Небходимая степень вязкости

Необходимая вязкость масла определяется на основании следующих факторов:

• особенности конструкции;

• степень износа двигателя;

• температура окружающей среды;

• режим работы двигателя.

При выборе степени вязкости моторного масла, следует руководствоваться рекомендациями производителя конкретного двигателя. Эти рекомендации основываются на конструктивных особенностях двигателя - степень нагрузок на масло, гидродинамическое сопротивление масляной системы, производительность масляного насоса, максимальные температуры масла в различных зонах двигателя в зависимости от температуры окружающей среды (особенности систем охлаждения). Рекомендации производителей автомобилей по применению моторных масел, в зависимости от температуры окружающей сре­ды, приведены в Приложении В.

Классификация по назначению и уровням качества

Назначение и качество

Качество масла - это комплекс свойств, который необходим для выполнения работы масла по назначению. Одни свойства, такие как вязкостные, являются основными для всех масел, независимо от их назначения, а другие необходимы только в определенных условиях применения и в каждом конкретном случае характеризуются обособленными показателями качества.

Для облегчения выбора масла требуемого качества для конкретного типа двигателя и условий эксплуатации, были созданы системы классификации. В каждой системе моторные масла подразделяются на ряды и категории, основанные на уровне качества и назначении. Эти ряды и категории созданы по инициативе международных организаций нефтеперерабатывающих компаний и автопроизводителей с учетом конструктивных особенностей различных типов двигателей и условий их эксплуатации. Назначение и уровни качества являются основой ассортимента масел. Ввиду некоторого различия в конструкциях и условиях эксплуатации, в настоящее время одновременно существуют несколько систем классификации моторных масел -API/1LSAC, JASO, АСЕА и ГОСТ (для стран СНГ).

Военное ведомство США и наиболее крупные производители автомобилей выдвигают дополнительные требования к качеству моторных масел. Таким образом, наряду с общепринятыми системами классификаций, существуют и требования (спецификации) производителей автомобилей.

Система классификации API

API система классификации моторных масел (API Engine Service Classification System) развивалась с 1969 года в результате совместной работы API, ASTM и SAE. Система полностью изложена в стандартах ASTM D 4485 "Стандартная спецификация на качество эксплуатационных свойств моторных масел" (Standard Performance Specification for Performance of Engine Oils) и SAE J183 APR96 «Качество эксплуатационных свойств мо­торных масел и эксплуатационные классификации двигателей (за исключением энерго­сберегающих масел)" (Engine Oil Performance and Engine Service Classifications (Other than «Energy Conserving»). Новый качественный шаг в развитии качества и классификации моторных масел был сделан в 1983-1992 годах, когда под руководством API и участии представителей производителей автомобилей (ААМА), двигателей (ЕМА) и технических союзов (ASTM и SAE) была создана и развита "Система лицензирования и сертификации моторных масел EOLCS" (Engine Oil Licensing and Certification System, API Publication No. 1509). Эта система постоянно совершенствуется. В настоящее время аттестация моторных масел проводится согласно требованиям EOLCS и "Свода правил СМА" (СМА Code of Practice) в системе API (ASTM D 4485, SAE Л83 APR96) установлены три эксплуатационные истории (три ряда) назначения и качества моторных масел:

API S состоит из категорий качества моторных масел для бензиновых двигателей, идущих в хронологическом порядке. Дня каждой новой генерации присваивается дополнительная буква по алфавиту: API SA, API SB, API SC, API SD, API SE, API SF, API SG, API SH и API SJ ( категория SI - намеренно пропущена API, для исключения путаницы с Международной системой мер). Категории API SA, API SB, API SC, API SD, API SE, API SF, API SG на сегодняшний день признаны недействительными, как устаревшие, однако в некоторых странах масла этих категорий еще выпускаются, категория API SH является «условно действующей» и может использоваться только как дополнительная, например API CG-4/SH;

API С состоит из категорий качества и назначения масел для дизельных двигателей, идущих в хронологическом порядке. Для каждой новой генерации присваивается дополнительная буква по алфавиту: API СА, API СВ, API СС, API CD, API CD-II, API СЕ, API CF, API CF-2, API CF-4, API CG-4 и API CH-4. Категории API CA, API CB, API CC, API CD, API CD-II на сегодняшний день признаны недействительными, как устаревшие, однако в некоторых странах масла этих категорий еще выпускаются; API ЕС - энергосберегающие масла (Energy Conserving). Новый ряд высококачественных масел, состоящий из маловязких, легкотекучих масел, уменьшающих расход топлива по результатам тестов на бензиновых двигателях; существующие категории:

◊ API SH/EC (устаревшая) - экономия топлива не менее 1,5 %, по сравнению с эталонным маслом SAE 20w-30;

◊ API SH/ECII (устаревшая) - экономия топлива не менее 2,7 %, по сравнению с эталонным маслом SAE. 20w-30;

◊ API SJ/EC (действующая) - экономия в зависимости от вязкости тестируемого масла (Приложение D);

Классификация, качество и маркировка этих масел регламентируются документами:

◊ API выпуск No. 1509 "Система лицензирования и сертификации моторных масел" (API Publication No. 1509 - Engine Oil Licensing and Certification System);

◊ ASTM D-2 предложение Р205 "Классификация энергосберегающих моторных масел" (ASTM D-2 Proposal 205 - Classification for Energy-Conserving Engine Oils);

◊ стандарт «SAE J1423 AUG94 "Классификация энергосберегающих моторных масел для легковых автомобилей и грузовых автомобилей особо малой -и малой грузоподъемности" (SAE Л 423 A UG94 - Classification of Energy-Conserving Engine Oil for Passenger Cars, Vans, and Light-Duty Trucks).

Уменьшение вязкости масла может обеспечить экономию топлива в прогретом дви-:сле 0,6-5,5 % ( при снижении высокотемпературной вязкости), а в холодном - 1,0-6,5 % :ш снижении низкотемпературной вязкости). При оптимальной комбинации моторного рансмиссионного масла можно достичь экономии топлива в размере 2,7-10,9 %.

Универсальные масла для бензиновых и для дизельных двигателей обозначаются \'мя символами соответствующих категорий: первый символ является основным, а вто-й указывает на возможность применения этого масла для двигателя другого типа. На-нмер, API CG-4/SH - масло, оптимизированное для применения в дизельных двигате-. но его можно применять и в бензиновых двигателях, для которых предписывается ело категории API SH и ниже (SG, SF, SE и т.д.).

Знаки API. Масла, соответствующие требованиям действующих категорий качества и прошедшие официальные испытания API - SA, имеют на своих этикетках графический круглый знак (domil mark) - "API символ обслуживания" (API Service Symbol), в котором указаны степень вязкости по SAE, категория качества и назначения по API и возможная степень энергосбережения ( рис. 3.3).

а б

Рис. 3.3. "АРІ символ обслуживания": а - энергосберегающее масло высокого качества; б - масло высокого качества

Новейшие категории масел сертифицированные АРІ, в случае соответствия требованиям ILSAC, обозначаются "Символом Свидетельства сертификации API" (API Certification Mark), (рис. 3.4), так называемым знаком "Звездного взрыва" ("Starburst"). Этот знак может присваиваться только энергосберегающим, легкотекучим маслам наивысшего уровня качества, с вязкостями SAE OW-..., 5W-... и 10W-... . Система требований к маслам серии ILSAC GF является составной частью системы API Обеспечения Качества Американских Масел (EOLCS).

Рис. 3.4. АРІ сертификационный знак" Starburst

Системы API - ILSAC предназначены для удовлетворения требований к маслам, используемым в двигателях американских и японских автомобилей. Требования европейских автопроизводителей несколько отличаются по причине конструктивных и эксплуатационных особенностей европейских двигателей. Несмотря на это, большинство моторных масел, поступающих на европейский рынок, маркируются знаками соответствия категориям качества API и, в редких случаях, даже «Символом Обслуживания API» (API Service Symbol).

Категории API. Определяющими показателями категорий масел являются:

• комплекс физико-химических и эксплуатационных показателей качества, регламентируемых стандартом;*

• тип двигателя;

• год выпуска;

• назначение масла;

•особенности режима работы двигателя и др.

Категории масел для бензиновых двигателей легковых автомобилей Масла категории S (service ) предназначены для бензиновых двигателей легковых автомобилей, микроавтобусов и грузовых автомобилей малой грузоподъемности.

категория API _SF:

• масла данной категории предназначены для двигателей моделей 1988 года и старше, питаемых этилированным бензином. Они имеют более эффективные, чем предыдущие категории, противоокислительные, противоизносные, антикоррозионные свойства и обладают меньшей склонностью к образованию высоко- и низкотемпературных отложений и шлака.

• масла API SF заменяют масла API SC, API SD и API SE в более старых двигателях.

категория API SG:

• лицензированная категория, утвержденная в 1988 году. Выдача лицензий прекращена в конце 1995 года. Масла предназначены для двигателей моделей 1993 года и старше, питаемых неэтилированным бензином с оксигенатами. Удовлетворяют требованиям, выдвигаемым к маслам для дизельных двигателей категорий API CC и API CD. Имеют более высокую термическую и противокислительную стабильность, улучшенные противоизносные свойства, уменьшенную склонность к образованию отложений и шлама.

• масла API SG заменяют масла категорий API SF, SE, API SF/CC и API SE/CC.

категория API SH (условно действующая):

• лицензированная категория, утвержденная в 1992 году. На сегодняшний день категория является условно действующей и может быть сертифицирована только как дополнительная к категориям API С (например API CF-4/SH). По требованиям соответству­ет категории 1LSAC GF-1, но без обязательного энергосбережения. Масла данной категории предназначены для бензиновых двигателей моделей 1996 года и старше. При проведении сертификации на энергосбережение, в зависимости от степени экономии топлива присваивались категории API SH/EC и API SH/ECII.

категория API SJ (действующая):

• категория утверждена 06.11.1995, лицензии стали выдаваться с 15.10.1996. Масла данной категории предназначены для всех используемых в настоящее время бензиновых двигателей и полностью заменяют масла всех существовавших ранее категорий в более старых моделях двигателей. Максимальный уровень эксплуатационных свойств. Возможность сертификации по категории энергосбережения API SJ/EC.

проект категории API SL (на стадии разработки проектное название PS-Об) :

• API планировал разрабатывать проект PS-Об как следующую категорию API SK, но один из поставщиков моторных масел в Корее использует сокращение «SK» как часть своего корпоративного имени. Для исключения возможной путаницы буква «К» будет пропущена для следующей категории «S».

• стабильность энергосберегающих свойств;

• пониженная летучесть;

• удлиненные интервалы замены;

• предполагаемое введение в действие - 2-ой квартал 2001-го года.

Таблица 3.2 - Сравнение требований к американским категориям моторных масел для бензиновых двигателей

Примечание: уровень требований: - - нет требовании; + - низкий; ++ - средний; +++ - повышенный; ++++ - высокий. Моторное масло API SJ по сравнению с API SH испытывается в более жестких условиях

Таблица 3.3 - Примерный состав присадок в американских моторных маслах для бензиновых двигателей, в % (масс.)

Категории масел для дизельных двигателей коммерческих автомобилей

Данные категории обозначаются буквой С (commercial). Старые категории API CA и СВ не обсуждаются.

категория API CC (устаревшая):

Категория введена в 1961 году. Масла для дизельных двигателей без наддува. Допускается применение для двигателей с турбонаддувом, работающих в легком или сред­нем режиме и для бензиновых двигателей большой мощности. Масла данной категории содержат антикоррозионные присадки и присадки предотвращающие образование высоко- и низкотемпературных отложений.

категория API CD (устаревшая):

Категория введена в 1955 году. Типичная категория масел для дизельных двигателей с гурбонаддувом и без, для которых требуется эффективный контроль за накоплением продуктов износа. Допускается применение топлива с повышенным содержанием серы. Масла содержат присадки предотвращающие образование высокотемпературных отложений и предохраняющие подшипники от коррозии.

• Соответствует требованиям M1L-L-2104C/D.

категория API CD + (устаревшая):

• Категория-создана для удовлетворения требованиям японских автопроизводителей. Масла обладают повышенной устойчивостью к окислению, загущению (под влиянием накопления сажи) и повышенной зашитой клапанного механизма от износа.

категория API CD-II (устаревшая):

• Категория введена в 1987 году. Масла данной категории предназначены для двухтактных дизельных двигателей. Эффективно подавляют износ и образование шлама.

• Соответствует всем требованиям категории API CD

категория АРІ СЕ (устаревшая):

• Категория введена в 1987 году. Масла предназначены для форсированных и мощных дизельных двигателей с турбонаддувом и без, работающих как при малых оборотах и больших нагрузках, так и при больших оборотах и больших нагрузках.

• Заменяет масла категорий API СС и CD в более старых двигателях.

категория API CF (действующая):

• Категория введена в 1994 году. Масла предназначены для внедорожной техники, для двигателей с распределенным впрыском, включая двигатели работающие на топливе с содержанием серы более 0,5 % от массы. Масла данной категории эффективно подавляют образование нагара на поршнях, износ и коррозию медных сплавов подшипников.

• Заменяет масла категории API CD в более старых двигателях.

категория API CF-2 (действующая):

• Категория введена в 1994 году. Масла предназначены для высоконагруженных двухтактных дизельных двигателей. Эффективно подавляют износ цилиндров и залегание (закоксование) поршневых колец.

• Заменяет масла категории API CD-I1 в более старых двигателях;

категория API CF-4 (действующая):

• Категория введена в 1990 году. Масла предназначены для высокоскоростных мощных четырехтактных дизельных двигателей с турбонаддувом и без него, устанавливаемых на мощных магистральных тягачах. Отвечают всем требованиям качества категории АРІ СЕ и, кроме того, обладают меньшим расходом на угар и меньшей склонностью к нагарообразованию на поршнях. При согласовании с требованиями категории API SG (API CF-4/SG), могут быть применены для бензиновых двигателей легковых и малых грузовых автомобилей. Отвечают повышенным требованиям по токсичности отработанных газов.

• Заменяет масла категории АРІ СЕ в более старых двигателях

категория API CG-4 (действующая)

Категория представлена в 1995 году. Масла предназначены для высоконагруженных, высокоскоростных, четырехтактных дизельных двигателей грузовых автомобилей магистрального типа использующих топливо с содержанием серы менее 0,05 % от массы и немагистрального типа (содержание серы может достигать 0,5 % от массы). Эффективно подавляют образование высокотемпературного нагара на поршнях, износ, пенообразование, окисление, образование сажи (эти свойства необходимы для двигателей новых магистральных тягачей и автобусов). Категория создана для удовлетворения требованиям стандартов США по токсичности отработанных газов (редакция 1994 года);

• Заменяет масла категорий API CD, API СЕ и API CF-4. Основным недостатком, ограничивающим применение масел данной категории в мире, является относительно боль­шая зависимость ресурса масла от качества применяемого топлива

категория API CH-4 (действующая):

• Проектное название API PC-7. Категория представлена 1 декабря 1998 года. Масла данной категории предназначены для высокоскоростных, четырехтактных двигателей выполняющих требования жестких стандартов 1998 года по токсичности отработанных газах. Отвечают высочайшим требованиям не только американских, но и европейских производителей дизельных двигателей. Специально сформулированы для применения в двигателях, использующих топливо с содержанием серы до 0,5% от массы. В отличие от категории API CG-4, допускается применение дизельного топли­ва с содержанием серы более 0,5 %, что является важным преимуществом в странах, в которых распространены высокосернистые топлива (Южная Америка, Азия, Африка). Масла удовлетворяют повышенным требованиям по уменьшению износа клапанов и уменьшению образования нагара.

• Заменяют масла категорий API CD, API СЕ, API CF-4 и API CG-4.

категория API PC-7.5 (проект)

• В январе 1999 года требования по токсичности отработанных газов были существенно ужесточены. Для удовлетворения этим требованиям североамериканские автопроизводители внесли ряд конструктивных изменений в свои двигатели, что привело к увеличению уровня образования сажи в моторных маслах в три-пять раз. Для предотвращения вредных последствий наличия сажи в моторном масле (увеличение степени износа деталей двигателя и загущение масла), необходимо было ввести ряд дополнительных требований и испытаний. С этой целью предполагалось создать новую кате­горию с проектным названием API PC-7.5. Однако "Mack Truck" и "Cummins" создали новые методы испытаний Mack T-8E, Mack T-9, Cummins М-11 и выпустили собственные спецификации - Mack EO-M Plus и Cummins CES 20076. Требования данных спецификаций были признаны достаточными для удовлетворения требований к новым маслам со стороны других автопроизводителей и были включены, как дополнитель­ные, в категорию API CH-4. Потребность в новой категории API PC-7.5 отпала.

категория API PC-8 (проект)

• Проект создавался для удовлетворения потребностей японских автомобилестроителей. Был рекомендован для двигателей с пониженной эммисией выхлопных газов. Не получил большой известности в связи с созданием нового японского стандарта J ASO DX-1.

категория API PC-9 (проект)

• Эта категория проектируется в связи с новыми экологическими требованиями, которые сформулированы Американским агенством по охране окружающей среды (ЕРА) Основным способом удовлетворения этих требований является система рециркуляции отработанных газов (EGR - exhaust gas recirculation). Для этого требуются изменение конструкции двигателей и придание новых эксатуатационных свойств моторным маслам. Одновременно прогнозируется повышение удельных мощностей двигателей. Основные отличия работы моторного масла в условиях рециркуляции выхлопных газов и повышенной удельной мощности:

- тенденция к образованию сильных кислот;

- повышенное образование сажи и, в связи с этим, загущение масла и повышенный износ деталей двигателя;

- более высокотемпературный режим работы двигателя и масла.

Для оценки повышенных эксплуатационных свойств, вводятся новые моторные испытания на стендовых двигателях с рециркуляцией выхлопных газов:

- Cat IQ,

- Mack Т-10,

- Cummins M-ll.

Категорию API PC-9 предполагается ввести в действие в 2002 году.

Таблица 3.4 - Сравнение требований к новейшим американским категориям моторных масел для дизельных двигателей

Таблица 3.5 - Примерный состав присадок в американских моторных маслах для дизельных двигателей, в % (от массы)

По старой системе API, основные свойства и назначение масла обозначались принятыми терминами и буквами. На сегодня эта система отменена, но в названиях современных марок масел иногда встречаются применявшиеся ранее термины.

Основные обозначения:

• Regular oil - минеральное масло без присадок, полученное путем вакуумной дистилляции без дальнейшей обработки (straight mineral oil);

• Premium oil - минеральное масло с противоокислительными присадками;

• Heavy Duty oil, HD oil - масло с противоокислительными, моющими и диспергирующими присадками для мощных двигателей;

• ML - масло для бензиновых двигателей, работающих в легких условиях (L - light);

• ММ - масло для бензиновых двигателей, работающих в умеренно тяжелых условиях (М - moderate);

• MS - масло для бензиновых двигателей, работающих в тяжелых условиях (S - severe);

• DG - масло для дизельных двигателей, работающих в легких условиях (G - general);

• DM - масло для дизельных двигателей, работающих в умеренно тяжелых условиях (М - moderate);

•DS - масло для дизельных двигателей, работающих в тяжелых условиях (S - severe).