Характеристики моторных масел показывают, как ведет себя масло в разных температурных и нагрузочных режимах, и тем самым помогают автовладельцу правильно подобрать смазывающую жидкость для двигателя. Так, при выборе полезно обращать внимание не только на маркировку (в частности, вязкость и допуски автопроизводителей), но и технические характеристики моторных масел, таких как кинематическая и динамическая вязкости, щелочное число, сульфатная зольность, испаряемость и прочие. Для большинства автовладельцев эти показатели не говорят совершенно ничего. А на самом деле в них скрыто качество масла, его поведение при нагрузках и другие эксплуатационные данные.

Так, вы подробно узнаете о следующих параметрах:

• Кинематическая вязкость;
• Динамическая вязкость;
• Индекс вязкости;
• Испаряемость;
• Коксуемость;
• Сульфатная зольность;
• Щелочное число;
• Плотность;
• Температура вспышки;
• Температура застывания;
• Присадки;
• Срок службы.

Классификация моторных масел по API.

Система классификации моторных масел API (American Petroleum Institute — Американский Институт Нефти) была создана в 1969 году и была призвана классифицировать масла по уровню чистоты и качества, а также по возможности применения в двигателях внутреннего сгорания.
Помимо всего прочего, система классификации API четко разделяет масла по применяемости на масла для бензиновых и для дизельных двигателей. Для разных типов двигателей система API предусматривает свои классы качества, которые описывают необходимый набор качеств и эксплуатационных свойств смазочного материала.

Маркировка API на этикетке канистры выглядит следующим образом: API SL/CF

или API
SL
, API
CF
Если на упаковке нет информации о классе по API, это говорит о том, что масло вообще не проходило сертификацию API.

Как расшифровать маркировку API.

Итак, что же обозначают буквы и цифры в системе классификации масел по API? Первая буква маркировки обозначает принадлежность моторного масла к типу двигателя: «S
» — Масла для бензиновых двигателей. «
C
» — Масла для дизельных двигателей. Например, маркировка API
SL
— обозначает, что масло применимо в бензиновых двигателях, а API CF — масло применимо в дизельных двигателях. Большинство современных масел универсальны и могут применяться как в бензиновых, так и в дизельных двигателях. В таком случае маркировка API , будет двойной. На этикетке она выглядит следующим образом:

API SL/CF или API SL, API CF

С применимостью масел по типу двигателя все понятно, далее разберемся, что обозначает вторая буква в системе классификации API.

Ниже приведены таблицы с допусками по системе классификации API для бензиновых и дизельных двигателей.

Более новые допуски API заменяют ранее принятые.

То есть допуск API CF заменяет более старый API CC, равно как и API SM заменяет API SL.

ВАЖНО! При выборе моторного масла необходимо в первую очередь руководствоваться рекомендациями производителя техники!

Свойства

Рассмотрим основные свойства моторных масел:

• Вязкость – как говорилось выше – главное свойство масла, которое является показателем качества топлива.
• Коксуемость – указывает на подверженность топлива возникновению нагаров и смол.
• Зольность – наличие добавок в топливе, которые после его сгорания образуют золу. Чем выше зольность, тем больше будет нагара.
• Содержание механических примесей – они закупоривают масляные магистрали и фильтры, от чего возрастает интенсивность износа деталей двигателя.
• Содержание воды в составе топлива, влияющей на характеристики и цену.
• Щелочное число – указывает на процентное содержание в нем щелочей и кислот.
• Моющие свойства.
• Температура застывания, при которой масло утрачивает жидкостную подвижность.
• Прозрачность и цвет.

Классификация моторных масел по SAE.

Наиболее важным показателем, который характеризует автомобильное масло, является его вязкость
. На упаковке абсолютно любого моторного масла мы видим маркировку
SAE 5w-40, 10w-40
и так далее… Что же она обозначает? Сейчас мы в этом разберемся.

Вязкость масла

— это его способность оставаться на внутренних деталях двигателя, при этом сохраняя текучесть и способность выполнять свои основные функции (смазка, защита, очистка).

Обозначение индекса вязкости на упаковке.

Маркировка, которую мы видим на упаковке, как раз и отражает способность смазочного материала выполнять свои функции при разных температурных режимах. Вот тут то как правило и рождается масса мифов и заблуждений, которые мы постараемся развеять.
Ниже представлена таблица, в которой индексы SAE приведены в соответствие с температурой окружающей среды.

Дело в том, что индекс вязкости не отражает температуру, при которой каждое конкретное автомобильное масло может эксплуатироваться. Температурный режим, обозначенный маркировкой важен только в момент пуска двигателя.

Иными словами — Индекс SAE отражает способность масла сохранять необходимую вязкость при определенных температурах, для того, чтобы масляный насос Вашего двигателя, в момент запуска, смог это самое масло прокачать ко всем точкам смазки силового агрегата.

Рассмотрим простой пример.

Моторное масло с индексом SAE 5w-40. Маркировка нам говорит о том, что запуск двигателя в диапазоне температур от -30 до +35 градусов по Цельсию возможен, и моторное масло поступит к точкам смазки, тем самым не допустив сухого трения внутренних деталей.

Возникает закономерный вопрос — почему спортивные масла имеют маркировку с высоким летним индексом, например SAE 5w-50

или
SAE 10w-60
?

Масла с такими индексами вязкости появились относительно недавно, и связано это в первую очередь с развитием и техническим совершенствованием двигателей автомобилей. Как можно охарактеризовать условия эксплуатации современного двигателя в спортивном автомобиле:

• Высокие нагрузки
• Высокие обороты
• Высокие температуры

Повышение «горячего» индекса до 50 или 60 как раз обусловлено тем, что при работе в вышеуказанных условиях существует вероятность уменьшения вязкости моторного масла и частичного разрушения масляной пленки на внутренних деталях двигателя, что безусловно приведет к поломке.
Никакой дополнительной мощности спортивное масло дать не способно, оно разработано для того, чтобы эффективно работать в высокофорсированном спортивном двигателе не допуская чрезмерного износа.

ВАЖНО! При выборе моторного масла необходимо в первую очередь руководствоваться рекомендациями производителя техники!

Официальные требования

При взаимодействии с поверхностью деталей, которые смазываются или охлаждаются, моторное масло подвергается химическому, термическому и механическому влиянию. Чем точнее топливо будет соответствовать требованиям производителя мотора, в которых учитываются все вышеперечисленные факторы, тем лучше и точнее будут выполняться его функции.

Свойства топлива должны точно соответствовать строению механизма или узла, для которого оно применяется. Изучая моторные масла, их марки и характеристики, важно обратить внимание на ряд выдвигаемых официальных требований:

• Отсутствие разрушающего действия на детали автодвигателя как при работе, так и при долгосрочных остановках.
• Совместимость с катализаторами системы нейтрализации отработанных выхлопных газов с материалами уплотнений.
• Малая вспениваемость при граничных температурах.
• Экологичность и невысокая летучесть.
• Обеспечение качественного покрытия в чрезвычайных условиях при граничных нагрузках и температурах.
• Пологость вязкостных и температурных особенностей.
• Высокая степень солюбилизации необходима топливу для поддержания чистоты двигателя и во избежание оседания на детали продуктов отработки топлива.
• Сверхвысокие термоокислительная и термическая устойчивости требуются для увеличения граничного нагрева масла, использования его при охлаждении деталей двигателя.
• Удовлетворительные противоизносные качества необходимы для стабильности масляной пленки, нейтрализации кислот из продуктов сгорания топлива и при окислении масла, образования нужной вязкости при повышенных температурах.

Классификация SAE трансмиссионных масел по вязкости

Международная классификация по вязкости SAE делит масла на 7 классов: 4 — с индексом W (Winter) — зимних и 3-летних. Если масло всесезонное, у него двойная маркировка, например, SAE 80W-90, SAE 75W-90 и т.д.

Для легковых автомобилей используются масла только групп GL-4 и GL-5. Масла группы GL-4 предназначены для обычных «ручных» коробок передач и редукторов со спирально-коническими или гипоидными главными парами при умеренных условиях эксплуатации. Масла группы GL-5 пригодны как для умеренных, так и для жестких условий эксплуатации в редукторах с гипоидными и другими видами передач. Их также можно применять в обычных коробках передач.

Общее кислотное число (TAN)

Кислота встречается не только в отработке масла, кислотные компоненты в небольшом количестве есть и в свежем масле и это нормально, обусловлено добавлением активных сернистых присадок. Поэтому в технических характеристиках масла и лабораторных анализах указывают общее кислотное число TAN.

Химические кислотные компоненты в новом масле слабо кислотные, они не оказывают негативного влияния на металл двигателя. Чаще всего они колеблются в пределах 1,5-3,0 мгКОН/г. При оценке кислотного числа в масле, опираемся на принцип – чем меньше, тем лучше. И обращаем внимание на количество щелочи. То есть если в масле щелочи 8, а кислоты 2, оно сработается быстрее, чем то, в котором при 2 мгКОН/г кислоты 10 щелочи.

Кислота в свежем масле зависит от пакета присадок, например, противоизносный пакет ZDDP дает довольно много кислоты. То есть чем жирнее пакет, тем больше будет кислотность и это нормально. В отработке кислоты тем больше, чем больше пробег, о чем говорили выше.

Классификация API трансмиссионных масел по уровню эксплуатационных

Классификация по эксплуатационным свойствам API предусматривает деление масел на 6 групп в зависимости от области применения, которая определяется типом зубчатой передачи, удельными контактными нагрузками в зонах зацепления и рабочей температурой.

Группа GL-6 в настоящее время практически не используется. При необходимости область применения группы GL-5 дополняется соответствующей информацией в технической документации на эти масла.
Масла для автоматических коробок передач не подчиняются требованиям API. В связи с тем, что к ним предъявляются особые требования, крупнейшие производители этих коробок разработали отдельные спецификации для автоматических трансмиссионных жидкостей — ATF (Automatic Transmission Fluids).

В настоящее время действуют следующие спецификации:

• для коробок передач производства «Дженерал моторс», Dexron, Dexron II и III и Allison;
• для коробок передач производства «Форд», Мегсоn — V2C 138-CJ или М2С 166Н.

Эти спецификации указываются на банках и канистрах, в которых расфасовано масло. Для европейских автомобилей, на которых установлены коробки фирмы ZF, заливаются масла по спецификации «Дженерал моторc».
ВАЖНО! При выборе моторного масла необходимо в первую очередь руководствоваться рекомендациями производителя техники!

Сульфатная зольность

Что определяет параметр сульфатной зольности

Сульфатная зольность – это содержание в масле различных твердых и неорганических соединений, которые образуются после сжигания смазочного материала. Определяется в процентах от общей массы масла.

Есть два понятия зольности – зольность базового масла и сульфатная зольность. Если объяснять просто, то обычная зольность указывает на чистоту базового масла, то есть сколько в самой базе без добавления пакета присадок содержится солей и несгораемых примесей. Сульфатная же зольность определяется для уже готового масла с добавленным пакетом присадок, и она определяет количество присадок и их состав, это относится к солям натрия, калия, фосфора и других веществ.

При рассмотрении характеристик масла зольность должна быть максимально низкой, чтобы оно могло называться качественным. По международным требованиям и нормам она не должна превышать 2%.

Почему так? В любом ДВС некоторое количество масла испаряется под воздействием высокой температуры, то есть угорает. Этот процесс приводит к тому, что несгораемые примеси, которые всегда есть в масле, оседают на стенках. То есть чем выше у масла зольность, тем больше будет этого налета. Особенно чувствительны к высокой зольности системы, оборудованные сажевыми фильтрами, для них можно использовать только масла из специальной категории LowSAPS – малозольные масла.

Как определяется сульфатная зольность готового масла

В лаборатории масло сжигают при температуре 775 градусов до образования твердых остатков, именно эта твердая масса и есть та самая зола, несгораемые остатки, которые оседают на стенках двигателя и забивают систему очистки выхлопных газов. Массу остатков соотносят с количеством тестируемого масла и выводят процентное соотношение.

Если говорить о зольности чистой основы, без присадок, то зачастую она не превышает 0,005%, в готовом же масле мы говорим о цифрах в 2%, эту разницу дают добавляемые в масло присадки. То есть мы получаем такую картину – чем «жирнее» пакет присадок в масле, тем больше будет золы. Так что рассматривать этот показатель можно двояко. С одной стороны, масло должны быть чистыми не оставлять отложений на двигателе. С другой стороны, высокая зольность говорит о богатом пакете присадок.

На что влияет сульфатная зольность

Кроме того, что высокое содержание сульфатной золы приводит к большому количеству налета внутри двигателя, она влияет на некоторые еще параметры масла. Зольность напрямую связана с щелочным числом моторного масла, о котором еще поговорим ниже. Количество золы прямо пропорционально количеству щелочи, то есть чем больше золы, тем больше щелочи и тем выше моющие свойства масел.

Количество зольных отложений при сгорании сказывается на температуре вспышки масла, о которой уже говорили выше. Особенно хорошо это заметно в отработке. Со временем присадки выгорают, и чем меньше их остается, тем ниже температура вспышки, то есть эксплуатационные качества масла падают.

Если говорить о самой конструкции автомобиля, то масла с большим количеством золы негативно сказываются на системе зажигания, затрудняют пуск в мороз, загрязняют элементы системы очистки выхлопа – катализаторы, сажевые фильтры, системы EGR. А малозольные масла, в свою очередь, не обеспечивают нужную защиту для нагруженных двигателей.

Классификация масел в зависимости от количества сульфатной золы

Классификация ACEA уделяет большое внимание сульфатной зольности масел и даже подразделяет их на категории, в зависимости от ее содержания в готовом составе:

• Full Saps – полнозольные смазки, допускается содержание золы в пределах 1-1,1%.
• Mid Saps – среднезольные смазки, допускается содержание золы от 0,6 до 0,9%.
• Low Saps – малозольные, менее 0,5%.

Зачастую производители размещают информацию на канистре масла о принадлежности масла к той или иной категории.

Выбор масла

Чем в каждом конкретном случае обусловлен выбор того или иного сорта трансмиссионного масла? Прежде всего, разумеется, указаниями заводской инструкции по эксплуатации техники. Использование жидкости более низкой категории по градации API недопустимо, поскольку ведет к выходу агрегата из строя, а более высокой — нецелесообразно в первую очередь по экономическим соображениям (товар следующей группы имеет существенно повышенную цену).
Если же специальных указаний нет, то принцип выбора заключается в следующем. Работу тех агрегатов грузовых автомобилей, в которых не гипоидных зацеплений, достаточно надежно обеспечивают масла с уровнем эксплуатационных свойств GL 3, хотя бывают и исключения. Так, популярному легкому грузовику «ГАЗель» требуется масло класса GL 5 не только в задний мост, но и в коробку передач.

Что касается редукторов с гипоидным зацеплением шестерен, то для них во всех случаях пригодно только масло класса GL 5. Это в равной мере относится и к грузовым, и к легковым автомобилям. Смазка более низкой группы не может предохранить зубья гипоидной пары от задиров.

Потребность легковых автомобилей в общем случае такова: масло класса GL 5 — для ведущих мостов, класса GL 4 — для механических коробок передач. При этом следует иметь в виду, что отечественная промышленность масел GL 4 не выпускает, а импортные продукты этого уровня стоят дороже, чем наши GL 5.

Но выбор по уровню эксплуатационных свойств — это еще не все. Надо определяться также и с вязкостью приобретаемого смазочного материала. Здесь применимы следующие рассуждения. Масла, вязкость которых при 100 С не ниже 24 кв.мм/с, т.е. класса «140» по SAE (а уж тем более «250»), предпочтительны лишь для жаркого южного климата. В зоне умеренных температур лучше ориентироваться на класс «90». А коль скоро, как упоминалось выше, рациональнее использовать «всесезонное» масло, то речь может идти о сортах с индексами 75W-90, 80W-90 и 85W-90. Последнее не очень подходит для сколько-нибудь суровой зимы. Масло класса 80W-90 по SAE достаточно универсально, a 75W-90 позволяет не испытывать трудностей даже в пору самых крепких морозов.

Чем отличается синтетика от полусинтетики?

После химической переработки продуктов перегонки нефти получается синтетическое моторное масло. Его определяют низкая вязкость и большие сроки использования, что создает условия для лучшей защиты двигателя при граничных температурах. Минусом такого топлива можно назвать его стоимость. К тому же оно не очень подходит моторам со сроком службы более 15 лет, ведь они расходуют намного больше топлива, чем более современные.

Если смешать 50-70% минерального и 30-50% синтетического моторных масел, получается смесь, которую называют полусинтетическим маслом. Оно стоит дешевле синтетического, а в эксплуатации показало большую эффективность, чем минеральное.

Испарение масс NOACK

Этот показатель определяется как количество испарившегося масла в течение 1 часа при температуре 250 градусов Цельсия и постоянном потоке воздуха. Измеряется в процентах. Чем ниже этот показатель, тем выше стабильность масла при высоких температурах и тем меньше будет его расход. Стоит обращать внимание, что NOACK зависит от вязкости масла, чем она выше, тем ниже NOACK. Кроме вязкости на испаряемость влияет химический состав, поверхностная адгезия, наличие полимерных загустителей и другое.

По NOACK можно определять качество масла, этот показатель ограничивают требования международных стандартов ACEA, API, допусков автопроизводителей. По NOACK можно делать выводы о составе масла. А вот судить о расходе масла по этому показателю можно только косвенно, так как расход зависит не только от испарения, но и еще от множества факторов.

Депрессорные присадки

(для минеральных масел). При сильном понижении температуры масла в нем начинают образовываться кристаллы парафинов, что ведет к потере подвижности масла и в результате ухудшается низкотемпературный пуск двигателя и прокачиваемость масла по каналам. В процессе производства базовых масел часть парафинов удаляют, но полное их удаление по технологическим и экономическим причинам невозможно (сильно возрастают затраты на получение базового масла). Обычно минеральное базовое масло имеет температуру застывания около -15°С. Возможность получения минеральных моторных масел с температурами застывания -30°С -35°С достигается путем введения в масло депрессорных присадок. Эти присадки предотвращают срастание кристаллов парафина, но не предотвращают их появление вообще (принцип действия такой же, как у дизельных антигелей).