|
В предыдущих статьях мы рассказали о базовых маслах и классификациях готового продукта по вязкостным и эксплуатационным свойствам. Прежде чем двигаться дальше, попытаемся ответить на вопросы: «С какой целью ведущие производители выпускают столько марок моторных масел? Почему они непрерывно создают новые продукты?»
Как много масел на прилавках...
Моторные масла... Совсем недавно их ассортимент был невелик, а критерии выбора просты: бензиновый мотор или дизельный, изношен или нет - вот, пожалуй, и все.
Ныне прилавки автомагазинов буквально ломятся от изобилия продукции именитых отечественных и зарубежных производителей. И это хорошо, у потребителя есть возможность выбора. Но существует и обратная сторона медали: без специальных знаний сделать этот выбор весьма нелегко.
Действительно, потребителю предлагают масла для бензиновых и дизельных двигателей, а также универсальные (запомним этот термин); масла зимние, летние и всесезонные, классифицированные по АРI, SAE, АСЕА, родному ГОСТу... А еще имеется система, предложенная Ассоциацией Автомобильных Инженеров России (ААИ), - о ней мы неоднократно писали. Словом, у неспециалиста голова может пойти кругом...
Вот почему мы задумали цикл статей о моторных маслах, а в качестве консультантов пригласили специалистов ОАО «ЛУКОЙЛ» - ведущих российских «знатоков» в этой области.
Два подхода - и оба правильные
Как указывают специалисты, «масляную проблему» можно рассматривать с позиций двух прикладных наук: химмотологии и триботехники (трибологии).
Эти сравнительно молодые области знаний имеют много общего, но мы начнем с различий между ними. Так, химмотология занимается нефтехимическим синтезом и технологией горюче-смазочных материалов, базируясь на органической и неорганической химии, в частности, на нефтехимии. Здесь в компетенцию специалистов входят теория и практика горения топлив, изменение свойств (в частности, окисление) масел при эксплуатации и хранении и другие вопросы.
А триботехника (трибология) в основном нацелена на изучение трения, контактных взаимодействий, адгезионного и коррозионно-механических видов износа.
Иными словами, химмотология связана с нефтехимической и нефтеперерабатывающей промышленностью, а триботехника - с машиностроением. Развиваясь параллельно, обе науки обогащают друг друга, обеспечивая успех в борьбе с трением, коррозией и износом и стимулируя развитие технологий производства различных смазочных материалов. Поэтому в дальнейших публикациях мы будем консультироваться как со специалистами по химмотологии, так и с трибологами.
А теперь обратимся к предмету нашей неустанной заботы - двигателям внутреннего сгорания, ради которых и был затеян разговор о моторных маслах.
Николаyс Август Отто и Рудольф Дизель
Эти изобретатели подарили миру двигатели, в которых, с точки зрения их конструкции, много общего: цилиндр, поршень, такт сжатия и прочее. Однако и различий у них немало.
А теперь вспомним прописную истину: для полной реализации заложенного в том или ином двигателе потенциала, необходимо применять масло с оптимальными свойствами. Более того: история нас учит, что совершенствование двигателя возможно лишь одновременно с непрерывной разработкой новых масел. А как иначе обеспечить длительную работу узлов и деталей в условиях высоких механических и термических нагрузок?
Однако рассказ о многообразии масел для всех видов двигателей может перерасти в многотомный труд. Да и нужен ли подобный трактат? Ведь простое увеличение ассортимента имеет свои пределы по техническим и экономическим соображениям. А для потребителя избыточность оборачивается лишней «головной болью», о чем уже говорилось выше. А уж если этот потребитель - крупное хозяйство, одновременно эксплуатирующее «разномастные» автомобили (легковые и грузовые, бензиновые и дизельные), то тем более.
И здесь возникает вопрос: а нельзя ли создать универсальный продукт - масло, одинаково хорошо работающее как в бензиновых, так и в дизельных двигателях? Можно, отвечают ведущие производители масел. И не только отвечают, но и создают, и предлагают их рынку.
Однако прежде, чем познакомиться с последними разработками в этой области, давайте рассмотрим основные отличия масел для двигателей с искровым зажиганием и с воспламенением от сжатия. Без такого сравнения разговор о конструировании моторных масел (бензиновых, дизельных, универсальных) будет беспредметным.
Начнем с топлива, применяемого в бензиновых и дизельных двигателях.
Запахло серой...
Сколько серы должно быть в бензине или солярке? Вопрос не так прост, как кажется. Считается, что в дизельном топливе серы больше, чем в бензине. Так оно всегда и было, поскольку дизельное топливо традиционно вырабатывали из сернистых нефтей (их природные запасы существенно больше, чем малосернистых).
Однако жизнь не стоит на месте: ужесточаются экологические требования, меняются нормативы Правил ЕЭК ООН, а за ними и наших ГОСТов и ТУ (правда, не так быстро, как хотелось бы).
На сегодняшний день в большинстве западных стран разница по содержанию серы в бензинах и дизельных топливах нивелирована; к этому вопросу мы еще вернемся, а пока ознакомимся с российскими реалиями.
Так, ГОСТ 305-82 «Топлива дизельные» допускает содержание в солярке до 0,5% серы. Ее наличие оказывает огромное влияние на разрушение (специалисты говорят «срабатывание») масляных присадок. Все очень просто: сгорая, сера образует оксиды SO2 и SO3. Соединяясь с парами воды, они, в свою очередь, образуют серную и сернистую кислоты, снижающие щелочное число масла и, следовательно, его нейтрализующую способность. Все это влечет повышенный износ цилиндропоршневой группы.
Кроме того, снижается эффективность моющего действия масла - по образному выражению специалистов, «кислоты отнимают у моющих присадок металл». А вот и цифры: при увеличении содержания серы с 0,2% до 0,5% износ двигателя возрастает примерно на 25%. Причина очевидна: быстрое окисление масла и активизация сернистой коррозии и коррозионного износа.
Этим губительным процессам противостоят вводимые в дизельное масло щелочные присадки. Кроме того, в продукте приходится увеличивать содержание моющих и диспергирующих присадок.
Казалось бы, решение найдено, сера побеждена! Не совсем, ибо наличие или отсутствие серы в солярке - это «палка о двух концах». Вернемся к западному дизельному топливу. По нормам EURO-3 в нем допускается не более 350 ppm (миллионных долей) серы. Но, как известно, сера, при всех ее отрицательных качествах, выполняет роль природной смазки топливной аппаратуры. Поэтому в малосернистое топливо вводят специальные противоизносные присадки.
Как связано только что сказанное с конструированием дизельных и универсальных масел? А вот как: их разработчики должны создать продукт, «уживающийся» как с малосернистым, так и с высокосернистым дизельным топливом. А в случае универсального масла - и с бензином.
Сказанное особенно важно для российского рынка. Дело в том, что сегодня Московский НПЗ выпускает дизельное топливо с содержанием серы 0,05% - на порядок меньше, чем указано в ГОСТ 305-82. А сравнительно недавно был принят новый ГОСТ на бензины - там содержание серы тоже ограничено 0,05%. Получается - два вида топлива у нас тоже нивелированы по содержанию серы, и задача создания универсального масла облегчается? Если бы так... Ведь ГОСТ 305-82 никто не отменял так же, как и прежний ГОСТ на бензины с содержанием серы 0,1% (последний все еще действует на территории СНГ). Кто знает, что ждет водителя на заправках в 300-500 км от Москвы?
Вот почему универсальное масло для России должно быть «универсальнее» зарубежных аналогов - уж извините за невольный каламбур...
Особенности конструкции и эксплуатации
В отличие от бензиновых, дизельные двигатели более теплонапряженные, работают на более бедных смесях, а процесс сгорания у них проходит в несколько сот раз быстрее. Из этого вытекают, как минимум, две проблемы, которые учитывают при создании дизельных и универсальных масел.
Во-первых, в дизельных моторах трудно обеспечить полное сгорание смеси. Это приводит к образованию в продуктах сгорания большого количества частиц сажи (вспомним специфический шлейф за «кормой» некоторых грузовиков и автобусов). Однако не вся сажа «вылетает в трубу», часть ее попадает в масло, разносится по «внутренностям» двигателя, оседает на различных деталях и забивает фильтры. Для борьбы с этим в дизельное масло вводят повышенное количество диспергирующих присадок. Они поддерживают частички сажи во взвешенном состоянии, не позволяя им коагулировать. А «усиленный наряд» из моющих присадок снижает риск нагарообразования на деталях цилиндропоршневой группы и газораспределительного механизма.
Во-вторых, в цилиндрах двигателя сжимается чистый воздух - да так, чтобы впрыснутое топливо самовоспламенялось. Высокое давление в камерах сгорания провоцирует прорыв газов в картер, а значит, способствует окислению масла. Вот почему дизельные и универсальные масла требуют повышенного содержания присадок-антиоксидантов.
А теперь посмотрим, как усовершенствование двигателей корректирует требования к моторным маслам. Вот характерный пример: добиваясь более полного сгорания, конструкторы дизелей стремятся поднять верхнее копрессионное кольцо как можно выше, максимально приблизив его к камере сгорания. Тем самым уменьшается мертвый объем над кольцом, где скапливаются несгоревшие капельки топлива.
Понятно, что моторное масло при этом «работает» ближе к камере сгорания, в более «горячих» условиях. Значит, необходимо повышать термооксидную стабильность масла, использовать еще более эффективные антиокислители - это еще один «узелок на память» при создании универсальных продуктов.
Да и дизель дизелю рознь - в моторах легковых автомобилей масло работает в более сложных условиях, чем в двигателях грузовиков. Вот несколько усредненных цифр: объем легковых дизелей 3-5 литров, мощность порядка 100 л.с., диаметр поршня 75-85 мм, объем масляной системы 5-7 литров. У грузовых моторов литраж и мощность в 2-3 раза выше, диаметр поршня 120-130 мм, а объем масляной системы 25-30 литров.
Из сопоставления этих данных видно, что масло в легковых дизелях циркулирует интенсивнее. Больше у них и удельная мощность, отнесенная на единицу периметра цилиндра - отсюда повышенный, в сравнении с грузовиками, прорыв газов. Кроме того, «вотчина» дизельных легковушек - город, а грузовых машин - шоссе. Это тоже сказывается на режиме работы двигателя. Вот почему разработано столько видов дизельных масел - и все нюансы необходимо учесть в маслах универсальных.
И еще одно замечание о дизелях. Для снижения содержания оксидов азота мощные грузовые дизели оборудуют системой рециркуляции отработавших газов. В таких конструкциях очень важна скорость нейтрализации кислот, а значит, и высокий уровень нейтрализующих свойств масла. В противном случае подшипники коленчатого вала будут подвергаться массированной коррозионной атаке.
Интересно, что Европейская классификация моторных масел АСЕА не предусматривает моторных испытаний антикоррозионных свойств масла. А вот американцы для дизельных масел такие «экзамены» проводят, справедливо полагая, что коррозия шатунных и коренных подшипников коленчатого вала - довольно распространенное явление.
Но что это мы - все о дизелях, да о дизелях? А масло для бензиновых двигателей? Что ж, приведем пример и для них. Если масло предназначено для легковых автомобилей, а также для фургонов, пикапов и микроавтобусов на их базе, то нужно помнить следующее. Большинство этих машин эксплуатируется в городах, в режиме «stop and go» («остановился-поехал»).
Что характерно для таких поездок? Они короткие, масло не успевает прогреться до оптимальной температуры, двигатели много времени «молотят» на холостом ходу из-за светофоров и пробок.
В этих условиях чрезвычайно важны высокие диспергирующие свойства масел, которые обеспечиваются беззольными дисперсантами. Эти присадки предотвращают выпадение шлама - низкотемпературных осадков в картере, маслоприемнике и фильтре.
И в заключение этого раздела несколько слов о технологии изготовления и ремонта двигателя - она также напрямую связана с сегодняшней темой.
Известно, что хонингование цилиндров способствует удержанию масляной пленки, обеспечивающей смазку пары «поршень-цилиндр». При этом глубина канавок после хонингования составляет около 3 мкм. Если в них будут скапливаться отложения, а хонинговальные риски будут стираться твердым нагаром при перекладке поршня, возникнет эффект «полировки цилиндра». Масляная пленка будет легко сниматься со стенок цилиндра поршневыми кольцами со всеми вытекающими отсюда неприятными последствиями.
В силу некоторых конструктивных особенностей такой эффект присущ мощным дизельным двигателям, производимым в Европе. Потому европейские спецификации на моторные масла ограничивают степень полировки цилиндра. А борются с этим явлением, увеличивая липкость масел и их деформационную стойкость к сдвигу при высоких температурах.
Универсальные масла
Понятно, что потребители, эксплуатирующие смешанную (дизельную и бензиновую) технику, заинтересованы в универсальных маслах. В их числе военные, строители, руководители автохозяйств, коммерсанты, занимающиеся развозкой товара. Они подтвердят: заманчиво заправлять все машины и спецтехнику из одной цистерны!
Приведенные в предыдущих разделах примеры показывают, что «беды» дизеля и его бензинового собрата во многом совпадают - в частности, во многих случаях им требуются одни и те же дисперсанты и моющие присадки. А упомянутая нивелировка бензина и солярки по содержанию серы (пусть еще и не завершенная) еще больше сближает «детища» Отто и Дизеля.
Естественно, путь к созданию универсальных масел один - улучшение свойств базового масла и введение дополнительных присадок. Забегая вперед, скажем, что новые научные разработки и технологические успехи позволили создать масла с действительно универсальными свойствами - как по диапазону вязкости, так и по возможности применения для различных типов двигателей.
Правда, как справедливо отмечают наши консультанты, универсальность - это всегда компромисс. И чем выше класс масел, тем труднее он достигается.
Но вдумайтесь - чем «тернистее» путь, тем значимее результат. Ниже мы познакомимся с некоторыми марками универсальных моторных масел, созданных российскими учеными и технологами.
Что нового на рынке?
ОАО «ЛУКОЙЛ» в представлении не нуждается. Сегодня на его предприятиях вырабатываются дизельные и универсальные масла - при этом на «дизельную» долю приходится до 75% общего объема.
Однако так будет не всегда - выработка универсальных масел неуклонно растет. Заводы компании производят универсальные моторные масла категории качества по API SF/CC, SG/CD, SJ/CF, SL/CF, CD/CF, CF-4/SG, CG/SJ с различными уровнями вязкости по SAE.
Любопытно, что «ЛУКОЙЛ» имеет свою собственную классификацию универсальных моторных масел - своеобразный стандарт предприятия. Так, выпускаются серии «ЛУКОЙЛ-Стандарт», «ЛУКОЙЛ-Супер», «ЛУКОЙЛ-Люкс», «ЛУКОЙЛ-Синтетик», «ЛУКОЙЛ-Авангард». Рассмотрим кратко каждый из них.
Масла категории качества SF/CC относятся к серии «ЛУКОЙЛ-Стандарт». Эта продукция предназначена, в основном, для карбюраторных бензиновых двигателей, а также нефорсированных дизелей старых моделей отечественных автомобилей. А классы вязкости здесь такие: 10W30, 10W40, 15W30, 15W40, 20W30, 20W40.
К серии «ЛУКОЙЛ-Супер» отнесены следующие универсальные моторные масла:
• SG/CD - для карбюраторных и инжекторных бензиновых двигателей и дизелей отечественных легковых автомобилей;
• CD/SF - для отечественных и зарубежных дизелей с умеренным наддувом, грузовых и легковых автомобилей, а также бензиновых карбюраторных двигателей грузовых и легковых автомобилей и микроавтобусов;
• CF-4/SG - для скоростных четырехтактных дизельных двигателей с турбонаддувом, а также бензиновых карбюраторных и инжекторных двигателей грузовых и легковых автомобилей.
Классы вязкости у масел серии «ЛУКОЙЛ-Супер» таковы: 5W30, 5W40, 10W30, 10W40, 15W40. Кроме того, масло «ЛУКОЙЛ-Супер» CF/SG вырабатывается с уровнем вязкости 20W40.
К универсальным маслам относится и серия «ЛУКОЙЛ-Люкс». Уровни вязкости по SAE здесь такие: 5W40, 10W40, 15W40; а категория качества по API - SJ/CF. Эти масла относятся к продуктам нового поколения, предназначенным для современных и перспективных бензиновых и дизельных двигателей как с наддувом, так и без него.
Все перечисленные масла серий «ЛУКОЙЛ-Стандарт», «ЛУКОЙЛ-Супер» и «ЛУКОЙЛ-Люкс» уровней вязкости 10W30, (10W40) и выше вырабатываются на минеральной основе; продукция уровня вязкости 5W30 (5W40) базируется на полусинтетической основе.
Кроме того, в ассортименте ОАО «ЛУКОЙЛ» имеется полностью синтетическое универсальное моторное масло «ЛУКОЙЛ-Синтетик» SL/CF (SAE 5W40), которое предназначено для бензиновых и дизельных двигателей новых поколений при любых условиях эксплуатации.
И, наконец, упомянем серию «ЛУКОЙЛ-Авангард» (API CG-4/SJ, уровень вязкости по SAE 15W40). Эта продукция предназначена в основном для мощных дизельных двигателей трейлеров, самосвалов, автобусов большого и особо большого класса, а также тяжелой дорожной техники.
В то же время масла этой серии соответствуют требованиям, предъявляемым к маслам для современных бензиновых двигателей легковых и грузовых автомобилей. Основа «ЛУКОЙЛ-Авангард» - минеральная.
Все универсальные моторные масла «Лукойл» вырабатываются с использованием высокоэффективных импортных пакетов присадок. Применение масел ОАО «ЛУКОЙЛ» одобрено ведущими отечественными и зарубежными производителями автомобилей.
И в заключение отметим, что масла серии «ЛУКОЙЛ-Люкс», «ЛУКОЙЛ-Синтетик» и «ЛУКОЙЛ-Авангард» получили лицензии Американского института нефти (API), подтверждающие уровень их качества.
|
