Основные свойства моторных масел: Характеристики моторных масел: свойства масла для двигателя — Шины для спецтехники, шины для погрузчика

Содержание

Свойства моторных масел | Полезные статьи Ойл Сервис

Рассмотрим, какими же свойствами должно обладать хорошее масло, чтобы выполнять все функции, возложенные на него.

В двигателе внутреннего сгорания неизбежны высокотемпературные отложения. Умение их смывать – одно из важнейших свойств моторного масла. Но смыть недостаточно, частицы этих отложений необходимо измельчить и нейтролизовать. За это отвечают диспергирующие свойства масла.

Моюще-диспергирующие свойства

характеризуют способность масла обеспечивать необходимую чистоту деталей двигателя, поддерживать продукты окисления и загрязнения во взвешенном состоянии. Чем выше моюще – диспергирующие свойства масла, тем больше нерастворимых веществ – продуктов старения может удерживаться в работающем масле без выпадения в осадок, и тем меньше нагаров и лакообразных отложений образуется на поверхности деталей. А вследствие этого – может достигаться более высокая допустимая температура в двигателе (степень форсирования ДВС).

В составах моторных масел в качестве моющих присадок используют сульфонаты, алкилфеноляты, алкилсалицилаты и фосфонаты кальция или магния. Рациональное сочетание этих зольных присадок друг с другом и с беззольными дисперсантами-присадками, обеспечивает уменьшение низкотемпературных отложений в двигателе и положительно влияет на скорость загрязнения масляных фильтров. Модифицированные термостойкие беззольные дисперсанты также способствуют уменьшению нагарообразования на поршнях и кольцах.

При работе ДВС на топливе с увеличенным содержанием серы, моющие присадки, повышающие в масле щелочное число, препятствуют образованию отложений на деталях двигателя путем нейтрализации кислот, образующихся из продуктов сгорания топлива.

Металлсодержащие моющие присадки повышают зольность масла, что может привести к образованию зольных отложений в камере сгорания, замыканию электродов свечей зажигания, преждевременному воспламенению рабочей смеси, прогару выпускных клапанов, снижению детонационной стойкости топлива.

Поэтому сульфатную зольность моторных масел ограничивают верхним пределом. Ее допустимое значение зависит от типа и конструкции двигателя, расхода масла на угар, условий эксплуатации, (в частности, от вида применяемого топлива). Наименее зольные масла необходимы для смазывания двухтактных бензиновых двигателей, а также двигателей работающих на газе.

Антиокислительные свойства

в значительной степени определяют стойкость масла к старению. Условия работы моторных масел в двигателях настолько жестки, что предотвратить их окисление полностью практически не возможно.

Окисление масла приводит к росту его вязкости и коррозионности, склонности к образованию отложений, загрязнению масляных фильтров и другим неблагоприятным последствиям (затруднение холодного пуска, ухудшение прокачиваемости масла).

Значительно затормозить процессы окисления масла можно соответствующей очисткой базовых масел от нежелательных соединений, присутствующих в сырье, использованием синтетических базовых компонентов, а также введением эффективных антиокислительных присадок.

Окисление масла в двигателе наиболее интенсивно происходит в тонких пленках масла на поверхностях деталей, нагревающихся до высокой температуры и соприкасающихся с горячими газами (поршень, цилиндр, поршневые кольца, направляющие и клапаны). В объеме масло окисляется менее интенсивно, так как в поддоне картера, радиаторе, маслопроводах температура ниже и поверхность контакта масла с окисляющей газовой средой меньше.

На скорость и глубину окислительных процессов значительно влияют загрязнения неорганического происхождения, которые накапливаются в масле в результате изнашивания деталей двигателя, (соединения меди, железа и других металлов, образующиеся в результате коррозии деталей двигателя). Еще больше на окисление масла влияют попадающие в него продукты неполного сгорания топлива. Они проникают в масло вместе с газами, прорывающимися из надпоршневого пространства в картер.

Стойкость моторных масел к окислению, повышается введением в его состав антиокислительных присадок. Наилучший антиокислительный эффект достигается при добавлении в масло присадок, обладающих различным механизмом действия. В качестве антиокислительных присадок к моторным маслам применяют диалкил и диарилдитиофосфаты цинка, которые улучшают противоизносные и антикоррозионные свойства. Их часто комбинируют друг с другом и с беззольными антиокислителями. Довольно энергичными антиокислителями являются некоторые моюще-диспергирующие присадки, в частности, алкилсалицилатные и алкилфенольные.

Противоизносные свойства

моторного масла зависят от химического состава базового масла, общего состава присадок и вязкостно-температурных характеристик масла. Это в основном и определяет температурные пределы его применяемости (защита деталей от износа при холодном запуске двигателя и максимальных температурных нагрузках).

При работе на топливе с высоким содержанием серы, а также в условиях, способствующих образованию азотной кислоты из продуктов сгорания (газовые двигатели, дизели с высоким наддувом), важнейшей характеристикой способности масла является предотвращение коррозионного износа поршневых колец и цилиндров.
Множественность факторов, влияющих на износ деталей в ДВС и принципиальные различия режимов трения, затрудняют оптимизацию противоизносных свойств моторных масел. Придание маслу максимальной нейтрализующей способности и введение в его состав дитиофосфатов цинка, часто оказывается достаточным для предотвращения коррозионно-механического изнашивания и избежание задиров. Однако тенденция к применению маловязких масел, для достижения экономии топлива и уменьшения расхода на угар, требует улучшения противоизносных свойств масел. Это достигается введением специальных присадок, содержащих серу, фосфор, галогены, бор, а также беззольные дисперсанты, содержащие противоизносные фрагменты.

Большое влияние на износ оказывает наличие в масле абразивных загрязнений. Их наличие в свежем масле не допускается, а масло, работающее в двигателе, должно подвергаться очистке в фильтрах, центрифугах, сепараторах. Высокие диспергирующие свойства масла так же уменьшают вред, оказываемый действием абразивных частиц.

Антикоррозионные свойства

моторных масел зависят от состава базовых компонентов, концентрации и эффективности антикоррозионных, антиокислительных присадок и деактиваторов металлов. Антикоррозионные присадки защищают антифрикционные материалы , образуя на их поверхности прочную защитную пленку. Антиокислители препятствуют образованию агрессивных кислот, а присадки-деактиваторы предохраняют поверхности металлов от коррозионного разрушения. Минеральные масла из малосернистой нефти, с высоким содержанием парафиновых углеводородов, наиболее подвержены коррозионности в процессе старения. Их углеводороды, в ходе окисления, образуют органические кислоты, которые взаимодействуют с цветными металлами и их сплавами.

Вязкостно-температурные свойства

одна из важнейших характеристик моторного масла. От этих свойств зависит в каком диапазоне температур окружающей среды, данное масло сможет обеспечить запуск двигателя без предварительного подогрева, беспрепятственное прокачивание насосом по всей системе, надежное смазывание, очистка и охлаждение деталей двигателя при наибольших допустимых нагрузках.

Даже в умеренных климатических условиях, диапазон изменения температуры масла от холодного пуска зимой до максимального прогрева, в подшипниках коленчатого вала или в зоне поршневых колец составляет от -30° до +150°С. Вязкость масел в этом интервале температур изменяется многократно.

Летние масла, имеющие достаточную вязкость при высокой температуре, обеспечивают легкий запуск двигателя при температуре окружающей среды не ниже 0°С. В свою очередь зимние масла, обеспечивающие холодный пуск при отрицательных температурах, имеют недостаточную вязкость при высокой температуре. Таким образом, сезонные масла независимо от их наработки (пробега автомобиля) необходимо менять дважды в год, или использовать так называемые «всесезонные» масла.

Вязкостно-температурные свойства «всесезонных» масел таковы, что при отрицательных температурах они подобны зимним, а в области высоких температур – летним. Вязкостные присадки относительно мало повышают вязкость базового масла при низкой температуре, но значительно увеличивают ее при высокой температуре.

В отличие от сезонных, «всесезонные» масла изменяют вязкость под влиянием не только температуры, но и скорости сдвига, причем это изменение временное. С уменьшением скорости относительного перемещения смазываемых деталей вязкость возрастает, а с увеличением – снижается. Этот эффект больше проявляется при низкой температуре, но сохраняется и при высокой, что имеет два позитивных последствия: большее снижение вязкости в начале проворачивания холодного двигателя стартером, облегчая его запуск, а в прогретом двигателе, небольшое снижение вязкости масла в зазорах между поверхностями трения деталей, уменьшает потери энергии на трение и дает экономию топлива.

Характеристиками вязкостно-температурных свойств служат кинематическая вязкость, динамическая вязкость, а также индекс вязкости – безразмерный показатель пологости вязкостно-температурной зависимости, рассчитываемый по значениям кинематической вязкости масла, измеренной при 40° и 100°С. Синтетические базовые компоненты имеют индекс вязкости 120-150, что дает возможность получать на их основе всесезонные масла с очень широким температурным диапазоном работоспособности.

Температура застывания масла

указывает только на возможность перелить масло из канистры в картер двигателя, не прибегая к предварительному подогреву. Однозначной взаимосвязи температуры застывания масла с его пусковыми свойствами на холоде не существует.

Температура вспышки

Если масло нагревать, то его пары образуют с воздухом смесь. Температуру, при которой эти пары способны воспламениться, называют температурой вспышки. Температура вспышки связана с фракционным составом масла и структурой молекул базовых компонентов. При прочих равных условиях высокая температура вспышки предпочтительна. Она существенно снижается по сравнению с исходным значением, если в процессе работы масло разжижается топливом из-за неисправностей двигателя. В сочетании со снижением вязкости масла, понижение температуры вспышки служит сигналом для поиска неисправностей системы подачи топлива, системы зажигания или карбюратора.

Сульфатная зольность

При сгорании масла образуется зола, которая, в свою очередь, состоит из солей и минералов, находящихся в масле во взвешенном состоянии. При очистке базового масла зольность должна быть минимальной и составляет порядка 0,005% и меньше. Однако, при введении необходимых для качественного масла присадок, зольность резко возрастает и достигает 1-1,5%. Сульфатная зольность масла в процессе работы двигателя, почти не изменяется и в нормативной документации ограничена верхним пределом. Это обусловлено тем, что излишне зольное масло может способствовать повышенному износу деталей, вследствие абразивного воздействия на поверхности трения, а также приводить к преждевременному воспламенению рабочей смеси из-за образования отложений в камере сгорания и неблагоприятно влиять на работоспособность свечей зажигания.

Базовые масла практически беззольны. Довольно высокая сульфатная зольность моторных масел в основном, обусловлена наличием в их составе моющих присадок, содержащих металлы. Эти присадки необходимы для предотвращения нагара и лакообразования на поршнях, кольцах, клапанах и придания маслам способности нейтрализовывать кислоты. Чем больше щелочное число, тем большее количество кислот, образующихся при окислении масла и сгорании топлива, может быть переведено в нейтральное соединение. В противном случае эти кислоты вызвали бы коррозионный износ деталей двигателя и усилили процессы образования различных углеродистых отложений. При работе масла в двигателе, щелочное число неизбежно снижается. Такое снижение имеет допустимые пределы, по достижении которых масло считается утратившим свою работоспособность. Поэтому, при прочих равных условиях, предпочтительнее масло у которого щелочное число выше.

www.maslo.od.ua

Основные функции и свойства моторного масла / Блог АвтоТО — Обслуживание автомобиля

Запись опубликована 04.08.2010 автором dimalgor.

Основные функции моторного масла:

Обеспечивать чистоту деталей двигателя за счет высоких моющих, диспергирующе-стабилизирующих и солюбилизирующих свойств по отношению к различным нерастворимым загрязнениям.
Способствовать легкому холодному пуску двигателя, обеспечивать хорошую прокачиваемость при холодном пуске и надежное смазывание в экстремальных условиях при высоких нагрузках и температуре окружающей среды за счет оптимальных вязкостно-температурных свойств.
Отводить тепло от нагретых деталей двигателя, обеспечивать надежную работу двигателя при высоких температурах в зоне цилиндропоршневой группы и в зоне картера за счет высокой термической и термоокислительной стабильности.
Обеспечивать надежную смазку деталей двигателя при любых режимах его работы за счет высоких антифрикционных, противоизносных и противозадирных свойств.
Нейтрализация коррозионно-агрессивных компонентов, накапливающихся в процессе эксплуатации двигателя (продукты неполного сгорания топлива, а также воздействия кислорода воздуха и воды на материал деталей двигателя) за счет высоких противокоррозионных и защитных свойств.

Для придания необходимых эксплуатационных свойств или улучшения имеющихся (за счет оптимизированного состава базовой основы) в масло добавляют функциональные присадки.

Все моторные масла выпускаются с присадками, их число достигает до 8 различных соединений, а общее массовое содержание – до 25%. Почти все присадки, как одиночные, так и пакеты, поставляются на маслосмесительные заводы в виде растворов присадок в масле, содержащих около 50% активного вещества.

Основные присадки, имеющиеся в составе масла:

моющие
диспергирующие
антиокислительные
противокоррозионные
антифрикционные (модификаторы трения)
противоизносные
депрессорные
загущающие (модификаторы вязкости)
противопенные

Моюще-диспергирующие свойства.

Моюще-диспергирующие свойства характеризуют способность масла обеспечивать необходимую чистоту деталей двигателя, поддерживать продукты окисления и загрязнения во взвешенном состоянии.Чем выше моюще-диспергирующие свойства масла, тем больше нерастворимых веществ — продуктов старения может удерживаться в работающем масле без выпадения в осадок, тем меньше лакообразных отложений и нагаров образуется на горячих деталях, тем выше может быть допустимая температура деталей (степень форсирования двигателя). Кроме концентрации моюще-диспергирующих присадок на чистоту двигателя существенно влияет эффективность используемых присадок, их правильное сочетание с другими компонентами композиции, а также приемистость базового масла. В композициях моторных масел в качестве моющих присадок используют сульфонаты, алкилфеноляты, алкилсалицилаты и фосфонаты кальция или магния и реже (по экологическим соображениям) бария, а также рациональные сочетания этих зольных присадок друг с другом и с беззольными дисперсантами-присадками, снижающими, главным образом, склонность масла к образованию низкотемпературных отложений («шламов») и скорость загрязнения фильтров тонкой очистки масла. Модифицированные термостойкие беззольные дисперсанты способствуют и уменьшению лако- и нагарообразования на поршнях (находят все большее распространение в новых пакетах присадок).

Механизм действия моющих присадок объясняют их адсорбцией («прилипанием и обволакиванием») на поверхности нерастворимых в масле частиц. В результате на каждой частице образуется оболочка из обращенных в объем масла углеводородных радикалов. Она препятствует коагуляции («выпадению в осадок») частиц загрязнений, их соприкосновению друг с другом («слипанию в более крупные частицы»).

Металлсодержащие моющие присадки повышают зольность масла, что может привести к образованию зольных отложений в камере сгорания, замыканию электродов свечей зажигания преждевременному воспламенению рабочей смеси, прогару выпускных клапанов, снижению детонационной стойкости топлива, абразивному изнашиванию. Поэтому сульфатную зольность моторных масел ограничивают верхним пределом. Ее допустимое значение зависит от типа и конструкции двигателя, расхода масла на угар, условий эксплуатации, в частности, от вида применяемого топлива. Наименее зольные масла необходимы для смазывания двухтактных бензиновых двигателей и двигателей, работающих на газе.

Антиокислительные свойства.

Антиокислительные свойства в значительной степени определяют стойкость масла к старению. Условия работы моторных масел в двигателях настолько жестки, что предотвратить их окисление полностью не представляется возможным. Соответствующей очисткой базовых масел от нежелательных соединений, присутствующих в сырье, использованием синтетических базовых компонентов, а также введением эффективных антиокислительных присадок можно значительно затормозить процессы окисления масла, которые приводят к росту его вязкости и коррозионности, склонности к образованию отложений, загрязнению масляных фильтров и другим неблагоприятным последствиям (затруднение холодного пуска, ухудшение прокачиваемости масла).

Окисление масла в двигателе наиболее интенсивно происходит в тонких пленках масла на поверхностях деталей, нагревающихся до высокой температуры и соприкасающихся с горячими газами (поршень, цилиндр, поршневые кольца, направляющие и стебли клапанов). В объеме масло окисляется менее интенсивно, так как в поддоне картера, радиаторе, маслопроводах температура ниже и поверхность контакта масла с окисляющей газовой средой меньше. Во внутренних полостях двигателя, заполненных масляным туманом, окисление более интенсивно.

На скорость и глубину окислительных процессов значительно влияют попадающие в масло продукты неполного сгорания топлива. Они проникают в масло вместе с газами, прорывающимися из надпоршневого пространства в картер. Ускоряют окисление масла частицы металлов и загрязнений неорганического происхождения, которые накапливаются в масле в результате изнашивания деталей двигателя, недостаточной очистки всасываемого воздуха, нейтрализации присадками неорганических кислот, а также металлорганические соединения меди, железа и других металлов, образующиеся в результате коррозии деталей двигателя или взаимодействия частиц изношенного металла с органическими кислотами. Все эти вещества — катализаторы окисления.

Стойкость моторных масел к окислению повышают введением в их состав антиокислительных присадок. Довольно энергичными антиокислителями являются некоторые моюще-диспергирующие присадки, в частности алкилсалицилатные и алкилфенольные. При длительной работе масла в двигателе интенсивный рост вязкости, обусловленный окислением, начинается после практически полного истощения антиокислительных присадок.

Смазочные свойства.

Смазочные свойства включают в себя: антифрикционные свойства (снижение трения), противоизносные свойства (препятствие изнашиванию поверхностей трения контактирующих поверхностей) и противозадирные свойства (предотвращение задиров поверхностей и вырывания металла).

Антифрикционные свойства достигаются путем добавления различных модификаторов трения.

Противоизносные свойства моторного масла зависят от химического состава и полярности базового масла, состава композиции присадок и вязкостно-температурной характеристики масла с присадками, которая в основном предопределяет температурные пределы его применимости (защита деталей от износа при пуске двигателя, при максимальных нагрузках и температурах окружающей среды). Особенно важны эффективная вязкость масла при температуре 130-180 °С и градиенте скорости сдвига 105-107 с-1, зависимость вязкости от давления, свойства граничных слоев и способность химически модифицировать поверхностные слои сопряженных трущихся деталей.

Различные узлы и детали двигателей, как правило, смазываются обычно одним маслом, а условия трения, изнашивания и режим смазки существенно различны. Подшипники коленчатого вала, поршневые кольца в сопряжении с цилиндром работают преимущественно в условиях гидродинамической смазки. Зубчатые колеса привода агрегатов, масляных насосов и детали механизма привода клапанов работают в условиях эластогидродинамической смазки. Вблизи мертвых точек жидкостное трение поршневых колец по стенке цилиндра переходит в граничное. Множественность факторов, влияющих на износ деталей двигателей принципиальные различия режимов трения и изнашивания узлов затрудняют оптимизацию противоизносных свойств моторных масел.

Придание маслу достаточной нейтрализующей способности и введение в его состав дитиофосфатов цинка часто оказывается достаточным для предотвращения коррозионно-механического изнашивания и модифицирования поверхностей деталей тяжело нагруженных сопряжений во избежание задиров или усталостного выкрашивания. Однако тенденция к применению маловязких масел для достижения экономии топлива и ограничение поступления масла к верхней части цилиндра для уменьшения расхода на угар требуют улучшения противоизносных свойств масел при граничной смазке. Это достигается введением специальных противоизносных присадок, содержащих серу, фосфор, галогены, бор, а также введением беззольных дисперсантов, содержащих противоизносные фрагменты.

Большое влияние на износ оказывает наличие в масле абразивных загрязнений. Их наличие в свежем масле не допускается, а масло, работающее в двигателе, должно подвергаться очистке в фильтрах, центрифугах, сепараторах. Уменьшению вредного действия абразивных частиц способствуют высокие диспергирующие свойства масла.

Противокоррозионные свойства.

Противокоррозионные свойства моторных масел зависят от состава базовых компонентов, концентрации и эффективности антикоррозионных, антиокислительных присадок и деактиваторов металлов. В процессе старения коррозионность моторных масел возрастает. Противокоррозионные присадки защищают антифрикционные материалы (свинцовистую бронзу), образуя на их поверхности прочную защитную пленку.

Антиокислители препятствуют образованию агрессивных кислот.

Вязкостно-температурные свойства.

Вязкостно-температурные свойства — одна из важнейших характеристик моторного масла. От этих свойств зависит диапазон температуры окружающей среды, в котором данное масло обеспечивает пуск двигателя без предварительного подогрева, беспрепятственное прокачивание масла насосом по смазочной системе, надежное смазывание и охлаждение деталей двигателя при наибольших допустимых нагрузках и температуре окружающей среды. Даже в умеренных климатических условиях диапазон изменения температуры масла от холодного пуска зимой до максимального прогрева в подшипниках коленчатого вала или в зоне поршневых колец составляет до 180-190 °С. Летние масла, имеющие достаточную вязкость при высокой температуре, обеспечивают пуск двигателя при температуре окружающей среды около 0 °С. Зимние масла, обеспечивающие холодный пуск при отрицательных температурах, имеют недостаточную вязкость при высокой температуре. Таким образом, сезонные масла независимо от их наработки (пробега автомобиля) необходимо менять дважды в год. Это усложняет и удорожает эксплуатацию двигателей. Проблема решена созданием всесезонных масел, загущенных полимерными присадками.

Вязкостно-температурные свойства загущенных масел таковы, что при отрицательных температурах они подобны зимним, а в области высоких температур — летним, то есть легко поступают к узлам трения при низких температурах и образуют надежный смазочный слой при высоких нагрузках и температурах.

В отличие от сезонных, загущенные всезонные масла изменяют вязкость под влиянием не только температуры, но и скорости сдвига, причем это изменение временное. С уменьшением скорости относительного перемещения смазываемых деталей вязкость возрастает, а с увеличением — снижается. Этот эффект больше проявляется при низкой температуре, но сохраняется и при высокой, что имеет два позитивных последствия: снижение вязкости в начале проворачивания холодного двигателя стартером облегчает пуск, а небольшое снижение вязкости масла в зазорах между поверхностями трения деталей прогретого двигателя уменьшает потери энергии на трение и дает экономию топлива.

Характеристиками вязкостно-температурных свойств служат кинематическая вязкость, определяемая в капиллярных вискозиметрах, и динамическая вязкость, измеряемая при различных градиентах скорости сдвига в ротационных вискозиметрах, а также индекс вязкости — безразмерный показатель пологости вязкостно-температурной зависимости, рассчитываемый по значениям кинематической вязкости масла, измеренной при 40 и 100 °С . В нормативной документации на зимние масла иногда нормируют кинематическую вязкость при низких температурах. Индекс вязкости минеральных масел без вязкостных присадок составляет 85-100. Синтетические базовые компоненты имеют индекс вязкости 120-150, что дает возможность получать на их основе всесезонные масла с очень широким температурным диапазоном работоспособности.

Если у вас газовое оборудование, тогда стоит прочитать о моторных маслах MANNOL для моторов на газовом топливе.

Полезная информация о смазочных материалах

В эксплуатационных характеристиках масла всегда встречаются упоминания на такие свойства, как моюще-диспергирующие, антикоррозионные, антифрикционные и другие. По совокупности этих свойств можно определить область применения, условия эксплуатации, качество масла, однако далеко не все автолюбители (да и продавцы автохимии) разбираются во всех тонкостях маркировки масел, их показателях. Данный обзор основных свойств призван помочь любому желающему более подробно и квалифицированно разобраться в мире смазочных материалов.

Основные свойства:

· Моюще-диспергирующие

· Антиокислительные

· Антикоррозионные

· Противоизносные

· Вязкостно-температурные

Моюще-диспергирующие свойства характеризуют способность масла обеспечивать необходимую чистоту деталей двигателя, поддерживать продукты окисления и загрязнения во взвешенном состоянии. Чем выше моюще-диспергирующие свойства масла, тем больше нерастворимых веществ — продуктов старения может удерживаться в работающем масле без выпадения в осадок, тем меньше лакообразных отложений и нагаров образуется на горячих деталях, тем выше может быть допустимая температура деталей (степень форсирования двигателя). Кроме концентрации моюще-диспергирующих присадок на чистоту двигателя существенно влияет эффективность используемых присадок, их правильное сочетание с другими компонентами композиции, а также приемистость базового масла. В композициях моторных масел в качестве моющих присадок используют сульфонаты, алкилфеноляты, алкилсалицилаты и фосфонаты кальция или магния и реже (по экологическим соображениям) бария, а также рациональные сочетания этих зольных присадок друг с другом и с беззольными дисперсантами-присадками, снижающими, главным образом, склонность масла к образованию низкотемпературных отложений и скорость загрязнения фильтров тонкой очистки масла. Модифицированные термостойкие беззольные дисперсанты способствуют и уменьшению лако и нагарообразования на поршнях.

Механизм действия моющих присадок объясняют их адсорбцией на поверхности нерастворимых в масле частиц. В результате на каждой частице образуется оболочка из обращенных в объем масла углеводородных радикалов. Она препятствует коагуляции частиц загрязнений, их соприкосновению друг с другом. Полярные молекулы присадок образуют двойной электрический слой, придающий одноименные заряды частицам, на которых они адсорбировались. Благодаря этому частицы отталкиваются, и вероятность их объединения в крупные агрегаты уменьшается.

При работе двигателей на топливах с повышенным содержанием серы моющие присадки, придающие маслу щелочность, препятствуют образованию отложений на деталях двигателей также и путем нейтрализации кислот, образующихся из продуктов сгорания топлива. Металлсодержащие моющие присадки повышают зольность масла, что может привести к образованию зольных отложений в камере сгорания, замыканию электродов свечей зажигания, преждевременному воспламенению рабочей смеси, прогару выпускных клапанов, снижению детонационной стойкости топлива, абразивному изнашиванию. Поэтому сульфатную зольность моторных масел ограничивают верхним пределом. Ее допустимое значение зависит от типа и конструкции двигателя, расхода масла на угар, условий эксплуатации, в частности, от вида применяемого топлива. Наименее зольные масла необходимы для смазывания двухтактных бензиновых двигателей и двигателей, работающих на газе. Наибольшую зольность имеют высокощелочные цилиндровые масла. Моющие свойства моторных масел в лабораторных условиях определяют на модельной установке ПЗВ, представляющей собой малоразмерный одноцилиндровый двигатель с электроприводом и электронагревателями. Стендовые моторные испытания для оценки моющих свойств проводят либо в полноразмерных двигателях, либо в одноцилиндровых моторных установках по стандартным методикам. Критериями оценки моющих свойств служит чистота поршня, масляных фильтров, роторов центрифуг, подвижность поршневых колец.

Окисление масла в двигателе наиболее интенсивно происходит в тонких пленках масла на поверхностях деталей, нагревающихся до высокой температуры и соприкасающихся с горячими газами (поршень, цилиндр, поршневые кольца, направляющие и стебли клапанов). В объеме масло окисляется менее интенсивно, так как в поддоне картера, радиаторе, маслопроводах температура ниже и поверхность контакта масла с окисляющей газовой средой меньше, Во внутренних полостях двигателя, заполненных масляным туманом, окисление более интенсивно.

Стойкость моторных масел к окислению повышают введением в их состав антиокислительных присадок. Наилучший антиокислительный эффект достигается при введении в масло присадок, обладающих различным механизмом действия. В качестве антиокислительных присадок к моторным маслам применяют диалкил — и диарилдитиофосфаты цинка, которые улучшают также антикоррозионные и противоизносные свойства. Их часто комбинируют друг с другом и с беззольными антиокислителями. К числу последних относят пространственно затрудненные фенолы, ароматические амины, беззольные дитиофосфаты и др. Довольно энергичными антиокислителями являются некоторые Моюще-диспергирующие присадки, в частности алкилсалицилатные и алкилфенольные.

При длительной работе масла в двигателе интенсивный рост вязкости, обусловленный окислением, начинается после практически полного истощения антиокислительных присадок. В стандартах и технических условиях на моторные масла их стойкость к окислению косвенно характеризуется индукционным периодом осадкообразования (окисление по методу ГОСТ 11063-77 при 200 oС). При моторных испытаниях антиокислительные свойства масел оценивают по увеличению их вязкости за время работы в двигателе установки ИКМ (ГОСТ 20457-75) или Ре tt ег W -1.

Противоизносные свойства моторного масла зависят от химического состава и полярности базового масла, состава композиции присадок и вязкостно-температурной характеристики масла с присадками, которая в основном предопределяет температурные пределы его применимости (защита деталей от износа при пуске двигателя, при максимальных нагрузках и температурах окружающей среды). Особенно важны эффективная вязкость масла при температуре 130-180 0С и градиенте скорости сдвига 105-107 с-1, зависимость вязкости от давления, свойства граничных слоев и способность химически модифицировать поверхностные слои сопряженных трущихся деталей.

При работе на топливах с повышенным или высоким содержанием серы, а также в условиях, способствующих образованию азотной кислоты из продуктов сгорания (газовые двигатели, дизели с высоким наддувом), важнейшей характеристикой способности масла предотвращать коррозионный износ поршневых колец и цилиндров является его нейтрализующая способность, показателем которой в нормативной документации служит щелочное число. Различные узлы и детали двигателей (за исключением крейцкопфных дизелей, имеющих две автономные смазочные системы) смазываются обычно одним маслом, а условия трения, изнашивания и режим смазки различны. Подшипники коленчатого вала, поршневые кольца в сопряжении с цилиндром работают преимущественно в условиях гидродинамической смазки. Зубчатые колеса привода агрегатов, масляных насосов и детали механизма привода клапанов работают в условиях эластогидродинамической смазки. Вблизи мертвых точек жидкостное трение поршневых колец по стенке цилиндра переходит в граничное трение.

Множественность факторов, влияющих на износ деталей двигателей, принципиальные различия режимов трения и изнашивания узлов затрудняют оптимизацию противоизносных свойств моторных масел. Придание маслу достаточной нейтрализующей способности и введение в его состав дитиофосфатов цинка часто оказывается достаточным для предотвращения коррозионно-механического изнашивания и модифицирования поверхностей деталей в тяжело нагруженных сопряжениях во избежание задиров или их усталостного выкрашивания. Однако тенденция к применению маловязких масел для достижения экономии топлива и ограничение поступления масла к верхней части цилиндра для уменьшения расхода на угар требуют улучшения противоизносных свойств масел при граничной смазке. Это достигается введением специальных противоизносных присадок, содержащих серу, фосфор, галогены, бор, а также введением беззольных дисперсантов, содержащих противоизносные фрагменты.

Большое влияние на износ оказывает наличие в масле абразивных загрязнений. Их наличие в свежем масле не допускается, а масло, работающее в двигателе, должн о подвергаться очистке в фильтрах, центрифугах, сепараторах. Уменьшению вредного действия абразивных частиц способствуют высокие диспергирующие свойства масла.

Трибологические характеристики, определяемые на четырехшариковой машине трения (ЧШМ) по ГОСТ 9490-75, нормированы стандартами и техническими условиями на многие моторные масла для контроля процесса производства. Однако непосредственную связь между оценкой противоизносных и противозадирных свойств на машине трения и фактическими противоизносными свойствами моторных масел в реальных условиях применения установить не всегда возможно. При моторных испытаниях противоизносные свойства масел оценивают по потере массы поршневых колец, задиру или питтингу кулачков и толкателей, линейному износу этих деталей и цилиндров, состоянию поверхностей трения.

Антикоррозионные свойства моторных масел зависят от состава базовых компонентов, концентрации и эффективности антикоррозионных, антиокислительных присадок и деактиваторов металлов. В процессе старения коррозионность моторных масел возрастает. Более склонны к увеличению коррозионности масла из так называемой малосернистой нефти с высоким содержанием парафиновых углеводородов, образующих в процессах окисления агрессивные органические кислоты, которые взаимодействуют с цветными металлами и их сплавами.

Антикоррозионные присадки защищают антифрикционные материалы(свинцовистую бронзу), образуя на их поверхности прочную защитную пленку. Антиокислители препятствуют образованию агрессивных кислот. Иногда необходимо вводить в моторные масла присадки-деактиваторы, образующие хелатные соединения с медью, предохраняющие поверхность от коррозионного разрушения,

Антикоррозионные присадки типа дитиофосфатов цинка, применяемые в большинстве моторных масел, не защищают от коррозии сплавы на основе серебра и фосфористые бронзы, а при высокой температуре активно способствуют их коррозии. В двигателях, в которых используют такие антифрикционные материалы, необходимо использовать специальные масла, не содержащие дитиофосфатов цинка.

В лабораторных условиях антикоррозионные свойства моторных масел оценивают по методу ГОСТ 20502-75 по потере массы свинцовых пластин за 10 или 25 ч испытания при температуре 140 oС. При моторных испытаниях антикоррозионные свойства масел оценивают по потере массы вкладышей шатунных подшипников полноразмерных двигателей или одноцилиндровых установок ИКМ или Ре tt ег W -1, а также по состоянию их поверхностей трения (цвет, натиры, следы коррозии).

— одна из важнейших характеристик моторного масла. От этих свойств зависит диапазон температуры окружающей среды, в котором данное масло обеспечивает пуск двигателя без предварительного подогрева, беспрепятственное прокачивание масла насосом по смазочной системе, надежное смазывание и охлаждение деталей двигателя при наибольших допустимых нагрузках и температуре окружающей среды. Даже в умеренных климатических условиях диапазон изменения температуры масла от холодного пуска зимой до максимального прогрева в подшипниках коленчатого вала или в зоне поршневых колец составляет до 180-190 oС. Вязкость минеральных масел в интервале температур от -30 до +150 oС изменяется в тысячи раз. Летние масла, имеющие достаточную вязкость при высокой температуре, обеспечивают пуск двигателя при температуре окружающей среды около 0 oС. Зимние масла, обеспечивающие холодный пуск при отрицательных температурах, имеют недостаточную вязкость при высокой температуре. Таким образом, сезонные масла независимо от их наработки (пробега автомобиля) необходимо менять дважды в год. Это усложняет и удорожает эксплуатацию двигателей, Проблема решена созданием всесезонных масел, загущенных полимерными присадками (полиметакрипаты, сополимеры олефинов, полиизобутилены, гидрированные сополимеры стирола с диенами и др.).

Вязкостно-температурные свойства загущенных масел таковы, что при отрицательных температурах они подобны зимним, а в области высоких температур — летним. Вязкостные присадки относительно мало повышают вязкость базового масла при низкой температуре, но значительно увеличивают ее при высокой температуре, что обусловлено увеличением объема макрополимерных молекул с повышением температуры и рядом иных эффектов.

В отличие от сезонных, загущенные всесезонные масла изменяют вязкость под влиянием не только температуры, но и скорости сдвига, причем это изменение временное. С уменьшением скорости относительного перемещения смазываемых деталей вязкость возрастает, а с увеличением — снижается. Этот эффект больше проявляется при низкой температуре, но сохраняется и при высокой, что имеет два позитивных последствия: снижение вязкости в начале проворачивания холодного двигателя стартером облегчает пуск, а небольшое снижение вязкости масла в зазорах между поверхностями трения деталей прогретого двигателя уменьшает потери энергии на трение и дает экономию топлива.

Характеристиками вязкостно-температурных свойств служат кинематическая вязкость, определяемая в капиллярных вискозиметрах, и динамическая вязкость, измеряемая при различных градиентах скорости сдвига в ротационных вискозиметрах, а также индекс вязкости — безразмерный показатель пологости вязкостно-температурной зависимости, рассчитываемый по значениям кинематической вязкости масла, измеренной при 40 и 100 oС (ГОСТ 25371 — 82). В нормативной документации на зимние масла иногда нормируют кинематическую вязкость при низких температурах. Индекс вязкости минеральных масел без вязкостных присадок составляет 85-100. Он зависит от углеводородного состава и глубины очистки масляных фракций. Углубление очистки повышает индекс вязкости, но снижает выход рафината. Синтетические базовые компоненты имеют индекс вязкости 120-150, что дает возможность получать на их основе всесезонные масла с очень широким температурным диапазоном работоспособности.

К низкотемпературным характеристикам масел относят температуру застывания, при которой масло не течет под действием силы тяжести, т.е. теряет текучесть. Она должна быть на 5-7 oС ниже той температуры, при которой масло должно обеспечивать прокачиваемость, В большинстве случаев застывание моторных масел обусловлено образованием в объеме охлаждаемого масла кристаллов парафинов. Требуемая нормативной документацией температура застывания достигается депарафинизацией базовых компонентов и/или введением в состав моторного масла депрессорных присадок (полиметакрилаты, алкил-нафталины и др.).

Основные свойства масел

Плотность и удельный вес

Плотность вещества — это соотношение его массы к объему (кг/м3), а удельный вес — соотношение массы определенного объема вещества к массе соответствующего объема воды при 20°С. Плотность и удельный вес зависят от температуры.

Вязкость

Вязкость — это одна из важнейших характеристик масел, которая характеризует внутреннее трение, определяет текучесть и способность обеспечить гидродинамический (жидкостной) режим смазывания. Вязкость зависит от температуры, в диапазоне рабочих температур (обычно от минус 30°С до 150°С) вязкость минеральных масел изменяется в тысячи раз.

Различают кинематическую и динамическую (абсолютную) вязкость. Первая, характерная для простых масел при положительных температурах, определяется в капиллярных вискозиметрах, а вторая — для загущенных (всесезонных) масел и масел при отрицательных температурах, определяется в ротационных вискозиметрах, ее величина зависит не только от температуры, но и от градиента скорости сдвига.

Кинематическую вязкость в технической системе единиц измеряют в Стоксах (Ст) или сантистоксах (сСт), а в системе СИ в м2/с или в мм2/с.

Динамическая вязкость представляет собой произведение кинематической вязкости на плотность жидкости, в технической системе ее измеряют в сантипуазах (сП), а в системе СИ — в миллиПаскаль-секундах (мПас), где 1 сП= 1 мПа-с.

Моторные масла, как и большинство смазочных материалов, изменяют вязкость в зависимости от своей температуры. Чем ниже температура, тем больше вязкость и наоборот.

Всесезонное масло работает в диапазоне температур от -35 (холодный пуск зимой) до 150-180ºС (работа двигателя летом под полной нагрузкой), что соответственно вызывает многократное изменение его вязкости.

Чтобы обеспечить холодный пуск двигателя (проворачивание коленвала стартером и прокачивание масла по системе смазки) при низких температурах, вязкость не должна быть очень большой.

При высоких температурах масло не должно иметь очень малую вязкость, чтобы создавать прочную масляную пленку между трущимися деталями и необходимое давление в системе.

Для обеспечения необходимой вязкости во всем диапазоне рабочих температур всесезонные моторные масла изготавливают из маловязкой основы и полимерных загущающих присадок (модификаторов вязкости). Основа, имеющая небольшую вязкость, обеспечивает нужные низкотемпературные характеристики. Молекулы загущающих присадок представляют собой “клубки” полимеров (веществ, молекулы которых состоят из большого числа повторяющихся звеньев), “набухающие” при нагревании, что сохраняет достаточную вязкость при высокой температуре.

Вязкость загущенного всесезонного масла зависит также и от скорости перемещения его слоев относительно друг друга. С ее увеличением вязкость временно снижается, поскольку “клубок” полимерной присадки “растягивается” и оказывает меньшее сопротивление перемещению слоев.

Способность снижать вязкость в зависимости от скорости уменьшает потери на внутреннее трение в масле и, соответственно, потери мощности двигателя. Например, при движении поршня от верхней или нижней мертвой точки его скорость возрастает и в определенный момент возникает гидродинамический режим смазки (масло полностью разделяет поверхности деталей). Полимерная загущающая присадка в это время понижает вязкость масла, тем самым снижая потери мощности, развиваемой двигателем.

Индекс вязкости

Индекс вязкости (сокращенно VI, от английского Viscosity Index) безрамерный показатель характеризует зависимость вязкости масла от изменения температуры. Чем больше индекс вязкости, тем меньше вязкость масла изменяется при колебании температуры. Он зависит от углеводородного состава масла, наличия вязкостных (загущающих) присадок, глубины очистки масляных фракций. Для минеральных масел без вязкостных присадок индекс вязкости составляет 85-100, масла с вязкостными присадками и синтетические масла-компоненты могут иметь индекс вязкости 120-150. У маловязких глубокоочищенных масел индекс вязкости может достигать 200.

Температура вспышки

При повышении температуры из масла выделяются пары, которые при поднесении открытого огня вспыхивают. Эта температура называется температурой вспышки, которую можно измерять либо в открытом (Cleveland), либо закрытом тигле (Pensky-Martens). Показатель характеризует наличие в масле легкокипящих фракций, он связан с испаряемостью масла в процессе эксплуатации.

Температура застывания

Температура застывания — это самая низкая температура, при которой масло еще полностью не потеряло текучесть при наклонении пробирки, в которой его охладили. 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) и кислотное число (TAN)

В процессе эксплуатации в смазочных маслах накапливаются кислые и/или щелочные продукты, которые образуются в результате окисления, разрушения молекул базового масла и присадок, загрязнения масел, в том числе, накопления в них продуктов неполного сгорания топлива, сажи. Общее щелочное число (TBN) и общее кислотное число (TAN) анализируются в лабораторных условиях. TBN выражается через количество гидроокиси калия в миллиграммах, эквивалентное количеству всех щелочных компонентов, содержащихся в 1 г. масла (мг КОН/г). TAN выражается через количество гидроокиси калия в мг, необходимое для нейтрализации кислых продуктов, содержащихся в 1 г. масла (мг КОН/г).

Основные свойства масел

Плотность и удельный вес
Плотность вещества — это соотношение его массы к объему (кг/м³), а удельный вес — соотношение массы определенного объема вещества к массе соответствующего объема воды при 20°С. Плотность и удельный вес зависят от температуры.

Вязкость
Вязкость — это величина, которая характеризует текучесть жидкости. Вязкость зависит от температуры. Вязкостных единиц множество. Кинематическую вязкость в т.н. технической системе единиц измеряют в Стоксах (Ст) или сантистоксах (сСт), а в системе СИ (м²/с) или (мм²/с). Когда величину кинематической вязкости умножают на показатель плотности масла в температуре измерения, получают динамическую вязкость, единицей которой в технической системе является Пуаз (П). В системе СИ динамическую вязкость измеряют в Паскаль-секундах (Пас) или (Нс/м²).

Индекс вязкости
Он характеризует зависимость вязкости масла от изменения температуры. Чем больше индекс вязкости, тем меньше вязкость масла изменяется при колебании температуры.

Температура вспышки
При повышении температуры из масла выделяются пары, которые при поднесении открытого огня вспыхивают. Эта температура называется температурой вспышки, которую можно измерять либо в открытом (Cleveland), либо закрытом тигле (Pensky-Martens).

Температура застывания
Температура застывания — это самая низкая температура, при которой масло еще полностью не потеряло текучесть при наклонении пробирки, в которой его охладили. Температура застывания характеризует момент резкого увеличения вязкости при снижении температуры, или кристаллизации парафина вместе с повышением вязкости в такой степени, что масло становится твердым.

Число нейтрализации
В зависимости от базовых масел и присадок, а также эксплуатационных условий, в результате окисления в смазочных маслах содержатся кислотные и/или щелочные продукты. Общее щелочное число (TBN) или общее кислотное число (TAN) анализируются в лабораторных условиях. Величина этих показателей характеризует количество тех щелочных/кислых продуктов, которое требуется для нейтрализации масла. Кислотное число измеряется в (мг КОН/г) (миллиграмм гидроокиси калия на грамм масла).

Основные свойства масел

Плотность и удельный вес

Вязкость

Вязкость — это одна из важнейших характеристик масел, которая характеризует внутреннее трение, определяет текучесть и способность обеспечить гидродинамический (жидкостной) режим смазывания. Вязкость зависит от температуры, в диапазоне рабочих температур (обычно от минус 30°С до 150°С) вязкость минеральных масел изменяется в тысячи раз.
Различают кинематическую и динамическую (абсолютную) вязкость. Первая, характерная для простых масел при положительных температурах, определяется в капиллярных вискозиметрах, а вторая — для загущенных (всесезонных) масел и масел при отрицательных температурах, определяется в ротационных вискозиметрах, ее величина зависит не только от температуры, но и от градиента скорости сдвига.

Кинематическую вязкость в технической системе единиц измеряют в Стоксах (Ст) или сантистоксах (сСт), а в системе СИ в м²/с или в мм²/с.
Динамическая вязкость представляет собой произведение кинематической вязкости на плотность жидкости, в технической системе ее измеряют в сантипуазах (сП), а в системе СИ — в миллиПаскаль-секундах (мПас), где 1 сП= 1 мПа-с.

Моторные масла, как и большинство смазочных материалов, изменяют вязкость в зависимости от своей температуры. Чем ниже температура, тем больше вязкость и наоборот.
Всесезонное масло работает в диапазоне температур от -35 (холодный пуск зимой) до 150-180ºС (работа двигателя летом под полной нагрузкой), что соответственно вызывает многократное изменение его вязкости.
Чтобы обеспечить холодный пуск двигателя (проворачивание коленвала стартером и прокачивание масла по системе смазки) при низких температурах, вязкость не должна быть очень большой.
При высоких температурах масло не должно иметь очень малую вязкость, чтобы создавать прочную масляную пленку между трущимися деталями и необходимое давление в системе.
Для обеспечения необходимой вязкости во всем диапазоне рабочих температур всесезонные моторные масла изготавливают из маловязкой основы и полимерных загущающих присадок (модификаторов вязкости). Основа, имеющая небольшую вязкость, обеспечивает нужные низкотемпературные характеристики. Молекулы загущающих присадок представляют собой «клубки» полимеров (веществ, молекулы которых состоят из большого числа повторяющихся звеньев), «набухающие» при нагревании, что сохраняет достаточную вязкость при высокой температуре.
Вязкость загущенного всесезонного масла зависит также и от скорости перемещения его слоев относительно друг друга. С ее увеличением вязкость временно снижается, поскольку «клубок» полимерной присадки «растягивается» и оказывает меньшее сопротивление перемещению слоев.
Способность снижать вязкость в зависимости от скорости уменьшает потери на внутреннее трение в масле и, соответственно, потери мощности двигателя. Например, при движении поршня от верхней или нижней мертвой точки его скорость возрастает и в определенный момент возникает гидродинамический режим смазки (масло полностью разделяет поверхности деталей). Полимерная загущающая присадка в это время понижает вязкость масла, тем самым снижая потери мощности, развиваемой двигателем.

Индекс вязкости

Индекс вязкости (сокращенно VI, от английского Viscosity Index) безрамерный показатель характеризует зависимость вязкости масла от изменения температуры. Чем больше индекс вязкости, тем меньше вязкость масла изменяется при колебании температуры. Он зависит от углеводородного состава масла, наличия вязкостных (загущающих) присадок, глубины очистки масляных фракций. Для минеральных масел без вязкостных присадок индекс вязкости составляет 85-100, масла с вязкостными присадками и синтетические масла-компоненты могут иметь индекс вязкости 120-150. У маловязких глубокоочищенных масел индекс вязкости может достигать 200.

Температура вспышки

Температура застывания

Температура застывания — это самая низкая температура, при которой масло еще полностью не потеряло текучесть при наклонении пробирки, в которой его охладили. 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) и кислотное число (TAN)

Основные физико-химические свойства смазочного материала

Кинематическая вязкость – текучесть масел при нормальной (40°С) и высокой (100°С) температурах. Измеряется в мм²/сек (сантистокс, cSt).

Плотность или объемная масса вещества – измеряется в кг/м³ и приводится для масел при температурах +15°С или +20°С. В зависимости от базового масла и состава присадок плотность масел лежит в пределах 700–950 кг/м³.

Температура вспышки – температура, при которой из масла выделяются пары углеводородов в количестве, достаточном, чтобы при поднесении источника огня произошла их вспышка. Измеряется в °С. На основании данного показателя продукт классифицируется по воспламеняемости, взрыво- и пожароопасности.

Температура застывания – температура, при которой смазочный материал застывает настолько, что при наклоне емкости со смазочным материалом уровень жидкости практически не изменяется. Данный параметр не является величиной, демонстрирующей минимальную рабочую температуру смазочного материала в системе смазывания. Для определения температуры текучести или прокачиваемости необходимо воспользоваться диаграммами зависимости вязкости от температуры, которые приведены в техническом описании смазочного материала.

Температура каплепадения – температура перехода смазки из полутвердого в полностью жидкое состояние. При дальнейшем охлаждении смазка уже не полностью восстанавливает свою структуру, поэтому нельзя нагревать смазку до температуры каплепадения. Верхняя рабочая температура смазки ниже температуры каплепадения, как правило, на 20–50°С.

Пенетрация – мера измерения консистенции смазки, т.е. степени ее «густоты». Пенетрация опредляется специальным тестом, в котором в емкость со смазкой опускают специальный конус из металла и измеряют глубину проникновения конуса в смазку. Чем более жидкой является смазка, тем глубже проникает конус и тем выше пенетрация смазки. Единица измерения пенетрации – 0,1 мм.

Система классификации API

API система классификации моторных масел (API Engine Service Classification System) развивалась с 1969 года в результате совместной работы API, ASTM и SAE. Система полностью изложена в стандартах ASTM D 4485 «Стандартная спецификация на качество эксплуатационных свойств моторных масел» (Standart Performance Specification for Performance of Engine Oils) и SAE J183 APR96 «Качество эксплуатационных свойств моторных масел и эксплуатационные классификации двигателей (за исключением энергосберегающих масел)» (Engine Oil Performance and Engine Service Classifications (Other than «Energy Conserving»). Новый качественный шаг в развитии качества и классификации моторных масел был сделан в 1983-1992 годах, когда под руководством API и участии представителей производителей автомобилей (ААМА), двигателей (ЕМА) и технических союзов (ASTM и SAE) была создана и развита «Система лицензирования и сертификации моторных масле EOLCS» (Engine Oil Licensing and Certification System, API Publication No. 1509). Эта система постоянно совершенствуется. В настоящее время аттестация моторных масел проводится согласно требованиям EOLCS и «Свода правил СМА» (СМА Code o Practice).

По системе API (ASTM D 4485, SAE J183 APR96) установлены три эксплуатационные категории (три ряда) назначения и качества моторных масел:

API S состоит из категорий качества моторных масел для бензиновых двигателей, идущих в хронологическом порядке. Для каждой новой генерации присваивается дополнительная буква по алфавиту: API SA, API SB, API SC, API SD, API SE, API SF, API SG, API SH, API SJ, API SL, API SM, API SN. (категория SI – намеренно пропущена API, для исключения путаницы с Международной системой мер). Категории API SA, API SB, API SC, API SD, API SE, API SF, API SG, SH на сегодняшний день признаны недействительными, как устаревшие, однако в некоторых странах масла этих категорий еще выпускаются.
API C состоит из категорий качества и назначения масел для дизельных двигателей, идущих в хронологическом порядке. Для каждой новой генерации присваивается дополнительная буква по алфавиту: API СA, API СB, API СC, API СD, API СD-II, API CE, API CF, API CF-2, API CF-4, API CG-4, API CH-4, API CI-4, API CJ-4. Категории API СA, API СB, API СC, API СD, API СD-II на сегодняшний день признаны недействительными, как устаревшие, однако в некоторых странах масла этих категорий еще выпускаются;
API EC – энергосберегающие масла (Energy Conserving). Новый ряд высококачественных масел, состоящий из маловязких, легкотекущих масел, уменьшающих расход топлива по результатам тестов на бензиновых двигателях; существующие категории: API SL/ЕС И API SM/EC.

Система классификации АСЕА

В 1991 году была создана Ассоциация производителей автомобилей Европы АСЕА (Association des Constructeurs Europeens d’Automobiles – Association of European Car Makers), которая взяла на себя функции ССМС, прекратившего свою деятельность в 1996 году. АСЕА создала новую систему классификации моторных масел, которая заменила систему ССМС. Оценка качества масел стала производиться, в основном, по европейским методам испытаний, разработанным Европейским координационным советом СЕС.

Система АСЕА действует с 1996 года, с момента опубликования документации о требованиях по качеству для европейских масел – «АСЕА ряды европейских масел» (АСЕА European Oil Sequences, FL/52/95). В этом документе указаны обязательные лабораторные и моторные испытания, контрольные показатели качества масел, которые применяются при техническом обслуживании автомобилей.

По классификации ACEA в редакции 2008 года существуют следующие типы моторных масел:

А/В – моторные масла для бензиновых и дизельных двигателей. В эту категорию вошли все разработанные ранее классы А и В. (до 2004 года А – масла для бензиновых двигателей, В – масла для дизельных двигателей). На сегодняшний день в этой категории существуют следующие классы: А1/В1, А3/В3, А3/В4, А5/В5.
С – моторные масла для дизельных и бензиновых двигателей, соответствующих последним требованиям по экологичности выхлопных газов Евро-4. Эти моторные масла совместимы с катализаторами и сажевыми фильтрами. На сегодняшний день существует 4 класса в этой категории: С1, С2, С3, С4.
Е – моторные масла для нагруженных дизельных двигателей тяжелого транспорта. В этой категории существуют следующие классы: Е4, Е6, Е7, Е9.

Классификация моторных масел по вязкости SAE J 300 (дек.1999, в действии с июня 2001)

Класс вязкости	Динамическая вязкость, сПз, не выше, при °С		Кинематическая вязкость при 100°С, мм²/с		Динамическая вязкость при 150°С и 10⁶ с^-1, сПз не ниже
	Имитация холодного пуска (CCS)	Прокачиваемость	Не ниже	Не выше
0W	6200 при -35	60 000 при -40	3,8	—	—
5W	6600 при -30	60 000 при -35	3,8	—	—
10W	7000 при -25	60 000 при -30	4,1	—	—
15W	7000 при -20	60 000 при -25	5,6	—	—
20W	9500 при -15	60 000 при -20	5,6	—	—
25W	13 000 при -10	60 000 при -15	9,3	—	—
20	—	—	5,6	<9,3	2,6
30	—	—	9,3	<12,5	2,9
40	—	—	12,5	<16,3	2,9*
40	—	—	12,5	<16,3	3,7**
50	—	—	16,3	<21,9	3,7
60	—	—	21,9	26,1	3,7

* Для классов SAE 0W, 5W, 10W
** Для классов SAE 15W, 20W, 25W сезонных

Классификация трансмиссионных масел по вязкости SAE J 306 (июль 1998)

Класс вязкости	Максимальная температура, при которой динамическая вязкость не превышает 150 000 сПз, °С	Кинематическая вязкость при 100°С, мм²/с
		Не ниже	Не выше
70W	-55	4,1	—
75W	-40	4,1	—
80W	-26	7,0	—
85W	-12	11,0	—
80	—	7,0	11,0
85	—	11,0	13,5
90	—	13,5	24,0
140	—	24,0	41,0
250	—	41,0

Классификация индустриальных масел по вязкости ISO 3448

Класс вязкости (ISO VG)	Предельные значения вязкости при 40°С, мм²/с	Класс вязкости (ISO VG)	Предельные значения вязкости при 40°С, мм²/с
2	1,98-2,42	68	61,2-74,8
3	2,88-3,52	100	90,0-110,0
5	4,14-5,06	150	135-165
7	6,12-7,48	220	198-242
10	9,00-11,0	320	288-352
15	13,5-16,5	460	414-506
22	19,8-24,2	680	612-748
32	28,8-35,2	1000	900-1100
46	41,4-50,6	1500	1350-1650

Рекомендации по вязкости рабочей жидкости гидравлической системы

При выборе класса вязкости рабочей жидкости для гидравлической системы необходимо руководствоваться требованиями производителей оборудования и компонентов гидравлической системы.

Усредненные значения необходимой вязкости:

Не менее 10 сСт для обеспечения достаточной прочности смазывающей пленки
Не более 1000 сСт для обеспечения прокачиваемости рабочей жидкости в гидросистеме

Рекомендации по применению масел для холодильных компрессоров

Текущий продукт	Хладагент	Замещающий продукт
Clavus Clavus G Clavus SP	CFC R11 R12 R13 HCFC R22, R13, R124, R502, R401A, 401B, R402A, R402B, R403A, 403B CH R600, R290 CO₂ (R744)	Shell Refrigeration Oil S4 FR-V
Clavus	NH₃ (R717)	Shell Refrigeration Oil S2 FR-A
Clavus SP	NH₃ (R717)	Shell Refrigeration Oil S2 FR-A
Clavus S	NH₃ (R717)	Shell Refrigeration Oil S2 FR-A
Clavus AB	CFC R11, R12, R13 HCFC R22, R13, R124, R502, R401A, R401B, R402A, R402B, R403A, R403B, NH₃ (R717)	Shell Refrigeration Oil S4 FR-V
Clavus SD 22-12	CFC R11, R12, R13 HCFC R22, R13, R124, R502, R401A, R401B, R402A, R402B, R403A, R403B	Shell Refrigeration Oil S4 FR-V
Clavus SG	NH₃ (R717)	Нет замены
Clavus R	HFC R134A	Shell Refrigeration Oil S4 FR-F

Классификация пластичных смазок NLGI

Класс консистенции	Пенетрация при 25°С, 0,1 мм	Консистенция	Область применения и условия работы
00	430-400	Жидкая	Зубчатые передачи, автоматические системы смазки
0	385-355	Полужидкая	Слабонагруженные подшипники, автоматические системы смазки, низкие температуры
1	340-310	Очень мягкая	Легконагруженные подшипники, автоматические системы смазки, низкие температуры
2	295-265	Мягкая	Средне/тяжелонагруженные подшипники и направляющие, средние скорости, шприц-масленки
3	250-220	Полутвердая	Герметизированные подшипники и средне/тяжелонагруженные подшипники, повышенные скорости
4	205-175	Твердая	Высокоскоростные подшипники
5	160-130	Очень твердая	Открытые зубчатые передачи
6	115-85	Особо твердая	Открытые зубчатые передачи

DIN 51 825 «Маркировка пластичных смазок»

К		F		2	K	-20
K			SI	2	U	-70
G			PG	00	G	-30
Тип пластичной смазки и ее применение	Добавки		Сокращенное буквенное обозначение	Консистенция согласно классификации NLGI	Сокращенное буквенное обозначение	Показатель
К = подшипники качения, подшипники скольжения, поверхности скольжения G = закрытые редукторы OG = открытые редукторы	Присадки для уменьшения трения и изнашивания в области смешанного трения	Твердые вещества, например политетрафторэтилен и дисульфид молибдена	Базового масла на основе Е = сложного эфира НС = синтетических углеводородов PG = полигликоля SI = силикона		Верхняя температура эксплуатации С = 60°C Е = 80°C G=100°C K=120°C N=140°C P=160°C R=180°C S=200°C T=220°C U>220°С	Нижняя температура эксплуатации
					Поведение по отношению к воде 0 или 1

Свойства моторного масла | HowStuffWorks

Моторные масла представляют собой сложную смесь многих ингредиентов, но они состоят из двух основных элементов — базового масла и присадок. При использовании обычного масла сырая нефть тщательно очищается до получения подходящего базового масла. Менее очищенные части сырой нефти намного толще и используются для различных целей, таких как кровельный гудрон или дорожный асфальт.

Присадки к маслу выполняют ряд важных функций. Во-первых, они предотвращают разрушение масла из-за высоких температур двигателя.Они также предотвращают ржавчину и коррозию, улучшают чистоту двигателя, создают пленку, защищающую металлические детали от износа и улучшающие характеристики текучести масла.

Когда вы покупаете моторное масло, вы увидите информацию о характеристиках каждого продукта, указанную на этикетке. Для начала убедитесь, что вы ищете подходящее масло для своего автомобиля — масло S-типа предназначено для бензиновых двигателей, а масло C-типа используется только в дизельных двигателях.

Вы также увидите значения вязкости, указанные на этикетке продукта. Высоковязкие масла густые и текут медленно, а маловязкие масла тоньше и текут быстрее.

Вязкость масла изменяется при нагревании двигателя. По мере того, как температура двигателя изменяется от холодной до очень высокой, масло разжижается, и, как следствие, его смазочные свойства тоже меняются. Например, масло 5W-30 имеет вязкость масла 5W в холодных и зимних условиях (W означает зима) и вязкость масла 30 весовых единиц при обычных рабочих температурах двигателя. Чтобы решить эту проблему, производители добавляют в масло полимеры, чтобы сделать его пригодным для более широкого диапазона температур.

Синтетические масла лучше выдерживают суровые температуры, чем обычные масла. Например, синтетическое масло 0W-30 плавно течет при -62 градусах Фаренгейта (-52,2 градуса Цельсия) и даже более низких температурах. Напротив, при таких температурах обычное масло замерзает до полной остановки. Другими словами, у этого нового сорта просто нет общепринятого эквивалента.

Это улучшение вязкости и производительности произошло не быстро — ученым потребовалось много лет исследований, чтобы заставить синтетику работать хорошо. По мере того, как ученые разрабатывали свои новые синтетические материалы и смеси, появились новые категории масел.

Присадки к моторным маслам

Смазочные материалы современного качества представляют собой смеси научно очищенных базовых масел и химических присадок, которые обеспечивают эффективную работу в течение длительного времени без чрезмерного ухудшения качества. Функция и сложность присадок постоянно растут, поскольку в двигателях используются новые технологии, и тенденция к улучшению характеристик присадок для удовлетворения критических требований, несомненно, будет продолжать расти.

Присадки в высококачественное готовое моторное масло выполняют множество функций, таких как улучшение одного или нескольких эксплуатационных свойств базового масла, продление срока службы масла и уменьшение отложений и износа. Сегодняшние добавки просто необходимы. Следующие компоненты помогают маслу выполнять свою основную работу:

Ингибиторы окисления

При высоких температурах даже самые лучшие минеральные масла со временем вступают в реакцию с кислородом с образованием шлама, лака и кислот, которые связывают некоторые металлы.В современных маслах используются добавки, замедляющие процесс окисления; но они изнашиваются, если масло используется слишком долго.

Ингибиторы коррозии

Вода и кислоты сгорания образуются во время работы любого двигателя, наиболее быстро, когда он холодный. Вызываемый ими коррозионный износ и ржавление можно предотвратить только с помощью ингибиторов, которые противодействуют смешиванию кислот с масляной пленкой на стенках цилиндров или с маслом в картере. Эти ингибиторы постепенно расходуются; поэтому кислоты и другие загрязнения необходимо удалить путем замены масла.

Ингибиторы пенообразования

Масло пенится, когда в него попадает воздух. Противопенные добавки не могут остановить это, но они предотвращают рост пузырьков и помогают пузырькам быстро разрушаться, тем самым сохраняя пену на безопасном уровне.

Моющие диспергаторы

Моющие и диспергирующие средства для моторных масел диспергируют и суспендируют материалы, образующие отложения и лаки, до тех пор, пока их нельзя будет удалить путем слива масла. Как ил и прочее Накапливаются загрязнения, эти добавки будут израсходованы — затем образуются вредные отложения.Чтобы этого не произошло, масло нужно менять.

Противоизносные присадки

Вязкость и снижающие естественное трение свойства минеральных масел могут быть недостаточными, чтобы противостоять экстремальному давлению, встречающемуся в современных двигателях. Поэтому нефтепереработчики используют присадки для образования смазочных пленок, достаточно прочных, чтобы выдерживать прилагаемые к ним нагрузки.

Улучшители индекса вязкости

Масло, устойчивое к разжижению в горячем состоянии или загустеванию в холодном состоянии, имеет высокий «индекс вязкости» или «индекс вязкости».Химические добавки, называемые присадками, улучшающими индекс вязкости, часто используются для уменьшения скорости изменения вязкости масла при изменении температуры. Именно на основе этой концепции часто разрабатываются «всесезонные» смазочные материалы.

Депрессанты точки застывания

Чтобы масло свободно текло при низких температурах, нефтепереработчики либо удаляют воск из масла, либо производят его из сырой нефти, содержащей мало воска. Присадки, понижающие температуру застывания, обычно используются в зимних маслах, чтобы поддерживать их текучесть при низких температурах.

Добавки обычно классифицируются по их использованию или по их конкретному назначению. Большинство добавок, часто классифицируемых для одноразового использования, являются многофункциональными. Не все добавки являются полными улучшениями, поскольку они могут улучшать одни рабочие характеристики, они могут также снижать другие. Кроме того, некоторые присадки могут быть антагонистичными по отношению к другим, если они используются в том же масле. Полная система присадок — это тщательно сбалансированная часть высококачественного смазочного материала.

ПРИМЕЧАНИЕ : Именно из-за этого точного баланса использование других присадок, «присадок» или добавок не рекомендуется.Смазочные материалы премиум-класса уже содержат оптимальную смесь доступных присадок, выбранных с научной точки зрения с учетом их эффективности и совместимости.

(PDF) Технические характеристики текучести отработанных и новых моторных масел

Инженерный факультет Словацкого сельскохозяйственного университета в Нитре

Инженерный факультет Чешского университета естественных наук в Праге

Применение физических исследований в машиностроении

Аноним, 2006: Технология онлайн-мониторинга состояния жидкостей.Практика анализа масел

Журнал 2, 15-21

Стандарт ASTM, 1996: Ежегодная книга стандартов ASTM — Раздел 5 Нефтепродукты, смазочные материалы,

и ископаемое топливо, Американское общество испытаний и материалов, Вест Коншохокен, Пенсильвания

Стандарт ASTM, 2005: Стандартный метод испытаний для низкой температуры, низкой скорости сдвига,

Зависимость вязкости / температуры смазочных масел с использованием метода температурного сканирования

, ASTM International, West Conshohocken, PA, 2005, DOI: 10.1520 / D5133-05,

www.astm.org

Černý J., 2011a: Vlastnosti motorových olejů, Díl desátý — Otěrové kovy, он-лайн, доступен по адресу www:

2011

Černý J., 2011b: Viskozita, Vlastnosti motorových olejů, on-line, процитировано 12 июля 2011 года, доступно по адресу

: //www.oleje.cz/index.php? left = main & page = clanky_vlastnosti_oleju2

Černý J., 2011c: Základní funkce olejů, Vlastnosti motorových olejů, он-лайн, процитировано 17 июля 2011 г.,

доступно на www. oleje.cz/index.php?left=main&page=clanky_vlastnosti_oleju1>

Чалупа, М., 2005: Комбинированный метод анализа динамических свойств приводной системы. Журнал

«Машиностроение и электротехника». София 2005, ISNN 0025-455X.

Чалупа М., Веверка Дж. И Влах Р., 2009. Влияние расчетных параметров на путь транспортного средства.

Динамическая нагрузка.В материалах 2-й Международной мультиконференции по проектированию и технологическим инновациям

. Орландо, стр. 365-369.

Доусон, Д., 2000. Тонкие пленки и трибологические интерфейсы. Опубликовано Elsevier, ISBN-13: 978-0-

444-50531-6

Fitch, E.C., 2002: Температурная стабильность. Machinery Lubrication Magazine 3, 35-39

Фризо Д. и Болкато Ф., 2004: Реологические свойства некоторых ньютоновских пищевых жидкостей. Ривиста ди

Ингегнерия Агрария 2, 75-80

Гуо, Б., Лайонс, В. и Галамбор, А., 2007: Технологии производства нефти и газа. Elesevier Science

and Technology Books, ISBN 0750682701

Hlaváč, P., 2007: Реологические свойства темного пива, Труды исследований и преподавания

Физики в контексте университетского образования, Нитра, 5-6.6.2007, pp 169-175

ISO 8217: 2005, Нефтепродукты — топливо (класс F)

Хонсари, М.М., 2007: Низкие температуры и пределы вязкости. Machinery Lubrication Magazine 2,

26-31

Kumbár, V., Севера, Л., Глос, Дж., Чорняк, Ш., 2011: Влияние использования присадок на продление срока службы моторного масла

, Протоколы диагностики надежности износа, 4-5 октября 2011 г., Брно, в

пресс

Свойства гидрогенизированных моторных масел. | Всемирный нефтяной конгресс (WPC)

ВВЕДЕНИЕ

Подробно обсуждалась история развития процесса гидрогенизации, применения этого процесса к проблемам нефтепереработки, тип продуктов, получаемых путем гидрогенизации, и режим работы. в предыдущих статьях1, z Эта статья будет посвящена одному этапу работы по гидрированию, а именно гидрогенизированным смазочным маслам, их свойствам и рабочим характеристикам в автомобильном двигателе.

Современная тенденция в автомобильной конструкции, направленная на увеличение степени сжатия, более высоких скоростей и больших нагрузок на подшипники, приводит к тяжелым условиям эксплуатации, которые могут быть удовлетворительно удовлетворены только лучшими смазочными материалами. Опыт, накопленный за последние три года в лабораторных и полевых испытаниях, показал, что гидрогенизированные моторные масла, помимо адекватного соответствия строгим требованиям автомобильной смазки, на самом деле продемонстрировали превосходные характеристики даже по сравнению с лучшими натуральными смазочными материалами.

СВОЙСТВА, НЕОБХОДИМЫЕ В СМАЗОЧНОМ МАСЛЕ.

Поскольку рабочая вязкость смазочного материала фиксируется конструкцией двигателя, условиями эксплуатации и температурой окружающей среды, желаемые свойства превосходного смазочного масла: (a) высокий индекс вязкости, (b) низкий расход, (c) минимальная тенденция. с образованием нагара и шлама; (d) Высокая смазывающая способность или маслянистость; (e) Быстрое распределение по подшипникам.

Масла с высоким индексом вязкости (хорошее соотношение вязкость-температура) имеют относительно низкую вязкость при низких температурах и относительно высокую вязкость при высоких температурах.Первое важно для запуска двигателей в холодную погоду. Поскольку было установлено, что частота вращения коленчатого вала двигателя является определяющим фактором при холодном пуске, низкая вязкость при низких температурах является обязательной. $ Масла с высокой вязкостью при низкой температуре снижают частоту вращения коленчатого вала двигателя, замедляя или предотвращая его запуск. При высоких температурах, таких как те, которые встречаются на стенках цилиндров двигателя, масло с высоким индексом вязкости не слишком разжижается и не теряет своего «тела». Высокая вязкость в условиях горячего двигателя обеспечивает идеальную смазку и поддержание хорошего уплотнения поршня.

Влияние индекса вязкости на низкотемпературную и высокотемпературную вязкости масел, имеющих одинаковую вязкость при 210 F (60 секунд по Сейболту), четко показано в следующей таблице ТАБЛИЦА I.

Индекс вязкости Редвуд, секунды при 0 F . … 200 F. … 400 F .. Кинематическая вязкость при 400 F. (сантистокс) … … * Standard Oil Development Company, Нью-Йорк. t Hydro Engineering and Chemical Company, Элизабет, штат Нью-Джерси 0. 625 000 584 28-2 152 50. 196 000 58-0 295 164 100. 38 300 575 30,1 1-92 При 0 градусах Фаренгейта (с маслами одинаковой вязкости при 210 F.), масла с индексом вязкости 100 имеют только шестнадцатую вязкость масел с нулевым индексом вязкости, но при 400 F. они имеют на 26% более высокую абсолютную вязкость, чем масла с нулевым индексом вязкости.

Для максимальной экономии в эксплуатации

Основные свойства трансмиссионного масла

Редукторные системы должны охлаждаться, смазываться и защищаться высококачественными трансмиссионными маслами. Эти же масла также смывают частицы с участков контакта, которые могут вызвать повреждение или чрезмерный шум. Эти масла также должны защищать от высокого давления и экстремальных температур, чтобы предотвратить ненужный износ дифференциала или механической коробки передач.Трансмиссионные масла также должны защищать от элементарных повреждений, таких как коррозия.

НЕ пытайтесь использовать моторное масло вместо трансмиссионного масла. Моторные масла содержат присадки, которые очищают побочные продукты сгорания топлива в вашем двигателе. Моторные масла не содержат присадок, защищающих от высокого давления, которое создается в вашей коробке передач или дифференциале из-за того, как масло циркулирует в вашем двигателе. В результате использование одного масла вместо другого приведет к нежелательным результатам в долгосрочной перспективе.

Присадки для трансмиссионных масел имеют много видов защиты. Добавки некоторых производителей содержат большую часть защиты. Другие содержат один или несколько из них, в зависимости от качества добавки. При поиске присадок для трансмиссионного масла убедитесь, что они обеспечивают наиболее необходимую защиту. Это наиболее распространенные виды защиты, которые обеспечивают присадки к маслу.

Противоизносные или противозадирные средства минимизируют повреждение «граничной смазки».Ситуации граничной смазки могут возникнуть, когда на зубья шестерен оказывается давление, превышающее нормальное, например, при резком ускорении или замедлении. Депрессанты точки застывания понижают температуру, при которой масло перестает течь, или «точку застывания». Как показывает практика, вы всегда хотите, чтобы ваша температура застывания составляла около 20? F ниже самой низкой ожидаемой температуры. Противовспенивающие агенты снижают частоту вспенивания масла при интенсивном вращении и расплескивании. Когда это происходит, крошечные пузырьки воздуха задерживаются в масле и снижают смазывающие и защитные свойства масла.Добавки, улучшающие индекс вязкости, снижают склонность масла к изменению вязкости при повышении температуры. Модификаторы трения используются в ситуациях, когда на шестерни оказывается очень большое давление и требуется, чтобы модификатор трения принимал на себя часть основной нагрузки вместо шестерен. Ингибиторы ржавчины и коррозии необходимы для защиты компонентов трансмиссии от, как вы уже догадались, ржавчины и коррозии.

При выборе присадки к трансмиссионному маслу убедитесь, что вы получите те свойства, которые вам нужны больше всего.Если вы живете в месте, где никогда не бывает слишком холодно, возможно, вам никогда не понадобится «депрессант температуры застывания». Убедитесь, что в вашем автомобиле есть оборудование, которое подвергается высоким нагрузкам, например, блокируемый дифференциал, у вас есть модификатор трения, который позволит этому компоненту работать наилучшим образом.

Посетите http://www.synthetic-motor-oils.com

Группы базовых масел: общие сведения о свойствах и областях применения

Смазочные материалы играют важную роль в функционировании нашего мира. Автомобильные и грузовые двигатели — крупнейшие потребители смазочных материалов во всем мире, потребляющие 20 миллионов тонн в год, а это означает, что моторные масла часто помогают этой отрасли.Они также используются в промышленности, кулинарии, медицине и практически в любом другом секторе, который вы можете себе представить. Практически каждый смазочный материал начинается с базового масла, которое обычно производится в процессе переработки сырой нефти.

Существует множество типов базовых масел премиум-класса, которые можно приобрести у поставщиков базовых масел. Но чтобы определить, какой тип базового масла лучше всего подходит для вашего применения, вам нужно узнать немного больше о том, что вам доступно. Американский институт нефти (или API) разделил различные типы базовых масел на пять различных групп.Понимание этих классовых различий окажется важным при ведении бизнеса с поставщиками базового масла для выбора правильного продукта.

Характеристики базовых масел, которые используются для определения их рабочих характеристик, могут включать:

Температура застывания
Вязкость и индекс вязкости
Чистота
Летучесть
Термическая стабильность
Гидролитическая стабильность (водостойкость)
Окисление
Содержание серы и насыщенных веществ

Группа

Вообще говоря, базовые масла Группы I производятся с использованием процессов экстракции растворителем или очистки растворителем, которые предназначены для удаления любых нежелательных аспектов исходного масла.Когда вы работаете с заводами по производству базовых масел для получения продуктов из этой группы, эти масла будут классифицироваться как имеющие менее 90% насыщенных веществ и более 0,03% серы. Диапазон их индекса вязкости составляет от 80 до 120, а диапазон температур — от 32 до 150 градусов по Фаренгейту. Хотя это одни из самых доступных базовых масел и самая большая категория на мировом рынке, спрос на эти масла снижается. Однако они по-прежнему легко используются в некоторых моторных маслах, промышленных применениях и судовых смазочных материалах.

Группа II

Как и базовые масла Группы I, базовые масла Группы II считаются минеральными маслами. Они содержат более 90% насыщенных углеводородов и менее 0,03% серы, предлагая диапазон индекса вязкости от 80 до 120. Они, как правило, обладают улучшенными антиокислительными свойствами по сравнению с маслами Группы I. При этом они более дорогие и производятся более сложным способом (с помощью процесса, называемого гидрокрекингом). Но поскольку подавляющее большинство смазочных материалов, используемых во всем мире, могут быть изготовлены из базовых масел Группы II, логично, что именно эта категория является самой популярной.

Группа III

Многие считают, что это лучший сорт нефтяного базового масла, масла Группы III содержат более 90% насыщенных углеводородов и менее 0,03% серы. Одно из самых больших различий заключается в том, что диапазон их индекса вязкости превышает 120. Хотя они производятся аналогично маслам группы I, создание масел группы III требует более высоких давлений и температур. В результате эти масла более чистые и желанные. Базовые масла группы III становятся все более распространенными, особенно по мере того, как возрастает важность экономии автомобильного топлива.

Группа IV

В отличие от первых трех категорий базовых масел, которые все являются минеральными маслами, базовые масла Группы IV представляют собой полиальфаолефины — синтетические базовые масла, которые создаются с помощью совершенно другого процесса (метко названного синтезом). Как скажет вам поставщик базового масла, это можно использовать для создания продуктов с более широким диапазоном температур и термической стабильностью в сложных условиях. Фактически, их диапазон индекса вязкости может достигать 140. Они также обладают улучшенной стойкостью к окислению.Но хотя это наиболее часто используемый тип синтетического базового масла, важно знать, что растворимость, смазывающая способность и прочность этих масел могут быть вредными. А из-за стоимости и доступности они никогда не будут так широко использоваться, как минеральные базовые масла, описанные выше.

Группа V

Это группа с наибольшим разнообразием, так как это всеобъемлющая категория для всех других базовых масел (включая сложные полиэфиры, диэфиры, полиалкиленгликоли, силиконы, нафтеновые масла, сложные эфиры фосфорной кислоты, биолюбины и т. Д.).По сути, если масло синтетическое и не является полиальфаолефином, оно классифицируется как масло Группы V. Во многих случаях масла Группы V используются как дополнение к другим базовым маслам, а не как основа сами по себе.

Как один из ведущих поставщиков базовых масел, мы здесь, чтобы помочь вам выбрать подходящий продукт для вашей области применения. Чтобы узнать больше, свяжитесь с нами сегодня.

Является ли моторное масло возобновляемым ресурсом? Переработчики говорят «да»

Водители больше думают о бензине или бензине, за которые они платят за насос, чем о моторном масле, которое необходимо менять каждые несколько месяцев.

Но энергетические компании и защитники окружающей среды сосредоточивают внимание на способах сокращения отходов, образующихся при использовании этого повсеместного нефтепродукта. Они даже изучают, как правильные формулы могут значительно повысить топливную экономичность.

Десятки миллионов баррелей смазочного материала ежегодно проходят через двигатели транспортных средств по всему миру — США. одни только водители ежегодно производят около 1,3 миллиарда галлонов грязного отработанного моторного масла. Слишком много — по оценкам Агентства по охране окружающей среды США (EPA) — 200 миллионов галлонов (757 082 литра) — ежегодно сбрасывается незаконно.Некоторые из них «перерабатываются», но с сомнительными экологическими преимуществами; как правило, его сжигают как довольно грязный источник промышленного топлива.

Но есть и другой вариант: моторное масло как возобновляемый ресурс. Есть возможность повторно рафинировать отработанное моторное масло, возвращая ему качество «как новое». Затем его можно будет перепродавать снова и снова примерно по той же цене за кварту, что и обычное моторное масло.

В Европе около 50 процентов моторных масел перерабатывается благодаря правилам 1975 года, которые были пересмотрены в 2008 году, говорят аналитики Kline & Company, исследовательской фирмы, базирующейся в Парсиппани, штат Нью-Джерси.В Северной Америке только от 10 до 15 процентов моторного масла перерабатывается. Но эта история медленно меняется, поскольку компании США начали видеть новый рынок «зеленых» смазочных материалов.

Что происходит со старым моторным маслом?

Агентство по охране окружающей среды США попыталось привлечь внимание к угрозе загрязнения отработанными моторными маслами незаконным путем с помощью своей кампании «Выбрось, выпей». По оценкам агентства, отработанное масло после одной типичной замены масла может испортить миллион галлонов пресной воды — годовой запас для 50 человек.

EPA также предполагает, что только американские установки для замены масла, сделанные своими руками, могли бы перерабатывать достаточно масла для 50 миллионов автомобилей в год, если бы каждая капля их старого масла была собрана на станциях техобслуживания и на станциях быстрой смазки, на свалках, в центрах переработки или на автозапчастях магазины.

(Американский институт нефти (API) поддерживает веб-сайт, чтобы помочь потребителям найти центры сбора и переработки моторного масла.)

СТО и центры быстрой смазки уже перерабатывают отработанное масло, полученное от платежеспособных клиентов, но «переработка» имеет другое смыслы.Исследование Министерства энергетики США (DOE) 2005 года показало, что около 80 процентов всей нефти, собираемой для переработки, сжигалось в качестве промышленного топлива для мельниц, котлов, печей, электростанций, обогревателей помещений и асфальтовой промышленности. Этот процесс дает отработанному моторному маслу вторую жизнь, но также приводит к значительным выбросам тяжелых металлов, таких как свинец и цинк, согласно исследованиям, опубликованным в рецензируемом журнале Американского химического общества.

Это ненужные отходы и загрязнение, когда отработанное моторное масло может быть повторно использовано для смазки двигателя, — говорит Джон Уэсли, генеральный директор компании Universal Lubricants из Уичито, штат Канзас, производителя повторно очищенных масел ECO ULTRA.

«Нет никаких причин, по которым когда-либо могло произойти сбрасывание 200 миллионов галлонов на землю», — сказал он. «Это плохое поведение потребителей и плохой бизнес».

Что касается сжигания переработанного масла в качестве топлива, добавил Уэсли, «большая часть продукта идет по этому пути, но после сжигания исчезает навсегда.

«Самая высокая ценность — это сбор отработанного масла для процесса повторной очистки», — сказал Уэсли. «Вот почему мы занимаемся этим бизнесом. Мы хотим поступать правильно с экологической точки зрения, и это также приносит экономическую выгоду.”

Эта экономическая выгода позволяет таким компаниям, как Universal Lubricants, производить повторно очищенные масла, соответствующие сертификатам качества Американского нефтяного института и Американской ассоциации автопроизводителей в таких областях, как способность к холодному запуску, контроль ржавчины и коррозии, износ двигателя и высокие температуры. испытания на вязкость.

Эти масла не только сертифицированы по тем же стандартам, что и «первичные» моторные масла, но и их розничные цены сопоставимы.

Превращение старого моторного масла в новое

Двигатели внутреннего сгорания состоят из металлических частей, находящихся в постоянном движении.Моторное масло образует необходимую тонкую смазочную пленку, чтобы они не соприкасались друг с другом. Это предотвращает износ деталей двигателя и снижает трение, сводя к минимуму тепловые повреждения. Масло также помогает поддерживать чистоту поверхностей двигателя, облегчает запуск и ограничивает образование ржавчины и коррозии.

Масло улавливает загрязняющие побочные продукты сгорания, включая углерод, сажу и тяжелые металлы, возникающие в результате износа двигателя. Когда они со временем накапливаются в масле, они снижают его эффективность. Масло также содержит улучшающие характеристики химические присадки, которые составляют до 15 процентов от его общего объема.Эти присадки истощаются по мере износа, поэтому процессы, которые они предотвращают, такие как коррозия или образование осадка при смешивании масла и воды, становятся проблематичными, если масло используется слишком долго.

Но физические свойства моторного масла не ухудшаются. Повторная очистка использует практику вакуумной перегонки для удаления загрязняющих веществ, таких как топливо, вода или грязь, из отработанного масла для производства нового «базового масла». Затем базовое масло смешивается со свежим коктейлем присадок, таких как диспергаторы, детергенты и антипенные химикаты, чтобы восстановить исходную эффективность масла.

Для производства 2,4 литра повторно очищенного моторного масла требуется около галлона (3,8 литра) отработанного масла, а базовое масло также можно использовать для производства других смазочных материалов, таких как жидкость для автоматических трансмиссий или гидравлическая жидкость. Это намного эффективнее, чем производить «чистое» моторное масло; По статистике EPA, для производства такого же количества требуется целая бочка (42 галлона / 159 литров).

В целом, для восстановления переработанного базового сырья требуется только около одной трети количества энергии, чем для производства такого же количества базового сырья из сырой нефти, сказал Уэсли.Использование меньшего количества энергии означает меньшее количество выбросов углерода. И одно и то же масло можно перерабатывать снова и снова.

Моторные масла вторичной очистки становятся популярными

Кевин Феррик из API говорит, что переработанное масло набирает популярность на рынке.

«Мы не отслеживаем продажи переработанного масла, но я скажу, что в сети появляется все больше и больше брендов, которые претендуют на определенный [процент] переработанного масла», — сказал он. «Интересно, что некоторые из них существуют уже довольно много лет, и некоторые маркетологи предпочли не заявлять об обновлении содержания.

Поскольку правила США не требовали от маркетологов маркировать продукты, эквивалентные натуральному, как переработанные, маркетологи не сообщали, что они продают переработанный продукт, опасаясь нежелания потребителей использовать «старое» масло. Но теперь компании осознают маркетинговое преимущество.

«Я бы сказал, что из-за возросшего экологического сознания, похоже, изменилось отношение к нему», — сказал Феррик.

Коммерческий флот и правительство США часто стремятся использовать повторно очищенное моторное масло.В Калифорнии существует обширная программа по переработке нефти, и агентства штата используют около 189 890 галлонов (718 811 литров) переработанной нефти каждый год, согласно данным Департамента по переработке и рекуперации ресурсов (CalRecycle).

Повторно очищенное моторное масло даже присутствует в цепи NASCAR благодаря партнерству с Safety-Kleen, крупнейшей компанией по переработке моторных масел в Соединенных Штатах. Safety-Kleen не только обслуживает гоночные команды, но и собирает моторное масло для повторной очистки на гоночных трассах NASCAR и командных мастерских — около 185 000 галлонов (700 300 литров) только в 2010 году.

Гиганты нефтяной промышленности обратили внимание и начали выходить на рынок вторичной переработки нефти. Весной 2011 года Valvoline выпустила на рынок 50-процентное масло NextGen, прошедшее повторную очистку. Согласно заявлениям компании, переработанное содержание Valvoline ограничено 50 процентами, потому что не хватает высококачественного переработанного базового сырья, чтобы увеличить это количество и производить масло в больших объемах.

Европейская модель ускоряет переработку

Но государственная политика может существенно повлиять на наличие и доступность отработанного моторного масла в качестве базового сырья.Меньше моторного масла будет доступно для повторной переработки, если энергоемкие отрасли будут готовы платить больше за грязное топливо. В Соединенных Штатах рынок ограничивает количество отработанного моторного масла, доступного для повторной очистки. Но в Европе правительственные постановления стимулировали переработку.

«Что общего в ЕС, так это то, что правительства создают рынок для этого отработанного масла», — сказал Фадке. «Правила значительно различаются в зависимости от страны. Однако распространенной тактикой является взимание сбора с продажи смазочных материалов, который финансирует агентство по сбору платежей.Таким образом, правительства обеспечивают сбор масел ».

Данные Kline & Company показывают, что в Западной Европе около половины всего отработанного масла перерабатывается и только 40 процентов сжигается в качестве промышленного топлива. В Южной Америке также перерабатывается более высокий процент. топлива, чем в Северной Америке, благодаря усилиям на крупнейшем рынке континента, Бразилии.

«Бразилия очень активна, — пояснил Фадке. — Официально все отработанное моторное масло должно проходить повторную переработку в Бразилии».

Согласно исследованиям Фадке, в других регионах, в целом, перерабатывается гораздо меньше.

«В Азии есть правила на бумаге, но они часто не соблюдаются, и часто отсутствует инфраструктура, обеспечивающая фактический сбор нефти», — сказал он. «На большинстве этих рынков вы действительно не знаете, что происходит с отработанным маслом».

Транспортные средства во всем мире произвели около 3,7 миллиарда галлонов (14 миллиардов литров) отработанного моторного масла в 2009 году, по оценкам Клайн, а включение более грязных индустриальных масел может почти удвоить этот объем.Около трех четвертей отработанного масла в мире было собрано в 2009 году, сообщается в исследовании Kline, но только 16 процентов этого «переработанного» масла было переработано для использования в будущем.

Альтернативные масла Экономия газа на насосе

Но новые технологии в области моторных масел могут привести к большей экономии энергии.

Синтетические моторные масла сравнимы с обычными продуктами по выбросам и потребляемой энергии, но они работают «экологичнее», повышая топливную эффективность и просто выполняя свою работу в течение более длительных периодов времени.

Синтетические масла с полным полиальфаолефином (полиальфаолефиновые масла) не используют нефтяную основу и создаются в результате химических процессов, которые связывают молекулы углерода вместе. Другие масла, помеченные как «синтетические», созданы из базовых компонентов сырой нефти, которые подвергаются более обширной обработке, чем обычные масла. Некоторые синтетические масла смешивают эти два типа в одном продукте.

Замена масла для пользователей синтетических материалов может быть увеличена с 7 500 миль (12 070 км) до 25 000 миль (40 234 км). Это означает гораздо меньшее попадание масла в поток отходов и меньшее воздействие на окружающую среду от сжигания переработанного масла или затрат энергии, связанных с повторной переработкой.Синтетическое масло может стоить в пять раз дороже стандартного масла, но менее частая замена может сделать их экономически сопоставимыми. Кроме того, синтетика имеет преимущества с точки зрения производительности и срока службы двигателя.

«Обычно люди говорят о возможности сэкономить один или два процентных пункта от общего расхода топлива для автомобилей, использующих лучшие смазочные материалы, такие как синтетика», — сказала Тереза Лангер, директор транспортной программы Американского совета по энергоэффективной экономике. «Но синтетические материалы служат так долго, что, в принципе, они могут сэкономить достаточно нефти (за счет долговечности), чтобы, возможно, сравняться с первоначальным эффектом.”

Стремление к повышению эффективности за счет моторных масел также побудило такие компании, как Shell *, которая продает больше смазочных материалов по всему миру, чем любая другая, выйти за рамки привычных смазочных материалов. В сотрудничестве с дизайнером автомобилей Формулы-1 Гордоном Мюрреем компания Shell создала концептуальную смазку со сверхнизкой вязкостью, которая повысила экономию топлива на 6,5% во время испытаний городского концептуального автомобиля T.