Классификация моторных масел
Применение смазочных материалов впервые документально зафиксировано более 3,5 тысяч лет назад. Долгое время это были жиры животного и растительного происхождения до тех пор, пока в 1859 году их место не заняли продукты переработки нефти. Развитие продолжалось и дальше, включая появление в начале 50-х годов нашего века полимерных модификаторов вязкости, позволивших сделать революционный шаг от "летнего" и "зимнего" масла к "всесезонным" композициям.
С тех пор не изменился только главным принцип и предназначение смазки - образовывать тончайшую и прочнейшую пленку на поверхности трущихся деталей и предотвращать прямой контакт их микронеровностей друг с другом. Именно так резко снижается трение и уменьшается вероятность возникновения зазоров.
Для выполнения этих задач в двигателях и других агрегатах автомобиля масло должно обладать двумя, в принципе, противоположными свойствами: -хорошо течь - проникая через систему тончайших каналов при любых температурах, в том числе и зимой, после "ночной" стоянки при "минус" 30 или 40, когда все "текучее" стремится превратиться в "гуталин". Наличие масла в двигателе во время холодного старта жизненно необходимо, ведь после длительной стоянки оно стремиться полностью стечь и вероятно появление разрушительных задиров в случае проворачивания двигателя "всухую". прилипать к поверхности металла - в отличие от способности течь, сохранение этого свойства особенно важно при сверхвысоких температурах при пике нагрузок на двигатель, эксплуатируемый в летнюю жару. Разогретое до предела масло стремится перейти в самую жидкую и даже парообразную форму, теряя способность оставаться на поверхности трущихся деталей в виде микропленки. Для выполнения первого свойства масло должно быть максимально жидким, а для выполнения второго - максимально густым. Решение проблемы заключается либо в использовании различных по свойствам "зимнего" и "летнего" масел или в применении загущающих присадок - модификаторов вязкости. Именно они позволили широко внедрить всесезонные композиции. Суть их действия заключается в том, что они "не работают" при низких температурах, сохраняя первоначальную степень текучести масла, но загущают его при повышении температур, обеспечивая желанный компромисс.
Вязкостные характеристики, таким образом, являются первыми и самыми важными элементами классификации моторных масел. Любые добавки, в том числе и модификаторы, повышают его цену, поэтому всегда необходимо выбирать правильное отношение свойств масла и условий его эксплуатации. Самой распространенной системой индексации и классификации моторных масел стала "SAE".
Классификация масел по вязкости sae
SAE (Society of Automotive Engineers - американское Ассоциация Автомобильных Инженеров) описывает свойства вязкости и текучести - способности течь и, одновременно, "прилипать" к поверхности металла. Стандарт SAE J300 подразделяет моторные масла на шесть зимних (0W, 5W, 10W, 15W, 20W, и 25W) и пять летних (20, 30, 40 и 50). Сдвоенный номер означает всесезонное масло (5W-30, 5W-40, 10W-50 и т.д.).
Сочетание значений вязкости летнего и зимнего сортов масла не означает арифметического сочетания свойств вязкости. Так, например, масло 5W-30 рекомендовано к эксплуатации при температурах окружающей среды от -30 до +20 градусов. Вместе с этим летнее масло 30 может работать при температурах до 30 градусов, но только выше нуля.
В целом же термин "рекомендовано к эксплуатации" очень и очень условный. Каждый двигатель каждой марки автомобиля отличается уникальным сочетанием степени форсированности, теплонапряженности, особенностей конструкции, применяемых материалов и так далее, вплоть до качества обработки поверхностей. Таким образом, владельцу Subaru не следует слепо использовать таблицу допустимых температур Chrysler. Для автомобилей Жигули эта таблица выглядит следующим образом:
5W-30 от -30 до +20
5W-40 от -30 до +35
5W-50 от -30 до +45
10W-30 от -25 до +30
10W-40 от -25 до +35
10W-50 от -25 до +45
15W-30 от -20 до +35
15W-40 от -20 до +45
15W-50 от -20 до +45
20W-30 от -15 до +40
20W-40 от -15 до +45
Использование моторных масел при очень высоких и очень низких температурах кроме загущающих присадок обеспечивает также применение полностью или полу синтетических композиций. В отличие от минеральных масел, полученных в результате перегонки сырой нефти, синтетические моторные мала являются результатом целенаправленного органического синтеза. Сырье для их производства получают из природного газа и все это увеличивает стоимость конечного продукта только из-за усложнения технологии в 3-4 раза.
Однако игра стоит свеч потому, что в результате получается однородная структура длинных полимерных молекул с практически заданными свойствами. Немаловажно также и то, что минеральные масла несут в себе остатки примесей, содержавшихся в первоначальном сыром продукте - серу и парафины. В синтетическом масле их практически нет.
Чистота и гарантированность свойств отходит на второй план по сравнению со способностью синтетических масел противостоять воздействию высоких и быстро меняющихся температур. Минеральные масла при этом достаточно быстро разрушаются, не только образуя нагары и шламы, но и изменяя характер действия пакетов присадок. Таким образом быстро меняются принципиальные характеристики всего масла. Синтетическое же масло гораздо дольше сохраняет первоначальную структуру и свойства.
Пакеты присадок составляют 15-20%% объема любого качественного масла и именно им мы обязаны такому разнообразию сортов и групп смазочных материалов.
Для чего нужны присадки?
Присадки изменяют свойства минеральной или синтетической основы моторных масел, а также добавляют им новые свойства. Необходимость этого была вызвана характером развития самих двигателей внутреннего сгорания, предъявляющих все более и более жесткие требования по выносливости масел, отличающихся друг от друга по тепловой напряженности (определяемой частотой вращения, компрессией, количеством клапанов на цилиндр), типом применяемого топлива (дизельное или бензиновое, высоко и низко-октановое) и характером эксплуатации. Интуитивно понятно, что масла для двигателя "Запорожца" и "Порше должны отличаться как по цене, так и по характеристикам.
Пакет присадок может содержать такие наиболее часто применяемые из них, как: моющие; загущающие; депрессорные; противопенные; диспергирующие; противоизносные; антикоррозионные; противоокислительные.
Так, например, при работе дизельного двигателя образуется повышенное количество углеродистых отложений и масло этих двигателей должно отличаться хорошими моющими и диспергирующими свойствами. Современные же турбонаддувные двигатели предъявляют повышенные требования к температурной устойчивости масла и его сопротивляемости окислению. Для каждого автомобиля существуют одобренные его производителем сорта масла и их следует применять в первую очередь. Также, как и следовать указанным в книжке по эксплуатации межсервисным интервалам. Более дорогое импортное масло не увеличивает (как иногда рекламируют) межсервисные интервалы. Оно увеличивает срок службы двигателя.
В случае применения масел различных производителей, например Mobil и Shell, двигатель следует промыть специальным промывочным маслом. Делать это необходимо для того, чтобы удалить остатки жидкости с имеющимися в ней присадками. Они представляют собой достаточно активные химические вещества и часто не сочетаются друг с другом. Их соединение может привести к вспениванию масла или, наоборот, образованию трудноудаляемых отложений. Здесь мы подошли к необходимости ввести вторую основополагающую характеристику моторных масел - классификацию по совокупности эксплуатационных свойств API.