Моторные масла сталкиваются с высокими эксплуатационными нагрузками. Если сравнить их с пластичными смазками и трансмиссионными маслами, то последним на порядок легче справляться со своими функциями и сохранить свои характеристики. Одна из причин – относительная однородность среды, в которой они работают: давление, температура и нагрузки. Моторным же маслам приходится сталкиваться с различными условиями смазки, а механические и тепловые условия могут мгновенно изменяться. К тому же состав сталкивается с химическим воздействием со стороны кислорода и иных компонентов воздуха, топлива и продуктов его неполного сгорания.
Моторное масло двигателя должно выполнять следующие функции:
-
уплотнять зазоры между различными деталями, особенно это относится к элементам цилиндропоршневой группы, при этом газы из камеры сгорания не должны прорываться из нее;
-
отводить тепло от деталей, нагреваемых из-за трения;
-
защищать элементы от коррозийных процессов;
-
выносить продукты износа из области трения, в результате чего снижается скорость образования на поверхностях элементов двигателя отложений.
Основными их свойствами являются:
-
вязкость;
-
индекс вязкости;
-
температура застывания;
-
температура вспышки;
-
щелочное число;
-
кислотное число.
Вязкость моторного масла может изменяться в зависимости от температуры вещества. С ее понижением эта характеристика увеличивается и наоборот. Для обеспечения холодного запуска мотора при низких температурах нужно, чтобы вязкость была относительно небольшая. С другой стороны, при повышении температуры этот показатель не должен быть чрезмерно малым, поскольку в этом случае ему сложно будет образовать масляную пленку необходимой прочности между соприкасающимися деталями.
Зависимость между вязкостью масла и температурой показывает индекс вязкости, который представляет собой обычное число и не имеет единиц измерения. С увеличением его значения расширяется температурный диапазон, при котором продукт позволяет добиться работоспособности двигателя. Если в масле отсутствуют присадки, тогда его индекс вязкости находится в диапазоне 80-100, их наличие позволяет увеличить показатель до 120-150.
Температура застывания представляет собой ту температуру, при достижении которой масло почти полностью утрачивает свою подвижность. Этот показатель сообщает о моменте резкого снижения текучести либо приобретении маслом твердости.
Температура вспышки сообщает о наличии в составе легкокипящих компонентов, она связана с испаряемостью продукта во время его эксплуатации. У хороших масел этот показатель должен превышать 225оС. Если качество продукта оставляет желать лучшего, тогда маловязкие элементы оперативно испаряются и быстро выгорают, что приводит к повышению его расхода и ухудшению низкотемпературных характеристик.
Щелочное число обозначается TBN, оно характеризует совокупную щелочность продукта, в том числе создаваемую за счет диспергирующих и моющих присадок, обладающих щелочными параметрами. Этот показатель сообщает о способности вещества нейтрализовать вредные кислоты, которые поступают во время функционирования мотора, а также противодействии образованию отложений. С увеличением TBN повышается количество активных присадок, которые остаются в составе. У большинства продуктов для бензиновых моторов это значение находится в диапазоне 8-9, для дизельных двигателей оно несколько выше 11-14 единиц. В процессе эксплуатации масла щелочное число всегда уменьшается, это связано со срабатыванием нейтрализующих присадок. Если число TBN существенно снизиться, следствием станет кислотная коррозия и загрязнение внутренних элементов двигателя.
Кислотное число обозначается TAN, оно характеризует наличие в составе продуктов окисления. С его уменьшением улучшаются условия функционирования масла в моторе, повышается его рабочий ресурс. Если число TAN большое, это сообщает об окислении масла, что может быть вызвано его продолжительным использованием либо рабочей температурой. Этот показатель требуется для проведения анализа масел двигателя.
Существует три вида моторных масел:
-
минеральные;
-
синтетические;
-
полусинтетические.
Для изготовления минеральных масел используется нефть, она дистиллируется и рафинируется. В продукте имеется обилие присадок, которые достаточно быстро утрачивают свои характеристики. Минеральные масла классифицируются на три типа: нафтеновые, парафиновые и ароматические. Их различает строение углеводородов, которые входят в их состав – нафтены, парафины либо ароматические соединения. Парафиновые базовые компоненты являются самыми пригодными для изготовления моторных масел, поскольку они обладают оптимальными показателями вязкости.
В исходном сырье содержится сера, она формирует окислительные характеристики вещества. Если ее доля не превосходит 1%, тогда интенсивность износа деталей мотора снижается. При ее увеличении продукт удаляется из исходного материала, в результате стоимость масла повышается. Минеральное масло самое доступное по цене, однако оно нуждается в частой замене. Продукт станет хорошим решением для двигателей, которые не работают в тяжелых условиях.
Синтетическое моторное масло предполагает синтез ряда химических соединений, благодаря чему продукт приобретает требуемые характеристики. В сравнении с минеральными аналогами состав обладает следующими достоинствами:
-
высокая текучесть – способствует снижению трения между поверхностями элементов, благодаря чему уменьшается расход топлива и повышается мощность двигателя;
-
увеличивается температура испарения – продукт становится не таким чувствительным к нагреву;
-
снижается температура прокачивания – даже при низких температурах мотор будет функционировать правильно и без перегрузок;
-
высокий срок службы;
-
химическая стабильность материала – эксплуатационные свойства масла сохраняются, поскольку во время работы мотора оно не парафинируется и не окисляется.
Использование присадок
Современное двигателестроение предполагает применение масел с присадками, благодаря которым двигатель получает надежную защиту на протяжении длительного времени. Общее содержание присадок может составлять 20%.
Существуют следующие типы присадок:
-
моющие (дисперсанты и детергенты);
-
вязкостно-загущающие;
-
ингибиторы окисления;
-
модификаторы трения;
-
антиизносные присадки;
-
депрессорные присадки;
-
противопенные присадки.