Моторные масла для дизельных двигателей

Моторные масла для дизельных двигателей.

Характеристики масел.

Плотность и удельный вес

Плотность вещества - это соотношение его массы к объему (кг/м3).

Удельный вес - соотношение массы определенного объема вещества к массе соответствующего объема воды при 20°С. Плотность и удельный вес зависят от температуры.

Вязкость

Вязкость - это величина, которая характеризует текучесть жидкости. Вязкость зависит от температуры. Вязкостных единиц множество. Кинематическую вязкость в т.н. технической системе единиц измеряют в Стоксах (Ст) или сантистоксах (сСт), а в системе СИ (м2/с) или (мм2/с). Когда величину кинематической вязкости умножают на показатель плотности масла в температуре измерения, получают динамическую вязкость, единицей которой в технической системе является Пуаз (П). В системе СИ динамическую вязкость измеряют в Паскаль-секундах (Пас) или (Нс/м2).

Индекс вязкости

Он характеризует зависимость вязкости масла от изменения температуры. Чем больше индекс вязкости, тем меньше вязкость масла изменяется при колебании температуры.

Температура вспышки

При повышении температуры из масла выделяются пары, которые при поднесении открытого огня вспыхивают. Эта температура называется температурой вспышки, которую можно измерять либо в открытом (Cleveland), либо закрытом тигле (Pensky-Martens).

Температура застывания

Температура застывания - это самая низкая температура, при которой масло еще полностью не потеряло текучесть при наклонении пробирки, в которой его охладили. Температура застывания характеризует момент резкого увеличения вязкости при снижении температуры, или кристаллизации парафина вместе с повышением вязкости в такой степени, что масло становится твердым.

Число нейтрализации

В зависимости от базовых масел и присадок, а также эксплуатационных условий, в результате окисления в смазочных маслах содержатся кислотные и/или щелочные продукты. Общее щелочное число (TBN) или общее кислотное число (TAN) анализируются в лабораторных условиях. Величина этих показателей характеризует количество тех щелочных/кислых продуктов, которое требуется для нейтрализации масла. Кислотное число измеряется в (мг КОН/г) (миллиграмм гидроокиси калия на грамм масла).

БАЗОВЫЕ МАСЛА.

Минеральные масла.

Хорошее минеральное масло является надежным сырьем смазочных масел. Оно обладает стабильными свойствами в частности стабильной растворимостью присадок эффективностью их действия, а также меньше изнашивает прокладки и сальники, особенно старого образца (т.н. сальниковые набивки). В нормальных эксплуатационных условиях смазочные свойства минеральных масел вполне достаточны при условии выбора подходящей вязкости. Однако, на базе минерального масла трудно, а иногда и невозможно разработать смазочный материал, обладающий отличными свойствами при низких температурах и в то же время сохраняющий достаточно высокие смазочные свойства и при высоких эксплуатационных температурах. Вырабатывается из нефтепродуктов.

Частично синтетические масла (полусинтетика).

Свойства минеральных масел можно улучшать заменой части минерального масла на синтетические компоненты. Таким образом, можно производить обладающие хорошими свойствами при низких температурах круглогодичные масла, которые трудно производить на базе одного только минерального масла. Основа – минеральное масло.

Синтетические масла.

С помощью синтетических базовых масел можно улучшить свойства смазочных материалов. Однако само по себе применение синтетического базового масла не всегда гарантирует высокие свойства, для обеспечения хорошего качества требуется очень внимательный подбор компонен­тов и оптимизация их смеси. Поэтому возможна весьма большая разница в стоимости "однотипных" синтетических масел.

Синтетические масла позволяют достичь следующих свойств:

-  Отличные свойства при низких температурах, в т.ч. легкий запуск двигателя и смазка в холодных условиях.

-  Отличные свойства при высоких температурах, в частности,    стабильность    против    окисления,    низкая летучесть и расход масла.

Масло вырабатывается из природного газа.

ПРИСАДКИ             

С помощью только базовых масел невозможно достичь всех тех свойств, которые современное оборудование и механизмы требуют от смазочных масел. В связи с этим к ним добавляют специальные присадки, которые улучшают свойства высококачественных базовых масел. Однако, необходимо помнить, что даже самые хорошие присадки не способны превратить низкокачественные базовые масла в высококачественные смазочные материалы.

Антиокислительные присадки приостанавливают реакцию окисления и исключают каталитическое воздействие примесей на металлические поверхности. Окисление - это цепная реакция, где как продукты окисления, так и примеси, загрязняющие масла, ускоряют реакцию.

Моющие присадки (детергенты и дисперсанты) очищают двигатель.

Дисперсанты не позволяют загрязнениям собираться в комки.

Противокоррозийные присадки обеспечивают образование на металлических поверхностях пленки, предотвращающей коррозию.

Противоизносные присадки образуют на смазывае­мых поверхностях пленку, предотвращающую непосред­ственное соприкосновение металлических поверхностей.  

Противозадирные присадки образуют вместе со смазываемыми металлическими поверхностями химическую пленку, которая эффективно предотвращает задиры. Противопенные присадки предотвращают вспенива­ние масел за счет снижения поверхностного напряжения, при этом образующиеся воздушные пузыри легко лопаются.

Присадки, снижающие температуру застывания, предотвращают слипание парафиновых кристаллов и застывание масла.

Присадки, улучшающие индекс вязкости - это высокомолекулярные полимеры, которые замедляют повышение вязкости при понижении температуры.

Классификация моторных масел.

В обозначении моторных масел включены: класс вязкости, группа эксплуатационных качеств и сезонность применения.

Согласно классификации моторные масла, по области применения, разделяются на 6 групп.

В соответствии с ГОСТ-17469-85 масла разных марок в пределах одной группы могут быть совместимы без ухудшения эксплуатационных качеств. Пример: масла М10В, и М14В, - совместимы для применения в ДЭС.

 Основные показатели качества масел группы В2,

Классификация моторных масел по ГОСТу 17479.1-85

Разделяет масла на классы по вязкости и группы по назначению и уровню эксплуатационных свойств.

По вязкости ГОСТ подразделяет масла на следующие классы:

Летние - 8, 10, 12, 14, 16, 20, 24 (цифра ука­зывает вязкость масла в мм2/с: чем она больше, тем выше вязкость);

Зимние — 4, 5, 6;

Всесезонные — имеют двойное обозначение: первая цифра указывает на зимний класс, которому соответствуют низкотемператур­ные характеристики масла, вторая — на летний: 33/8, 43/6, 43/8, 43/10, 53/Ю, 53/12 (буква "з" рядом с цифрой указывает на то, что масло загущено присадками). Группы по эксплуатационным свойствам обозначаются буквами русского алфавита от А до Е (свойства масел улучшаются от А к Е) с индексами: 1 — для бензиновых двига­телей, 2 — для дизелей. Буква без индекса обозначает универсальное масло, пригодное для использования в обоих типах двигателей. Если указаны две буквы, то численный индекс первой указывает на тип двигателя, в котором предпочтительнее использо­вать масло.

Пример обозначения моторного масла по ГОСТу : М-63/12-Е1Д2.

Классификация SAE.

Классификация по SAE определяет применение масла в двигателе внутреннего сгорания с учетом температуры наружного воздуха.

Классификация SAE J-300DEC99 Общества автомобильных инженеров США (Society of Automotive Engineers) разделяет моторные масла по вязкости на 6 зимних и 5 летних классов. Зимние имеют в обозначении букву W (с англ. Winter — зима). Чем больше число, входящее в обозначение класса, тем выше вязкость относящихся к нему масел.

Зимние классы: SAE OW, SAE 5W, SAE 10W, SAE 15W, SAE 20W, SAE 25W;

Летние классы: SAE 20, SAE 30, SAE 40, SAE 50, SAE 60.

Всесезонные масла имеют двойное обозначение, например SAE 10W-30, SAE 15W-40 и т. п.

Производители масел дают собственные рекомендации по температурным диапазо­нам применения различных вязкостных классов масел. Это связано с особенностями конструкции двигателей.

Буква W после цифры обозначает пригодность масла к эксплуатации в холодных условиях. Для масел данных классов кроме указанной в таблице минимальной вязкости при 100°С определяется также предельная температура перекачиваемости и вязкость при низких температурах. Для каждого класса SAE определена максимальная вязкость при своей температуре      (см. приложенную таблицу). Измерение вязкости происходит на имитаторе холодного картера (устройство CCS). Предельная температура перекачиваемости, со своей стороны, показывает самую низкую температуру, при которой масляный насос двигателя может перекачивать масло в системе смазки. Данную температуру можно считать самой низкой температурой безопасного пуска двигателя.

Буквы "HTHS" в таблице расшифровываются как High Temperature High Share Rate, т.е. "высокая температура - высокая прочность на сдвиг". С помощью данного испытания измеряется стабильность вязкости масла в экстремальных условиях при высокой температуре. Большинство имеющихся в продаже в настоящее время моторных масел имеет несколько диапазонов вязкости, т.е., отвечает требованиям к вязкости в определенном классе как при низкой, так и при высокой температуре.

Классификация по API определяет качество основы масла, насколько основа чиста от разного рода примесей, от чего зависит количество оставшегося нагара на деталях мотора при сгорании этого масла.

Классификация моторных масел API была создана и совершенствуется в сотрудничестве API (American Petroleum Institute), ASTM (American Society for Testing and Materials) и SAE. Она определяет пределы различных параметров (в частности, чистоты поршня, износа поршне­вых колец и т.д.) с помощью различных испытательных двигателей.

Классификация API (Американский институт нефти) подразделяет моторные масла на две категории:

S (Service) — для 4-тактных бензиновых двигателей легковых автомо­билей, микроавтобусов и пикапов;

С (Commercial) — для дизелей коммерческих авто-1 транспортных средств (грузовиков), промышленных и сельскохозяйственных тракторов, дорожно-строительной техники, двигателей дизель-генераторов.

Обозначение класса масла состоит из двух букв латинского алфавита: первая (S или С) ука­зывает категорию масла, вторая (от А до L) — уровень эксплуатационных свойств. Чем дальше от начала алфавита вторая буква, тем выше уровень свойств. Класс SL введен только в 2001 г. и отличается от SJ существенно лучшими антиокислительными, противоизносными, противопенными свойствами, а также меньшей испаряемостью.

Универсальные масла для бензиновых двигателей и дизелей имеют обозначения обеих ка­тегорий, например API SG/CD, API SJ/CF.

Энергосберегающие масла обозначаются аббревиатурой ЕС (Energy Conserving) и должны обеспечивать экономию топлива не менее 0,9-2%.

Классы дизельных масел подразделяются дополнительно для двухтактных (СО-2, CF-2) и четырехтактных дизелей (CF-4, CG-4, СН-4).

В настоящее время API сертифицирует моторные масла классов SJ, SL, CF, CF-2,   CF-4, CG-4, СН-4. Масла остальных классов по API, отмененных в США, следует использовать, если они допущены производителем автомобилей.

Классификация моторных масел API разделена на две группы:

Моторные масла для бензиновых двигателей.

Моторные масла для  бензиновых двигателей,  где действуют классы SE, SF, SG, SH и SJ.

SE Класс масел для бензиновых двигателей 1972-1980 гг. выпуска.

SF Моющие и противоизносные свойства масел этого класса выше, чем масел класса SE. Соответствуют требованиям для бензиновых двигателей 1981-1988 гг. выпуска.

SG Масла данного класса обладают еще более высокими моющими и противоизносными свойствами, лучше защищают от шламообразования и продле­вают срок службы двигателя. Соответствуют требо­ваниям большинства производителей двигателей начиная с 1989 г.

SH Этот класс был введен в 1993 г. Испытания и пре­дельные показатели совпадают с классом SG, но методика проведения испытаний более требовательная.

SJ Новый класс масел, введенный в 1996 г. Разработан в соответствии с более жесткими требованиями к выбросам и эксплуатационным свойствам новых двигателей.

Моторные  масла  для   дизельных  двигателей,   где действуют классы СС, CD, СЕ, CF, CG и СН.

СС Класс масел для двигателей с легким турбонаддувом и без него, работающих в умеренных условиях.

CD Класс масел для скоростных дизельных двигателей с турбонаддувом и высокой удельной мощностью, которые требуют от масел высоких противозадирных свойств и предотвращения образования нагара.

СЕ Класс масел для дизельных двигателей с сильным турбонаддувом, работающих при исключительно высоких нагрузках.

CF Класс масел для дизельных двигателей легковых автомобилей с турбонаддувом.

CF-2 Этот класс масел в основном совпадает с предыдущим классом, но масла данного класса предназ­начены для двухтактных дизельных двигателей.

CF-4  Улучшенный класс масел, заменяющий класс СЕ.

CG-4 Класс масел, предназначенных для высоконагруженных дизельных двигателей тяжелого транспорта.

СН-4 Новый класс масел, предназначенных для тяжелого транспорта.

Классификация АСЕА.

Европейская классификация АСЕА (Ассоциация европейских производителей автомобилей)

АСЕА - Ассоциация европейских производителе автомобилей - разработала классификацию моторных масел, которая лучше отвечает требованиям современны европейских автомобилей и условиям их эксплуатации. Она предъявляет более жесткие, чем API, требования к маслам. Классификация АСЕА разделена по типу двигателя на три основные группы: бензиновые двигатели, дизельные двигатели легковых автомобилей и дизельные двигатели тяжелого транспорта.

Содержит 12 классов и разделяет масло по трем категориям (см. таблицу).

А — для бензиновых двигателей легковых автомобилей (А1-98, А2-96 и АЗ-98);

В — для дизелей легковых автомобилей (В1-98, В2-98, ВЗ-98 и В4-98);

Е — для дизелей грузовых автомобилей (Е1-96, Е2-96, ЕЗ-96, Е4-99 и Е5-99).

Последние две цифры указывают год последнего утверждения класса.

Классы обозначаются следующим образом:

Бензиновые двигатели                                        А1, А2 и АЗ

Дизели легковых автомобилей               В1, В2, ВЗ и В4

Дизели тяжелого транспорта                 Е1, Е2, ЕЗ, Е4 и Е5

Цифра после буквы показывает уровень требований данном классе. Чем выше цифра, тем выше требования класса. Исключение составляют, однако, масла классе А1 и В1, которые позволяют сокращать расход топлива, обладают небольшой вязкостью.

Классификация ССМС

Классификация ССМС - Комитета производителей автомобилей стран Общего рынка - была официально отменена в1996 г. и ее заменила новая классификация АСЕ Классификация ССМС еще встречается справочниках и рекомендациях по использованию масел для старых моделей автомобилей. Масла, предназначенные для бензиновых двигателей легковых автомобилей и пикапов, обозначены буквой G, а масла, предназначенные для дизельных двигателей - буквами PC. Моторные масла для дизельных двигателей тяжелого транспорта обозначены буквой D.

Рекомендации по выбору моторного масла

       Компания F.G.Wilson рекомендует использовать для своих агрегатов импортные минеральные моторные масла, вырабатываемые известными фирмами-производителями. Выбор масла по качеству и области применения Качество и область применения масел определяется в соответствии с двумя основными международными системами классификаций API и CCMC. В соответствии с системой классификации API первая буква обозначения определяет область применения масла: S — для бензиновых двигателей, С — для дизельных. Вторая буква отражает степень его улучшения посредством дополнительных добавок (присадок). Например, для дизельных двигателей внутреннего сгорания классификация масел может быть следующей: СА, СВ, СС, СD, СD-11, СЕ и CF-4. Категории СА, СВ, СС являются самыми низкокачественными и не рекомендуются к использованию. Цифра 11 означает, что масло предназначено для двухтактных дизелей, а цифра 4 — что масло предназначено для четырехтактных дизелей. Двигатели Perkins, используемые в ДГУ F.G.Wilson, являются четырехтактными. Для них рекомендуемыми моторными маслами являются CD, CE и CF-4 (по классификации API). Необходимо также иметь в виду, что в классификации API одно и то же моторное масло может быть двойного назначения — как для бензиновых, так и для дизельных двигателей внутреннего сгорания (например, API SG/CD). В соответствии с системой классификации ССМС для ДГУ F.G.Wilson с двигателями Perkins рекомендуются моторные масла ССМС D-5 и ССМС D-4 для дизелей без турбонаддува и с турбонаддувом. Более качественным сортом считается ССМС D-5. Компания Perkins Engines рекомендует использовать для всех двигателей всесезонное масло SAE 15W/40, которое работает при температуре окружающего воздуха свыше-10°C. Эти двигатели рассчитаны для работы только при температурах не ниже -10°C.В данных двигателях должно использоваться только масло, которое отвечает требованиям спецификации "API CG4” или более высокого класса. При использовании надлежащего масла новый двигатель после обкатки должен работать без доливки масла как минимум 24 часа. Масло меняется через 500 часов. Интервал замены масла зависит от стабильности свойств масла. В российском топливе высокое содержание серы, что определяет снижение щелочного и увеличение кислотного чисел масла. Интервал замены масла в этой связи снижен до 250 ч. Также заменяются масляные фильтры. Расход масла на угар не должен превышать 0.1% от использованного топлива. При увеличении расхода масла до 0.5% от использованного топлива нужно выяснить причины повышенного расхода масла.

ГОСТ 12337-84 (МАСЛА МОТОРНЫЕ ДЛЯ ДИЗЕЛЬНЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ ).docx

 //cons-systems.ru/

 С.А. Филин, 2014 г.