Sul mercato esistono decine di additivi diversi per il motore. Nonostante promesse simili da parte dei produttori, risolvono compiti completamente diversi. Alcuni riducono l'attrito, altri proteggono i componenti dall'usura, altri ancora agiscono sulle guarnizioni del motore, e alcuni utilizzano persino tecnologie obsolete a cui l'industria moderna ha già rinunciato.

Protezione dall'usura

Gli additivi antiusura agiscono nei momenti in cui la pellicola d'olio diventa troppo sottile per separare completamente le superfici, il più delle volte in regime di lubrificazione limite durante un avviamento a freddo o in zone di carichi puntuali elevati. Il loro compito è formare sul metallo uno strato protettivo chimicamente legato che assorbe il carico al posto del metallo stesso.

Il motivo per cui l'industria sviluppa attivamente alternative senza ceneri allo ZDDP non è che zinco e fosforo proteggano male il metallo, lo fanno egregiamente. Il problema è che le ceneri prodotte dalla combustione dello ZDDP finiscono nel sistema di post-trattamento dei gas di scarico e possono ridurre gradualmente l'efficacia del catalizzatore. Gli esteri borici e altri componenti AW senza ceneri risolvono proprio questo problema, senza lasciare ceneri nei prodotti di combustione. Tuttavia gli esteri borici hanno un proprio punto debole: sono sensibili all'idrolisi, cioè possono reagire con l'acqua formando acido borico insolubile, il che in determinate condizioni può causare corrosione.

Riduzione dell'attrito

A differenza dei componenti antiusura, i modificatori di attrito non tanto proteggono il metallo dal contatto, quanto riducono la resistenza allo scorrimento in sé. La maggior parte dei modificatori di attrito solidi ha una struttura cristallina lamellare: singoli strati atomici sono legati tra loro da forze deboli e scorrono facilmente l'uno rispetto all'altro, garantendo un attrito basso.

Rivestimenti protettivi

Gli additivi che i produttori chiamano "ceramici" o "metallo-ceramici" formano sulla superficie dei componenti del motore uno strato protettivo duro a base di composti inorganici, ad esempio ossidi o nitruri metallici. A differenza dello ZDDP o dei modificatori di attrito al molibdeno, che agiscono soprattutto nelle zone di lubrificazione limite, un rivestimento ceramico si accumula gradualmente sulla superficie metallica e può rimanervi anche per un certo tempo dopo un cambio d'olio.

Uno dei meccanismi d'azione dichiarati da alcuni produttori consiste nel fatto che parte delle microparticelle ceramiche riempie le asperità della superficie metallica, mentre un'altra parte resta in sospensione nell'olio. In questo caso le superfici a contatto non interagiscono direttamente metallo su metallo, ma attraverso uno strato di particelle ceramiche, cosa che i produttori associano a una riduzione di rumore e vibrazioni.

Tecnologia obsoleta: paraffine clorurate

I componenti antiusura clorurati più noti del passato erano le paraffine clorurate. Nonostante l'elevata efficacia sotto carichi estremi, il loro utilizzo comportava un grave inconveniente. Alle alte temperature e nel corso di reazioni tribochimiche si decomponevano liberando acido cloridrico gassoso (HCl). In presenza di umidità, l'HCl forma acido cloridrico, dotato di elevata attività corrosiva.

Proprio per questo motivo i produttori di additivi sono passati completamente a tecnologie antiusura senza cloro per gli oli motore: l'attività corrosiva delle paraffine clorurate le rende poco adatte proprio alla combustione interna. Allo stesso tempo, in altri ambiti, come i fluidi di lavorazione metalli per la trafilatura e l'estrusione del metallo, le paraffine clorurate vengono impiegate ancora oggi, poiché lì il rischio di corrosione è meno critico e le alternative costano sensibilmente di più. Nell'UE, l'eliminazione graduale delle paraffine clorurate a catena media in questi fluidi industriali è oggetto di discussione solo ora, con un termine indicativo fissato al 2036, il che significa che l'industria non si è ancora completamente separata da questa chimica, ma l'ha semplicemente esclusa dagli oli motore, non da tutti gli ambiti di utilizzo.

Falsi miti comuni

Tutti gli additivi per motore agiscono secondo lo stesso principio.

No. I componenti antiusura proteggono il metallo dal contatto diretto, i modificatori di attrito riducono la resistenza allo scorrimento in sé, e alcuni prodotti risolvono compiti completamente diversi, ad esempio agendo sulle guarnizioni. Sono meccanismi radicalmente diversi.

Il molibdeno in un additivo è sempre la stessa sostanza.

No. Il disolfuro di molibdeno solido in polvere (MoS2) e il composto organomolibdenico solubile in olio (MoDTC), utilizzato nella maggior parte degli oli motore moderni, si comportano in modo completamente diverso nell'olio.

Un additivo senza ceneri protegge per definizione peggio dello ZDDP.

No. I componenti senza ceneri come gli esteri borici non sono stati sviluppati perché lo ZDDP protegge male il metallo, ma perché le ceneri dello ZDDP riducono gradualmente l'efficacia del catalizzatore dei gas di scarico. Il compito di questi additivi è risolvere il problema della compatibilità con il catalizzatore, non compensare una protezione debole.

Domande frequenti

Perché l'industria ha iniziato ad allontanarsi dallo ZDDP, se funziona bene?

Non si tratta delle proprietà protettive dello ZDDP in sé, ma delle ceneri che si formano quando brucia, che riducono gradualmente l'efficacia del catalizzatore dei gas di scarico, motivo per cui i requisiti moderni spingono verso alternative senza ceneri.

Un additivo moderno senza ceneri può sostituire completamente lo ZDDP?

In molti oli moderni, i componenti senza ceneri vengono utilizzati insieme a una quantità ridotta di ZDDP, non come sostituto completo, poiché l'equilibrio finale tra protezione e compatibilità con il catalizzatore si ottiene proprio grazie alla combinazione degli additivi.

Perché il disolfuro di tungsteno ha un attrito più basso del disolfuro di molibdeno?

Entrambe le sostanze hanno una struttura cristallina lamellare simile, ma nel tungsteno l'interazione tra gli strati è più debole, il che dà un coefficiente di attrito più basso in condizioni di carico paragonabili.

Le paraffine clorurate sono pericolose se sono già finite nell'olio?

Il rischio di corrosione è legato proprio alla decomposizione di questi composti alle alte temperature e attraverso reazioni tribochimiche durante il funzionamento del motore, quindi il problema è rilevante durante l'uso attivo, non durante il semplice stoccaggio dell'olio.

Conclusione

Gli additivi per motore condividono solo un nome comune, non un meccanismo d'azione comune. I componenti antiusura come lo ZDDP e gli esteri borici proteggono il metallo dal contatto diretto, i modificatori di attrito a base di molibdeno, tungsteno, boro o grafite riducono la resistenza allo scorrimento in sé, e i rivestimenti ceramici formano un proprio strato protettivo sulla superficie dei componenti. La storia delle paraffine clorurate, a sua volta, dimostra che anche una soluzione tecnicamente efficace può essere esclusa da un determinato ambito di utilizzo se comporta rischi superiori ai suoi vantaggi.