Выбор по API

Материал из Энциклопедия журнала "За рулем"

Заглавная страница > Компоненты > Моторные масла > Выбор по API

Выбор моторного масла по API

Вместе с классификацией масла по SAE, характеризующей его вязкость, API определяет его применимость к конкретному мотору. Что такое собственно API и какие есть еще классификации, можно прочесть здесь.
Для большинства современных бензиновых моторов предусмотрено использование масла группы качества SL, если двигатель выпуска до 2004 года или SM, если после. Кое-где, если год выпуска до 2001 года, разрешено масло группы SJ.
Справочники говорят следующее:
«SJ – Масла для двигателей, выпускающихся в 1996-2001 гг. Содержат меньшее количество экологически вредных примесей, чем масла группы SH, обладают энергосберегающими свойствами.
SL – Масла для двигателей, выпускаемых с 2001 г. Обладают существенно улучшенными моющими, антиокислительными, противоизносными и энергосберегающими свойствами, пониженной летучестью и хорошей совместимостью с нейтрализаторами ОГ.
SM – Масла для двигателей, выпускаемых с 2004 г. Масла данной категории соответствуют повышенным требованиям производителей двигателей нового поколения. Заменяют масла групп SJ и SL».
Имеется новое масло SN, но о нем пока информации мало. Ясно, что масла группы SN на сегодняшний день можно считать наилучшими. И они способны заменить все, что выпускалось раньше. То есть, если в инструкции к автомобилю разрешено масло SJ, то ему годится и SN.
Для сравнения выбраны наиболее распространенные и востребованные группы SL и SM
Итак, что бы хотелось иметь от идеального масла? Во-первых, оно должно идеально и оптимально при этом смазывать детали, причем на всех режимах работы двигателя. Значит – максимально уменьшать трение, тем самым увеличивая мощность и снижая расход топлива. Во-вторых, минимизировать износы, продляя тем самым жизнь мотора. В-третьих, служить как можно дольше, уменьшая затраты на его замену. В-четвертых, уменьшить экологический вред от мотора, в цивилизованном мире этот момент считается очень важным.
Хорошо иметь некую гармонию в соотношении «цена-качество».

СТАРЕНИЕ МАСЛА

Причин и факторов старения масла несколько. Масло - это сложная комбинация углеводородных соединений, с разными добавками и включениями, называемыми пакетом присадок. В камере сгорания оставшаяся после перемещения поршня к нижней мертвой точке масляная пленка принимает на себя всю мощь теплового потока, что постепенно изменяют структуру и состав масла. Ведь выгорает только малая часть этой пленки, а остальная, перегретая, с улетучившимися легкими углеводородами, окисленная контактом с кислородом при высокой температуре, смывается в поддон двигателя. За цикл этого видоизмененного масла немного – толщины пленок микронные, но циклов очень много. В подшипниках нет такого нагрева, максимум, градусов до 180, но давления очень высоки, доходят до 30…40 МПа. Это также приводит к изменению свойств масла. Кроме того, в масляном поддоне оно контактирует с картерными газами, горячими и агрессивными.
Масло должно мыть двигатель – оно его и моет, но при этом насыщается загрязнениями, и механическими, и органическими. Часть их сядет в масляном фильтре, но что-то останется в объеме масла. И, к тому же, при этом срабатываются моющие компоненты, важная часть пакета присадок.
Для современных «синтетик» ресурсы заявлены большие – 20…30 тыс. километров пробега.

Испытания на состаренном моторе

Чем больше масла подается в цилиндры, тем быстрее оно стареет. Толще масляные пленки на стенках цилиндра – значит, большее количество масла за каждый цикл испытывает тепловое воздействие. И объем его в картере постоянно убывает – из-за большого угара. Повысившееся давление картерных газов и их более высокая температура также увеличивает темп окисления масла. И резко увеличивающееся количество отложений в старом моторе требует большего количества - моющих присадок.
Поэтому логично ускорить испытания масла на искусственно состаренном моторе. Для испытаний собрали специальный двигатель, с нормальными зазорами по подшипникам и с резко увеличенными по цилиндропоршневой группе.

SL, SM

Для испытаний выбраны современные «синтетики», одинаковые по SAE, 5W40.
А теперь попробуем поискать разные масла по классификации API. Было бы правильно, если бы все масла были одного бренда, но разных групп по API. Но так, увы, не бывает – масло более высокого качества у всех фирм просто вытесняет предшественника. Поэтому придется выбирать из того, что есть. Но, для повышения достоверности результатов, в каждую группу сравнения включено по два масла.
Первый образец - масло Esso Ultron (1100 рублей за канистру), которое имеет переходный класс качества SJ/SL. Второй - масло BP Visco 5000 (1070 рублей за канистру). Из семейства SM - французский Motul X-Clean 8100 (2810 рублей за канистру). В качестве пары к нему взяли совсем новое голландское масло NGN Gold (1030 рублей за канистру).
После каждого цикла испытаний моторы разбирали, обмеряли, взвешивали детали, чтобы определить износы и степень загрязненности.
После чего провели испытания на моторе, собранном с учетом всех требований по зазорам, практически, новом, неизношенном, и качественно обкатанном. На нем прогнали стандартные циклы испытаний последовательно сначала для всех свежих масел, потом – для «убитых» ресурсным циклом. И уже тут измерили и мощность, и расход топлива, и экологические параметры.
Первый цикл испытаний – на свежих маслах, особой разницы в реакции мотора на группу по API не выявил – все осталось в пределах погрешности замеров.
А второй цикл, на поработавших маслах, все расставил по своим местам. Синтетические масла группы SL резко снизили свои характеристики по сравнению со своими свежими образцами, тогда так у Motul и NGN Gold снижение наблюдалось в существенно меньшей степени. Разница между маслами разных категорий уже была куда более заметной – до 6…7% по расходу топлива, до 10% по токсичности, и 2…4% по мощности между группами «Esso-Visco» и «Motul-NGN». Причем больше других мотор отреагировал на старение масла BP Visco.
Результаты испытаний сведены в таблицу:

Так меняется рабочая высокотемпературная кинематическая вязкость масел различных групп по API. Сначала – снижение, это идет деструкция загущающих присадок. А потом – рост. Это следствие разложения и изменения свойств базового масла. Чем меньше выражен этот процесс, тем больше ресурс масла.

По вязкости все масла четко соответствуют диапазону, предписанному классом SAE 5W40. Индексы вязкости очень высокие, характерные для хороших «синтетик» («индекс вязкости» - это параметр, косвенно отвечающий за холодный пуск двигателя).
Посмотрите на содержание активных элементов. Это прямая характеристика пакета присадок. Здесь бросается в глаза то, что их концентрации в исходных маслах, что группы SL, что SM, очень близки. Действительно, абсолютное большинство производителей, используют практически одни и те же пакеты присадок – их производителей в мире немного. Но основа у всех масел разная, и разница цифр.
Содержание серы. Соединения серы, сильно бьют по катализаторам. Она присутствует в масле всегда - и из базовой нефти, и в состав антизадирных и противоизносных присадок входит. Масло Motul X-Clean оказалось лидером по чистоте масла от серы, а NGN Gold – «лидером» с другого конца. Но каких-либо нормативных ограничений по этому параметру нет, а опыт подсказывает, что у большинства масел он выше 0.5…0.6% содержания серы.
Щелочное число. У всех масел оно достаточно высокое – это признак моющей способности. Но масла SM, и Motul X-Clean, и NGN Gold, оно ниже. Более стабильная основа масел SM требует меньше моющих присадок для поддержания требуемой чистоты двигателя, а лишняя щелочь в масле вредна – она повышает коррозионную активность и снижает срок службы присадок.
Анализ данных, полученных по отработанным маслам, подтвердил – действительно, масла группы SM, более стабильны. А это значит – и срок службы их больше.
Вернемся к данным моторных испытаний. Все подтверждается результатами по «физхимии». Действительно, Motul X-Clean и NGN Gold и дали больший энергосберегающий эффект дали – двигатель, пусть и немного, но стал экономичнее, немного – мощнее, причем этот эффект сохраняется и даже нарастает по мере параллельной наработки. Но главное в том, что отложений в самом моторе, и в масляном поддоне, и на клапанном механизме, и на поршнях (а это – самое важное), эти масла дали заметно меньше. И износы деталей тоже меньше, причем значительно. И это снова подтверждается «физхимией» - смотрите содержание продуктов износа.
СТОИТ ЛИ ПЛАТИТЬ ЛИШНЕЕ? Итак, итог. Нужно ли переплачивать за современные масла SM? Тем, у кого в инструкции стоит прямое указание на масла SM, этот вопрос имеет однозначный ответ. У остальных есть выбор.
Конечно, масла класса SL – тоже высококачественные, но SM реально имеют определенные «плюсы». Это и лучшая защита мотора от износов, и меньший уровень отложений в моторе, и более длительный срок службы.
Конкретная цифра, через какой пробег надо менять масла одного и другого класса - сугубо индивидуальный параметр, который зависит и от марки двигателя, и от его технического состояния, и качества используемого топлива, и от стиля езды. Но по оценкам – хорошие масла группы SM дадут маслам SL процентов 30…40 форы по ресурсу.

Вскрытие двигателя и взвешивание деталей после испытаний каждого масла позволило оценить их защитные способности. Масла группы SM действительно более эффективно уменьшают износ – это подтвердил наш эксперимент

Табл.1 ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ ПРОБ МОТОРНЫХ МАСЕЛ

№	Параметр масла	Группа SL		Группа SM
№	Параметр масла	NGN Gold 5W40	Motul X-Clean 5W40	Esso Ultron 5W40	BP Visco 5W40
	Общие физико-химические параметры
1	Кинематическая вязкость при 40° С, сСт	81,0/94,35	84,18/106,73	84,36/99,51	80,08/96,46
2	Кинематическая вязкость при 100° С, сСт	14,06/15,56	13,06/16,99	14,65/15,84	13,77/14,36
3	Кинематическая вязкость при 150° С, сСт	6,24/6,79	5,85/6,97	6,06/6,62	5,79/6,45
4	Индекс вязкости	180/176	156/174	196/182	170/154
5	Условная температура проворачиваемости кол.вала, Т₅₀₀₀, град.С (расчетная)	-24/-21	-19/-20	-26/-21	-23/-21
6	Щелочное число, мг КОН/г	11,5/10,1	9,8/8,2	8,4/7,7	8,0/7,2
7	Общее кислотное число, мг КОН/г	1,82/2,73	1,90/2,77	1,91/2,30	1,21/2,23
8	Температура вспышки в открытом тигле, град. С	236/238	223/225	227/228	232/234
	Содержание активных элементов в начальной пробе масла
9	Содержание серы, %	0,32	0,27	0,42	0,20
10	Массовая доля фосфора, % масс.	0,12	0,15	0,16	0,12
11	Массовая доля кальция, % масс.	0,32	0,38	0,45	0,23
12	Массовая доля цинка, % масс.	0,18	0,16	0,19	0,13
	Содержание продуктов износа по окончании цикла испытаний
13	Содержание железа, ррм	15,5	12,0	3,5	4,5
14	Содержание алюминия, ррм	214,2	184,3	48,9	55,6
15	Содержание хрома, ррм	7,2	9,8	4,5	5,2

В числителе показатели, определенные в начальных пробах масла после первого цикла испытаний (через 6 моточасов), в знаменателе – в итоговых пробах (через 120 моточасов)

УСРЕДНЕННЫЕ МОТОРНЫЕ ПОКАЗАТЕЛИ ДВИГАТЕЛЯ, ПОЛУЧЕННЫЕ ПРИ РАБОТЕ НА РАЗЛИЧНЫХ МОТОРНЫХ МАСЛАХ

Группа по API	Изменение показателей двигателя при работе на моторном масле … (относительно параметров, полученных на масле Esso Ultron)	Моторные показатели		Содержание токсических компонент
Группа по API		Мощность, %	Расход топлива, %	По СО,%	По СН, %	По NOx, %
SL	BP Visco	0.30/-1,49	1.17/-4.05	-3.63/-2.19	--2.89/-5,02	--1.11/-0.53
SM	NGN Gold	0.55/2.45	1.67/5.98	--3.63/5.56	--1.44/9.56	1.22/3.91
SM	Motul X-Clean	0.28/2.65	1.54/6.35	--1.43/6.35	0.31/10.60	--2.38/0.43

В числителе показатели, определенные для свежего масла, в знаменателе – для итоговых проб масла (через 120 моточасов)
Красным выделено ухудшение показателей, зеленым- улучшение, синим – изменение в пределах погрешности измерений.

Масса отложений на контрольных весовых элементах по окончании цикла испытаний

Масса отложений на контрольных весовых элементах, мг, по окончании цикла испытаний	API SL		API SM
	Esso Ultron 5W40	BP Visco 5W40	NGN Gold 5W40	Motul X-Clean 5W40
В клапанной крышке	58	46	24	21
В масляном поддоне	64	52	28	31

Отложения на боковой поверхности поршня – самые опасные! Они могут привести к залеганию колец – а отсюда и потере компрессии, и перегревам поршня. Вот примерно такие отложения дают полностью убитые минеральные масла.