Моторные масла

Особую группу масел, относящихся к моторным, представляют авиационные, автомобильные и дизельные масла.

Затраты на смазочные масла по сравнению с затратами на топливо относительно невелики. Однако экономическое значение смазочных масел определяется не затратами на них, а их влиянием на безотказность, долго­вечность, экономичность и производительность машин, величину затрат на их техническое обслуживание и ремонт. Общий объем производства сма­зочных масел в российской нефтепереработке в 2006 году составил около 3 млн. тонн.

Моторное масло - это смазочный материал для поршневых двигате­лей внутреннего сгорания. Ресурс и надежность двигателя во многом зави­сят от того, насколько применяемое моторное масло по всем характери­стикам соответствует предъявляемым требованиям. Любое несоответствие неизбежно влечет за собой существенные потери, связанные с затратами на ремонт двигателей и вынужденными простоями автомобиля.

Отечественная классификация моторных масел

По ГОСТ 17479.1-85 моторные масла делятся по эксплуатационным свойствам на группы и по вязкости на классы.

Назначение и примеры применения групп масел показаны в табл.

Таблица

Назначение и примеры применения групп моторных масел

Группы масел	Область применения	Примеры применения
A	Нефорсированные бензиновые двигатели	-
Б	Б1	Малофорсированные бензиновые двигатели	ГАЗ- 51, ЗИЛ – 120, -164
Б2	Малофорсированные дизельные двигатели	Д-54,-48, КДМ- 46
В	В1	Среднефорсированные бензиновые двигатели	ГАЗ - 53, ЗИЛ-130
В2	Нефорсированные дизельные двигатели	СМД-14Б, АМ-0.1, ЯМЗ-236
Г	Г1	Высокофорсированные бензиновые двигатели^*	Двигатели легковых автомобилей
Г2	Высокофорсированные дизельные двигатели	КамАЗ-740, ЯМЗ-238, -240, СМД-14БН,-18
Д	Д1	Высокофорсированные бензиновые двигатели, работающие в условиях более тяжелых, чем двигатели с маслами группы Г	-
Д2	Высокофорсированные дизельные двигатели с наддувом, работающие в тяжелых условиях или когда применяемое топливо требует использования масел с высокой нейтрализующей способностью и противоокислительными свойствами, малой склонностью ко всем видам отложений	СМД-80, - 84, ЯМЗ-238Д,-240Н.А-0.1Т
Е	Е1 Е2	Высокофорсированные бензиновые двигатели, работающие в условиях более тяжелых, чем двигатели, работающие на маслах групп Д1 и Д2. Отличаются повышенной диспергирующей способностью, малой склонностью ко всем видам отложений	-

Масла групп А и Б в настоящее время устарели и не выпускаются. Ос­новную массу потребляемых масел составляют масла групп В и Г.

По вязкости масла подразделяются на следующие классы: 6, 8, 10, 12,14,16,20 мм2/с (сСт) при 100 °С, а также 4з/10,43/8, 53/10, 53/12, 63 /10, 63/12, 63/14. Обозначение в виде дроби относится к загущенным маслам. Знаменатель дроби показывает вязкость в мм²/с (сСт) при 100°С, а числитель регламентиру­ет вязкость масла при -18 °С. Масла с малой вязкостью рекомендуется применять зимой, с большей вязкостью - летом, загущенные масла применяются круглый год (всесезонно).
Для большинства марок грузовых автомобилей, тракторов и машин на их базе летом применяются масла вязкостью 10 мм2/с (с/Ст) при 100°С, зимой - 8. Для бензиновых двигателей грузовых автомобилей масла вязкостью 8 мм2/с можно использовать как всесезонные.

Обозначение марки моторного масла состоит из трех групп знаков: пер­вая - всегда буква М (масло моторное), вторая - класс вязкости при 100°С, тре­тья - группа масла по эксплуатационным свойствам.

Примеры обозначений:

M-8-Г₂ — масло моторное, класс вязкости 8 (для зимних условий), пред­назначено для высокофорсированных дизельных двигателей;

М-63/12-Г₁ - масло моторное, класс вязкости 63/12 (всесезонное), предна­значено для высокофорсированных бензиновых двигателей.

Разделение моторных масел на масла для бензиновых и масла для ди­зельных двигателей объясняется разным их качеством, что вызвано осо­бенностями рабочих процессов в бензиновом и дизельном двигателях.

Из-за более короткого времени, отводимого на смесеобразование, горю­чая смесь в дизельном двигателе сгорает неполностью, образуется много сажи, которая попадает в масло. Поэтому в масла для дизельных двигателей вводится большее количество моющих (диспергирующих) присадок. Все дизели работа­ют на бедных смесях (для более полного сгорания топлива), поэтому после сго­рания остается много кислорода, температура деталей более высокая, и процесс окисления происходит более интенсивно. Поэтому масла для дизелей должны иметь более высокую стойкость против окисления. Кроме того, содержание се­ры в дизельном топливе на порядок выше, чем в бензинах, что требует большей концентрации антикоррозионных присадок.

Отечественная классификация дает возможность выбора масла по классу вязкости в зависимости от климатических условий эксплуатации (зима, лето в различных климатических зонах) и способа межсменного хранения машины (открытая стоянка, холодный гараж, отапливаемый гараж). Наиболее полно эта возможность проявляется в случае использования всесезонных масел.

Что же касается группы масла, то здесь выбора практически нет. Для ка­ждой марки двигателя необходимо применять только ту группу, которая реко­мендована заводом-изготовителем. Особенно опасно применять низшую, чем рекомендовано, группу масла. Это приводит к быстрому окислению масла с ин­тенсивным образованием смол, лаковых отложений и нагара со всеми выте­кающими отсюда последствиями.

Международная классификация моторных масел

В качестве международной принята классификация, применяющаяся в США. По этой классификации все моторные масла классифицируются по двум признакам: по вязкости и по качеству (области применения).

По вязкости классификация SAE (Society of Automobile Engineer's -Общество автомобильных инженеров) разделяет масла на классы: OW, 5W, 10W, 15W, 20W, 25W, 20, 30, 40, 50, 60. Цифры обозначают вязкость в секундах Сейболта. Масла классов OW, 5W, 10W, 15W, 20W - зимние (winter - зима). Од­ним из главных показателей для них является температура застывания (табл. 4.2)

Температура застывания зимних масел.

Класс вязкости	0W	5W	10W	15W	20W	25W
Температура застывания, ˚С, не выше	-40	-30	-25	-20	-15	-10

Марки 20, 30, 40, 50, 60 - летние масла. Для них наиболее значимым показате­лем является вязкость при 100°С для обеспечения надежной смазки деталей прогретого до нормальной температуры двигателя (табл. 4.3).

Таблица

Вязкость летних масел при 100 °С, мм ²/с

Класс вязкости
Вязкость: - не менее - не более	5,6 9,3	9,3 12,5	12,5 16,3	16,3 21,9	21,9 26,1

Примеры обозначения классов вязкости:

SAE 30 - летнее масло;

SAE 15W - зимнее масло;

SAE 15W-30 - всесезонное масло (15W - зимний показатель, 30 - летний показатель).

Система SAE разделения масел на классы вязкости предоставляет широ­кие возможности для выбора масел по этому признаку в зависимости от клима­тических условий, условий хранения машин, финансовых возможностей потре­бителя и других факторов.

Наиболее массовое и сравнительно недорогое масло 15W-40. Но его вяз­костно-температурные свойства недостаточно высоки, оно замерзает при -20°С, что в условиях Севера создает большие проблемы с запуском двигателей зимой.

Масло класса 10W-30 замерзает при более низкой температуре (не выше —25 °С), является также недорогим (оно минеральное), но его вязкость в лет­ний период может быть недостаточна.

Лучше свойства масла 10W-40 на полусинтетической основе, но оно зна­чительно дороже.

Наилучшими свойствами обладают синтетические масла классов 5 W-40 и OW-40, но их стоимость еще выше.

В целом нужно отметить, что чем больше разница между летним и зим­ним показателями, тем лучше его вязкостно-температурные свойства, так как в этом случае вязкость масла в меньшей степени зависит от температуры.

По качеству (области применения) масла разделяются на ступени (груп­пы) по классификации API (American Petroleum Institute - Американский инсти­тут нефти). При этом к обозначению группы масла для бензиновых двигателей добавляется буква S, для дизельных - буква С.

Обозначение групп масел для бензиновых двигателей и область их при­менения приведены в табл. 4.4.

Таблица Группы масел по API и области их применения

Группа масел по API	Область применения	Группа масел по отечественной классификации
SC SD SE SF SG SH SJ	Для двигателей выпуска 1964-1967 гг. Для двигателей выпуска 1968-1972 гг. Для двигателей выпуска 1972-1979 гг. Для двигателей выпуска 1980-1988 гг. Для двигателей выпуска 1989-1995 гг. Для двигателей выпуска после 1995 г. То же с высокими экологическими характеристиками	Б1 В1 Г1 Г1 Д1 Е1

Примечание. Годы выпуска берутся по среднемировому уровню.

Для дизельных двигателей выпускаются масла следующих групп:

СС - для средненапряженных дизельных двигателей, соответствует оте­чественному маслу группы Г₂;

CD - для высоконапряженных дизельных двигателей, в том числе и с турбонаддувом, соответствует Д₂,

СЕ - для высоконапряженных дизельных двигателей, работающих в тя­желых условиях, соответствует Е₂;

CF — масла с наивысшим уровнем свойств, обеспечивающих дли­тельный период работы в тяжелых условиях без замены.

Полное обозначение марки моторного масла состоит из обозначения класса и группы масла, например:

SAE 15W-30 API SE - масло моторное, всесезонное, вязкостью не менее 9,3 и не более 12,5 мм²/с при 100 °С, предназначено для бензиновых двигателей выпуска 1972...1979 гг., соответствует отечественному маслу

М-5₃/10-Г₁

SAE 30 API CC - масло моторное, летнее, вязкостью 9,3... 12,5 мм²/с при 100 °С, предназначено для средненапряженных дизельных двигателей, соответ­ствует отечественному маслу М-10-Г₂.

Примерное соответствие отечественных и зарубежных (по API) марок моторных масел и их применяемость приведены в табл. 4.5.

Таблица 4.5

Соответствие отечественных и зарубежных (по API)

марок моторных масел

Обозначение марки	Применение
Отечественное	Международное	Климатиче­ский сезон	Марка двигателя
М-8-В1 М-10-В1	SAE 10W-20API SD SAE 30 API SD	Всесезонно Летний	ЗИЛ-130,ГАЗ-53
М-8-Г1 М-10-Г1	SAE 10W API SE(SF) SAE 30 API SE(SF)	Зимний Летний	ВАЗ, МЗМА
М-8-В2 М-10-В2	SAE 10W API CB SAE 30 API CB	Зимний Летний	СМД-14Б,ЯМЗ-236
М-8-Г2 М-10-Г2	SAE 10W API CC SAE 30 API CC	Зимний Летний	КамАЗ-740, ЯМЗ-238, -240.СМД-14БН.-18
М-8-ДМ М-10-ДМ	SAE10WAPICD SAE 30 API CD	Зимний Летний	Двигатели большегруз­ных автомобилей и про­мышленных тракторов
М-53/10-Г1 М-53/12-Г1 М-63/10-Г1 М-6з/12-Г1	SAE15W-30APISE(SF) SAE15W-30APISE(SF) SAE20W-30APISE(SF) SAE20W-30APISE(SF)	Всесезонно	ВАЗ, МЗМА
М-63/Ю-В	SAE 20W-30 API SD/CB	Всесезонно	ЗИЛ-130ГАЗ-53, СМД-14Б,ЯМЗ-236

Физико-химические свойства масел

Для каждого из типов масел, в зависимости от назначения, важны отдельные характеристики. Вязкость является одной из важнейших характеристик смазочных масел, определяющих силу сопротивления масляной пленки разрыву. Чем прочнее масляная пленка на поверхности

трения, тем лучше уплотнение колец в цилиндрах, в частности для моторных масел, меньше расход масла на угар.

Вязкость динамическая - это сила сопротивления двух слоев смазочного материала площадью 1 см², отстоящих друг от друга на расстоянии 1 см и перемещающихся один относительно другого со скоростью 1 см/с. Вязкость кинематическая определяется как отношение
динамической вязкости к плотности жидкости. Индекс вязкости - относительная величина, показывающая степень изменения вязкости в
зависимости от температуры. Индекс вязкости рассчитывают по значениям кинематической вязкости при 40 и 100 ˚С или находят по таблицам. Вязкостно-температурные свойства масел оценивают также по кинематической вязкости при низкой температуре (0 и -18 °С).

Температура застывания - это предельная температура, при которой масло теряет подвижность. Масла, имеющие температуру застывания -15 °С и выше, относятся к летним. Если же температура застывания -20 °С и ниже, то масла относятся к зимним.

Противоизносные свойства характеризуют способность масла уменьшать интенсивность изнашивания трущихся деталей, снижать затраты энергии на преодоление трения.

Моюще-диспергирующие свойства подразделяются на моющие и диспергирующие свойства. Моющие свойства характеризуют способность масла обеспечивать необходимую чистоту деталей двигателя и противостоять лакообразованию на горячих поверхностях, а также препятствовать прилипанию углеродистых соединений. Диспергирующие свойства характеризуют способность масла препятствовать слипанию углеродистых частиц, удерживать их в состоянии устойчивой суспензии и разрушать крупные частицы продуктов окисления при их появлении.

Противоокислительные свойства определяют стабильность масла, от которой зависит срок работы масел в двигателях, характеризуют их способность сохранять первоначальные свойства и противостоять внешнему воздействию при нормальных температурах.

Коррозионная активность всех масел зависит, прежде всего, от содержания в них сернистых соединений, органических и неорганических кислот и других продуктов окисления.

Зольность масла позволяет судить о количестве несгораемых примесей в маслах без присадки, а в маслах с присадками - о количестве введенных зольных присадок. Зольность определяют в лабораторных условиях и выражают процентным отношением образовавшейся золы к массе пробы масла, взятой для анализа. Зольность масел, не содержащих присадок, не превышает 0,02-0,025 % по массе. У масел с присадками зольность не должна быть менее 0,4%, а у высококачественных марок масел не менее 1,15-1,65 % по массе. Содержание механических примесей и воды. Механических примесей в маслах без присадок не должно быть, а в маслах с присадками их значение не должно превышать 0,015% по массе, причем механические примеси не должны оказывать абразивного действия на трущиеся поверхности. Вода в моторных маслах должна отсутствовать. Даже небольшое количество воды вызывает деструкцию присадок, «происходит процесс шламообразования. Присадки применяются для придания маслам новых свойств или изменения существующих. Присадки подразделяют: на антиокислительные - повышают антиокислительную устойчивость масел; противокоррозионные - защищают металлические поверхности от коррозионного воздействия кислото- и серосодержащих продуктов; моюще-диспергирующие - способствуют снижению отложений продуктов окисления на металлических поверхностях; противоизносные, противозадирные и антифрикционные - улучшают смазочные свойства масел; депрессорные -понижают температуру застывания масел; антипенные - предотвращают вспенивание масел.

4.2. Трансмиссионные, индустриальные и прочие масла

Масла для смазывания коробок передач раздаточных коробок, дифференциалов, механизмов рулевого управления, представляющих собой зубчатые передачи называют трансмиссионными.

В первую очередь, масла этого типа должны обладать хорошими противоизносные, противозадирные и противопиттинговыми свойствами, характеризоваться пологой вязкостно-температурной кривой, низкой температурой застывания, обладать хорошей термической и термоокислительной стабильностью, а также высокой стабильностью при хранении, минимально воздействовать на резинотехнические уплотнительные материалы, не допуская их разрушения, иметь хорошие антикоррозионные свойства, не содержать механические примеси и воду.

В соответствии с ГОСТ 17479.2-85 трансмиссионные масла делят на четыре класса по вязкости (9, 12, 18, 34) и на пять групп по эксплутационным свойствам.

Группа ТМ-1 (масла без присадок) - предназначена для зубчатых передач с напряжением в зоне контакта до 1600 МПА и объемной тем­пературы до 90°С.

Группа ТМ-2 (с противоизносными присадками) - то же, но с напряжением до 2100 МПА и объемной температурой до 130°С

Группа ТМ-3 (с противозадирными присадками) - то же, но с напряжением до 2500 и температурой до 150°С.

Группа ТМ-4 (с противозадирными присадками высокой эффек­тивности) - то же, с напряжением до 2000 МПА и температурой до 150°С, а также для гипоидных передач при высокой скорости и низком крутящем моменте.

Группа ТМ-5 (с присадками высокой эффективности) - для гипо­идных передач при высокой скорости, ударных нагрузках, высоком кру­тящем моменте и объемной температуре до 150°С.

Расшифровка маркировки масел приведена на примере марки ТМ-2-9. ТМ означает трансмиссионное масло; 2 - группа масла по эксплутационным свойствам; 9 - класс вязкости.

Индустриальные масла представляют собой дистиллятные нефтяные масла малой и средней вязкости (5-50 мм²/с при 50 °С). Используют главным образом как смазочные масла в узлах трения станков, кузнечно - прессового оборудования, текстильных машин, вентиляторов, насосов и другого оборудования, а также в качестве гидравлических жидкостей, базовых масел для производства пластичных смазок и т.д. Ранее индустриальные масла вырабатывали под названиями "велосит", "швейное масло", "веретенные масла", "машинные масла" и др. Наряду с традиционными индустриальными
маслами вырабатывают масла с комплексом присадок (антиокислительной, противоизносной, антикоррозионной и др.) - так называемые масла серий ИГП (гидравлические), ИРП (редукторные), ИСП (для направляющих скольжения).
Назначение индустриальных масел - обеспечить снижение трения и износа деталей металлорежущих станков, прессов, прокатных станов и другого промышленного оборудования. Одновременно, индустриальные масла должны отводить тепло от узлов трения, защищать детали
от коррозии, очищать поверхности трения от загрязнения, быть уплотняющим средством, не допускать образования пены при контакте с воздухом.

Авиационные масла.

Используют в поршневых и газотурбинных двигателях. В порш­невых двигателях применяют масла селективной очистки МС-14 и МС-20. В турбинных двигателях используют масла фенольной очистки МС-6 и МС-8; синтетическое масло на основе эфиров жирных кислот Б-ЗВ и 36/1-КуА. Для турбиновинтовых двигателей применяют смеси, приго­тавливаемые из масел МК-8 и МС-20. Эти масла содержат загущенную, противоизносную и антиокислительную присадки.

Масла для гидравлических систем для работы в ус­ловиях, характеризующихся широким колебанием температуры окру­жающего воздуха (-60-60°С). По этой причине требования к маслам предъявляются более высокие: вязкость должна быть такой, чтобы мас­ло хорошо прокачивалось и незначительно изменялось от температуры окружающего воздуха. Масло должно обладать высокими противокор-розийными свойствами и не вызывать разрушения или разбухания рези­новых и кожаных уплотнений в гидросистеме. Оно должно иметь высо­кую смазывающую способность, чтобы обеспечивать минимальный износ трущихся деталей и снижение потерь на трение, быть высоко хи­мически и физически стабильным, не окисляться в процессе работы и не изменять своих первоначальных характеристик, не должно содержать механических примесей, воды и коррозионно-активных веществ. Для применения в гидравлических системах различных машин выпускают масла более 20 наименований. Получают их из нефтяных дистиллятов с добавлением соответствующих присадок. В соответствии со стандарта­ми масла делятся на 10 классов по вязкости (5, 7, 10, 15, 22, 32, 46, 68, 100 и 150) и на три группы по эксплутационным свойствам (А, Б, В). Обозначение гидравлического масла МГ-15-В можно расшифровать так: МГ - масло минеральное гидравлическое; 15 - класс вязкости; В - груп­па масла по эксплутационным свойствам.

Масла для гидромеханических передач должно об­ладать высокими вязкостными и противоизносными свойствами, хоро­шими фрикционными качествами, быть нейтральными к резиновым прокладкам и специальной бумаге, обладать противокоррозийными свойствами по отношению к алюминиевым и магниевым сплавам, а также другим металлам, из которых выполнены детали гидромеханиче­ской передачи. Для того чтобы масла для гидромеханических передач обладали необходимыми эксплутационными свойствами, в них вводят комплекс присадок - моющих, противоизносных, противоокислитель-ных, противо-коррозийных, фрикционных.

Трансформаторные (электроизоляционные) масла предназначены для применения в трансформаторах, реостатах, мас­ляных выключателях и других высоковольтных электроаппаратах в ка­честве изолирующей и теплопроводящей среды. Основные требования, предъявляемые к трансформаторным маслам: высокая диэлектрическая прочность, или высокое пробивное напряжение; соответствующая вяз­кость для хорошего отвода тепла; низкая температура застывания для обеспечения подвижности масла; высокая устойчивость к окислению. Снижение диэлектрической прочности из-за окисления углеводородов масла и образования в нем органических кислот, попадания в масло во­ды и различных механических примесей может привести к замыканию и аварийному состоянию электросистемы. Поэтому свойства трансформа­торного масла должны быть постоянны в течение длительного времени.

Специальные масла: цилиндровые, турбинные, компрессорные и масла для компрессоров холодильных машин.

Дата добавления: 2014-12-27