Скажем, давление на масляную пленку между стенкой цилиндра и поршневыми кольцами изменяется в диапазоне 0,15-1,3 МПа (зона компрессионного кольца) и 0,5-1,3 МПа (зона маслосъемного кольца), а скорость скольжения поршня может варьироваться от 0 до 15 м/сек., а при некоторых условиях может вырасти до 2,0 МПа. Температура масляной пленки тоже не является неизменной. Верхняя поршневая канавка прогревается до 270-2800C, а если есть наддув – до 300-3500C.

Суровые условия и в зоне трения вкладышей подшипников и шейки коленвала. Там масляная пленка нагревается до 150-1600C при большом давлении трущихся поверхностей. А температура масла в картере при работающем двигателе редко падает ниже 80-1000C.

Не забудем и о химическом воздействии на моторное масло – кислород, продукты неполного сгорания топлива, топливо (небольшое количество порой попадает в масло).

Вот такие сложные рабочие условия для масла. И несмотря на это задачи масла остаются прежними: снижать трение между поверхностями, уменьшать износ и задиры элементов двигателя, уплотнять зазоры ЦПГ, антикоррозийная защита, теплоотвод от поверхностей.

Основа масла

Моторное масло состоит из основы (базового масла) и присадок для улучшения свойств. Основы бывают минеральными или синтетическими.

Состав минеральной основы зависит от качества нефти, границы выкипания масляных фракций и способов очистки. Вот происходит перегонка мазута - из него получают масляные фракции с низкой вязкостью – эти минеральные основы именуются дистиллятными. А основы повышенной вязкости берутся из продуктов, что остаются после перегонки – гудрона и полугудрона, эти масла так и называются остаточными. Итак, чтобы получить базовое масло с определенным уровнем вязкости нужно смешать дистиллятную и остаточную основы.

Минеральные масла более дешевы, но современные двигатели требуют все большего, так что владельцы мощных современных автомобилей предпочитают "синтетику". Конечно, идет совершенствование качества минеральных масел, но всему есть предел возможностей, так что практика обычной нефтепереработки скоро уже не сможет производить масла, отвечающие современным требованиям.

Синтетические масла имеют превосходные вязкостно-температурные характеристики. Это и более низкая температура застывания (-50оC - 60 оC) и высокий индекс вязкости. Затем, они имеют более высокую вязкость при рабочей температуре более 100оC – таким образом, масляная пленка на поверхностях трения не разрушается.

Другие преимущества синтетических масел: высокая термоокислительная стабильность (малая склонность к лакообразованию и нагарообразованию), а также небольшая испаряемость и расход на угар. Также важно, что синтетика требует минимума загущающих присадок - следовательно, "синтетика" - стойкое масло – поскольку разрушаются сначала именно присадки.

Перечисленные "плюсы" синтетического масла позволяют уменьшить механические потери и снизить износ в двигателе. Да и их рабочий ресурс превосходит ресурс минеральных масел в несколько раз.

А есть ли "минусы"? ну разве что стоимость. Они действительно дороже минеральных. Возможно именно поэтому многие фирмы изготавливают полусинтетические масла – минеральное масло + 25-50% синтетического. Такой компромисс весьма неплох - полусинь доступна по цене и обладает многими качествами синтетического масла.

Присадки в масло

В базовое масло добавляют специальные присадки – для нормального функционирования и повышения качества масла и его рабочих свойств.

Моющие присадки предотвращают формирование лаковых и сажевых отложений внутри мотора. Состоят, как правило, из детергирующих веществ (вымывающих результаты окисления масла и износа деталей), и диспергирующих (дробят крупные частицы нагара на мелкие (не больше микрона)). Диспергирующие добавки сохраняют грязь в мелкодисперсном состоянии, не позволяя ей превратиться в большие комки и прикипеть к металлу. Вы можете увидеть результаты действия моющих присадок очень скоро после замены масла на свежее. Недавно вроде залил, чуток проехал – глянь, масло уже черное. Это не повод для волнения. В этом случае темный цвет масла говорит о хороших моющих свойствах их присадок – они отмыли грязь со стенок двигателя и разбавили ее до безопасного состояния.

Моющие присадки льют в масла весьма щедрыми порциями – до 15-20% целого объема. По своему составу являются сульфонатами, фенолятами и фосфонатами металлов. Входят во состав качественных моторных масел.

Вязкостные присадки. Чтобы масло обладало хорошими вязкостно-температурными свойствами в него добавляют высокомолекулярные полимеры – полиизобутилены, полиметакрилаты и пр. Принцип их действия заключается в изменении состояния макромолекул полимеров исходя из температуры. В холодной среде такие молекулы выглядят как спирали, не влияющие на вязкость масла - если их нагреть, они распрямляются, и масло загустевает. Так что масла с вязкостными присадками (до 10%), являются загущенными – это зимние и всесезонные масла.

Противоокислительные присадки тормозят процесс окисления масел и последующее образование коррозии. Есть присадки-ингибиторы, функционирующие в полном объеме масла, и термоокислительные присадки, работающие в масляном слое на нагретых поверхностях. Сейчас в качестве противоокислительных присадок применяются соединения серы и фосфора, фенолы и амины. Доля содержания в масле – до 3%.

Депрессорные присадки (менее 1%) добавляют в масло для снижения температуры его застывания – до 200C и больше. Они препятствуют образованию парафиновых кристаллов при низкой температуре.

Противоизносные и противозадирные присадки (примерно 2%), включающие в состав хлор, фосфор и серу, должны обеспечивать стабильность пленки масла между трущимися элементами двигателя.

Противокоррозионные присадки (1%) защищают от окисления поверхность металлических деталей. Они формируют на металле крепкую масляную пленку, предохраняющую от кислотного контакта и контакта с водой в масле.

Противопенные присадки присутствуют в моторном масле в виде маленьких капель. Действие таких присадок базируется на уничтожении воздушых пузырьков. Подобные присадки важны, обойтись без них трудно, но процентное их содержание не должно превосходить тысячных долей - когда силикон разлагается под действием температуры, то получается оксид кремния, являющийся сильным абразивом.

По одной присадки не добавляют - их льют сразу "пакетом", и это влияет на свойства масла, они меняются. Разумеется, любая присадка оказывает не только положительное влияние, но может вызвать и негативные эффекты. Определенные присадки серьезно воздействуют лияют друг на друга, порой губительно. Так что выбор присадок – штука непростая. Некоторые производители стремятся создать одну универсальную присадку для всех случаев. Некоторые успехи тут уже достигнуты. Возникают многофункциональные присадки. Скажем, диалкилдитиофосфаты цинка и бария - они включают в себя качества противоизносных, противоокислительных, противокоррозионных и моющих присадок.

Классификация, особенности маркировки

Сейчас в ходу две классификации моторных масел: по вязкости, по рабочим свойствам.

Классификация по вязкости SAE (Society of Automotive Engineers), утвержденная в США и западной Европе, разделяет масла на 11 классов: 5 летних и 6 зимних. Всесезонные масла имеют двойной или дробный индекс – это значит, что в зимний период масло отвечает требованиям к зимним классам, а в летний период – к летним.

Классификация по рабочим свойствам API (American Petroleum Institute), утвержденная в США, разделяет моторные масла на 2 категории: S (сервис-класс) – для бензиновых двигателей, C (коммерческий класс) – для дизельных. Универсальные масла, подходящие и для бензиновых и для дизельных двигателей, имеют дробную маркировку.

Кроме того, классификация API постоянно изменяется, какие-то масла устаревают, разрабатываются новые. Некоторое время назад из классификации убраны классы SA, SB, SC, SE и SF категории S и классы CA, CB и CC категории C. Они признаны устаревшими и более не рекомендованы к использованию в двигателях. Однако, формальная отмена не отменяет факта прекращения использования автомобилей с двигателями, требующими данных масел. Так что были разработаны и варианты замены – например, вместо масел классов SE/CC и SF/CC можно применять масла класса SG.

Классификация по рабочим свойствам CCMC (Committee of Common Market Automobile Constructors), которая широко используется в западной Европе, предполагает, как и API, разделение масел на 2 категории: масла для бензиновых двигателей (G-класс), масла для дизельных двигателей (классы D, PD).

Что такое маркировка масла? Маркировка масла включает в себя класс вязкости по SAE и уровню рабочих свойств по API или CCMC. Скажем: SAE 15W/40 API CE/SG. Пеерд нами всесезонное масло, по вязкости при холодных температурах отвечает требованиям к зимним маслам класса 15W (W – winter), в летний период – отвечает требованиям к летним маслам класса 40. По качеству – к маслам для дизелей категории CE и к маслам для бензиновых двигателей категории SG. Также мы видим, что обозначение «дизельной» категории находится в числителе - то есть масло подходит скорее для дизельных двигателей, но вполне может применяться и в бензиновых двигателях.

Это был пример классификации продукции производителей масел. Разумеется, их классификация не "привязана" к конкретной мирке автомобиля. Автопроизводители могут разрабатывать свои требования к маслам и, проведя тесты на своих двигателях, указывать рекомендации по применению. Возникает логичный вопрос: на чье мнение опираться при выборе масла? Предпочтительнее довериться рекомендациям автопроизводителей. Их мнение подкреплено опытом испытаний на двигателях этой марки, такой опыт более близок автолюбителю. Производители автомобилей, протестировав масла на своих движках, могут уверенно рекомендовать то или иное масло потребителям.

Мыть, чистить, смазывать

Со временем моторное масло портится. В него проникают продукты износа элементов двигателя и металлической коррозии, а также вода, газы, топливо - все это ухудшает свойства масла, окисляет его. В "горячих" температурных зонах, скажем, в камере сгорания, куда масло в любом случае проникнет, образовываются твердые, прочные нагары. В зонах со средними температурами проблемы вызывают лаки. Нагары и лаки способствуют износу деталей, могут инициировать искрение, задиры и прогорание поршневых колец. Есть и отложения, которые появляются в низкотемпературных зонах – шламы, появляющиеся на всех элементах двигателя, за исключением "горячих" – шламы блокируют каналы системы смазки, затрудняя подачу масла.

Как быстро скопятся отложения в масле? Прямого ответа тут нет - это зависит от ряда факторов, причем не все из них имеют отношение к маслу. Сомнительного качества топливо с большим содержанием серы, "убитый" двигатель, частые поездки с непрогретым мотором, искрящее электрооборудование – все это влияет на работу масла.

О смешивании. Лучше не смешивать масла разных марок! Если требуется долить – лейте, но этой же марки, что уже залито в мотор. У каждого масла - свой набор присадок, так что добавление в разные масла разных веществ может дать...один результат! Присадки тоже могут быть несовместимы, даже если они близки по действию, каким будет эффект от смешивания догадаться нетрудно - разложение, выпадение в осадок, формирование агрессивных соединений.

А вот минеральное масло менять на синтетическое вполне можно. Но нужно ли оно вам? Если ваш "четырехколесный друг" новый – будет логичным сменить. Но если автомобиль уже на ладан дышит...поверьте, переход на синтетику ситуацию не спасет. Расход масла будет большим, а синтетика - вещь не из дешевых. Ведь синтетическое масло разработано для использования в современных, точных конструкциях, его рекомендуют для мощных, "оборотистых" двигателей.