Основные свойства моторных масел

Класс по SAE

Вязкость низкотемпературная

Классификация моторных масел по ГОСТ 17479.1-2015

Категории моторных масел по стандарту ILSAC ]

GF-1 — (Не поддерживается) введена в 1992 году, соответствует одновременно API SH и требованиям к энергосбережению EC-II. В настоящее время является нижним пределом требований к маслам для американских и японских автомобилей.

GF-2 — (Не поддерживается) введена в 1996 году, соответствует API SJ и EC-II. Снижено содержание фосфора, повышены требования к работе масла при низких температурах, а также выпадению осадка и пенообразованию при высоких температурах.

GF-3 — (Не поддерживается) соответствует API SL и EC-II, предусматривает более жёсткие требования по совместимости с каталитическими нейтрализаторами и прочим экологическим оборудованием.

GF-4 — (Не поддерживается) соответствует API SM, но с более жёсткими требованиями по энергосбережению.

GF-5 — (Не поддерживается) введена в 2010 году, предусматривает, в частности, более жёсткие требования по совместимости с двигателями, работающими на биоэтаноле.

GF-6 — (Не поддерживается) будет введена около 2018 года для специальных маловязких энергосберегающих масел.

GF-6B — (актуальная) Применимо только к маслам, имеющим класс вязкости SAE 0W-16. Представлен в мае 2020 года, разработан для обеспечения защиты от преждевременного воспламенения на низких оборотах (LSPI), защиты от износа цепи привода ГРМ, защиты от высокотемпературных отложений для поршней и турбокомпрессоров, строгого контроля образования отложений и нагара, повышения экономии топлива, защиты и защиты системы контроля выбросов.двигателей, работающих на этанолсодержащем топливе до E85.

GF-6A — (актуальная) Представлен в мае 2020 года, предназначен для защиты от преждевременного воспламенения на низких оборотах (LSPI), защиты от износа цепи привода ГРМ, улучшенной защиты поршней и турбонагнетателей от высокотемпературных отложений, более строгого контроля образования отложений и нагара, улучшенной экономии топлива, улучшенной системы контроля выбросов.защита и защита двигателей, работающих на этанолсодержащих топливах до E85.

Моторные масла

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 за счёт предотвращения осаждения на них загрязнений, находящихся в составе масла;

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 плёнки, 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.

Основные свойства моторных масел

Вязкость — одно из важнейших свойств масла, определяющее его применимость в двигателях различных типов. Различают динамическую, кинематическую и техническую вязкость. Динамическая вязкость обусловлена внутренним трением между движущимися слоями масла и измеряется в пуазах (П). Кинематическая вязкость — определяется как отношение динамической вязкости к плотности при той же температуре и измеряется в сантистоксах (сСт). Техническая, или условная вязкость определяется как отношение времени истечения из вискозиметра 200 мл масла, взятого в секундах, ко времени истечения из того же вискозиметра при тех же условиях 200 мл воды. В настоящее время для оценки этого свойства масла как правило используется индекс вязкости, характеризующий пологость кривой зависимости кинематической вязкости масла от температуры.

Коксуемость — определяет склонность масла к образованию нагаров и смол. Низкую коксуемость имеют хорошо очищенные масла. В ходе эксплуатации автомобиля коксуемость масла, залитого в его двигатель, повышается из-за процессов окисления и смолообразования. Склонность масла к образованию нагара характеризует его коксовое число, определяемое по результатам испарения 10 г масла в безвоздушной среде. Для маловязких масел коксуемость обычно составляет не более 0,1 — 0,15 %, для масел с большой вязкостью — до 0,7 %.

Зольность — характеризует наличие в масле оставшихся после его очистки или содержащихся в составе присадок минеральных веществ, которые при сгорании масла образуют золу. Масло с высокой зольностью имеет высокую склонность к нагарообразованию. Как правило, высокую зольность имеют либо плохо очищенные масла, либо масла с устаревшими пакетами присадок (например — моющими присадками класса сульфонатов, образующими при сгорании очень твёрдую и абразивную сульфатную золу). Зольность моторного масла выше 1 % считается высокой, старые масла с присадками могли иметь зольность до 3…4 %.

Содержание механических примесей, увеличивающих износ двигателя и способных засорять масляные каналы и фильтры. Наличие в масле механических примесей как правило является следствием низкой культуры производства и хранения масла. В ходе эксплуатации автомобиля оно повышается из-за накопления продуктов износа (в первую очередь вкладышей коленчатого вала).

Содержание воды — вода является вредной примесью, способствующей образованию эмульсии (пены), что ухудшает смазывание двигателя из-за забивания каналов, а также способствует шламообразованию.

Щелочное число — характеризует содержание в масле водорастворимых кислот и щелочей, что определяет его корродирующее действие на металлы и моющую способность. Выражается через количество гидроксида калия (KOH) на грамм масла (мгКОН/г). В ходе эксплуатации автомобиля содержание кислот в масле повышается, а его щелочное число падает, что связано с повышением его коррозионной активности и ухудшением моющих свойств.

Моющие свойства масла — его способность препятствовать появлению тёмных лаковых отложений на юбке и боковой поверхности поршня. Определяются качеством очистки базового масла, его щелочным числом, а также содержанием и уровнем качества моющих, диспергирующих и иных присадок, удерживающих загрязнения в составе масла и препятствующих их осаждению на поверхности деталей.

Температура вспышки — характеризует наличие в масле легкокипящих фракций, что определяет его склонность к сгоранию и нагарообразованию при соприкосновении с раскалёнными деталями двигателя. Хорошие масла характеризуются высокой температурой вспышки. В ходе эксплуатации падает из-за разжижения масла.^[1]

Температура застывания — определяет момент потери маслом подвижности, то есть, способности вести себя как жидкость. Пуск двигателя возможен лишь при температуре большей температуры застывания масла.

Цвет масла и его прозрачность — отчасти характеризуют качество масла. Раньше, когда в ходу были исключительно минеральные масла без присадок, качество масел в рамках одного и того же сорта определяли по его цвету: хорошо очищенные масла имели золотисто-медовый или янтарный цвет и высокую прозрачность, плохо очищенные — тёмный коричневый, вплоть до почти чёрного. В настоящее время данный признак не является определяющим при определении качества моторного масла, поскольку современные масла могут иметь широкий спектр цветов, в зависимости от типа базового масла и состава пакета присадок. В ходе эксплуатации масла оно темнеет, что является следствием окисления базового масла и накопления в нём загрязнений.

Оценка свойств масел

Свойства масел оцениваются путём специальных лабораторных испытаний.

Так, оценка моющих свойств масла (его способности препятствовать появлению тёмных лаковых отложений на юбке и боковой поверхности поршня) по принятому в ГОСТ способу Папок, Зарубина и Виппера (ПЗВ) производится на специальном одноцилиндровом 4-тактном двигателе с диаметром поршня 52 мм, который прокручивается от электродвигателя со скоростью 2500 об/мин. При этом поддерживаются определённые значения температуры головки и середины цилиндра, а также самого масла. Ёмкость масляного картера такого двигателя — 250 мл. Испытание по способу ПЗВ проводится в течение 2 часов, по его итогам производится оценка количества лаковых отложений на поршне в баллах в соответствии с эталонной шкалой, состоящей из эталонов с различной степенью покрытия лаковыми отложениями. 0 баллов соответствуют совершенно чистому поршню, 6 баллов — имеющему максимальное покрытие лаковыми отложениями. Точность методики — порядка 0,5 балла. Дальнейшее уточнение результатов осуществляется моторным методом.

За рубежом Макки иФритцем была разработана методика лабораторной оценки моющих свойств моторных масел. В этой методике оценивалось лакообразование на нагретой медной пластинке, на которую непрерывно в течение 6 часов подавалось масло, циркулирующее за счёт плунжерного насоса.

О коррозионной активности масла судят по его химическому анализу, выявляющему содержание щелочей, кислот, солей металлов и иных веществ, катализирующих коррозионные процессы. Также используется тест со свинцовой пластинкой, подвергающейся воздействию масла, нагретого до температуры в 140 °C в атмосферном воздухе. Коррозионная активность масла определяется в г/м².