Масло с самой высокой температурой вспышки тест. Моторное масло – какое сколько прослужит? Влияние высоких температур

При сгорании горючей смеси в двигателе внутреннего сгорания (ДВС) выделяется тепло. Критические температуры, при которых возможно повреждение термически нагруженных деталей:

Температура жидкости в системе охлаждения задается в пределах — 80 — 90°C. Она поддерживается конструктивно: термостат, радиатор, включающийся по сигналу температурного датчика вентилятор принудительного охлаждения. Моторное масло при этом нагрето несколько выше — в среднем до 90 — 100°C.

Симптомы сгорания масла

Существует четыре основных симптома закипания смазочного вещества. Среди них:

• изменение показаний термостата. Каждый автомобиль оснащается специальным индикатором на приборной панели, с помощью которого водитель всегда может следить за температурой моторной смазки. При хорошо прогретом двигателе стрелка индикатора должна указывать на среднее значение (небольшие отклонения – не больше одного деления – допустимы в обе стороны). Но как только владелец транспортного средства заметил, что стрелка медленно, но верно ползет в направлении красной границы, значит пришло время бить тревогу – температура автомобильного масла начала повышаться.
• звук кипения. Не во всех, но во многих случаях при появлении подобной проблемы возникает характерный для кипения масла звук. Спутать его ни с чем невозможно.
• дым. Еще один симптом критического повышения – дым, валящий из подкапотного пространства. Обратите внимание, что его появление может сигнализировать не только о кипении масла, но и о закипании охлаждающей жидкости. В последнем случае он будет локализован преимущественно в районе бачка, предназначенного для заливания антифриза или тосола.
• черные выхлопы. Если вы не заметили первые три симптома, или по какой-то причине они не образовались, но температура масла чрезмерно возросла, то выхлопной газ начнет приобретать сине-черный цвет. Его интенсивность возрастет, и не заметить его будет невозможно.

Температурные диапазоны

В обыкновенном моторе с водным охлаждением должна быть температура от восьмидесяти до девяноста градусов. Вязкость может уменьшаться до 10 мм 2 /с. Из-за этого смазочная пленочка делается чересчур тонкой. Она неспособна качественно защитить все моторные запчасти при езде.

Необходимо знать диапазоны температур, в которых возможно применять различные автомасла. Смазки для зимы содержат в маркировке одно число и букву «w». Масла для лета маркируются одним числом. Всесезонные нефтепродукты, которые можно лить в движок в любое время года, промаркированы двумя числами и буквой «w». Разработана особая таблица, в которой есть информация обо всех диапазонах.

Масла предназначаются для ДВС на бензине/дизеле. Также существуют универсальные автомасла. Показатели масла зависят от основной жидкости и присадочных веществ. Масла делятся на полусинтетику, синтетические и минеральные продукты.

Расширение диапазона температур приводит к увеличению качества смазочной жидкости. Существует прямая зависимость вязкости моторных масел от температуры. Чем выше температура, при которой работает двигатель, тем жиже нефтепродукт.

Низкотемпературные условия

Значение имеет не только уличная, но и рабочая температура, которая зависит от пробега машины, нагрузки. В двигателе внутреннего сгорания любого авто обыкновенно предусмотрено 2 режима прокачки смазки:

• граничный (поршневая система смазывается без компрессии);
• гидродинамический (смазывание коленвала проходит с компрессией).

К низкотемпературным показателям масла причисляются такие характеристики:

• проворачиваемость. Указывает на динамическую вязкость, диапазон температур, в котором возможно запустить силовой агрегат;
• прокачиваемость. Показывает скорость, с которой автомасло проходит по смазочному комплексу.

Изменение вязкости от температуры
Необходимо сказать, что температурный диапазон проворачиваемости на пять градусов отличается от диапазона прокачиваемости (в большую сторону).

Высокотемпературные условия

Что произойдет, если работающий двигатель нагрелся до оптимальной температуры, но вязкость масла не уменьшилась до требуемого значения? Ничего страшного. Нужно лишь подождать, пока смазка примет подходящую консистенцию.

Чересчур большая температура в двигателе опаснее, чем слишком маленькая. Высокотемпературные условия могут довести до сгорания нефтепродукта. Когда масло кипит, оно пузырится, дымится. Это происходит при температуре от двухсот пятидесяти до двухсот шестидесяти градусов (диапазон может немного расширяться).

При высокой температуре уменьшается густота масла. Следовательно, оно хуже защищает запчасти. Уменьшение промежутков между разными деталями приводит к тому, что силовой агрегат функционирует не на полную мощность. Если температура автомасла увеличилась до ста двадцати пяти, оно станет прогорать вместе с горючим, когда пройдет по всем поршням. Содержание смазки в топливе будет небольшим, ее расход увеличится, понадобится постоянно лить новую.

Что делать, если закипело масло?

Если вы стоите в пробке или на парковочном месте и заметили горение масла, сразу же заглушите мотор. Паниковать не нужно, главное – остановить работу двигателя.

При появлении дыма из подкапотного пространства во время езды останавливать машину нужно следующим образом:

1. Минимизируйте нагрузку на силовую установку – для этого уберите ногу с педали газа, чтобы понизить обороты.
2. Включите автомобильную печь на максимальный обдув – это позволит вывести из рабочей зоны часть перегретого воздуха и снизить его концентрацию в движке.
3. Если позволяют дорожные условия, прокатитесь накатом до полной остановки автомобиля. Встречный поток ветра охладит моторный отсек.
4. Как только машина остановится, выждите еще 5 минут и только после этого глушите двс.

Помните! Во время повышения температурного параметра внутри двигательной системы нельзя допускать резкого торможения транспортного средства.

Система смазки двигателя

Смазка трущихся частей ДВС осуществляется непрерывно во время его работы. Простейшая система состоит из масляного насоса, обеспечивающего циркуляцию, фильтра и каналов в головке и блоке цилиндров, коленчатом вале и т.д., по которым лубрикант подается в места контакта. Как правило, система смазки имеет несколько датчиков, контролирующих важнейшие параметры системы:

• Датчик уровня — оповещает водителя о том что снизился уровень, и требуется пополнение или замена;
• Датчик температуры — в основном встречается на спортивных автомобилях, двигатели которых постоянно испытывают колоссальные нагрузки;
• Датчик давления — предупреждает о падении давления в системе смазки. Причиной могут быть засорившийся или неисправный фильтр или засорение масляной магистрали.

Причины образования проблемы

Разберем причины, из-за которых температура моторного масла начинает повышаться:

• Основная причина повышения рабочей температуры защитной смазки – это ее низкое качество. Если вы стремитесь сэкономить на техническом обслуживании своего средства передвижения, сразу готовьтесь к появлению неприятных сюрпризов в его работе. Низкокачественное моторное масло не справляется с постоянными скачками температур внутри силовой установки: оно быстро теряет эксплуатационные свойства, превращаясь в водянистую жидкость, которая мало того, что начинает стремительно стекать с механизмов, оставляя их без защиты, так еще и начинает гореть и испаряться.

Аналогичная ситуация возникает и с высококачественным смазочным материалом после его устаревания.

Если владелец автомобиля пренебрег заменой масла, то нефтепродукт также может спровоцировать повышение температуры внутри двигательной системы.

• Неисправности в охладительной системе также могут стать причиной резкого роста температуры масла. Например, спровоцировать это может обрыв или ослабление ремня привода вентилятора или насоса системы охлаждения, неисправность гидромуфты привода вентилятора, загрязненность радиатора и прочие несовершенства конструкции.

Это две основные причины, которые могут вызвать кипение масла внутри силовой установки.

…то в холод

Теперь рассмотрим другую крайность — недогрев мотора, то есть его работу при температуре ниже 90 градусов. С самим маслом — не важно, на какой основе оно изготовлено — при пониженной температуре ничего плохого происходить не будет. Ведь разработчик двигателя и производитель масла изначально предполагают, что есть режимы холодного пуска и прогрева ДВС, которые занимают достаточно длительное время. Однако чем ниже температура масла по отношению к номинальным 90- 95 градусам, тем больше потери на внутреннее трение между его слоями и тем выше расход топлива. Мало того, процесс смесеобразования и горения топлива в камере сгорания не оптимален, а значит, в масло с картерными газами будет попадать окислитель — несгоревшая солярка. Насколько сократится срок службы масла, можно сказать, только проведя его исследование в лаборатории, так как на скорость окисления пакета присадок влияет количество содержащейся в топливе серы. Если перевозчик заправляет машину дизельным топливом экологического класса Евро-4, то критической температурой, ниже которой будет наблюдаться ускоренное окисление масла, я считаю 75 градусов Цельсия.

Моторные масла: То в жар, то в холод

Чем опасна высокая температура?

Если температура масляного материала становится выше 105 градусов Цельсия, то его вязкость быстро снижается, и детали из-за нарушенного защитного слоя начинают соприкасаться друг с другом. Как только это произойдет, сила трения внутри силовой конструкции возрастет, что послужит причиной сокращения теплового зазора между элементами. Повышение температуры моторного масла активирует его окисление и быстрое устаревание.

От циркуляции в моторе испорченной смазки на всех узлах конструкции остаются частички шлама, лаки и нагар. Из-за возгорания масла количество вредных отложений существенного возрастает.

Нагар образуется на поверхностях деталей в результате окисления углерода и представляет собой скопление твердых веществ. Среди них – свинец, железо и прочие металлические частицы. В больших количествах нагар провоцирует троение двигателя, калильное зажигание, а может и вовсе стать причиной детонационного взрыва.

В результате окислительных реакций в силовой установке образуются масляные пленки – лаки, которые под воздействием высоких температур запекаются на движущихся элементах системы.

В состав лаков входят зола, кислород, водород и углерод. Основную опасность они представляют поршням, поршневым кольцам и канавкам, а также цилиндрам двс.

Как только температура моторного масла превысит отметку в 125 градусов, оно полностью утратит былую вязкость и начнет вытекать сквозь неплотности конструкции. Таким образом, двигательная система начнет испытывать масляное голодание.

Самым опасным последствием перегрева моторной смазки может стать пожар – после него восстановить автомобиль будет уже невозможно.

Важные особенности о температурах

Рассмотрев основные температурные характеристики большинства моторных масел, можно сделать вывод о том, что температура играет не последнюю роль в вязкости смазочного продукта.

Низкокачественные масла, которые имеют низкий порог закипания и застывания, автоматически снижают собственную вязкость при рабочих режимах уже на первых 3 — 5 тысячах километров. Конечно, выбирать такое масло не стоит, так как оно гарантированно приведет к поломкам в автомобиле. Агрегатное состояние низкокачественных масел так же будет меняться от смены температур.

Например, уже при минус пятнадцати, смазка начнет густеть и будет напоминать парафин. Соответственно прокачаться такое масло просто не сможет, но плохо не это. Главное, что уже при минус 10, некачественные масла закупоривают тонкие детали двигателя, и вымыть их от туда могут только специальные средства пролонгированного действия.

Такая же практически картина рисуется при высоких температурах. Только некачественные масла в этом случае не замерзают, а начинают гореть и кипеть, как вода, так как вязкостная структура их полностью нарушается.

И напоследок

Как уже стало понятно из вышесказанного, повышение рабочей температуры смазочного состава – опасный недуг, с которым может столкнуться каждый автолюбитель. Обезопасить себя и свое средство передвижения можно при помощи своевременно проводимых технических обслуживаний. При этом экономия на смазочном ГСМ не уместна: низкая температура вспышки масла моторного может выйти боком. Используемая для автомобильных моторов смазка должна полностью соответствовать требования автопроизводителя.

Часто можно услышать про такое понятие, как температура кипения моторного масла. На что влияет этот параметр и как он связан с похожими определениями, наподобие температуры горения или вспышки – рассмотрим ниже.

Разница между терминами свойств, классификации и характеристик моторных масел.

Любопытно, что по запросу «характеристики моторных масел» Яндекс вываливает кучу статей, где после традиционного сео-обыгрывания ключевой фразы в половине случаев текст уходит в сторону классификации масел по API, ACEA, SAE и всяким другим стандартам оценки качества и применяемости. Тем, кому это и нужно могу посоветовать почитать статью о классификации моторных масел.
Другая половина начинает рассказывать о свойствах, присущих маслам, что тоже близко, но имеет немного другой смысл. Вот статья о свойствах моторных масел. В моём понимании характеристики — это количественное выражение свойств масла. Так сказать, свойства, выраженные «в попугаях», т.е. физических величинах или коэффициентах, имеющих числовое выражение. Например, вязкость — это свойство масла. А величина кинематической вязкости при 100С (равная, скажем, 14) — это уже характеристика. В общем доступе мы можем увидеть несколько характеристик моторных масел, как правило, они указываются в так называемых TDS (Technical Data Sheet — лист технических данных). Вот эти характеристики:

• кинематическая вязкость
• динамическая вязкость
• индекс вязкости
• сульфатная зольность
• щелочное число
• температура застывания
• температура вспышки
• плотность

Температура вспышки моторного масла

Начнём рассматривать этот вопрос с минимальной температуры для трёх перечисленных в первом абзаце понятий и будем раскрывать их по возрастающей. Так как в случае с моторными маслами логически понять, какой же из пределов наступает первым, вряд ли получится.

При достижении температуры приблизительно в 210-240 градусов (в зависимости от качества базы и пакета присадок) отмечается точка вспышки моторного масла. Причём под словом «вспышка» подразумевается краткосрочное появление пламени без последующего горения.

Определяется температура воспламенения методом прогревания в открытом тигле. Для этого масло наливается в мерную металлическую чашу и разогревается без использования открытого пламени (например, на электрической плите). При достижении температуры, близкой к предполагаемой точке вспышки, при каждом поднятии на 1 градус над поверхностью тигля с маслом проводится источник открытого пламени (как правило, газовая горелка). Если испарения масла не вспыхивают, тигель прогревается на ещё 1 градус. И так до тех пор, пока не образуется первая вспышка.

Температура горения отмечается при такой отметке на термометре, когда пары масла не просто разово вспыхивают, а продолжают гореть. То есть горючие пары при нагревании масла выделяются с такой интенсивностью, что пламя на поверхности тигля не гаснет. В среднем подобное явление наблюдается через 10-20 градусов после достижения точки вспышки.

Для описания рабочих свойств моторного масла обычно отмечается только температура вспышки. Так как в реальных условиях температура горения практически никогда не достигается. Как минимум в том смысле, когда речь идёт об открытом, масштабном пламени.

Температура воспламенения

Моторное масло, вне зависимости от основы (минеральная или синтетическая), относится к горючим материалам. При нагревании до критической величины, смазка воспламеняется. Для каждой марки существует температура вспышки.

При тестировании жидкостей, применяются две специальные методики:

Второй тест не является абсолютно правильным. В реальных условиях температура воспламенения масла ниже, и составляет 150°С — 190°С. Это связано с тем, что свободное масло в подкапотном пространстве образует дополнительные пары механическим путем.

Однако этот показатель говорит скорее о пожарной безопасности (точнее, небезопасности). К техническим характеристикам смазочных материалов, эта величина не имеет отношения. При утечке моторного масла, труба глушителя (температура от 250°С до 750°С) может стать источником возгорания.

Важно! Температура вспышки напрямую зависит от количества паров, выделяемых при определенных условиях. Фактически, это прямая зависимость от температуры кипения.

В свою очередь, степень испаряемости моторного масла зависит от наличия летучих фракций. Влияние на этот показатель оказывает как химический состав основы, так и количество присадок, основанных на воспламеняющихся компонентах.

Температура кипения моторного масла

Закипает масло при температуре примерно 270-300 градусов. Закипает в традиционном понятии, то есть с выделением пузырьков газа. Опять же, подобное явление крайне редко встречается в масштабе всего объёма смазочного материала. В поддоне масло никогда не достигнет этой температуры, так как двигатель откажет ещё задолго до достижения даже 200 градусов.

Кипят обычно небольшие скопления масла в наиболее горячих участках мотора и при явных сбоях в работе ДВС. Например, в головке блока цилиндров в полостях, близких к выпускным клапанам при нарушении в работе газораспределительного механизма.

Это явление крайне негативно сказывается на рабочих свойствах смазки. Параллельно образуются шламовые, сажевые или маслянистые отложения. Которые в свою очередь загрязняют мотор и могут стать причиной закупорки заборника масла или каналов смазки.

На молекулярном уровне в масле уже при достижении температуры вспышки происходят активные преобразования.

Во-первых, из масла выпариваются лёгкие фракции. Это не только элементы базы, но и присадочные компоненты. Что само собой меняет свойства смазочного материала. И всегда не в лучшую сторону. Во-вторых, значительно ускоряется процесс окисления. А окислы в моторном масле – это бесполезный и даже вредный балласт. В-третьих, ускоряется процесс выгорания смазочного материала в цилиндрах двигателя, так как масло сильно разжижается и проникает в камеры сгорания в большем количестве.

Всё это сказывается в конечном итоге на ресурсе мотора. Поэтому, чтобы не доводить масло до кипения и не ремонтировать двигатель, необходимо внимательно следить за температурой. При отказе системы охлаждения или явных признаках перегрева масла (обильное образование шлама под клапанной крышкой и в поддоне, ускоренный расход смазки на угар, запах палёных нефтепродуктов при работе мотора) желательно провести диагностику и устранить причину образовавшейся проблемы.

Кипение — это явление, которое характерно для любых жидкостей. Проявляется оно тем, что по всему раствору образуются пузырьки пара. Стоит отметить, что кипение наблюдается лишь при определенной температуре и зависит от вида вещества. Данный показатель является важной характеристикой. Он может применяться для разделения жидких соединений, а также для определения их чистоты.

Данный показатель в различных веществах отличается. Так, температура кипения моторного масла достигает 300-490°С, а для воды она составляет 100°С. Эта зависит от нескольких параметров, в том числе от условий закипания и состава вещества, которое нагревают.

Надо сказать, что температура кипения имеет определенные особенности. Так, на поверхности жидкости создается давление пара, которое образуется довольно медленно при наличии свободной поверхности. Если же речь идет о середине среды, то ее можно нагреть значительно больше, чем при кипении. Этим объясняется явление «перегрева», при котором жидкость не кипит, но характеризуется показателями.

Следует отметить, что температура кипения определяется с помощью специального термометра, который надо погружать в пары вещества, а не в жидкость. При этом ртутный столбик не всегда удается погрузить полностью, поэтому нужно учитывать поправку термометра. Для разных жидкостей эта величина разная. В среднем считают, что изменение атмосферного давления примерно на 26 мм приводит к тому, что температура кипения меняется на один градус.

Каким образом данный показатель помогает определять чистоту смесей и растворов? Однородная жидкость характеризуется постоянной температурой кипения. Ее изменение — верный признак наличия посторонних примесей, которые можно выделить в процессе перегонки, а также с помощью специальных приборов — дефлегматоров.

Стоит отметить, что в некоторых случаях специально используются сочетания различных веществ. Это придает жидкости специфические особенности. Так, например, чистый этиленгликоль закипает при 197°С, а температура кипения тосола несколько меньше — около 110°С.

Переход жидкости в пар происходит именно тогда, когда достигается соответствующая температура кипения. При этом над поверхностью жидкости имеет одинаковое числовое значение с внешним давлением, что и ведет к образованию по всему объему пузырьков.

Надо сказать, что кипение проходит при одинаковой температуре, но при уменьшении или увеличении внешнего давления можно наблюдать ее соответствующие изменения.

Этим можно объяснить явление, когда еда в горах готовится дольше, поскольку при давлении около 60кПа уже при 85°С. По этой же причине блюда в скороварке готовятся намного быстрее из-за того, что в ней давление повышается, а это ведет к сопутствующему увеличению температуры кипящей жидкости.

Следует отметить, что кипячение является наиболее распространенным способом физической дезинфекции. Без данного процесса невозможно приготовить любое блюдо. Он также оказывается важным для с целью получения более чистых исходных веществ.

Двигатели автомобилей должны выдерживать высокие механические тепловые нагрузки, поэтому к качеству смазочного вещества предъявляются высокие требования. Моторные масла имеют характеристики и множество показателей.

Базовые масла

Моторное масло состоит из основы (базового масла) и присадок. Свойства масла определяются прежде всего химическим составом основы, присадки же предназначены для корректировки и улучшения этих характеристик. С помощью присадок можно значительно повысить эксплуатационные свойства моторных масел, даже изготовленных из не самых лучших базовых масел. Но при длительной эксплуатации и особенно при высоких нагрузках присадки разрушаются, и конечное качество моторного масла, проработавшего в двигателе более половины положенного срока, определяется качеством базового масла. Основы масла бывают минеральные (т.е. полученные путём очистки соответствующей фракции нефти) и синтетические (т.е. полученым путём каталитического синтеза из газов). Комбинация минеральных и синтетических основ, при условии не менее 25 % синтетического базового масла, называется полусинтетической базой.

Молекулы минерального и синтетического масла

Масла — это углеводороды с определенным количеством атомов углерода. Эти атомы могут быть соединены как в длинные и прямые цепи, так и разветвленные, как крона какого-нибудь дерева. Чем более «прямыми» будут цепи, тем лучше будут свойства масла. Так, например, «ветвистым» молекулам легче свернуться в шарик, поскольку они более компактные — именно так происходит замерзание. То есть они будут замерзать при более высокой температуре, чем их «коллеги», состоящие из прямых цепей. Итак, нам нужно получить масло, состоящее из красивых одинаковых прямых углеводородных цепей. Никаких вредных примесей, ненасыщенных связей или колец. Получаемое из нефти масло идет к «идеалу», отсеивая все ненужное более или менее изощренными способами. Если менее — это обычная «минералка», более — гидрокрекинговое масло. В процессе каталитического гидрокрекинга происходит «выпрямление» цепей — изомеризация, но строя отборных молекул таким способом не получить. Ну а синтетическое масло? Его получают из легких газов, «наращивая» длину цепи до нужного числа атомов углерода. Условия этой реакции намного лучше контролируются, поэтому можно получить практически линейные цепи заданной длины.

Условные эксплуатационные характеристики (по возрастанию качества), в % (минеральное базовое масло принято за 100 %)

• Минеральное, обычного качества- 100 %
• Гидрокрекинговое, улучшенное минеральное- 200 %
• Синтетическое, полиальфаолефиновое- 300 %
• Синтетическое, эстеровое- 500 %

По классификации Американского института нефти (API) базовые масла подразделяются на пять категорий:

• Группа I – базовые масла, которые получены методом селективной очистки и депарафинизации растворителями (обычные минеральные)
• Группа II- высокорафинированные базовые масла, с низким содержанием ароматических соединений и парафинов, с повышенной окислительной стабильностью (масла, прошедшие гидрообработку- улучшенные минеральные)
• Группа III- базовые масла с высоким индексом вязкости, полученные методом каталитического гидрокрекинга (НС-технология). В ходе специальной обработки улучшают молекулярную структуру масла, приближая по своим свойствам базовые масла группы III к синтетическим базовым маслам IV группы. Не случайно масла этой группы относят к полусинтетическим (а некоторые компании даже к синтетическим базовым маслам).
• Группа IV– синтетические базовые масла на основе полиальфаолефинов (ПАО). Полиальфаолефины, получаемые в результате химического процесса, имеют характеристики единообразной композиции, очень высокую окислительную стабильность, высокий индекс вязкости и не имеют молекул парафинов в своем составе.
• Группа V – другие базовые масла, не вошедшие в предыдущие группы. В эту группу входят другие синтетические базовые масла и базовые масла на растительной основе.

Химический состав минеральных основ зависит от качества нефти, пределов выкипания отбираемых масляных фракций, а также методов и степени их очистки. Минеральная основа – самая дешевая. Это продукт прямой перегонки нефти, состоящий из молекул разной длины и разного строения. Из-за этой неоднородности – нестабильность вязкостно – температурных свойств, высокая испаряемость, низкая стойкость к окислению. Минеральная основа – самая распространенная в мире моторных масел.

Совершенствование минеральных базовых масел проводится по двум основным направлениям. Первое, при котором масло очищается только до такой степени, чтобы в нем осталось оптимальное содержание смол, кислот, соединений серы, азота и, дополнительно, вводятся присадки для улучшения некоторых функциональных свойств. Такой метод не позволяет получить масла достаточно высокого уровня качества. Второе направление, при котором базовое масло полностью очищается от всех примесей и проводится молекулярная модификация методом гидрокрекинга. В результате получается масло, обладающее ценными свойствами для тяжелых режимов работы (высокая стойкость к деформациям сдвига при высоких скоростях, нагрузках и температурах, высокий индекс вязкости и стабильность параметров).

К какому классу относить такие масла? По цене «гидрокрекинг» ближе к «минералке», а по качеству, как уверяет продавец, ничуть не хуже «синтетики». Но мы же понимаем, что если бы дело обстояло именно так, такое дорогое удовольствие, как синтетическое масло, вымерло бы как класс… Гидрокрекинговое масло ближе к минеральному не только по цене, но и по способу получения, потому что оно тоже производится из нефти. Чем же оно тогда лучше? Как следует из названия, оно проходит более глубокую обработку при помощи гидрокрекинга. А на первых этапах его производство ничем не отличается от производства минерального масла. Из обычного минерального масла разнообразными физико-химическими методами удаляются нежелательные примеси, вроде соединений серы или азота, асфальтеновые (битумные) вещества и ароматические полициклические соединения, которые усиливают коксование и зависимость вязкости от температуры. Депарафинизацией удаляются парафины, повышающие температуру застывания масел. Однако понятно, что удалить все ненужные примеси таким методом невозможно — грубо говоря, это и служит причиной худших свойств «минералки». Обработка масла может продолжиться и дальше. Ведь остались еще ненасыщенные углеводороды, которые ускоряют старение масла из-за окисления, да и примеси тоже остались. Гидроочистка (воздействие водородом при высокой температуре и давлении) превращает непредельные и ароматические углеводороды в предельные, что увеличивает стойкость масла к окислению. Таким образом, масло, прошедшее гидроочистку, обладает дополнительным преимуществом. А что же гидрокрекинг? Это еще более глубокий вид обработки, когда одновременно протекает сразу несколько реакций. Каких? Удаляются все те же ненавистные серные и азотистые соединения, Длинные цепочки разрываются (крекинг) на более короткие с однородной структурой, места разрывов в новых укороченных молекулах насыщаются водородом (гидрирование). Отсюда и название – «гидрокрекинг». Таким образом, при гидрокрекинге налицо все признаки синтеза – создания из исходного сырья нового соединения, с новой структурой и свойствами. Поэтому гидрокрекинг часто называют НС- синтезом. Но не все так просто. Некоторые компоненты нефти, которые обычно считаются вредными, местами могут быть весьма ценными. Например, смолы, жирные и нафтеновые кислоты улучшают липкость и стойкость адсорбционной пленки масла и тем самым улучшают смазывающую способность масла. Некоторые соединения серы и азота обладают антиокислительными свойствами. Таким образом, при глубокой очистке масла некоторые его смазывающие, антиокислительные и антикоррозионные свойства могут ухудшиться. Эта неприятность исправляется специальными присадками, которые добавляют уже на маслосмесительных заводах.

Итак, гидрокрекинговые масла — это продукты перегонки и глубокой очистки нефти. Гидрокрекинг отбрасывает все «ненужное», ну а если захватывается что-то «полезное», необходимые свойства придаются с помощью присадок. Но четко отфильтровать ненужные примеси сложно — поэтому имеет место большее нагарообразование и «содействие» коррозии у гидрокрекинговых масел по сравнению «синтетикой». Гидрокрекинговое масло получается близким по качеству к «синтетике», но быстрее стареет, теряет свои свойства. Зато они обладают высоким индексом вязкости, противоокислительной стойкостью и стойкостью к деформациям сдвига, а от износа могут защищать даже лучше, чем синтетические. С другой стороны, «синтетика» более однородна в смысле линейности углеводородных цепей, что дает преимущества, например, в температуре замерзания. Есть еще один нюанс. Гидрокрекинг — процесс каталитический, как, впрочем, и синтез. Но если первый идет, например, на никеле, то второй — на углероде. Понятно, что углерод в этом смысле лучше, так масло будет избавлено от нежелательных примесей соединений катализаторов.

Самое интересное, что подавляющее большинство моторных масел, позиционируемых как полусинтетические, и даже полностью синтетические, являются ни чем иным, как гидрокрекинговыми маслами. Это общая тенденция крупнейших производителей масел. Программа BP (кроме Visco 7000), Shell (кроме 0W-40), частично Castrol, Mobil, Esso, Chevron, Fuchs построена на гидрокрекинге. Все масла южно-корейской фирмы ZIC- это только гидрокрекинг.

Полусинтетика – это смесь минеральных и синтетических базовых масел, и может содержать в своем составе от 20 до 40 процентов «синтетики». Специальных требований к производителям полусинтетических смазочных материалов в отношении того, какое количество синтетического базового масла (синтетического компонента) должно быть в готовом моторном масле – нет. Также нет никаких предписаний, какой синтетический компонент (базовое масло группы III или группы IV) использовать при изготовлении полусинтетического смазочного материала. По своим характеристикам эти масла занимают промежуточное положение между минеральными и синтетическими маслами, т.е. их свойства лучше обычных минеральных масел, но хуже синтетических. По цене же эти масла значительно дешевле синтетических.

Синтетические масла обладают исключительно удачными вязкостно-температурными характеристиками. Это, во-первых, гораздо более низкая, чем у минеральных, температура застывания (-50°С, -60°C) и очень высокий индекс вязкости, что существенно облегчает запуск двигателя в морозную погоду. Во-вторых, они имеют более высокую вязкость при рабочих температурах свыше 100°C – благодаря этому масляная пленка, разделяющая поверхности трения, не разрушается в экстремальных тепловых режимах. К прочим достоинствам синтетических масел можно отнести повышенную стойкость к деформациям сдвига (благодаря однородности структруры), высокую термоокислительную стабильность, то есть малую склонность к образованию нагаров и лаков (лаками называют откладывающиеся на горячих поверхностях прозрачные, очень прочные, практически ничем не растворимые пленки, состоящие из продуктов окисления), а также небольшие по сравнению с минеральными маслами испаряемость и расход на угар. Немаловажно и то, что синтетика требует введения минимального количества загущающих присадок, а особо высококлассные ее сорта не требуют таких присадок вообще, следовательно, эти масла очень стойкие – ведь разрушаются в первую очередь именно присадки. Все эти свойства синтетических масел способствуют снижению общих механических потерь в двигателе и уменьшению износа деталей. Кроме того, их ресурс превышает ресурс минеральных в 5 и более раз. Основным фактором, ограничивающим применение синтетических масел, является их высокая стоимость. Они в 3-5 раз дороже минеральных.

В роли синтетической базы выступают обычно полиальфаолефины (ПАО) или эстеры, либо их смесь. ПАО – это углеводороды с длиной цепочки порядка 10…12 атомов. Получают ее путем полимеризации (проще говоря – соединения) коротких углеводородных цепочек – мономеров из 3…5 атомов. Сырьем для этого обычно служат нефтяные газы – бутилен и этилен. Эстеры представляют собой сложные эфиры – продукты нейтрализации карбоновых кислот спиртами. Сырье для производства – растительные масла, например рапсовое, или, даже, кокосовое. Эстеры обладают рядом преимуществ перед всеми другими известными основами. Во-первых, молекулы эстеров полярны, то есть электрический заряд распределен в них так, что молекула сама «прилипает» к металлу. Во вторых, вязкость эстеров можно задавать еще на этапе производства основы: чем более тяжелые спирты используются, тем большей получается вязкость. Можно обойтись без всяких загущающих присадок, которые «выгорают» в ходе работы в двигателе, приводят к «старению» масла. Современная технология позволяет создавать полностью биологически разлагаемые масла на основе эстеров, т. к. эстеры являются экологически чистыми продуктами и легко утилизируются. Однако все эти плюсы могут показаться слишком дорогим удовольствием. Эстеровая база стоит в 5…10 раз дороже минеральной! Поэтому их содержание в моторных маслах обычно ограничено 3-5%, и применяются они лишь в самых совершенных продуктах, обычно составляющих вершину товарного ряда компаний-лидеров.

Диапазон рабочих температур

Вязкость моторных масел

Смазывающее вещество используют, чтобы не допустить сухого трения внутренних деталей двигателя. Моторная жидкость должна обеспечивать разделение поверхностей трения, эффективно прокачиваясь по масляным каналам. Температура (в дальнейшем темп.) вспышки моторного смазывающего — это параметр, характеризующий его испаряемость.

Характеристики моторного масла — вязкость и зависимость от темп. в широком диапазоне. Создавая двигатель автомобиля производители, прежде всего, должны рассчитать вязкость моторного нефтепродукта, которая может изменяться с изменением температур.

Темп. вспышки определяется нагреванием рабочей жидкости в открытом или закрытом тигле, приборе, куда его заливают и подогревают. Чтобы зафиксировать темп. состояние рабочей жидкости следует провести над тиглем зажженным фитильком.

Рабочая темп. моторных масел не должна повышаться больше чем на 2 градуса в течение 1 минуты. Смазывающее вещество должно не только вспыхивать, но и гореть. Низкая темп. моторных масел увеличивает вязкость жидкости, и наоборот.

Вязкость моторных масел, которая указана в руководстве по эксплуатации, должна быть оптимальной. Температура вспышки моторных масел характеризует присутствие в нем легкокипящих фракций. Она связана с таким показателем, как испаряемость нефтепродукта во время эксплуатации. Хорошие рабочие вещества имеют темп. показатели вспышки более 225°C.

Фракции, обладающие слабой вязкой, которые есть в наличии только у некачественных масел, выгорают и испаряются очень быстро. В результате этого смазочный продукт также быстро расходуется. К тому же, его температурные свойства ухудшаются.

35°С — 180°С — таковы пределы рабочих температур масел. Температурное состояние рабочей жидкости зависит от конструкции ДВС и темп. воздуха. Чтобы получить хорошие вязкостно-температурные характеристики, нефтепродукта загущают посредством специальных присадок, позволяющих меньше «разжижаться» при достижении высоких темп. и делаться гуще при низких.

Классификация

Рабочий температурный показатель обычного двигателя с водяным охлаждением должен быть между 80°C и 90°C. Исходя их этого, рабочее темп. состояние смазки должно быть выше на 10°C — 15°C температурного состояния охладителя, но не доходить до отметки 105°C.

Рабочая вязкость может падать ниже 10 мм 2/c. В результате этого масляная плёнка будет слишком тонкой, чтобы стать качественной смазкой для всех деталей в двигателе.

Стоит знать температурный диапазон применения некоторых нефтепродуктов.

В названии зимних рабочих жидкостей содержится буква «W»: 4OW, 5W, 10W, 15W, 20W, 25W.

Летние обозначаются числами — 20, 30, 40, 50, 60. Вязкость выше, если выше число.

Двойное обозначение имеют всесезонные смазывающие: SAE 15W-40.

Существует таблица значений и характеристик вязкости смазочного продукта по SAE:

Смазочный продукт бывает бензиновым, дизельным и универсальным, а также всесезонным, летним и зимним. Характеристики смазывающего зависят от базового вещества, которое является основой и с помощью которого различают минеральные, полусинтетические и синтетические продукты для смазки.

Если температурный диапазон, который обеспечивает нужную вязкость жидкости, широк, то выше и его индекс, а значит, такой продукт можно назвать высококачественным. У рабочего вещества может быть как низкое темп. состояние, доводящее его до застывания, так и высокое, то есть температура кипения. О застывании немного позже.

То в жар…

Как мы уже упомянули, при перегреве двигателя в моторном масле происходит интенсивное окисление пакета присадок и резкое ухудшение его рабочих характеристик. Для большей наглядности представим, как знойным летом тягач тащит в гору груженый до предела полуприцеп. Штурм горы длится 30 минут. В течение этого времени температура охлаждающей жидкости поднимается до отметки 100 градусов, что на десять градусов больше рабочей температуры двигателя. Но поскольку система охлаждения ДВС заправлена охлаждающей жидкостью с температурой закипания 110–115 градусов, закипания жидкости не происходит. Но при этом, заметим, дизель работает с перегревом! Рассмотрим, как поведут себя в данной ситуации масла одинакового класса качества, идентичной вязкости, к примеру, 10W-40, но разные по основе: минеральное, полусинтетическое, полностью синтетическое.

Согласно теории, которая подтверждена лабораторными испытаниями, проведенными в нашем исследовательском центре, даже столь короткий промежуток времени работы масла с перегревом заметно отражается на его ресурсе.

За тридцать минут в перегретом на 10 градусов моторном масле образуются различные жирные кислоты, происходит отложение высокотемпературного нагара, лака, кокса, которые оказывают негативное воздействие на пакет присадок и основу в течение длительного времени. То есть всего один непродолжительный перегрев двигателя и, соответственно, масла снижает его ресурс. Вопрос насколько?

Лучше всего перегреву противостоит масло, изготовленное на полностью синтетической основе. Зависимость изменения индекса вязкости полностью синтетического масла от его температуры выражена значительно меньше, нежели минерального и полусинтетического. Иными словами, при перегреве синтетики не происходит значительного падения вязкости. Это очень важно, особенно применительно к дизелям, отработавшим больше половины своего ресурса. Дело в том, что в изношенных сопряжениях, к примеру, в подшипниках скольжения коленчатого вала, зазор увеличен. Разжиженное от действия высокой температуры масло, даже при исправном масляном насосе, подающем требуемое давление в главную магистраль, не способно создать надежный масляный клин, благодаря которому и «всплывает» вал. То есть масло обязано сохранять вязкость и при высоких температурах. Мало того, базовое синтетическое масло гораздо лучше противостоит окислению и, соответственно, меньше подвержено старению, деструкции. Прибавим к этому такие неоспоримые преимущества синтетики, как высокие моющие и диспергирующие (способность масла держать загрязнения во взвешенном состоянии и не давать им выпадать в осадок) свойства, благодаря которым в моторе отложения не накапливаются, а сливаются с отработкой. Кстати, именно поэтому несливаемый остаток и загрязнения не оказывают заметного воздействия на свежее масло. И, наконец, последнее: полностью синтетическое масло стойко держит нагрев до сотни градусов, практически не меняя своих свойств. То есть заменять синтетику нет необходимости.

Низкая температура

Низкотемпературные параметры

Важно помнить не только о температуре на улице, но и о рабочей темп. в двигателе, так как на него влияют пробег автомобиля и нагрузки.

В двигателе каждого автомобиля обычно применимы два режима поступления смазывающего вещества:

• граничный, при котором смазывание вокруг поршней осуществляется без давления;
• гидродинамический, когда смазывается под давлением коленчатый вал.

Существуют низкотемпературные параметры смазки. К ним относятся:

• проворачиваемость, указывающая на динамическую вязкость моторных масел и на температурный режим, который делает продукт жидким, таким, при котором есть возможность запуска двигателя;
• прокачиваемость — состояние, позволяющее маслу прокачаться в системе смазки.

Стоит отметить, что рабочая температура прокачиваемости на 5 градусов ниже температурного состояния проворачиваемости.

Существует таблица температурных состояний нефтепродукта.

Для всесезонных и зимних моторных масел важна низкая темп. застывания. При запуске холодного двигателя или во время движения с низким температурным показателем жижа поступает в самые отдаленные места.

Температура застывания, которая влияет на поступление рабочей жидкости к трущимся деталям, при этом должна быть ниже темп. окружающей среды. Темп. застывания моторного нефтепродукта должна быть ниже на 5-10°С температуры запуска двигателя.

Стандарты и спецификации

SAE J300

Классификация вязкостно-температурных свойств смазывающих материалов SAE J300 разработана американским обществом автомобильных инженеров Society of Automotive Engineers. Система делит масла на два типа: летние и зимние (маркировка W – winter). Для материалов, предназначенных для эксплуатации при низких температурах, дополнительно регламентируют предел прокачиваемости (тест MRV – Mini Rotary Viscometer) и проворачиваемости (CCS – Cold Cranking Simulator) коленвала. Для летних сортов определяют прочность на сдвиг при экстремальном нагревании (тест HTHS – High Temperature High Shear Rate). Класс вязкости по SAE J300 указывает на диапазон температур эксплуатации конкретной марки моторного масла. Обозначение всесезонных сортов сочетает два показателя: зимний и летний. Например, 5W-40.

Классы вязкости зимних моторных масел SAE J300

CCS, МПа-с. Max, при темп.,°С MRV, МПа-с, Max, при темп.,°С Кинематическая вязкость, мм2/с при 100 °С HTHS, МПа-с. Min при 150 °С и 10Л6 с-1, Min Max 0W 3250 при -30 30000 при -35 3,8 — — 5W 3500 при -25 30000 при -30 3,8 — — 10W 3500 при -20 30000 при -25 4,1 — — 15W 3500 при -15 30000 при -20 5,6 — — 20W 4500 при -10 30000 при -15 5,6 — — 25W 6000 при -5 30000 при -10 9,3 — —