Моторные масла, отличающиеся низкой вязкостью как при низкой, так и при высокой температуре могут быть сертифицированы на соответствие категории API EC «энергосберегающее» моторное масло («Energy Conserving» Oil). Ранее энергосбережение определялось по методике Последовательности VI (Sequence VI, ASTM RR D02 1204). Данная методика использовалась для сертификации моторных масел категории API SH на уровни (степени) энергосбережения: API SH/EC — 1,5% экономии топлива и API SH/ECII — 2,7% экономии топлива, по сравнению с эталонным маслом SAE 20w-30.
С 1 августа 1997 года экономия топлива определяется по новой методике ASTM RR D02 1364, Последовательность VIA (Sequence VIA), согласно которой моторному маслу может быть присвоена только одна степень энергосбережения (ЕС). Пример: API SJ/EС.
Чтобы снизить расход топлива, энергосберегающему маслу необходимо уменьшить потери на трение в тех узлах, где оно присутствует, — на другие “затраты” оно повлиять не может. Например, на привод навесных агрегатов, потери на всасывание воздуха в цилиндр (насосные потери) и т. п.
В тех парах трения (трущихся поверхностях), где присутствует моторное масло, можно выделить два основных режима смазки, при которых оно должно “работать” по-разному.
Гидродинамический режим — возникает при значительных скоростях перемещения деталей относительно друг друга. Их поверхности полностью разделены слоем масла, поэтому потери мощности зависят от трения между его слоями, то есть от вязкости. Такой режим происходит в подшипниках коленчатого вала1, в паре цилиндр-поршень, когда последний движется в середине своего хода (см. рисунок). Для экономии топлива энергосберегающие масла имеют меньшую вязкость, чем “обычные”2 в таких условиях.
Режимы смазки: а — гидродинамический, б — граничный
Граничный режим — получается вследствие значительных нагрузок и небольших скоростей перемещения деталей. В такой ситуации вязкости масляной пленки недостаточно, чтобы полностью разделить поверхности. Снижение потерь в этом случае осуществляют модификаторы трения3. Они могут быть двух типов — твердые (например, графит или дисульфит молибдена — Мо2S) и жидкие. Первые представляют собой твердые смазывающие вещества, тонко диспергированные (измельченные) в масле. За счет адгезии (сцепления) они связываются с поверхностями металла и уменьшают величину трения. Жидкие модификаторы трения — химические соединения, часть молекул которых “прилипает” (адсорбируется) к поверхности металла, а их молекулярный “хвост” образует “ворс”, который “наклоняется” в направлении движения деталей. Таким образом, модификатор не дает соприкасаться металлическим поверхностям и уменьшает потери на трение по сравнению с “обычным” маслом. Граничный режим возникает, когда поршень движется вблизи верхней и нижней мертвой точки.
Обозначение энергосберегающих масел
Большинство масел, имеющихся в продаже, маркируется по классификации API (American Petroleum Institute). В ней наличие энергосберегающих свойств обозначается буквами ЕС (Energy Conserving) или FE (Fuel Economy), которые проставляются после указания категории эксплуатационных свойств. Например, API SL/CG-4 (EC).
В классификации АСЕА 2002 г. энергосберегающие масла выделены в отдельные категории А1-02, А5-02 (для бензиновых двигателей) и В1-02, В5-02 (для дизелей легковых автомобилей и легких грузовиков).
Экономия в цифрах
Согласно методике испытаний SIQENSE VI B масла различных классов вязкости должны обеспечивать определенную экономию по сравнению с классом вязкости SAE 15W40.
В таблице указаны минимальные значения экономии. Производители моторных масел провели исследования в реальных условиях эксплуатации и получили следующие данные: в городском режиме уменьшение расхода топлива составило 4%, на шоссе — 2,5%.
Какая реальная экономия может быть получена — приведено в примере. Полученная цифра больше, чем разница цен энергосберегающего и “обычного” масла и свидетельствует о некоторой выгоде.
Пример
Заменили моторное масло SAE 15W40 на 10W40 с энергосберегающими свойствами.
Экономия для городского режима составляет 4%.
4% от 10л равны 0,04х10 = 0,4 л
Соответственно при расходе топлива 10л/100 км его экономия — 0,4 л/100 км
При пробеге 10 000 км между сменами масла экономия бензина составит:
При средней цене бензина АИ-92 — 12 руб/л будет сэкономлено 40х12= 480 руб.
Но это, как говорится, “на бумаге”, а в условиях реальной эксплуатации помимо масла, значительное влияние на расход топлива оказывает достаточно много факторов. Это манера вождения — активная, спокойная; режимы движения — сколько автомобиль стоит в пробках, с какой средней скоростью движется; техническая исправность автомобиля и двигателя, а также правильность регулировок последнего и т. п. Поэтому существует возможность, что экономия не будет замечена владельцем.
К тому же заливать энергосберегающее масло в двигатель можно, если оно одобрено автопроизводителем, иначе вместо экономии низкая вязкость может привести к тому, что ремонт двигателя придется делать раньше, чем он выработает свой ресурс.
Редакция благодарит за помощь в подготовке материала специалистов отдела моторных масел ВНИИ НП.
1 Масло полностью разделяет поверхности подшипников коленвала еще и потому, что оно туда подается под давлением.
2 Здесь и далее этим термином обозначаются масла, не имеющие энергосберегающих свойств.
3 В “обычных” маслах в граничном режиме работают противоизносные и противозадирные присадки. Они химически воздействуют на поверхность металла и образуют тонкую пленку, предотвращающую непосредственный контакт поверхностей, что снижает трение, но менее эффективно, чем это делает модификатор.
«Полезные страницы», 2004, выпуск 14, стр. 249