— Какое свойство автомобильного масла ценится больше всего?

Вопрос доктора Багера Ганеми, руководителя исследовательского отдела автомобильных масел компании Statoil Lubricants, повисает в воздухе.

— В первую очередь, это способность уменьшать силу трения, создавая на сопрягаемых поверхностях прочную и скользкую масляную пленку. А знаете ли вы, что для некоторых автомобилей нужно масло, которое в определенных условиях способно, наоборот, резко увеличивать силу трения? Мы разработали эту жидкость для работы в муфтах Haldex. И выпускает такое масло только Statoil...

Я слушал объяснения доктора Ганеми, разглядывал нарисованные им схемы сложных молекулярных цепочек — и недоумевал. Почему Haldex нуждается в специальном масле? Ладно бы речь шла о вискомуфтах — вот там без специальной силиконовой жидкости с нелинейной характеристикой трения никак не обойтись. Но ведь Haldex тем и хорош, что это механизм с гидравлическим управлением!

Во всяком случае, когда концерн Volkswagen впервые применил муфту шведской фирмы Haldex в приводе задних колес автомобилей с трансмиссией 4Motion, принцип работы этого устройства объяснялся достаточно просто. Внутри — пакет фрикционных дисков, который сжимается гидроцилиндром. Давление в нем создается плунжерным насосом, работающим от разности частот вращения входного и выходного валов. Начали буксовать передние колеса — возросло давление в гидросистеме, пакет фрикционов сжался, и крутящий момент начал плавно подаваться назад. Прекратилась пробуксовка — давление упало, муфта «разжалась»...

Конечно, Haldex сложнее — там все «завязано» еще и на электронику, которая может регулировать степень сжатия муфты и управляет дополнительным электронасосом. Но все равно это просто гидравлика, не так ли?

А доктор Ганеми продолжал свой рассказ.

— Все дело в том, что пакет фрикционов Халдекса слишком часто работает в режиме длительной пробуксовки — даже на сухом асфальте. Это происходит при движении по неровной дороге, в повороте... Столь жесткий режим эксплуатации вынудил разработчиков применить металлокерамические диски — только они в состоянии выдержать высокие температуры и обладают высокой износоустойчивостью. Но в таких условиях даже выносливая металлокерамика не выдерживает сухого трения — наличие прочной и устойчивой масляной пленки между дисками здесь обязательно! Нюанс в том, что масло, как это ни парадоксально, должно быть нескользким, то есть обладать очень высокой силой трения между молекулярными слоями. Ведь именно за счет устойчивости масляной пленки к межслойному сдвигу и передается крутящий момент на задние колеса...

Ага, теперь все становится на свои места. Но интересно, почему фирма Haldex обратилась именно на Statoil — компанию, у нас в России почти не известную?

Во-первых, исследовательский центр норвежской фирмы Statoil находится в Швеции — там же, где и отделение Haldex Traction, которое занимается разработкой муфт для полноприводных трансмиссий. Во-вторых, Statoil — это крупная государственная компания, которая занимается практически всем, что связано с добычей и переработкой нефти и газа. Автомобильные масла — это лишь вершина айсберга. На самом деле Statoil производит индустриальные, турбинные, судовые масла, жидкости для гидросистем и теплообменников...

Простой пример. На полке в магазинчике одной из фирменных статойловских заправок неподалеку от Стокгольма среди привычных моторных и трансмиссионных масел Statoil я увидел баночку с гидравлическим маслом марки «130». Масло можно использовать в гидроприводах мини-тракторов, мотоблоков и другой сельхозтехники, в гидросистемах самосвалов... А на самом деле «жидкость 130» — типичный конверсионный продукт: это масло Statoil разрабатывал для использования в активных подвесках шведских танков!

Разработка масла для муфт Haldex оказалась настолько наукоемкой, что в ней принимали участие не только Statoil и Haldex, но и специалисты технологического университета города Лулеа. Ведь работать пришлось на стыке гидравлики, триботехники, молекулярной химии, физики...

Возьмем хотя бы проблему автоколебаний. Чтобы понять ее сущность, попробуем медленно подталкивать по шероховатой поверхности спичечный коробок. Замечаете, что коробок периодически подскакивает, издавая характерный треск? Причина этого — так называемые фрикционные автоколебания. Они возникают из-за того, что сила трения покоя между неподвижными предметами существенно больше силы трения скольжения. Нечто подобное будет происходить, если фрикционные диски будут медленно проскальзывать относительно друг друга. Нехорошее явление, опасное. Оно не только создает шум и вибрацию, но и нагружает трансмиссию.

Избавиться от возникновения колебаний можно, увеличивая скорость взаимного перемещения дисков муфты и уходя от граничных условий трения. Но в трансмиссионной муфте скорость вращения дисков диктуется дорожными условиями. Значит, нужно «приблизить» коэффициенты трения скольжения и трения покоя друг к другу! Сделать это и помогает специальное статойловское масло. Тонкая пленка между дисками, которая обладает высоким сопротивлением к сдвигу межмолекулярных слоев, позволяет если не избавиться от колебаний, то хотя бы снизить их амплитуду до приемлемого уровня.

Кстати, при этом масло должно обладать и обычными «гидравлическими» качествами — например, хорошо прокачиваться по каналам в широком диапазоне температур, эффективно смазывать пары трения в механизмах... Муфты Haldex заправляются маслом лишь однажды — при сборке на заводе. Жидкость не должна терять своих качеств на протяжении всего срока службы автомобиля!

Неудивительно, что про традиционные автомобильные масла доктор Ганеми и его коллеги рассказывают в спокойных тонах. Для них что обычная «минералка» Statoil ClassicWay 10W-40, что новейшая «синтетика» LazerWay 0W-30, специально разработанная для использования в моторах VW/Audi с увеличенными до 30000 км межсервисными интервалами, — проза жизни...