В состав масла, используемого в автомобиле, входят два основных компонента: базовое масло и присадки. Базовое масло обеспечивает выполнение двигателем своей жизненно важной функции - смазывает ходовую часть двигателя и защищает ее от износа и разрушения в результате трения. Присадки обеспечивают дополнительную защиту двигателя, предотвращая разрушение масла от перегрева в двигателе.
Для отделения двух твердых тел друг от друга, уменьшения трения и обеспечения легкого движения деталей используются минеральные масла. Функция, выполняемая этими веществами, называется смазкой.
Масла делятся на две основные группы по способу их получения;
Природные масла
a. Смазочные материалы
b. Растительные масла
c. животные жиры
Синтетические масла
Отличие масел на минеральной основе от животных и растительных масел заключается в наличии водорода в структуре животных и растительных масел.
Получение минеральных масел :
Минеральные масла являются одним из продуктов, получаемых при переработке нефти на нефтеперерабатывающих заводах. Минеральные масла образуются путем получения базовых масел, которые являются сырьем для минеральных масел, с помощью специальных процессов. Эти масла классифицируются в зависимости от их вязкости. Невозможно получить все минеральные масла напрямую. Смазочные материалы получают путем смешивания базовых масел различной вязкости с различными присадками, подобранными в зависимости от свойств, ожидаемых от продукта.
Базовое масло перерабатывается из сырой нефти (естественное состояние нефти при ее добыче из почвы). Перед получением базового масла, используемого в моторных маслах, сырая нефть должна быть очищена с помощью различных процессов. Нежелательные вещества, такие как парафин, сера и азотные соединения, должны быть удалены. Ненасыщенные углеводороды должны быть удалены или преобразованы в более стабильные молекулы. Сначала сырая нефть разделяется вакуумной дистилляцией на ряд дистиллятов или интервалов вязкости. Фракции, которые будут использоваться для производства базовых масел, подвергаются различным процессам очистки и переработки: Разделение растворителей - разделение природных насыщенных и ненасыщенных углеводородов. Очистка углеводородов - удаление некоторых азотных и сернистых компонентов, улучшение цвета, окисляемости и термической стабильности базового масла.
углеводородов в насыщенные для увеличения энергии перед разделением растворителя. Этот процесс также способствует удалению большого количества серы и некоторых соединений азота.
Крекинг углеводородов - сложный процесс, в ходе которого молекулы исходного сырья преобразуются в необходимые молекулы насыщенных углеводородов. Энергия насыщенных углеводородов значительно выше, чем энергия, получаемая при гидроочистке и разделении растворителей.
Гидроизомеризация - при использовании в сочетании с крекингом углеводородов преобразует молекулы основы в наиболее стабильную форму.
Одного базового масла недостаточно для адекватной защиты двигателя. Моторное масло должно выполнять различные функции в широком диапазоне условий эксплуатации двигателя. Поэтому в его состав добавляется большое количество присадок:
На рынке представлены различные марки и типы смазочных материалов. Однако, поскольку все смазочные материалы имеют одно и то же сырье, в чем разница между этими маслами?
Это объясняется двумя причинами;
1. разные химические свойства используемых базовых масел
2. различные типы и количество используемых присадок
Типы смазочных материалов
Минеральные базовые масла по своему химическому строению делятся на три основные группы:
1. Алифатики:
a) Парафиновые
б) нафтеновые
2. Ароматические
3. алифатические и ароматические
Выбор базового масла чрезвычайно важен для производства смазочных материалов в соответствии с промышленными стандартами. Смазочные материалы, полученные на основе этих химически различных базовых масел, обладают различными свойствами. Поэтому в смазочных материалах следует использовать базовые масла и синтетические масла, требуемые стандартом и эксплуатационными характеристиками.
Обязанности минеральных масел:
Даже на поверхностях деталей, изготовленных в самых лучших условиях, невозможно добиться полной гладкости и яркости. На поверхности имеются углубления и выступы, называемые асперитами, которые очень малы и видны только под микроскопом. При соприкосновении двух сухих поверхностей эти углубления и выступы оказывают сопротивление движению поверхностей. Это сопротивление называется "трением". Основная задача смазочного материала - уменьшить это трение между поверхностями, разделить два твердых объекта, образовав слой пленки между соприкасающимися поверхностями, и обеспечить легкое перемещение деталей.
Свойства базовых масел на минеральной основе ограничены свойствами сырой нефти. Кроме того, исследования по применению синтетических смазочных материалов расширяются с каждым днем в связи с быстрым ростом цен на нефть при снижении ее добычи в мире в последние годы и необходимостью в маслах, способных работать в более сложных условиях в результате развития современных технологий.
Синтетические масла получают методами химического синтеза, не основанными на использовании нефти. В ходе химического процесса молекулы углеводородов, образующие синтетическую структуру, проектируются таким образом, чтобы они были схожи по размеру и форме. Благодаря такой тщательно продуманной структуре синтетические масла обладают многими превосходными свойствами, такими как низкое трение, низкая температура, минимальный износ, экономия энергии (топлива). Они легко текут при очень низких температурах и не разжижаются при очень высоких температурах. Благодаря высокой окислительной и термической стойкости увеличивается срок его службы. Синтетические масла, полученные по другой технологии в лабораторных условиях, по сравнению с минеральными маслами устойчивы к более высоким и низким температурам и высокому давлению.
Синтетические масла также называются в зависимости от типа используемого синтетического базового масла.
Основные виды синтетических базовых масел
- Полиальфаолефин (ПАО)
- Щелочные ароматические
- Полибутены
- Алифатические диэфиры
- Полиэфир
- Полиалкенегликоль
- Фосфатный эфир
О КЛАССИФИКАЦИИ МОТОРНЫХ МАСЕЛ
Сокращенно обозначается инициалами организации, выдающей разрешение на применение моторных масел по классу эффективности.
SAE: Американская ассоциация автомобильных инженеров
API: Американский институт нефти
ILSAC: Международный комитет по стандартизации и утверждению масел
ACEA: Европейская ассоциация автопроизводителей
Классификация SAE
Общество автомобильных инженеров SAE (Society of Automotive Engineers) ввело качественную номенклатуру для различения характеристик моторных масел. Эта номенклатура определяется от низкого к высокому 0, 5, 10, 15, 20, 25, 30, 40, 50 и 60.
Классификация API
Американский институт нефти (API), Американская ассоциация методов и материалов испытаний (ASTM) и Ассоциация автомобильных инженеров (SAE) совместным постановлением определили классификацию качества моторных масел. Она разделена на две группы: Spark - первая буква "S" для бензиновых двигателей и Compression - первая буква "C" для дизельных двигателей. В каждой группе есть группы A, B, C и т.д., классифицированные по буквам.
Классификация ACEA
Европейские производители автомобилей (ACEA) ввели новую классификацию моторных масел. В этой классификации масла для бензиновых двигателей обозначаются буквами А, масла для легких дизельных двигателей - буквами В, а масла для тяжелых двигателей - буквами Е.
Классификация ILSAC
Американская ассоциация производителей автомобилей (AAMA) и Японская ассоциация производителей автомобилей (JAMA) объединились в организацию International Oil Standardization and Approval Committee (ILSAC) для определения новой классификации качества, включающей экономию топлива в маслах для бензиновых двигателей. Эта классификация действует с 1994 года.