Соответствие классов вязкости моторных масел по ГОСТ 17479.1-85 и SAE J300DEC99

Классификация API подразделяет масла на две категории:

S -категория "сервис" и С - коммерческая категория. Масла категории S предназначены для бензиновых двигателей. Масла категории С предназначены для дизельных двигателей (рис 11).

В каждой категории масла в зависимости от условий работы подразделяются на классы, также имеющие буквенную маркировку. Поэтому обозначение масел в соответствии с классификацией производится двумя буквами латинского алфавита, указывающими категорию и класс масел, например SE (для карбюраторных двигателей) или CD (для дизелей). Универсальные масла, относящиеся к обеим категориям классификации API, имеют маркировку двух разных категорий, например SE/CD.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.

Рис. 11. Классификация API моторных масел

Европейская классификация АСЕА (Ассоциация европейских производителей автомобилей) предъявляет более жесткие, чем API, требования к маслам. Содержит 15 классов и разделяет масло по трем категориям.

А — для бензиновых двигателей легковых автомобилей(А1-98, А2-96, A3-98 и А4-02);

В — для дизелей легковых автомобилей (В1-98, В2-98, B3-98, В4-98 и В5-02);

Е — для дизелей грузовых автомобилей (Е1-96, Е2-96, E3-98, Е4-99, Е5-99 и Е5-02).

Последние две цифры указывают год последнего утверждения класса.

Класс Е1-96 на данный момент отменен, но так же, как указано выше, его следует применять, если имеется допуск автопроизводителя.

Разработанная Международным комитетом по одобрению и стандартизации смазочных материалов (ILSAC) классификация совместно с JAMA (Ассоциация производителей автомобилей Японии) и ААМА (Ассоциация производителей автомобилей Америки). ILSAC содержит три классаGF-1, GF-2, GF-3для бензиновых двигателей легковых автомобилей. Последний введен недавно и его свойства во многом совпадают с классом SL по API, но GF-3, как и все масла этой классификации, обязательно является энергосберегающим, а низкотемпературные характеристики у него ограничены классами SAE OW, SAE 5W, SAE 10W.

Для бензиновых двигателей легковых автомобилей японского производства лучше всего подходит эта классификация, для американских автомобилей равноценны как масла по ILSAC, так и по API.

В классификациях API и АСЕА сформулированы минимальные базовые требования, которые согласованы между производителями масел, присадок к ним и изготовителями автомобилей. За последними оставлено право выдвигать собственные дополнительные требования к маслам, которые формулируются в спецификациях автопроизводителей.

Поскольку конструкции двигателей разных марок различаются между собой, условия работы масла в них не совсем подобны. Поэтому изготовители автомобилей проводят испытания масел на двигателях собственного производства. На основании этого указывают либо определенный класс по какой-либо классификации (например, АСЕА), либо составляют собственные спецификации, в которых обозначены конкретные марки масел, допущенных к применению.

В инструкции по эксплуатации автомобиля обязательно присутствуют спецификации, а их номер наносится на упаковку масла, рядом с обозначением его класса эксплуатационных свойств.

При выборе моторного масла следует ориентироваться на спецификации (рекомендации) производителя автомобилей, изложенные в инструкции по эксплуатации. Желательно также принимать во внимание следующее:

• перечень марок масел, допущенных к применению производителем автомобилей, постоянно изменяется. Получают допуск новые марки, некоторые масла его теряют;

•применять масло с более высоким уровнем свойств, чем указанный производителем автомобилей, не всегда целесообразно. Как правило, стоимость такого масла выше и комплекс его свойств несколько иной, что может отразиться на надежности работы элементов системы смазки;

• температурный диапазон применения, указанный на упаковке масла, носит лишь рекомендательный характер;

•не стоит ориентироваться на цвет масла. Большинство вводимых в него присадок делают его более темным;

• замену масла необходимо производить в сроки, установленные производителем автомобиля. При эксплуатации в городе, по бездорожью и т.д. движение осуществляется преимущественно на низших передачах, соответственно двигатель совершает большее количество оборотов на тысячу километров пробега, чем при движении по трассе. Поэтому в таких условиях эксплуатации менять моторное масло необходимо в 1,5-2 раза чаще, чем указано в инструкции (для автомобилей ВАЗ в городских условиях период замены — 5-7 тыс. км);

• для автомобилей со значительным пробегом замену масла производить чаще, так как условия его работы в изношенных двигателях более жесткие (прорыв раскаленных газов в картер из-за увеличенных зазоров между поршнями и цилиндрами и т. д.);

• смену масляного фильтра проводят вместе с заменой масла. При использовании топлива сомнительного качества и большом пробеге по запыленной местности желательно заменять его чаще, чем масло (в разумных пределах). Большое количество продуктов неполного сгорания топлива и пыли из воздуха может вывести фильтр из строя раньше времени;

• быстрое (через 1 -2 тыс. км пробега) изменение цвета масла в двигателе не обязательно указывает на потерю его эксплуатационных свойств. Этот эффект, как правило, связан с тем, что качественное моторное масло смывает различные отложения в двигателе (нагар, лакообразные отложения и т.п.) и накапливает в себе продукты неполного сгорания топлива;

•нежелательно смешивать минеральное и синтетические масла, а также доливать минеральное в частично синтетическое из-за разной растворимости присадок в минеральной и синтетической основах. Результатом смешивания может быть выпадение присадок в нерастворимый осадок. Поэтому такой "долив" допустим только в крайних случаях, например чтобы доехать до гаража или автосервиса, где смесь, находящуюся в двигателе, необходимо сразу заменить на подходящее масло;

• доливать следует тот же сорт масла, который залит в двигатель. Масла разных производителей содержат различные пакеты присадок, которые могут быть несовместимы;

•если в процессе эксплуатации масло заменялось своевременно и имело соответствующее качество, промывку двигателя проводить не надо;

• если неизвестно, какое масло заливал прежний владелец автомобиля, перед заменой необходимо промыть систему смазки специально предназначенным для этого промывочным маслом. В противном случае свежее высококачественное масло может смыть большое количество отложений, что приведет к быстрому засорению фильтра системы смазки;

• добавление в моторное масло различных препаратов может улучшить одни его свойства и резко ухудшить другие, что неблагоприятно скажется на состоянии двигателя. Это связано с тем, что в качественном масле пакет присадок точно сбалансирован, а добавление в него какого-либо препарата, как правило, нарушает этот баланс;

• в непрогретом до рабочей температуры масле присадки не успевают нейтрализовать кислоты, образующиеся из продуктов неполного сгорания топлива, что вызывает усиленный коррозионный износ поршней, их колец и цилиндров. Под нагрузкой (при движении автомобиля) двигатель прогревается быстрее. Поэтому в холодное время его прогрев "на месте" следует производить не более 3-5 мин.

Синтетические моторные масла. Одним из путей удовлетворения все возрастающих требований к качеству моторных масел является разработка и применение синтетических моторных масел. Синтетические масла представляют собой индивидуальные соединения или смеси нескольких соединений близкой химической структуры (поли-ос-олефины и др.).

Синтетические масла имеют высокий индекс вязкости (150...170). Температура потери подвижности синтетических масел ниже (до —65 °С), чем у минеральных. Следовательно, пуск двигателей при отрицательных температурах при применении синтетических масел легче, чем на минеральных, и возможен при более низких температурах воздуха.

Вязкость синтетических масел при температурах 250...300 °С выше (до 2...3 раз), чем у равновязких им при 100 °С минеральных. Они имеют лучшую термическую стабильность, низкую испаряемость и малую склонность к образованию высокотемпературных отложений. Поэтому синтетические масла могут с успехом применяться в высокофорсированных теплонапряженных двигателях.

Синтетические масла, как правило, превосходят минеральные по антиокислительным свойствам, диспергирующей и механической стабильности, обладают равными или лучшими противоизносными и противозадирными свойствами. В связи с этим синтетические масла имеют срок службы более 20 тыс. км пробега автомобиля, а отдельные образцы служат 80... 100 тыс. км без смены.

Расход синтетических масел на угар на 30...40 % ниже, чем минеральных. За счет лучших вязкостно-температурных характеристик во всем интервале встречающихся в практике температур расход топлива при использовании синтетических масел снижается на 4...5 %.

Стоимость синтетических масел в 2...3 раза выше, чем минеральных. Однако высокие эксплуатационные свойства, большой срок службы в двигателях до замены, низкий расход на угар и вследствие этого меньший общий расход масла делают применение их целесообразным.

Не смотря на это, в настоящее время минеральные масла остаются основными моторными маслами. В общем объеме моторных масел 75 % - минеральные масла. Снижение производства минеральных моторных масел на ближайшие годы фирмами не планируется [5].

Трансмиссионные масла

К трансмиссионным относятся масла, применяемые для смазки зубчатых передач агрегатов трансмиссии, а также в гидротрансмиссиях.

В современных автомобилях применяют зубчатые передачи различных типов. Особенно широко распространены винтовые (гипоидные) передачи. Их преимущество перед передачами с прямыми зубьями состоит в большей прочности зубьев шестерен при равных габаритах, плавной и бесшумной работе. Но к маслам для винтовых шестерен предъявляют более высокие требования, чем к маслам для шестерен с прямыми зубьями, поскольку скорости скольжения в таких передачах больше.

В агрегатах трансмиссии трансмиссионные масла выполняют следующие функции:

•снижают износ деталей;

•уменьшают потери энергии на трение;

•увеличивают теплоотвод от трущихся поверхностей;

•снижают вибрацию и шум шестерен, а также защищают их от ударных нагрузок;

•защищают детали механизмов от коррозии;

•масла для гидромеханических передач, кроме того, выполняют функцию рабочего тела в гидротурбине, передающей мощность.

Важнейшие свойства ТМ:

•вязкостно-температурные;

•противоизносные, противозадирные, противопиттинговые;

•термическая и термоокислительная стабильность;

•стойкость к образованию эмульсий с водой;

•минимальное воздействие на резинотехнические изделия, лаки, краски и пластмассы;

•химическая и физическая стабильность при хранении и транспортировании.

В зависимости от конструктивных особенностей и назначения шестеренчатых передач к маслам могут предъявляться специфические требования. Так, масла для ведущих мостов с фрикционной блокировкой дифференциала должны обладать хорошими фрикционными свойствами, масла для трансмиссии автомобилей с периодической эксплуатацией -хорошими защитными свойствами и т.д.

Условия, в которых работает масло, определяются следующими факторами: температурным режимом, частотой вращения шестерен (скорость относительного скольжения трущихся поверхностей зубьев), удельным давлением в зоне контакта.

Рабочая температура масла в агрегатах трансмиссии меняется в широких пределах - от температуры окружающего воздуха в начале работы до 130⁰С и даже 150 ⁰С в процессе работы.

В температурном режиме работы зубчатых передач различают три наиболее характерные температуры: минимальную - в момент начала работы передачи, равную наиболее низкой температуре окружающего воздуха; максимальную - соответствующую экстремальным условиям работы; среднеэксплуатационную - наиболее вероятную во время эксплуатации.

Минимальная температура масла в агрегатах трансмиссии автомобилей в холодной климатической зоне может достигать —60 ⁰С. Максимальная и среднеэксплуатационная температуры масла зависят от температуры воздуха, условий эксплуатации, вязкости масла и от других факторов. Среднеэксплуатационная температура в агрегатах трансмиссии автомобилей обычно составляет 60...90 °С. Фактическая температура масла в зоне контакта зубьев шестерен на 150...200 ⁰С выше температуры масла в объеме. Заметное влияние на температуру оказывает скорость скольжения на поверхности зубьев в зоне их контакта. Скорости скольжения в цилиндрических и конических передачах составляют на входе в зацепление 1.5...3 м/с; в некоторых агрегатах они достигают 9...12 м/с; для гипоидных передач скорости скольжения составляют 15 м/с и более.

В цилиндрических и конических передачах удельные нагрузки в полюсе зацепления составляют обычно 0,5...1,5 ГПа, достигая в некоторых случаях 2 ГПа. В гипоидных передачах они в два раза выше. Под действием таких нагрузок условия для гидродинамической смазки ухудшаются [2].

Трансмиссионные масла представляют собой сложную коллоидную систему, включающую две группы компонентов: первая - основа масла, вторая - функциональные присадки для улучшения эксплуатационных свойств масел.

К числу перспективных следует отнести синтетические масла, которые характеризуются очень пологой вязкостно-температурной кривой.

Классификация и ассортимент. В агрегатах трансмиссии автомобилей применяется широкий ассортимент масел. Согласно ГОСТ 17479.2-85 "Масла моторные, трансмиссионные и жидкости гидравлические. Система обозначений" масла классифицированы по классам и группам в зависимости от них вязкости и эксплуатационных свойств (табл. 20 и 21).

Таблица 20