Яка функція моторної олії

Моторне масло — невидимий герой кожного двигуна, забезпечуючи його роботу без перебоїв. Втім, не кожне масло однакове. Воно складається не лише з базової основи, але й з присадок. Ці додаткові компоненти відіграють вирішальну роль у збереженні працездатності двигуна. У цій статті ми розглянемо, чому присадки важливі та як вибрати найкраще масло для вашого авто.

Які бувають присадки у складі моторного масла

Присадки у моторному маслі поділяються на кілька категорій, кожна з яких має своє призначення:

• миючі
• диспергуючі
• антиокислювальні
• протикорозійні
• антифрикційні (модифікатори тертя)
• протизносні
• депресорні
• загущаючі (модифікатори в'язкості)
• протипінні

Які бувають мийно-диспергуючі властивості моторного масла

Мийно-диспергуючі властивості характеризують здатність олії забезпечувати необхідну чистоту деталей двигуна, підтримувати продукти окислення і забруднення у зваженому стані. відкладень і нагарів утворюється на гарячих деталях, тим вищою може бути допустима температура деталей (ступінь форсування двигуна). Крім концентрації мийно-диспергуючих присадок на чистоту двигуна істотно впливає ефективність присадок, що використовуються, їх правильне поєднання з іншими компонентами композиції, а також прийомистість базового масла.

У композиціях моторних масел як миючі присадки використовують сульфонати, алкілфеноляти, алкілсаліцилати і фосфонати кальцію або магнію і рідше (з екологічних міркувань) барію, а також раціональні поєднання цих зольних присадок один з одним і з беззольними дисперсантами-присадками, що знижують, схильність олії до утворення низькотемпературних відкладень ("шламів") та швидкість забруднення фільтрів тонкого очищення олії. Модифіковані термостійкі беззольні дисперсанти сприяють зменшенню лако- і нагароутворення на поршнях (знаходять все більшого поширення в нових пакетах присадок).

Механізм дії миючих присадок пояснюють їх адсорбцією ("прилипання і обволікання") на поверхні нерозчинних в маслі частинок. В результаті на кожній частинці утворюється оболонка з обернених в об'єм олії вуглеводневих радикалів. Вона перешкоджає коагуляції ("випадання в осад") частинок забруднень, їх дотику один до одного ("злипання в більші частинки").

При роботі двигунів на паливах з підвищеним вмістом сірки миючі присадки, що надають лужність маслу, перешкоджають утворенню відкладень на деталях двигунів також і шляхом нейтралізації кислот, що утворюються з продуктів згоряння палива.

Металовмісні миючі присадки підвищують зольність олії, що може призвести до утворення зольних відкладень у камері згоряння, замикання електродів свічок запалювання передчасного займання робочої суміші, прогар випускних клапанів, зниження детонаційної стійкості палива, абразивного зношування. Тому сульфатну зольність моторних масел обмежують верхньою межею. Її допустиме значення залежить від типу та конструкції двигуна, витрати масла на чад, умов експлуатації, зокрема, від виду палива, що застосовується. Найменш зольні олії необхідні для змащування двотактних бензинових двигунів та двигунів, що працюють на газі.

Які бувають антиокислювальні властивості моторного масла

Антиокислювальні властивості значною мірою визначають стійкість олії до старіння. Умови роботи моторних масел у двигунах настільки жорсткі, що запобігти їх окисленню повністю неможливо. Відповідним очищенням базових масел від небажаних сполук, присутніх у сировині, використанням синтетичних базових компонентів, а також введенням ефективних антиокислювальних присадок можна значно загальмувати процеси окислення масла, які призводять до зростання його в'язкості та корозійності, схильності до утворення відкладень , забруднень. наслідків (утруднення холодного пуску, погіршення прокачування олії).

Окислення масла в двигуні найбільш інтенсивно відбувається в тонких плівках масла на поверхнях деталей, що нагріваються до високої температури і стикаються з гарячими газами (поршень, циліндр, кільця поршневі, напрямні і стебла клапанів). В об'ємі олія окислюється менш інтенсивно, так як у піддоні картера, радіаторі, маслопроводах температура нижче і поверхня контакту олії з окислюючим газовим середовищем менше. У внутрішніх порожнинах двигуна, заповнених масляним туманом, окислення інтенсивніше.

На швидкість і глибину окислювальних процесів значно впливають продукти, що потрапляють в масло, неповного згоряння палива. Вони проникають у олію разом із газами, прориваються з надпоршневого простору в картер. Прискорюють окислення олії частинки металів і забруднень неорганічного походження, які накопичуються в маслі внаслідок зношування деталей двигуна, недостатнього очищення повітря, що всмоктується, нейтралізації присадками неорганічних кислот, а також металорганічні сполуки міді, заліза та інших металів, що утворюються в результаті корозії деталей двигуна або взаємодії частинок зношеного металу з органічними кислотами. Всі ці речовини – каталізатори окиснення.

Стійкість моторних масел до окислення підвищують введенням у їхній склад антиокислювальних присадок. Досить енергійними антиокислювачами є деякі мийно-диспергуючі присадки, зокрема алкілсалицилатні та алкілфенольні. При тривалій роботі олії в двигуні інтенсивне зростання в'язкості, зумовлене окисленням, починається після практично повного виснаження антиокислювальних присадок.

Які бувають мастильні властивості моторного масла

Мастильні властивості включають: антифрикційні властивості (зниження тертя), протизносні властивості (перешкода зношування поверхонь тертя контактуючих поверхонь) і протизадирні властивості (запобігання задирів поверхонь і виривання металу).

Антифрикційні властивості досягаються шляхом додавання різних модифікаторів тертя.

Протизносні властивості моторної олії залежать від хімічного складу та полярності базової олії, складу композиції присадок та в'язкісно-температурної характеристики олії з присадками, яка в основному визначає температурні межі його застосування (захист деталей від зносу при пуску двигуна, при максимальних навантаженнях та температурах). Особливо важливі ефективна в'язкість масла при температурі 130-180 °С і градієнті швидкості зсуву 105-107 с-1, залежність в'язкості від тиску, властивості граничних шарів і здатність хімічно модифікувати поверхневі шари сполучених деталей, що труться.

При роботі на паливах з підвищеним або високим вмістом сірки, а також в умовах, що сприяють утворенню азотної кислоти з продуктів згоряння (газові двигуни, дизелі з високим наддувом), найважливішою характеристикою здатності масла запобігати корозійному зносу поршневих кілець і циліндрів є його нейтралізуюча здатність, показником якою у нормативній документації служить лужне число.

Різні вузли та деталі двигунів, як правило, змащуються зазвичай одним маслом, а умови тертя, зношування та режим мастила істотно різні. Підшипники колінчастого валу, поршневі кільця у поєднанні з циліндром працюють переважно в умовах гідродинамічного мастила. Зубчасті колеса приводу агрегатів, масляних насосів та деталі механізму приводу клапанів працюють в умовах еластогідродинамічного мастила. Поблизу мертвих точок рідинне тертя поршневих кілець по стінці циліндра переходить у граничне. Множинність факторів, що впливають на знос деталей двигунів, принципові відмінності режимів тертя і зношування вузлів ускладнюють оптимізацію протизносних властивостей моторних масел.

Надання мастилу достатньої нейтралізуючої здатності та введення в його склад дитіофосфатів цинку часто виявляється достатнім для запобігання корозійно-механічному зношування та модифікації поверхонь деталей важко навантажених сполучень, щоб уникнути задирів або втомного викрашування. Однак тенденція до застосування малов'язких олій для досягнення економії палива та обмеження надходження олії до верхньої частини циліндра для зменшення витрати на чад вимагають поліпшення протизносних властивостей олій при граничному мастилі. Це досягається введенням спеціальних протизносних присадок, що містять сірку, фосфор, галогени, бор, а також запровадженням беззольних дисперсантів, що містять протизносні фрагменти.

Великий вплив на знос має наявність в олії абразивних забруднень. Їх наявність у свіжому маслі не допускається, а олія, що працює в двигуні, повинна піддаватися очищенню у фільтрах, центрифугах, сепараторах. Зменшенню шкідливої дії абразивних частинок сприяють високі диспергуючі властивості олії.

Які бувають протикорозійні властивості моторного масла

Протикорозійні властивості моторних масел залежать від складу базових компонентів, концентрації та ефективності антикорозійних, антиокислювальних присадок та деактиваторів металів. У процесі старіння корозійність моторних олій зростає. Протикорозійні присадки захищають антифрикційні матеріали (свинцеву бронзу), утворюючи на поверхні міцну захисну плівку. Антиокислювачі перешкоджають утворенню агресивних кислот.

Які бувають в'язкісно-температурні властивості моторного масла

В'язкісно-температурні властивості - одна з найважливіших характеристик моторної олії. Від цих властивостей залежить діапазон температури навколишнього середовища, в якому ця олія забезпечує пуск двигуна без попереднього підігріву, безперешкодне прокачування олії насосом по мастильній системі, надійне змащування та охолодження деталей двигуна при найбільших допустимих навантаженнях і температурі навколишнього середовища. Навіть у помірних кліматичних умовах діапазон зміни температури олії від холодного пуску взимку до максимального прогріву в підшипниках колінчастого валу або в зоні поршневих кілець становить до 180-190 °С. Літні масла, що мають достатню в'язкість за високої температури, забезпечують пуск двигуна при температурі навколишнього середовища близько 0 °С. Зимові олії, що забезпечують холодний пуск при негативних температурах, мають недостатню в'язкість за високої температури. Таким чином, сезонні олії незалежно від їх напрацювання (пробігу автомобіля) необхідно міняти двічі на рік. Це ускладнює та подорожчає експлуатацію двигунів. Проблему вирішено створенням всесезонних масел, загущених полімерними присадками.

В'язкісно-температурні властивості загущених масел такі, що при негативних температурах вони подібні до зимових, а в області високих температур - літніх, тобто легко надходять до вузлів тертя при низьких температурах і утворюють надійний мастильний шар при високих навантаженнях і температурах.

На відміну від сезонних, загущені всезонні олії змінюють в'язкість під впливом не тільки температури, а й швидкості зсуву, причому ця тимчасова зміна. Із зменшенням швидкості відносного переміщення деталей, що змащуються, в'язкість зростає, а зі збільшенням - знижується. Цей ефект більше проявляється при низькій температурі, але зберігається і при високій, що має два позитивні наслідки: зниження в'язкості на початку провертання холодного двигуна стартером полегшує пуск, а невелике зниження в'язкості олії в зазорах між поверхнями тертя деталей прогрітого двигуна зменшує втрати енергії на тертя і дає економію палива.

Характеристиками в'язкостно-температурних властивостей служать кінематична в'язкість, безрозмірний показник пологості в'язкісно-температурної залежності, 40 і 100 °С. У нормативній документації на зимові олії іноді нормують кінематичну в'язкість за низьких температур. Індекс в'язкості мінеральних масел без присадок в'язкості становить 85-100. Синтетичні базові компоненти мають індекс в'язкості 120-150, що дає можливість отримувати на їх основі всесезонні олії з широким температурним діапазоном працездатності.

До низькотемпературних характеристик масел відносять температуру застигання, коли він масло тече під впливом сили тяжкості, тобто. втрачає плинність. Вона повинна бути на 5-7 °С нижче тієї температури, при якій масло повинно забезпечувати прокачування.