Ликбез по конструкции моторного масла

ЮРИЙ БУЦКИЙ
Необходимое предисловие
Мы решили поговорить о моторных маслах как минимум по трем причинам.
Причина первая. На рынок регулярно выходят новые продукты — как зарубежные, так отечественные.
Естественно, они сопровождаются рекламой, в которой говорится о базах, присадках, классах, категориях и допусках производителей автомобилей.
И тут же — о легкости пуска, повышении мощности, экономии топлива, снижении токсичности выхлопа, увеличении межсервисного пробега и прочих прелестях эксплуатации.
А вот мостик между «теорией» и «практикой» зачастую не перебрасывается. Попробуем его выстроить. Причина вторая. Некоторые издания, не к ночи будь помянуты, под видом редакционных статей тиражируют малопонятные заклинания, запутывая потребителя.
И он, бедолага, должен верить, что «сверхновое суперинновационное масло полностью устраняет трение в двигателе» и тем самым экономит ему, потребителю, цистерну бензина на каждую тысячу километров пробега.
А почему не две?
Попытаемся отделить желаемое от действительного, а науку — от мистификации.

Автор выражает огромную благодарность научному редактору цикла, одному из ведущих специалистов по маслам, канд. техн. наук В. Д. Резникову.
Вязкотекучая деталь С точки зрения смазывания двигатель — невероятно сложный агрегат.
По мнению специалистов, моторное масло — это не просто смазочный материал, а полноправная деталь, элемент конструкции мотора.
Этой детали приходится решать множество противоречивых задач.
Судите сами: пары трения в двигателе работают в широчайших диапазонах скоростей, давлений и температур. Одни узлы смазываются под давлением, другие — разбрызгиванием.
Кроме того, моторное масло должно охлаждать поршни и служить рабочим телом в некоторых системах.
То же масло должно одновременно (!) обеспечивать несколько режимов смазки.
Режимов, весьма далеких друг от друга, как по нагрузкам, так и по физико-химическим характеристикам.
А вот и примеры. Пары «подшипник-шейка» коленчатого вала работают в условиях жидкостной (гидродинамической) смазки, когда поверхности разделяются прочной и надежной масляной пленкой.
Трение здесь происходит только между слоями масла, иначе жди беды: разрушения вкладышей, задиров, «прихватывания» шеек.
В механизме газораспределения картина иная. Так, работа пары «кулачок-толкатель» сопровождается очень высокими контактными давлениями.
Это приводит к упругим деформациям металла, резкому уменьшению толщины масляной пленки и значительному росту вязкости масла в зоне контакта. Такой режим смазки называется смешанным (эластогидродинамическим).
Смазывание деталей цилиндропоршневой группы вблизи верхней и нижней мертвых точек происходит в граничном режиме смазки.
Он зависит как от свойств самого масла, так и от трибологических характеристик смазываемых поверхностей.
А еще нужно смазывать подшипники турбокомпрессора, цепные и зубчатые передачи и многие другие узлы.
И все это возлагается на моторное масло.
Поэтому его необходимо правильно сконструировать. Человеку, далекому от техники, словосочетание «конструирование масла» режет уши.
Он полагает, что конструировать можно лишь космические корабли, автомобили или, в крайнем случае, стиральные машины.
Однако ничего противоестественного в термине «конструирование масла» нет.
Вспомните детские конструкторы, когда из набора элементов собирается и кран, и самолет, и вообще все, что душе угодно.
Так и с маслом. Существуют химические вещества и элементы, этакие «кирпичики», из которых можно собрать любую «конструкцию».
Об этом — в следующих разделах Базовые знания о базовых маслах Масло, которое мы заливаем в двигатель, называется товарным.
Оно является тщательно выверенной смесью базового масла и присадок.
Иными словами, существует формула: Товарное масло = база + присадки Соответственно и эксплуатационные свойства конечного продукта зависят от качества этих составляющих.
Традиционно базовые масла подразделяют на минеральные, синтетические и частично синтетические.
Последние в быту называют полусинтетическими маслами или просто «полусинтетикой».
Точно так же классифицируются и товарные масла.
А вот за рубежом базовые масла разделяют на четыре группы:
– Conventional — традиционные минеральные масла, полученные вакуумной дистилляцией с последующей многостадийной очисткой.
– Unconventional — нетрадиционные минеральные масла, подвергнутые особой обработке, чаще всего — гидрокрекингу.
Иногда в группу unconventional зачисляют и частично синтетические масла.
– Synthetic — синтетические масла в нашем российском понимании.
– Semisynthetic — масла, содержащие не менее 25% синтетического или гидрокрекингового компонента.
Что представляет собой традиционное минеральное базовое масло? Это субстанция, полученная из нефти и содержащая в основном длинные молекулы углеводородов различной структуры с размером цепи от 20 до 60 атомов углерода.
В хорошо прогретом двигателе молекулы с длиной цепи менее 30–35 атомов испаряются из пленки масла на стенках цилиндров.
Это один из путей расходования масла на угар.
Синтетические масла — продукты более сложные, можно сказать, рукотворные.
Их конструируют (синтезируют) таким образом, чтобы попасть в нужный диапазон 30-50 атомов углерода в цепи.
В результате синтеза получают полиальфаолефины с короткими разветвленными молекулами.
Благодаря такой структуре синтетические масла значительно меньше испаряются и менее склонны к образованию отложений.
Полусинтетические масла (вне зависимости от качества синтетических компонентов) обладают многими недостатками минеральных, — ведь они на 70–75% состоят из схожих компонентов.
Но все же помогают достичь некоторого компромисса между минеральными и синтетическими маслами.
А теперь несколько слов о гидрокрекинговых маслах.
Для их получения используют минеральные базовые масла, подвергая их жесткой обработке в присутствии катализатора в водородной среде.
Причем под большим давлением и при высокой температуре. В результате происходит глубокая реконструкция молекул минерального масла.
Нафтены и ароматические углеводороды превращаются в парафины.
А те по своей структуре близки к полиальфаолефинам, получаемым при создании синтетических масел.
Поэтому свойства гидрокрекингового масла приближаются к свойствам синтетического.
Интересно, что в тематических публикациях гидрокрекинговые минеральные масла обсуждаются редко.
На наш взгляд, совершенно напрасно — ведь многие зарубежные производители выпускают обширную гамму этих продуктов.
Присадки: счастливы вместе Канули в Лету времена, когда неприхотливые низкооборотные двигатели с малой степенью сжатия могли «переваривать» незатейливые минеральные масла, присадок практически не содержащие.
Канули вместе с теми моторами.
И хорошо, что канули, поскольку особенности эксплуатации современных двигателей, а именно пробки и режимы «stop and go», влекут усиленное образование нагара и шлама.
При работе на маслах «давно забытых дней» высокофорсированный двигатель выйдет из строя через несколько десятков часов.
Моторист, взявшийся его реанимировать, ужаснется: поршневые кольца закоксованы, шейки коленчатого вала задраны, кулачки изношены сверх всякой меры, толкатели истерзаны питтингом...
Да, базовое масло может многое, но не все. Например, оно не может нейтрализовать кислоты.
Оно не умеет мыть двигатель. И еще много чего не умеет.
К счастью, на помощь приходят «пристяжные лошадки» — присадки.
Именно присадки не допустят скорой и бесславной кончины современного двигателя.
Но они девушки капризные. И поэтому не всегда правильно взаимодействуют с компонентами базового масла и друг с другом.
Специалисты выделяют три случая такого взаимодействия:
1. Антагонизм (разумеется, он недопустим).
2. Нейтральное отношение.
3. Синергетика. В этом случае совместный эффект действия пакета превосходит сумму эффектов отдельно взятых присадок.
Ясно, что при создании пакета или (что более правильно) композиции присадок, производители масел стремятся к синергетическому варианту.
Поговорим о составе современной композиции присадок.
Чем мельче, тем лучше Моторное масло загрязняется непрерывно.
Во-первых, в него попадают посторонние частицы извне.
Во-вторых, оно подвергается глубокому окислению, в результате чего образуются нерастворимые продукты.
Поэтому начнем с присадок, имя которым ¬– беззольные дисперсанты. «Беззольные» означает «соединения, не содержащие металлов».
А слово «дисперсанты» говорит о способности диспергировать загрязнения.
Главная задача дисперсантов — удерживать загрязнения масла в мелкодисперсном состоянии.
Не дать им выпасть в осадок! Иначе сетка маслоприемника будет забита, в картере появятся отложения, масляные каналы окажутся закупоренными сгустками, напоминающими по консистенции майонез.
Но дисперсанты не только поддерживают частицы во взвешенном состоянии — они способствуют их измельчению.
И не допускают коагуляции, слипания, благодаря чему масляный фильтр долгое время остается работоспособным.
Масло сможет гонять мельчайшие частицы грязи «по кругу» чуть ли не бесконечно — они не слипаются, не оседают, не пригорают.
Что сказать на это? Правильно, пусть себе гоняет.
И если двигатели современных грузовых автомобилей способны работать 80–100 тыс. км без замены масла и фильтра, в этом немалая заслуга беззольных дисперсантов.
Если же в масле их не будет, внутренности двигателя быстро покроются низкотемпературными отложениями (шламами). А мойщик кто?
Итак, дисперсанты борются с низкотемпературными отложениями. И в этом смысле способствуют чистоте мотора.
Однако настоящими моющими присадками являются зольные детергенты.
Это вещества, содержащие соли металлов, — сульфонаты, салицилаты, феноляты кальция, магния, бария и другие соединения.
Фактически это мыла, но растворимые не в воде, а в масле.
Их задача — предотвращение образования нагара и лаковых отложений на наиболее нагретых участках деталей.
В первую очередь назовем верхнюю часть поршня — твердый нагар на ней способствует полировке цилиндра при перекладке.
А рядом — поршневые канавки. Образование нагара в них вызовет закоксовывание поршневых колец.
Внутренняя поверхность днища вблизи поршневого пальца просто обязана быть чистой, иначе отвод теплоты от поршня резко ухудшится.
А ведь эта область непрерывно омывается маслом — в некоторых двигателях разбрызгиванием, а в некоторых принудительно, под давлением.
Известен принцип омовения днища поршня, называемый «коктейль шейкер» — по аналогии с действиями бармена, готовящего коктейль.
Масла здесь бывает много, а вот отложений быть не должно. Обычно в масло вводят не один детергент, а их комбинацию.
Большинство детергентов обладает щелочными свойствами, поэтому они нейтрализуют кислоты, образующиеся при сгорании топлива и окислении масла.
Но скорости нейтрализации у детергентов различные.
Так, магниевые детергенты срабатываются «лениво», кальциевые — активно, бариевые — еще более активно.
Правда, бариевые детергенты сегодня применяется редко, поскольку барий — тяжелый металл, и его использование противоречит экологическим требованиям.
На холостом ходу и при работе в режиме «stop and go» в двигателе конденсируются кислоты. Чугунные и стальные детали подвергаются массированной коррозионной атаке.
И тут детергенты берут на себя еще одну важную функцию: они предохраняют детали двигателя от ржавления.
Лидер здесь — высокощелочной сульфонат магния. Наличие в масле всего 1% этой присадки позволяет со спокойным сердцем эксплуатировать автомобиль в городском режиме.
Кальциевые сульфонаты тоже обладают защитными свойствами, но в меньшей степени.
А феноляты и салицилаты защищают двигатель от ржавления весьма слабо.
У детергентов есть еще одна интересная особенность.
При эксплуатации автомобиля в тропических странах возможно бактериальное поражение моторного масла и топлива.
Причина проста: парафины служат питательной средой для грибков и бактерий. Но если масло содержит салицилаты, бактерий в нем не будет.
Быстрое потемнение масла после замены не должно настораживать владельца автомобиля.
Потемнение означает, что дисперсанты и детергенты хорошо выполняют свои задачи.
И напротив: если масло долго остается светлым, внутренности двигателя обрастают высокои низкотемпературными отложениями.
И краткий итог этого раздела.
Если в масле не будет моющих присадок, то уже через десяток-другой часов работы двигателя поршневые кольца прочно залягут в канавках — извлечь их оттуда удастся, лишь сломав.
Торцевой зазор окажется выбранным за счет грязи, компрессия будет потеряна. Словом, двигатель просто-напросто перестанет работать.
К окислению стойкое Нам часто говорят: данное масло обладает повышенным сроком службы благодаря хорошей антиокислительной стойкости.
Что стоит за этой фразой? А вот что. Масло в двигателе работает в виде тонких пленок либо, вырвавшись из-под гнета давления, интенсивно перемешивается с воздухом.
Значит, поводов для контакта с кислородом у него более чем достаточно.
А чем чреват такой контакт, да еще в условиях высоких температур? Правильно, окислением.
Но кислород воздуха не единственная причина такого окисления. Свою лепту (и немалую) вносят продукты сгорания топлива и ранее окисленное масло.
Для замедления этого губительного процесса в пакет включают антиокислительные присадки.
Другое их название — антиоксиданты или антиокислители.
Задача антиокислителей — разложение первичных продуктов окисления углеводородов (гидропироксидов) и перевод свободных радикалов в стабильное состояние.
Что ж, вполне логично: поскольку гидропироксиды выступают инициаторами дальнейшего окисления масла, их «обезоруживание» на начальном этапе чрезвычайно важно.
Раньше в качестве антиокислителей применяли дитиофосфаты цинка. Однако сейчас производители масел от них отказываются, и вот почему.
Дитиофосфаты, являясь производными фосфорной кислоты, содержат фосфор — а он не сочетается с материалами каталитических нейтрализаторов отработавших газов.
Поэтому дитиофосфаты заменяют карбоматами цинка, карбоматами молибдена и другими присадками — например, беззольными фенолами и ароматическими аминами.
Антиокислители имеют разные механизмы действия.
Если в композицию вводят несколько антиокислительных присадок, их подбирают в определенных сочетаниях, дабы достичь наилучшего эффекта.
Если в масло не вводить антиокислительные присадки, его вязкость по мере окисления будет возрастать, что приведет к повышенному расходу топлива из-за роста потерь на трение.
А еще масло потеряет работоспособность, его пусковые свойства станут совершенно неудовлетворительными, а коррозионная агрессивность возрастет.
Кроме того, чрезмерное увеличение вязкости может вызвать разрушение подшипников, особенно при холодном пуске. Не исключаются поломки деталей привода масляного насоса.
Но и это еще не все: окисленное масло оказывает коррозионное воздействие на антифрикционный слой вкладышей из свинцовистой бронзы.
Результат очевиден: несущая способность подшипников снижается, и двигатель приходится отправлять в ремонт.
Вот и получается, что присадки, именуемые антиоксидантами, «не зря едят свой хлеб».
Если исключить их из композиции, пробеги между заменами масла станут ничтожными.
А ведь сегодня ведущие автомобильные компании допускают замену масла через 30–50 тыс. км.
Это два-три года эксплуатации для европейского автовладельца.
Пена и антипена Масло в двигателе циркулирует с завидной кратностью — каждый элементарный объем прокачивается через систему смазки множество раз.
При этом, как уже говорилось, масло интенсивно перемешивается с воздухом (достаточно вспомнить истечение под давлением из зазоров подшипников и смазку некоторых узлов методом разбрызгивания).
Понятно, что все это приводит к образованию пены. Кроме того, в современных дизелях применяются насос-форсунки с гидравлическим приводом.
Масло в таких узлах работает под очень высоким давлением. Как только давление становится равным атмосферному, происходит эффект «откупоривания бутылки шампанского».
Вспомним: если открыть теплую бутылку, да еще предварительно потрясти ее, растворимость газов в вине уменьшается, шампанское «вскипает», образует пену.
Пена в масле не только снижает несущую способность масляного клина в подшипниках, но и способствует окислению самого масла.
Пенообразование особенно опасно для двигателей с гидротолкателями клапанов и гидронатяжителями цепей ГРМ, что понятно — работоспособность этих узлов в присутствии пены резко снижается.
Для борьбы с пенообразованием в масло добавляют тысячные доли процента силиконов (кремнийорганических полимеров).
В масле они не растворяются, однако настолько тонко диспергируются, что в каждом элементарном объеме масла непременно оказывается некоторое количество постороннего нерастворенного вещества. Пузырек воздуха «прокалывается» этим инородным телом и... перестает существовать.
Таким образом, введение антипенных присадок позволяет подавить пенообразование.
А если оно все же продолжается, пена очень быстро разрушается, не успевая сыграть отрицательную роль.
И если масло пришло к нам из спорта, можно быть уверенным: оно отлично борется с пеной.
Ведь спортивные двигатели развивают очень высокие обороты, с сумасшедшей скоростью гоняя масло по системе.
Износ минимальный «Надежная защита от износа и задиров» — читаем мы на этикетке канистры.
За этой фразой тоже стоят современные присадки — противоизносные. Их вводят в современные масла в обязательном порядке.
Эти присадки особенно важны для пар трения, работающих в эластогидродинамическом режиме смазки, когда на поверхностях деталей возникают высокие удельные давления.
Выход здесь только один — химическая модификация поверхностей трения. Тогда в паре начинают взаимодействовать не металл с металлом, а модифицированные слои.
Тангенциальные усилия и коэффициент трения при этом снижаются. Кто же способен на такие подвиги? Например, хорошо знакомые нам дитиофосфаты металлов, в том числе цинка.
Таким образом, дитиофосфаты — это многофункциональные присадки, в том числе защищающие механизм газораспределения от повышенного износа и задира.
Впрочем, об этом стоит поговорить подробнее.
Вообразим картину, до боли знакомую всем мотористам: двигатель «раскидан», на толкателях обнаружен питтинг — усталостное выкрашивание. Какова его природа?
Еще в прошлом веке ученый П.А. Ребиндер установил, что поверхностно-активные вещества (ПАВ) способствуют разрушению кристаллической структуры металла на поверхностях трения.
Как только в металле появляется микротрещина, ПАВы внедряются туда и «расклинивают» ее со всеми вытекающими печальными последствиями.
Это явление получило название «эффект Ребиндера». Позвольте, но ведь хорошо знакомые нам детергенты не что иное, как ПАВы!
Значит, они способствуют питтингу в эластогидродинамическом режиме смазки? Увы, да.
Однако не все так страшно — противоизносные присадки способны предотвратить питтинг и задиры трущихся поверхностей.
А коли питтинг все же появился, значит, в данном масле дитиофосфаты цинка уже выработаны, а детергенты — еще нет.
А вот при эксплуатации двигателей на высококачественных маслах (уточним — со своевременной заменой!) питтинг не появится никогда.
Однако, как ни парадоксально это звучит, детергенты тоже выполняют противоизносные функции, и польза от них весьма и весьма ощутимая.
Они нейтрализуют кислоты, уменьшая коррозионный износ цилиндров, поршневых колец и подшипников.
Боремся с трением Разработчики масел вводят в свои продукты модификаторы трения, называемые также антифрикционными присадками.
Их задача — снижение коэффициентов трения в условиях граничной и эластогидродинамической смазок.
Не следует путать модификаторы трения с противоизносными присадками, хотя известны модификаторы, совмещающие функции и тех, и других продуктов.
Что такое модификатор трения? Это соединение, образующее на поверхности детали мономолекулярный слой с очень длинными радикалами, обращенными в объем масла.
Причем эти радикалы обладают свойством легко деформироваться в направлении действия силы трения. Проиллюстрировать сказанное можно на следующем примере.
Перед нами... чистильщик обуви, вооруженный двумя сапожными щетками.
Прежде чем приступить к полировке туфель, он легко трет одну щетку о другую, и смотрите — на туфлю ложится ворс, сориентированный в нужном направлении!
А одежные щетки тереть друг о друга бессмысленно — они будут отскакивать, упираться, сопротивляться, и правильно — задача у жесткой щетины совсем другая, нежели у мягкого ворса.
Так вот, «мягкий ворс» мономолекулярных слоев модификатора уменьшает трение — например, в зоне верхней мертвой точки поршня, где нарушается гидродинамический и возникает граничный режим смазки.
Модификаторы трения добавляют к энергосберегающим маслам, поскольку они способны обеспечить экономию топлива в несколько процентов.
В качестве антифрикционных присадок используют предельные кислоты, спирты и амины, графит, дисульфид молибдена и некоторые другие вещества.
Кстати, графит и ди сульфид молибдена можно назвать присадками лишь условно — они нерастворимы в масле и при длительном хранении могут выпасть в осадок.
Не ржаветь! Речь в данном разделе пойдет о присадках, защищающих детали двигателя от коррозии. Полагаем, об актуальности этой задачи говорить излишне.
Но сначала небольшое терминологическое уточнение, чтобы все было понятно. Разработчики масел различают антикоррозионные и антиржавейные присадки.
Первые призваны защищать цветные металлы и сплавы, (например, свинцовистую бронзу вкладышей), а вторые — сталь и чугун.
Понятно, что эти присадки различны по составу. Для предотвращения нежелательных процессов, ускоряющих коррозионно-механическое изнашивание, в масло вводят специальные ингибиторы.
Механизмы их действия таковы: они либо нейтрализуют коррозионно-активные вещества, либо образуют на деталях защитную пленку, закрепляясь на поверхности металла за счет физической адсорбции или химического взаимодействия.
В обоих случаях скорости коррозионных процессов, — а следовательно, износа и разрушения поверхностей, — существенно снижаются.
Некоторые антикоррозионные присадки образуют на поверхности детали защитный слой из соединений свинца и меди, который должен быть стойким к воздействию детергентов и дисперсантов.
А вывод простой: если в масле не будет антикоррозионных присадок, подшипники коленчатого вала, изготовленные из цветных сплавов, попросту разрушатся.
Нельзя ли погуще? Для получения всесезонного товарного продукта в масло вводят вязкостные присадки, или загустители.
Внимание! В композицию они не входят, производители товарных масел добавляют их в базу автономно.
Это маслорастворимые органические полимеры, а механизм их действия основан на изменении формы макромолекул в зависимости от температуры.
Загустители способны существенно увеличивать вязкость продукта при положительных температурах и в меньшей мере — при отрицательных.
Чем это хорошо для двигателя, понятно: во-первых, обеспечиваются хорошие пусковые свойства при низких температурах;
во-вторых — гарантируется достаточная несущая способность масляного слоя даже при экстремальных тепловых нагрузках.
Часто приходится читать или слышать, что всесезонное моторное масло, загущенное макрополимерными присадками, способствует экономии топлива.
Почему так? Специалисты дают на этот вопрос исчерпывающий ответ.
Вязкость загущенных масел зависит как от температуры, так и от градиента скорости сдвига, определяемого как функция величины зазора между парами и скорости движения одной смазываемой поверхности относительно другой.
Опуская сложные выкладки, остановимся на образном толковании явления: загущенное масло способно как бы «подстраивать» свою вязкость под скорость относительного перемещения деталей и изменения тепловых зазоров в парах трения.
Именно этим объясняется уменьшение расхода топлива в коротких городских поездках, когда двигатель не прогревается до оптимальной температуры — разумеется, в сравнении с незагущенным сезонным моторным маслом.
Остановить рост сетки В холода масло застывает, теряет текучесть.
Чтобы этого не произошло, в масло вводят присадки, называемые депрессорными. Как и загустители, в композицию они не входят, их добавляют в базу автономно.
Как загустевает масло? Этой «болезни» подвержены не все составляющие, текучести препятствует парафиновая «сетка», которая разрастается в объеме масла по мере снижения температуры.
А депрессорные присадки воздействуют на кристаллы парафина, не давая им вырасти.
Содержание в масле нормальных парафинов ограничивают специальной технологией — депарафинизацией базового масла в процессе производства.
И тут возникает вопрос: а нельзя ли дополнительно уменьшить долю нормальных парафинов в масле — может, и не понадобятся тогда депрессорные присадки?
Нет, делать этого не следует, поскольку парафиновые углеводороды обладают хорошими смазывающими свойствами и успешно противостоят окислению.
Лучше уж ввести депрессорную присадку в количестве десятых долей процента (максимум — одного процента) и сохранить тем самым текучесть масла и нормальную несущую способность масляного клина.

Конструируем! Что движет автомобильной компанией в стремлении обзавестись новым маслом?
Никакого секрета: научно-технический прогресс, экологические требования и, естественно, собственные коммерческие интересы, тесно связанные с первыми двумя факторами.
Вот примеры, красной нитью проходящие через историю мирового автомобилестроения и подстегнувшие прогресс масел: – различные виды форсирования моторов, включая резкое увеличение удельной мощности;
– введение турбонаддува;
– создание каталитического нейтрализатора и системы рециркуляции отработавших газов.
Автомобильная компания оформляет свои требования и направляет их производителю моторных масел.
В документации указывается класс вязкости продукта, уровень эксплуатационных свойств по известным классификациям и ряд иных, зачастую специфических требований.
Процесс начинается с выбора базового масла. Заданный класс вязкости, особенно если речь идет о всесезонном продукте, позволяет сделать первый шаг.
Так, масла классов вязкости SAE 0W-XX или SAE 5W-XX (здесь ХХ — условный летний класс) потребуют синтетической или гидрокрекинговой базы.
Более вязкие при низкой температуре масла могут быть частично синтетическими или же минеральными, если это не противоречит каким-то особым требованиям.
Не забудем также, что полусинтетическая или минеральная база позволит сделать новый продукт относительно недорогим.
Так рождаются бюджетные минеральные масла — например, для массовых российских автомобилей.
После выбора базы конструкторы масел выбирают загущающие присадки или их комбинации.
Эти ингредиенты меньше повышают вязкость базы при низких температурах, чем при высоких.
Поэтому загущенные масла при отрицательных температурах ведут себя как зимние, а в области высоких температур — как летние.
Затем маслу придается гамма требуемых эксплуатационных свойств, которые зависят от присадок, в частности, — их концентрации и эффективности.
Моющие, диспергирующие, противоизносные, антиокислительные, антикоррозионные, противоржавейные, противопенные и другие присадки — все они нам уже известны.
Температура застывания масла регулируется депрессорными присадками, которые сегодня все чаще становятся многофункциональными.
Так, депрессоры класса полиметакрилатов являются загустителями, а в последнее время им придают и диспергирующие свойства.
Получается, образно говоря, «три в одном». Как уже говорилось, важно добиваться дружественности присадок, «взаимной вежливости».
Иными словами, присадки не должны быть антагонистами.
Допускается нейтральное отношение друг к другу, но лучше, если оно будет синергетическим, когда действие композиции эффективнее простого суммирования действий отдельных присадок.
Но вот синергетический пакет готов. Как он будет сочетаться с базой? Это тоже не простой вопрос.
Например, полиальфаолефины, входящие в состав синтетической базы, плохо растворяют некоторые присадки.
И тогда для повышения растворяющей способности в базу вводят сложные эфиры карбоновых кислот, диалкилбензолы и прочие вещества, имеющие полярные молекулы.
Эти масла называют «эстеровыми» (от англ. ester — сложный эфир). Другой путь — создание пакета присадок, растворимых в полиальфаолефинах.
Как уже говорилось, современные моторные масла напрямую зависят от совершенствования двигателей.
На автомобили сейчас устанавливают каталитические нейтрализаторы и сажевые фильтры.
Моторные масла должны быть совместимы с этими системами и агрегатами, поэтому в композициях присадок все более ограничивают содержание фосфора и серы.
Снижают сульфатную зольность масла, которая связана с моющими присадками — детергентами. Понимаете, к чему это мы? Требования к маслам стали противоречивыми!
С одной стороны, надо повышать антиокислительные свойства, а с другой — изгонять из рецептуры фосфор. Улучшать моющие свойства, и тут же — снижать зольность....
Но все задачи, так или иначе, решаются.
Ведущие разработчики присадок создают новые эффективные композиции, в которые вместо одной специальной присадки вводят две или три, заставляя их работать в уже упоминавшемся синергетическом взаимодействии.
Так родилась технология low SAPS, гарантирующая низкую величину сульфатной зольности, фосфора и серы.
И если мы читаем в документации, что такоето масло пригодно для двигателей, снабженных каталитическим конвертором, можно продолжить: значит, антиокислительные присадки в нем содержат минимум фосфора.
После создания масла, что называется, «в первом чтении», конструкторы переходят к моторным испытаниям.
Если все в порядке и требуемые показатели укладываются в допуски, новое масло отправляют на комплексные испытания эксплуатационных свойств по всем оговоренным в задании методикам.
Недешево обходятся разработчикам эти испытания.
Например, подтверждение категориям по API стоит... впрочем, это уже выходит за рамки темы
. Отметим лишь, что экзамены на соответствие спецификациям автомобильных концернов еще дороже.
Но зато, получив допуски и одобрения, можно существенно расширить сбыт. Но вернемся к конструированию.
Люди, искушенные в компьютерных технологиях, вправе задать вопросы:
а имеется ли в распоряжении конструкторов масел достаточный набор количественных характеристик и формализованных данных?
Можно ли создавать масла с помощью компьютера? Да, можно.
Создана обширная база данных, позволяющая вести предварительные расчеты состава масел.
Не за горами появление мощной CAD-system для моторных масел наподобие пакета Autocad, применяемого в машиностроении.
Это наполнит понятие «конструирование масел» новым современным содержанием

 

Увлекательно!
Спасибо, просветился)

 

на здоровье

 

Слово эксперту
Александр Хрулев, канд. техн. наук
На взгляд моториста…
Выбор масла для двигателя — дело не такое простое, как может показаться
на первый взгляд. Особенно, как это ни странно — для двигателей новых
автомобилей. Именно здесь, в казалось бы, совершенно понятном и про-
стом вопросе, заключено немало сложностей и даже серьезных опасностей.
Начнем с того, что рекомендуется использовать в двигателе нового авто-
мобиля. Не секрет, что активная, длительная и весьма успешная борьба
за экологию в автомобилестроении установила приоритет за маловязкими
энергосберегающими маслами. Это масла с классами вязкости, к примеру, 5W-30 или 10W-30, причем не
так давно уже появилось масло 5W-20 и даже 0W-20. Тенденция очевидна — производитель заботится о
нашем с вами здоровье и предлагает использовать как можно менее вязкий продукт, который и трение
снизит, и топливо сэкономит, и даже мощности добавит.
Однако на самом деле все не так хорошо, как это рассказывается в рекламных проспектах и ука-
зывается в инструкциях. Наш знаменитый соотечественник Ломоносов добрых два века назад открыл
простую закономерность — закон сохранения. Он гласит, что если где-то что-то прибыло, значит, что-то и
убыло тоже. С прибылью у масла понятно, а вот что не так с его малой вязкостью, надо бы разобраться.
Если подробно рассмотреть работу различных пар трения в двигателе, то преимущества маловязких
масел будут очевидны только в подшипниках. Однако не подшипники определяют основные механиче-
ские потери в двигателе, и не подшипники подвержены первоочередному износу. Главными «виновника-
ми» износа, как и трения, являются, без сомнения, цилиндропоршневая группа и газораспределительный
механизм. И если для износа цилиндра, поршня и колец влияние вязкости масла не вполне очевидно, то
в деталях ГРМ с их режимом смазки маловязкое масло является прямой причиной ограничения ресурса
двигателя.
С другой стороны, в течение последних десятилетий наблюдается тенденция обновления парка авто-
мобилей — и в мире в целом, и у нас в частности. При этом неплохо бы читать «между строк» — умень-
шение среднего возраста автомобилей означает меньший потребный ресурс (зачем делать автомобиль с
ресурсом 300 тыс. км, если он не будет ходить больше 150?). Заметим также, что любому производителю
всегда выгодно, чтобы его автомобили покупали чаще и больше. И здесь маловязкое масло, дающее
лишь некоторое едва заметное улучшение в экологии, но увеличивающее износ отдельных узлов, как
нельзя лучше ложится в общую концепцию «принудительного» ограничения срока службы автомобиля.
Отдельной проблемой является бренд применяемого в двигателе масла. Можно долго спорить, какое
масло лучше налить, но в конечном счете подобные споры сводятся больше к тому, какая этикетка на
банке краше и больше нравится клиенту, нежели к реальным преимуществам и проверенным практикой
достоинствам. Тем более что все без исключения современные масла имеют одинаковую спецификацию.
В пустых спорах самое важное всегда остается «за кадром» — то, что масло является самым «ходовым»
товаром для манипуляций недобросовестных продавцов и откровенного воровства на огромном количе-
стве СТО, включая даже самые именитые дилерские центры, что наносит двигателю дополнительный
вред, иногда быстрый и непоправимый. Парадокс, но наибольшую опасность представляют здесь самые
«раскрученные» и популярные бренды, в то время как менее известные марки масел дают двигателю
определенную защиту от подобного манипулирования.
Что же получается? Если клиент не собирается долго ездить на автомобиле, то прописанное в
инструкции к автомобилю маловязкое масло наиболее популярного бренда — без сомнения, лучший
выбор. Причем, возможно, не столько для двигателя, сколько для работников сервиса. Для всех осталь-
ных случаев наши практические рекомендации будут весьма ограничены.
Так, по классам вязкости выбор масла весьма невелик:
– 10W-60 — для самых высоконагруженных и высокооборотных двигателей, включая спортивные, но
не для городской эксплуатации;
– 5W-50 — для всех типов двигателей и особенно для тех, кто понимает, как на самом деле должен
работать мотор;
– 5W-40 — для любых моторов, работающих в широком диапазоне оборотов и нагрузок, включая
самые мощные турбодвигатели;
– 0W-40 — для работы на самых высоких оборотах с низким трением, включая зимнюю эксплуатацию
при самых низких температурах.
Ни одного маловязкого масла мы рекомендовать не можем. Как не можем посоветовать покупать
самое популярное и дорогое масло — из тех, что нередко мелькают на экранах телевизоров, убеждая
зрителей в исключительной защите их двигателей. Напротив, при указанной выше вязкости оптималь-
ным для ресурса двигателя будет масло не самое популярное, и только по одной причине — его не под-
делывают и не воруют.
Возможно, кто-то не согласится с нашей оценкой, но практика — не та вещь, которой можно было бы
легко пренебречь.

 

Кто что скажет по видосу?

 

Я так скажу. Масло = глицерин с гликолятами и хлорпарафином, плюс соли металлов. Стоялый же бензин балуют недорогим хлорметиленовым эфиром.
Итог. Отбивается неизбежно метиленом хлористым в осадок полигликолевая сметана, дрожит по горячим стенкам, и зашкваривается аж в маслоканалах.
Масло, пробитое метиловым спиртом, откуда полностью вынули всю гликолевую кислоту, на эликсир молодости и ХТС, это ещё куда более худшие сопли.
Как итог, Вы гонзаете на глицерине с хлорным железом, полиэтиленгликолем, сернокислым никелем и хлорным оловом. Ни одно масло, наркоманившее оно либо нет, не справится со своею задачей, при таком заброженном бомжеватом бензинище. Перемешанным с голимою летучкой, от которой пластик сух.
Невозможно заставить работать даже самое качественное масло при подобном строении топлива. Нужны горячие возгонки. Это значительные потери.

 

Ладно, моторное.. Где гликолевой кислоты более всего, а? В амортизаторном! Вот Вам и Ответ на Вопрос: "Ой, а почему это управляемость какая-то ватная?"

 

Еще видосег

 

Это про мобил или ликви моли?

 

Хз даж...

 

про Мотюль