Как выбрать моторное масло, зависимость характеристик от вязкости

Производители автотранспортных средств неуклонно стремятся повышать эффективность двигателей, их экологичность и топливную экономичность, а так как снизить силу трения рабочих цилиндров до минимума способно только масло, то и его уровень должен неуклонно возрастать. И хотя этот продукт имеет множество характеристик, основной является вязкость — именно по ней и осуществляется подбор моторных масел.

Что такое вязкость масла, как выбрать правильное

Главной проблемой моторных масел является то, что они не могут иметь стабильные характеристики в широком температурном диапазоне — а он в двигателе весьма велик. То, что мы наблюдаем на приборной доске, на самом деле не температура двигателя, а температура охлаждающей его жидкости — но она-то вполне стабильна, и составляет в норме около 90 градусов.

Индикатор температуры охлаждения двигателя

• А вот температура масла имеет существенный разброс, и при интенсивном движении может составить и +150 градусов. Именно возможностями двигателя определяются оптимальные параметры масла, которое должно обеспечить мотору максимальный коэффициент полезного действия в определённых условиях эксплуатации.
• Вязкость (способность оставаться на поверхностях, сохраняя определённую текучесть) является самым важным параметром масла. Величина эта переменная, и зависит от температуры окружающей среды и смазываемых поверхностей.
• Существует классификация моторных масел по вязкости (SAE), в ней указаны температурные диапазоны, при которых работа двигателя является безопасной. Какое именно масло нужно для данного мотора, решает его производитель, и заменять самостоятельно, не понимая, к чему это может привести, лучше не стоит.

Какими бывают масла, особенности маркировки

Существует три основных типа масел, классифицирующихся по исходному сырью, применяемому в производстве. Синтетическими (Fully Synthetic) называют масла, полученные синтезированием химических веществ. Достоинством таких масел является возможность задать продукту нужные параметры ещё при проектировании основы, они отлично выдерживают высокие рабочие температуры и почти не густеют на морозе.

Минеральными называют масла, получаемые за счёт обработки нефти. По сравнению с синтетикой они имеют массу недостатков: становятся вязкими при минусовых температурах, сильнее окисляются, способны закипать и при этом оставлять на моторах шлаки. Преимущество одно, и очень значимое — минеральное масло намного дешевле.

В поисках некой золотой середины была придумана категория Semi-Synthetic — полусинтетика. Основа у этого варианта тоже минеральная, но сильно разбавлена полимерными присадками, модифицирующими свойства масла в сторону близких к синтетике характеристик. Стоимость при этом, конечно, возрастает, но всё равно получается дешевле, чем у полностью синтетического состава.

Примечание: Технология, по которой получено масло, обязательно указывается производителем на этикетке.

Технологии выработки масел указаны на этикетках

Назначение масел, классификация по API

Очень важно правильно подобрать масло по назначению, для чего используется разработанная американцами классификация API. В ней первой буквой обозначают тип двигателя: S-бензин, C- дизель. Вторая буква символизирует период времени, в который разработан мотор, и отсутствие или наличие в нём турбины.

Ниже мы представили вашему вниманию эту таблицу:

Классификация масел по API

Примечание: Иногда на флаконах с маслом ставится двойное обозначение через дробь — например SN/CF. В таком случае маркировка обозначает, что масло подходит для бензиновых двигателей от 2010 года, но может применяться и для турбодизельных моторов от 1990 года.

Пользуясь данной классификацией, менять масло можно только по принципу возрастания периода, но не более чем на одну-две позиции. То есть, заменить масло SJ на SM ещё можно, но если у вас машина 1996 года, масло SM может оказаться чересчур агрессивным.

Европа пользуется собственной классификацией ACEA, в которой бензин и дизель обозначаются, как А/В, а после буквы ставится цифра, символизирующая уровень требований к маслу. Есть так же американо-японская система обозначений стандартов масел ISLAC, где масла делят на классы от G1 до G5. Характеристики классов данных систем так или иначе соответствуют определённым пунктам API, так что разницы, какой из них пользоваться, по большому счёту нет.

Маркировка масел по вязкости

Если маркировка назначения масел может осуществляться по разным системам, то вязкость регламентируется только по SAE. Цифра, присовокуплённая к этой аббревиатуре, показывает максимальный плюсовой температурный порог для его эксплуатации — например, марка SAE 40 обозначает, что масло летнее, может выдерживать температуру до +40 градусов. Всего существует 4 категории SAE: 30, 40, 50 и 60.

Летние масла обозначают SAE

Показатели вязкости при низких температурах обозначаются W с проставленной впереди цифрой. Если это ноль, масло можно использовать при температурах до -35 градусов, и это максимальное значение для зимних масел. Если перед буквой W стоит другая цифра, это значит, что температурный диапазон снижается на столько градусов. Так, масло 5W можно использовать при — 30; 10W при -25; 15W при -20; а 20W — при -15 градусах.

Учитывая климатические условия нашей страны, где есть и холодная зима, и жаркое лето, использовать отдельно летние и зимние масла было бы неудобно. Не покрышки же это! Поэтому большинство ведущих производителей делают универсальные «всесезонные» масла, пригодные для круглогодичного использования.

Соответственно, их маркировка включает в себя значения и низкотемпературной вязкости, и высокотемпературной, и записывается, к примеру, как 5W-30. Первая часть маркировки говорит о том, что масло можно применять зимой при -30 градусах, а вторая указывает на предел плюсовой температуры.

Маркировка гласит, что это синтетическое универсальное масло для двигателей от 2010 года

В любом случае, подбирать масло по вязкости (особенно высокотемпературной), нужно в соответствии с требованиями производителя, так как именно от этого зависит максимальная эффективность работы двигателя. Выбор не должен зависеть ни от пробега машины, ни от условий эксплуатации — ни тем более от личного мнения отдельно взятых сервис-менеджеров  СТО.

Новые тенденции в производстве масел, на что обратить внимание при выборе

Основной целью современных инженеров и химиков, работающих в компаниях по производству ГСМ и присадок для них, является разработка таких рецептур масел, которые позволили бы двигателю потреблять меньше топлива, выдавая при этом наибольшую мощность с единицы объёма.

• Ключевой темой является расход топлива, так как на нём завязана не только эффективность и экология мотора, но и бюджеты организаций и отдельных автовладельцев. Существует немало возможностей повышения топливной экономичности, но, по общему мнению экспертов, наиболее действенным является правильное моторное масло.
• Одной из стратегий производства масел является снижение вязкости, что обусловлено техническими особенностями современных двигателей. Если для машин начала 90-х требовалось масло 20W-50 или 10W-40, то сегодня самыми продаваемыми марками (более 60% всего мирового рынка) стали 5W-20 и 5W-30. Да и это не предел.
• Например, новые модели автомобилей Хонда и Тойота требуют масел 0W-20 или даже 0W-16. Кстати, Хонда ещё пару лет назад сообщила о разработке масла 0W-8 и соответствующей к нему документации. Судя по показателям, это масло не намного гуще воды, но лабораторные испытания показывают, что оно даёт до 5% экономии топлива.

Самое перспективное моторное масло

Обратите внимание: Рыночные аналитики прогнозируют, что в ближайшие годы спрос на масло 0W-20 может возрасти на 40-50% — естественно, учитывая процесс постепенной замены старого парка транспорта новым, с более совершенными моторами.

Уменьшение вязкости — в чём проблема

Может, всё и было бы просто, если б вязкость масел можно было снижать до бесконечности. Но в том и проблема, что в жидких маслах базовые фракции становятся летучими и легко испаряются. В результате масляная плёнка истончается, и металлические детали двигателя могут соприкасаться друг с другом, изнашиваясь от воздействия силы трения.

Сила трения зависит от толщины слоя масла

• Чтобы избежать такого эффекта, в масло приходится добавлять больше противоизносных присадок — а это дополнительные расходы. К тому же тонкие масла сильнее подвержены окислению: приходится применять более сильные антиоксиданты, что тоже влияет на цену конечного продукта.
• Есть, конечно, и другой способ повышения топливной экономичности двигателя — за счёт использования модификаторов трения (карбоновых кислот, например). Однако такой способ даёт относительно скромное повышение топливной экономичности мотора — максимум на 1,5%, а то и всего на 0,5%, тогда как уменьшение вязкости масла позволяет экономить до 3,5-5%.
• Так что учёные не прекращают работу по уменьшению вязкости масел. Это важный вопрос ещё и потому, что возникает и обратная связь. Инновационные смазочные материалы способны не только обеспечить экономию топлива, но и позволяют внедрять новые технологии производства двигателей, способных работать при более широком диапазоне температур.
• Ещё одной проблемой, с которой сталкиваются моторостроители, является эффект неконтролируемого воспламенения топлива (LSPI), характерный для малолитражных моторов с турбонаддувом. Относительно своего размера эти двигатели производят слишком много энергии, поэтому при непосредственном впрыске топлива при высоком внутрикамерном давлении, смесь воздуха и топлива может воспламениться.

Слева возгоревшийся двигатель, справа — нормально работающий

Решением проблемы самовозгорания двигателей тоже может стать моторное масло со специальными присадками, выпуск которого не за горами. В целом появление принципиально новых продуктов повлечёт за собой обновление стандартов моторных масел.

Как снизить количество шлама в смазке

Количество грязи, образующейся на поверхностях двигателя, тоже зависит от вязкости масла. Чем она ниже, тем активнее нужно контролировать накопление шлама, из-за которого вязкость смазки начинает увеличиваться, а работоспособность мотора — ухудшаться. Чтобы свести к нулю количество образующегося шлака, в масла вводят поверхностно-активные (диспергирующие) присадки, способствующие тонкому измельчению (эмульгации) твёрдых частиц.

Подобные компоненты по объёму являются самой большой добавкой. Правда, в сильно загрязнённых средах они могут быть бесполезны, поэтому усилия современных производителей масел сосредоточены на создании новых диспергаторов. Главная цель состоит в том, чтобы создать варианты с улучшенной структурой, обеспечивающей более активное взаимодействие с поверхностью шлака. Эффективная формула на 30-40% увеличит срок службы моторного масла, не нанося вред двигателю, и при этом сохраняя его технические характеристики.

Заключение

Пересматривая исходные материалы для моторных масел, современные учёные заговорили о биосинтетической технологии их производства на основе высокоолеиновой сои. Разработано такое масло небольшой американской компанией, одобрено и Американским институтом нефти, и их же министерством обороны.

Проведённые испытания марок 5W-20 и  5W-30 показали, что продукт не только соответствует принятым стандартам качества, но и по некоторым критериям показывает лучшие характеристики. По сравнению с традиционным минеральным маслом, у биосинтетики и топливная экономичность оказалась выше, и поверхности двигателей чище. А двигатели, работающие в режимах высокой нагрузки, продемонстрировали лучшую стабильность и долговечность.

Получить подобные преимущества перед синтетическими маслами не получилось. Единственное достоинство оказалось в том, что биосинтетика может разлагаться естественным путём, и её утилизация потребует меньше затрат. Окажется ли это преимущество решающим, жизнь покажет — ну а пока наиболее популярной по совокупности цены и качества была и остаётся полусинтетика.