Расшифровываем технические характеристики моторных масел.

Содержание

Основные характеристики масел

Температура вспышки.

Этот показатель характеризует наличие в масле легкокипящих фракций, и, соответственно, связан с испаряемостью масла в процессе эксплуатации. У хороших масел температура вспышки должна быть выше 225 С. У недостаточно качественных масел маловязкие фракции быстро испаряются и выгорают, ведя к высокому расходу масла и ухудшению его низкотемпературных свойств.

Температура застывания

Это температура, при которой масло практически полностью теряет текучесть (подвижность). Температура застывания характеризует момент резкого увеличения вязкости при снижении температуры, или кристаллизации парафина вместе с повышением вязкости в такой степени, что масло становится твердым.

Щелочное число (TBN).

Показывает общую щелочность масла, включая вносимую моющими и диспергирующими присадками, которые обладают щелочными свойствами. TBN характеризует способность масла нейтрализовывать вредные кислоты, поступающие в него в процессе работы двигателя и противодействовать отложениям. Чем ниже TBN, тем меньше активных присадок осталось в масле. TBN большинства масел для бензиновых двигателей обычно имеет значения в пределах 8-9 единиц, а для дизельных двигателей около 11-14. При работе моторного масла общее щелочное число неизбежно снижается, нейтрализующие присадки срабатываются. Значительное падение числа TBN приводит к кислотной коррозии, а также загрязнению внутренних частей двигателя.

Кислотное число (TAN).

Кислотное число является показателем, характеризующим наличие в моторных маслах продуктов окисления. Чем меньше его абсолютное значение, тем лучше условия работы масла в двигателе и тем больше его остаточный ресурс. Повышение числа TAN служит показателем окисления масла, вызванного длительным временем использования и/или рабочей температурой. Общее кислотное число определяется для анализа состояния моторных масел, как показателя степени окисления масла и накопления кислых продуктов сгорания топлива.

Международная классификация моторных масел

Кроме АПИ и САЕ из международных классификаций моторных масел есть еще ACEA, ILSAC и российский ГОСТ.

Маркировка ACEA

Ассоциация европейский автопроизводителей разработала свою классификацию масел для двигателей. В АСЕА обозначаются эксплуатационные свойства, применение и категория масла.

На сегодняшний день АСЕА классифицирует масла на 3 категории и 12 классов:

А/В — означает, что это для бензиновых и дизельных ДВС легковых авто, фургонов, микроавтобусов (A1/B1-12, A3/B3-12, A3/B4-12, A5/B5-12).
С — означает, что этот вид масла для бензиновых и дизельных ДВС с катализатором отработавших газов (C1-12, C2-12, C3-12, C4-12).
Е — обозначение говорит о том, что это только для дизельных моторов грузовых автомобилей.

Классификация по ГОСТ

Что касается российских моторных масел, то они должны классифицироваться ГОСТ 17479.1-85 и подразделяются на:

Классы по кинематической вязкости (стокс).
Классы по эксплуатационным свойствам.

По классификации кинематической вязкости подразделяются на:

летние — 6, 8, 10, 12, 14, 16, 20, 24;
зимние — 3, 4, 5, 6;
всесезонные — 3/8, 4/6, 4/8, 4/10, 5/10, 5/12, 5/14, 6/10, 6/14, 6/16. Первая цифра — зимний класс, вторая — на летний.

Чем больше цифры (любые), тем больше вязкость. Буквами от «А» до «Е» распределяют область применения. Их 6: А, Б, В, Г, Д, Е.

Индекс «1» означает, что это масло для бензинового ДВС.
Индекс «2» — для дизелей.
Без индекса — универсальные масла.

Классификация масел по ILSAC

ИЛСАК — это комбинированная разработка Америки и Японии. Международный комитет по стандартизации и апробации выделяет 5 стандартов масел для ДВС:

ILSAC GF1.
ILSAC GF2.
ILSAC GF3.
ILSAC GF4.
ILSAC GF5.

Эти классы — аналоги классов стандарта API. Отличие ИЛСАК от АПИ в том, что масла ИЛСАК энергосберегающие и всесезонные. ILSAC отлично подходит для автомобилей японского производства (ТОЙОТА, НИССАН, МИТСУБИСИ, ЛЕКСУС, СУЗУКИ и другие).

Какие классы стандарта ILSAC соответствуют классам стандарта API:

GF1(устаревшее) — предъявляемые требования по качеству масел такие, как у API SH; по вязкости требования одинаковые с SAE 0W-XX, 5W-XX, 10W-XX, где XX-30, 40, 50,60.
GF2 — такие же требования, как у масел API SJ; по вязкости — как у SAE 0W-20, 5W-20.
GF3 — аналог АПИ SL, применяется с 2001 года.
GF4 — требования одинаковые с SM.
GF5 — требования одинаковые с SN.

В соответствии со стандартом ИЛСАК, для японских авто есть класс JASO DX1. Но это только для турбодизельных двигателей. Для ДВС со встроенными турбинами и с высокими требования по экологичности.

American Petroleum Institute (Американский институт нефти)

API – ещё одна важная классификация, которая показывает, к двигателю какого года выпуска подойдут те или иные виды моторных масел. API состоит из 2 букв. Расшифровка первой – тип двигателя, для которого предназначено масло: S – бензиновые, C – дизельные. Вторая буква означает характеристики и особенности двигателя, для которого подойдет вещество. Чем она дальше по алфавиту – к тем более новому мотору применим состав. Также иногда классификация включает цифры, которые обозначают улучшение версии масла по какому-то признаку.

Разбираться во всех тонкостях долго и сложно, поэтому организация на основании полученных данных предоставляет рекомендации. К примеру, характеристики моторных масел SN должны быть следующими: оседание пены происходит за 1 минуту, содержание фосфора – от 0,06 до 0,08, стойкость эмульсии определяется только для SN + RС – оно не разделяется водой.

Также классификация API связана с SAE – их классы зависят друг от друга. Другими словами, каждая марка по API включает определенные марки, которые предусматривает классификация SAE. Например, SN соответствуют 0W20, 0W30, 5W20, 5W30, 10W-30, остальные есть в классе SN + RC – 0W40, 5W40, 5W50, 10W-40, 10W-60 и т. д.

Классы

Существуют следующие классы по API для бензиновых двигателей:

SC – для бензиновых моторов до 1964 г. выпуска.
SD – 1964-1968 гг.
SE – 1969-1972 гг.
SF – 1973-1988 гг.
SG – для бензиновых моторов1989-1994 гг., вещества этой маркировки подходят для жестких условий эксплуатации.
SH – 1995-1996 гг., составы этой маркировки подойдут для жестких условий эксплуатации.
SJ – 1997-2000 гг., вещества этой маркировки имеют лучшие энергосберегающие свойства по сравнению с группой автомобильных моторных масел предыдущей маркировки.
SL –2001-2003 гг., маркировка SL обозначает, что состав способствует повышению срока эксплуатации. Также есть версия SL+ – с повышенной стойкостью к окислению.
SM – 2004-2010 гг.
SN – самая современная модификация, предназначена для машин от 2010 года. В SN применяются современные присадки, которые позволяют продлить срок службы мотора, экономить топливо, снижать уровень вредных выбросов в атмосферу.

CB – 1961 г., высокое содержание серы в топливе.
CC – 1983 г., для моторов, работающих в тяжелых условиях.
CD –1990 г., для силовых агрегатов, работающих на топливе с высоким содержанием серы.
CE – автомобили до 1990 г., для двигателей с турбиной.
CF – машины с 1990 г. выпуска, для моторов с турбиной. CF на сегодня – один из самых популярных классов.
CG-4 – транспортные средства с 1994 г., для силовых агрегатов с турбиной.
CH-4 – авто с 1998 г., к которым предъявляются высокие требования нормами США.
CI-4 – современные дизельные автомобили, на которых установлена турбина, с клапаном EGR.
CI-4 plus – аналогично предыдущему, под высокие нормы токсичности США.

На сегодня самым популярным маслом является CF. Масла CF предназначены для моторов с разделенным впрыском топлива, использующих дизель с большим количеством серы (более 0,5%). Класс CF подразумевает наличие присадок, которые эффективнее (по сравнению с классами CD и CE, применяемыми перед появлением CF) предотвращают появление отложений и нагар на поршневой группе, обеспечивают высокую защиту подшипников скольжения, содержащих медь. В большинстве спецтехники сегодня распространено использование автомасел API CF.

Смена составов

При смене масел по API рекомендуется идти по возрастающей. Например, с моторных масел SL на SM или SN, с CF – на CH. Это связано с тем, что более поздние версии содержат все необходимые присадки, которые были в предыдущих, поэтому имеют такие же или лучшие свойства. Однако переходить с очень ранних версий моторных масел на поздние не стоит. Например, после масел SD не нужно использовать SL, SN или после CB применять CF – они могут оказаться слишком кислотными для двигателя. Если по каким-либо причинам возникла необходимость смены, лучше делать это постепенно.

Чем отличается синтетика от полусинтетики?

После химической переработки продуктов перегонки нефти получается синтетическое моторное масло. Его определяют низкая вязкость и большие сроки использования, что создает условия для лучшей защиты двигателя при граничных температурах. Минусом такого топлива можно назвать его стоимость. К тому же оно не очень подходит моторам со сроком службы более 15 лет, ведь они расходуют намного больше топлива, чем более современные.

Если смешать 50-70% минерального и 30-50% синтетического моторных масел, получается смесь, которую называют полусинтетическим маслом. Оно стоит дешевле синтетического, а в эксплуатации показало большую эффективность, чем минеральное.

Депрессорные присадки

(для минеральных масел). При сильном понижении температуры масла в нем начинают образовываться кристаллы парафинов, что ведет к потере подвижности масла и в результате ухудшается низкотемпературный пуск двигателя и прокачиваемость масла по каналам. В процессе производства базовых масел часть парафинов удаляют, но полное их удаление по технологическим и экономическим причинам невозможно (сильно возрастают затраты на получение базового масла). Обычно минеральное базовое масло имеет температуру застывания около -15°С. Возможность получения минеральных моторных масел с температурами застывания -30°С -35°С достигается путем введения в масло депрессорных присадок. Эти присадки предотвращают срастание кристаллов парафина, но не предотвращают их появление вообще (принцип действия такой же, как у дизельных антигелей).

Присадки

Молибден – модификатор трения, антиоксидант, за счет уменьшения трения снижает шум от работы двигателя. Чаще всего встречается в маслах с американскими стандартами API и ILSAC, но иногда встречается и в европейских маслах. В свежих стандартных маслах содержание молибдена обычно колеблется в пределах 50-75ppm. На данный момент это один из самых эффективных модификаторов трения.

Фосфор – противоизносная присадка из пакета ZDDP. Может встречаться и в модификаторах трения MoDTP.

Цинк – еще один компонент ZDDP.

Барий – встречается в составе очень редко, но может использоваться в качестве моющего и диспергирующего компонента, ингибитора коррозии.

Бор – беззольный дисперсант сукцинимида бора, удерживает продукты сгорания во взвешенном состоянии, имеет высокие моющие и нейтрализующие качества. Бор выступает и в качестве растворителя для противоизносных и антифрикционных присадок. С пробегом его количество в масле снижается.

Магний – моющий, нейтрализующий и диспергирующий компонент, в масле присутствует в виде сульфоната магния или салицилата магния (более современный). Сульфонаты магния считается не такими эффективными, как детергенты на основе кальция, они содержат много серы и не так эффективно нейтрализуют кислоты в сравнении с кальцием.

Кальций – входит в состав масел в качестве моющих и нейтрализующих присадок. Чаще всего встречается сульфонат кальция или салицилат кальция. Отмывает загрязнения и удерживает их во взвешенном состоянии. Определить большое количество сульфоната кальция можно по высокому содержанию серы и высокой зольности. Салицилат кальция показывает низкую золу и серу, при этом самого кальция в анализе тоже будет меньше в сравнении с сульфонатом кальция, иногда в половину меньше.

Натрий – еще один моющий компонент, который в масле используется в виде сложных соединений сульфоната натрия и салицилата натрия. В некоторых маслах встречается в сочетании с кальцием, так как эта пара дает меньшую зольность. Есть соединения натрия, которые используются и как противоизносная присадка.

Титан – некоторые моторные масла содержат соединения титана в качестве противоизносной присадки, снижает трение и износ. Соединения титана приходят на смену пакета ZDDP, так как является более экологичными, то есть лучше совместимы с катализаторами выхлопных газов.

Кремний – чаще всего встречается в отработке, но попадается и в анализе свежего масла, входит в состав в качестве антипенной присадки.

Динамическая вязкость

HTHS (High Temperature High Shear) — вязкость при высокой температуре и скорости сдвига

Как уже описывалось выше, в настоящее время для производства смазочных масел широко используются полимерные загустители — модификаторы вязкости, из-за которых масло перестает себя вести как ньютоновская жидкость. Кинематическая вязкость стала практически бесполезным параметром для определения вязкости всесезонных моторных масел в критически важных зонах двигателя. Именно поэтому в стандарт SAE J300 был введен параметр HTHS — High Temperature High Shear. Он измеряется в условиях, близких к рабочим — при температуре 150°C и высокой скорости сдвига 106 С-1. Определение происходит на коническом имитаторе подшипника по методу ASTM D 4683.

Интересно, что в отчете ASTM 1989 говорится, что 12 лет усилий, приложенных к разработке нового стандарта вязкости при высокой температуре и высокой скорости сдвига, не увенчались успехом. Если взглянуть на таблицу SAE J300, то можно увидеть, что для всесезонных и сезонных масел параметр HTHS разный: для SAE 40 он больше 3,7 мПа*с, а для, SAE 5W-40 он составляет не более 3,5 мПа*с. Однако, от текущих стандартов не отказались, так как рынок смазочных материалов ни одной поломки, связанной с параметром HTHS.

CCS (Cold Cranking Simulator)

Показатель динамической вязкости моторного масла, определяемый на имитаторе запуска холодного двигателя (Cold Cranking Simulator, CCS). Выражается в мПа*с. Чем он меньше, тем легче провернуть масло в цилиндро-поршневой группе.

MRV (Mini Rotation Viscometer)

Низкотемпературная динамическая вязкость, определяемая на миниротационном вискозиметре (Mini Rotary Viscometer). Этот показатель свидетельствует о том, сможет ли маслонасос прокачать загустевшее масло. Измеряется в мПас*с.

Классификация моторных масел по SAE

Как мы уже знаем, обозначение в шифре SAE (САЕ) — это международный стандарт, который устанавливает, какая должна быть вязкость при разных температурах.

Зимние масла

Именно параметр вязкости определяет сезонность масел. Для зимних масел характерной особенностью является то, что даже в сильные морозы зимнее масло не должно загустевать, тем самым создавая неприятности для двигателя. Качественное зимнее масло должно обеспечивать щадящий беспроблемный запуск мотора.

По регламенту SAE в шифре зимнего масла будет буква W. Перед буквой W указывают цифры: 0W, 5W, 10 W, 15 W, 20 W, 25 W и т.д.

Что происходит с зимним моторным маслом, если эксплуатировать его летом?

Из-за того, что летом масло подвергается повышенным температурным нагрузкам, оно становится жидким и не создает смазывающую пленку. А если жидкость становится жиже, то давление в масляной системе уже ниже нормальной.

Летние масла

По назначению уже понятно, что такой вид масла не предназначен для эксплуатации при температуре ниже 0 градусов. В отличие от зимних масел, летние имеют повышенную вязкость, чтобы при нагревании они не становились жидкими. По причине относительно высокой вязкости такое масло при минусовом температурном режиме будет затруднять пуск двигателя и, если будет заводиться, детали ДВС будут подвержены повышенному износу пока двигатель не согреется.

В шифре летних масел нет буквы W. Обозначаются только цифрами, к примеру: 10,20, 30, 40. Чем выше цифровое значение, тем выше вязкость летнего масла. Густота масел определяется значением кинематической вязкости (стокс). Значение густоты, например, для обозначения 20, говорит о том, что при температуре +100 градусов пограничная густота 8-9 сантистокс.

Всесезонные масла

Такие масла считаются универсальными, потому что могут эксплуатироваться и в холодное, и в жаркое времена года. По нормам САЕ маркируются всесезонные масла шифром, например, SAE 5W-40.

Чтобы глаза не разбегались при выборе моторных масел, нужно использовать простое правило: чем больше пробег, тем больше должна быть вязкость моторного масла.

Параметр вязкости хоть и очень важен для правильного выбора моторного масла, но не должен быть единственным. Есть еще много параметров (моющие, антиокислительные, антикоррозионные, антфрикционные и т.д.), определяющих назначение и применение конкретного масла.

Классификация моторных масел по вязкости SAE

В настоящее время общепризнанной международной системой классификации моторных масел по вязкости является SAE J300, разработанная Обществом Автомобильных Инженеров США (Society of Automotive Engineers). Вязкость масла по этой системе выражается в условных единицах – степенях вязкости. Чем больше число, входящее в обозначение класса SAE, тем выше вязкость масла.

Спецификация описывает три ряда вязкости масел: зимние, летние и всесезонные. Но, прежде, чем их рассмотреть, немного теории. Температурный диапазон моторного масла в основном определяется двумя его характеристиками: кинематической и динамической вязкостью. Кинематическая вязкость измеряется в капиллярном вискозиметре и показывает, насколько легко масло течет при данной температуре под действием силы тяжести в тонкой капиллярной трубке. Динамическая вязкость измеряется в более сложных установках – ротационных вискозиметрах.

Она показывает насколько меняется вязкость масла при изменении скорости перемещения смазываемых деталей относительно друг друга. С увеличением скорости относительного перемещения смазываемых деталей вязкость снижается, а с уменьшением – возрастает.

Маркировка масла по температуре использования

Ряд зимних масел: SAE 0W, 5W, 10W, 15W, 20W, 25W – обозначаются цифрой и буквой “W” (Winter-Зима). Для зимних классов установлены два максимальных значения низкотемпературной динамической вязкости и нижний предел кинематической вязкости при 100°С.

К низкотемпературным параметрам относятся:

Проворачиваемость– показывает динамическую вязкость моторного масла и температуру, при которой масло
остается достаточно жидким, чтобы было возможно запустить двигатель.
Прокачиваемость – это динамическая вязкость масла, при которой масло сможет прокачаться по системе смазки и двигатель не будет работать в режиме сухого трения. Температура прокачиваемости ниже температуры проворачиваемости на 5 градусов.

Высокотемпературные свойства зимних масел характеризует минимальная кинематическая вязкость при 100°С – показатель, определяющий минимальную вязкость моторного масла при прогретом двигателе.

Ряд летних масел: SAE 20, 30, 40, 50, 60 – обозначаются цифрой без буквенного обозначения. Основные свойства летнего ряда масел определяется по:

минимальной и максимальной кинематическим вязкостям при 100°С – показатель, определяющий минимальную и максимальную вязкость моторного масла при прогретом двигателе.
минимальной вязкости при 150°С и скорости сдвига 106 с-1. Градиент скорости сдвига – это отношение скорости движения одной поверхности трения относительно другой к величине зазора между ними, заполненного маслом. С увеличением градиента скорости сдвига снижается вязкость масла, но она снова возрастает, когда скорость сдвига уменьшается.

Ряд всесезонных масел: SAE 0W-20, 0W-30, 0W-40, 0W-50, 0W-60, 5W-20, 5W-30, 5W-40, 5W-50, 5W-60, 10W-20, 10W-30, 10W-40, 10W-50, 10W-60, 15W-30, 15W-40, 15W-50, 15W-60, 20W-30, 20W-40, 20W-50, 20W-60. Обозначение состоит из комбинации зимнего и летнего ряда, разделенных тире. т

Всесезонные масла должны удовлетворять одновременно критериям и зимнего, и летнего масла. Чем меньше цифра, стоящая перед буквой W, тем меньше вязкость масла при низкой температуре, легче холодный пуск двигателя стартером и лучше прокачиваемость масла по смазочной системе. Чем больше цифра, стоящая после буквы W, тем больше вязкость масла при высокой температуре и надежнее смазывание двигателя при жаркой
погоде.

Таким образом, класс SAE сообщает потребителю диапазон температуры окружающей среды, в котором масло обеспечит:

проворачивание двигателя стартером (для зимних и всесезонных масел)
прокачивание масла масляным насосом по смазочной системе двигателя под давлением при холодном пуске в режиме, не допускающем сухого трения в узлах трения (для зимних и всесезонных масел)
надежное смазывание летом при длительной работе в максимальном скоростном и нагрузочном режиме (для летних и всесезонных масел)

Классификация ILSAC

Американцы вместе с японцами разработали на базе API систему стандартов для пассажирских автомобилей (то есть аналог категории S в классификации API), которая называется ILSAC (как обычно, по имени выпускающей организации — (International Lubricant Specification Advisory Committee, Международный Консультативный Комитет по техническим требованиям к смазочным материалам). В них настолько много общего, что они даже имеют один значок соответствия масла текущему (то есть не устаревшему) стандарту ILSAC/API, так называемый Starburst.

В буквенно-цифровом обозначении классы ILSAC выглядят таким образом: GF-1, GF-2 и так далее. На данный момент (2015 год) наиболее современным и единственным не устаревшим является GF-5, соответствующий SN по классификации API. Как и в API наиболее современная ступень градации включает в себя требования по всем предыдущим, соответственно, может быть использована вместо них.