Грузовик и масло
Главная/Статьи/Грузовик и масло

Грузовик и масло

29 сентября 2011

Масла: бензиновые, дизельные, универсальные...

Сравнительно недавно – 30-40 лет назад – моторные масла были представлены в скромном ассортименте, критерии его выбора также были незамысловаты и определялись типом двигателя (бензиновый или дизельный), временем года – пожалуй, на этом список факторов выбора заканчивается. Во главе масляного парада отечественного производства стояло «жигулевское», для машин-ветеранов требовалось что-то погуще, а обладатели дизелей приобретали масло, в народе прозванное «камазовским».

Импортное изобилие, которое захлестнуло прилавки после, озадачило автомобилистов: что покупать, как выбирать? Рыночный успех универсального Всесезонного Масла любых классов вязкости решил эту проблему. «Титулы» этого масла, в особенности универсальность, примирили дизельный и бензиновый моторы, что существенно облегчало выбор. Профи автодела научились разбираться в классификациях АСЕА, API и спецификациях производителей машин.

При этом экологические требования к транспортным средствам становились жёстче, двигатели совершенствовались, а ассортимент масел расширялся. Неожиданно выяснилось, что универсальное масло – не самый идеальный вариант. Как известно, любая универсальность являет собой компромисс. Соответственно,  чем совершеннее масло, тем труднее этот компромисс достигался, ведь требования к моторам стали слишком противоречивыми. Снова возникла необходимость масляной специализации, однако уже на ином качественном уровне.

Ведущими производителями была предложена новая идеология выбора – «легковые» и «грузовые» масла, масла только «дизельные». И, конечно же, в этом списке были традиционные универсальные — их пока рановато списывать со счетов, они ещё смогут послужить!

Новые линейки продукции дали широчайшие возможности точного, «снайперского» выбора масла под конкретный двигатель. Правда, для этого требуется знать особенности того самого конкретного двигателя.

А что у вас под капотом?

Ответ на вопрос будет прост – под капотом у нас дизель (или под кабиной – при бескапотной компоновке). Потому что грузовики на бензиновых двигателях медленно, но неизбежно уходят в прошлое. Соответственно, и моторное масло надо выбирать исходя из этого факта — дизельное либо универсальное (о бензиновых «Газелях» мы тоже скажем, но в конце статьи).

Как известно, маркировка универсальных и дизельных масел по классификации АСЕА (Европа) содержит латинскую «В» или «Е», либо комбинацию этих букв. Согласно классификации API (Америка) дизельные масла обозначают маркировкой с буквой «С» (от «Commercial»). При этом API не подразделяет дизели на грузовые и легковые — эта информация нам пригодится.

Говоря о дизелях, мы берём в качестве ориентира магистральные грузовые автомобили, коммерческие пикапы и фургоны, небольшие бортовые грузовики. Маленьким приходится сложнее – в их двигателях масло работает в более жестких условиях по сравнению с моторами шоссейных грузовиков.

Сравните сами: в малоразмерных дизелях масло циркулирует интенсивнее. У таких двигателей больше «удельная мощность» при расчёте на единицу периметра цилиндра. Отсюда повышенный по сравнению с большими грузовыми машинами прорыв газов. Также среди так называемых «малых» дизелей больше моторов с разделенной камерой сгорания, что способствует повышению сажеобразования (об этом подробнее изложено в следующем разделе).

И ещё один важный момент. Среда обитания дизельных фургонов, легковушек и пикапов — это город с его частыми разгонами и торможениями, нередкими пробками. Тогда как большегрузные машины в основном «путешествуют» по шоссе, для которого характерен стабильный режим движения.

Производителям автомобилей известно о нелегкой доле малоразмерных дизельных двигателей. Поэтому многие концерны рекомендуют менять масло в легких коммерческих грузовых машинах в среднем где-то в 2,5 раза чаще, чем в шоссейных грузовиках. А сейчас обратимся к специфическим задачам, которые стоят перед универсальными и дизельными маслами.

Измельчение сажи

Дизель и бензиновый двигатель работают на топливах, имеющих разные физические и химические свойства. В этих моторах принципиально различается воспламенение. Соответственно, процессы сгорания также идут по-разному.

В бензиновом двигателе движение фронта пламени направлено от свечи зажигания к периферии камеры. В дизельном же двигателе самовоспламеняется каждая капля топлива, сгорая как «богатая смесь» – это приводит к повышенному образованию сажи. Яркий пример проявления этого свойства – работа предкамерных и вихрекамерных дизельных двигателей, где цикловая подача производится в малый объем при недостатке воздуха. Именно тут появляются самые крупные сажевые хлопья. При непосредственном впрыске топлива частицы сажи также образуются, но их размеры гораздо меньше.

Сажа — это настоящая беда для масла. Она действует подобно загустителю. Если содержание сажи в масле достигает уровня 3-4 % (с учётом современных интервалов пробега между очередными ТО это вполне реально), то вязкость масла превышает допустимый верхний предел. Следствия этого очевидны и не очень приятны:

  • затрудненный пуск, ухудшение прокачиваемости, чреватое задирами, и повышение расхода топлива.
  • Суммарная площадь частиц сажи в разы больше площади смазываемых поверхностей деталей. Это плохо уже тем, что она (сажа) как бы «забирает» противоизносные присадки у масла. И они вместо своего основного назначения – химического модифицирования металлических поверхностей комплектующих – адсорбируются на сажевых частицах и из зон трения уносятся.
  • Сажа, которая всё-таки является сравнительно тяжёлой субстанцией, разносится по внутренностям двигателя и забивает каналы, масляные фильтры.

Однако с сажей можно бороться – для этого требуется ее тонко диспергировать и постоянно поддерживать во взвешенном состоянии. Сажа в измельчённом состоянии меньше влияет на повышение вязкости, не настолько сильно сокращает эффективность противоизносных присадок, а также не липнет к внутренностям мотора. И даже если она циркулирует по масляной системе — ничего опасного здесь нет.

Для решения задачи измельчения сажи производители вводят в универсальные масла эффективные диспергирующие присадки, а именно — беззольные дисперсанты. Они способны дробить сажу.

Борьба с окислением

Для того чтобы впрыскиваемое топливо самовоспламенилось, необходима очень высокая температура воздуха в конце такта сжатия. Соответственно, степень сжатия у дизельных двигателей гораздо выше, чем у бензиновых. Чем это грозит?

  • Во-первых, через лабиринт поршневых колец в такте сжатия возможна утечка воздуха. А воздух, как известно, содержит кислород, который активно окисляет масло.
  • Во-вторых, более богатые кислородом газы могут прорваться в картер в такте расширения – это, конечно же, сократит срок службы масла.
  • В-третьих, масляная пленка на стенках цилиндров в дизельных моторах окисляется намного быстрее, чем в бензиновых – за счёт ранее упомянутой повышенной температуры.

Кроме того, конструкторы дизелей, стараясь добиться более полного сгорания, стремятся как можно выше поднять верхнее компрессионное кольцо, максимально приближая его к камере сгорания. Таким образом, мертвый объем над кольцом, где собираются несгоревшие капельки топлива, уменьшается. Однако при этом моторное масло работает в более «горячих условиях» ближе к камере сгорания! Это еще одна причина для интенсификации сгорания масла.

Как ни странно это звучит, совершенствование самих дизелей также нередко сулит ряд неприятностей. Мощные грузовые дизели оборудуются системой рециркуляции отработавших газов для снижения эмиссии оксидов азота – очень нужное и хорошее дело. Но если вдуматься – при рециркуляции возвращается часть продуктов сгорания! А это значит, что твердые частицы и агрессивные газы входят в контакт с масляной пленкой, расположенной на стенках цилиндров, как в тактах расширения и выпуска, так и при впуске и сжатии.

Температура возвращенных газов при впуске и сжатии более низкая, чем первоначальная. Следовательно, для конденсации влаги и образования кислот из оксидов азота и серы создаются весьма неплохие условия. А это, как известно, способствует коррозионному и механическому износу цилиндропоршневой группы.

Итак, подытожим «кислотные» опасности, которые подстерегают масло в дизеле:

  • окисление кислородом воздуха;
  • старение от прорыва газов;
  • воздействие кислот и конденсата от системы рециркуляции.

Разумеется, конструкторы универсальных и дизельных масел об этом знают. Они знают и рациональное решение: композиция присадок должна усиливаться мощными антиоксидантами. Что касается нагарообразования, то над первым компрессионным кольцом в масло нужно вводить больше моющих эффективных присадок (при этом, разумеется, в необходимо синергетическое содружество с другими компонентами состава).

А результатом станет отличная противоокислительная стойкость, которая успешно подтверждена «дизельными» категориями классификаций API и АСЕА. Такие масла долго служат и предохраняют мотор от коррозионно-механического износа.

Охлаждение поршней

Как уже было сказано выше, температура в камере сгорания дизельных двигателей намного выше, чем у их бензиновых собратьев, также больше и механические нагрузки на детали. Собственно, по этим причинам конструкции поршней у дизельных моторов более «изощренные». Вы подумаете: «А причём тут дизельное масло?»

Сейчас вы узнаете. Современные дизели оснащены системами принудительного охлаждения поршня — оно производится всё тем же моторным маслом. Схем охлаждения несколько. Например, масло может впрыскиваться форсункой,  которая установлена в блоке, либо подаваться через отверстие в верхней головке шатуна – однако его задача остаётся прежней: омывать изнутри днище поршня, тем самым понижая температуру в зоне поршневых колец.

После выполнения своей работы масло свободно стекает в картер. Ещё есть системы, метко названные «коктейль шейкер» – масло в них задерживается в специальном кармане, расположенном под днищем поршня, где оно взбалтывается (как вы уже догадались,  будто у бармена в шейкере). После взбалтывания оно эффективно охлаждает поршневое днище, постепенно стекая в картер. Поступление масла в карман осуществляется непрерывно.

Итак, мощное тепловое воздействие на масло налицо. А это значит, что требуется обеспечение его высокой термической устойчивости. Её можно достичь тщательным подбором базового масла, при этом, как показывает практика, наилучшие результаты  у «синтетики». Недаром конструкторы современных масел широко применяют именно синтетическую базу.

Снижение зольности

К сожалению, в двигателе сгорает некоторое количество масла — ведь на стенках цилиндров всегда присутствует масляная плёнка. Современные автомобили оборудованы сажевыми фильтрами – а им, как известно, сульфатная зольность категорически противопоказана. Значит, ее нужно снижать — этим и занимаются производители моторных масел.

Что касается зольных присадок, тех самых, что поддерживают внутренности двигателя в чистоте, то химики нашли выход – заменили зольные детергенты моющими беззольными присадками.

В документации на современное моторное масло пишут: «синтетическое моторное масло последнего поколения. Изготовлено по технологии low SAPS». Последнее расшифровывается следующим образом: «low» — низкий; «SA» — это сульфатная зольность (произошло от «sulphate» и «ash», что в переводе «зола»); «Р» — это фосфор (от «phosphorus»), «S» — это сера (от «sulphur»). Итак, такое масло характеризуется низкой сульфатной зольностью, а также низким содержанием фосфора и серы. В результате обеспечивается сохранность как сажевых фильтров, так и каталитических нейтрализаторов отработавших газов.

Вернёмся к дальнейшему содержанию документа на масло: «...предназначено для использования в бензиновых двигателях и дизелях, отвечающих нормам EURO IV, как снабженных фильтром твердых частиц (DPF) и трехкомпонентным катализатором отработанных газов (TWС), так и без них»  – комментарии, как вы понимаете, в данном случае не требуются.

Препятствие полировке цилиндров

Хонингование цилиндров способствует удержанию масляной пленки, обеспечивающей смазку пары «поршень-цилиндр». После хонингования глубина канавок составляет примерно 3 мкм.

Если головку поршня покрывает твёрдый нагар, при перекладке стираются хонинговальные риски и возникает эффект полировки цилиндра – на его стенках уже не держится масляная плёнка. В зазор между цилиндром и кольцом прорыв газов в картер увеличивается, перегревается поршень, возникает задир. Само собой,  в результате это приводит к необходимости ремонта блока.

Мощным дизелям, производимым в Европе, полировка цилиндра свойственна в силу некоторых конструктивных особенностей их строения. Европейская классификация в связи с этим оговаривает и ограничивает степень полировки. Бороться с ней можно путём усиления моющих свойств масел, что помогает предотвратить высокотемпературное нагарообразование.

А вот американские дизельные моторы полировкой цилиндров не страдают, и в составе масел для них меньше зольных детергентов. Но производители повышают количество беззольных дисперсантов – как вы помните, они нужны для дробления уже упоминавшейся выше сажи.

Обратим внимание на характеристики масел – если есть аттестация по дизельным категориям классификации АСЕА, то они могут неплохо противостоять эффекту полировки цилиндров — это гарантировано композицией присадок.

Масло и топливо

Говоря о дизельном масле, нельзя не обсудить и дизельное топливо. В России оно «славилось» повышенным содержанием серы – так как вырабатывалось из сернистых нефтей. На «срабатывание» масляных присадок сера оказывает немалое влияние. Сгорая, она образует оксиды SO2 и SO3 – при соединении с парами воды они образуют сернистую и серную кислоты. Эти кислоты снижают щелочное число масла и, соответственно, его нейтрализующую способность. Это влечет за собой повышенный коррозионный износ цилиндропоршневой группы и снижение эффективности моющих присадок (детергентов), если говорить образно – кислоты отнимают у детергентов металл.

Однако химики нашли средство противостояния этим губительным процессам – ввод щелочных присадок в дизельное масло. Кроме того, в нём увеличивают количество моющих и диспергирующих присадок.

На данный момент количество серы в дизельном топливе европейских производителей снижено на порядки благодаря экологическим требованиям. Однако сера является природной присадкой, которая позволяет предотвратить износ топливной аппаратуры, поэтому в малосернистое топливо приходится вводить специальные противоизносные присадки.

Большинство современных масел способно «ужиться» с мало- и с высокосернистым дизельным топливом — только в последнем случае придется чаще менять масло.

О спецификациях

У большинства автопроизводителей есть собственные спецификации на дизельные масла — в том числе, конечно же, и для грузовых машин, например, «Cummins», «Volvo», «Daimler», «MAN», «Scania» и др. Обойтись без спецификаций крайне сложно – каждый двигатель индивидуален, а масло — полноправный «элемент» его конструкции, нужно сказать, весьма специфический.

Долгие часы испытаний и проверок в лабораториях, на стенде, дорожном покрытии – это и многое другое предшествует допуску по спецификации производителя авто. Возьмём,  к примеру, двигатели «Cummins». В спецификации Cummins Engineering Standart (сокращённо CES) 20071 и API СН-4 определены требования к маслам для поставляемых на американский рынок дизелей. Соответственно, спецификации CES 20072 и АСЕА ЕЗ— для масел, поставляемых на европейский рынок.

Сульфатная зольность дизельного масла для «американцев» ниже, чем для «европейцев» – это вполне соотносится с моментами, рассмотренными выше: наличием зольных детергентов и эффектом полировки цилиндра.

К примеру, возьмем грузовые автомобили «Mercedes», довольно широко распространённые в нашей стране. Находим базовые требования в третьей строке «Daimler»: «Спецификация MB 228.2/3, категория АСЕА В2/ЕЗ». В четвёртой строке, где указаны требования к более современным грузовым машинам «Mercedes», видим: «Спецификация MB 228.5» — это значит, что  «сезонность» не допускается, исключительно всесезонное масло. Такое положение вещей обусловлено требованиями к энергосберегающим свойствам масла.

Рассмотрим ещё один пример, достаточно любопытный. Согласно спецификации «MAN 3277» сера в масле должна присутствовать только в составе присадок. Отсюда следует, что базовое масло должно быть свободным от серы, что вероятно либо при полностью синтетической базе, либо при гидрокрекинговой базе.

Возникает вопрос: «Может соответствовать данной спецификации полусинтетическое масло?» Ответ «нет» – не совсем правильный. Оказывается, может – при условии, что минеральная составляющая получена гидрокрекингом.

Российская специфика

Российский парк грузовых машин выглядит внушительно — около 4 млн 700 тыс. единиц. Это МАЗы, КАМазы, ЗИЛы, КРаЗы и другие машины, в которых в основном стоят дизели ярославского производства. А еще это иноземцы — «Mercedes», «Volvo», «Scania» и другие. Можно встретить и совместные детища отечественных и зарубежных производителей – «бычки» с дизелем «Caterpillar» , «уралы» с «Iveco».

Российские условия эксплуатации от западных, конечно же, отличаются. Думаем, не откроем большого секрета, если отметим худшее качество дизельного топлива; опять же худшее состояние автомобильных дорог и не столь благоприятные климатические условия.

О топливе, в частности, о содержании в нем серы, мы уже говорили. Состояние автодорог снижает скорость движения, — следовательно, время работы масла в пересчете на километр пробега увеличивается. Масло стареет быстрее, а частые холодные пуски и необходимость длительного прогрева в холода тоже не прибавляют ему жизни.

В итоге для эксплуатируемых в России импортных двигателей пробеги между заменами моторного масла рекомендуется сократить — примерно в 2 раза в сравнении с установленными в Европе.

Дизелизация грузового транс-юрта, конечно, идёт активно, но по дорогам России продолжают колесить ГАЗ-52, ЗИЛ-130, ГАЗ-53 и другие грузовые машины с моторами под 76-й бензин – не дать им рекомендации будет несправедливо.

В ассортименте производителей масел всегда есть бюджетный продукт, рекомендованный для старых отечественных машин. Что касается популярных «Газелей», то ориентироваться можно на следующее: двигателю ЗМЗ-402, откатавшему 2-3 десятка тыс. км, вполне подходит недорогая «минералка», двигателю ЗМЗ-4063.10 — любое полусинтетическое или гидрокрекинговое масло. А класс вязкости по SAE подбирается стандартным образом: с учетом сезона и степени изношенности двигателя.

Выводы

Разработчики современных «грузовых» масел максимально учитывают все нюансы дизельного двигателя. При выборе масла нужно ориентироваться на классификации API и АСЕА и изучать допуски производителей машин.

Для дизелей импортного производства, эксплуатируемых в России, специалисты рекомендуют сокращать пробеги между заменами моторного масла. Качество дизельного топлива российских производителей постепенно улучшается, постепенно развивается и дорожное строительство, поэтому можно надеяться, что данная рекомендация носит временный характер.

В корзине 0 товаров