Моторные масла – это жидкие смазочные материалы, предназначенные для снижения трения между движущимися деталями двигателей внутреннего сгорания.

Классификация моторных масел

Стандарты и промышленные организации, такие как Американский институт нефти (American Petroleum Institute, API), Европейская ассоциация производителей автомобилей (Association des Constructeurs Européens d’Automobiles, ACEA), Японская организация автомобильных стандартов (Japanese Automotive Standards Organization, JASO) и Общество инженеров автомобильной промышленности (Society of Automotive Engineers, SAE), устанавливают специальные нормы для смазочных материалов. Каждая норма определяет технические требования, физические свойства (такие как вязкость), результаты испытаний двигателя и другие критерии для составления смазочных материалов и масел.

Классификация масел по API

Классификация масел по API является базовой и общепринятой практически во всем мире.

Сертификационные знаки

Знак сертификации API “Звезда”

Моторное масло, отмеченное этим знаком, отвечает текущим требованиям стандартов по требованиям защиты двигателя и топливной экономичности международного комитета по стандартизации и апробации (ILSAC). Большинство автопроизводителей рекомендуют масла, имеющие этот знак.

Сервисный знак API “Пончик”

1. Уровень характеристик. Моторные масла, предназначенные для легковых автомобилей и легких грузовиков попадают под категорию “S” (Service). Масла, предназначенные для тяжелонагруженных грузовиков и ТС с дизельными двигателями попадают под категорию “C” (Commercial). Масла могут быть универсальными и подходить для обоих типов двигателей.

2. Диапазон вязкостей. Измеряется способностью масла сохранять текучесть при определенных температурах.

3. Энергосбережение. Надпись означает, что масло обеспечивает повышенную топливную экономичность.

Знак сертификации API “Щит”

Масла, отмеченные этим знаком, отвечают текущим требованиям ILSAC GF-6B. Этот знак применим только к маслам вязкости SAE 0W-16.

Классификация моторных масел по API бензиновых двигателей

API SL

Класс API SL описывает масла, предназначенные для двигателей, разработанных до 2004 года. По сравнению с прошлыми стандартами, улучшена совместимость с катализаторами, повышены требования к испаряемости, энергосберегающим, антиокислительным, моющим и противоизносным свойствам.

API SM

Класс API SM утвержден в 2004 году. В классе API SM ужесточены требования по стойкости к окислению и свойствам при отрицательных температурах. Кроме того, введен лимит на содержание фосфора до 800 ppm для масел xW-20 и xW-30.

API SN

Отличия API SN от API SM более существенны, чем SM от SL. Ужесточены требования по содержанию фосфора для совместимости с каталитическими нейтрализаторами, обеспечению износостойкости и энергосбережению. Масла API SN можно использовать в ДВС, работающих на биотопливе. Действует лимит на содержание фосфора 800 ppm для масел xW-20 и xW-30.

API SN Plus

Перед введением нового класса API утвердил промежуточную спецификацию API SN+, которая отличается от API SN дополнительным тестом на феномен неконтролируемого преждевременного воспламенения топливновоздушной смеси – Sequence IX.

API SP

Масла новой категории API SP превосходят масла категорий API SN и API SN+ по следующим критериям:

Сравнение API SP, SN Plus, SN
  • Защита от износа цепи ГРМ;
  • Защита от высокотемпературных отложений на поршне;
  • Защита от высокотемпературных отложений в турбокомпрессоре;
  • Защита от неконтролируемого преждевременного воспламенения топливовоздушной смеси (LSPI, Low Speed Pre-Ignition).

LSPI (Low Speed Pre-Ignition) — малоскоростное предварительное зажигание — явление, характерное для современных двигателей GDI, TSI и т.п., в которых при средних нагрузках и средних оборотах происходит самовоспламенение топливовоздушной смеси на середине такта сжатия. Эффект связан с попаданием в камеру сгорания мельчайших частиц масла.

Тест носит название API Sequence IX, который проводится по методике Ford на двигателе Ecoboost T20HDTX. Согласно требованиям, за время испытания допускается не более 5 случаев LSPI.

Классификация моторных масел по API для дизельных двигателей

API CF-4

Масла стандарта API CF-4 обеспечивают защиту от нагара на поршнях, снижают расход на угар. Предназначены для применения в четырехтактных дизельных ДВС, работающих на высоких скоростях.

API CF-2

Масла стандарта API CF-2 предназначены для использования в двухтактных дизельных ДВС. Предотвращают стирание цилиндров и колец.

API CG-4

Эффективно подавляют образование высокотемпературного нагара на поршнях, износ, образование сажи, пены и окисление. Основной недостаток – зависимость ресурса масла от качества топлива.

API CH-4

Масла стандарта API CH-4 удовлетворяют повышенные требования по уменьшению износа клапанов и образования нагара.

API CI-4

Стандарт введен в 2002 году. Масла стандарта CI-4 обладают улучшенными моюще-диспергирующими свойствами, повышенной устойчивостью к термическому окислению, сниженным расходом на угар и улучшенной холодной прокачиваемостью по сравнению с маслами стандарта CH-4.

API CI-4 Plus

Стандарт для дизельных ДВС с более жесткими требованиями по уровню сажи.

API CJ-4

Стандарт введен в 2006 году. Масла CJ-4 предназначены для ДВС, оборудованных сажевыми фильтрами и другими системами обработки выхлопных газов. Допускается использование топлива с содержанием серы до 500 ppm.

API CK-4

Новый стандарт полностью основан на предыдущем CJ-4, при этом было добавлено два новых моторных теста, на аэрацию и окисление, и ужесточен один лабораторный. Допускается использование топлива с содержанием серы до 500 ppm.

  1. Защита от полировки гильзы цилиндра
  2. Совместимость с сажевыми фильтрами
  3. Защита от коррозии
  4. Предотвращение загущения от окисления
  5. Защита от высокотемпературных отложений
  6. Защита от воздействия сажи
  7. Противоизносные свойства
API FA-4

Категория FA-4 предназначены для дизельных моторных масел вязкости SAE xW-30 и HTHS от 2,9 до 3,2 сП. Такие масла разработаны специально для использования в высокоскоростных четырехцилиндровых двигателях, имеют хорошую совместимость с каталитическими нейтрализаторами, сажевыми фильтрами. Допустимое содержание серы в топливе не более 15 ppm. Стандарт не является обратно совместимым с предыдущими спецификациями.

Классификация моторных масел по ILSAC

Японская ассоциация производителей автомобилей (JAMA) и Американская ассоциация производителей (AAMA) совместно создали Международный комитет по стандартизации и апробации моторных масел (ILSAC – International Lubricant Standardization and Approval Committee). Целью создания ILSAC являлось ужесточение требований, которые предъявляются к производителям моторных масел для бензиновых двигателей.

Масла, соответствующие требованиям ILSAC, обладают следующими особенностями:

  • пониженная вязкость масла;
  • пониженная склонность к пенообразованию (ASTM D892/D6082 Sequence I–IV);
  • сниженное содержание фосфора (для продления срока службы каталитического нейтрализатора);
  • улучшенная фильтруемость при низких температурах (испытание GM);
  • повышенная стойкость к сдвигу (масло выполняет свои функции даже при повышенном давлении);
  • улучшенная топливная экономичность (испытание ASTM, Sequence VIA);
  • низкая летучесть (по NOACK или ASTM);

ILSAC GF-6

Стандарт введен 1 мая 2020 года. Основан на требованиях API SP и включает себя следующие улучшения:

  • экономия топлива;
  • сохранение экономии топлива;
  • сохранение ресурса двигателя;
  • защита от LSPI.
  1. Чистота поршня (Seq III)
  2. Контроль окисления (Seq III)
  3. Защита кулачка от износа (Seq IV)
  4. Защита двигателя от отложений (Seq V)
  5. Экономия топлива (Seq VI)
  6. Защита от коррозионного износа (Seq VIII)
  7. Предварительное зажигание на низкой скорости (Seq IX)
  8. Защита от износа цепи привода ГРМ (Seq X)

Действует ограничение на содержание фосфора до 0,08%. Стандарт ILSAC GF-6 подразделяется на две подкатегории.

ILSAC GF-6A

Соответствует категории API SP Resource Concerving, даёт потребителю все её преимущества, но распространяется на всесезонные масла классов вязкостей SAE: 0W-20, 0W-30, 5W-20, 5W-30 и 10W-30. Обратно совместима.

ILSAC GF-6B

Распространяется только на моторные масла класса вязкости SAE 0W-16, 0W-12 и не имеет обратной совместимости с маслами предыдущих категорий API и ILSAC. Для этой категории был введен специальный сертификационный знак – “Щит”.

Классификация моторных масел по ACEA

ACEA — это европейская ассоциация автопроизводителей, которая объединяет 15 крупнейших европейских производителей автомобилей, грузовиков, фургонов и автобусов. Она была основана в 1991 году под французским названием l’Association des Constructeurs Européens d’Automobiles. Изначально ее учредителями были: BMW, DAF, Daimler-Benz, FIAT, Ford, General Motors Europe, MAN, Porsche, Renault, Rolls Royce, Rover, Saab-Scania, Volkswagen, Volvo Car и AB Volvo. С недавних пор ассоциация открыла свои двери и для неевропейских производителей, поэтому сейчас организационными членами также являются Honda, Toyota и Hyndai.

Требования Европейской Ассоциации Европейских Автопроизводителей к смазочным маслам значительно превышают требования Американского Института Нефти. Классификация масел ACEA была принята в 1991 году. Чтобы получить официальные одобрения, производитель должен в обязательном порядке провести необходимые испытания согласно требованиям EELQMS, европейской организации, которая отвечает за соответствие моторных масел стандартам ACEA и состоять в ATIEL.

КлассОбозначение
Масла для бензиновых двигателейAx
Масла для дизельных двигателей до 2,5 лBx
Масла для бензиновых и дизельных двигателей, оснащенных нейтрализаторами отработавших газовCx
Масла для дизельных двигателей свыше 2,5 л (для мощных дизелей грузовых автомобилей с тяжелыми условиями эксплуатации)Ex
Таблица №1 “Классификация моторных масел по ACEA”

В каждом классе существует несколько категорий, которые обозначаются арабскими цифрами (напр., A5, B4, C3, E7 и т.д.):
1 – энергосберегающие масла;
2 – масла широкого потребления;
3 – масла повышенного качества с продленным сроком замены;
4 – новейшая категория масел с высочайшими эксплуатационными свойствами.

Чем выше цифра, тем выше требования к маслам (искл. A1 и B1).

ACEA 2021

Классификация моторных масел ACEA в апреле 2021 претерпела некоторые изменения. В новых спецификациях отдельное внимание уделяется оценке склонности смазочных материалов оставлять отложения в турбодвигателях и противостоять преждевременному воспламенению LSPI.

ACEA A/B: полнозольные моторные масла для бензиновых и дизельных двигателей

ACEA A1/B1

Масла с особо низкой вязкостью, при высоких температурах и больших градиентах сдвига экономят топливо и не теряют смазывающих свойств. Применяются только в случаях, специально рекомендованных производителями двигателей. Все моторные масла, за исключением категории A1/B1, являются стойкими к деструкции – разрушению в процессе работы на двигателе молекул полимеров загустителя, входящего в их состав.

ACEA A3/B3

Масла с высокими эксплуатационными характеристиками. Используются главным образом в высокофорсированных бензиновых двигателях и в дизельных двигателях легковых автомобилей и легких грузовиков с промежуточным (не прямым) впрыском, работающих в тяжелых условиях с увеличенными интервалами замены моторного масла.

ACEA A3/B4

Масла с высокими эксплуатационными характеристиками, пригодны при длительных интервалах смены масла. Преимущественно используются в высокофорсированных бензиновых двигателях и в дизельных двигателях легковых автомобилей и легких грузовиков с непосредственным впрыском топлива, если для них рекомендованы масла данного качества. По назначению соответствуют моторным маслам категории A3/B3.

ACEA A5/B5

Масла с высочайшими эксплуатационными свойствами, со сверхдлинным интервалом замены, с достаточно высокой степенью экономии топлива. Используются в высокофорсированных бензиновых двигателях и дизелях легковых автомобилей и легких грузовиков, специально сконструированных для использования энергосберегающих, маловязких при высокой температуре масел. Предназначены для использования при увеличенных интервалах замены моторного масла**. Эти масла могут не подходить для некоторых двигателей. В некоторых случаях могут не обеспечивать надежного смазывания двигателя, поэтому для определения возможности использования конкретного типа масла следует руководствоваться инструкцией по эксплуатации или справочниками.

ACEA A7/B7

Стабильные моторные масла, неизменно сохраняющие рабочие свойства на протяжении всего срока службы. Предназначены для использования в двигателях легковых и легких грузовых автомобилей, оснащенных непосредственным впрыском топлива и турбонаддувом с увеличенными интервалами обслуживания. Схожи с маслами A5/B5, дополнительно обеспечивают защиту от малоскоростного предварительного зажигания (LSPI), износа и отложений в турбокомпрессоре. Эти масла не подходят для использования в некоторых двигателях.

ACEA C: моторные масла для бензиновых и дизельных двигателей, оснащенные фильтрами твердых частиц (GPF/DPF)

ACEA C1

Малозольные масла, совместимые с нейтрализаторами отработанных газов (в т. ч. трехкомпонентными) и сажевыми фильтрами. Относятся к маловязким энергосберегающим маслам. Имеют пониженное содержание фосфора, серы и низкую сульфатную зольность. Увеличивают срок службы сажевых фильтров и нейтрализаторов, обеспечивают улучшение топливной экономичности автомобилей**. С выходом стандарта ACEA 2020 не используется.

ACEA C2

Среднезольные (Mid Saps) масла для высокофорсированных бензиновых двигателей и дизелей легковых автомобилей и легких грузовиков, специально сконструированных для использования маловязких энергосберегающих масел. Совместимы с нейтрализаторами отработавших газов (в т. ч. трехкомпонентными) и сажевыми фильтрами, увеличивают срок их службы, обеспечивают повышение топливной экономичности автомобилей**.

ACEA C3

Стабильные среднезольные масла, совместимые с нейтрализаторами отработавших газов (в т. ч. трехкомпонентными) и сажевыми фильтрами; увеличивают срок их службы.

ACEA C4

Малозольные (Low Saps) масла для бензиновых и дизельных двигателей, сконструированных под использование масел с HTHS>3,5 mPa*s

ACEA C5

Стабильные, малозольные (Low Saps) масла для улучшенной экономии топлива. Предназначены для современных бензиновых и дизельных двигателей, сконструированных под использование низковязких масел с HTHS не более 2.6 mPa*s.

ACEA C6

Масла, схожие с C5. Обеспечивают дополнительную защиту от LSPI и отложений в турбокомпрессоре (TCCD).

Класс ACEAHTHS (сП)Зола сульфатная (%)Содержание фосфора (%)Содержание серыЩелочное число
A1/B1
A3/B3>3.50.9-1.5
A3/B4≥3.51.0-1.6≥10
A5/B52.9-3.5⩽1.6≥8
A7/B7≥2.9 ≤3.5⩽1.6≥6
С1≥ 2,9⩽0.5⩽0.05⩽0.2
С2≥ 2,9⩽0.80.07-0.09⩽0.3
С3≥ 3,5⩽0.80.07-0.09⩽0.3≥6.0
C4≥ 3,5⩽0.5⩽0.09⩽0.2≥6.0
C5≥ 2,6⩽0.80.07-0.09⩽0.3≥6.0
C6≥2.6 to ≤2.9≤0.8≥0.07 to ≤0.09≤0.3≥4.0
Таблица “Классификация моторных масел по ACEA для двигателей легкового и легкого коммерческого транспорта”

ACEA E: моторные масла для дизельных двигателей тяжелонагруженного коммерческого транспорта

ACEA E2

Масла, используемые в дизельных двигателях с турбонаддувом и без него, работающих в средних и тяжелых условиях с обычными интервалами замены моторного масла.

ACEA E4

Масла для использования в высокооборотных дизельных двигателях, соответствующих экологическим нормам Евро-1, Евро-2, Евро-3, Евро-4 и работающих в тяжелых условиях с увеличенными интервалами замены моторного масла. Также рекомендуются для дизельных двигателей с турбонаддувом, снабженных системой снижения оксидов азота*** и автомобилей без сажевых фильтров. Обеспечивают малый износ деталей двигателя, защиту от образования сажи и обладают стабильностью свойств.

ACEA E6

Масла данной категории используются в высокооборотных дизельных двигателях, соответствующих экологическим нормам Евро-1, Евро-2, Евро-3, Евро-4 и работающих в тяжелых условиях с увеличенными интервалами замены моторного масла. Также рекомендуются для дизельных двигателей с турбонаддувом, с сажевыми фильтрами или без них, при работе на дизельном топливе с содержанием серы не более 0,005%***. Обеспечивают малый износ деталей двигателя, защиту от образования сажи и обладают стабильностью свойств.

ACEA E7

Используются в высокооборотных дизельных двигателях, соответствующих экологическим нормам Евро-1, Евро-2, Евро-3, Евро-4 и работающих в тяжелых условиях с увеличенными интервалами замены моторного масла. Также рекомендуются для дизельных двигателей с турбонаддувом, без сажевых фильтров, с системой рециркуляции отработавших газов, оснащенных системой снижения выброса оксидов азота***. Обеспечивают малый износ деталей двигателя, защиту от образования сажи и обладают стабильностью свойств. Снижают нагарообразование в турбокомпрессоре.

ACEA E9

Масла для тяжелонагруженных дизельных двигателей с пониженной зольностью, отвечающие экологическим нормам до Евро-6 включительно и совместимые с сажевыми фильтрами (DPF). Применение со стандартными интервалами замены.

Основные виды

SHPD (Super High Performance Diesel) – моторные масла (чаще всего на минеральной основе) для тяжелонагруженных дизельных двигателей с увеличенным интервалом замены. Несовместимы с катализаторами и сажевыми фильтрам.

UHPD (Ultra High Performance Diesel) – масла для скоростных дизельных двигателей. Имеют класс по API CF-4 ACEA E4 и выше. В Америке распространена другая аббревиатура – HDEO (Heavy Duty Engine Oil, по API имеют класс не ниже CI-4) или HDMO (Heavy Duty Motor Oil).

PCMO (Passenger Car Motor Oil), PCEO (Passenger Car Engine oil) – моторные масла для легкового транспорта

HDMO (Heavy Duty Motor Oil), HDEO (Heavy Duty Engine oil) – моторные масла для легкового транспорта

PVL (Passenger Vehicle Lubricant) – масла для пассажирского (легкового) транспорта.

CVL (Commercial Vehicle Lubricant) – масла для коммерческого транспорта.

Технические характеристики моторных масел

Технические характеристики моторных масел — это количественное выражение определенных свойств масла в физических величинах или коэффициентах. Они показывают, при каких условиях моторное масло защищать двигатель от износа, коррозии, загрязнений, возникающих в ходе работы. Информацию о типовых характеристиках можно найти в листе технического описания (TDS, Technical Data Sheet).

Вязкость моторных масел

Вязкость моторного масла влияет на множество аспектов: количество отводимой от узла трения теплоты, износ вкладышей подшипников и шеек коленвала, способность обеспечивать гидродинамическое трение.

Один из способов понять, что такое вязкость – представить, что вы пытаетесь плыть. Если жидкость слишком густая, вам сложно двигаться и приходится тратить много энергии. И наоборот, если субстанция слишком жидкая, то вы будете опускаться на дно. Поэтому важен правильный баланс. Масло должно быть достаточно густым, чтобы выдерживать разделение движущихся частей, но достаточно тонким, чтобы обеспечивать топливную экономичность.

Молекулы жидких тел при перемещении вызывают трение. Это трение и называется вязкостью. При повышении давления, уменьшается объем и усиливается взаимное притяжение молекул и увеличивается сопротивление течению, вязкость масла увеличивается. При повышении температуры процесс прямо противоположный — вязкость уменьшается.

Работа, затрачиваемая на перемещение молекул, рассеивается в виде тепла. Если масляная пленка толще зазора, увеличивается сила трения, что приводит к повышению температуры и снижению КПД. Поэтому автопроизводители рассчитывают зазоры под рабочие температуры двигателя, специально заставляя его работать под повышенными нагрузками при прогреве.

Вязкость моторного масла: кинематическая и динамическая

Кинематическая вязкость моторного масла

Кинематическая вязкость – это показатель, выражающийся в отношении динамической вязкости к плотности масла. Он характеризует текучесть масла при нормальной и высокой температуре. Измеряется в сантистоксах (1 сСт = 10-6 мм2/с). Для замера используется стеклянный вискозиметр. Принцип измерения достаточно прост: замеряется время вытекания определенного количества масла из сосуда с калиброванным отверстием на дне.

В отчете ASTM 1989 года сообщается, что стремительный рост неньютоновских всесезонных масел сделал кинематическую вязкость практически бесполезным параметром для определения реальной вязкости в критически важных зонах двигателя. Поэтому был разработан параметр HTHS, о котором мы расскажем далее.

Индекс вязкости

Индекс вязкости моторного масла (ИВ, Viscosity index, VI) – это показатель, характеризующий степень изменения вязкости в зависимости от температуры °C. Чем выше индекс вязкости, тем в более широком температурном диапазоне смазочный материал способен сохранять рабочие свойства. Наибольшим индексом вязкости обладают базовые масла III (VHVI – Very High Viscosity Index, очень высокий индекс вязкости), IV (PAO – ПАО, полиальфаолефины) и V групп.

Индекс вязкости определяется по методу ASTM D2270. Для расчета необходимы показатели кинематической вязкости при 40°C и 100°C.

Динамическая вязкость

HTHS

Создание полимерных загустителей позволило производить универсальные всесезонные масла, которые способны обеспечивать уверенный пуск двигателя при отрицательных температурах и сохранять рабочие параметры при высоких. Принцип их действия достаточно прост: при низких температурах они сжимаются, занимая меньше места и снижая вязкость, а при повышении температуры, наоборот, увеличиваются в размерах, увеличивая вязкость.

Однако, у полимеров есть одна интересная особенность. При высокой скорости сдвига полимеры выстраиваются в направлении потока и сжимаются (например, в очень маленьких зазорах, где толщина масляной пленки предельно мала, но скорость движения очень высокая), что приводит к потере вязкости. Она может быть как кратковременной (при снижении скорости сдвига полимер восстановится), так и необратимой (полимер разрушается).

Для определения стойкости полимера к деструкции используется тест Курта Орбана (ASTM D 6278), при котором загущенное масло прокачивается топливным насосом высокого давления под давлением 175 бар. Масла для легковых автомобилей должны выдерживать 30 циклов такого испытания, а для коммерческих – 90. Вязкость после теста должна оставаться в рамках стандарта SAE J300.

Загущенные масла не являются ньютоновскими жидкостями, т.е их характеристики не линейно зависимы от внешних факторов. Поэтому инженерами был разработан параметр HTHS, который определяет вязкость масла в условиях, похожих на условия работы в ДВС – при температуре 150°C и скорости сдвига 106 с-1.

В уже упомянутом отчете ASTM 1989 года говорится, что стандарт SAE J300 не совершенен и 12-летние усилия по разработке нового стандарта ни к чему не привели. Однако зафиксированных случаев поломок, связанных с недостаточной вязкостью HTHS, выявлено не было, поэтому редакция SAE J300 и по сей день является актуальной.

Бытует миф, что моторные масла с низким HTHS приводят к ускоренному износу двигателя. Низковязкие масла предназначены только для специально сконструированных двигателей с минимальными зазорами. Кроме того, высокое содержание модификаторов трения позволяет защищать двигатель даже в условиях граничного трения.

Наиболее вредны масла с низким HTHS для изношенных двигателей. Дело в том, что абразивные частицы, которые, как правило, присутствуют в неновом двигателе, могут привести к тому, что тонкая масляная плёнка разрывается и начинается незащищённое трение, которое потом приводит к очень быстрому выходу деталей из строя. Слишком большие зазоры и неоптимальный режим работы топливной системы, работа мотора на малых оборотах и в режиме прогрева, приводят к тому, что топливо попадает в масло, снижая и без того малую вязкость и ухудшая его смазочные свойства.

CCS

Параметр динамической вязкости, определяемый на имитаторе холодного пуска (Cold Cranking Simulator) по методу ASTM D 2983. Иногда его еще называют вязкость проворачивания. Он показывает, насколько двигателю будет трудно провернуть холодное масло в цилиндро-поршневой группе.

MRV

Вязкость прокачивания (pumping viscosity), определяемая на мини-ротационном вискозиметре по методу ASTM D 4684, говорит нам о способности масла течь и создавать необходимое давление в системе смазки в начальной стадии работы холодного двигателя. При испытании определяется либо напряжение сдвига, необходимое для разру­шения желе, либо вязкость при отсутствии напряжения сдвига. Прокачивание обеспечивается только для масел с вязкостью не более 60 000 mPa s. Наименьшая температура, при которой масло может прокачиваться, называется нижней температурой прокачивания, ее значение близко к наименьшей температуре эксплуатации. Тест проводится при температуре на 5 градусов ниже, чем CCS

Стандарт SAE J300

Классификация моторных масел по SAE признана во всем мире. По ней все масла делятся на:

  • зимние (обозначаются литерой W: SAE 0W, SAE 5W и т.д.)
  • зимние
  • всесезонные.
Класс вязкости SAEПроворачиваемость (CCS), мПас-сПрокачиваемость (MRV), мПа-сКинеметическая вязкость при 100°C, не нижеКинеметическая вязкость при 100°C, не вышеВязкость HTHS, мПа-с
0W6200 при -35°C60000 при -40°C3.8
5W6600 при -30°C60000 при -35°CК
10W7000 при -25°C60000 при -30°C4.1
15W7000 при -20°C60000 при -25°C5.6
20W9500 при -15°C60000 при -20°C5.6
25W13000 при -10°C60000 при -15°C9.3
84.06.11,7
125.07.12,0
166.18.22,3
206.99.32.6
309.312.52.9
4012.516.32.9*
4012.516.33.7**
5016.321.93.7
6021.926.13.7

Как определить вязкость моторного масла?

Расшифровка вязкости – дело нехитрое. На канистре обязательно указывается класс вязкости по SAE. По нему можно определить низкотемпературные свойства, а также вязкость при рабочей температуре. Например, SAE 0W-40 означает, что масло гарантированно прокачается по системе при температуре вплоть до -40 градусов Цельсия, а вязкость при 100 градусах составит от 12,5 до 16,3 сСт.

Можно ли смешивать моторные масла разной вязкости?

Можно, но только в экстренных случаях. Не имея специального оборудования, сложно понять, какой вязкости в итоге получится микс смазочных материалов. Но такой микс все равно лучше, чем отсутствие масла в двигателе.

Температура вспышки (flash point)

Температура вспышки — самая низкая температура, при которой пары смазочного материала образуют смесь с воздухом, воспламеняющуюся при контакте с огнем. Само масло при этом еще не воспламеняется. Параметр характеризует наличие в масле легколетучих фракций, которые при смешивании с воздухом образуют горючую смесь. Чем меньше этот показатель, тем меньше расход на угар и выше качество базовых масел. Определяют в открытом или закрытом тигле, в последнем случае она на 20-25 градусов ниже.

Испаряемость по методу Ноака

Испаряемость по NOACK — это показатель, характеризующий склонность масла к угару/испарению. Испаряемость по НОАК выражается в процентах, и чем эта цифра меньше, тем меньше расход масла на угар.

Как определяют испаряемость по НОАК?

Стандартизирован тест Селби-Ноака в методе ASTM D5800. Образец масла весом 65 г помещают в специальный аппарат, нагревают до 245,2 °С и в течение 60 минут пропускают над нагретым образцом постоянный поток воздуха с помощью вакуумного насоса.

Для качественных моторных масел показатель испаряемости обычно не превышает 14%. Косвенно по этому числу можно оценивать качество базовых масел.

Температура застывания (solidification point)

Температура застывания — это температура, при которой масло теряет свою подвижность и тягучесть. Застывшим считается масло, которое удерживается в неподвижном состоянии 5 секунд под углом 90 градусов.

Производители снижают температуру застывания с помощью специальных присадок — депрессоров, которые не дают парафину укрупняться,  увеличивать плотность, создавая псевдокристаллические структуры. Снижение динамической вязкости CCS добивается путем подбора нужного базового масла и полимера-загустителя. Поэтому температура застывания и низкотемпературная вязкость могут быть никак не связаны между собой. Кроме того, чрезмерное содержание депрессора может приводить к увеличению вязкости CCS.

Температура потери текучести (pour point)

Температура потери текучести — это самая низкая температура, при которой моторное масло еще сохраняет текучесть. Она показывает возможность переливания моторного масла без необходимости подогрева. Температура застывания, согласно стандартам, на 3°С выше температуры потери текучести. Метод измерения — ASTM D97.

Кислотное число (Total Acid Number, TAN)

TAN — показатель, характеризующий наличие в масле кислот, которые приводят к коррозии металлов. По этому показателю можно косвенно судить о качестве базового масла. В хорошо очищенных маслах II и III группы, например, TAN будет меньше, чем в I группе. Стандартный метод измерения — ASTM D664

Общее щелочное число (Total Base Number, TBN)

Щелочное число — это показатель, выражающая количество гидроксидов калия в 1 гр моторного масла. Он напрямую влияет на срок службы моторного масла. В обычных маслах этот показатель находится в диапазоне от 5 до 12 мг KOH на грамм.

В процессе сгорания топливно-воздушной смеси неизбежно образуются различные кислоты (особенно при использовании некачественного топлива с высоким содержанием серы), которые вызывают старение масла и даже способны вызывать коррозию. Именно для этого в моторное масло и добавляются щелочные присадки, нейтрализующие их.

Моющие свойства моторного масла характеризует наличие нейтральных солей, а не щелочное число. Поэтому невысокое содержание щелочи не является показателем моющих свойств.

Кроме того, высокий показатель TBN приводит к повышению сульфатной зольности, которая негативно влияет на катализаторы выхлопной системы, турбины, может оседать на маслосъемных кольцах, а в случае угара масла приводить к образованию твердых абразивных веществ.

Именно поэтому в последнее время получили среднезольные и малозольные масла c пониженным содержанием сульфатной золы, фосфора и серы.

Зольность сульфатная

Сульфатная зольность — это показатель, который показывает количество неорганических примесей, которые остаются после полного сгорания. Эти примеси являются следствием содержания в масле присадок на основе соединений металлов.

При сгорании высокозольного масла может образовываться твердый абразив, который при долгом воздействии приведет к полировке стенок цилиндра. Гладкие, как зеркало, поверхности не способны удерживать масляную пленку, а это приводит к высокому расходу масла.

Высокая зольность оказывает негативное влияние на клапаны (особенно актуально для двигателей, работающих на газу, а также оснащенных непосредственным впрыском топлива), подшипники турбин, катализаторы с мелкими сотами.

Для определения зольности используются такие международные стандарты, как DIN 51 575, ASTM D482, ISO 6245.

Полнозольные (Full SAPS) масла

По классификации ACEA — A1/B1, A3/B3, A3/B4, A5/
B5. Такие масла могут негативно сказываться на многоступенчатых каталитических нейтрализаторах и фильтрах DPF. Типичное значение зольности — 0,9 — 1,1%.

Среднезольные (Mid SAPS) масла

Согласно классификации ACEA имеют обозначения C2 и C3. Зольность таких масел колеблется в диапазоне 0,6-0,9%.

Малозольные (Low SAPS) масла

По классификации ACEA — C1 и C4. По стандарту содержание сульфатной золы не должно превышать 0,5%.

Состав моторных масел

Моторные масла имеют сложный химический состав, состоящий из базовых масел и комплекса аддитивных присадок, которые улучшают свойства “базы”.

Состав моторного масла: базовые масла и присадки

Базовое масло

Согласно классификации Американского Института Нефти, существует 5 групп базовых масел:

I группа

Минеральные базовые масла, получаемые из нефти. Содержат менее 90% предельных углеводородов и 0,03 % серы, вследствие чего, достаточно быстро окисляется. Индекс вязкости – от 80 до 120, хотя обычно не превышает 90.

II группа

Улучшенные минеральные масла, которые прошли процедуру гидрообработки. Содержат не менее 90% предельных углеводородов и менее 0,03% серы, индекс вязкости от 80 до 120 (обычно превышает 90).

III группа

Масла III группы так же называются HC-синтетическими (Hydro-Cracking-Synthese-Technology). До 1999 года гидрокрекинговые масла считались минеральными, до того момента, как Castrol не стал писать на канистрах своих гидрокинговых масел слово “Synthetic”, что вызвало возмущение компании Mobil. Состоялось разбирательство, в ходе которого суд постановил, что слово “Synthetic” не относится к вопросам технического описания товара. После этого прецедента гидрокрекинг, по сути, стал королем среди королей синтеза. К тому же, с тех пор технологии сильно развились и на сегодняшний день масла III группы в гражданской эксплуатации практически ничем не уступают маслам IV группы при гораздо меньшей стоимости производства.

На сегодняшний день существуют две основных технологии получения базовых масел III группы.

VHVI (Very High Viscosity Index)

Технология VHVI – это глубокое очищение масляных фракций нефти с последующей обработкой каталитическим гидрокрекингом, в ходе которого удаляются практически все серные и азотистые соединения, а так же происходит молекулярная модификация масла.

GTL (Gas to Liquid)

Gas to Liquid – досл. “Газ в жидкость”. Технологический процесс состоит в следующем: полученный из природного газа метан частично сжигается, превращаясь в синтез газ, из которого получают чистейший расплавленный парафин. Путем уже известного процесса, гидрокрекинга, парафин превращают в базовое масло.

Преимущества
  • Высокий индекс вязкости;
  • Низкая гигроскопичность;
  • Отличная растворяемость присадок;
  • Относительно низкая себестоимость производства.
Недостатки
  • Низкая полярность: масло плохо липнет к металлу и быстро стекает в картер. Нивелируется путем добавки алкилированных нафталинов, эстеров.
  • Невысокая температура вспышки.

IV группа

ПолиАльфаОлефины (ПАО, PAO)

ПАО масла получают из нефтяных газов, преимущественно из этилена или бутилена, путем сложных, многоступенчатых химических реакций, в ходе которых масло “собирают”, как конструктор. ПАО-масла имеют огромные преимущества перед всеми другими видами базовых масел:

  • Термостабильность;
  • Увеличенный срок службы;
  • Низкая гигроскопичность;
  • Низкая испаряемость;
  • Высокая температура вспышки, у некоторых производителей она близка к 280 градусам!

V группа

Все остальные базовые масла, не вошедшие в первые 4 группы.

ПолиАлкиленГликоли

ПАГ масла характеризуются очень высоким индексом вязкости, низкой зольностью, большей теплоемкостью (чем ПАО), высокой устойчивостью к сдвигу. Единственный недостаток – высокая цена.

Группа базового маслаСодержание серы, %Содержание предельных углеводородов, %Индекс вязкостиОписание
I>0,03< 9080-120Минеральные масла грубой очистки
II≤0,03≥9080-120Минеральные масла высокой степени очистки (HVI)
III≤0,03≥90120Гидрокрекинг VHVI (Very High Viscosity Index), GTL
IV<120ПАО (полиальфаолефины)
VДругие масла, не вошедшие в I-IV группы (сложные эфиры, спирты, ПАГ, эстеры)
Таблица “5 групп базовых масел по API”

Присадки

Для улучшение свойств к базовым маслам добавляются различные присадки. Они улучшают индекс вязкости, добавляют моющие свойства и защищают детали двигатели, когда масляная пленка разрушается. Рассмотрим их подробнее.

Модификаторы вязкости (Viscosity Index Improvers, VIIs)

Полимерные загустители представляют собой молекулы, которые легко растворяются в маслах I, II и III группы. При нагревании они расширяются, увеличивая вязкость, а при низких температурах, наоборот, сжимаются, занимая меньше места, тем самым снижая вязкость.

Существуют два типа загустителей:

  • Линейный полимер – неустойчив к механической деструкции и окисляется;
  • Звездообразный – сохраняет вязкость на всем протяжении работы, при сдвиговых нагрузках почти не разрушается.

Способностью полимера модификатора вязкости противостоять деструкции называют стабильностью сдвига. Этот показатель измеряется с помощью 90-часового теста Курта Орбана (ASTM D7109) и называется индексом стабильности сдвига (SSI, Shear Stability Index). Чем ниже индекс, тем дольше масло способно сохранять вязкость.

OCP

OCP – олефиновые сополимеры, обладают хорошей растворимостью и термостабильностью. Широко используются в производстве благодаря невысокой стоимости.

PMA

PMA – полимеры полиметакрилата, содержащие алкильные боковые цепи, которые препятствуют образованию кристаллов воска в масле, обеспечивая отличные низкотемпературные свойства. Используются в маслах, которые предназначены для мощных, высокофорсированных двигателей.

Гидрогенизированные сополимеры стирола-диена

В зависимости от типа диена, различают стирол-бутадиеновые (SBC) и стирол-изопреновые (SIP) полимеры. Широко используются в энергосберегающих маслах.

Моющие присадки (детергенты)

Детергенты являются основными носителями щелочности, которая нейтрализует кислоты, возникающие в процессе сгорания топливно-воздушной смеси. Предотвращают образование нагара на поршнях и других деталях, а так же удерживают во взвешенном состоянии продукты загрязнения.

СвойствоФенолятыСульфонатыСалицилаты
Диапазон щелочного числа (приблиз.)0-3000-5000-300
Сера, %0,5-40-40
Сульфоновые кислотынетданет
Карбоновые кислотынетнетда
Гидролитическая стабильностьхорошаяумереннаяхорошая
Окислительная стабильностьочень хорошаяслабаяочень хорошая
Термическая стабильностьпревосходнаяпревосходнаяпревосходная
Моющие свойствахорошиехорошиепревосходные
Ингибирование коррозиислабоехорошееслабое
Антиоксислительный эффекточень хорошийнеточень хороший
Таблица “Сравнение свойств моющих присадок”

Диспергирующие присадки (дисперсанты)

Диспергенты предотвращают образование низкотемпературных отложений, шламов, а также забивание маслопроводов.

Противозадирные (разделительные)

Противозадирные присадки (EP, extreme pressure) работают в условиях предельных нагрузок, предотвращая сваривание. В местах очень высокого трения и температуры, противозадирные присадки разлагаются, создавая твердую пленку. Именно поэтому такие присадки еще называют разделительными. Наиболее известным представителем является диалкилдитиофосфат цинка – ZDDP.

Модификаторы трения

Модификаторы трения – присадки, снижающие потери на трение, увеличивают топливную экономичность, а так же исключают сухое трение “металл-металл”. Обладают высокой полярностью (т.е. легко прилипают к металлу), при этом легко деформируются. Наиболее известным представителем является молибден.

Молибден в моторном масле

Дисульфид молибдена используют в качестве сухой смазки, например, в: смазки, дисперсии, фрикционные материалы и клеевые покрытия. В моторном масле молибден выполняет роль модификатора трения, т.е. является антифрикционной присадкой. Обеспечивает экономию топлива путем снижения трения, предотвращает образование задиров, снижают износ и шум.

Комплексы молибден-сера могут быть использованы в суспензии, но чаще растворяются в смазочных маслах в концентрации нескольких процентов.

Дисульфид молибдена, MoS2, наиболее распространенная природная форма молибдена, извлекается из руды и затем очищается для непосредственного использования в смазке. Поскольку дисульфид молибдена имеет геотермальное происхождение, он обладает стойкостью к воздействию тепла и давления. Это особенно актуально, если имеются небольшие количества серы для взаимодействия с железом и обеспечения сульфидного слоя, который совместим с MoS2 при сохранении смазочной пленки.

Ряд уникальных свойств отличают дисульфид молибдена от других твердых смазок:

  • Низкий коэффициент трения (0,03-0,06), который, в отличие от графита, изначально присущ молибдену, а не является результатом поглощения пленок или газов;
  • Сильное сродство к металлическим поверхностям;
  • Пленкообразующая структура;
  • Предел текучести до 3450 МПа (500 х 103 фунт / кв. Дюйм);
  • Стабильность в присутствии большинства растворителей;
  • Эффективные смазывающие свойства от криогенных температур до примерно 350 ° С на воздухе (1200 ° С в инертных или вакуумных условиях).
  • Дисульфид молибдена будет действовать в качестве смазки в вакууме, где графит разрушается.
  • Комбинация молибдата и водорастворимых сульфидов может обеспечить как смазку, так и ингибирование коррозии в смазочно-охлаждающих жидкостях и металлообразующих материалах. Маслорастворимые соединения молибдена и серы, такие как тиофосфаты и тиокарбаматы, обеспечивают защиту двигателя от износа, окисления и коррозии. Несколько коммерческих производителей поставляют эти присадки для смазочной промышленности.
Способность молибдена работать в качестве смазки связана с его слоистой структурой. Более светлые сферы представляют атомы молибдена, а более темные – серы. Внешние слои атомов серы связываются с каждой поверхностью металла. Контакт между металлическими поверхностями предотвращен.
Слой атомов молибдена находится между двумя слоями атомов серы. Когда дисульфид молибдена рассеивается между двумя металлическими поверхностями, слой связывается с каждой металлической поверхностью через атомы серы. Тогда неровности (поверхностные неровности на металлах) предотвращаются от соприкосновения. Скользящий контакт происходит между внешними слоями атомов серы, которые взаимодействуют лишь слабо. Таким образом, поверхности могут легко скользить относительно друг друга.

Самым современным вариантом является разработка компании Infeneum – трехядерный молибден MoDTC (диалкилдитиокарбамат молибдена). Принципиальное отличие MoDTC от MoS2 состоит в его полной растворимости, поэтому коагуляция и выпадение в осадок кристаллов не происходит. В отличии от устаревшего варианта, дисульфида молибдена MoS2, эффективная дозировка MoDTC намного меньше и редко превышает 50-100 ppm.

Антиокислительные присадки

Создают на поверхности сплавов цветных металлов защитную, непроницаемую для агрессивных веществ, пленку, тем самым защищают их от коррозии.

Депрессоры

Присадки, понижающие температуру застывания масла, препятствуя потере текучести при низких температурах из-за образования твердых кристаллов парафинов.

На нашем сайте можно купить моторные масла оптом напрямую от производителя.

Shopping Cart