Моторное масло для дизельных двигателей грузовиков, полнозольные и малозольные масла, вязкость моторного масла. Классификация API и ACEA. В чем разница допуска СК4 и F. Подбор масла по автомобилю. Масло для сажевых фильтров. (Обо всем об этом в общих чертах, об этом надо знать водитель большегруза).
История роста требований к рецептуре моторного масла.
Для новых двигателей в 1969-1970 годах уже совместно API, ASTM и SAE разработали ту самую классификацию, которую мы используем до сегодняшнего дня, Они взяли моторные масла, которые соответствовали требованиям 1952-54 года и назначили это масло начального уровня и присвоили им класс свойств CA. Более совершенные масла получили класс свойств CB и так далее CC, CD.
Далее, в 2002 году появились масла CI4, которые превосходят предыдущие по основным параметрам, таким как термоокислительная стабильность, защита от износа и борьба с отложением.
В 2004 году, когда стали массово внедряться системы рециркуляции отработавших газов. Система предназначена для снижения токсичности выхлопа и, если говорить более точно, то для уменьшения содержания окислов азота в выхлопных газах автомобиля, то есть НО-НО2, то есть те самые страшные, которые вызывают различные болезни у человека.
Но проблема в том, что выхлопные газы содержат в себе сажу, и когда она попадает на впуск, она очень сильно засоряет масло. И поэтому спецификация CI4+, которая появилась в 2004 году, она в первую очередь отличается от предыдущей лучшими свойствами по диспергируемости сажи.
То есть масло CI4++ еще больше способствует поддержанию частичек сажи в мелком, взвешенном состоянии, то есть они не дают им укрупняться, собираться в крупные конгломераты и падать соответственно на дно поддона и там оставаться. То есть они их поддерживают в виде взвеси и затем при замене масла все загрязнения из двигателя уходят.
В 2007 году появляется спецификация CJ4, это уже малозольные масла, то есть масла рассчитанные на двигатель, содержащий сажевый фильтр. И соответственно, эти масла имеют меньшее количество моющих и различных металлогидридных присадок, которые при сгорании образуют золу. Эта зола попадает в сажевый фильтр, засоряет его и при регенерации она не удаляется. И тем самым сажевый фильтр постепенно приходит в негодность. И вот для того, чтобы повысить ресурс сажевого фильтра, как раз ввели спецификацию CJ4 и эти масла получили название малозольные.
И вот в 2010 году появляется экологическая система SCR Selective Catalysis Reduction, то есть селективное каталитическое восстановление, когда с помощью мочевины окислы азота восстанавливаются в атмосферный азот и в воду. И таким образом на сегодняшний день существуют автомобили с нормами выбросов Евро-6, которые содержат в себе все три экологические системы. То есть выхлопные газы из двигателя частично передаются на впуск для снижения окислов азота.
В 2010 году начинается разработка новых норм которые приводят появлению двух новых классов это класс СK 4 и класс FA 4, которые из себя представляют новые классы свойств API американского института нефти. Это два новых класса свойств с пониженной вязкостью. То есть если мы посмотрим на ck4, то там будут использоваться классы 5W30, 10W30 и так далее и более вязкие классы. такие как, 10W40, 15W40, которые нам привычны. Для FA будут использоваться только XW30 то есть, это в основном 10W30 и затем появится 5W30, это категории пониженной вязкости.
Это нужно, как всегда, для повышения энергетической эффективности. У этих спецификаций более жесткие требования, т.е. масла, которые отвечают и CK4 и FA4, должны обладать более высокой термоокислительной стабильностью. Почему? Потому что тенденция при построении новых двигателей состоит в том, что размеры двигателя уменьшаются, рабочий объем уменьшается, а нагрузка возрастает. Соответственно, те узлы и агрегаты, которые используются на этих двигателях, будут иметь более высокую температуру, и, соответственно, масло будет нагреваться сильнее, чем в старых моторах. Плюс присадки, которые обеспечивают работоспособность масла, в тех или иных условиях, те же самые антифрикционные, противоизносные, противозадирные. Они как раз завязаны на температуру. Так вот этот диапазон температур здесь немножко сдвинется, Поэтому это потребует перенастройки соответствующих характеристик присадок, чтобы они работали при более высоких температурах.
Из-за чего возникает требование к улучшению противоизносных свойств? По мере увеличения толщины масляной пленки трение постепенно снижается, но не до нуля, а до какой-то конкретной величины. И при дальнейшем увеличении толщины масляной пленки, соответственно, снижение трения не происходит. Поэтому при разработке старых двигателей делались большие зазоры, они были рассчитаны на толстую масляную пленку, чтобы гарантированно получить минимальное трение. Сейчас задача обратная, производитель уменьшает вязкость, снижает толщину масляной пленки и может подойти к тому моменту, когда толщина масляной пленки уменьшится настолько, что сильно возрастет трение. Само по себе снижение толщины масляной пленки, может вызвать ухудшение противоизносных свойств, и поэтому параметры базовых масел, и параметры присадок, они более жестко нормируются, так как задача состоит в том, чтобы при снижении вязкости обеспечить требуемую защиту двигателя.
Следующее требование – это уменьшение количества отложений. Оно связано с тем, что, опять же, в двигателе высокие температуры. А любые отложения, особенно лаковые отложения на тех же поршнях и прочих деталях, которые подвергаются высоким тепловым нагрузкам, это, в первую очередь, ухудшение теплоотвода. Если количество лаковых отложений будет слишком большое, деталь перегреется, а при нагревании тела расширяются, соответственно, произойдет уменьшение рабочего зазора, касание металла друг от друга, износ, задир, выход из строя. Так же среда высоких температур приводит к тому, что при прочих равных условиях количество отложений будет расти. Соответственно, производитель масла должен принять меры, чтобы отложение образовывалось меньше, либо чтобы масло обладало улучшенными моющими свойствами, чтобы эти отложения эффективно удалялись.
И соответственно, плата за все эти достоинства, это требования к пользователю, работа на топливе с содержанием серы не более 5 мг/кг. То есть этот уровень содержания серы соответствует EURO-6, когда как EURO-5, это 10 мг/кг.
Применяются масла СK4 практически для любого типа техники, как дорожной, так и внедорожной. Почему? Потому что за счет толстой масляной пленки обеспечивается требуемая защита от износа даже в специфических условиях работы внедорожной техники. То есть высокие нагрузки, высокие температуры, высокая запыленность. Ну а FA4 в первую очередь ориентирована на максимальную экономию топлива, которая нужна именно для дорожной техники.
Следующая классификация по уровню свойств, это классификации ACEA
Так вот здесь при разработке тестов в классификации ACEA не стали разрабатывать какие-то принципиально новые тесты, они многое позаимствовали у американского института нефти. То есть новые классификации ACEA создаются на базе предшествующих и частично соответствуют вот этим самым СК и FA. И так на сегодняшний день, активно используются масла категории Е4, Е6, Е7 и Е9, поскольку категории Е4 и Е7 являются полнозольными, то их развитие прекратилось, так как примерно начиная с класса CJ по ACEA все масла будут автоматически малозольными, и поэтому ACEA продвигает свои категории E6 и E9, которые являются малозольными, как CJ по АPI является малозольным.
так и категория E9 соответствует ей, которая рассчитана на малозольные масла
и стандартный интервал замены.
К ней добавили АPI тест Volvo T13. Это другое название того же самого теста МАК-Т13. Взяли категорию Е9, добавили к ней Вольво Т13 и получили категорию Е11. Категория малозольных масел, которая аналогична CK4, но рассчитана на стандартный интервал замены.
По аналогии сделали с Е6. Это категория рассчитанная на удлиненный интервал замены, дополнили ее тестом volvo Т13 и получили категорию Е8, так категории Е11 и Е8 соответствуют классу свойств CK4.
Для масел, которые обладают обратной совместимостью, точно также появились две категории F8 и F11,
То есть, F8 – это E6 плюс VT13, но дополнительно снижена высокотемпературная вязкость при высокой скорости сдвига.
F11 – это E9 плюс VT13 плюс снижение высокотемпературной вязкости, при высокой скорости сдвига. Соответственно, вот мы получили с вами 4 категории, ACEA которые будут соответствовать перспективным классам АPI.
ACEA пошли дальше. Появились новые испытания на износ при низком уровне сажи. Это конкретно тесты ACEA , которые отличают их от тех испытаний, которые выполняет собственно API. Сажа влияет на вязкость. При загрязнении масла сажей вязкость возрастает и соответственно если масло имеет слишком высокую вязкость, то ухудшается проникновение этого масла к парам трения. А это значит, что вроде как узел целиком покрыт маслом, но внутри, то есть там, где идет металл по металлу, смазки недостаточно, потому что масло просто не может туда протечь из-за высокой вязкости, из-за высокого уровня сажи. Поэтому в ACEA проверяют тест (L115)-износ подшипников, Тест (L116)-износ цилиндров поршневых колец, заменился тестом на чистоту поршней, чистота поршней для новых масел имеет особое значение.
Потому что более высокие температуры, более тонкие масляные пленки, соответственно, невозможно допустить, чтобы деталь перегрелась и при этом произошло трение металла по металлу, то есть соответственно задир, износ и так далее.
Основные допуски производителей.
Так как, разработать современный автомобиль – дело хлопотное и дорогое, поэтому автопроизводители объединяются между собой. Так группа «Вольво» объединяет марки «Вольво», «Рено» и «Мак». Рассмотрим Volvo VDS 4.5, то есть это более высокий допуск, который обладает обратной совместимостью с VDS 4 и он основан на CK4.
Но по отношению к CK4, более жесткие ограничения требует тест volvo T13, он же Mack-T13, набор стандартных отличий более высокого допуска от предыдущего, что улучшают защиту от износа. Такие стандарты отличий как:
1. Устойчивость к окислению.
2. Увеличение интервала замены масла.
3. Требование ссылаемое на низкосернистое топливо, по отношению к увеличению интервала замены. Тут производитель всегда делает определенные оговорки. Такие оговорки как увеличение интервала замены на 20 процентов только для США, Канады. Допуски в группе вольво не позволяют увеличивать интервал замены на 20 процентов.
Не смотря на повышенные требования допуска вольво к спецификации СК из допусков спецификации volvo, VDS 4.5 это последний допуск, который совместим со всеми остальными, так как VDS 5 это уже новая эра, новая спецификация с низким значением высокотемпературной вязкости, при высокой скорости сдвига и она уже соответствует классу свойств F4. По API такие же самые тесты на окисление, вольво Т13, далее все масла начиная с CJ являются автоматически малозольными, но здесь они сумели добиться сверх длинного интервала замены, но стоит предположить что вводится они постепенно, так на пример в Швеции, США с 2019 года, в Франции с 2021 года, в России это масло Akkora Perfect 5W30,
Вот это то, что касается марки Вольво. Рассматривая спецификации Рено сравнительно с Вольво. В принципе все эти спецификации основаны друг на друге, т.е. перекликаются. Так Вольво VDS 4 совпадают с Мack EOS 4, и RLD 4, это по сути те же самые спецификации с теми же самыми требованиями используется тот же самый тест volvo T13. Улучшены защита от износа, стойкость к окислению, увеличен интервал замены. По такому же принципу схожи RLD 5 и VDS 5 основанные на FA 4. Так же используются те же самые тесты на окисление volvo Т13, То есть в принципе каких-то нововведений у Renault по сравнению с Volvo и с Mack не будет, потому что они разрабатывали это все вместе и поскольку международные нормы на выбросы парниковых газов распространяются как на Volvo, так на Renault и на Mасk, то поэтому нет смысла каким-то особым образом вводить какие-то принципиальные отличия друг от друга.
Под началом подразделения Tratan, концерна VW, которая объединяет MAN и Scania. По Scania масла с допусками LDF2, LDF3, LDF4. это малозольные масла с пониженной кинематической вязкостью, соответствуют категории E6. Допуск LDF5 это малозольные масла с пониженной вязкостью, то есть они соответствуют категории F и вводятся для замены и расширения области применения LDF3.
У MAN не чего нового не придумано, наверное единственный производитель который вводит не какой-то один общий допуск на большую группу двигателей, а который немножко разделяет по типу топлива, по условиям использования и соответственно у него допусков больше. Начиная с допуска 3775, он соответствует CK4, но здесь они делают акцент на внедорожное применение, то есть предыдущие допуски они обладали теми же свойствами, но были рассчитаны на дорожное применение. Напоминаю, что внедорожное применение, подразумевает кинематическую вязкость продукта, близкую к верхнему пределу. Это нужно для максимальной защиты двигателя в условиях высоких нагрузок, в условиях порой недостаточного охлаждения в условиях пыли и прочее. Об экономии топлива тут не может быть и речи. Допуск MAN 3677 эта спецификация для Евро-6, и так же рассчитана на топливо природный газ. От сюда Первое, газ сгорает более полно, соответственно, образуется большее количество конденсата. Следовательно, масло должно обладать большей водостойкостью. И второе, Газ горит при более высокой температуре. Соответственно, требуется более высокая термоокислительная стабильность. Хотя, в принципе, для всех масел, начиная с СК, это требование отдельно прописывается. На газе она должна быть еще выше, даже по сравнению с требованиями СК. И третье, на что надо обратить внимание, это то, что в маслах, которые применяются для газового топлива, должно быть минимальное количество металлорганических соединений, потому что они образуют частички нагара в камере которые могут вызвать преждевременное воспламенение. Допуск 3777. Здесь уже пошла спецификация малозольных масел, соответствующая стандарту CK4, но опять же более строгие полевые испытания, чем для предыдущего допуска, в сравнение 3677, для 3777 более жесткие испытания. И последний 3977 это схожий с LDF-5, это схожий с RLD-5 и применяется в основном в новых двигателях, то есть максимальная экономия топлива за счет снижения высокотемпературной вязкости при высокой скорости сдвига, MAN и Mерседес.
В допусках Мерседес две спецификации. Первая из них МВ228.52 она основана МВ228.51, но в них введен лимит по кальцию, для лучшей совместимости с сажевым фильтром, потому что кальций это моющая присадка и при сгорании присадок образуется сульфатная зола, которая загрязняет сажевый фильтр. МВ228.51 малозольное масло, там количество кальция меньше чем в полнозольных маслах. Вот в МВ228.52 допуске, зольность еще меньше, для еще большего продления ресурса. На сегодняшний день самая новая спецификация МВ22861 она уже как раз не совместимая с предыдущими, там те же самые тесты которые использует volvo t13 на окисление. Дополнительно к ним введены более сложные тесты, на частоту поршня, это сугубо мерседесовский тест на совместимость с био дизелем. И есть еще один мерседесовский тест который нигде не встречается. Тест на стойкость к образованию задира.
Допуски Cummins 20086, 20087 это уровень свойств API 4 с более жесткими требованиями к испытаниям Вольво или Мак-13. Вернее требование к топливу с содержанием серы до 15 промилле. Допуск 20087 не обладает обратной совместимостью с 20086, Это СК4 обладает обратной совместимостью и в принципе для двигателей Cummins на сегодняшний день это наверное будет самое широко распространенное масло, именно за счет того что у него максимальная термо окислительная стабильность можно получить максимальный интервал замены, и на новых двигателях, и на старых. Поэтому Cummins рекомендует СК4 в максимально возможном количестве. А в случае с новыми допусками 20092 и 20085 масла для двигателей работающих на газовом топливе, Cummins по аналогии с Мак ом создает дополнительные спецификации для неких специфических условий. Спецификация 20085 имеет ограничение по зольности, которая приближается к нормам для легковых автомобилей. К сведению, у легковых автомобилей среднезольные масла содержат 0,8 процента сульфатной золы. Спецификация 20085 от 0,7 до 0,9, то есть практически на уровне легковых автомобилей. Спецификация 20092 рассчитана на продленные интервалы замены и она имеет обратную совместимость с предыдущими спецификациями. Совершенно логично, многие производители стараются обеспечить обратную совместимость. Но когда речь идет о маслах FA, допуск для Cummins 20087, это категория FA-4, где совместимости нет. Но допуски 20092, более высокие, которые стремятся эту обратную совместимость обеспечить, так тем самым производители увеличивают область применения данного масла. Ну и опять же, остаются ограничение по количеству серы в топливе на уровне 15 промилль.
Правило подбора масла для грузовых автомобилей.
Для грузовых автомобилей этот алгоритм в целом и общем остается тем же самым. Берем описание масла и смотрим, какие у него физико-химические параметры. Т.е. мы должны ответить на вопрос о том, какой тип смазочного материала, какая основа и какая вязкость. Но для того, чтобы на эти вопросы ответить, нам нужно изначально знать, какие требования предоставляет производитель данного двигателя к смазочному материалу. Эти требования содержатся в инструкции по эксплуатации автомобиля.
Вот из инструкции мы смотрим, какая вязкость должна быть, какая основа, синтетическое, полусинтетическое, минеральное. В описании на масло также содержится область применения, то есть где именно применяется данный продукт. Учитываем стандарты, к примеру API, наличие сажевого фильтра еще какого то экологического оборудования, и соответственно, какой пакет присадок то есть малозольные, полнозольные, как они защищают от износа интервал замены определяет производитель техники. Сможет ли это масло с такими характеристиками отработать необходимый интервал замены, при этом в тех условиях, в которых техника работает. Потому что в любой инструкции по эксплуатации написано, что в случае отклонения условий эксплуатации от стандартных, повышенные нагрузки на двигатель, такие как буксировка прицепа, движение на подъем, движение с высокой нагрузкой, такого типа эксплуатации, либо наоборот, слишком низкая нагрузка, то есть длительная работа на холостом ходу, длительные простои как у (тур автобусов), движение в пробках с малыми скоростями. Эти факторы требуют сокращать интервал замены. И вот здесь мы уже и решаем, какое масло подобрать, исходя из условий эксплуатации техники. Ну и немаловажным моментом является то, что если у какого-то двигателя имеются допуски производителей, которые мы рассматривали выше, то эти допуски имеют приоритет над международными классификациями. Другими словами, если написано, что масло должно иметь допуск, скажем, Daimler-Chrysler 228-5, то мы не имеем права заливать масла, которые этого допуска не содержат, даже если по всем остальным классификациям, то есть по API, по ACEA, еще по каким-то, по физико-химическим параметрам они подходят. Потому что только допуск является основным, определяющим аргументом.