Основные свойства эксплуатационных материалов для транспортных и тра

(например, прямой впрыск топлива под высоким давлением), применение наддува воздуха. Внедрение новых принципов смесеобразования обуславливает повышение тепловых и механических нагрузок на узлы и агрегаты двигателя и существенное ухудшение условий эксплуатации масла. Количество прорывающихся в картер газов интенсивно растет благодаря увеличению давления в цилиндре, вытекающего из повышения степени сжатия. Более интенсивное взаимодействие этих газов и масла в картере обуславливает рост скорости окисления масла. Пленка масла на поверхности деталей цилиндропоршневой группы нагревается до высокой температуры, что приводит к образованию высокотемпературных углеродистых отложений (нагаров и лаков). Такое явление называется закоксовыванием. Так, закоксовывание поршневых колец и канавок влечет за собой снижение подвижности колец, увеличение расхода масла и прорыва картерных газов, вызывает падение мощности, местный перегрев, повышенный износ и задир деталей цилиндропоршневой группы.

В рамках решения задачи снижения веса двигателя одним из способов становится уменьшение объема систем смазки. Это ведет к увеличению количества циклов работы масла и, следовательно, к интенсификации его окисления. Эффективно снизить скорость закоксовывания поверхностей деталей возможно только в случае использования масла с достаточно высокими моюще-диспергирующими и антиокислительными свойствами.

Высокий уровень противоизносных и противозадирных свойств масла увеличивают надежность и обеспечивают высокий ресурс работы ДВС.

Кислые продукты сгорания топлива вызывают коррозию деталей цилиндропоршневой группы и кровошипно-шатунного механизма. Чтобы минимизировать износ, моторные масла должны обладать нейтрализующим действием.

Масло должно отвечать требованиям, устанавливаемым не только видом ДВС, конструкцией его узлов и агрегатов, но также эксплуатационными условиями и качеством топлива. Например,

61

результатом неполного сгорания топлива при работе холодного двигателя и (или) на некачественном топливе, является попадание остаточных продуктов в картер. Результатом этого становится окисление и загрязнение масла. Причем наличие в картере конденсата влаги гарантирует увеличение образования низкотемпературных отложений (шлама). Предупредить образование шлама позволяют высокие диспергирующие свойства масла.

Еще одним фактором, влияющим на надежную работу судовых ДВС, в значительной степени является способность моторных масел не менять свои эксплуатационные характеристики при обводнении.

Требования к наработке для современных масел постоянно растут: 500–2000 моточасов, или около 12–45 тыс. км пробега. Эксплуатационные характеристики масла в этот период должны оставаться относительно постоянными. При этом срок замены масел должен соответствовать режиму технического обслуживания автомобилей. Кроме того, важным требованием экономной эксплуатации становится низкий расход масла на угар.

Условия работы масел в различных по конструкции ДВС чрезвычайно разнятся. Поэтому подбор масла необходимо проводить для конкретного двигателя. Облегчить эту задачу призвана классификация моторных масел.

Отечественная система обозначений моторных масел, регламентируемая ГОСТ 17479.1-85, основана на принадлежности масла к одному из классов вязкости и группе эксплуатационных характеристик.

3.3.1. Классификация моторных масел по вязкости

Вязкость является важнейшим свойством моторного масла. По ГОСТ 17479.1 (табл. 3.1.) масла в зависимости от значения кинематической вязкости при разных температурах делятся на следующие классы вязкости:

–летние масла – 8*, 10, 12, 14, 16, 20, 24;

–зимние масла – 3з, 4з, 5з, 6з, 6, 8*;

–всесезонные масла – обозначаются дробным индексом

(например, 5з/12, 6з/14 и т.д.).

62

Все сорта имеют нормируемый предел кинематической вязкости при 100 °С, а зимние и всесезонные сорта в дополнение имеют значение кинематической вязкости при –18 °С

Для всесезонных масел цифра в числителе – зимний класс, а в знаменателе – летний; буква «з» показывает, что масло – загущенное, т.е. в масле содержится загущающая (вязкостная) присадка. Так, всесезонное масло класса вязкости 5з/12 по кинематической вязкости при 100 °С соответствует летнему маслу класса 12, а при –18 °С – зимнему маслу класса 5з.

Таблица 3 . 2

Международная классификация моторных масел по вязкости SAE J300 DEC 99

* Для классов SAE 0w-40, 5w-40, 10w-40; ** для классов SAE 40, 15w-40, 20w-40, 25w-40.

64

Таблица 3 . 3

Примерное соответствие классов вязкости моторных масел по ГОСТ 17479.1-85 классам вязкости по SAE J-300

В Европе и Америке принята несколько иная классификация моторных масел по вязкости. Она установлена Американским обществом автомобильных инженеров (SAE), прописана стандартом SAE J300 DEC 99 и введена в действие с августа 2001 г. (табл. 3.2). В эту классификацию входят 11 классов: 6 зимних – 0w, 5w, 10w, 15w, 20w, 25w (w – англ. зима, winter) и 5 летних – 20, 30, 40, 50, 60. Всесезонные масла обозначаются двумя классами через дефис. При этом первая цифра с индексом «w» показывает зимний класс, а вторая – летний, например SAE 5w-40, SAE 10w-30 и т.д. В характеристику зимних масел входят два максимальных значения низкотемпературной (динамической, в отличие от кинематической для ГОСТ) вязкости и нижний предел кинематической вязкости при 100 °С. В характеристику летних масел входят пределы кинематической вязкости при 100 °С, а также минимальное значение динамической высокотемпературной (при 150 °С) вязкости и градиенте скорости сдвига106 с–1.

По обеим классификациям (ГОСТ, SAE) меньшая цифра в числителе с индексом «з» (ГОСТ) или «w» (SAE) соответствует меньшей низкотемпературной вязкости масла и что обеспечивает

65

более легкий холодный пуск двигателя. Большая цифра в знаменателе (ГОСТ) или после дефиса (SAE) соответствует большей высокотемпературной вязкости масла и соответственно более надежному смазыванию двигателя в летнюю жару (табл. 3.3).

3.3.2. Классификация моторных масел по эксплуатационным характеристикам

ГОСТ 17479.1 (табл. 3.4.) регламентирует 6 групп моторных отечественных масел по уровню эксплуатационных характеристик. Эти группы обозначаются первыми шестью буквами русского алфавита и цифрами. Буквой «А» обозначается масло

ссамыми низкими свойствами, соответственно буквой «Е» –

ссамыми высокими. Основанием для отнесения масла к одной из групп классификации являются результаты моторных и лабораторных тестов, регламентируемых Комплексом методов квалификационной оценки (КМКО), утвержденным Госстандартом РФ. Цифра «1» означает, что масло должно применяться в бензиновых двигателях, цифру «2» имеют в своем обозначении масла для дизелей. Без цифрового индекса маркируются универсальные масла, способные работать как в бензиновых, так и в дизельных двигателях. При возможности отнесения масла сразу к нескольким эксплуатационным классам в маркировке они следуют друг за другом в порядке возрастания требований к качеству. Последним в маркировке моторного масла (в случае необходимости) стоит буквенно-цифровой индекс, характеризующий особенности применения данного конкретного масла.

3.3.3. Примеры маркировки моторных масел

М-10-Г2(к) – буква «М» обозначает принадлежность к моторным маслам, цифра 10 – класс вязкости, для которого величина кинематической вязкости при температуре 100 °С нормируется в пределах 9,3–11,5 мм2/с (сСт), буква «Г» с индексом 2

67

обозначает, что по эксплуатационным свойствам масло относится к группе «Г» и предназначено для высокофорсированных дизелей. Буква «к» означает, что данное масло предназначено для преимущественного применения в автомобилях КАМАЗ. В отличие от него, в ассортименте моторных масел имеется марка М-10-Г2, предназначенная для тракторных дизелей.

М-4з/8-В2Г1 – моторное масло всесезонное, универсальное для среднефорсированных дизелей группы В2 и высокофорсированных бензиновых двигателей группы Г1;

М-14-Г2(цс) – моторное масло класса вязкости 14, для высокофорсированных дизелей без наддува или с умеренным наддувом, индекс «цс» уточняет конкретную область применения (циркуляционное судовое);

М-14-Д (цл20) – моторное масло класса вязкости 14, для высокофорсированных дизелей с наддувом, работающих в тяжелых условиях эксплуатации, «цл20» – применяемое в циркуляционных и лубрикаторных смазочных системах и имеющее щелочное число 20 мг КОН/г

За рубежом самая популярная классификация моторных масел по областям применения и уровню эксплуатационных свойств (классификация Американского института нефти API) делит все масла на 2 группы (S и C). Эта классификация была введена в обращение в 1947 г., многократно дополнялась, но принцип 2 категорий остался без изменения.

Данная система классификации моторных масел подразумевает маркировку двухбуквенным индексом. Первая буква означает категорию: категория «S» (Service) охватывает масла для 4-тактных бензиновых двигателей, категория «C» (Commercial) – масла, применяемые для дизелей грузового автотранспорта, внедорожных, строительных и сельскохозяйственных машин. Универсальные масла могут применяться для смазывания как бензиновых, так и дизельных ДВС. Вторая буква показывает группу масла по уровню эксплуатационных характеристик. Буква «А» соответствует самому низкому уровню эксплуатационных свойств моторного масла.

68

Сейчас в категорию «S» классификатора API входят 10 классов масел, расположенных по возрастанию уровня их качества (SA, SB, SC, SD, SE, SF, SG, SH, SJ, SL), а в категорию «С» – 11 классов (CA, CB, CC, CD, CD-2, CF, CF-4, CF-2, CG-2, CG-4 и CH-4). Цифры в обозначении CD-2, CF-4, CF-2 и CG-4

означают, что данный класс масел может использоваться в 2-тактных или 4-тактных дизелях соответственно. Универсальные масла принято обозначать двойной маркировкой, на-

пример SF/CC, SG/CD, CF-4/SH и т.п.

Сейчас API лицензирует производство масел только самых высоких категорий качества (SH и выше), которые могут применяться в бензиновых двигателях не позднее 1994 г. выпуска. Для эксплуатации бензиновых двигателей 1997 года выпуска и более поздних предусмотрен класс SJ. Наиболее совершенное масло класса SL, имеющее полностью или частично синтетическую основу с высокоэффективным пакетом присадок, предназначено для работы в самых совершенных бензиновых турбонадувных, многоклапанных двигателях производства 2001 г. и позже, вынужденных работать в наиболее напряженных условиях. Для дизельных масел API сертифицирует продукты категории качества CF и выше. Высший класс CI-4 предназначен для работы в высокооборотистых четырехтактных дизелях, по токсичности выбросов удовлетворяющих нормам 2004 г. Данная категория масел была введена с октября 2002 г. Хотя при экспортировании масел или при их производстве в странах с действием иных систем сертификации могут вырабатываться масла и более низких классов по API.

Международный комитет по стандартизации и одобрению смазочных материалов (ILSAC), объединяющий американских и японских производителей, определил минимальный стандартный уровень качества моторных масел, применяемых в автомобильных бензиновых двигателях. Изначально классификация ILSAC подразумевала два класса масел – GF-1 и GF-2. С 2002 г. был введен новый класс GF-3, а с 2004 г. – GF-4. Они предъявляют такие же требования к эксплуатационным характеристи-

69

кам, как и классы SJ и SL по API, но обязательны к исполнению высокий уровень экономии топлива и отсутствие веществ, негативно сказывающихся на каталитическом дожигателе отработанных газов.

Классификация ILSAC определяет уровень экономии не менее 1,5 % топлива (бензина) при испытаниях на стандартизованном моторном стенде SEQ IIIE масла группы GF-1 (Energy Conserving I), а масла группы GF-2 (Energy Conserving II) – 2,3 % по сравнению с работой двигателя на эталонном масле класса вязкости 15w-40.

Масла, удовлетворяющие требованиям нескольких систем сертификации, маркируются знаками тех, на соответствие которым они сертифицировались (рис. 3.5).

Рис. 3.5. Обозначение знаков сертификации API и классов моторного масла по стандартам SAE, API, ILSAC: 1 – знак соответствия, обозначающий, что данное масло сертифицировано по классификации API; 2 – знак соответствия, обозначающий, что данное масло сертифицировано API по классификации ILSAC; 3 – обозначение класса по SAE; 4 – обозначение

классапоILSAC; 5 – обозначениекатегориииклассапоAPI

Классификация масел по API на получение знака "Донат" в сочетании со знаком ILSAC характерна для американских производителей масел и не нашла широкого применения в Европе.

70