Продолжим рассмотрение темы смазочных материалов для грузовых автомобилей. В настоящей статье проведем обзор ключевых особенностей моторных масел для дизельных двигателей грузовых автомобилей, автобусов и тракторной техники.
В начале немного теории по следующему плану:
Применение дизельных двигателей в автомобильном транспорте.
1. Назначение и свойства моторных масел.
2. Классификация моторных масел для дизельных двигателей автотракторной техники.
3. Система сертификации смазочных материалов.
4. Особенности моторных масел для дизельных двигателей автотракторной техники.
5. Особенности подхода китайских автопроизводителей к подбору моторного масла.
6. Как правильно подобрать моторное масло для грузового автомобиля.
7. Итоги.
Применение дизельных двигателей в автомобильном транспорте
Дизельный двигатель давно и широко применяется в автомобильном, железнодорожном и водном транспорте, а также в строительной и сельскохозяйственной технике. Однако следует отметить, что, как любой тип двигателя, дизель имеет определенную область применения, в которой он себя оправдывает технически и окупает экономически. А окупает себя дизель преимущественно в случае коммерческого использования техники.
На легковых автомобилях для личного использования, которое характерно небольшими пробегами и затратами на топливо, дизель себя не окупает. Более высокая цена покупки дизельного автомобиля и более дорогие сервис/ремонт предполагают экономию на топливе только за счет очень больших годовых пробегов. При среднегодовых пробегах в 15-30 тысяч км. дизельный автомобиль может окупиться не ранее 5-10 лет эксплуатации.
В среде автомобилистов бытует высказывание, что дизель экономит деньги владельца на будущий ремонт.
Иное дело в коммерческом транспорте, когда каждый сэкономленный рубль в масштабах автотранспортного предприятия выливается во многомиллионную экономию.
В свете сказанного оставим полемику по поводу того, какой двигатель лучше и экономичнее автолюбителям.
Назначение и свойства моторных масел
Итак, моторные масла предназначены для смазки и охлаждения механизмов двигателя. Помимо основных функций по снижению трения и износа, моторное масло:
1. Выступает в качестве уплотняющей среды в цилиндропоршневой группе (ЦПГ).
2. Используется в качестве гидравлической жидкости в гидрокомпенсаторах, фазорегуляторах и гидронатяжителях цепи ГРМ.
3. Защищает детали двигателя от коррозии и образования отложений.
4. Удаляет продукты износа из узлов трения, осаждая загрязнения на фильтрах.
5. Охлаждает КШМ и ГРМ изнутри.
Моторные масла обладают следующими основными эксплуатационными свойствами:
1. Вязкостно-температурными
2. Противоизносными
3. Противозадирными
4. Моющими (детергентно-диспергирующими)
5. Антиокислительными
6. Антикоррозионными
7. Степенью испаряемости по NOACK
8. Запасом щелочного числа TBN
9. Противопенными
Перечисленные свойства обеспечиваются базовым маслом и функциональными присадками, из которых производится моторное масло. Типы и свойства базовых масел, а также функциональных присадок подробно описаны в более ранних статьях и видеоуроках по теме «Моторные масла» на страницах сайта ЕвроАвто.
Классификация моторных масел для дизельных двигателей коммерческой техники
1. Классификация по вязкости.
Вязкостные свойства моторных масел обозначают в виде классов вязкости по стандарту SAE J300.
Классы вязкости моторных масел по SAE J300 представляют собой не абсолютные значения кинематической вязкости, а условные классы (см. рис. 1).
Современные моторные масла представляют собой всесезонные смазочные материалы с высоким индексом вязкости. Достигается это использованием синтетических базовых масел, а также специальных модификаторов вязкости, которые компенсируют разжижение масла при высоких температурах, сохраняя несущие свойства масляной пленки не в ущерб пусковым свойствам.
Класс низкотемпературной вязкости отражает пусковые свойства моторного масла при низких температурах. Чем меньше эта цифра, тем лучше пусковые свойства масла и меньше потери мощности на жидкостное трение в холодном состоянии. Например, масло класса SAE 5W-40 обеспечивает уверенный пуск двигателя при температурах до минус 30℃, в то время как масло SAE 10W-40 обеспечивает пуск до минус 25℃ при одинаковой рабочей вязкости SAE 40.
Класс рабочей вязкости задает несущие свойства масляной пленки при рабочих температурах и должен строго соответствовать рекомендациям производителя двигателя.
Индекс вязкости — это условная величина, характеризующая степень изменения вязкости в зависимости от температуры масла. Чем выше индекс вязкости, тем меньше вязкость масла зависит от температуры.
2. Классификация по эксплуатационным свойствам.
Эксплуатационные свойства моторных масел регламентирует Американский Институт Нефти – API и Европейская ассоциация автопроизводителей АСЕА, которые во взаимодействии с автопроизводителями разрабатывают требования к моторными маслам. На основании этих требований автопроизводитель публикует свои рекомендации в документации по техническому обслуживанию автомобиля.
Классификация эксплуатационных свойств дизельных моторных масел по API
Классификация дизельных моторных масел по ACEA
Рис. 4 Поколения спецификаций АСЕА дизельных моторных масел по годам
Система сертификации моторных масел
Сертификация автомобильных смазочных материалов (СМ) осуществляется уполномоченными международными организациями и компаниями.
Важно знать!
1. Соответствие требованиям автопроизводителей обеспечивают разработчики и производители присадочных композиций, которые и берут на себя согласование эксплуатационных свойств с автопроизводителями.
2. Конечный производитель смазочных материалов не ведет согласование требований и рецептур напрямую с автопроизводителем.
3. роизводитель смазочного материала получает от разработчика рецептуры готовые присадочные концентраты и гарантии соответствия продукта требованиям автопроизводителя «под ключ».
4. Сертификаты соответствия продукта требованиям автопроизводителя публикуются на официальном сайте разработчика рецептуры или уполномоченной организации.
Рис. 5 Спецификации эксплуатационных требований Daimler Benz
Прежде чем перейти к вопросу подбора моторных масел, рассмотрим их отличительные особенности, обусловленные условиями работы дизельного двигателя в тяжелой автотракторной технике.
Особенности моторных масел для дизельных двигателей автотракторной техники
1. Моющие свойства моторных масел для бензиновых и дизельных двигателей
Современные моторные масла представляют собой универсальные масла для двигателей, независимо от вида применяемого топлива. Но так было не всегда, ведь моторное масло в зависимости от типа двигателя и вида топлива испытывает разные тепловые и химические нагрузки. Так, например, в дизельном двигателе имеются зоны с относительно низкой температурой, в которых образуются низкотемпературные отложения продуктов окисления, загрязнения и деструкции масла — шламы. Это масляные каналы системы смазки, детали клапанного механизма, масляные радиаторы, масляные фильтры и т.п. Особенно это актуально в зимний период эксплуатации, при частых пусках двигателя и коротких поездках. Для предотвращения образования шламов дизельное моторное масло должно обладать низкотемпературными моющими свойствами.
В бензиновых и газовых двигателях рабочие температуры выше, а холодных зон нет. Это обусловливает необходимость высокотемпературных моющих свойств.
И высокотемпературные моющие свойства, и низкотемпературные задаются разными типами моющих присадок. Поэтому вплоть до 90-х годов ХХ века моторные масла производились отдельно для бензиновых и отдельно для дизельных двигателей. Благодаря современным рецептурам и технологиям моторные масла стали универсальными, обладая широкодиапазонными моющими свойствами.
Однако выражение «моющие свойства» — это упрощенное название детергентно-диспергирующих свойств. На самом деле детергентно-диспергирующие присадки, которые мы называем моющими, обладают более сложным действием. Они не столько «моют», сколько предотвращают формирование сгустков и отложений. Выражение «диспергирующие свойства» буквально означает «рассеивающие свойства». Задача рассеивания загрязнений подразумевает поддержание их в растворенном и взвешенном состоянии. Так, например, сажа, которая интенсивно образуется в дизельном двигателе, есть нерастворимое вещество. Чтобы предотвратить формирование сгустков сажи и сажевых отложений в ЦПГ, ГРМ и масляных каналах системы смазки, сажу необходимо разбить на микрокристаллы и удерживать во взвешенном состоянии.
Диспергирующие свойства для удержания сажи во взвешенном виде — это важное отличительное свойство дизельных моторных масел для автотракторных двигателей.
2. Щелочные свойства моторных масел для дизельных двигателей
Существенной отличительной особенностью дизельного двигателя также выступает повышенное образование кислых оксидов серы и азота. Сера, содержащаяся в дизельном топливе, сгорает, образуя сернистый ангидрид SO2 и серный ангидрид SO3, которые, кроме своей токсичности для человека и животных, обладают высокой коррозионной агрессивностью по отношению к деталям двигателя, а также вызывают ускоренное старение моторного масла.
В то же время высокие температура и давление в камере сгорания дизеля вызывают интенсивное образование не менее агрессивных оксидов азота NO и NO2, которые, соединяясь с влагой, превращаются в азотистую и азотную кислоты. Кроме высокой токсичности, они обладают коррозионной активностью по отношению к деталям двигателя, а также вызывают нитрование масляной основы моторного масла, что приводит к снижению и потере его эксплуатационных свойств.
Для химической нейтрализации оксидов серы и азота в моторном масле в него вводятся специальные щелочные присадки на основе кальция и магния. В моторном масле происходят реакции нейтрализации кислых оксидов SOх и NOх щелочными гидроксидами кальция Ca и магния Mg.
3. Что такое щелочное число моторного масла
Щелочное число TBN (Total Base Number) или запас щелочного числа представляет собой массу гидроксида калия КОН в миллиграммах, необходимую для нейтрализации кислых гидроксидов в одном грамме моторного масла. Единица измерения щелочного числа — мгКОН/мг масла.
Итак, отличительной особенностью дизельных моторных масел для автотракторных двигателей выступает повышенный запас щелочного числа TBN, необходимый для эффективной нейтрализации оксидов серы и азота на протяжении всего межсменного интервала. Эта особенность обусловлена применением высокосернистых дизельных топлив в России и некоторых других странах.
И если владельцы дизельных легковых автомобилей заправляют своего «стального коня» дизельным топливом экологического класса К5 (соответствует EURO-5), как и предписано автопроизводителем, то крупные автотранспортные предприятия вынуждены экономить и использовать топливо экологического класса К3 (EURO-3). Разница в содержании серы в данных сортах топлива достигает 35-кратного значения!
Таблица 2 Содержание серы в дизельных топливах
При использовании дизельных топлив различных экологических классов следует применять моторное масло с соответствующим запасом щелочного числа.
Чем больше серы в топливе, тем выше должно быть щелочного число моторного масла
Таблица 3 Запас щелочного числа различных моторных маслах (в порядке убывания TBN)
Внимание!
1. Применение дизельных моторных масел с высоким щелочным числом (более 8 мг КОН/г) не допускается на автомобилях, оборудованных сажевым фильтром DPF.
2. Критическое снижение TBN, при котором масло подлежит замене, составляет 4 мг КОН/г.
3. При эксплуатации техники на топливах Euro-3 вместо Euro-5 интервал замены масла следует сократить примерно на 40%.
Особенности подхода китайских автопроизводителей к подбору моторного масла
Двигатели автомобилей китайского производства представляют собой в основном копии европейских, американских и японских автопроизводителей. Однако политика китайских компаний по применению смазочных материалов не предусматривает собственных требований. Не транслирует она также требования производителей оригинальных моделей двигателей. По мере развития китайского моторостроения и создания современных двигателей такие требования непременно появятся, но на данном этапе становления китайского автомобилестроения китайские инженеры используют классификацию API или АСЕА.
Как правильно подобрать моторное масло для грузового автомобиля
В связи с массовой экспансией на российский рынок автопроизводителей из Китая возникают вопросы, как правильно подобрать моторное масло для китайского двигателя. Поскольку двигатели китайских автомобилей представляют собой лицензионные или «не совсем лицензионные» копии ведущих автопроизводителей, то можно рассматривать два способа подбора:
1. Идентифицировать оригинальный двигатель, на основе которого построена «китайская реплика», и следовать рекомендациям исходного производителя.
2. Поскольку китайские инженеры не выдвигают собственных требований к моторному маслу, можно руководствоваться стандартами API или АСЕА, оглядываясь на допуски и одобрения европейских автопроизводителей. Например, Daimler Benz, Volvo, Scania или Cummins.
Вот пример подбора моторных масел для грузового автомобиля:
Таблица 4
Подведем итоги
В настоящей статье мы выяснили:
1. Особенности рабочих процессов дизельных двигателей автотракторной техники относительно двигателей легковых автомобилей.
2. Назначение, свойства и классификацию моторных масел для дизельной техники.
3. Отличительные особенности дизельных моторных масел для автотракторной техники.
4. Что такое запас щелочного числа и детергентно-диспергирующие свойства моторного масла.
5. Особенности подхода китайских автопроизводителей к выбору смазочных материалов.
6. Как правильно подобрать моторное масло для двигателя грузового автомобиля.
На этом сегодня завершим рассмотрение темы «Моторные масла для грузовых автомобилей».
Павел Долгий — технический специалист по автомобильным смазочно-эксплуатационным материалам.
До новых встреч на страницах сайта ЕвроАвто!
