Моторные масла

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к: навигация, поиск
Залив автомасла из герметичной тары в картер двигателя

Моторные масла — масла, применяемые для смазывания поршневых и роторных двигателей внутреннего сгорания.

Все современные моторные масла состоят из базовых масел и улучшающих их свойства присадок. В качестве базовых масел обычно используют дистиллятные и остаточные компоненты различной вязкости (углеводороды), их смеси, углеводородные компоненты полученные гидрокрекингом и гидроизомеризацией, а также синтетические продукты (поли-альфа-олефины и эфиры). Большинство всесезонных масел получают путём загущения маловязкой основы макрополимерными присадками.

История[править | править вики-текст]

Самое первое в мире моторное масло было запатентовано в 1873 году американским доктором Джоном Эллисом. В 1866 году Эллис изучал свойства сырой нефти в медицинских целях, но обнаружил, что сырая нефть обладает хорошими смазочными свойствами. Эллис залил экспериментальную жидкость в заклинившие клапаны большого V-образного парового двигателя. В результате клапаны освободились и стали двигаться свободнее, а Джон Эллис зарегистрировал Valvoline (от Valve — «клапан» и Oil — «масло», то есть «клапанное масло») — первый в мире бренд моторного масла.

Общие требования к моторным маслам[править | править вики-текст]

Моторное масло для четырёхтактных двигателей
Масло МГД-14М для двухтактных бензиновых двигателей.
Рекомендованное объёмное соотношение масло/бензин 1:50

Моторное масло — важный элемент конструкции двигателя. Оно может длительно и надежно выполнять свои функции, обеспечивая заданный ресурс двигателя, только при точном соответствии его свойств тем термическим, механическим и химическим воздействиям, которым масло подвергается в смазочной системе двигателя и на поверхностях смазываемых и охлаждаемых деталей. Взаимное соответствие конструкции двигателя, условий его эксплуатации и свойств масла — одно из важнейших условий достижения высокой надежности двигателей. Современные моторные масла должны отвечать многим требованиям, главные из которых перечислены ниже:

  • высокие моющие, диспергирующе-стабилизирующие и солюбилизирующие способности по отношению к различным нерастворимым загрязнениям, обеспечивающие чистоту деталей двигателя;
  • высокие термическая и термоокислительная стабильности позволяют использовать масла для охлаждения поршней, повышать предельный нагрев масла в картере, увеличивать срок замены;
  • достаточные противоизносные свойства, обеспечиваемые прочностью масляной пленки, нужной вязкостью при высокой температуре и высоком градиенте скорости сдвига, способностью химически модифицировать поверхность металла при граничном трении и нейтрализовать кислоты, образующиеся при окислении масла и из продуктов сгорания топлива,
  • отсутствие коррозионного воздействия на материалы деталей двигателя как в процессе работы, так и при длительных перерывах;
  • стойкость к старению, способность противостоять внешним воздействиям с минимальным ухудшением свойств;
  • пологость вязкостно-температурной характеристики, обеспечение холодного пуска, прокачиваемости при холодном пуске и надежного смазывания в экстремальных условиях при высоких нагрузках и температуре окружающей среды;
  • совместимость с материалами уплотнений, совместимость с катализаторами системы нейтрализации отработавших газов;
  • малая вспениваемость при высокой и низкой температурах;
  • малая летучесть, низкий расход на угар (экологичность).

К некоторым маслам предъявляют особые, дополнительные требования. Так, масла, загущённые макрополимерными присадками, должны обладать требуемой стойкостью к механической термической деструкции; для судовых дизельных масел особенно важна влагостойкость присадок и малая эмульгируемость с водой; для энергосберегающих — антифрикционность, благоприятные реологические свойства.

Для двухтактных бензиновых двигателей применяются специально предназначенные для них масла.

Классификация по ГОСТ[править | править вики-текст]

Отечественная классификация моторных масел отражена в ГОСТ 17479.1-85. Сейчас эта классификация применяется очень ограниченно. Основная статья: Классификация моторных масел по ГОСТ

Вязкость моторного масла по SAE[править | править вики-текст]

Одними из основных свойств моторного масла являются его вязкость и зависимость от температуры в широком диапазоне (от температуры окружающего воздуха в момент холодного пуска зимой до максимальной температуры масла в двигателе при максимальной нагрузке летом). Наиболее полное описание соответствия вязкостно-температурных свойств масел требованиям двигателей содержится в общепринятой на международном уровне классификации SAE J300. Эта классификация подразделяет моторные масла 17 классов от 0W до 60: 8 зимних (0W, 2,5W, 5W, 7,5W, 10W, 15W, 20W, 25W) и 9 летних (2, 5, 7,5, 10, 20, 30, 40, 50, 60) классов вязкости. Буква W после цифры означает, что масло приспособлено к работе при низкой температуре (Winter — зима). Для этих масел кроме минимальной вязкости при 100 °C дополнительно дается температурный предел прокачиваемости масла в холодных условиях. Предельная температура прокачиваемости означает минимальную температуру, при которой насос двигателя в состоянии подавать масло в систему смазки. Это значение температуры можно рассматривать как минимальную температуру, при которой возможен безопасный пуск двигателя. Всесезонные масла обозначаются сдвоенным номером, первый из которых указывает максимальные значения динамической вязкости масла при отрицательных температурах и гарантирует пусковые свойства, а второй — определяет характерный для соответствующего класса вязкости летнего масла диапазон кинематической вязкости при 100°С и динамической вязкости при 150°С. Методы испытаний, заложенные в оценку свойств масел по SAE J300, дают потребителю информацию о предельной температуре масла, при которой возможно проворачивание двигателя стартером и масляный насос прокачивает масло под давлением в процессе холодного пуска в режиме, недопускающем сухого трения в узлах трения. Аббревиатура HTHS расшифровывается как High Temperature High Shear Rate, то есть «высокая температура — высокая прочность на сдвиг». С помощью данного испытания измеряется стабильность вязкостной характеристики масла в экстремальных условиях, при очень высокой температуре. Большинство присутствующих сегодня на рынке моторных масел являются всесезонными, то есть удовлетворяют требованиям по вязкости как при низких, так и при высоких температурах.

Для всесезонного масла — сдвоенный номер. Первый — вязкость при отрицательной температуре. Второй — вязкость при плюсовой температуре.

Показатели низкотемпературной вязкости:

0W — используется при температуре до −35 град. С

5W — используется при температуре до −30 град. С

10W — используется при температуре до −25 град. С

15W — используется при температуре до −20 град. С

20W — используется при температуре до −15 град. С

Показатели высокотемпературной вязкости:

Гораздо интереснее второе число в обозначении – высокотемпературная вязкость. Его нельзя так просто, как первое, перевести на понятный автолюбителю язык, ибо это сборный показатель, указывающий на минимальную и максимальную вязкость масла при рабочих температурах 100-150°С. Чем больше это число, тем выше вязкость моторного масла при высоких температурах. Хорошо это или плохо именно для Вашего мотора – знает только производитель автомобиля.

Таблица вязкости масла по SAE[1][2][править | править вики-текст]

Класс по SAE Вязкость низкотемпературная Вязкость высокотемпературная
Проворачивание Прокачиваемость Вязкость, мм2/с при t = 100 °C Min вязкость HTHS, мПа·с при t = 150 °C и скорости сдвига 106 с−1
Max вязкость, мПа·с, при температуре, °С Min Max
0W 6200 при −35 °С 60000 при −40 °C 3,8 - -
5W 6600 при −30 °С 60000 при −35 °С 3,8 - -
10W 7000 при −25 °С 60000 при −30 °С 4,1 - -
15W 7000 при −20 °С 60000 при −25 °С 5,6 - -
20W 9500 при −15 °С 60000 при −20 °С 5,6 - -
25W 13000 при −10 °С 60000 при −15 °С 9,2 - -
20 - - 5,6 < 9,3 2,6
30 - - 9,3 < 12,5 2,9
40 - - 12,5 < 16,3 2,9 (0W-40; 5W-40;10W-40)
40 - - 12,5 < 16,3 3,7 (15W-40; 20W-40; 25W-40)
50 - - 16,3 < 21,9 3,7
60 - - 21,9 < 26,1 3,7

Классификация по химическому составу основы[править | править вики-текст]

В зависимости от химического состава и способа получения основы, смазочные масла делятся на две большие группы — минеральные (нефтяные) и синтетические. Минеральные базовые масла производятся непосредственно из нефти посредством перегонки с последующей кислотной или селективной очисткой масляных фракций, синтетические — органическим синтезом, также на основе нефтепродуктов, но с намного более глубокой переработкой исходного сырья. Так как органическим синтезом можно получать самые разные соединения, синтетические масла могут очень сильно отличаться по своему составу — так, различают синтетические масла на основе полиальфаолефинов (ПАО), гликолей, полиорганосилоксанов (силиконов), сложных эфиров, и так далее, а также их смесей в различных пропорциях.

Первое синтетическое моторное масло было разработано в Германии ещё в 1939 году, но представлено на открытом рынке лишь в начале 1950-х, массовое же распространение таких масел пришлось на 1990-е годы, после появления двигателей, конструкция которых требовала от масла таких качеств, которые практически невозможно обеспечить при использовании минеральной основы (в первую очередь это касается высокотемпературной вязкости — масла типа SAE 50, SAE 60 могут быть практически только синтетическими).

На рубеже 1990-х и 2000-х годов стали появляться улучшенные минеральные масла, прошедшие дополнительную обработку гидрокрекингом, которые по своим качествам приближаются к синтетическим — в рекламных целях для них может использоваться маркировка Synthetic technology и т. п.

Наряду с этим, существуют так называемые полусинтетические масла (англ. Semi-synthetic, Part-synthetic), основа которых получена путём добавления в минеральное масло отдельных компонентов, полученных путём органического синтеза. На самом деле данные масла не являются «полусинтетическими» в буквальном смысле, более корректным было бы название «минеральные масла с добавлением синтетических компонентов».

Базовое моторное масло — это моторное масло без присадок. Все базовые моторные масла делятся на следующие группы:

I — базовые масла, которые получены методом селективной очистки и депарафинизации растворителями нефти (обычные минеральные);

II — высокоочищенные базовые масла, с низким содержанием ароматических соединений и парафинов, с повышенной окислительной стабильностью (масла, прошедшие гидрообработку — улучшенные минеральные);

III — базовые масла с высоким индексом вязкости, полученные методом каталитического гидрокрекинга;

IV — синтетические базовые масла на основе полиальфаолефинов (ПАО);

V — другие базовые масла, не вошедшие в предыдущие группы (сложные эфиры (эстеры), гликоли и др.).

Большинство современных масел основано на смеси нескольких групп базовых масел и пакетов присадок, что позволяет сгладить недостатки отдельных групп базовых масел.

См. также[править | править вики-текст]

Ссылки на смежные темы[править | править вики-текст]

Примечания[править | править вики-текст]

  1. Классификация масел по SAE. www.tnk-oil.ru. Проверено 19 ноября 2015.
  2. SAE viscosity grades – viscosity table and viscosity chart. www.viscopedia.com. Проверено 19 ноября 2015.

Литература[править | править вики-текст]

  • Моторные масла // Большая Советская энциклопедия (в 30 т.) / А. М. Прохоров (гл. ред.). — 3-е изд. — М.: Сов. энциклопедия, 1974. — Т. XVII. — С. 63–64. — 616 с.