Моторные масла используються для смазывания двигателей внутреннего сгорания. Они предназначены в основном для снижения трения и износа сопряженных деталей и oтвода от них тепла. Кроме того, они должны обладать эффективной нейтрализующей способностью в отношении образующихся при работе двигателя продуктов кислотного характера, высокой моющей и диспергирующей способностью, хорошими антиокислительными, антипенными, антикоррозионными и другими свойствами, предотвращающими снижение надежности работы двигателя и загрязнения окружающей среды.
Классификация моторных масел
Классификация по вязкости.
Безаварийная работа двигателя в большой степени зависит от вязкости масла, выбранной согласно температуре окружающей среды и условиям работы. Нижний уровень вязкости должен выбираться таким, чтобы обеспечивать легкость запуска двигателя при заданных пусковом моменте и мощности аккумулятора даже при низких температурах окружающего воздуха. С другой стороны, уровень вязкости должен обеспечивать требования всех смазываемых узлов и при высоких рабочих температурах. Для предотвращения неправильного выбора уровня вязкости по ранее применявшейся терминологии «жидкое» или высоковязкое» масло американским обществом автомобильных инженеров (SAE) и ASTM была разработана и внедрена система классификации моторных масел по вязкости. По классификации SAE применяют значения вязкости при 18 и при 100 °С для масел класса 5W, 10W и 20W и только при 100 °С для классов 20, 30, 40 и 50 (см.таблицу). Она оценивает только свойства, связанные с текучестью, и не дает информации об остальных качествах масел.
Классы вязкости SAE для моторных масел согласно DIN 51 511 (IX.1978 г.) и SAE J 300 (VII.1977 г.)
Класс вязкости
|
Динамическая вязкость при —18 °С, МПа*с * |
Кинематическая вязкость при 100 °С**, мм2/с |
|
минимальная |
максимальная |
||
5W |
До 1 250 |
3,8 |
|
10W |
От 1 250 до 2 500 |
4,1 |
— |
15W*** |
От 2 500 до 5 000 |
5,6 |
— |
20W |
От 5 000 до 10 000 |
5,6 |
— |
20 |
— |
5,6 |
Ниже 9,3 |
30 |
— |
9,3 |
Ниже 12,5 |
40 |
— |
12,5 |
Ниже 16,3 |
50 60 |
— — |
16,3 21,9 |
Ниже 21,9 Ниже 26,1 |
*Согласно DIN 51 377.
**Согласно DIN 51 550.
***В стандарте SAE J 300 указан в сноске.
Эта классификация стала общепрнятой в международном масштабе.
Классификация по эксплуатационным свойствам.
До 1940 г.для смазывания почти всех двигателей внутреннего сгорания применяли масла без присадок. Современные моторные масла весьма различны по концентрации, числу присадок и их композициям и соответственно по своим эксплуатационным свойствам. Различие обусловлено использованием их в карбюраторных и дизельных двигателях. Улучшенные характеристики и малые габариты современных двигателей, наряду с мерами, принимаемыми для защиты окружающей среды, ужесточают требования к моторным маслам, вызывая необходимость в постоянном совершенствовании эксплуатационных свойств.
Применение присадок и продолжающееся улучшение качества моторных масел создало потребность в классификации по качеству помимо классификации по вязкости. Смазочный комитет американского нефтяного института (АРI) опубликовал в 1947 г. классификацию моторных масел, разделив их на три группы согласно содержанию в них присадок. Для преодоления возникших трудностей АР1 ввел в 1951 г. в классификацию разделение на масла для карбюраторных и для дизельных двигателей по принципу их применения в различных условиях работы. С тех пор были проведены различные пересмотры.
Классификация моторных масел по уровню эксплуатационных свойств и согласно классификации двигателей по условиям эксплуатации SAE J 183а представлена в таблице. Кроме этого, во всем мире приняты военные спецификации США для оценки качества моторных масел. В Европе показатели этих спецификаций приняты в качестве обязательных всеми важнейшими производителями двигателей (за исключением производителей крупных дизельных двигателей, которые используют другие спецификации).
API S — моторные масла для бензиновых двигателей (Service Station).
SA |
Базовое масло без присадок, иногда содержит антипенную и депрессорную присадки (для |
двигателей, работающих в легких условиях) |
|
SВ |
Содержит небольшие количества ингибиторов окисления и противоизносных присадок, |
удовлетворяет требованиям двигателей 1930 г. |
|
SС |
Отвечает требованиям классификации API 1964 г. для смазывания карбюраторных двига- |
телей;содержит присадки, снижающие износ, коррозию, высоко- и низкотемпературные |
|
отложения |
|
SD |
Отвечает требованиям классификации API 1968 г. для смазывания карбюраторных двига- |
телей;содержит присадки такого же назначения,как масло класса SC,но более эффективные |
|
SE. |
Отвечает требованиям классификации API 1972 г. для смазывания карбюраторных двига- |
телей;содержит присадки такого же назначения, как масло класса SD,но более эффективные |
|
SF |
Масла для двигателей до 1988 модельного года, питаемых этилированным бензином |
Заменяют в более старых двигателя масла SC, SD, SE. |
|
SG |
Категория качества, утвержденная в 1988 году, предназначена для двигателей до |
1993 модельного года, питаемых неэтилированным бензином с оксигентами |
|
SH |
Категория качества, утвержденная в 1992 году, предназначена для двигателей до |
1996 модельного года. |
|
SJ |
Категория качества, утвержденная 06.11.1995 года. Масла, предназначенные для всех |
используемых в настоящее время новейших бензиновых двигателей и полностью |
|
заменяют масла всех существовавших ранее категорий в более старых моделей двигателей |
|
SL |
Лицензионная категория с 1 июля 2001 г. для бензиновых двигателей. Данная катего- |
рия имеет значительные преимущества по сравнению с SJ по таким параметрам, как |
|
окисляемость, образование отложений, износ двигателя. |
|
SM |
Категория введена 30 ноября 2004 г. Масла предназначены для бензиновых двигателей, |
обладают повышенной стойкостью к окислению, лучшей защитой от отложений и износа, |
|
оптимизированными низкотемпературными свойствами, увеличенным интервалом заме- |
|
ны и должны сохранять стабильность вышеперечисленных характеристик на протяжении |
|
более длительного срока эксплуатации. Некоторые масла этой категории могут соответство- |
|
вать последней спецификации ILSAC и/или быть энергосберегающими (Energy Conserving). |
API С — моторные масла для дизельных двигателей (Commercial).
СА |
Соответствует требованиям 1940—1950 гг. для дизельных двигателей; содержит моющие и |
противоизносные присадки; удовлетворяет требованиям спецификации MIL-L-2104A |
|
СВ |
Отвечает требованиям дизельных двигателей 1949 г. и спецификации MIL-L-2104A, но |
применяется при использовании топлива с повышенным содержанием серы |
|
СС |
Отвечает требованиям дизельных двигателей 1961 г.с турбонаддувом и без; содержит при |
садки, предотвращающие образование высоко- и низкотемпературных отложений и |
|
коррозию; удовлетворяет требованиям спецификации MIL-L-2104B |
|
CD+ |
Категория создана для удовлетворения требований японских автопроизводителей. |
Масла характеризуются повышенной устойчивостью к окислению, загущению и |
|
повышенной защитой клапанного механизма от износа. |
|
CDII |
Масла для двухтактных дизельных двигателей. |
СЕ |
Масла, предназначенные для форсированных и мощных дизельных двигателей с |
турбонаддувом и без, работающих как при малых оборотах и больших нагрузках, так и при |
|
больших оборотах и больших нагрузках. Заменяют масла категориий СС и CD в более |
|
старых двигателях. |
|
CF |
Категория введена в 1994 году. Масла предназначены для внедорожной техники, для |
двигателей с распределенным впрыском включая двигатели, работающие на топливе с |
|
содержанием серы более 0.5 % от массы. Масла данной категории эффективню подавляют |
|
образование нагара на поршнях, износ и коррозию медных сплавов подшипников. |
|
Заменяют масла CD в боле старых двигателях. |
|
CF-2 |
Масла для высоконагруженных двухтактных дизельных двигателей с 1994 модельного года. |
CF-4 |
Категория введена в 1990 году. Масла, предназначенные для высокоскоростных |
мощных четырехтактных дизельных двигателей с турбонаддувом и без него, |
|
устанавливаемых на мощных магистральных тягачах. Дополнительно к требованиям |
|
СЕ обладают меньшим расходом на угар и меньшей склонностью к образованию нагара |
|
на поршнях. Повышенные требования по токсичности отработанных газов. Заменяет масла |
|
категории СЕ в более старых двигателях. |
|
CG-4 |
Категория принята в 1995 году. Масла для высоконагруженных, высокоскоростных |
четырехтактных дизельных двигател грузовых автомобилей магистрального типа, |
|
использующих топливо с содержанием серы менее 0.5% от массы и немагистрального типа |
|
(содержание серы может достигать 0.5% от массы). Заменяет масла категорий CD, |
|
CE, CF-4. Основным недостатком ограничивающим применение, является большая |
|
зависимость ресурса масла от качества применяемого топлива. |
|
СН-4 |
Категория принята в 1998 году. Масла для высоконагруженных, высокоскоростных |
четырехтактных дизельных двигателей грузовых автомобилей магистрального типа, выпол- |
|
няющих жесткие требования стандартов 1998 года по токсичности отработавших газов. |
|
Отвечают одновременно и требованиям Европейских автопроизводителей. |
|
Допускают применение дизельного топлива с содержанием серы более 0.5% от массы. |
|
CI-4 |
Категория разработана для двигателей с системой рециркуляции отработавших газов, |
обеспечивающих лучшую защиту и для с дизельных двигателей (без EGR), полностью |
|
заменяя масла ранних спецификаций - API СН-4, CG-4 и CF-4. Ее введение |
|
вызвано ужесточением требований к экологическим характеристикам моторов. |
|
CJ-4 |
Категория предназначена для дизельных двигателей грузовых автомобилей моделей, |
которые оборудованы системами рециркуляции отработавших газов. Их охлаждение |
|
и подача на впуск снижают до требуемых величин выброс оксидов азота, но ускоряют |
|
процессы старения масла, износ цилиндров, поршневых колец и коррозию подшипников |
|
коленчатого вала. Для предотвращения этих негативных последствий маслам класса CJ-4 |
|
с помощью особо эффектиных присадок придают высокую стойкость к старению, лучшие |
|
противоизносные и антикоррозионные свойства. |
API ЕС — энергосберегающие масла (Energy Соnserving).
SH/EC |
Экономия топлива не менее 1.5%, по сравнению с эталонным маслом SAE20W30. |
SH/ЕС II |
Экономия топлива не менее 2.5%, по сравнению с эталонным маслом SAE20W30. |
SJ/EC |
Экономия в зависимости от вязкости тестируемого масла. |
По сравнению с американскими европейские моторы имеют более высокую степень форсирования и мах.обороты, большую удельную мощность,при меньшей массе,большими допустимыми скоростями движения и меньшим объёмом моторного масла на единицу удельной мощности.
В связи с этим европейские автопроизводители не рекомендуют использовать моторные масла североамериканского производства без необходимых европейских допусков и при выборе автомобиль-ных масел рекомендуют обращать внимание в первую очередь на европейские спецификации.
ПО КЛАССИФИКАЦИИ АСЕА-2004 МОТОРНЫЕ МАСЛА ПОДРАЗДЕЛЯЮТСЯ НА ТРИ КЛАССА
А/В — масла для бензиновых и дизельных двигателей легковых автомобилей.
С— масла, совместимые с каталитическими нейтрализаторами отработавших газов.
Е—масла для мощных дизельных двигателей грузовых автомобилей, автобусов.
Каждая группа классификации определяется буквенным обозначением это класс (например, А) и цифрой категория (например А1). Дополнительно для промышленной применимости добавляются еще две цифры года выпуска требований к этой категории (например, А1/В1-04). Новая цифра года показывает, что в категории появился новый тест, показатель или ограничение, которые удовлетворяют новым эксплуатационным требованиям. Номер выпуска добавляется, когда необходимо обновить технические требования к классификации, не ужесточая требования.
А/В: масла для бензиновых и дизельных двигателей легковых автомобилей.
По АСЕА 2004 категории А (бензиновые двигатели) и В (дизельные двигатели легковых автомобилей и фургонов) объединены, как например А1/В1 что значительно сблизило с реальными условиями применения. Категории А2 и В2 отменены как устаревшие и разрешены к использованию для тех автомобилей (старых моделей), для которых рекомендованы масла подобных категорий.
А1/В1 |
Масла, предназначенные для бензиновых и дизельных двигателей легковых автомобилей |
и фургонов, допускающих применение масел, имеющих пониженную вязкость (2.6-3.5 мПа*с) |
|
при высоких температурах и скоростях сдвига. |
|
АЗ/ВЗ |
Масла с высокой стабильностью свойств, предназначенные для применения в высоко- |
производительных бензиновых и дизельных двигателях легковых автомобилей и легких |
|
фургонов и при указаниях автопроизводителей допускаются удлиненные интервалы замены, |
|
круглогодичное использование масел с низкой вязкостью, применение в тяжелых режимах |
|
эксплуатации, если это определено производителем двигателя. |
|
АЗ/В4 |
Масла с высокой стабильностью свойств, предназначенные для применения в высоко- |
производительных бензиновых и дизельных двигателях с непосредственным впрыском |
|
топлива легковых автомобилей и легких фургонов, также подходит для применения, |
|
описанных в категории ВЗ. |
|
А5/В5 |
Масла с высокой стабильностью свойств, предназначенные для применения в |
высокопроизводительных бензиновых и дизельных двигателей легковых автомобилей и |
|
фургонов при увеличенных интервалах замены, допускающих применение масел, |
|
имеющих пониженную вязкость (2.6-3.5 мПа’ высоких температурах и скоростях сдвига |
С: масла, совместимые с каталитическими нейтрализаторами отработавших газов.
В классификации АСЕА 2004 введен новый класс С для low SAPS oils масел с пониженным содержанием зольных элементов в своем составе и с ограничением по содержанию фосфора и серы в связи с установкой на современные автомобили специальных устройств (для обеспечения норм по экологии) катализаторов нейтрализации отработавших газов, очень чувствительных к составу топлива и моторных масел, а именно, к продуктам их сгорания, попадающих в систему выхлопа.
С1,С2 |
Масла с высокой стабильностью свойств, предназначенные для применения в высоко- |
производительных бензиновых и дизельных двигателях с DPF* и TWC* * легковых авто- |
|
мобилей и фургонов, допускающих применение масла с низкой вязкостью при высоких |
|
температурах и скоростях сдвига выше 2,9 мПа*с. Увеличивают ресурс катализатора нейтра- |
|
лизации отработавших газов типа TWC и фильтра DPF и обеспечивают экономию топлива. |
|
С3 |
Масла с высокой стабильностью свойств, предназначенные для применения в |
высокопроизводительных бензиновых и дизельных двигателях с DPF* и TWC* * легковых |
|
автомобилей и фургонов Увеличивают ресурс катализатора нейтрализации отработавших |
|
газов типа TWC и фильтра DPF и обеспечивают экономию топлива. |
*TWC Three Way Catalyst трехкомпонентный каталитический нейтрализатор
** "DPF Diesel Particular Filter фильтр твердых частиц выхлопа дизельных дизельных двигателей.
Е: масла для мощных дизельных двигателей грузовых автомобилей, автобусов.
Введены новые категории - Е6 и Е7, приравненные к категории API CI-4. Категории ЕЗ (перешла в категорию Е 4) и Е5 (перешла в категорию Е7) отменены.
Е2 |
Предназначены для широкого применения в дизельных двигателях с и без турбонаддува гру- |
зовых автомобилей, работающих в средних и тяжелых условияхи с нормальным интервалом |
|
замены. Масло категории качества SHPD, соответствует требованиям МВ 228.1, МАN 271 |
|
Е4 |
Масла с высокой стабильностью свойств, обеспечивающие отличную чистоту поршней эффек- |
тивно снижают износ и препятствуют росту вязкости масла при накоплении сажи, устойчивы |
|
к старению. Рекомендуются для дизельных двигателей, удовлетворяющих требованиям |
|
Euro 1, Euro 2, Euro 3 и Euro 4, работающих в особо тяжелых условиях. Обеспечивают |
|
удлиненный интервал замены согласно рекомендациям производителя двигателя. |
|
Подходят для применения в двигателях без фильтра твердых частиц выхлопа (DPF), для |
|
некоторых двигателей с рециркуляцией выхлопных газов (EGR) и оборудованных селектив- |
|
ным катализатором нейтрализации отработавших газов NOx (SCR NOx reduction system). |
|
Соответствуют требованиям MB 228.5, MAN M3277. |
|
Е6 |
Масла с высокой стабильностью свойств, обеспечивающие отличную чистоту поршней эффек- |
тивно снижают износ и препятствуют росту вязкости масла при накоплении сажи, устойчивы |
|
к старению. Рекомендуются для дизельных двигателей, удовлетворяющих требованиям |
|
Euro 1, Euro 2, Euro 3 и Euro 4, работающих в особо тяжелых условиях. Обеспечивают |
|
удлиненный интервал замены согласно рекомендациям производителя двигателя. |
|
Подходят для применения в двигателях без фильтра твердых частиц выхлопа (DPF), для неко- |
|
торых двигателей с рециркуляцией выхлопных газов (EGR) и оборудованных селективным |
|
катализатором нейтрализации отработавших газов NOx (SCR NOx reduction system). |
|
Особенно удовлетворяет требованиям двигателя, оборудованного фильтром твердых |
|
частиц выхлопа и работающего на малосернистом топливе (максимум 50 ppm). |
|
Е7 |
Масла с высокой стабильностью свойств, обеспечивающие особо высокую чистоту поршней |
предотвращают полирование стенок цилиндров, износ и образование отложений в турбо- |
|
компрессоре,уменьшают рост иязкости при накоплении сажи,устойчивы к старению. |
|
Рекомендуются для дизельных двигателей, удовлетворяющих требованиям Euro 1, Euro 2, |
|
Euro 3 и Euro 4, работающих в особо тяжелых условиях. Обеспечивают удлиненный интервал |
|
замены согласно рекомендациям производителя двигателя. Подходят для применения в |
|
двигателях без фильтра твердых частиц выхлопа (DPF), для двигателей с рециркуляцией |
|
выхлопных газов (EGR) и селективным катализатором нейтрализации отработавших газов |
|
NOx (SCR NOx reduction system). |
Помимо международных спецификаций по эксплуатационным свойствам многие изготовители двигателей имеют свои собственные спецификации, которые включают показатели соответствующих методов моторных испытаний и оценку физико-химических свойств (коррозия,вспениваемость,совместимость с эластомерами и т.д. и т.п.)
Классификая моторных масел по эксплуатационым свойствам, применяемая в странах СНД
Группа |
Рекомендуемая область применения |
А |
Нефорсированные карбюраторные и дизельные двигатели |
Б1 |
Малофорсированные карбюраторные двигатели |
Б2 |
Малофорсированные дизельные двигатели |
В1 |
Среднефорсированные карбюраторные двигатели |
В2 |
Среднефорсированные дизельные двигатели |
В |
Универсальное моторное масло для среднефорсированных карбюраторных и дизельных двигателей, предьявляющих повышенные требования к антикоррозионным, противоизносным свойствам масел и способности предотвращать образование высокотемпературных отложений |
Г1 |
Высокофорсированные карбюраторные двигатели, работающие в тяжелых эксплуатационных условиях, способствующих интенсивному окислению масла, образованию всех видов отложений, коррозии и ржавлению. |
Г2 |
Высокофорсированные дизельные двигатели без наддува или с умеренным наддувом, работающие в тяжелых эксплуатационных условиях, способствующих интенсивному окислению масла, образованию всех видов отложений, |
Г |
Универсальное моторное масло для высокофорсированных карбюраторных и дизельных двигателей |
Д |
Высокофорсированные дизели с наддувом, раблтающие в тяжелых эксплуатационных условиях, или когда применяемое топливо требует использования масел с высокой нейтрализующей способностью, антикоррозионными и противоизносными свойствами, малой склонностью к образованию всех видов отложений |
Е |
Лубрикаторные системы смазывания цилиндров дизелей, работающих на топливе с высоким содержанием серы |
Классификация SAE по вязкости для моторных масел по сравнению к ГОСТ
SAE |
ГОСТ |
||||
Класс |
Вязкость |
Вязкость |
Вязкость |
Вязкость кинематическая |
Класс |
0W |
3,8/ -- |
3250/ -30 |
-- |
-- |
-- |
5W |
3,8/ -- |
3500/ -25 |
1250 |
3,8 |
3з |
10W |
4,1/ -- |
3500/ -20 |
2600 |
4,1 |
4з |
15W |
5,6/ -- |
3500/ -15 |
6000 |
5,6 |
5з |
20W |
5,6/ -- |
4500/ -10 |
10400 |
5,6 |
6з |
25W |
9,3/ -- |
6000/ -5 |
-- |
-- |
-- |
20 |
5,6/ 9,3 |
-- |
-- |
5,6-7,0/6 |7,0-9,5/8 |
6 | 8 |
30 |
9,3/ 12,5 |
-- |
-- |
9,5-11,5/10 |11,5-13,0/12 |
10 | 12 |
40 |
12,5/ 16,3 |
-- |
-- |
13,0-15,0/14 |15,0-18,0/16 |
14 | 16 |
50 |
16,3/ 21,9 |
-- |
-- |
18,0-23,0/8 |
20 |
60 |
21,9/ 26,1 |
-- |
-- |
-- |
-- |
SAE |
5W |
10W |
15W |
20W |
20 |
20 |
30 |
30 |
40 |
40 |
50 |
60 |
5W-20 |
10W-20 |
10W-20 |
10W-30 |
15W-30 |
15W-30 |
20W-30 |
20W-40 |
20W-40 |
ГОСТ |
3з |
4з |
5з |
6з |
6 |
8 |
10 |
12 |
14 |
16 |
20 |
24 |
3з/8 |
4з/6 |
4з/8 |
4з/10 |
5з/10 |
5з/12 |
6з/10 |
6з/14 |
6з16 |
Соответствие групп моторных масел по ГОСТ и классификации API
ГОСТ |
A |
Б |
Б1 |
Б2 |
В |
В1 |
В2 |
Г |
Г1 |
Г2 |
Д1 |
Д2 |
Е1 |
Е2 |
-- |
-- |
-- |
API |
SB |
SC/CA |
SC |
CA |
SD/CB |
SD |
CB |
SE/CC |
SE |
CC |
SF |
CD |
SG |
CF-4 |
SH |
SJ |
CG-4 |
Следует подчернуть, что речь в этих таблицах идет не об идентичности масел, а только об ориентировочном соответствии.