Моторное масло. Ликбез для знатоков

Живая кровь мотора

В ключевых узлах двигателя внутреннего сгорания множество пар трения, нуждающихся в постоянной смазке, и даже кратковременная работа без масла (по-сухому) приводит в негодность подшипники скольжения, вкладыши коленчатого вала и шатунов, поршневые пальцы и кольца, зеркало цилиндров, опоры распределительного вала и другие узлы. Вот почему от качественного состава масла зависит долговечность этих пар трения.

Система смазки двигателей работает под давлением. На «холодном» двигателе практически все масло находится в резервуаре поддона картера, и незначительное количество остается в парах трения. Как только стартер проворачивает коленчатый вал, начинают вращаться шестерни масляного насоса и масло поступает в систему смазки. Прежде всего оно проходит через сетку маслоприемника, который отделяет возможную грязь, а также через масляный фильтр. По многочисленным каналам масло распределяется внутри двигателя и поступает на движущиеся детали, прежде всего на опорные подшипники коленвала, через отверстия в нем. Таким же образом масло попадает на шатуны. Далее смазываются днища поршней и поршневые пальцы, на которые моторное масло поступает через каналы в блоке цилиндров. Наконец, некоторое количество моторного масла попадает в головку блока цилиндров, где смазывает толкатели и втулки клапанов. В двигателях с турбонаддувом масло принудительно подается на втулки турбокомпрессора по отдельной магистрали (трубке). На ряде моделей моторов предусмотрено также промежуточное охлаждение масла в процессе работы, в систему смазки включен маслорадиатор. Пройдя под давлением по всем каналам, масло стекает обратно в картер. При работе двигателя моторное масло каждую минуту совершает от трех до четырех полных циклов. Это чем-то напоминает систему кровообращения.

Казалось бы, для нормальной работы достаточно нормального количества масла (уровня в картере), исправного маслонасоса и не забитых грязью каналов. Но, например, при пуске холодного мотора в мороз масло в картере оказывается слишком густым и не сразу попадает ко всем парам трения. При более-менее высоких оборотах масло подается под разным давлением. По этим причинам встает вопрос вязкости или текучести масла. От работы двигателя в масле появляется нагар, и оно частично изменяет свои свойства – здесь актуальна проблема моющих свойств масла. В расчете на эти и другие специфические условия смазки различных моторов в различных условиях производители смазывающих жидкостей разрабатывают различные сорта масла, т. е. добавляют в исходный нефтепродукт различные наборы присадок.

Специалисты обращают внимание на то, что масло должно на протяжении всего пробега между заменами справляться с целым рядом обязанностей. Во-первых, смазывать трущиеся детали, т. е. образовывать прочную тончайшую пленку на поверхностях и исключать прямой контакт деталей между собой. Не секрет, что у тех же шеек, вкладышей, поршневых колец, как бы хорошо они ни были обработаны и подогнаны, на поверхностях остаются микроскопические неровности, трение которых между собой приведет к задирам – образованию царапин, канавок. Но даже если до таких разрушений, как задир, дело не дойдет, смазка, защищая стремительно вращающиеся детали от прямого контакта, призвана снизить износ деталей двигателя.

Во-вторых, на масло отчасти ложится задача охлаждать детали двигателя, отводить тепло, образующееся в результате сгорания топлива и трения. Моторное масло оказывает определенную помощь системе охлаждения двигателя.

В-третьих, у масла должны присутствовать моющие свойства. Оно препятствует образованию нагара и лакообразных отложений, поддерживает продукты старения и износа в виде стойкой эмульсии, противостоит образованию осадка, выносит продукты износа из зоны трения; нейтрализует кислоты, появляющиеся при окислении масла и сгорании топлива. И, конечно, предотвращает коррозию деталей двигателя.

Натуральное или синтетическое?

На вопрос, чем отличается минеральное моторное масло от синтетического, знатоки дают достаточно простой и понятный неспециалисту ответ. Минеральное масло – это натуральное масло, полученное из нефти путем крекинга, а синтетическое – вещество, изготовленное в результате синтеза. Полусинтетическое масло делается из смешанной основы, где 30–50 % – это синтетическая составляющая, а 50–70 % – минеральный наполнитель.

Технология синтеза молекул позволяет получить синтетическую основу, которая меньше подвергается влиянию внешних факторов, чем натуральное масло. У синтетического масла структура молекул более близка к однородной, чем у минерального. Свойства синтетической основы более стабильны при длительной эксплуатации. Например, преимуществом синтетического моторного масла считается высокая стабильность свойств и характеристик при различных температурах. «Синтетика» меньше боится низких температур и перегрева, дольше сохраняет свои свойства. Ведь мотор то остывает, то прогревается при работе, и особенно это ощущается зимой.

Способности противостоять перепадам температур, текучести и стабильности характеристик «минералки» уже не хватает многим сложным по конструкции и рассчитанным на высокие обороты моторам автомобилей XXI века. В старых моделях двигателей эти показатели проявляются не так остро, и минеральное масло, залитое в них, вполне справляется со своими обязанностями. Это же касается моторов, рассчитанных для работы на невысоких оборотах. А если у двигателя большой пробег, то синтетика с ее моющими свойствами способна привести в негодность резиновые сальники, прокладки, маслосъемные колпачки – в такие моторы заливают только минеральное масло.

Полусинтетическое масло обладает лучшими показателями, чем минеральное, но уступает синтетическому. Такое масло можно заливать, например, в современные двигатели с большим пробегом, у которых увеличивается угар синтетического масла.

Они работают на дизеле

Помимо различий между минеральным, полусинтетическим и синтетическим маслом стоит отметить еще одну существенную группу различий между маслами для бензиновых и дизельных двигателей, ведь у мотора, работающего на бензине, и дизеля есть специфические особенности работы. Например, у дизеля в некоторых узлах выше тепловая напряженность по сравнению с бензиновым двигателем, степень сжатия у дизелей почти в два раза выше. Это прямо сказывается на процессах окисления: они протекают значительно быстрее.

Кроме того, солярка в цилиндрах сгорает не полностью, и поэтому в дизеле всегда образуется большое количество продуктов неполного сгорания, например, сажи. За счет высокой степени сжатия в картер из цилиндров прорывается больше газов, которые тоже окисляют масло. В дизельном топливе сернистых со­единений несколько больше, чем в бензине, поэтому при сгорании образуется больше окислов серы, и они очень агрессивны. Соотношение топлива и воздуха в дизелях иное, чем в бензиновых двигателях. Для дизелей воздуха надо больше. А это в свою очередь приводит к загрязнению и образованию нагара. По­этому состояние воздушного фильтра для дизеля также очень важно.

В силу всех перечисленных особенностей в масла для дизелей вводят дополнительные присадки для нейтрализации продуктов окисления. Дизельные масла, как правило, имеют большее щелочное число и соответственно более устойчивы к окислению.

Интересно, что в наше время разрабатываются отдельные семейства масел для дизелей легковых и грузовых автомобилей, и между ними есть определенные различия. Конечно, принципиально дизельные двигатели легковых и грузовых автомобилей не различаются, но специфических особенностей у них немало. Например, двигатели легковых автомобилей более оборотистые, а грузовые развивают максимальные мощность и крутящий момент не на таких высоких оборотах. Существенно отличается не только рабочий объем, но и размерность всех основных узлов и деталей. Важно и то, что двигатели грузовых автомобилей рассчитаны на более длительные пробеги между заменами масла. Если на легковых автомобилях сервисная книжка предписывает замену масла примерно через 15 тысяч километров, то у тяжелых грузовиков интервал возрастает тысяч до 30–40.

С поправкой на эти особенности производители закладывают определенные различия в спецификациях масел: масла для грузовиков, как правило, имеют большее щелочное число и зольность. Грузовое масло проходит цикл испытаний, отличающийся от методики испытаний масла, рассчитанного на легковые дизели. В свою очередь применять грузовые дизельные масла в легковых дизелях не рекомендуется, потому что высокая зольность и щелочность грузового масла может привести к повышенному образованию нагара на поршнях и клапанах. Легковые дизельные масла бывают непригодны для грузовиков – большие рабочий объем двигателя, количество потребляемого топлива и интервал замены масла требуют, чтобы у масла был значительно больше запас щелочности, в «грузовом» масле применяется оригинальный пакет присадок, которые придают маслу высокую зольность.

Об особенностях маркировки масел и основных принципах подбора масла по надписи на канистре мы поговорим в следующий раз.