Организация и оборудование испытательной лаборатории моторных масел ООО "Лукойл-Волгограднефтепереработка"

Моторное масло — это важный элемент конструкции двигателя. Оно может длительно и надежно выполнять свои функции, обеспечивая заданный ресурс двигателя, только при точном соответствии его свойств тем термическим, механическим и химическим воздействиям, которым масло подвергается в смазочной системе двигателя и на поверхностях смазываемых и охлаждаемых деталей. Взаимное соответствие конструкции двигателя, условий его эксплуатации и свойств масла — одно из важнейших условий достижения высокой надежности двигателей. Современные моторные масла должны отвечать многим требованиям, главные из которых перечислены ниже:

- высокие моющая, диспергирующе-стабилизирующая,  пептизирующая и солюбилизирующая  способности по отношению к  различным нерастворимым загрязнениям, обеспечивающие чистоту деталей  двигателя;

- высокие термическая и термоокислительная  стабильности позволяют использовать  масла для охлаждения поршней, повышать предельный нагрев масла в картере, увеличивать срок замены;

- достаточные противоизносные  свойства, обеспечиваемые прочностью  масляной пленки, нужной вязкостью при высокой температуре и высоком градиенте скорости сдвига, способностью химически модифицировать поверхность металла при граничном трении и нейтрализовать кислоты, образующиеся при окислении масла и из продуктов сгорания топлива,

- отсутствие коррозионного воздействия на материалы деталей двигателя как в процессе работы, так и при длительных перерывах;

- стойкость к старению, способность противостоять внешним  воздействиям с минимальным ухудшением  свойств;

- пологость вязкостно-температурной характеристики, обеспечение холодного пуска, прокачиваемости при холодном пуске и надежного смазывания в экстремальных условиях при высоких нагрузках и температуре окружающей среды;

- совместимость с материалами  уплотнений, совместимость с катализаторами системы нейтрализации отработавших газов;

- высокая стабильность при транспортировании и хранении в регламентированных условиях;

- малая вспениваемость при высокой и низкой температурах;

- малая летучесть, низкий расход на угар (экологичность).

К некоторым маслам предъявляют  особые, дополнительные требования. Так, масла, загущенные макрополимерными присадками, должны обладать требуемой стойкостью к механической термической деструкции; для судовых дизельных масел  особенно важна влагостойкость присадок и малая эмульгируемость с водой; для энергосберегающих — антифрикционность, благоприятные реологические свойства.

Моторные масла классифицируют по различным параметрам, начиная от назначения и заканчивая температурными пределами работоспособности. Рассмотрим наиболее популярные классификации масел, которые используются в большинстве стран, производящих смазочные материалы.

3.1 Классификация моторных масел по вязкости SAE

В настоящее время  общепризнанной международной системой классификации моторных масел по вязкости является SAE J300, разработанная Обществом Автомобильных Инженеров США (Society of Automotive Engineers). Вязкость масла по этой системе выражается в условных единицах - степенях вязкости. Чем больше число, входящее в обозначение класса SAE, тем выше вязкость масла.

Спецификация описывает  три ряда вязкости масел: зимние, летние и всесезонные.

Ряд зимних масел: SAE 0W, 5W, 10W, 15W, 20W, 25W - обозначаются цифрой и буквой "W" (Winter-Зима). Для зимних классов установлены два максимальных значения низкотемпературной динамической вязкости и нижний предел кинематической вязкости при 100°С.

К низкотемпературным параметрам относятся:

Проворачиваемость- показывает динамическую вязкость моторного масла и температуру, при которой масло остается достаточно жидким, чтобы было возможно запустить двигатель.

Прокачиваемость - это динамическая вязкость масла, при которой масло сможет прокачаться по системе смазки и двигатель не будет работать в режиме сухого трения. Температура прокачиваемости ниже температуры проворачиваемости на 5 градусов.

Высокотемпературные свойства зимних масел характеризует минимальная  кинематическая вязкость при 100°С - показатель, определяющий минимальную вязкость моторного масла при прогретом  двигателе.

Ряд летних масел: SAE 20, 30, 40, 50, 60 - обозначаются цифрой без буквенного обозначения. Основные свойства летнего ряда масел определяется по:

- минимальной и максимальной кинематическим вязкостям при 100°С - показатель, определяющий минимальную и максимальную вязкость моторного масла при прогретом двигателе.

- минимальной вязкости при 150°С и скорости сдвига 106 с-1. Градиент скорости сдвига – это отношение скорости движения одной поверхности трения относительно другой к величине зазора между ними, заполненного маслом. С увеличением градиента скорости сдвига снижается вязкость масла, но она снова возрастает, когда скорость сдвига уменьшается.

Ряд всесезонных масел: SAE 0W-20, 0W-30, 0W-40, 0W-50, 0W-60, 5W-20, 5W-30, 5W-40, 5W-50, 5W-60, 10W-20, 10W-30, 10W-40, 10W-50, 10W-60, 15W-30, 15W-40, 15W-50, 15W-60, 20W-30, 20W-40, 20W-50, 20W-60. Обозначение состоит из комбинации зимнего и летнего ряда, разделенных тире. Всесезонные масла должны удовлетворять одновременно критериям и зимнего, и летнего масла. Чем меньше цифра, стоящая перед буквой W, тем меньше вязкость масла при низкой температуре, легче холодный пуск двигателя стартером и лучше прокачиваемость масла по смазочной системе. Чем больше цифра, стоящая после буквы W, тем больше вязкость масла при высокой температуре и надежнее смазывание двигателя при жаркой погоде.

Таким образом, класс SAE сообщает потребителю диапазон температуры  окружающей среды, в котором масло  обеспечит:

- проворачивание двигателя стартером (для зимних и всесезонных масел)

- прокачивание масла масляным насосом по смазочной системе двигателя под давлением при холодном пуске в режиме, не допускающем сухого трения в узлах трения (для зимних и всесезонных масел)

надежное смазывание летом при длительной работе в  максимальном скоростном и нагрузочном  режиме (для летних и всесезонных масел).

3.2 Классификация моторных масел по назначению и уровням эксплуатационных свойств ACEA

Ассоциация европейских  производителей автомобилей (Association des Constracteuis Europeen des Automobiles) с 1 января 1996 года ввела свою классификацию моторных масел, которая с тех пор неоднократно обновлялась. В работе приведена классификация, введенная с 22 декабря 2008 года.

Требования европейских  стандартов к качеству моторных масел  являются более строгими, чем американских, т.к. в Европе условия эксплуатации и конструкция двигателей отличаются от американских:

- более высокой степенью  форсирования и максимальными  оборотами;

- меньшей массой двигателей;

- большей удельной  мощностью;

- большими допустимыми  скоростями передвижения;

- более тяжелыми городскими режимами.

Ввиду этих особенностей испытания моторных масел проводятся на европейских двигателях и по методикам, отличающимся от американских.

Классификация ACEA разделяет  моторные масла на 3 класса:

- A/B — для бензиновых двигателей и дизелей легковых автомобилей и легких грузовиков. Делятся на следующие подклассы:

1) A1/B1 - Предназначены для бензиновых двигателей и легковых дизелей, которые разработаны для использования масел с увеличенными интервалами замены.

2) A3/B3 - Предназначены для высокопроизводительных бензиновых двигателей и легковых дизелей, разработанных для применения и/или с увеличенными интервалами замены масла, и/или для применения в тяжелых условиях эксплуатации, и/или всесезонного применения маловязких масел.

3) A3/B4 - Предназначены для применения в высокопроизводительных бензиновых двигателях и дизелях с непосредственным впрыском топлива. Могут применяться вместо масел класса A3/B3.

4) A5/B5 - Предназначены для высокопроизводительных бензиновых двигателей и легковых дизелей, которые разработаны для использования масел с увеличенными интервалами замены.

- C — совместимые с нейтрализаторами отработавших газов, предназначены для автомобилей, оборудованных сажевыми фильтрами и трехкомпонентными каталитическими нейтрализаторами.  Делятся на следующие подклассы:

1) C1 - Применяются в высокопроизводительных бензиновых двигателях и легковых дизелях, имеют минимальную вязкость при высоких температурах и высоких скоростях сдвига 2.9 mPa.s.

2) C2 - Применяются в высокопроизводительных бензиновых двигателях и легковых дизелях, имеющт минимальную вязкость при высоких температурах и высоких скоростях сдвига 2.9 mPa.s. Эти масла продлевают срок эксплуатации сажевых фильтров и каталитических нейтрализаторов и способствуют экономии топлива.

3) C3 - Применяются в высокопроизводительных бензиновых двигателях и легковых дизелях, имеют минимальную вязкость при высоких температурах и высоких скоростях сдвига 3.5 mPa.s. Эти масла также продлевают срок эксплуатации сажевых фильтров и каталитических нейтрализаторов.

4) C4 - Применяются в высокопроизводительных бензиновых двигателях и легковых дизелях, имеют минимальную вязкость при высоких температурах и высоких скоростях сдвига 3.5mPa.s. Эти масла продлевают срок эксплуатации сажевых фильтров и каталитических нейтрализаторов и способствуют экономии топлива.

- E - для мощных дизелей грузовых автомобилей. Это масла, обеспечивающие высокую чистоту поршней, защиту от износа, имеющие высокую стойкость от загрязнения сажей и стабильные свойства на протяжении всего периода эксплуатации. Рекомендованы для современных дизельных двигателей, отвечающих требованиям Евро-1, Евро-2, Евро-3, Евро-4 и Евро-5 и работающих в тяжелых условиях с удлиненными интервалами замены. Делятся на следующие подклассы:

1) E4 - Могут применяться только в двигателях без сажевого фильтра, и в некоторых двигателях с системами рециркуляции выхлопных газов и снижения выбросов оксидов азота.

2) E6 - Могут применяться в двигателях с системой рециркуляции выхлопных газов, с или без сажевого фильтра, и для двигателей с системами снижения выбросов оксидов азота.

3) E7 - Масла, эффективно обеспечивающие чистоту поршней и защиту от лаковых отложений. Рекомендованы для применения в двигателях без сажевых фильтров и для большинства двигателей, оснащенных системами рециркуляции выхлопных газов и снижения выбросов оксидов азота.

4) E9 - Масла, эффективно обеспечивающие чистоту поршней и защиту от лаковых отложений. Могут применяться в двигателях с или без сажевых фильтров и в большинстве двигателей, оснащенных системами рециркуляции выхлопных газов и снижения выбросов оксидов азота.

 

3.3 Классификация моторных масел по вязкости, назначению и уровням эксплуатационных свойств ГОСТ

Таблица 1 - Группы моторных масел по вязкости и их примерное соответствие классификации SAE:

3з	5W
4з	10W
5з	15W
6з	20W
3з/8	5W-20
4з/6	10W-20
4з/8	10W-20
4з/10	10W-30
5з/10	15W-30
5з/12	15W-30
5з/14	15W-40
6з/10	20W-30
6з/14	20W-40
6з/16	20W-40

 

 

Таблица 2 - Группы моторных масел по назначению и эксплуатационным свойствам

А		Нефорсированные бензиновые двигатели и дизели
Б	Б1	Малофорсированные бензиновые двигатели, работающие в условиях, которые  способствуют образованию высокотемпературных  отложений и коррозии подшипников
	Б2	Малофорсированные дизели
В	В1	Среднефорсированные бензиновые двигатели, работающие в условиях, которые способствуют окислению масла и образованию отложений всех видов
	В2	Среднефорсированные дизели, предъявляющие повышенные требования к антикоррозионным, противоизносным  свойствам масел и способности предотвращать образование высокотемпературных отложений
Г	Г1	Высокофорсированные бензиновые двигатели, работающие в тяжелых  эксплуатационных условиях, способствующих окислению масла, образованию отложений  всех видов и коррозии
	Г2	Высокофорсированные дизели без наддува или с умеренным наддувом, работающие в эксплуатационных условиях, способствующих образованию высокотемпературных отложений
Д	Д1	Высокофорсированные бензиновые двигатели, работающие в эксплуатационных условиях, более тяжелых, чем для масел группы Г
	Д2	Высокофорсированные дизели с наддувом, работающие в тяжелых  эксплуатационных условиях или когда  применяемое топливо требует  использования масел с высокой  нейтрализующей способностью, антикоррозионными  и противоизносными свойствами, малой склонностью к образованию всех видов отложений
Е	Е1	Высокофорсированные бензиновые двигатели и дизели, работающие в  эксплуатационных условиях более тяжелых, чем для масел групп Д1 и  Д2
	Е2	Отличаются повышенной диспергирующей способностью, лучшими противоизносными свойствами