Властивості масел і методи їхньої оцінки.
Миючі присадки забезпечують необхідну чистоту деталей двигуна та знижують
схильність масла до утворення низькотемпературних відкладень і швидкість забруднення
фільтрів тонкого очищення масла. При роботі двигунів на паливах з підвищеним вмістом сірки
миючі присадки, що надають маслу лужність, перешкоджають утворенню відкладень на деталях
двигунів шляхом нейтралізації кислот, що утворяться із продуктів згоряння палива.
Стійкість моторних масел до окислювання підвищують введенням у їхній состав
антиокисних присадок. Антиокисні властивості в значній мірі визначають стійкість масла до
старіння.
Протизношувальні властивості моторного масла залежать від хімічного складу й
полярності базового масла, складу композиції присадок і в’язкісно-температурної
характеристики масла із присадками, що в основному визначає температурні межі його
застосовності (захист деталей від зношування при пуску двигуна, при максимальних
навантаженнях і температурах навколишнього середовища). Тенденція до застосування
малов’язких масел для досягнення економії палива й обмеження надходження масла до верхньої
частини циліндра для зменшення витрати на вигар вимагають поліпшення протизношувальних
властивостей масел при граничному змащенні. Це досягається введенням спеціальних
протизношувальних присадок, що містять сірку, фосфор, галогени, бор, а також введенням
беззольних дисперсантів, що містять протизношувальні фрагменти.
Антикорозійні присадки захищають антифрикційні матеріали (свинцювату бронзу),
утворюючи на їхній поверхні міцну захисну плівку. Антиокислювачі перешкоджають утворенню
агресивних кислот. Іноді необхідно вводити в моторні масла присадки-деактиватори, що
охороняють поверхню від корозійного руйнування.
В’язкісно-температурні властивості – одна з найважливіших характеристик моторного
масла. Від цих властивостей залежить діапазон температури навколишнього середовища, у
якому дане масло забезпечує пуск двигуна без попереднього підігріву, безперешкодне
прокачування масла насосом у системі, надійне змащування й охолодження деталей двигуна при
найбільших припустимих навантаженнях і температурі навколишнього середовища. Навіть у
помірних кліматичних умовах діапазон зміни температури масла від холодного пуску взимку до
максимального прогріву в підшипниках колінчастого вала або в зоні поршневих кілець
становить до 180ч190 °С. В'язкість мінеральних масел в інтервалі температур від -30 до +150 °С
змінюється в тисячі разів. Літні масла, що мають достатню в'язкість при високій температурі,
забезпечують пуск двигуна при температурі навколишнього середовища близько 0 °С. Зимові
масла, що забезпечують холодний пуск при негативних температурах, мають недостатню
в'язкість при високій температурі. Таким чином, сезонні масла незалежно від їхнього наробітку
необхідно міняти двічі на рік. Це ускладнює й здорожує експлуатацію двигунів. Проблема
вирішена створенням всесезонних масел, які загущені полімерними присадками загущення.
В’язкісно-температурні властивості загущених масел такі, що при негативних температурах вони
подібні зимовим, а в області високих температур – літнім.
В’язкісні присадки відносно мало підвищують в'язкість базового масла при низькій
температурі, але значно збільшують її при високій температурі, що обумовлено збільшенням
об’єму макрополімерних молекул з підвищенням температури й рядом інших ефектів.
На відміну від сезонних, загущені всезонні масла змінюють в'язкість під впливом не
тільки температури, але й швидкості зрушення, причому ця зміна тимчасова. Зі зменшенням
швидкості відносного переміщення деталей в'язкість зростає, а зі збільшенням – знижується. Цей
ефект більше проявляється при низькій температурі, але зберігається й при високій, що має два
позитивних наслідки: зниження в'язкості на початку провертання холодного двигуна стартером
полегшує пуск, а невелике зниження в'язкості масла в зазорах між поверхнями тертя деталей
прогрітого двигуна зменшує втрати енергії на тертя й дає економію палива.
Характеристиками в’язкісно-температурних властивостей служать кінематична в'язкість
і динамічна в'язкість, а також індекс в'язкості – безрозмірний показник положистості в’язкісно-
температурної залежності, який розраховують за значеннями кінематичної в'язкості масла, що
обмірюють при 40 та 100 °С (ГОСТ 25371–82). У нормативній документації на зимові масла
іноді нормують кінематичну в'язкість при низьких температурах. Індекс в'язкості мінеральних
масел без в’язкісних присадок становить 85ч100.
Синтетичні базові компоненти мають індекс в'язкості 120ч150, що дає можливість
одержувати на їхній основі всесезонні масла з дуже широким температурним діапазоном
працездатності.
До низькотемпературних характеристик масел відносять температуру застигання, при
якій масло не тече під дією сили ваги, тобто губить плинність. Вона повинна бути на 5ч7 °С
нижче тієї температури, при якій масло повинне забезпечувати прокачуваність. У більшості
випадків застигання моторних масел обумовлено утворенням в об’ємі охолоджуваного масла
кристалів парафінів. Необхідна за нормативною документацією температура застигання
досягається депарафінізацією базових компонентів й/або введенням до складу моторного масла
депресорних присадок (поліметакрилати, алкілнафталіни й ін.).
Класифікація моторних масел відповідно до ГОСТ 17479.1–85 підрозділяє їх на класи за
в'язкістю та групи за призначенням і рівнем експлуатаційних властивостей. Нижче наведено
класифікацію моторних масел з урахуванням Зміни №3 до ГОСТ 17479.1–85, яким збільшене
число класів в'язкості й змінені їхні границі, уведені нові групи за призначенням й рівнем
експлуатаційних властивостей, а також деякі найменування. Наприклад, по всьому тексту
стандарту масла для карбюраторних двигунів називаються більш точним терміном – маслами
для бензинових двигунів.
ГОСТ 17479.1–85 передбачене позначення моторних масел, що повідомляє споживачеві
основну інформацію про їхні властивості й область застосування. Стандартна марка включає
наступні знаки: букву М (моторне), цифру або дріб, що вказує клас або класи в'язкості (останнє
для всесезонних масел), одну або дві з перших шести букв алфавіту, що позначають рівень
експлуатаційних властивостей й область застосування даного масла. Універсальні масла
позначають буквою без індексу або двома різними буквами з різними індексами. Індекс 1
привласнюють маслам для бензинових двигунів, індекс 2 – дизельним маслам.
Класи в'язкості моторних масел, що установлені ГОСТ 17479.1–85, представлені у таблиці
9.1, а групи за призначенням й експлуатаційним властивостям – у таблиці 9.2.
Таблиця 9.1. Класи в'язкості моторних масел (ГОСТ 17479.1–85)