, o bože, ima li te? Što bi rekao narod, ili „ode nauka u estradnu umetnost“). No zanimljivo je da su takvi radovi i najbolje utemeljeni (po metodama koje se koriste) pa indirektno postaju jednako značajni kao i oni gde se „babe upoređuju sa babama, a žabe sa žabama“.

Dakle šta je ovde istina? To je da su ovi aditivi (delom modifikatori trenja a delom AW, hemijski su: ADTP, amonijum ditiokarbamati, TDS, tetraalkil tiuramdisulfidi ili ATD, alkil tidiazoli) sve bolji i sve bliži ZDDP-u. Ipak, najbolji rezultati se postižu baš u kombinaciji jednih i drugih (još uvek). To je i nekako utešna stvar (kako za proizvođače maziva, automobilsku industriju (mada njih ponajmanje briga) tako i za (pre svih) korisnike malo starijih automobila (većina nas)).

Ova istraživanja su u skladu sa primenjenom praksom laganog prelaska na AW aditive bez sumpora i fosfora. Tako da će se (inače konzervativna) industrija maziva još dugo držati „starog, dobrog ZDDP-a“ (bar dok to zakonski bude dopušteno).

Sustina ulja su zato solidan izbor za novije automobile (benzinske) ali ne treba im hrliti ako vam je motor po Euro 3 normi i ima API SL zahteve. Em ćete baciti novac (ovo su i prilično skupa ulja), em ćete dobiti lošiju zaštitu motora.

Uglavnom, od toga da detergenti „smetaju“ ZDDP-u (osamdesete i devedesete prošlog veka) došli smo do toga sa ZDDP smeta detergentima i disperzantima što i nauka i industrija (Nippon) podvlače kao napredak u smislu „Long Life“ koncepta i (izuzetno) dugih intervala zamene ulja (tipično 30.000km ali i više). Ono, što jest' – jest', za novije konstrukcije i materijale (motora) ovo može da bude tačno već sad, a za nekoliko godina će postati i „suva“ istina.

Toliko o nauci, za sada. I na dalje ću je maksimalno izbegavati, osim u meri koliko je neophodno. Možda je bude malo u priči o aditivima ali obećavam da ću izbegavati teške (diferencijalne) jednačine i komplikovane hemijske formule.

P.S.

U toku dana ili za vikend obnoviću „kompletan profil“. Koga interesuje, neka pogleda. Ostaviću ga za sada kao klasičan, a na google + ide na petogodišnjicu bloga ;-) (što i nije tako daleko, tek nekih 5 meseci i toliko dana).

O “nauci” još jedan (kraći od ovog) nastavak a u vezi uticaja maziva na smanjenje potrošnje goriva (i čuvenog smanjenja viskoznosti). Posle toga završavam “Sagu o baznim uljima”. Zaključak sam ostavio za sam kraj (radni naslov teksta “prst na čelo”). Onda (u novoj 2014.) idu tekstovi o aditivima u koju će se, nadam se, uključiti bar jedan univerzitetski profesor iz obalsti organske hemije.

Obnovljen je (dopunjen) mit br. 2 (o mešanju ulja) u smislu porekla takvog (i gde nije mit) u tekstu o mitovima i legendama, prvi deo, iz avgusta ove godine. Dopuna je u delu "aneks 2".

P.P.S.
Ispravio sam skraćenicu O# u OAW (omaška) a izostavljeni hemijski sastav (isto obeležen "tarabom", #) sam sada ispisao, nadam se da je jasna želja, čega sam Vas, poštovani čitaoci, želeo poštedeti, ali u oba slučaja ovo doprinosi jasnoći, a može se, elegantno, preskočiti pri, prvom, čitanju.