Масло для двигателя автомобиля

Содержание статьи:

• Состав автомобильного масла
• Категории базовых масел
• Присадки
• Основные виды присадок
• Классификация и обозначение автомобильных масел

Автомобильные масла предназначены для смазывания роторных и поршневых двигателей внутреннего сгорания. Выделяют три основных зоны их работы:

• Камера сгорания цилиндра.

В ней температура сгорания достигает +2000 °C и выше. Масло в двигателе активно окисляется, частично сгорает до золы и кокса, а также образует отложения на внутренних стенках. Нагарообразование происходит более интенсивно в двигателях с низкой температурой. Большое значение имеют условия эксплуатации автомобиля.

Если при поездках приходится делать частые остановки и запуски, двигатель переохлаждается, долго прогревается, в нем могут образовываться значительные отложения. При высокой температуре обычно происходит самоочищение камеры. Это связано с более полным сгоранием отложений – до рыхлого серого порошка. Дизельные двигатели обычно менее чувствительны к нагару, чем бензиновые.

• Сопряжение «цилиндр-поршень».

В этом узле автомобиля масло находится в виде тонкой пленки на поверхностях двигателя. Температура эксплуатации достигает +200…+300 °C. При таких условиях частично испаряются легкие фракции масла, в результате чего образуются темные лаковые отложения на внутренних поверхностях поршня, на верхней головке шатуна и проточках для колец. Процесс становится более интенсивным при прорыве газов из камеры сгорания.

При значительных лаковых отложениях снижается отвод тепла от поршневой группы, в результате чего происходит перегрев последней и, как результат, трудный запуск. Использование автомобильных масел с моющими присадками значительно снижает лакообразование, а при определенных условиях может полностью его предотвратить.

• Картер двигателя.

Температура работы не превышает +50…+100 °C. В этих условиях масло в автомобиле практически не окисляется. Однако при прорыве в картер горячих газов и плохой работе вентиляции происходит нагрев до +120 °C. Масло начинает быстро окисляться, увеличивает свою коррозионную активность.

Не менее опасно и переохлаждение, возникающее, например при неисправности термостата. Уменьшение температуры масла в картере до +35 °C и ниже приводит к накоплению липкой мазеобразной массы (шлама). Шламообразование резко усиливается при попадании воды в масло. Со временем это может привести к прекращению подачи последнего.

Состав автомобильного масла

Для того чтобы продлить срок эксплуатации поршневого двигателя и обеспечить его стабильную работу, необходимо правильно подобрать и использовать смазочные материалы. Качество последних во многом зависит от базового масла. Его основными показателями, согласно American Petroleum Institute (API), являются:

• индекс вязкости. Представляет собой безразмерную величину. Индекс показывает степень зависимости вязкости базового масла от температуры;
• процентное содержание насыщенных углеводородов. Эта группа веществ наделяет масло для авто устойчивостью к окислению и химической стабильностью;
• наличие серосодержащих органических веществ. Они отличаются высокой реактивной способностью. Поэтому содержание таких веществ крайне нежелательно и строго регламентируется.

Категории базовых масел

Группа I. Производится из нефтяного сырья. Основой технологического процесса является удаление нежелательных компонентов. Для таких масел глубина переработки не является существенной. Конечный продукт содержит 0,03 % и более серы, сравнительно низкую долю насыщенных углеводородов – менее 90 %. Индекс вязкости – в пределах 80–120, обычно не более 90.

Группа II. Принцип производства тот же, что и для первой группы, однако применяются более совершенные методы очистки. Благодаря этому конечное базовое масло имеет более улучшенный состав: доля насыщенных углеводородов – от 90 % и выше, серы – не более 0,03 %. Диапазон индекса вязкости тот же (80–120), но стандартное значение выше – 95–100.

Группа III. Базовые масла третьей категории могут производиться из нефтяного сырья и (реже) из природного газа. Переработка осуществляется методом каталитического гидрокрекинга. Он включает в себя химические процессы, проходящие при высоких температурах и давлении в присутствии водорода.

Нежелательные вещества не удаляются, а трансформируются в молекулы с заданными характеристиками. Применение такой технологии позволяет получать базовые масла с превосходными характеристиками, близкими к показателям синтетических аналогов. Индекс вязкости третьей группы – не менее 120, часто 140–150, серы – не более 0,03 %, а содержание насыщенных углеводородов – 90 % и выше.

Группа IV. Полиальфаолефины (ПАО). Их получают химическим синтезом с использованием катализаторов. Технология производства является более сложной, что обуславливает более высокую стоимость продукции по сравнению с оригинальными маслами, полученными из нефтяного сырья.

Основным отличием ПАО от продукции I–III групп является однородный состав и лучшие физико-химические показатели: термостабильность, низкая испаряемость, индекс вязкости и ряд других.

Группа V. Она включает в себя остальные базовые масла, не относящиеся к предыдущим категориям. В нее входят полигликоли, силиконы, эфиры и т. п.

Присадки

Чтобы достичь требуемых эксплуатационных характеристик и обеспечить оптимальное соотношение цены и качества, используются различные комбинации базовых веществ. Например, минеральное масло имеет хорошую стабильность и растворимость присадок, неплохие характеристики. Однако на его основе очень сложно произвести смазочный материал, который обеспечивает надежный пуск при низких температурах и в то же время обладает хорошими противоизносными свойствами при высоких.

Достичь указанного сочетания качеств можно, если ввести в состав исходного сырья ПАО или гидрокрекинговую (III группа) продукцию. Полученная комбинация имеет набор характеристик, которыми обладают оба вида оригинальных масел – минеральное и синтетическое.

Помимо этого, для получения смазочного материала с заданными свойствами используются специальные присадки.

По принципу действия они делятся на две группы:

• модифицирующие свойства масла для авто;
• защищающие пары трения, узлы и механизмы.

Первый тип включает в себя антиокислительные, вязкостно-загущающие, антипенные, депрессорные и другие присадки. Во вторую группу входят антикоррозионные, моющие, противоизносные, диспергирующие вещества.

Основные виды присадок

Вязкостно-загущающие. Представляют собой полимеры различной массы и молекулярного строения. Основное назначение присадок – повысить индекс вязкости масла для авто. Смазочные материалы, загущенные такими веществами, работают в широком диапазоне температур. Благодаря достаточной текучести в холодное время года, они обеспечивают надежный пуск зимой, в том числе в условиях сурового климата. Благодаря загущающей присадке масло сохраняет достаточную вязкость при максимальных рабочих температурах. Процентное содержание добавки варьируется в зависимости от качества исходного материала и требуемых свойств.

Антиокислительные (ингибиторы). Они предназначаются для замедления реакций, происходящих в масле под воздействием кислорода воздуха, контакта с металлами, агрессивными газами и т. п. Введение антиокислительных присадок продлевает срок эксплуатации смазочного материала, благодаря чему увеличивается межсервисный интервал.

Антикоррозионные. Присадки предотвращают окисление металлических узлов и деталей под воздействием высокой температуры, агрессивных веществ, кислорода воздуха. Такой ингибитор коррозии нейтрализует кислоты, а также создает защитную пленку на поверхности двигателя.

Депрессорные. Чаще всего вводятся в минеральные базовые масла для улучшения их низкотемпературных свойств. Депрессорная присадка предотвращает образование больших кристаллов парафина и их сращивание, происходящие в автомобильных маслах в холодное время года. Таким образом, сохраняется фильтруемость и прокачиваемость смазочного материала при низких температурах.

Антифрикционные. Предназначаются для снижения коэффициента трения в узлах и повышения КПД. В качестве антифрикционных добавок могут использоваться мелкодисперсные вещества (политетрафторэтилен, коллоидный графит, дисульфит молибдена), маслорастворимые полимеры.

Противоизносные. Образуют тонкий, постоянно возобновляемый поверхностный слой. Такая присадка срабатывает в том месте, где толщины масла недостаточно для защиты пар трения от прямого контакта или же уровень нагрузки на узел очень высок.

Моющие присадки (детергенты). Они являются поверхностно-активными веществами (ПАВ), которые предотвращают образование нагара и лака в зонах, работающих со значительной нагрузкой и при высокой температуре. Основная задача автомобильных масел с моющими присадками – сохранение двигателя в чистоте.

Диспергирующие. Предназначаются для поддержания нерастворимых соединений во взвешенном состоянии, не допускают образования отложения на внутренних поверхностях. Диспергенты особенно эффективны в сочетании с моющими присадками.

Классификация и обозначение автомобильных масел

Она регламентируется межгосударственным стандартом – ГОСТ 17479.1-2015, который распространяется на продукцию, применяющуюся в тракторах, тепловозах, автомобилях, сельскохозяйственной, судовой, дорожной и иной технике.

Обозначение автомобильных масел представляет собой группу знаков:

• первый маркируется буквой «М» (моторное), не зависит от свойств и состава;
• второй обозначается цифрами, указывающими класс кинематической вязкости;
• третий указывает группу масел по эксплуатационным свойствам (А, Б, В, Г, Д, Е).

В соответствии с требованиями данного стандарта, маслам для бензиновых двигателей присваивается индекс 1, для дизелей – 2.

Например, моторное масло класса вязкости 8 для среднефорсированных бензиновых двигателей маркируется как М-8-В₁. Если смазочный материал может также использоваться и для дизелей, индекс отсутствует.