Группы базовых масел для производства motor oil

Минералка или синтетика: что нужно знать о базовом масле

При выборе моторного масла есть несколько ключевых моментов: вязкость, рекомендации производителя, допуски и, наконец, ваши финансовые возможности. Прежде чем разбираться в тонкостях подбора, выясним, как масло получают, очищают и перерабатывают, а также как все эти процессы влияют на качество готового продукта.

Из нефти — в масло

Углеводороды в составе нефти имеют различную молекулярную массу и, как следствие, разные температуры кипения. Этот показатель важен при первичной переработке нефти, также называемой”перегонкой«, которая позволяет поделить нефть на фракции. Сырая нефть подогревается в печи до 350°С и подаeтся в атмосферную колонну в виде смеси газа и жидкости.

В атмосферной колонне нефть разделяется на фракции в зависимости от температуры кипения каждой из них:

1. На самом верху выделяется газовая фракция, из которой в дальнейшем с помощью синтеза получают пластик, полиэтилен, резину и другие материалы.
2. Ниже выделяется бензиновая фракция. Впоследствии из неe получится то самое топливо, которое мы заливаем в автомобиль.
3. Следом выделяется керосиновая фракция, которая используется в качестве моторного топлива для авиации и крупной техники.
4. Под ней находится газойлевая фракция, используемая в производстве дизельного топлива.

После выделения этих фракций в атмосферной колонне остаeтся мазут, который перемещается в вакуумную колонну. Далее уже мазут подвергается аналогичному разделению под вакуумом. Из мазута выделяют:

• несколько масляных фракций;
• гудрон, который представляет собой почти твeрдый остаток: он оседает на дне колонны. Из гудрона получают так называемые остаточные масла и битум, который используется в строительстве дорог.

На сегодняшний день действует международная классификация американского института нефти (API — American Petroleum Institute), по которой все производимые базовые масла делятся на пять групп в зависимости от происхождения, количества в них ненасыщенных углеводородов, серы и присущего им индекса вязкости:

Масла I, II и III групп получаются непосредственно из нефти и называются минеральными. Отличаются они степенью и способами очистки.

I — полученные методом селективной очистки и депарафинизации растворителями нефти;
II — полученные с помощью гидроочистки;
III — полученные благодаря процессам гидроизомеризации, гидрокрекинга и каталитической гидроизодепарафинизации;

Для каждой следующей группы новые процессы очистки не заменяют старые, а добавляются к ним. Проходя каждую стадию, масло становится на порядок чище — от первой к третьей группе. Подробнее о процессах очистки расскажем далее.

При производстве базовых масел IV и V групп задействуют технологии органического синтеза, поэтому их относят к синтетическим:

IV — масла на основе полиальфаолефинов.
V — масла на основе различных химических соединений, не вошедших в предыдущие группы.

Группа I

Чтобы получить базовое масло первой группы, масляную фракцию необходимо подвергнуть очистке.

1. Селективная очистка растворителями снижает содержание ароматических углеводородов, чтобы повысить стабильность конечного продукта.
2. Депарафинизация, как видно из названия, снижает содержание парафинов. Благодаря этому замедляется скорость застывания масла при низких температурах.

Получившиеся масло имеет свой набор сильных и слабых свойств.

Достоинства:

• простой процесс создания таких масел;
• низкая стоимость производства;
• хорошая растворимость присадок.

Недостатки:

• слабая окислительная стабильность;
• высокая способность к образованию отложений;
• работа в узком диапазоне температур;
• сильный запах нефтепродуктов.

Стоит сказать, что из-за простоты производства на эти масла приходится до 70% мирового объeма смазочных материалов. Это самая распространeнная группа масел.

Группа II

Для получения базовых масел второй группы в дополнение к уже перечисленным процессам добавляется гидроочистка. Гидроочистка снижает содержание примесей серы и азота. В противном случае они образуют агрессивные соединения, разрушающие двигатель (к ним относятся коррозия, серная кислота).

Достоинства:

• меньше примесей серы, азота, тяжeлых металлов и ароматических углеводородов по сравнению с первой группой;
• более однородная структура сырья;
• более высокий индекс вязкости;
• низкая испаряемость масла;
• улучшенная термоокислительная стабильность.

Недостатки:

• всe ещe низкий индекс вязкости в сравнении с III группой (от 80 до 120 против 120+);
• более высокая себестоимость в сравнении с I группой.

Группа III

Для получения базовых масел третьей группы сырьe подвергают дополнительным процессам. К ним относятся:

• гидроизомеризация,
• гидрокрекинг,
• каталитическая гидроизодепарафинизация.

Благодаря специальной технологии, применяемой специалистами ЛУКОЙЛ, в процессе гидроизомеризации минеральное сырьe подвергается очень глубокой переработке на молекулярном уровне. Такая очистка позволяет получать масла группы III+ (VHVI-масла, от английского Very High Viscosity Index — «очень высокий индекс вязкости»). Они состоят из углеводородов с низкой температурой застывания.

Масла группы III+ отличаются следующими характеристиками.

Достоинства:

• высокий индекс вязкости (больше 140);
• стойкость к окислению;
• наименьшее содержание примесей и ароматических углеводородов;
• низкая испаряемость (уменьшается расход масла на угар).

Недостатки:

• стоимость производства (примерно в 2,5 раза выше масел первой группы).

По своим свойствам масла группы III+ очень близки к «чистой синтетике», а по ряду показателей превосходят еe.

Группа IV

Учeные до сих пор активно дискутируют над вопросом: хватит ли человечеству ископаемых ресурсов. Работая на опережение, химики создали особые соединения — полиальфаолефины, сокращeнно ПАО, которые уже сейчас могут стать альтернативой нефти как источника.

Получают полиальфаолефины путeм реакций синтеза из этилена. ПАО производят на сложных химических установках, «сшивая» короткие молекулы компонентов природного газа в более длинные, которые называются деценами. Итоговые масла и смазочные материалы обладают исключительными характеристиками.

Достоинства:

• очень высокая окислительная стабильность;
• малая испаряемость;
• высокий индекс вязкости;
• высокая температурная толерантность: от −70 °C до +180 °C.

Недостатки:

• плохая способность к смешиванию с присадками;
• малая область применения.

В отличие от масел на минеральной основе, синтетические базовые масла плохо растворяют присадки. При этом без присадок базовое масло будет значительно хуже работать, его придeтся чаще менять, чтобы избежать образования пены, окисления масла и других неприятных последствий. Подробнее о свойствах присадок мы расскажем в будущей статье.

Необходимость использовать полностью синтетические масла существует только в автоспорте. Высокофорсированные двигатели нуждаются в особых маслах и смазках, поскольку значительную часть времени работают на предельных режимах.

Группа V

В пятую группу могут входить любые соединения, которые не вписываются в первые четыре.

Среди прочих, к пятой группе относятся масла на основе сложных эфиров, так называемые эстеры. Эстеры являются полностью синтетическим базовым маслом, во многом превосходящим ПАО, которое образует прочную масляную плeнку на металлических деталях благодаря полярности молекул.

Чаще всего эти масла используют в комплексе с другими базовыми маслами для улучшения свойств смазки. Готовых продуктов на основе пятой группы не производят из-за слишком высокой стоимости на всех этапах создания.

Что выбрать: «минералку» или «синтетику»?

Прямого и однозначного ответа на этот вопрос быть просто не может. Для каждого вида техники есть свои рекомендации производителя, свои допуски, условия эксплуатации, возраст или износ самого агрегата. Те масла, которые подойдут для нового турбированного двигателя, будут хуже работать, например, в двигателе с пробегом более 100.000 км.

Главное преимущество минеральной основы — доступность для потребителя и широкое распространение. Козырь в рукаве «чистой синтетики» — уникальные температурные условия, при которых эти масла продолжают работать.

При этом готовые продукты, которые основаны исключительно на маслах I группы, сегодня практически не встречаются. Это утверждение верно и для масел на основе IV группы — они слишком дорогие в производстве, крайне плохо растворяют комплекс присадок и, как следствие, требуют частой замены.

Самыми популярными на общемировом рынке являются смеси на основе базовых масел II и III групп, с разной степенью примесей «чистой синтетики». Если вы не передвигаетесь на ретроавтомобилях марки Horch (привет минеральным маслам), и не пугаете соседей по потоку рeвом 1200-сильного спортивного болида (любитель чистой синтетики), то вам подойдут хорошо очищенные масла на основе базовых масел II и III группы с правильно подобранным комплексом присадок.

Масляной базис. Группы моторных масел

Что лить в мотор? Чем отличаются масла, кроме цены? Что было раньше и куда идем сейчас? Попробуем разобраться.

Любое масло – это смесь основы, называемой базовым маслом, и пакета присадок, за счет которых формируются заданные свойства масла – вязкостные, противоизносные, противозадирные, антиокислительные, моющие и другие.

Вид базового масла определяет итоговый тип масла – минеральное, синтетическое или частично синтетическое масло, в просторечии называемое «полусинтетикой». Само понятие «синтетическое масло» является довольно широким. Под таковым понимается масло, основа которого получена путем химического синтеза. На практике же в интересах Его Величества Маркетинга фирмы трактуют состав масел достаточно широко, причем в своих интересах. В профессиональном сообществе принято полагаться на систему классификации API (American Petroleum Institute), следование которой четко разделяет масла по группам.

Базовые масла, согласно этой классификации, делятся на пять основных групп:

– Группа I – базовые масла, полученные методом селективной очистки и депарафинизации. Простой и дешевый вариант, который получается на конечной стадии переработки нефти, после того, как из нее отогнаны бензиновые и дизельные фракции. Это масла, которые в обиходе называются «минеральными». Операции селективной очистки и депарафинизации требуются для удаления из масла смол, серы, разложения парафинов на более короткие и легкие группы углеводородов. За счет этого удается достичь приемлемых депрессорных свойств масла и более-менее допустимой зависимости вязкости от температуры.

Синтетическое моторное масло SAE 5W-40 Супротек Атомиум

Синтетическое моторное масло классом вязкости 5W-40. Покупайте масло с гарантией производителя.

Статьи по теме “Моторное масло”

1. Кровь мотора. Основные функции моторного масла
2. Масляный базис. Группы моторных масел
3. Кулинария масла. Чем отличаются моторные масла
4. Синтетическое масло против минерального (теория)
5. Синтетика против минералки (практика)
6. САЕнтология масла. Классификация моторных масел по SAE
7. Индексация масла. Индекс вязкости моторного масла
8. АПИлог масла. Классификация моторного масла по API
9. Допуск формы «Мерседес». Рекомендованное моторное масло
10. Читаем инструкцию. Выбор синтетического масла

С одной стороны, на таких маслах ездили наши отцы и деды, и особых проблем не испытывали. С другой, менять масло надо было раз в три-пять тысяч километров, да и степень форсирования моторов была очень невысокой по современным меркам. Зато – дешево.

• Группа II – так называемые «улучшенные минеральные», высокорафинированные базовые масла с низким содержанием ароматических углеводородов и парафинов. Это та же «минералка» по базе и технологии получения, но несколько улучшенная по свойствам. На базовых маслах этой группы производятся большая часть современных минеральных масел. Используют ее и производители полусинтетических масел, смешивая основы второй группы и третьей групп;
• Группа III – базовые масла, полученные по технологии каталитического гидрокрекинга (НС-технология). Это термический крекинг нефти при определенных температурах и давлении, проводимый в среде водорода в присутствии специальных катализаторов. Этот метод позволяет решить несколько задач.

Во-первых, удаляются сера и азот, наличие которых в моторном масле нежелательно: они ухудшают экологические показатели и повышают коррозионную активность масла.

Синтетическое моторное масло SAE 5W-30 Супротек Атомиум, 4 л

Синтетическое моторное масло классом вязкости 5W-30. Покупайте масло с гарантией производителя.

Во-вторых, удаляются нестабильные непредельные углеводороды – насыщаясь водородом, они переходят в стабильные предельные. Тем самым обеспечивается сохранение свойств базового масла во времени. В-третьих, тяжелые ароматические и парафиновые углеводороды разбиваются на более легкие, что резко улучшает вязкостные и депрессорные свойства базового масла.

Как следствие, требуется меньший объем загущающих и депрессорных присадок, свойства масла от партии к партии и во времени становятся более стабильными и предсказуемыми.

По сути, это тоже минеральные масла, но со свойствами, приближенными к синтетическим. Некоторые фирмы называют их либо полусинтетическими, либо синтетическими, либо гидросинтетическими. На современном рынке масел именно эта группа является преобладающей.

• Группа IV – синтетические базовые масла на базе полиальфаолефинов (ПАО), углеводородных соединений со сравнительно короткой цепочкой – не более 12 атомов – получаемых путем полимеризации мономеров (коротких соединений из 3-5 атомов), которые в свою очередь синтезируются преимущественно из газов – этилена и бутилена. Такие масла обладают исходно предсказуемыми свойствами, стабильны, имеют нужную вязкостно-температурную характеристику, низкую летучесть. Масла на базе ПАО называются «полной синтетикой», или «full synthetic» и в настоящее время составляют основную часть рынка синтетических масел. Однако эти базовые масла достаточно дороги. Потому в производстве товарных масел эту базу частенько смешивают с гидрокрекинговыми маслами, причем вплоть до совсем «неприличных» соотношений, например, 20% ПАО на 80% НС-масла. И лишь немногие, чаще всего очень дорогие масла, относимые их производителями к группе элитных, содержат до 70. 80% ПАО.
• Группа V – другие базовые масла, не вошедшие в предыдущие группы. В частности, это масла на растительной основе, а среди них – на основе эстеров. Эстеры это сложные эфиры, являющиеся продуктами нейтрализации карбоновых кислот спиртами. Сырьем для получения эстеровых базовых масел являются не нефтяные, а растительные масла – кокосовое, рапсовое или другое. Улучшенные эксплуатационные свойства масел на эстеровой основе определяются несколькими обстоятельствами. Во-первых, молекулы эстеров – полярны. Их электрический заряд, «прилепляет» масляную пленку к стенкам пар трения. Во-вторых, они более стабильны, чем даже масла на базе ПАО, поскольку их вязкостные свойства могут быть заложены на уровне проектирования базового масла и не требуют специальных загущающих присадок. И, наконец, эстеровые масла являются биологически разлагаемыми, стало быть, легко утилизируются. Сегодня в западных странах эти масла активно используются для смазывания подвесных и стационарных моторов катеров, поскольку они минимизируют экологический ущерб при подводном выхлопе.

Главная проблема эстеров, помимо их высокой цены, это очень неважная смазывающая способность. Потому эстеры используют лишь как компоненты базовых масел 4-ой и 5-ой группы, добавляя их в базовое масло на основе ПАО в объеме, не превышающем 5. 20%. Область применения таких масел – высокофорсированные двигатели, в том числе спортивные, с которых требуется усиленная защита мотора от износа.

Соотношение между классами вязкости моторных масел по ГОСТ 17479.1 и SAE J300

ГОСТ 147479.1	SAE J300
33	5W
43	10W
53	15W
63	20W
6	20
8	20
10	30
12	30
14	40
16	40
20	50
24	60
33/8	5W-20
43/6	10W-20
43/8	10W-20
43/10	15W-30
53/10	15W-30
53/12	15W-30
53/14	15W-40
63/10	20W-30
63/14	20W-40
63/16	20W-40

Подробнее о том, чем именно базовые масла более высоких групп лучше обычных «минералок», мы поговорим в следующих статьях: “Синтетика против минералки (практика)” и “Синтетическое масло против минерального (теория)”

На каком масле? Исследуем синтетику и «суперсинтетику»

Полиалкиленгликолевое, полностью эстеровое и эстеровое с добавлением микрокерамики — мы подвергли экспертизе три необычных масла, а в качестве фона взяли качественный «гидрокрекинг» и «наиболее полную» синтетику. Итак, чем эти диковинные масла отличаются от обычной синтетики?

ПЯТЬ ГРУПП

Стенд 2a

Любое моторное масло — это смесь базового масла и пакета присадок. Сейчас базовые масла принято делить на пять основных групп.

Первая группа — обычная минералка, получаемая из тяжелых фракций нефти в присутствии различных растворителей.

Вторая группа — улучшенные минеральные масла, прошедшие процедуру гидрообработки, повышающую стабильность базового масла, и лучше очищенные от вредных примесей. У них своя ниша, преимущественно в области грузового транспорта, тяжелых судовых и промышленных дизелей, — они используются там, где расходы масла огромны и применение дорогой синтетики разорительно.

Третья группа — базовые масла, полученные по технологии гидрокрекинга (НС-технологии). На интернет-форумах «спецы» презрительно называют эти масла «кряком», хотя они занимают основную часть рынка. Какие-то фирмы позиционируют их как полусинтетические (хотя сами признают некорректность самого термина «полусинтетика»), какие-то называют НС-синтетиками. По сути это тоже минеральное масло, получаемое из соответствующих фракций нефти, но улучшенное — и по степени чистоты, и по молекулярной структуре.

Четвертая группа — Full Synthetic, или полностью синтетические масла. Их основа — полиальфаолефины (ПАО). Молекулы ПАО — это чисто синтетический продукт, который получается в результате химических реакций преимущественно из нефтяных газов — этилена или бутилена. Такие масла «собирают», как конструктор, а потому их свойства более предсказуемы, чем у минералки. Недостаток ПАО — высокая цена. Поэтому идут в ход маленькие хитрости: почему бы не смешать процентов двадцать- тридцать-сорок ПАО с «кряком» и не назвать такое масло полностью синтетическим? Ведь доля ПАО в синтетике нигде не оговаривается! Хитрость можно разгадать лишь по температуре вспышки, которая указывается в техническом описании масла: у ПАО она стремится к 250 °C и даже выше (бывает и 280 °C), а у чистых НС-синтетик — около 225 °C.

miniaturaHDRa

Пятая группа базовых масел объединяет все то, что не попало в первые четыре. И основное, вошедшее в эту группу и получившее активное распространение в производстве товарных масел, — это базовое масло на основе эстеров.

Эстеры — полностью синтетические соединения, полученные не из нефти, а преимущественно из растительного сырья, в основном из рапсового масла. Это чисто синтетический продукт, отличающийся полной стабильностью. Его молекулы имеют заряд, благодаря чему прилипают к металлическим стенкам и уверенно снижают износ. К сожалению, невозможно сделать масло, состоящее из одних эстеров: будут велики потери на трение. Потому масла пятой группы — это тоже смесь, чаще всего эстеров и ПАО, но при этом, поскольку для чистой синтетики часть эксплуатационных свойств получается задать на стадии сборки базового масла, объем пакета присадок может быть существенно меньше.

ЧТО НОВЕНЬКОГО?

Самая крутая группа — пятая, из которой мы и взяли три эстеровых масла, каждое со своими изюминками.

Cupper SAE 5W-40 Full Ester

Самое эстеровое, если можно так сказать: по заявлению производителя, содержит до 80% эстеров и всего 2,5% присадок со специальными металлоплакирующими (фр. laquer — покрывать) компонентами.

XENUM WRX 7.5W40

Эстеровое с микрокерамическими присадками на основе нитрида бора. Вообще-то, нитрид бора — мощный абразив, но тут используется очень мелкая фракция, которая, как утверждается, являет собой аналог твердой смазки в зонах трения. Отметим нетрадиционный, «дробный» класс по SAE и немалую цену.

KROON Oil Poly Tech 10W-40

Здесь применена так называемая OSP-технология, при которой в базовое масло на основе ПАО и эстеров включается до 30% специальных полиэфиров — полиалкиленгликолей (ПАГ). Они полностью растворяются в масле и способствуют лучшему растворению пакета присадок. Отметим высокий индекс вязкости ПАГ (свыше 180 единиц), что обеспечивает хорошие пусковые свойства при низких температурах. Примерная цена — 5000 рублей за 5 литров.

В компанию к эстерам взяли любопытную парочку из третьей и четвертой групп.

ТОТЕК Астра Робот 5W40

Это масло можно считать «самой полной» синтетикой: содержание ПАО максимальное. Об этом говорит наиболее высокая заявленная температура вспышки: 244 °С!

RAVENOL HCS 5W-40 API SL/SM/CF

Эту гидрокрекинговую синтетику примем за точку отсчета. Цена смешная.

Задача испытаний — посмотреть, как работают эти масла в идентичных условиях стендовых испытаний: чего ждать и на что надеяться? При этом мы не будем сравнивать между собой масла четвертой и пятой групп: соревнуются не они, а принципы развития направлений современного «маслостроения».

ДЛИННЫЙ ЗАЕЗД

Практически все маслопроизводители декларируют энергосберегающие функции, снижение износа, исключительную чистоту деталей, а также продленный ресурс масла. Проверить и сопоставить это можно только в ходе длительных стендовых испытаний, обеспечивающих идентичные условия работы для каждого продукта. Методика обкатанная.

Сердце исследовательской установки — стендовый двигатель на базе ВАЗ‑2111, причем условия работы масла в нем специально ужесточены. В частности, повышена степень сжатия и введено масляное охлаждение поршней: масло греется дополнительно. Пробы исследовали в химмотологической лаборатории кафедры двигателей, автомобилей и гусеничных машин Санкт-Петербургского политехнического университета и в «Северо-Западном центре экспертиз».

В таких условиях каждое масло отходило по 180 моточасов в режиме, характерном для движения машины по трассе (обычный автомобиль прошел бы за это время примерно 15 000 км); разве что число пусков‑прогревов у нас было значительно меньше.

По ходу испытаний мы отбирали пробы масла, чтобы отследить историю его старения. Параллельно замеряли мощность, расход топлива и токсичность отработавших газов. После каждого цикла мотор разбирали, чтобы оценить его состояние — в частности, степень износа.

МУЧЕНИЯ ГИДРОКРЕКИНГА

Первым в стендовый мотор залили масло, призванное задать начальный уровень отсчета. Это НС-синтетика RAVENOL HCS 5W‑40. Все было нормально, но через 130 моточасов после начала испытаний вязкость вывалилась за верхний предел, определяемый заявленным классом по SAE (16,3 сСт), что всегда приравнивается нами к формальному отказу. Пробег (в пересчете) — чуть больше 11 000 км. Резкое увеличение вязкости и определило заметное ухудшение характеристик двигателя: мощность снизилась на 3%, расход топлива увеличился на 7%.

ЧЕТВЕРТЫМ БУДЕШЬ?

Четвертую группу базовых масел в нашем тесте представляло «самое» синтетическое моторное масло — «ТОТЕК Астра Робот 5W40». И, надо признать, весьма успешно. На фоне гидрокрекингового масла были четко видны преимущества полной синтетики на базе ПАО.

Во‑первых, это ресурс. Условные 15 000 км масло проработало легко, его параметры остались в пределах заданных. Темп старения даже в предложенных жестких условиях оказался заметно более низким, чем у масел «младших» групп. И моторные характеристики в конце испытаний не слишком отличались от начальных.

Во‑вторых, это масло удивило своими низкотемпературными свойствами: —54 ºС — такова температура замерзания! Высокий индекс вязкости (под 170) обеспечивает хорошую вязкостно-температурную характеристику, гарантирующую оптимальную работу масла как при высоких температурах в нагруженных режимах, так и при холодном пуске.

Угар за весь цикл испытаний был минимальным. Сказалась малая летучесть, что косвенно подтверждается самой высокой температурой вспышки среди всех масел этой группы. А также результатами замеров токсичности отработавших газов: выход остаточных углеводородов заметно меньше, чем при работе мотора на других маслах, — нетопливная, то есть масляная, составляющая токсичности заметно уменьшилась. Откуда знаем, что именно масляная? Оттуда, что топливная составляющая при одном и том же бензине и одинаковых регулировках дает разницу только в пределах погрешности.

Уровень загрязнений в двигателе характерен для синтетик: невелик, но все-таки заметен.

МЕДЬ В МАСЛЕ

Первым представителем пятой группы было масло Cupper 5W40 Full Ester. Новый оригинальный пакет присадок, содержащий медь, должен обеспечивать металлоплакирующие свойства. Что это означает? На рабочих поверхностях деталей будет формироваться тонкая медная пленка, сглаживающая шероховатости, а также защищающая узлы трения от задира и износа. Положенные 15 000 км масло выдержало. После вскрытия двигателя увидели, что поверхности цилиндров стали напоминать шпон карельской березы — и цветом, и рисунком. Это и есть медь. А взвешивание деталей вообще повергло в шок: на вкладышах подшипников вместо убыли наблюдалось устойчивое увеличение массы! Минимальное, на уровне нескольких миллиграммов, — но увеличение! Неужели медь из масла перешла на рабочие поверхности вкладышей? И еще одно чудо: щелочное число в свежей (до испытаний) пробе масла составило всего около 3 мг КОН/г вместо привычных 6–10 КОН/г. Ошибка? Перемерили несколько раз — всё верно! И после испытаний оно снизилось лишь чуть-чуть. Вот что дает сочетание эстеровой основы и металлоплакирующего пакета присадок. С кольцами обошлось без чудес, но темп износа реально меньше, чем на эталонной гидрокрекинговой синтетике.

Ресурс похуже, чем у масла «ТОТЕК Астра Робот» на базе чистых ПАО, но значительно лучше, чем у эталонного «гидрокрекинга». Оно и понятно: присадки работают интенсивно, но их немного — поэтому ресурс масла не может быть бесконечным. Но напоминаем: условные 15 000 км масло честно отработало.

ЭСТЕРОВОЕ МОТОРНОЕ МАСЛО: БЕЛОЕ НА ЧЕРНОМ

«Эстеро-керамическое» масло Xenum WRX 7.5W40 с микрокерамикой дало рекордно низкую скорость износа поршневых колец и цилиндров, вдобавок снизилась скорость износа и у подшипников. «Твердая смазка» из нитрида бора работает! Энергосберегающий эффект в масле проявился как раз там, где обычным моторам приходится особенно тяжело — в максимальных режимах и, что выглядит странным для непрофессионалов, в режиме холостого хода. В первом случае на все детали действуют максимальные нагрузки, которым должно противостоять масло. Во втором — нагрузок нет, но и скорость относительного движения деталей, заставляющая их «всплыть» на слое масла, очень мала. Потому работает не все масло, а в основном его присадки.

Но без дегтя не обошлось.

Во‑первых, скорость старения этого масла из эстеровой группы оказалась заметно выше, чем у масла Cupper, — Xenum проиграл даже маслу ТОТЕК из группы ПАО. Цикл испытаний выдержан, но запас ресурса по его окончании был минимальным. По нашему мнению, это следствие более жестких условий работы масляной пленки в присутствии микрочастиц керамики. Очаговые локальные температуры в зонах трения, где работают твердые микрочастицы, могут повышаться, а это неизбежно портит базу масла.

Во‑вторых, низкотемпературные свойства этого масла тоже оказались не ахти. Впрочем, нестандартные «7.5» в классификации по SAE ничего другого и не обещали. И еще. После того как пробы масла некоторое время постояли на полочке, в них обнаружился плохо смываемый осадок! Даже долгое взбалтывание пробы не удаляло его с донышка бутылки. Чудес не бывает: керамика — тяжелая, долго удержать ее в объеме масла невозможно. Конечно, осадка было немного, но от него как-то не по себе. Успокаивает лишь тот факт, что масло на нашем рынке присутствует не первый день, но никаких связанных с ним «страшилок» вроде бы не обнаружено.

Отметим, что цвет проб менялся интенсивно. Изначально масло напоминало по цвету кефир: белое-белое. Через 40 моточасов оно уже стало похоже на обычное масло — темное, но осадок все равно был белесым. Нитрид бора, однако.

«ПОЛИ ТЕХ» В ПОЛИТЕХЕ

Испытания проводились в лаборатории кафедры двигателей питерского политеха. Как же пройти мимо масла с таким знакомым именем — KROON Oil Poly Tech? Единственное на нашем рынке масло группы ПАГ в целом подтвердило то, что гласило описание. Главное — при вскрытии мотора после 180 моточасов работы в жестких режимах мы обнаружили практически чистые поршни! Высокотемпературных отложений фактически не было, зона поршневых канавок оказалась чистой. А это значит, что кольца на этом масле работают нормально, никакого залегания ожидать не приходится.

Уровень низкотемпературных отложений оказался ниже, чем у других масел. Похоже, что полиалкиленгликолевая база масла их растворяет, как и было обещано производителем. И с ресурсом всё нормально: 15 000 км масло «прошло» с запасом на еще несколько тысяч километров.

Что касается ресурса двигателя и защиты от износа, всё тоже очень достойно, на уровне лучших эстеровых образцов и значительно лучше, чем у базовой НС-синтетики. А вот с «холодными» свойствами не так однозначно. Температура застывания — под минус пятьдесят, и это один из лучших показателей, а вот индекс вязкости не самый высокий. Не зря указан класс 10W‑40 по SAE.

МАСЛА ИЗ БУДУЩЕГО

Кто сказал, что все моторные масла льют из одной бочки? В ходе испытаний мы сделали для себя два важных открытия.

Во‑первых, НС-масла за свою цену работают вполне достойно и не способны испортить даже самый современный мотор.

Во‑вторых, есть более интересные варианты, чем самая распространенная на рынке третья группа. И каждое из рассмотренных масел имеет свои плюсы при единственном минусе — высокой цене. Но за хорошее и заплатить не грех, тем более что переплата чаще всего не превышает стоимости одной-двух заправок топливом. Если же учесть эффект энергосбережения (экономия бензина в среднем на 2–4%), улучшение динамики автомобиля, пусковых свойств и снижение скорости износа двигателя, то переплата и вовсе не выглядит пугающей.

Любое из испытанных нами масел можно безбоязненно заливать в мотор. По нашим сведениям, тот же Xenum очень любят гонщики. Cupper с его медью до сих пор кажется чем-то необъяснимым, но ведь выдержал же! К маслу ТОТЕК нет никаких вопросов. А полиалкиленгликолевое масло KROON Oil Poly Tech вообще расходится на ура. Короче, используйте смело — конечно, если группа качества выбранного масла согласуется с требованиями инструкции по эксплуатации автомобиля.

Впрочем, свое мнение не навязываем. Выбирайте сами. И — счастливого пути!

Синтетические базовые масла

Это маслообразные синтетические жидкости – полимеры или олигомеры, получен­ные методом синтеза из разных мономеров. Ни одно синтетические масло не имеет всей совокупности свойств, характерной для минерального масла, но отдельные синтетические масла обладают некоторыми выдающимися эксплуатационными свойствами, превышаю­щими свойства минеральных масел. Например, некоторые синтетические масла имеют особенно высокий индекс вязкости, пониженную температуру застывания, повышенную стойкость к высоким температурам и деформациям сдвига, отличаются пониженной лету­честью и горючестью. Эти свойства обеспечивают универсальность применения и про­должительность срока службы. Каждое синтетическое масло необходимо применять в ус­ловиях, позволяющих наилучшим образом использовать его отличительные особенности. Основной существенный недостаток синтетических масел – они значительно дороже ми­неральных (в 2 – 3 и более раз).

Рaзновидности синтетических масел. Свойства синтетических масел зависят от химического строения, поэтому это является основным критерием их классификации:

– углеводородные масла (hydrocarbon oil, НС oil) на основе полиальфаолефинов, изопарафиновых углеводородов и алкилбензола;

– полиэфирные масла на основе: эфиров двухосновных кислот и первичных спиртов (напр., изооктиловый эфир себациновой кислоты); эфиров полиолов, полифениловых эфиров; полигликолевых эфиров (например, полиалкиленгликолевый эфир); эфиров фосфорной кислоты.

– фторсодержащие эфирные масла.

Синтетические масла внутри каждого класса могут различаться мономерным со­ставом и свойствами. Например, полиальфаолефины получают из бутена, 1-децена и др., в молекулы силиконовых жидкостей могут входить звенья диметилсилоксана и/или ме-тилфенилсилоксана. Особенно различаются свойства разных полигликолей и полиэфиров. Поэтому имеет смысл говорить только о самых общих свойствах отдельных видов синте­тических масел.

Производители синтетических масел обычно присваивают своим продуктам не хи­мические, а технические наименования. Поэтому по товарным названиям не всегда можно судить о свойствах масел и пригодности к конкретной области применения.

Смешиваемость синтетических масел с минеральными различается и зависит от природы синтетического масла. Ниже приводится обзор свойств наиболее распространенных синтетических масел.

Полиальфаолефиновые масла (ПАО) (polyalphaolefin – РАО). Распространены широко и составляют более одной третьей всех синтетических масел. Они отличаются универсальными смазочными свойствами, могут работать в широком интервале темпера­тур, обладают высоким индексом вязкости и стабильностью свойств на протяжении всего срока службы, не вызывают коррозии металлов, не образуют нагара и отложений, не ока­зывают отрицательного влияния на материалы прокладок и уплотнителей, хорошо смеши­ваются с минеральными маслами. ПАО масла в основном применяются для производства автомобильных универсальных, всесезонных моторных и трансмиссионных масел, гид­равлических жидкостей, а также в качестве индустриального масла для холодильников, компрессоров, других агрегатов, работающих под большой нагрузкой при повышенной температуре, и как моторное масло для мощных дизельных среднескоростных двигателей и тепловозов. ПАО масла – самые дешевые синтетические масла.

Масла алкилированных ароматических соединений (alkylated aromatics). Чаще всего, применяется алкилбензол alkylbenzene. На рынок поступают два продукта – алкилбёнзол, с низким индексом вязкости, который применяется в смеси с нафтеновым маслом для получения масел для компрессоров холодильников, и диалкилбензол, с более высоким индексом вязкости, напоминающий парафиновое и полиальфаолефиновое масло, который отличается хорошими низкотемпературными свойствами и применяется для про­изводства арктических масел и моторных масел для двухтактных двигателей.

Полигликолевые масла (polyglycols-PG, polyalkyleneglycols-PAG). По стандар­ту DIN 51 502 такие масла сокращенно обозначаются PG. Они также составляют около одной трети всех синтетических масел. Свойства очень разные, в зависимости от исход­ных мономеров и молекулярной массы. В настоящее время полигликолевые масла применяются в основном как охлаждающие жидкости в системе охлаждения двигателя, при об­работке металлов, как тормозные и гидравлические жидкости. PG масла не пригодны в качестве моторных, так как обладают высокой коррозионной активностью, особенно в присутствии продуктов сгорания топлива. Большинство применяемых на практике полигликолей не смешиваются с минеральным маслом или смешиваются, ограничено. PG мас­ла отличаются рядом положительных свойств: высоким значением индекса вязкости, стой­костью к высокой нагрузке, хорошей антиокислительной и термической стойкостью при введении соответствующих присадок. Особенно ценятся PG масла ввиду низкой воспла­меняемости (температура вспышки – выше 220°С) и низкой температуры застывания (ниже – 30°С). Иногда они применяются для смазывания сильно нагруженных передач промыш­ленных машин и для работы при низкой температуре. Ассортимент масел PG довольно широкий.

Полиэфирные масла (масла органических сложных эфиров) (polyesters – Е). Эти масла по стандарту DIN 51 502 обозначаются буквой Е и составляют большую группу синтетических масел, особенно для реактивной авиации. В этой области они незаменимы, так как обладают наивысшим индексом вязкости (до 180), низкой температурой застыва­ния (ниже – 50°С), плохой воспламеняемостью и низкой летучестью (давление насыщен­ного пара около 1 мбар при 205 °С). В автомобильной промышленности полиэфирные масла применяются в качестве добавок к минеральным маслам и ПАО, как повышающие индекс вязкости, улучшающие низкотемпературные свойства, а в некоторых случаях, са­мостоятельно в качестве моторного масла для дизельных двигателей или смазывания пе­редач при низкой температуре.

Эфиры фосфорной кислоты (phosphate esters – РН).Эти масла по стандарту DIN 51 502 обозначаются РН. Основные преимущества этих масел – они негорючие и в местах интенсивного трения, при высокой температуре, образуют разделяющую, противозадирную фосфатную пленку, уменьшающую трение и предохраняющую поверхность деталей от износа и задира. Масла эфиров фосфорной кислоты смешиваются с минераль­ными и другими синтетическими маслами, поэтому могут применяться как самостоятель­ные синтетические масла, и как компоненты минерального. Масла эфиров фосфорной кис­лоты применяются для компрессоров, негорючих гидравлических жидкостей и как противоизносные присадки.Силиконовые масла (silicones-SI).Эти масла по стандарту DIN 51 502 обознача­ются SI. Они химически инертны и термически стойки (разрушаются при температуре выше 300°С, температура вспышки около 300°С), имеют низкую температуру застывания (ниже – 50°С), незначительную летучесть, наивысший индекс вязкости (около 300) и не вспениваются. Силиконовые масла не обладают хорошими смазывающими свойствами, не смешиваются с минеральными маслами. Применяются как специальные компрессор­ные масла и гидравлические жидкости и в качестве электроизоляционного масла.

Силико­новые масла (silicones-SI) дорогие, примерно в 10-100 раз дороже минерального масла.Фторсодержащие эфирные масла (fluorocarbons – FK). Эти масла по стандарту DIN 51 502 обозначаются FK. Основные их преимущества – химическая инертность, него­рючесть, высокая стойкость к окислению и к повышенной температуре, очень хорошие диэлектрические свойства. Недостатки – относительно низкий индекс вязкости, высокая температура застывания.

Фторсодержащие эфирные масла применяются в холодильной технике и в установках, где масло находится в контакте с кислородом или другими агрессивными ве­ществами. Эти масла очень дорогие, в сотни раз дороже минерального масла

Что такое базовые масла?

Практически все смазочные материалы (масла и смазки) состоят из масляной или маслоподобной основы (базового масла) и присадок, которые улучшающих природные характеристики основы и/или придают ей новые свойства и особенности. При этом количество присадок меняется от долей процента в турбинных маслах до 25-30 процентов в моторных.

Присадки присадками, однако основные эксплуатационные характеристики полученного смазочного материала будут весьма сильно зависеть от характеристик базового масла.

На сегодняшний день действует международная классификация американского института нефти (API) по которой все производимые базовые масла делятся на 5 групп в зависимости от происхождения, количества в них ненасыщенных углеводородов, серы и присущего им индекса вязкости.

Базовые масла Группы I (Минеральные)

Базовые масла API Группы I в обиходе называются «минеральными» и получаются на нефтеперегонных заводах из сырой нефти. Процесс их производства начинается с атмосферной дистилляции (отгонки) светлых топлив — бензинов, керосина, лигроина на и дизельного топлива. Остаток — мазут — дальнейшей разгонке при атмосферном давлении не подлежит. Однако при пониженном давлении ( при разряжении) из него отгоняются различные по вязкости фракции, которые и называются в дальнейшем «базовым маслом API Группы I». Химический состав этого продукта очень разнообразный. В него входят углеводороды с различной длиной углеродной цепи, циклические и ароматические (содержащие бензольное кольцо) углеводороды различной степени насыщения, вещества содержащие азот и серу, и прочие примеси. Конечно же, после отгонки эти масляные фракции подвергаются различным процессам очистки (экстракции растворителями, глинами и т.п.). Все эти очистки из соображений экономии не дают полного эффекта, к тому же понижают общий выход базового масла. Базовые масла Группы I обычно имеют окраску от светло-желтой до темно-коричневой и характерный запах нефтепродуктов. Они имеют самое низкое содержание насыщенных веществ, самое высокое содержание серы и относительно низкий индекс вязкости .Из-за очень высокой разнородности молекулярного состав, эти масла имеют низкую окислительную стабильность, высокую испаряемость, относительно высокую температуру потери текучести.

Из-за простоты производства и высокой доступности (их производят практически во всех регионах мира) это самые дешевые масла, на основе которых в настоящий момент производится до 70% общего объема смазочных материалов.

Ба­зо­вые мас­ла по спе­ци­фи­ка­ции API

ГРУППА

Со­дер­жа­ние пре­дель­ных уг­ле­во­до­ро­дов, %	Со­дер­жа­ние се­ры, %	Ин­декс вяз­ко­сти
ГРУППА I	0.03	80-120
ГРУППА II	≥90	≤0.03	80-120
ГРУППА III	≥90	≤0.03	>120
ГРУППА IV	По­ли­аль­фа­о­ле­фи­ны
ГРУППА V	Дру­гие ба­зо­вые мас­ла

Но многих производителей оборудования и смазочных материалов эксплуатационные характеристики минеральных базовых масел и получаемых из них минеральных смазочных материалов уже перестают удовлетворять. Главным образом ихне устраивают низкая окислительная стабильность и относительно высокие температуры замерзания. Низкая окислительная стабильность отражается на короткой жизни финишных минеральных масел и смазок. Высокие температуры потери текучести (замерзания) и относительно низкий индекс вязкости сужают температурный интервал их применения. Наличие легких фракций в базовом масле объясняют высокий их «угар»при эксплуатации.

Низкая окислительная стабильность минеральных смазочных материалов в процессе службы выливается в их быстрое потемнение, повышение вязкости, в образовании шламов, лаков и нагаров на деталях смазываемого оборудования, что конечно же не способствует продолжительной жизни этих деталей. Высокие температуры замерзания ограничивают климатические зоны их применимости, вызывая необходимость сезонных замен. Высокий «угар» — дополнительный расход смазочных материалов.

Базовые масла Группы II и III (Гидрокрекинг)

Для уменьшения таких отрицательных черт нефтехимики начали производить базовые масла API Группы II, которые чаще всего называют «гидрокрекинговыми или гидрообработанными». Как видно из названий, процесс заключается в обработке минерального базового масла Группы I водородом при высоких температурах и в присутствие катализаторов. В этих условиях водород присоединяется по ненасыщенным связям углеводородов, «раскрывает» циклические и ароматические цепи. С легкими углеводородами, с соединениями серы и азота, водород образует газообразные продукты, удаляемые из сферы реакции. Длинные молекулы линейных углеводородов (парафинов) разрушаются (крекинг), превращаясь в более короткие молекулы. В результате такой обработки на выходе получаются практически не содержащие серы бесцветные масла, обладающие более высокой степенью насыщенности (а значит и более высокой окислительной стабильностью) и низкой температурой замерзания благодаря меньшему содержанию парафинов. Однако масла Группы II продолжают обладать относительно низким индексом вязкости, сужающим интервал рабочих температур финишных смазочных материалов, произведенных на их основе.

Гидрокрекинговые базовые масла в основном производятся в северной Америке и Южной Корее. Однако спрос на них растет, и многие нефтяные компании ( в частности российские) интенсивно модернизируют старые и строят новые установки для производства базовых масел Группы II. Стоимость этих масел и, соответственно, финишных смазочных материалов на их основе в 1.5-1.8 раз выше, чем минеральных.

Требования к финишным смазочным материалам с широким температурным диапазоном использования побудили нефтехимиков производить базовые масла с высоким индексом вязкости. Это достигается опять же при помощи водорода, который в определенных условиях переводит линейные цепочки парафинов в разветвленные. Процесс называется гидроизомеризация. Присутствие таких изомеризованных парафинов повышает индекс вязкости базового масла, но дополнительная операция поднимает стоимость полученных «нетрадиционных» базовых масел API Группы III в 2.3-2.8 раз над минеральными. Но получаемые базовые масла и финишные смазочные материалы на их основе еще более химически стабильны, еще меньше «угорают» и обладают прекрасными низкотемпературными характеристиками и высоким индексом вязкости.

Базовые масла Группы IV и V (синтетика)

Желание отказаться от нефти, как источника производства смазочных материалов, побудили химиков заняться строительством углеводородных молекул необходимого размера ( в химии их называют поли-альфа-олефинами)для производства синтетических ПАО базовых масел API Группы IV. Их производят на сложных химических установках, сшивая короткие молекулы компонентов природного газа в более длинные, которые называются деценами. На их основе и производят базовые масла и финишные смазочные материалы исключительных характеристик — очень высокая окислительная стабильность, малая испаряемость и очень низкая температура замерзания (чистые поли-альфа-олефины теряют текучесть при температурах ниже -70 °C). Из-за их высокой стоимости ( в 4 раза дороже минеральных) ПАО масла используются в основном для изготовления моторных масел, хотя существуют и синтетические трансмиссионные, гидравлические, редукторные и прочие индустриальные масла и смазки.

Сравнение основных свойств базовых масел

В последнюю API Группу V входят базовые масла, называемые «истинные синтетики». Это название подчеркивает, что для их производства не используются ископаемые ресурсы (нефть, газ). Получаемые на химических заводах, эти масла (или правильнее говорить маслоподобные жидкости) включают десятки наименований. Это и полиалкиленгликоли, и силиконы, фосфорные и сложные эфиры и многие другие. Их применение обусловлено особыми техническими требованиями к оборудованию, экстремально высокими и низкими температурами, требованиями негорючести, химической инертности и многими другими параметрами. Стоимость этих основ в десятки, а тои в сотни раз выше обычных минеральных базовых масел. Но эксплуатационные требования оправдывают затраты.

В эту же группу включены и растительные масла, которые все чаще используются для производства экологически безопасных индустриальных масел.

Следует обратить внимание, что до середины 2006 г «синтетиками» называли базовые масла IV и V Групп и полученные на их основе финишные смазочные материалы. Однако сейчас производителям смазочных материалов РАЗРЕШЕНО в названии своих продуктов, полученных на основе II, III, IV и V Групп, упоминать слово «синтетика» в различных контекстах. «Минеральными» сегодня остались только материалы Группы I.