Для чего используется масло
Автомобильное масло обеспечивает правильное функционирование различных систем. Оно используется для уменьшения трения, охлаждения, смазки, передачи давления на детали и узлы автомобиля, вывода продуктов сгорания. Самые тяжелые условия работы приходятся на моторные масла. Они должны не терять своих свойств в случае мгновенных перепадов тепловых и механических нагрузок, под воздействием кислорода воздуха и агрессивных веществ, возникающих при неполном сгорании топлива.
Масло создает масляную пленку на поверхности трущихся деталей и снижают износ, защищает от ржавчины, снижает воздействие химически активных компонентов, которые возникают в процессе работы двигателя. Циркулируя в картере двигателя, масло обеспечивает отвод тепла, выводит из зоны контакта трущихся деталей продукты износа (металлическую стружку), уплотняет зазоры между стенками цилиндров и деталями поршневой группы.
Что такое вязкость масла
Вязкость – самая важная характеристика для моторного масла, которая меняется в зависимости от температуры. Масло не должно быть слишком вязким в морозы, чтобы у стартера была возможность провернуть коленчатый вал и у масляного насоса была возможность прокачать масло в системе смазки. При высоких температурах у масла не должна быть малая вязкость, чтобы создавать масляную пленку между трущимися деталями и обеспечивать необходимое давление в системе.
Сульфатная зольность
Что определяет параметр сульфатной зольности
Сульфатная зольность – это содержание в масле различных твердых и неорганических соединений, которые образуются после сжигания смазочного материала. Определяется в процентах от общей массы масла.
Есть два понятия зольности – зольность базового масла и сульфатная зольность. Если объяснять просто, то обычная зольность указывает на чистоту базового масла, то есть сколько в самой базе без добавления пакета присадок содержится солей и несгораемых примесей. Сульфатная же зольность определяется для уже готового масла с добавленным пакетом присадок, и она определяет количество присадок и их состав, это относится к солям натрия, калия, фосфора и других веществ.
При рассмотрении характеристик масла зольность должна быть максимально низкой, чтобы оно могло называться качественным. По международным требованиям и нормам она не должна превышать 2%.
Почему так? В любом ДВС некоторое количество масла испаряется под воздействием высокой температуры, то есть угорает. Этот процесс приводит к тому, что несгораемые примеси, которые всегда есть в масле, оседают на стенках. То есть чем выше у масла зольность, тем больше будет этого налета. Особенно чувствительны к высокой зольности системы, оборудованные сажевыми фильтрами, для них можно использовать только масла из специальной категории LowSAPS – малозольные масла.
Как определяется сульфатная зольность готового масла
В лаборатории масло сжигают при температуре 775 градусов до образования твердых остатков, именно эта твердая масса и есть та самая зола, несгораемые остатки, которые оседают на стенках двигателя и забивают систему очистки выхлопных газов. Массу остатков соотносят с количеством тестируемого масла и выводят процентное соотношение.
Если говорить о зольности чистой основы, без присадок, то зачастую она не превышает 0,005%, в готовом же масле мы говорим о цифрах в 2%, эту разницу дают добавляемые в масло присадки. То есть мы получаем такую картину – чем «жирнее» пакет присадок в масле, тем больше будет золы. Так что рассматривать этот показатель можно двояко. С одной стороны, масло должны быть чистыми не оставлять отложений на двигателе. С другой стороны, высокая зольность говорит о богатом пакете присадок.
На что влияет сульфатная зольность
Кроме того, что высокое содержание сульфатной золы приводит к большому количеству налета внутри двигателя, она влияет на некоторые еще параметры масла. Зольность напрямую связана с щелочным числом моторного масла, о котором еще поговорим ниже. Количество золы прямо пропорционально количеству щелочи, то есть чем больше золы, тем больше щелочи и тем выше моющие свойства масел.
Количество зольных отложений при сгорании сказывается на температуре вспышки масла, о которой уже говорили выше. Особенно хорошо это заметно в отработке. Со временем присадки выгорают, и чем меньше их остается, тем ниже температура вспышки, то есть эксплуатационные качества масла падают.
Если говорить о самой конструкции автомобиля, то масла с большим количеством золы негативно сказываются на системе зажигания, затрудняют пуск в мороз, загрязняют элементы системы очистки выхлопа – катализаторы, сажевые фильтры, системы EGR. А малозольные масла, в свою очередь, не обеспечивают нужную защиту для нагруженных двигателей.
Классификация масел в зависимости от количества сульфатной золы
Классификация ACEA уделяет большое внимание сульфатной зольности масел и даже подразделяет их на категории, в зависимости от ее содержания в готовом составе:
- Full Saps – полнозольные смазки, допускается содержание золы в пределах 1-1,1%.
- Mid Saps – среднезольные смазки, допускается содержание золы от 0,6 до 0,9%.
- Low Saps – малозольные, менее 0,5%.
Зачастую производители размещают информацию на канистре масла о принадлежности масла к той или иной категории.
Обозначение моторных масел по стандарту API
Стандарт API (American Petroleum Institute) определяет, где масло должно использоваться. Состоит из двух латинских букв. Первая буква S – бензиновый двигатель, C – дизель. Вторая буква – дата разработки автомобиля.
Бензиновые двигатели:
- SC — авто, которые выпускались до 1964 г;
- SD — авто, которые выпускались 1964-1968 г;
- SE — экземпляры, которые выпускались в 1969-1972 г.;
- SF — авто, которые выпускались в период 1973-1988 г.;
- SG — авто, разработанные 1989-1994 г., для эксплуатации в жестких условиях;
- SH — авто, разработанные 1995-1996 годов, для жестких условий эксплуатации;
- SJ — экземпляры, с датой выпуска 1997-2000 г, имеющие лучшее энергосбережение;
- SL — авто, с началом выпуска 2001-2003 г., и имеющие увеличенный срок эксплуатации;
- SM — авто, выпускаемые с 2004 г.;
- SL+повышенная стойкость к окислению.
Для дизельных двигателей:
- CB — авто выпущенные до 1961 г., высокое содержание серы в топливе;
- CC — авто выпущенные до 1983 г., работающие в тяжелых условиях;
- CD — авто выпускавшиеся до 1990 г., котрым пришлось работать в тяжелых условиях и большим количеством серы в топливе;
- CE — авто выпущенные до 1990 г. и двигатель имеет турбину;
- CF — авто выпускавшиеся с 1990 г., с турбиной;
- CG-4 — экземпляры выпускаемые с 1994 г., с наличием турбины;
- CH-4 — авто с 1998 г выпуска., под нормы токсичности, применяемые в США;
- CI-4 — турбированые авто с клапаном EGR;
- CI-4 plus — аналогично предыдущему, под высокие нормы токсичности США.
Содержание серы
Количество серы в свежем масле определяется как массовая доля, то есть в процентах. Этот показатель зависит от природы нефти, из которой готовили базу, от качества ее очистки. Современные методы очистки позволяют создавать масла с низким содержанием серы.
По количеству серы в анализе можно определить степень очистки базы и используемый пакет присадок – на сульфонатах кальция или на салицилатах кальция. В первом случае серы будет до 0,400%, во втором 0,200-0,260%. Если серы более 0,500%, это чаще всего говорит о том, что в базе есть минеральное масло первой группы, чаще всего встречается в полусинтетике с высокой вязкостью.
Кинематическая и динамическая вязкости масла
Для определения качества масла определяют его кинематическую и динамическую вязкость.
Кинематическая вязкость – это показатель текучести при нормальных (+40 оC) и высоких (+100 оC) температурах. Определяется с помощью капиллярного вискозиметра. Для его определения считается время, которое требуется маслу для истечения при заданных температурах. Измеряется в мм2/сек.
Динамическая вязкость – показатель, определяющий реакцию смазочного материала в имитаторе реальных нагрузок – ротационном вискозиметре. Прибор имитирует реальные нагрузки в двигателе с учетом давления в магистралях и температуре +150 оC и контролирует, как себя ведет смазывающая жидкость, как изменяется ее вязкость именно в моменты нагрузок.
Опасности для мотора
- Что произойдет, если после чрезмерного нагрева, в холодном климате, вязкость поменяет свои свойства и окажется слишком высокой — знает любой. Увеличение трения спровоцирует сильный рост уровня температуры мотора и так будет до тех пор, пока показатель густоты не сойдется на оптимальной для автомобиля ноте.
- Намного хуже, если вы начнете использовать в машине низкопробную смесь, в таком случае мотору потребуется куда больше усилий для работы и машину вполне может заклинить на максимальных оборотах.
На основе материала в этой статье, вы можете быстро определить, что самым лучшим двигательной смазки, будет для летнего сезона 15w-50.
Характеристики автомобильных масел
- температура вспышки;
- температура застывания;
- индекс вязкости;
- щелочное число;
- кислотное число.
Температура вспышки – это величина, характеризующая наличие в масле легких фракций, которые испаряются и выгорают очень быстро, ухудшая качество масла. Минимальная температура вспышки не должна быть ниже 220оC.
Температура застывания – величина, при которой масло теряет текучесть. Температура указывает момент кристаллизации парафина и полного твердения масла.
Индекс вязкости – характеризует зависимость вязкости масла от изменения температуры. Чем выше этот показатель, тем выше температурный диапазон работоспособности масла. Продукты с низким индексом вязкости позволяют эксплуатировать двигатель только в узком диапазоне температур. Так как при нагревании становятся слишком жидкими и перестают смазывать, а при охлаждении быстро густеют.
Щелочное число (TBN) показывает количество щелочных материалов (гидроксида калия) в одном грамме моторного масла. Единица измерения — мгKOH/г. Наличествует в моторной жидкости в виде моющих диспергирующих присадок. Их присутствие помогает нейтрализовать вредные кислоты и бороться с отложениями, появляющимися во время работы мотора. Со временем TBN падает. Большое падение щелочного числа приводит к коррозии и грязи в картере двигателя. Самым главным фактором падения щелочного числа — наличие серы в топливе. Поэтому масла для дизельных двигателей, где сера в присутствует в большем количестве, должны иметь более высокое TBN.
Кислотное число (TAN) характеризует наличие продуктов окисления в результате длительной работы и перегрева моторной жидкости. Его увеличение говорит об уменьшении ресурса работы масла.
Общее кислотное число (TAN)
Кислота встречается не только в отработке масла, кислотные компоненты в небольшом количестве есть и в свежем масле и это нормально, обусловлено добавлением активных сернистых присадок. Поэтому в технических характеристиках масла и лабораторных анализах указывают общее кислотное число TAN.
Химические кислотные компоненты в новом масле слабо кислотные, они не оказывают негативного влияния на металл двигателя. Чаще всего они колеблются в пределах 1,5-3,0 мгКОН/г. При оценке кислотного числа в масле, опираемся на принцип – чем меньше, тем лучше. И обращаем внимание на количество щелочи. То есть если в масле щелочи 8, а кислоты 2, оно сработается быстрее, чем то, в котором при 2 мгКОН/г кислоты 10 щелочи.
Кислота в свежем масле зависит от пакета присадок, например, противоизносный пакет ZDDP дает довольно много кислоты. То есть чем жирнее пакет, тем больше будет кислотность и это нормально. В отработке кислоты тем больше, чем больше пробег, о чем говорили выше.
Масляная основа и присадки
Автомобильные масла состоят из масляной основы и присадок. Присадками называются специальные вещества, которые добавляют в масло для улучшения его свойств.
Масляная основа бывает:
- минеральная;
- гидрокрекинговая;
- полусинтетическая (смесь минерального и синтетического);
- синтетическая (направленный синтез).
В современных маслах доля присадок составляет 15-20%.
По назначению присадки разделяются на:
- моющие и диспергирующие – не дают слипаться мелким остаткам (смолы, битум и т. д.) и, имея в своем составе щелочь, нейтрализуют кислоты, не дают уплотняться шламовым отложениям;
- противоизносные – создают защитный слой на металлических деталях и за счет снижения трения снижают износ трущихся поверхностей;
- индексные – увеличивают вязкость масла в случае высоких температур, а на низких увеличивают его текучесть;
- пеногасители – уменьшают образование пены (воздушно-масляной смеси), которая ухудшает отвод тепла и качество смазки;
- модификаторы трения – снижают коэффициент трения между металлическими деталями.
Минеральные, синтетические и полусинтетические моторные масла
Масло – это смесь углеводородов с определенной структурой расположения атомов углерода. Они могут быть соединены в длинные цепочки или разветвляться. Чем длиннее и прямее цепи атомов углерода, тем лучше масло.
Минеральные масла получают из нефти, используя при этом разные способы:
- самый простой способ – перегонка нефти с экстракцией рафинатов растворителем;
- более сложный способ – гидрокрекинг;
- еще более сложный — каталитический гидрокрекинг.
Синтетическое масло получается из природного газа с помощью наращивания длины цепочек углеводородов. Таким способом легче получить более длинные цепочки. «Синтетика» — гораздо качественней, чем минеральные масла, примерно в три-пять раз. Единственный его недостаток – очень высокая цена.
«Полусинтетика» — смесь минерального и синтетического масла.
Рассмотрим подробнее
Обозначение типа w — по сути это самая полезная буква на канистре. В данном случае обозначает собой зиму. При этом внутренние цифры на этикетке имеются не только по привычке слева, но и справа.
Цифры на канистре справа от значения «w» — границы различий в изменениях параметра вязкости смазки. Таким способом обычно указывается кинематическая вязкость в максимум разогретом двигателе. При этом значение имеет измерение в сантистоксах.
Вязкость моторного масла в рабочих температурах
В условиях высокой нагрузки коэффициент трения увеличивается, и растет температура. Из-за высокой температуры масло разжижается и толщина пленки уменьшается. Коэффициент трения уменьшается и масло охлаждается. То есть, температура и толщина пленки изменяются в строго определенных производителем диапазонах. Именно такой режим позволит маслу хорошо выполнять свое назначение.
Что происходит, когда вязкость масла выше нормы
Если вязкость выше нормы, то, даже когда двигатель уже прогрелся, вязкость масла не упадет до рассчитанного инженером значения. В условиях нормальных нагрузок температура двигателя будет повышаться, пока вязкость не придет в норму. Из этого следует вывод – рабочая температура при работе плохо подобранного моторного масла будет постоянно повышена, что увеличивает износ деталей и узлов мотора.
При больших нагрузках – при экстренном разгоне или на длинном крутом подъеме, температура двигателя поднимется еще выше и может превысить температуру, при которой масло сохраняет свои рабочие свойства. Оно окислится, и в нем будут образовываться лак, нагар, кислоты.
Еще один недостаток слишком вязкого масла – часть мощности двигателя будет уходить на потери от больших усилий прокачки в системе.
Расшифровка маркировки 5W30
Прежде всего следует отметить, что маркировка, позволяющая быстро определить основные характеристики смазывающего вещества, осуществляется по общепринятой международной классификации SAE.
В соответствии с данным стандартом у моторного масла 5W30 первая цифра «5» указывает на вязкость в условиях низких температур, а вторая «30» — означает параметр текучести в условиях отрицательных температур.
Продукт является всесезонным, чем и обусловлена высочайшая популярность среди автомобилистов. Фактически, универсальность масла указывает на допустимость применения в двигателях, работающих на разных видах топлива. А температурный диапазон применения охватывает практически все климатические зоны нашей страны.
Преимущества и недостатки
Полностью синтетическое масло имеет отличные технические характеристики. Масло 5W30 идеально подходит для машин, эксплуатируемых в условиях городской езды, при воздействии достаточно агрессивных внешних факторов.
Автомасла серии 5W30 обладают уникальными свойствами, которые обеспечиваются за счет введения в состав продукта специальной многокомпонентной присадки.
Эти присадки позволяют обеспечить высший уровень усиленной защиты силового агрегата от преждевременного износа, в том числе:
- Антикоррозийную устойчивость;
- Стойкость к окислительным процессам;
- Отменные моющие свойства;
- Высокие показатели влагоотделения.
После заливки масла 5W30 в систему смазки, на всех, подвижных и неподвижных деталях мотора, образуется прочная, устойчивая к различным видам нагрузок пленка. Она и обеспечивает высший уровень защиты деталей от всевозможных видов нагрузок.
А достаточно высокий уровень вязкости тонко сбалансирован с показателями текучести. Результат – силовой агрегат надежно защищен как при холодном запуске при низких отрицательных температурах, так и во время работы на максимальной нагрузке.
Все вышеперечисленные характеристики обеспечили полностью синтетическому моторному маслу 5W30 повышенную популярность у самого широкого круга автомобилистов. При правильной эксплуатации, соблюдении рекомендаций производителя и соблюдения всех основных параметров применения, недостатков масло 5W30 не имеет. Равно, как и аналогов!
Что происходит, когда вязкость масла ниже нормы
Вязкость масла ниже нормы не принесет ничего хорошего для двигателя.Масляная пленка в зазорах будет ниже нормы и просто не будет успевать отводить тепло из зоны трения. Поэтому в этих точках под нагрузкой масло будет сгорать. Продукты угара и металлическая стружка в зазорах между поршнем и цилиндром могут привести к заклиниванию двигателя.
Слишком жидкое масло на новом двигателе, когда зазоры еще не слишком большие, будет работать, но когда двигатель уже не новый, и зазоры сами по себе увеличатся, то процесс угара масла будет ускоряться.
Тонкая масляная пленка в зазорах не сможет обеспечить нормальную компрессию и часть продуктов сгорания бензина будет попадать в масло. Мощность падает, рабочая температура повышается, процесс истирания и угара масла ускоряется.
Такие масла используются на специальных автомобилях, режимы которых рассчитаны на работу именно с этими маслами.
Итоги
Масла одного класса вязкости, имеющие одинаковые спецификации, выполненные и имеющие одну масляную основу, обычно не вступают в агрессивное взаимодействие. Но если Вы не желаете иметь больших неприятностей, доливать лучше не больше 10-15% от общего объема. В ближайшее время после долива масло, лучше масло поменять полностью.
Перед выбором масла следует выяснить:
- дату выпуска автомобиля;
- наличие или отсутствии форсирования;
- наличие турбины;
- условия эксплуатации двигателя (городской, бездорожье, спортивные соревнования, перевозка грузов);
- минимальную окружающую температуру воздуха;
- степень износа мотора;
- степень совместимости двигателя и масла в Вашем авто.
Чтобы понять, когда следует менять масло, надо ориентироваться на документацию к автомобилю. Для некоторых машин есть увеличенные периоды (30 000- 50 000 км). Для России с учетом качества топлива, условий эксплуатации и сурового климата следует производить замену через 7 500 – 10 000 км.
Требуется периодически контролировать качество и количество масла. Обращайте внимание на его внешний вид. Пробег автомобиля и количество мото-часов (времени работы) двигателя могут не соответствовать друг другу. Находясь в пробке, двигатель работает в нагруженном тепловом режиме, но одометр не крутится (авто не едет). В результате автомобиль проехал не так много, а двигатель проработал много. В таком случае лучше масло менять раньше, не дожидаясь требуемого пробега по одометру.
Стоит учитывать такие требования
- Слишком слабый параметр дает движку больше стабильности в работе и влияет на его скорость, а также влияет на скорость многих двс, по причине трения с цилиндрами.
- При очень высокой вязкости внутренним элементам двс будет затруднительно работать друг относительно друга. При этом густую смазку будет намного труднее перекачать внутри систем машины, что может приводить к слабой обработке маслом, а также к росту расходуемости горючего.
- Узнать наиболее подходящую для своего авто вязкость вы можете в имеющимся на руках техническом описании двс и в его руководстве.
