Содержание страницы
Смазочные материалы — это жизненно важный компонент для любой техники, от простого механизма до высокотехнологичного двигателя. Их история уходит корнями в глубокую древность, когда человек впервые осознал необходимость уменьшения трения. Еще древние египтяне использовали животные жиры и оливковое масло для перемещения гигантских каменных блоков при строительстве пирамид. С наступлением промышленной революции и появлением паровых машин потребность в эффективных смазках возросла многократно, что дало толчок к использованию нефтепродуктов.
В современном мире смазочные масла представляют собой сложные химические продукты, получаемые из нефтяных фракций с высокой температурой кипения (более 350 °С). Эти углеводородные соединения обладают плотностью в диапазоне от 870 до 950 кг/м³ при температуре 20 °С, что делает их легче воды, в которой они практически нерастворимы. Их основная задача — минимизировать износ и трение между движущимися частями механизмов, но современные продукты выполняют и множество других функций: отводят тепло, защищают от коррозии, очищают детали и уплотняют зазоры.
Согласно ГОСТ 17479.1-2015, все масла нефтяного происхождения классифицировались на четыре ключевые группы, что заложило основу для их дальнейшей специализации:
- Моторные: предназначены для поршневых и роторных двигателей внутреннего сгорания (ДВС), включая авиационные, карбюраторные, дизельные и газотурбинные.
- Трансмиссионные: используются в коробках передач, редукторах, мостах и различных гидравлических системах (гидропередачи, гидрообъемные приводы).
- Специальные: узкоспециализированные продукты, такие как турбинные, компрессорные, гидравлические и электроизоляционные масла.
- Различного назначения: категория, включающая прочие индустриальные и промышленные смазочные материалы.
Для обслуживания автотранспортной техники ключевое значение имеют первые две категории — моторные и трансмиссионные масла, о которых и пойдет речь далее.
Ключевые эксплуатационные свойства автомобильных масел
Эффективность любого автомобильного масла определяется комплексом его физико-химических свойств. Эти характеристики не только обеспечивают долговечность двигателя и трансмиссии, но и напрямую влияют на производительность и экономичность автомобиля. Рассмотрим основные из них.
- Антифрикционные свойства: Способность масла минимизировать потери энергии на трение.
- Противоизносные и противозадирные характеристики: Умение формировать защитную пленку на поверхностях деталей, предотвращая их прямой контакт и повреждение.
- Термоокислительная стабильность: Стойкость к окислению при высоких температурах и, как следствие, низкая склонность к образованию лаковых отложений.
- Защитные и антикоррозионные свойства: Способность защищать металлические детали от агрессивного воздействия продуктов сгорания, влаги и кислот.
Антифрикционные свойства и роль вязкости
Антифрикционные свойства напрямую связаны со способностью масла снижать затраты энергии на преодоление сил трения. Ключевую роль здесь играет вязкость — одна из фундаментальных характеристик любого смазочного материала. Именно вязкость определяет способность масла создавать устойчивый масляный клин между трущимися поверхностями, обеспечивая режим жидкостного трения.
Чем выше вязкость, тем прочнее масляная пленка и, соответственно, тем ниже механический износ деталей. Кроме того, более вязкое масло лучше уплотняет зазоры в цилиндро-поршневой группе, что снижает его расход на угар. Однако чрезмерно высокая вязкость приводит к увеличению внутренних потерь на трение в самом масляном слое и затрудняет прокачку масла по системе при низких температурах.
Вязкостно-температурные свойства описывают, как меняется вязкость масла при изменении температуры. Идеальное масло сохраняло бы стабильную вязкость в любых условиях, но в реальности вязкость всех нефтепродуктов сильно зависит от температуры. Наиболее качественными считаются масла, у которых вязкость не слишком резко возрастает при охлаждении. Это критически важно для обеспечения легкого пуска двигателя в холодное время года и для нормальной работы трансмиссии без предварительного прогрева.
Поведение масла при низких температурах
При значительном охлаждении масло может потерять подвижность. Этот процесс связан с кристаллизацией высокоплавких парафиновых углеводородов, которые образуют пространственную кристаллическую решетку, «запирая» жидкую фазу масла. Температура, при которой масло практически перестает течь под действием собственной силы тяжести, называется температурой застывания. Этот параметр является условной нижней границей применения масла: для моторного масла он определяет возможность холодного пуска двигателя, а для трансмиссионного — способность автомобиля тронуться с места без риска повреждения агрегатов.
Противоизносные и противозадирные свойства
Эти свойства характеризуют способность масла защищать детали в условиях высоких нагрузок и граничного трения, когда масляный клин разрывается. Масло формирует на поверхности металла прочнейшую защитную пленку, которая предотвращает непосредственный контакт «металл-металл», снижая износ и предотвращая образование задиров — микросваривания и вырывания частиц металла.
Формирование такой пленки происходит двумя путями. Во-первых, за счет физической адсорбции полярных молекул поверхностно-активных веществ (ПАВ), содержащихся в масле. Во-вторых, благодаря химическому взаимодействию специальных противозадирных (EP — Extreme Pressure) присадок с металлом. В результате на поверхности образуется модифицированный слой (например, сульфид или фосфид железа), который при высоких локальных температурах плавится, действуя как твердая смазка. Это особенно актуально для тяжелонагруженных узлов, таких как гипоидные передачи ведущих мостов.
Стабильность и защита от коррозии
Противоокислительные свойства (или термоокислительная стабильность) определяют способность масла сопротивляться деградации под воздействием высоких температур, кислорода и каталитического влияния металлов. Окисление масла — неизбежный процесс, который приводит к образованию кислот, смол, лаков и шлама, что ухудшает его свойства и загрязняет двигатель. Скорость окисления напрямую зависит от температуры и площади контакта масла с воздухом.
Защитные и антикоррозионные свойства масла важны для нейтрализации агрессивных веществ. В процессе работы в масле накапливаются продукты неполного сгорания топлива (особенно сернистого), а также вода, что создает агрессивную среду, вызывающую коррозию деталей. Кроме того, само базовое масло может содержать следы органических кислот. Специальные присадки нейтрализуют эти кислоты и создают на поверхности металла защитную пленку, препятствующую коррозии.
Современные технологии позволяют значительно улучшить все перечисленные свойства за счет введения в базовое масло тщательно сбалансированных пакетов присадок.
1. Моторные масла: сердце системы смазки ДВС
Основная задача системы смазки двигателя внутреннего сгорания — непрерывный подвод масла ко всем трущимся деталям. Это позволяет создать на их поверхностях устойчивую масляную плёнку, которая разделяет контактирующие детали, минимизируя трение и износ. Благодаря этому значительно снижаются механические потери мощности и продлевается ресурс двигателя. В процессе работы масло непрерывно циркулирует по системе, выполняя еще несколько важнейших функций: оно эффективно охлаждает наиболее нагруженные детали (поршни, подшипники) и вымывает продукты износа и нагара, унося их к масляному фильтру. Тончайший слой масла на стенках цилиндров и поршневых кольцах не только смазывает их, но и создает дополнительное уплотнение, повышая компрессию. Именно поэтому от качества и правильного подбора моторного масла напрямую зависят надежность, мощность и долговечность двигателя.
Выбираемое масло должно строго соответствовать конструктивным особенностям двигателя, условиям его эксплуатации (климат, нагрузки) и качеству используемого топлива. Сегодня рынок предлагает огромный ассортимент моторных масел, что обусловлено наличием как старых, так и новейших моделей автомобилей, а также широким присутствием зарубежных брендов. Улучшение эксплуатационных свойств достигается за счет использования высококачественных базовых масел (минеральных, синтетических) и сложных пакетов присадок, что усложняет и ужесточает технологию их производства.
1.1. Эксплуатационные свойства и роль присадок в моторных маслах
Надежность и ресурс автомобильных двигателей во многом определяются качеством моторных масел, а именно их вязкостно-температурными, антиокислительными и моющими характеристиками.
Вязкостно-температурные характеристики (ВТХ) оцениваются в широком диапазоне температур, обычно от -18 до +100 °С. В идеале вязкость масла не должна зависеть от температуры. Для «сглаживания» ВТХ и создания всесезонных масел в их состав вводят специальные присадки:
- Загущающие присадки (модификаторы вязкости): Это длинноцепочечные полимеры (например, полиизобутилены КП-5, КП-10, полиметакрилаты), которые при низких температурах свернуты в клубки и мало влияют на вязкость, а при высоких — разворачиваются, «загущая» масло и компенсируя его естественное разжижение.
- Депрессорные присадки (депрессаторы): Они предотвращают рост кристаллов парафина при низких температурах, не давая им образовать сплошную структуру и сохранить текучесть масла. Примеры: полиметакрилат Д, АзНИИ-ЦИАТИМ-1.
Окисление моторных масел и борьба с отложениями. Продуктами окисления и термического разложения масла являются вредные отложения: нагар, лак и шлам. В камере сгорания, где температура может достигать 2000 °С, масло частично сгорает, образуя твердый нагар. Интенсивность нагарообразования снижается при работе двигателя на полных нагрузках и высоких температурах. Лак — это тонкая, прочная пленка, образующаяся на горячих поверхностях (например, на юбке поршня). Шлам — это низкотемпературные отложения в виде густой массы, которые образуются в картере при попадании в масло воды и продуктов неполного сгорания топлива.
- Антиокислительные присадки (ингибиторы): Замедляют процессы окисления масла. Наиболее распространены присадки ВНИИНП–354, ДФ–11.
- Антикоррозионные присадки: Образуют на поверхности металла защитные пленки, предотвращая коррозию (например, ВНИИНП–360, ЦИАТИМ–239).
- Моюще-диспергирующие присадки: Обладают двойным действием. Моющий эффект — способность предотвращать прилипание загрязнений к деталям двигателя. Диспергирующая способность — умение удерживать частицы сажи и продукты окисления во взвешенном состоянии, не давая им слипаться и оседать. Это одни из важнейших присадок (ПМСЯ, С–150, ЦИАТИМ–339).
Противоизносные, антифрикционные и противопенные свойства.
- Противоизносные присадки: Повышают способность масла защищать детали от износа и задиров (ЭФО, ЛЗ–23К, ДФ–11).
- Антифрикционные присадки (модификаторы трения): Снижают коэффициент трения, что способствует экономии топлива. Примеры: дисульфид молибдена (MoS2), органические соединения молибдена, графит.
- Противопенные присадки: Вспенивание масла, вызванное его перемешиванием с воздухом, нарушает работу системы смазки. Эти присадки (например, полиметилсилоксан ПМС–200А) разрушают пузырьки воздуха на поверхности, предотвращая образование пены.
1.2. Классификация и маркировка моторных масел
Для правильного подбора масла необходимо понимать системы его классификации. В мире существует несколько основных систем, регламентирующих вязкость и эксплуатационные свойства.
Классификация по ГОСТ 17479.1-2015
В России и странах СНГ используется система, регламентированная ГОСТ 17479.1-2015 «Масла моторные. Классификация и обозначение». Маркировка включает букву М (моторное), цифру, характеризующую класс вязкости, и букву, обозначающую группу по эксплуатационным свойствам.
В зависимости от кинематической вязкости установлены следующие классы (Таблица 1):
Таблица 1
Классы вязкости моторных масел по ГОСТ 17479.1
| Класс вязкости | Вязкость кинематическая при 100 °С, мм²/с | Вязкость динамическая при -18 °С, мПа·с, не более | |
| минимальная | максимальная | ||
| 3з | 3,8 | – | 1250 |
| 4з | 4,1 | – | 2600 |
| 5з | 5,6 | – | 6000 |
| 6з | 5,6 | – | 10400 |
| 6 | 5,6 | 7.0 | – |
| 8 | 7,0 | 9,3 | – |
| 10 | 9,3 | 11.5 | – |
| 12 | 11,5 | 12,5 | – |
| 14 | 12,5 | 14,5 | – |
| 16 | 14,5 | 16,3 | – |
| 20 | 16,3 | 21,9 | – |
| 24 | 21,9 | 26,1 | – |
| Всесезонные классы | |||
| 3з/8 | 7,0 | 9,5 | 1250 |
| 4з/6 | 5,6 | 7,0 | 2600 |
| 4з/8 | 7,0 | 9,3 | 2600 |
| 4з/10 | 9,3 | 11,5 | 2600 |
| 5з/10 | 9,3 | 11,5 | 6000 |
| 5з/12 | 11,5 | 12,5 | 6000 |
| 5з/14 | 11,5 | 13,0 | 6000 |
| 6з/10 | 9,3 | 11,5 | 6000 |
| 6з/12 | 11,5 | 12,5 | 10400 |
| 6з/14 | 12,5 | 14,5 | 10400 |
| 6з/16 | 14,5 | 16,3 | 10400 |
Дробное обозначение (например, 5з/14) указывает на всесезонность масла: числитель (5з) определяет низкотемпературные свойства, а знаменатель (14) — высокотемпературную вязкость.
В зависимости от области применения и уровня эксплуатационных свойств, моторные масла подразделяются на группы (Таблица 2).
Таблица 2
Группы моторных масел по эксплуатационным свойствам (ГОСТ)
| Обозначение группы | Область применения и характеристики | |
| А | Для нефорсированных бензиновых и дизельных ДВС. | |
| Б | Б1 | Для малофорсированных бензиновых двигателей, склонных к образованию высокотемпературных отложений. |
| Б2 | Для малофорсированных дизельных двигателей. | |
| В | В1 | Для среднефорсированных бензиновых двигателей, работающих в условиях, способствующих окислению. |
| В2 | Для среднефорсированных дизелей, требующих улучшенных антикоррозионных и противоизносных свойств. | |
| Г | Г1 | Для высокофорсированных бензиновых двигателей, работающих в тяжелых условиях эксплуатации. |
| Г2 | Для высокофорсированных дизелей (с умеренным наддувом или без), склонных к образованию нагара. | |
| Д | Д1 | Для высокофорсированных бензиновых двигателей, работающих в более жестких условиях, чем группа Г1. |
| Д2 | Для высокофорсированных дизелей с наддувом, работающих в тяжелых условиях на топливе с повышенным содержанием серы. | |
| Е | Е1 | Для наиболее форсированных бензиновых и дизельных двигателей, работающих в экстремальных условиях. |
| Е2 | Аналогичны Е1, но с улучшенными диспергирующими и противоизносными свойствами. | |
Индекс 1 (например, Г1) присваивается маслам для бензиновых (карбюраторных) двигателей, а индекс 2 (Г2) — для дизельных. Универсальные масла, подходящие для обоих типов двигателей, индекса не имеют (например, М-6з/12-Г).
Международные классификации: SAE, API, ACEA
На мировом рынке доминируют три основные системы классификации.
SAE (Society of Automotive Engineers) — американская система, классифицирующая масла только по вязкости. Зимние классы имеют букву «W» (Winter), например, SAE 5W. Летние классы обозначаются просто числом, например, SAE 30. Всесезонные масла имеют двойное обозначение, например, SAE 10W-40.
Таблица 3
Приблизительное соответствие классов вязкости по ГОСТ и SAE
| ГОСТ 17479.1 | SAE | ГОСТ 17479.1 | SAE |
| 3з | 5W | 3з/8 | 5W-20 |
| 4з | 10W | 4з/6 | 10W-20 |
| 5з | 15W | 4з/8 | 10W-20 |
| 6з | 20W | 4з/10 | 10W-30 |
| 6 | 20 | 5з/10 | 15W-30 |
| 8 | 20 | 5з/12 | 15W-30 |
| 10 | 30 | 5з/14 | 15W-40 |
| 12 | 30 | 6з/10 | 20W-30 |
| 14 | 40 | 6з/14 | 20W-40 |
| 16 | 40 | 6з/16 | 20W-40 |
| 20 | 50 | – | – |
API (American Petroleum Institute) — американская система, классифицирующая масла по эксплуатационным свойствам. Масла делятся на две категории:
- S (Service): для бензиновых двигателей легковых автомобилей.
- C (Commercial): для дизельных двигателей коммерческой техники.
Вторая буква в обозначении указывает на уровень качества (чем дальше буква по алфавиту, тем выше требования). Например, API SP — современный стандарт для бензиновых моторов, а API CK-4 — для дизельных. Универсальные масла имеют двойную маркировку, например, API SN/CF.
Таблица 4
Классификация эксплуатационных свойств моторных масел по API (примеры)
| Масла для бензиновых двигателей (Категория S) | Масла для дизельных двигателей (Категория C) |
| SA, SB, SC, SD, SE, SF, SG, SH — устаревшие классы, не рекомендованы к применению в современных двигателях. | CA, CB, CC, CD, CE — устаревшие классы. |
| SJ — для двигателей до 2001 г. выпуска. | CF — для дизелей с непрямым впрыском. |
| SL — для двигателей до 2004 г. выпуска, улучшенная стабильность. | CF-2 — для двухтактных дизелей. |
| SM — для двигателей до 2010 г. выпуска. | CF-4, CG-4, CH-4 — для высокооборотных дизелей. |
| SN — представлен в 2010 г., улучшенная защита поршней и турбокомпрессоров. | CI-4 — для современных дизелей с EGR. |
| SP — самый современный класс, введен в 2020 г., обеспечивает защиту от LSPI в турбомоторах. | CJ-4, CK-4 — для дизелей с сажевыми фильтрами (DPF). |
Таблица 5
Ориентировочное соответствие классов по ГОСТ и API
| ГОСТ 17479.1 | API | ГОСТ 17479.1 | API |
| А | SB | Г | SE/CC |
| Б | SC/CA | Г1 | SE |
| Б1 | SC | — | SF |
| Б2 | CA | — | SG |
| В | SD/CB | Г2 | CC |
| В1 | SD | Д | CD/SE |
| В2 | CB | Е | CE/SF |
ACEA (Association des Constructeurs Européens d’Automobiles) — европейская система, предъявляющая более жесткие требования к маслам, чем API. Классификация делится на три категории:
- A/B: для бензиновых и дизельных двигателей легковых автомобилей (например, A3/B4).
- C: для двигателей, совместимых с системами нейтрализации выхлопных газов (катализаторы, сажевые фильтры). Это малозольные масла (Low SAPS), например, C3.
- E: для тяжелонагруженных дизельных двигателей грузовых автомобилей (например, E7, E9).
Цифра после буквы указывает на уровень свойств и область применения.
Таблица 6
Примеры классов эксплуатационных свойств моторных масел по ACEA
| Категория масла | Краткая характеристика и область применения |
| A3/B3 | Масла с высокими эксплуатационными свойствами для бензиновых и дизельных ДВС, допускают удлиненные интервалы замены. |
| A3/B4 | Аналогично A3/B3, но также подходят для дизелей с непосредственным впрыском топлива. |
| A5/B5 | Энергосберегающие масла для высокофорсированных двигателей, требующих масел с низкой высокотемпературной вязкостью (HTHS). |
| C2 | Малозольные масла (Mid SAPS), совместимые с системами очистки выхлопа, способствуют экономии топлива. |
| C3 | Малозольные масла (Mid SAPS) с более стабильной вязкостью при высоких температурах, чем С2. |
| E7 | Масла для дизелей Euro I-IV без сажевых фильтров, обеспечивают контроль чистоты поршней и защиту от полировки цилиндров. |
| E9 | Масла для дизелей Euro I-VI, оборудованных сажевыми фильтрами (DPF) и системами рециркуляции (EGR) или снижения оксидов азота (SCR). |
1.3. Сравнение типов базовых масел
Основой любого моторного масла является базовое масло, которое может быть минеральным, синтетическим или полусинтетическим. От типа базы зависят ключевые характеристики конечного продукта.
Таблица 7
Сравнительная характеристика базовых моторных масел
| Параметр | Минеральное масло | Полусинтетическое масло | Полностью синтетическое масло |
|---|---|---|---|
| Источник/Производство | Прямая перегонка и очистка нефти. | Смесь минеральной (70-80%) и синтетической (20-30%) баз. | Химический синтез из природного газа или продуктов нефтепереработки (ПАО, эстеры). |
| Молекулярная структура | Неоднородная, содержит молекулы разного размера и формы. | Промежуточный вариант с улучшенной однородностью. | Однородная, молекулы имеют заданный размер и структуру. |
| Стабильность при высоких t° | Низкая. Склонно к быстрому окислению и испарению (угар). | Средняя. Лучше, чем у минерального, но уступает синтетике. | Высокая. Отличная стойкость к окислению и низкая испаряемость. |
| Текучесть при низких t° | Плохая. Сильно густеет на морозе, затрудняя холодный пуск. | Удовлетворительная. Обеспечивает более легкий пуск, чем минеральное. | Отличная. Сохраняет текучесть даже в сильные морозы, обеспечивая легкий запуск и быструю смазку. |
| Интервал замены | Короткий (обычно 5-7 тыс. км). | Средний (обычно 8-12 тыс. км). | Длинный (15 тыс. км и более, в зависимости от рекомендаций производителя). |
| Стоимость | Низкая. | Средняя. | Высокая. |
1.4. Ассортимент моторных масел на рынке
На рынке представлено огромное количество масел как отечественного, так и зарубежного производства. Для старого парка автомобилей все еще широко применяются масла, произведенные по устаревшим спецификациям.
Например, масло М-8В1 («автол») до сих пор используется для среднефорсированных карбюраторных двигателей. Более современное всесезонное масло М-6з/10В обладает лучшими свойствами и увеличенным сроком службы. Для высокофорсированных двигателей ВАЗ применялись масла класса Г1, такие как М-6з/12-Г1.
Для дизельных двигателей массовым является масло М-10-В2, а для более форсированных двигателей КамАЗ — масла группы Г2к (М-10-Г2к). Для дизелей с наддувом предназначены масла группы Дм (М-10-Дм).
Современные российские производители (Лукойл, Роснефть, Газпромнефть и др.) выпускают широкую линейку масел, соответствующих последним международным стандартам API и ACEA.
Таблица 8
Примеры современных марок масел отечественных производителей
| Марка масла | Обозначения по SAE и API/ACEA |
| Лукойл Genesis Armortech | 5W-40 (API SN/CF, ACEA A3/B4) |
| Роснефть Magnum Ultratec | 5W-30 (API SL/CF) |
| Gazpromneft Premium | 10W-40 (API SN/CF) |
| Sintec Platinum | 5W-40 (API SN/CF) |
| Consol Ультима | 15W-40 (API CH-4/SJ) |
| Татнефть Luxe PАO | 5W-30 (API SN/CF, ACEA C3) |
При выборе масла для импортного автомобиля необходимо руководствоваться требованиями, указанными в инструкции по эксплуатации, и подбирать продукт с соответствующими допусками по SAE, API и ACEA, независимо от бренда-производителя.
Таблица 9
Примеры соответствия марок отечественных и зарубежных масел (устаревшие данные для справки)
| Марка отечественного масла | Возможный аналог зарубежного производителя | Марка импортного масла |
| М-5з/10Г1 | Mobil | Special 10W-30 |
| М-6з/12Г1 | Shell | X-100 Multigrade 20W-40 |
| М-10Г2к | BP | Energol HD 30 |
| М-10ДМ | BP | Vanellus C3 30 |
| М-6з/10В | Shell | X-100 20W-30 |
Интересные факты о моторном масле
- «W» означает «Winter» (Зима), а не «Weight» (Вес). Многие ошибочно полагают, что цифра перед W в маркировке SAE (например, 5W-40) означает вес. На самом деле это индекс низкотемпературных свойств. Чем меньше эта цифра, тем легче двигателю запуститься на морозе.
- Синтетическое масло родом из авиации. Первые полностью синтетические масла были разработаны в Германии во время Второй мировой войны для реактивных двигателей самолетов, которые работали в экстремальных температурных условиях, недоступных для минеральных масел.
- Потемневшее масло — это хорошо! Многие автовладельцы пугаются, когда видят, что свежезалитое масло быстро потемнело. На самом деле это признак того, что моющие присадки в масле работают правильно: они смывают нагар и сажу с деталей двигателя и удерживают их во взвешенном состоянии.
- Первый стандарт качества появился в 1947 году. Американский нефтяной институт (API) ввел первую систему классификации масел, которая состояла всего из трех категорий: Regular, Premium и Heavy-Duty.
- Не все «синтетические» масла одинаковы. Масла на основе ПАО (полиальфаолефинов) считаются «настоящей» синтетикой. Однако многие продукты, маркированные как «Fully Synthetic», производятся по технологии гидрокрекинга из минерального сырья (HC-синтез). Они обладают отличными свойствами, но уступают ПАО-синтетике в экстремальных условиях.
Заключение
От моторного масла напрямую зависит здоровье и долговечность «сердца» автомобиля. Современные смазочные материалы являются высокотехнологичными продуктами, состоящими из тщательно подобранных базовых масел и сложнейших пакетов присадок. Понимание основных свойств масел и систем их классификации (SAE, API, ACEA, ГОСТ) позволяет сделать осознанный и правильный выбор, соответствующий требованиям производителя автомобиля и условиям эксплуатации.
