Масла, применяемые для смазывания поршневых двигателей внутреннего сгорания, называют моторными.
В зависимости от назначения моторные масла подразделяют на масла для дизелей, масла для бензиновых двигателей и универсальные моторные масла, которые предназначены для смазывания двигателей обоих типов. Все современные моторные масла состоят из базовых масел и улучшающих их свойства присадок.
По температурным пределам работоспособности моторные масла подразделяют на летние, зимние и всесезонные. В качестве базовых масел используют дистиллятные компоненты различной вязкости, остаточные компоненты, смеси остаточного и дистиллятных компонентов, а также синтетические продукты (поли-альфа-олефины, алкилбензолы, эфиры).
Большинство всесезонных масел получают путем загущения маловязкой основы макрополимерными присадками.
По составу базового масла моторные масла подразделяют на синтетические, минеральные и частично синтетические (смеси минерального и синтетических компонентов).
Моторное масло — это важный элемент конструкции двигателя. Оно может длительно и надежно выполнять свои функции, обеспечивая заданный ресурс двигателя, только при точном соответствии его свойств тем термическим, механическим и химическим воздействиям, которым масло подвергается в смазочной системе двигателя и на поверхностях смазываемых и охлаждаемых деталей. Взаимное соответствие конструкции двигателя, условий его эксплуатации и свойств масла — одно из важнейших условий достижения высокой надежности двигателей.
Назначение и эксплуатационные свойства моторных масел
Моторные масла работают в исключительно тяжелых условиях. Другим смазочным материалам, применяемым в автомобилях — трансмиссионным маслам и пластичным смазкам, — несравненно легче выполнять свои функции, не теряя нужных свойств, так как они работают в среде относительно однородной, с более-менее постоянными температурой, давлением и нагрузками. У моторных же режим «рваный» — одна и та же порция масла длительное время подвергается ежесекундным перепадам тепловых и механических нагрузок, поскольку условия смазки различных узлов двигателя далеко не одинаковы. Кроме того, моторное масло подвергается химическому воздействию — кислорода воздуха, других газов, продуктов неполного сгорания топлива, да и самого топлива, которое неминуемо попадает в масло, хотя и в очень малых количествах. В таких, мягко говоря, некомфортных условиях моторное масло должно в течение длительного времени выполнять возложенные на него функции. А именно:
Моторные масла и присадки
... моторных масел установлено шесть групп: А, Б, В, Г, Д, Е. Масла группы А предназначены для малофорсированных двигателей, содержат незначительное количество присадок: группы Б - для малофорсированных бензиновых, газовых и дизельных двигателей, ...
- обеспечивать чистоту деталей и надежную смазку при минимальном трении и износе;
- обеспечивать длительную бессменную работу в различных климатических зонах и при разных условиях эксплуатации;
- охлаждать детали двигателя;
- уменьшать трение между соприкасающимися деталями, снижая износ и предотвращая задиры трущихся частей;
- уплотнять зазоры, в первую очередь, между деталями цилиндро-поршневой группы, не допуская или сводя к минимуму прорыв газов из камеры сгорания;
- защищать детали от коррозии;
- отводить тепло от трущихся поверхностей;
- выносить продукты износа из зоны трения, тем самым, замедляя обpазование отложений на повеpхности частей двигателя.
для современных масел — экономия расхода топлива и масла.
Эксплуатационные свойства моторных масел.
Показатели эксплуатационной надежности автомобильных двигателей во многом определяются качеством моторных масел.
Вязкостно-температурные свойства.
Антиокислительные и антикоррозионные свойства .
Для повышения устойчивости масел к окислению в них добавляют антиокислительные присадки (ингибиторы окисления).
Наиболее распространены присадки — ВНИИНП — 354, ДФ — 11 и ДФ — 1.
Противокоррозионными свойствами масел
Моюще-диспергирующие свойства.
Противоизносные и противозадирные свойства.
Антифрикционные свойства.
Противопенные свойства.
Система обозначений и методы моторных испытаний
Классификация моторных масел согласно ГОСТ 17479.1-85 подразделяет их на классы по вязкости и группы по назначению и уровням эксплуатационных свойств. Ниже приведено описание отечественной классификации моторных масел с учетом Изменения №3 к ГОСТ 17479.1-85, которым увеличено число классов вязкости и изменены их границы, введены новые группы по назначению и уровням эксплуатационных свойств, а также некоторые наименования.
Например, по всему тексту стандарта масла для карбюраторных двигателей называются более точным термином — маслами для бензиновых двигателей. ГОСТ 17479.1-85 предусмотрено обозначение моторных масел, сообщающее потребителю основную информацию об их свойствах и области применения. Стандартная марка включает следующие знаки: букву М (моторное), цифру или дробь, указывающую класс или классы вязкости (последнее для всесезонных масел), одну или две из первых шести букв алфавита, обозначающих уровень эксплуатационных свойств и область применения данного масла. Универсальные масла обозначают буквой без индекса или двумя разными буквами с разными индексами. Индекс 1 присваивают маслам для бензиновых двигателей, индекс 2 — дизельным маслам.
Классы вязкости моторных масел, установленные ГОСТ 17479.1-85, представлены в таблице 1, а группы по назначению и эксплуатационным свойствам — в таблице 2. Примеры маркировки с пояснением значения ее составных частей облегчат пользование данными таблиц. Так, марка М-6З/10В указывает, что это моторное масло всесезонное, универсальное для среднефорсированных дизелей и бензиновых двигателей (группа В); М-4З/8-В2Г1 — моторное масло всесезонное, универсальное для среднефорсированных дизелей (группа В2) и высокофорсированных бензиновых двигателей (группа Г1); М-14Г2(цс) — моторное масло класса вязкости 14, предназначенное для высокофорсированных дизелей без наддува или с умеренным наддувом. В данном случае после основного обозначения в скобках указана дополнительная характеристика области применения («цс» означает циркуляционное судовое); аналогично М-14Д (цл20) — моторное масло для высокофорсированных дизелей с наддувом, работающих в тяжелых эксплуатационных условиях, (цл20) — применимое в циркуляционных и лубрикаторных смазочных системах и имеющее щелочное число 20 мг КОН/г.
Классификация смазочных моторных масел
... на 5 градусов. Высокотемпературные свойства зимних масел характеризует минимальная кинематическая вязкость при 100°С - показатель, определяющий минимальную вязкость моторного масла при прогретом двигателе. Ряд летних масел: ... от начала алфавита вторая буква, тем выше уровень свойств (т.е. качество масла). Классы дизельных масел подразделяются дополнительно для двухтактных (CD-2, CF-2) ...
Таблица 1. Классы вязкости моторных масел (ГОСТ 17479.1-85)
В прежней нормативной документации дополнительные характеристики условий применения и особенностей свойств масел вводились в стандартные обозначения без скобок (М-8Г2к, М-10ДМ, М-16ДР и т.п.), иное назначение масла обозначала группа Е (раньше так обозначали цилиндровые масла для лубрикаторных смазочных систем крейцкопфных дизелей), употреблялись и нестандартные марки (МТ-16п, М-16ИХП-3).
Поскольку старые марки содержатся в многочисленных инструкциях по эксплуатации техники, нормативной документации на масла, картах смазки и другой документации, не представляется возможным единовременно исключить все ранее принятые обозначения.
В таблице приведены данные о соответствии обозначений марок моторных масел по ГОСТ 17479.1-85 и принятых ранее в нормативных документах.
Таблица 2. Группы моторных масел по назначению и эксплуатационным свойствам.
(ГОСТ 17479.1-85)
Нередко возникает необходимость решения вопросов взаимозаменяемости отечественных и зарубежных моторных масел, например, когда необходимо выбрать отечественное масло для импортной техники или зарубежное масло для экспортируемой отечественной техники. Общепринятой в международном масштабе стала классификация моторных масел по вязкости Американского общества автомобильных инженеров — SAE J300. Уровень эксплуатационных свойств и область применения зарубежные производители моторных масел в большинстве случаев указывают по классификации АРI (Американский институт нефти).
ГОСТ 17479.1-85 в справочных приложениях дает примерное соответствие классов вязкости и групп по назначению и эксплуатационным свойствам, изложенным в ГОСТе, классам вязкости по SAE и классам АРI по условиям и областям применения моторных масел. Следует подчеркнуть, что речь идет не об идентичности, а только об ориентировочном соответствии. Данные в таблице 3 дают возможность, зная стандартную марку отечественного масла, выбрать его зарубежный аналог или, зная характеристики импортного масла по классификациям SAE J300 и АРI, найти его ближайший отечественный аналог. Классы вязкости SAE в большинстве случаев имеют более широкие диапазоны кинематической вязкости при 100 °С, чем классы вязкости по ГОСТ 17479.1-85. По этой причине одному классу SAE могут соответствовать два смежных класса по ГОСТ 17479.1-85. В таком случае предпочтительно указать аналог, имеющий самое близкое фактическое значение вязкости по проспектным данным или нормативной документации на данный продукт.
Классификация АРI подразделяет моторные масла на две категории: «S» (Service) — масла для бензиновых двигателей и «С» (Commerсial) — масла для дизелей. Универсальные масла обозначают классами обеих категорий. Классы в категориях указывают буквы латинского алфавита, стоящие после буквы, обозначающей категорию, например, SF, SH, СС, CD или SF/СС, CG/CD, СF-4/SН для универсальных масел.
Моторные масла, относящиеся к одному и тому же классу АРI, но производимые разными фирмами, могут существенно отличаться по составу базовых масел, типам используемых присадок и, следовательно, иметь специфические свойства, удовлетворять предъявляемые требования близко к предельным значениям или иметь запас качества. При выборе аналога по области применения и уровню эксплуатационных свойств обязательно должны быть приняты во внимание все специальные требования к моторному маслу со стороны изготовителя техники (например, ограничения по сульфатной зольности, отсутствие или, напротив, наличие определенного количества цинка, отсутствие в составе масла растворимых модификаторов трения, содержащих молибден и т.п.).
Согласно классификациям ГОСТ 17479.1-85 и АРI группу (класс) по уровню эксплуатационных свойств устанавливают только по результатам моторных испытаний масел в специальных одноцилиндровых установках и полноразмерных двигателях. Испытания проводят в стендовых условиях по стандартным методам. Чем выше присваиваемый маслу уровень эксплуатационных свойств, тем «строже» проходные оценки результатов испытаний или жестче условия их проведения. Для контроля стабильности качества серийно выпускаемых моторных масел их классификационные испытания проводят согласно требованиям ГОСТ 17479.1-85 не реже одного раза в два года. В соответствии с изменением №3 к ГОСТ 17479.1-85, введенным с 01.01.2000г. классификационные испытания должны проводиться не два раза в год, а при сертификации моторных масел. При этом определяют моющие, диспергирующие, противоизносные, антикоррозионные, антиокислительные свойства масел и их соответствие указанным в марках классам вязкости.
В случаях непринципиальных изменений технологий производства моторных масел обязательно проводят сравнительные квалификационные испытания товарного масла-прототипа и опытного образца, выработанного по измененной технологии.
На отечественном рынке имеется широкий ассортимент моторных масел, имеющих обозначение по классам API.
Однако большинство из них не проходило соответствующих испытаний и не имеет сертификата, выданного API. Классы API в них установлены, как правило, по аналогии с зарубежными маслами, имеющими в своем составе аналогичный пакет присадок, что не является достаточным признаком, подтверждающим эксплуатационные свойства масел.
Класс масла по API может быть подтвержден только сертификатом, выданным API.
Таблица 3. Соответствие классов вязкости и групп моторных масел по ГОСТ 17479.1-85 и классификациям SAE и API
Таблица3 .Продолжение
моторное автомобильное масло двигатель
Уровень эксплуатационных свойств (группу) масел определяют на основании результатов моторных испытаний в одноцилиндровых установках или полноразмерных двигателях. Моющие свойства определяют в первую очередь по загрязненности поршня. При этом учитывают подвижность поршневых колец, толщину и характер отложений в канавках, на юбке и внутри поршня.
Для автомобильных карбюраторных двигателей и дизелей, работающих на переменных режимах, важна склонность масел к образованию низкотемпературных отложений. Этот показатель определяют на установке НАМИ-1 по массе осадка в роторе центрифуги.
Антиокислительные свойства оценивают испытанием на установке ИКМ. Антикоррозионные свойства оценивают при испытании масла в полноразмерном дизеле ЯАЗ-204: за 125 часов потеря массы шатунных вкладышей не должна превышать 0,2 г. И не должно быть видимой коррозии и механических повреждений антифрикционного слоя вкладышей.
Таблица 4 .Методы моторных испытаний масел
|
Груп-па масла |
Оцениваемый показатель |
Метод: установка (стандарт) |
Длитель-ность испыта-ния, ч. |
Оценочный параметр |
|
В1, Г1 |
Моющие свойства |
120 |
Загрязненность поршня |
|
|
Склонность к образованию низкотемпературных отложений |
НАМИ-1 (ГОСТ 20984-75) |
120 |
Масса отложений в роторе центрифуги |
|
|
Антиокислительные свойства |
ИКМ (ГОСТ 20457-75) |
40 36 |
Изменение вязкости масла |
|
|
Б2, В2 |
Моющие свойства |
УИМ-6-НАТИ (ГОСТ 21490-76), ИМ-1, СМД-14 |
120 100 960 |
Загрязненность поршня |
|
Антиокислительные свойства |
ИКМ (ГОСТ 20457-75) |
40 36 |
Изменение вязкости масла |
|
|
Антикоррозионные свойства |
Дизель ЯАЗ-204 (ГОСТ 20302-74) |
125 36 |
Потери массы комплекта шатунных вкладышей |
|
|
Склонность к образованию низкотемпературных отложений |
НАМИ-1 (ГОСТ 20991-75) |
120 |
Масса отложений в роторе центрифуги |
|
|
Г2, Д |
Моющие свойства |
УИМ-6-НАТИ (ГОСТ 21490-76), ИМ-1, ЯМЗ-238НБ |
120 100 960 |
Загрязненность поршня |
|
Антикоррозионные свойства |
Дизель ЯАЗ-204 (ГОСТ 20302-74) |
125 36 |
Потери массы комплекта шатунных вкладышей |
|
|
Склонность к образованию низкотемпературных отложений |
НАМИ-1 (ГОСТ 20991-75) |
120 |
Масса отложений в роторе центрифуги |
|
|
Антиокислительные свойства |
ИКМ (ГОСТ 20457-75) |
40 36 |
Изменение вязкости масла |
Ассортимент моторных масел
Масла групп А и Б2
Масла групп А и Б2 предназначены для дизелей старых моделей, работающих на топливах с небольшим содержанием серы. Спрос на масла этих групп сохраняется в большинстве случаев в силу традиции и невысокой цены. За редкими исключениями масла групп А и Б2 могут быть заменены более эффективными маслами группы В2 того же класса вязкости.
Масло МС-20П (ТУ 38.101265-88)
Масло М-16ПЦ (ГОСТ 6360-83)
Масло М-14Б (ТУ 38.101264-72)
Масло МТЗ-10П (ГОСТ 25770-83)
Масло МТ-16П (ГОСТ 6360-83)
Моторные масла группы В2
Моторные масла группы В2 вырабатывают из малосернистых и сернистых нефтей. Они содержат композиции присадок, придающие этим маслам эксплуатационные свойства, обеспечивающие надежное смазывание безнаддувных автотракторных дизелей старых моделей, а также судовых, тепловозных, стационарных и транспортных дизелей среднего уровня форсирования при работе на дистиллятных дизельных топливах с содержанием серы до 0,5 % (мас. доля).
Моторные масла М8В2, Моторное масло, Моторное масло М14В2 (ГОСТ 12337-84), Моторное масло М20В2Ф (ГОСТ 12337-84), Моторные масла М14В2з, Моторное масло М16В2 (ТУ 38.101235-74), Моторное масло М-16ИХП-З (ГОСТ 25770-83)
Моторные масла группы Г2
Моторное масло Г2 вырабатывают из сернистых и малосернистых нефтей. Все масла этой группы содержат значительно больше более эффективных присадок, чем масла группы В2.
Высокая степень легирования моторных масел группы Г2 позволяет применять их в более жестких условиях, где необходима высокая термическая стабильность, лучшие антиокислительные, моюще-диспергирующие, нейтрализующие и противоизносные свойства. Высокооборотные дизели, смазываемые моторными маслами группы Г2, эксплуатируют на дистиллятных топливах с содержанием серы до 0,5 % (мас. доля), а средне- и малооборотные судовые дизели с большим диаметром цилиндра — до 1,5 % (мас. доля).
Моторные масла М8Г2, Моторные масла М8Г2к, Моторное масло М14Г2к (ТУ 38.401-58-98-94), Моторные масла М8Г2У, Моторные масла М-10Г2ЦС, М-14Г2ЦС, Моторное масло М20Г2 (ГОСТ 12337-84)
Моторные масла группы Д2
Моторные масла группы Д2 вырабатывают на основе базовых компонентов, получаемых из сернистых нефтей, или с применением синтетических компонентов. В составах моторных масел группы Д2 эффективные присадки используют в высоких концентрациях для достижения уровня эксплуатационных свойств, обеспечивающего длительную работоспособность наиболее форсированных двигателей в особо тяжелых эксплуатационных условиях, в частности при применении топлив с повышенным содержанием серы.
Моторные масла М8ДМ, Моторное масло М-14ДМ (ТУ 38.401-58-22-91), Моторное масло М-6З/14ДМ (ТУ 38.401-938-92), Моторное масло МТ-5З/10Д (ТУ 38.401-58-40-92), Моторное масло МТ-4З/8ДС (ТУ 38.401-58-54-92), Моторное масло М-14ДР (ТУ 38.401-1063-97), Моторное масло М-16ДР (ГОСТ 12337-84), Моторные масла М-10ДЦЛ20
Моторные масла групп Г1, В и В1
Масла группы Г1 предназначены для использования в форсированных двигателях легковых автомобилей, которые работают на бензинах с октановым числом по исследовательскому методу выше 90. Эти масла содержат высокоэффективные композиции отечественных присадок или пакеты импортных присадок. Их готовят на основе дистиллятных компонентов, загущенных макрополимерными присадками.
Масла групп В и В1 предназначены для двигателей легковых и грузовых автомобилей, работающих на бензине с октановым числом до 80. Их применяют всесезонно. Они содержат композиции отечественных присадок или пакеты импортных присадок, добавляемых к дистиллятным или компаундированным базовым маслам.
Моторное масло М-5з/10Г1 (ГОСТ 10541-78), Моторное масло М-6з/12Г1 (ГОСТ 10541-78), Моторное масло М-4з/6В1 (ГОСТ 10541-78), Моторное масло М-6з/10В (ГОСТ 10541-78), Моторное масло М8В (ГОСТ 10541-78), Основные способы получения масел
Смазочные, моторные и трансмиссионные масла получают из той части нефти, которая остается после отгонки топливных фракций. Эта часть нефти называется мазутом.
Если нагревать мазут при атмосферном давлении, то многие индивидуальные углеводороды начинают разлагаться при более низкой температуре, чем их температура кипения. При понижении давления понижается температура кипения, что позволяет выделить нужные фракции. Процесс этот называется вакуумной разгонкой. Для его реализации сооружаются специальные установки, позволяющие из мазута получать различные по вязкости масла. Особенно четко удается произвести разгонку в установках с двукратным испарением, применяемым в современных нефтеперерабатывающих комплексах. Эти масла называют дистиллятными маслами. Их получение предусматривает перегонку или испарение с последующей конденсацией отдельных фракций жидкостей или их смесей (в данном случае нефти или отдельных ее фракций).
В результате вакуумной перегонки получают базовые дистиллятные масла, а оставшиеся продукты (полугудрон и гудрон) используют для получения остаточных масел. Характерной особенностью дистиллятных масел являются их хорошие вязкостно-температурные свойства и высокая термоокислительная стабильность. Но в этих маслах мало соединений, обладающих высокой маслянистостью, т. е. прочностью масляной пленки.
Остаточные масла, наоборот, обладают высокой естественной маслянистостью, но плохими низкотемпературными и вязкостно-температурными свойствами. Высокая маслянистость остаточных масел связана с находящимися в них продуктами окислительной полимеризации (нефтяными смолами).
Существуют две схемы переработки мазута — топливная и масляная. При топливной получают только одну фракцию (350-500 С), используемую обычно как базовый продукт для каталитического крекинга или гидрокрекинга. При масляной переработке — три фракции: легкие дистиллятные масла (выкипающие при 300-400 С), средние дистиллятные масла (выкипающие при 400-450 С) и тяжелые дистиллятные масла (выкипающие при 450-500 С).
Для получения товарных марок масла подвергают сложным технологическим операциям. Для удаления нежелательных примесей масло очищают. Из него удаляют продукты окислительной полимеризации, органические кислоты, нестабильные углеводороды, серу и ее соединения. Для улучшения низкотемпературных свойств масла подвергают депарафинизации и деасфальтизации. Очищенные продукты при необходимости смешивают для получения нужного уровня вязкости. Дистиллятные масла используют для приготовления масел, от которых не требуется особо высокой естественной прочности масляной пленки. Остаточные — для масел, высокая маслянистость которых имеет особое значение. Например, для дизельных масел обычно смешивают дистиллятные и остаточные масла в необходимой пропорции.
Масла, используемые в качестве основных моторных масел, называют базовыми маслами. Например, для зимних и летних моторных масел выпускают следующие базовые масла:
- М-6 — дистиллятное;
- М-8 — дистиллятное с добавлением не менее 14 % остаточного компонента;
- М-11 — смесь дистиллятного и не менее 30 % остаточного компонента;
- М-14 — смесь дистиллятного и не менее 40 % остаточного компонента;
- М-16 — смесь дистиллятного и не менее 50 % остаточного масла;
- М-20 — состоит только из остаточных масел.
Для получения всесезонных масел или масел для северных и арктических районов используют в качестве базовых масел глубоко депарафинизированные дистиллятные масла малой вязкости (веретенное АУ, АС-5 и др.).
Заключение
Для того чтобы двигатель отработал расчетный ресурс, необходимо соблюдать несколько простых правил:
При выборе моторного масла руководствоваться перечнем масел, допущенных к применению производителем автомобиля.
Замену масла производить в сроки, установленные производителем. Интервал замены масла необходимо уменьшить при эксплуатации автомобиля в условиях, когда движение осуществляется преимущественно на низших передачах (в городе, по бездорожью), так как двигатель совершает большее количество оборотов на тысячу километров пробега, чем при движении по трассе. Для автомобилей со значительным пробегом замену масла также нужно производить чаще, потому что условия его работы в изношенных двигателях более жесткие (прорыв раскаленных газов в картер из-за увеличенных зазоров между поршнями и цилиндрами и т. д.).
Недопустимо смешивать минеральное масло с синтетическим или полусинтетическим из-за разной растворимости присадок в минеральной и синтетической основах. Результатом смешивания может быть выпадение присадок в нерастворимый осадок. Доливать следует тот же сорт масла, который залит в двигатель. Масла разных производителей содержат различные пакеты присадок, которые могут быть несовместимы.
Если в процессе эксплуатации масло заменялось своевременно и имело соответствующее качество, промывку двигателя проводить не надо. Если неизвестно, какое масло заливал прежний владелец автомобиля, перед заменой необходимо промыть систему смазки специально предназначенным для этого промывочным маслом. В противном случае свежее высококачественное масло может смыть большое количество отложений, что приведет к быстрому засорению фильтра системы смазки.
Добавление в моторное масло различных препаратов автохимии может улучшить одни его свойства и резко ухудшить другие, что неблагоприятно скажется на состоянии двигателя. Это связано с тем, что в качественном масле пакет присадок точно сбалансирован, а добавление в него какого-либо препарата, как правило, нарушает этот баланс.
В непрогретом до рабочей температуры масле щелочные присадки не успевают нейтрализовать кислоты, образующиеся из продуктов неполного сгорания топлива, соответственно происходит усиленный коррозионный износ поршней, их колец и цилиндров. Под нагрузкой (при движении автомобиля) двигатель прогревается быстрее. Поэтому в холодное время его прогрев “на месте” следует производить не более 3 — 5 мин.
Список литературы
[Электронный ресурс]//URL: https://drprom.ru/kursovaya/sertifikatsiya-motornyih-masel/
1. Синельников А.Ф., Балабанов В.И. « Автомобильные масла. Краткий справочник.» — М.:ООО « Книжное издательство « За рулем»,2005.
2. В. М. Школьников, «Топлива, смазочные материалы, технические жидкости. Ассортимент и применение.» — М: «Химия», 1989.
— Технология переработки нефти и газа. В 2-х частях. С.1. Первичная переработка нефти/ Под ред. О.Ф. Глаголевой, В.М. Капустина. — М.: Химия, 2005.
— http://www.avto.ru
— http://www.npo64.ru
