Все про автомобільні оливи

Ніщо не працює без мастила, непомітна рідина забезпечує роботу двигунів з низьким рівнем зносу та тертя – і водночас економить паливо. Трансмісії, навіть в електромобілях, не можуть обійтися без високотехнологічної оливи.

Спеціалісту в авторизованій майстерні простіше: він знає автомобілі своєї марки, асортимент олив, які необхідно мати на складі, чітко визначений і часто досить стандартизований. Інша ситуація в незалежних майстернях, які постійно стикаються з різними транспортними засобами, можливо, навіть мотоциклами або двигунами для човнів і кораблів. Саме тут можуть виникнути складнощі.

Коли мова заходить про те, яка олива підходить для якого застосування, перше, що спадає на думку, – це класи в’язкості. В’язкість описує, наскільки рідкою або густою є олива. Чим нижче перше число, тим рідша олива, а отже, тим краща її текучість, навіть при дуже низьких температурах. Сучасні синтетичні малов’язкі оливи мають нижчий показник 0W або 5W, що відповідає низькотемпературній придатності до мінус 40 або мінус 35 °C і призводить до швидшого змащування, меншого зносу і певної економії палива, особливо в коротких поїздках.

Другий показник вказує на в’язкість оливи при 100 °C і, таким чином, дозволяє зробити висновок про надійність змащування при високих температурах. Чим більша різниця між цими двома показниками, тим ширший діапазон застосування. Однак ця інформація не містить жодних відомостей про якість оливи, сферу її застосування або особливі властивості. Ці властивості визначаються іншими стандартами. Наприклад, тими, що випливають з вимог виробників транспортних засобів або двигунів. Тому для ідеального змащування за будь-яких умов вирішальне значення має не стільки в’язкість оливи, скільки правильна специфікація виробника.

Температура застигання і класи в’язкості

Основою для визначення специфікації виробника є, тим не менш, базова густа або рідка в’язкість оливи при певних температурах. Важливим тестом для цього є визначення так званої температури застигання. Це вільно перекладається як «текучість» або «гранична температура перекачування». Іншими словами, це точка, в якій олива ще тільки здатна текти, перш ніж вона досягне температури застигання, тобто стане твердою.

При дуже низьких температурах олива застигає, як віск, оскільки парафіни, що містяться в ній, кристалізуються. Це призводить до того, що поршні двигуна внутрішнього згоряння, наприклад, застрягають у циліндрі при дуже низьких температурах. Як наслідок, стартер більше не може запустити двигун. У типових моторних олив температура застигання і температура загусання досить близькі, тобто відрізняються лише на 3-6 °C. В наступній таблиці показано, який клас в’язкості відповідає якій температурній межі оливи.

Надійність холодного запуску приблизно на 5 °C вища за граничну температуру. Це температура, при якій автомобіль у хорошому технічному стані ще можна відносно легко завести.

Класи олив: відмінності

Надійність холодного запуску приблизно на 5 °C вища за граничну температуру. Це температура, при якій автомобіль у хорошому технічному стані ще можна відносно легко завести.

Класи олив: відмінності

Основна відмінність полягає в тому, що оливи бувають моно- і всесезонними. У той час як монотемпературні оливи працюють належним чином тільки в порівняно вузькому діапазоні температур – тому раніше розрізняли літні та зимові оливи – всесезонні оливи сьогодні використовуються майже виключно для змащування двигунів. Спектр застосування цих всесезонних олив можна легко визначити з їхнього маркування. Наприклад, перша цифра всесезонної оливи з додатковою літерою W (для «зими») вказує на температуру застигання. Для SAE 20W-50 – як ми вже знаємо – ця мінімальна температура становить -20 °C.

Друге число після W визначає високотемпературну в’язкість при 100 °C. Це пояснює, чому, наприклад, олива 5W-30 при 100 °C рідша, ніж олива 5W-40.

Однак це позначення оливи не дає жодної інформації про якість мастила, про яке йде мова. В принципі, повністю синтетична олива 5W-30 не обов’язково має бути кращою за мінеральну 10W-40. Окрім допусків виробника автомобіля, вирішальну роль у виборі оливи відіграють також індивідуальні умови експлуатації. Якщо ви подорожуєте переважно на короткі відстані, краще обрати малов’язку синтетичну оливу, оскільки вона краще проникає в двигун під час холодного запуску. Якщо ж ви переважно їздите на довгі відстані, краще використовувати хорошу мінеральну оливу.

Що міститься в оливі?

Перш ніж ми розглянемо специфічні властивості дуже складних спеціальних малов’язких олив, давайте спочатку подивимося на сировину: сиру нафту. Це чорне золото, яке сьогодні в основному видобувається з землі за допомогою бурових установок, виникло 150-200 мільйонів років тому і є продуктом рослинних і тваринних залишків. Вони відкладалися шар за шаром. У процесі, що тривав мільйони років, тиск і концентрація вуглецю в органічних рештках зростали, дрібні частинки осідали в навколишніх шарах осаду, розріджувалися і тепер можуть бути видобуті як сира нафта. Консистенція варіюється від прозорої і рідкої до чорної і густої. З багатої на вуглеводні сирої нафти можна виробляти майже будь-який хімічний продукт, в тому числі базову оливу для широкого спектру мастильних матеріалів.

Завдання моторної оливи

Базові оливи повинні бути оптимізовані таким чином, щоб моторна олива могла відповідати різним вимогам. Це досягається за допомогою різних методів обробки або за допомогою присадок.

Сучасні оливи містять від 15 до 30 відсотків присадок, які точно відповідають різним завданням двигуна. Це по суті:

Ущільнення:

Вали, поршневі кільця, гільзи циліндрів і штоки клапанів можуть виконувати свою роботу з ущільнення тільки в поєднанні з оливою.

Охолодження:

Відведення тепла в зоні поршневих кілець циліндра піддає оливу особливо жорстким випробуванням.

Під час перевірки якості в лабораторії Liqui Moly спеціальний випробувальний пристрій імітує випаровування оливи при температурі 250 °C. Це дозволяє оцінити витрату оливи, що також корисно для системи очищення вихлопних газів і навколишнього середовища.

Очищення:

Сажа від залишків згоряння, конденсаційна вода і частинки палива також створюють особливі проблеми для оливи.

Захист:

Запобігання старінню через корозію також очікується від будь-якої високоякісної оливи.

Змащення:

Це найважливіше завдання оливи. Вона повинна зменшувати тертя і забезпечувати надійну мастильну плівку між партнерами по тертю за будь-яких умов. Без масляної плівки метал треться об метал з неминучими наслідками зносу і руйнування.

Змащування проти зносу

Під час холодного запуску двигун зазнає найбільшого зносу. Це відповідає зносу при пробігу приблизно 80 кілометрів. Причиною такого високого рівня зносу під час холодного запуску є тривалість «проникнення оливи», тобто час, необхідний для того, щоб олива досягла всіх точок змащення в двигуні. Одним з прикладів цього є вимірювання з різними класами в’язкості. Лабораторія виробника олив Liqui Moly провела випробування з двигуном Mercedes-Benz M-111. При нульовій температурі оливі на мінеральній основі 15W-40 знадобилося 48 секунд, щоб досягти всіх частин двигуна. За тих же умов олива 0W-30 на синтетичній основі досягла точок змащення за чотири секунди, що, природно, призводить до значного зниження зносу.

Однак це не означає, що остання точка змащення працює з металевим тертям протягом 48 секунд. Зрештою, поверхні все ще змочені оливою. Однак тест Liqui-Moly переконливо демонструє переваги малов’язких олив під час холодного запуску.

Іншим способом визначення проникнення оливи є вимірювання порогового значення тиску оливи в 0,5 бар. При температурі -10 °C це значення досягається оливою 0W-40 приблизно через 1,5 секунди після запуску в наведеному вище тесті. Для оливи 15W-40 потрібно приблизно вдвічі більше часу. Повністю синтетична олива демонструє свої основні переваги під час коротких поїздок з частими холодними запусками. Ця перевага майже не проявляється під час тривалих поїздок або в умовах безперервної експлуатації.

Інша проблема дуже частих коротких поїздок: під час холодного запуску незгоріле паливо (збагачення при холодному запуску) може мігрувати повз поршневі кільця і призводити до розрідження оливи. В екстремальних випадках, коли ви подорожуєте лише на короткі відстані, це може бути небезпечно для двигуна. Хоча рівень оливи не викликає занепокоєння, через розрідження олива вже не може виконувати свої функції бездоганно. Існує ризик підвищеного тертя та зносу.

Відмінності між моторними оливами

Мінеральна олива

Мінеральну базову оливу отримують з сирої нафти на нафтопереробному заводі шляхом дистиляції (нагрівання) та рафінування (очищення). Мінеральні базові оливи мають обмежені властивості і тому можуть використовуватися лише як оливи 10W-X до 20W-X. Властивості оливи визначаються додаванням пакету присадок. Стійкість до старіння і навантажувальна здатність обмежені, але мінеральні оливи, як правило, найдешевші на ринку і цілком достатні для простих або старих двигунів.

Напівсинтетичні оливи

Напівсинтетичні оливи – це суміш мінеральної та повністю синтетичної базової оливи, причому за законом вміст синтетики повинен становити не менше 10 відсотків. Кожен виробник оливи визначає цю пропорцію самостійно. У Liqui Moly, наприклад, ця пропорція становить приблизно 30 відсотків. Напівсинтетичні оливи – це баланс між мінеральними та повністю синтетичними оливами. Економічно вигідна альтернатива, але підходить не для всіх сучасних автомобілів. Необхідно дотримуватися рекомендацій виробника.

Гідрокрекингові оливи

Коли ми говоримо про HC (гідрокрекінг) синтетичні оливи, ми маємо на увазі мінеральні важкі оливи, які були синтетично оброблені та покращені. Це не що інше, як недорогий базовий матеріал, який пройшов ретельну подальшу обробку з метою отримання високоякісної базової оливи, яка дуже схожа на синтетичну базову оливу, але вже не може бути порівняна з мінеральною. Ці оливи мають дуже високу міцність на стиск, доказом якості є списки допусків виробників.

Синтетичні оливи

Синтетичні оливи виробляються з великими витратами. Особливі властивості оливи враховуються вже при відборі сировини і готуються відповідним чином. Синтетичні оливи отримують з сирої нафти. Однак сиру нафту спочатку хімічно розщеплюють на окремі компоненти, а потім знову збирають у зміненому вигляді. Цей метод обробки забезпечує високу текучість, стабільну в’язкість, стійкість до тиску, стійкість до старіння та низькі втрати при випаровуванні.

Які компоненти роблять оливу особливою?

Наприклад, при в’язкості (текучесті) 5,1 мм2/с склад базової оливи ще далекий від придатності для використання в двигуні. Тому її необхідно змішувати з іншими інгредієнтами. Цей процес називається «блендінг» («змішування»). Тут до базової оливи додають присадки, щоб досягти бажаних властивостей.

Ці інгредієнти можна додавати під час змішування:

• Пластичний полімер, який значно покращує в’язкість.
• Пакет присадок, склад якого кожен виробник оливи воліє тримати в секреті з конкурентних міркувань.

Ці пакети присадок зазвичай містять компоненти, призначені для надання базовій оливі додаткових властивостей і ефектів:

Поверхневий ефект

• Миючі засоби призначені для запобігання відкладенням.
• Диспергатори призначені для запобігання утворенню шламу.

Покращення якості

• Утворює стабільну мастильну плівку та оптимізує плинність оливи.
• Створює температурну стабільність в холодних і гарячих умовах.
• Використовується для догляду за ущільненнями.

Захисна дія

• Активні речовини проти піноутворення.
• Активні речовини проти передчасного старіння оливи.
• Захист від корозії в двигуні.

Після додавання всіх компонентів олива знову перемішується при температурі приблизно 70 °C.

Нове вимірювання в’язкості показує в’язкість 12,3 мм2/с, що фактично відповідає в’язкості цільової оливи 5W-30.

Низькозольні оливи (з низьким рівнем SAPS)

Навіть найдорожча олива не буде найкращою у всіх категоріях. У багатьох сферах необхідно враховувати і вирішувати суперечливі завдання. Наприклад, у випадку олив для автомобілів з сажовими фільтрами, передумовою є мінімізація вмісту золи в оливі під час згоряння. Це означає, що оливи з низьким вмістом SAPS (SAPS = сульфатна зола, фосфор, сірка) для автомобілів з сажовими фільтрами є основною передумовою для довготривалої роботи фільтра.

Мінеральні базові оливи, наприклад, не можна використовувати для таких застосувань, оскільки вони згоряють із занадто високим вмістом золи, що, в свою чергу, може призвести до забивання фільтра. Замість них використовуються вуглеводневі або синтетичні оливи. Ці оливи також відомі як «низькозольні» або «з низьким вмістом SAPS».

В’язкість HTHS

Для олив 5W-30 існує спеціальна характеристика, так звана в’язкість HTHS або високотемпературна в’язкість зі зниженою в’язкістю при зсуві – для олив зі зниженою в’язкістю при високих температурах. Це означає, що в’язкість в класифікації 5W-30 була розроблена до нижньої межі допуску в’язкості для олив 30 класу. Це зменшує тертя, що повинно знизити витрату палива і підвищити продуктивність двигуна. Однак, двигуни вже на заводі повинні бути розраховані на в’язкість надтонких рідин HTHS. Щільні зазори в підшипниках і малі зазори між поршнем і циліндром характеризують такий двигун і покликані підвищити його ефективність.

Але що станеться, якщо в такий двигун залити звичайну оливу замість HTHS? В принципі, ніякої шкоди очікувати не варто, хоча витрата палива дещо збільшиться. Однак зворотний випадок має гірші наслідки. Той, хто заливає оливу HTHS в двигун, який не призначений для цієї рідкої оливи, ризикує отримати серйозні пошкодження. Олива не зможе підтримувати тиск через великі зазори, і матеріал буде «витікати». Це може призвести до стирання матеріалу та пошкодження двигуна.

Оливи з тривалим терміном служби

Якщо виробник автомобіля вимагає особливо тривалих інтервалів заміни оливи – близько 30 000 км пробігу або більше, в оливу необхідно додавати відповідні присадки. Ці так звані оливи з тривалим терміном служби значно відрізняються за якістю від стандартних олив і, як правило, значно дорожчі.

Крім того, олива повинна бути адаптована до вимог використовуваного двигуна (дотримуйтесь стандарту виробника). Моторна олива, не схвалена виробником для тривалої експлуатації, може передчасно втратити свої властивості і спричинити підвищений знос, витрату оливи та забруднення двигуна. Якщо пошкодження все ж сталося, то причину пошкодження можна визначити за допомогою обширного лабораторного тесту.

Знання цього також важливо для автосервісів. Особливо, якщо, наприклад, клієнт за власною ініціативою використовував невідповідну оливу і намагається вимагати відшкодування збитків за завдану шкоду. Неякісну оливу, заправку невідповідним паливом або частку небажаних компонентів, таких як гліколь (антифриз), який може потрапити в оливу в разі пошкодження прокладки головки блоку циліндрів, можна виявити одразу під час такого тесту. Виробники оливи регулярно відбирають зразки під час виробництва, які аналізуються в лабораторії для забезпечення бажаної якості.

Особливий випадок: мотоцикли

Не всі оливи однакові, і це стосується, зокрема, використання мастильних матеріалів в мотоциклах. У спортивному секторі все ще використовується незначна кількість двотактних двигунів, які потребують двотактної оливи, бажано біорозкладної, для їх змішаної або роздільної системи змащення. Однак більшість цих часто дуже потужних транспортних засобів приводяться в рух чотиритактними двигунами. На відміну від автомобілів, мотоцикли використовують однакову кількість оливи для змащування двигуна і коробки передач. Таким чином, мастило двигуна змащує коробку передач – і навпаки, мастило коробки передач змащує двигун.

Використання стандартної автомобільної оливи тут не найкращий вибір. Це пов’язано з тим, що муфта мокрого тертя також знаходиться в коробці передач багатьох мотоциклів. Якщо фрикційні диски зчеплення контактують зі спеціальною присадкою автомобільної оливи, це може призвести до неприємних змін коефіцієнта тертя та до прослизання дисків зчеплення при рушанні з місця або, що ще гірше, до пробуксовування зчеплення. Щоб запобігти цьому, а також звести до мінімуму шум від роботи приводу мотоцикла, вимоги до олив для двоколісних транспортних засобів були додатково конкретизовані. Яка олива підходить для якого мотоцикла, можна дізнатися або з відповідного технічного паспорта, або з японського стандарту JASO-MA, відповідно до специфікацій якого оливи можуть бути призначені для мотоциклів.

Правильний вибір – безпечне змащування

Будь-яка олива хороша настільки, наскільки правильним є її застосування. Заливання неправильної оливи може мати серйозні наслідки для двигуна. Той факт, що для найсучасніших двигунів можна використовувати тільки дуже специфічний мастильний матеріал, який одночасно відповідає багатьом вимогам, робить вибір правильної оливи справою професіоналів. Непрофесіонали іноді можуть зазнати невдачі через широкий асортимент продуктів, доступних в магазинах автозапчастин, на автозаправних станціях або в Інтернеті. Тим не менш, Інтернет є гарною підказкою, коли справа доходить до правильного вибору: виробники олив, часто пропонують допомогу у виборі правильного мастильного матеріалу на своїх веб-сайтах.