967

Окончание табл.2

Масла, предназначенные для 4-тактных дизелей внедорожных машин и грузовых автомобилей, выполняющих по токсичным выбросам нормы, установленные в США с 1994 г. В сравнении с маслами класса CF-4 обладают лучшими моющими, противоизносными, CG-4 антикоррозионными свойствами, меньшей вспениваемостью при высокой температуре и хорошо сочетаются с малосернистыми дизельными топливами (содержание серы менее 0,05%). Заменяют масла

CF-4 в ранее выпущенных двигателях

Большинство испытаний проводят в реальных полноразмерных двигателях. Исключение составляют специальные моторные уста-

новки Caterpillar и L-38.

В нижнем полукольце логограммы отмечается наличие у данного масла энергосберегающих свойств. В описаниях способность масла обеспечивать экономию топлива часто обозначают аббревиатурой после класса по API (например, API SJ/CF-4, ЕС, где ЕС означает Energy Conserving энергосберегающее). Римская цифра II в обозначении масел ЕС говорит о высокой степени энергосберегающих свойств, а отсутствие надписи в нижнем полукольце указывает на то, что всравнении с эталонным маслом данный продукт не дает экономии топлива. Градация ЕС I означает наличие умеренных энергосберегающих свойств. Характеризуют энергосберегающие свойства экономией топли-ва, определенной при моторных стендовых испытаниях по методам Sequence VI или VI А для масел классов SH и SJ соответственно.

Автомобилестроительные фирмы США и Японии сформулировали единые минимальные требования к моторным маслам для 4-тактных бензиновых двигателей в классификации ILSAC, которая пока содержит два класса масел, обозначаемых GF-1 и GF-2. Они практически идентичны классам API SH и SJ соответственно.

характеристика ограничена тремя наименее вязкими классами SAE OW, 5W и 10W, а летний класс может быть любым.

API сертифицирует моторные масла на соответствие классам ILSAC и использует для их обозначения стандартную эмблему, показанную на рис. 3.

13

Ведущие автомобилестроители европейских стран разработали и с 1996 г. ввели в действие классификацию моторных масел АСЕА (Ассоциация европейских производителей автомобилей). Классификация АСЕА заменила еще иногда упоминаемую в

документации и описаниях масел отмененную класси- Рис. 3 фикацию ССМС (Комитет производителей автомобилей стран Общего рынка). Моторные масла по классификации АСЕА подразделяются на три категории по три класса в каждой. Требования к моторным маслам со стороны европейских производителей автомобилей существенно отличаются от требований классификации API (табл.3). Отличия обусловлены особенностями эксплуатационных условий и конструкционных решений в США и странах Западной Европы.

Втех случаях, когда для оценки свойств масел европейская классификация использует американские методы моторных испытаний, например Sequence III E, проходные критерии по европейской классификации значительно ужесточены. Еще одно существенное отличие европейских требований к моторным маслам обусловлено значительной долей машин с дизельным приводом в парке легковых автомобилей европейских стран. Дизели с малым рабочим объемом и, следовательно, с малым диаметром цилиндра необходимо смазывать специальными маслами с высокими диспергирующими и противоизносными свойствами, сохраняющимися при значительном накоплении в масле сажи от неполного сгорания дизельного топлива.

Втабл. 4 классификация АСЕА представлена в сопоставлении с классификациями моторных масел по API, ILSAC, ССМС. Важно отметить, что речь идет не об идентичности или взаимозаменяемости,

алишь о примерном соответствии классов АСЕА и других классификаций.

14

Таблица 3

Комплексы методов испытаний моторных масел на соответствие классам API

15

Сопоставление классификаций моторных масел

Соответствие масел классам АСЕА точно так же проверяется установленными для каждого класса комплексами лабораторных и моторных испытаний. В отличие от классификации API лабораторными испытаниями обязательно проверяют совместимость масел с эластомерами, стойкость загущенных масел к механической деструкции, а также сульфатную зольность, которая должна быть не более 1,5% у масел категории А и не более 1,8 и 2,0% у масел категорий В и Е соответственно. Моторные испытания по классификации АСЕА проводят в полноразмерных двигателях европейского производства по методам СЕС (Европейский координационный совет по методам испытаний топлив и масел). Только масла для бензиновых двигателей испытывают по американским методам Sequence III Е и V Е (см. табл. 3), а дизельные масла классов Е2-96 и ЕЗ-96 по методу MACK T-8.

Масла классов А1-96 и А2-96 идентичны по всем требованиям и соответствуют стандартному уровню. Различие между ними только в том, что первые – энергосберегающие. Масла класса АЗ-96 отвечают высшим современным требованиям. Так же соотносятся между собой масла классов В 1-96, В2-96 и ВЗ-96.

Примечания:

*SHPD – Super High Repformance Diesel дизельные масла со сверх-

высокими эксплуатационными свойствами.

**в 1998 г. введены новые классы АСЕА А4-98, В4-98, Е4-98.

16

В категории Е все классы различаются по уровню эксплуатационных свойств, которые возрастают от класса Е1-96 до класса ЕЗ-96. Масла класса Е1-96 применяют в безнаддувных дизелях. Масла класса Е2-96 дают возможность эксплуатировать безнаддувные дизели с увеличенными сроками замены масла и обеспечивают надежную работу дизелей с умеренным наддувом в обычных, неэкстремальных условиях эксплуатации. Масла класса ЕЗ-96 предназначены для высокофорсированных дизелей с турбонаддувом, выполняющих требования норм Euro II по выбросам токсичных веществ и эксплуатируемых в тяжелых условиях с увеличенными сроками замены масла.

Рассмотренные классификации содержат базовые, фундаментальные требования к моторным маслам, согласованные и принятые ведущими производителями техники. Многие фирмы, однако, пользуются своим правом дополнять базовые требования классификаций собственными требованиями, которые бывают обусловлены спецификой конструкции двигателей, использованием редко применяемых конструкционных материалов и др. Такие дополнительные требования излагают в фирменных спецификациях моторных масел, а выполнение их проверяется специальными фирменными методами испытаний в двигателях, выпускаемых данной фирмой.

Важнейшие, наиболее часто упоминаемые фирменные спецификации моторных масел, имеют следующие обозначения:

•Volvo VDS, Volvo VDS-2;

•Volkswagen: VW 500.00, VW 501.00, VW 502.00, VW 505.00;

•Rover RES 22 OL G-4, RES 22 OL PD-2. RES 22 OL D-5;

•BMW «Special Oils»;

•Mercedes-Benz: MB 229.1, MB 228.5. MB 228.2/3, MB 228.0/1, MB 227.0/1;

•MAN 270, MAN271. MAN QC13017, MAN M3275, MAN M3277;

•MTUType l, MTUType2;

•MACK EO-K, MACK EO-L;

•Ford: E3E-M2C 153-Е (в США), WSE-M2C 903 (в Европе);

•General Motors: GM 6094 M, GM 4718 M, GM 4717 M.

При наличии выбора предпочтение следует отдавать тем маркам масел, которые имеют допуск конкретного изготовителя техники или соответствуют требованиям его спецификаций. При отсутствии на рынке масел, рекомендуемых для данного автомобиля, трактора, тепловоза его изготовителем, следует исходить из указаний классов

17

API, ACEA (прежде ССМС), ILSAC. Для техники американского производства лучше подходят масла, сертифицированные по классификации API, а для техники, произведенной в Европе, – по классификации ACEA.

Кроме классов по SAE J 300, API или ACEA, а также перечня фирменных спецификаций или официальных допусков изготовителей техники производители моторных масел, как правило, сообщают потребителям их продукции типичные значения ряда физикохимических характеристик. В их числе кинематическая вязкость при 40 и 100 °С, индекс вязкости, температуры вспышки и застывания, щелочное число, сульфатная зольность и реже некоторые другие. Эта информация полезна потребителю как показатель качества продукта и как исходные данные для оценки пригодности масла к дальнейшей работе и диагностики технического состояния двигателя.

Например, если два масла имеют практически одинаковую вязкость при 100 °С, а при 40 °С их вязкость различается, то предпочтительно то, у которого последняя ниже, т.е. выше индекс вязкости. Для сезонных незагущенных масел высокий индекс вязкости служит гарантией того, что масло получено путем глубокой очистки из нефти благоприятного состава.

Температура вспышки связана с фракционным составом масла и структурой молекул базовых компонентов. При прочих равных условиях высокая температура вспышки предпочтительна. Она существенно снижается по сравнению с исходным значением, если в процессе работы масло разжижается топливом из-за неисправностей двигателя. В сочетании со снижением вязкости масла понижение температуры вспышки служит сигналом для поиска неисправностей системы подачи топлива, системы зажигания или карбюратора.

Сульфатная зольность нормативной документацией на производство моторных масел и классификацией ACEA ограничена верхним пределом (не должна быть более допустимой). Это обусловлено тем, что излишне зольное масло может приводить к преждевременному воспламенению рабочей смеси из-за образования отложений в камере сгорания, неблагоприятно влиять на работоспособность свечей зажигания, способствовать повышенному износу деталей вследствие абразивного воздействия на поверхности трения. Базовые масла практически беззольны. Довольно высокая сульфатная зольность моторных масел в основном обусловлена наличием в их составе

18

моющих присадок, содержащих металлы. Эти присадки абсолютно необходимы для предотвращения нагаро- и лакообразования на поршнях и придания маслам способности нейтрализовывать кислоты, характеризуемой количественно щелочным числом. Чем оно больше, тем большее количество кислот, образующихся при окислении масла и сгорании топлива, может быть переведено в нейтральные соединения. В противном случае эти кислоты вызвали бы коррозионный износ деталей двигателя и усилили процессы образования различных углеродистых отложений на них. При работе масла в двигателе щелочное число неизбежно снижается, нейтрализующие присадки срабатываются. Такое снижение имеет допустимые пределы, по достижении которых масло считается утратившим работоспособность. Поэтому при прочих равных условиях предпочтительнее масло, у которого щелочное число выше.

Температура застывания масла указывает только на возможность перелить масло из канистры в картер двигателя, не прибегая к предварительному подогреву. Однозначной взаимосвязи температуры застывания масла с его пусковыми свойствами на холоде не существует. Она обязательно должна быть ниже той температуры, при которой определяют динамическую вязкость прокачиваемости согласно классификации SAE J 300 для масла данного зимнего класса

(см. табл. 1).

Для смазывания 2-тактных бензиновых двигателей необходимо применять только специальные моторные масла, которые существенно отличаются по свойствам от других моторных масел. Существует несколько классификаций масел для 2-тактных бензиновых двигателей и комплексов лабораторных и моторных испытаний этих продуктов. Наиболее часто даются ссылки на классификации API, CEC, ISO (Международная организация по стандартизации), NMMA (Национальная ассоциация производителей судовых двигателей США), JASO (Японская организация по стандартизации в автомобилестроении). Назначение и условные обозначения классов масел для 2-тактных бензиновых двигателей приведены в табл. 5.

19

Таблица 5

Обозначения классов масел для 2-тактных бензиновых двигателей

Примечание. В скобках прежние обозначения и ныне отмененные классы.

Классификация JASO не подразделяет масла для 2-тактных бензиновых двигателей по назначению, а вводит их подразделение только по уровням эксплуатационных свойств. Уровней три: FA, FB, FC. В этом ряду они возрастают, что контролируется ужесточением проходных критериев при моторных испытаниях масел по стандарту JASO M-345. Классификацию, основанную на таком же принципе, рассматривает ИСО с обозначением классов GB, GC и GD в порядке улучшения свойств, причем FB соответствует GB, FC – GC, a GD не имеет аналога в классификации JASO.

Трансмиссионные масла применяют в коробках передач, мостах, в раздаточных коробках, механизмах рулевого управления – везде, где крутящий момент передается либо зубчатыми парами (тогда масло выполняет только функции смазки), либо посредством самого масла, как, например, в гидромеханических передачах (в них является рабочим телом). Сразу оговоримся: есть очень много марок автомобилей, в коробки передач которых заливают то же масло, что и в двигатели.

Как правило, зубчатые передачи и находящиеся внутри агрегатов подшипники смазываются погружением в масло и разбрызгиванием.

20

Однако есть конструкции, где такой смазки недостаточно тяжело нагруженные или особо сложные механизмы с труднодоступными для капель и масляного тумана сопряжениями требуют принудительного подвода масла. К ним смазку подают под давлением.

Для обеспечения работоспособности механизмов трансмиссионные масла должны выполнять следующие функции:

•предотвращать износ поверхностей трения за счет образования стойкой масляной пленки между ними;

•снижать потери на трение в зубчатых зацеплениях;

•отводить теплоту от поверхностей трения;

•удалять продукты износа из зон трения;

•защищать детали от коррозии;

•снижать ударные нагрузки на шестерни, вибрации и шум, уплотняя зазоры между поверхностями трения.

Доля трансмиссионных масел в общем объеме смазочных материалов, потребляемых автомобилем за весь срок эксплуатации, всего лишь 0,3–0,5%. Меняют их не часто: или через 75–150 тыс. км, или, если автомобиль эксплуатируется нерегулярно, через каждые 3–7 лет независимо от пробега.

Несмотря на то, что трансмиссионные масла работают в условиях, безусловно, более легких, чем моторные, они испытывают высокие нагрузки. Давление в зонах контакта цилиндрических, конических и червячных передач может составлять от 500 до 2000 МПа, а гипоидных – до 4000 МПа. Скорость скольжения зубьев друг относительно друга на входе в зацепление изменяется в диапазоне 1,5–12 м/с

вконических и цилиндрических передачах; 20–25 м/с – в червячных;

вгипоидных она может превышать 15 м/с. Рабочая температура масла

вагрегатах трансмиссий изменяется от температуры окружающего воздуха до 200°С, однако в точках контакта зубьев часто возникает кратковременный местный перегрев – до 300°С, а иногда и выше. В результате – износ, задиры, питтинг (точечное выкрашивание зубьев шестерен) и многое другое.

Ктрансмиссионным маслам предъявляют самые разнообразные эксплуатационные требования, подчас довольно противоречивые. Масла должны, с одной стороны, сохранять высокую вязкость при рабочих температурах, чтобы не разрушалась пленка и нормально уплотнялись зазоры, с другой – не становиться слишком вязкими при низких температурах окружающей среды, чтобы в начале работы агрегата холодное масло не препятствовало свободному вращению

21

шестерен. Способность масла соответствовать этим требованиям отражает параметр, называемый индексом вязкости. Чем он выше, тем меньше изменяется вязкость масла в зависимости от изменения температуры.

Кроме того, масла должны обладать высокими противокоррозионными, противоокислительными, противопенными и другими «про- тиво-» свойствами, а также иметь высокую термоокислительную стабильность (длительная стабильность характеристик в рабочих условиях и при хранении) и не быть агрессивными по отношению к резиновым уплотнениям и цветным металлам.

К маслам, работающим в автоматических коробках передач, предъявляются гораздо более высокие требования по вязкости, антифрикционным, противоизносным и противоокислительным свойствам, чем к применяемым в других агрегатах. Поскольку автоматические коробки включают в себя несколько совершенно разнородных узлов – гидротрансформатор, шестеренчатую коробку передач, сложную систему управления, – спектр функций масла весьма широк. Оно и смазывает, и охлаждает, и передает вращающий момент. Динамические нагрузки в таких передачах меньше, чем в обычных коробках передач из-за отсутствия жесткой связи между двигателем и трансмиссией.

Средняя рабочая температура масла в картере автоматической коробки составляет 80–95°С, в жаркую же погоду при городском цикле движения она может подниматься до 150°С. Конструкция автоматической коробки такова, что если с двигателя снимается мощность большая, чем нужно для преодоления дорожного сопротивления, ее избыток расходуется на внутреннее трение масла, оно еще больше нагревается. Высокие скорости движения потоков масла в гидротрансформаторе и температура вызывают интенсивную аэрацию, приводящую к вспениванию, что создает благоприятные условия, во-первых, для окисления самого масла, во-вторых, для коррозии металлов. Разнообразие материалов в парах трения автоматической коробки (сталь–сталь, сталь–металлокерамика, сталь–бронза) затрудняет подбор антифрикционных присадок к маслам. К тому же разнородные по материалам детали, работая во вспененном и постепенно насыщающемся кислородом и водой масле, образуют электрохимические пары, активизирующие коррозионный износ.

В таких условиях масло должно не только сохранять свои эксплуатационные свойства и защищать поверхности трения, но и, как

22