shadow
Какое же 5w30 залить? Свойства моторных масел

Какое же 5w30 залить? Свойства моторных масел

Сергей Асланян: Сегодня у нас в гостях Павел Даниэлович Чхетиани, научный сотрудник Института машиноведения им. А.А. Благонравова Российской академии наук, один из моих самых любимых специалистов по моторным маслам.

И поскольку большинство вопросов на сегодняшний день сводятся к тому, какое же 5w30 залить, чтоб машина жила вечно и после этого я спокойно мог ее продать через 3 года, то сегодня как раз мы с Павлом Даниэловичем попытаемся ответить на этот вопрос.

Хотя он поставлен неправильно, поскольку определение противоизносных и энергосберегающих свойств масел зависит не от того, написано на коробке 5w30 или нет.

Ну, разочаруйте нас или, наоборот, взбодрите. Ведь мы же сориентированы только на этикетку. И по большому счету мы больше ничего не знаем про эти масла.

Павел Чхетиани: Да. Дело в том, что на этикетке написана вязкость при низких температурах и при 100 °C. Разделены они буквой «w». Что касается вязкости, которая определяется при низких температурах, да и при высоких, она определяется при атмосферном давлении.

Скажите, пожалуйста, где в автомобильном двигателе имеет место атмосферное давление?

С. Асланян: В черепной коробке у водителя.

П. Чхетиани: Только в поддоне картера прячется атмосферное давление, и то не совсем. Так вот, когда масла различной природы попадают в узлы трения, где их толщина 0.1, 1 микрометр, может быть, 20 микрометров, там есть определенные повышенные давления. Эти повышенные давления приводят к тому, что в дело вступает не вязкость, а пьезокоэффициент вязкости.

Пьезокоэффициент вязкости — это вязкость, которую приобретает масло под воздействием высоких давлений. Эти высокие давления могут у масел разной природы давать прирост вязкости в сотни и тысячи раз.

Поэтому нет никакой необходимости (ну, только что для галочки) определить вязкость масла при атмосферном давлении.

Дальше, это веер раздвигающихся прямых или кривых, которые при каждом определенном давлении имеют совершенно определенные значения.

Определение пьезокоэффициента вязкости — это очень серьезная проблема. Тем более, что те приборы, которые определяют вязкость, как правило, определяют вязкость очень толстых слоев. К примеру, шарик падает в запечатанной бомбе, в которой очень высокие давления. На самом деле, нужно проверять вязкость, вернее сопротивление относительно перемещения деталей, при наличии тонких смазочных пленок между ними. Это или гидродинамические пленки, о которых все хорошо наслышаны, или граничные пленки. Это пленки, которые возникают при химическом или физическом взаимодействии материала масла с материалом металлической поверхности.

С. Асланян: И получается, что когда мы с вами пытаемся не поверить дилеру и залить волшебное масло, идем на рынок, то у нас по большому счету нет никаких данных для анализа? И разобраться в этом мы не сможем никогда, потому что к нашим услугам только та видимая часть айсберга, которую считает нужным опубликовать производитель?

И, как правило, это по классификации разных стран, например, по САЕ, то самое 5w30, которое на самом деле не несет нужной нам информации. Хотя мы верим, что здесь как раз ключ. А где ключ к пониманию того, какие параметры масла важны для нас? И можем ли мы хоть каким-то образом догадаться, вращая в руках банку с маслом под разным углом, что же там внутри залито?

П. Чхетиани: Вы сказали, что показатели масла производитель предоставляет потребителю. Ну, было бы хорошо, если бы сам производитель знал истинные характеристики этого масла с точки зрения сопротивления относительно перемещения, суть экономии топлива, и противоизносные характеристики, это ресурс. Он сам толком этого не знает, потому что еще лет 40 с лишним назад в Западной Европе был проведен такой эксперимент. Просто хотели проверить трибологи, специалисты по испытанию материалов на трение и износ.

Сами же ученые внутри своего сообщества поставили такой опыт: они выбрали 12 наиболее развитых стран: европейские, разумеется, и Япония. Отправили туда один и тот же материал, в 12 стран, в 21 лабораторию. Получили через некоторое время результаты этих испытаний, и оказалось, что один и тот же материал в различных лабораториях имел разницу в износостойкости в 20 раз!

С. Асланян: Изучили очень по-разному.

П. Чхетиани: Да. Здесь, наверное, не тот формат, как это сейчас принято говорить, но я бы мог очень подробно рассказать, в силу каких обстоятельств это могло возникнуть. Кстати, это еще заниженная цифра. Я не буду на этом останавливаться.

С. Асланян: Это будет вторая серия. Мы же с вами только первый раз встретились, но это не значит, что последний.

П. Чхетиани: Я не думаю, что этот плачевный итог испытаний на трение и износ в лучших лабораториях Европы, Америки и Японии не стал достоянием предпринимателей. И в такой ситуации предприниматели вынуждены были от услуг моих коллег отказаться. То, что мы наблюдаем сейчас — это такие маленькие сообщества ученых-трибологов, которые, знаете, как писал Мериме о грузинских князьях? Вот приблизительно так. Собираются несколько человек и организуют свой собственный журнал. В этом журнале они поют осанну друг другу. И в итоге получается, что диссертаций очень много, а реальных продуктов…

Кстати говоря, это отличительная черта не только западных специалистов, но и у нас дела обстоят не лучшим образом. Поэтому я бы не хотел, чтобы сложилось впечатление, что границы, которые до сих пор существовали и которые сейчас в какой-то мере существуют, в научном плане, в плане испытаний смазочных свойств масел, подшипников, трущихся деталей, как-то изменились.

С. Асланян: Но в итоге получается, что мы с вами по большому счету не можем ничего противопоставить экономии топлива. То есть как-то всерьез экономить не получится, но у нас у всех очень серьезная проблема — ресурс. Как можно увеличить ресурс, когда у нас для этого инструмент только один — масло, которое мы заливаем?

П. Чхетиани: Даже если человек поставит перед собой задачу проверить существующие на рынке продукты на предмет характеристик, о которых мы говорили, он сталкивается с такой проблемой. Взять, к примеру, 100 миллилитров этого масла, которые, собственно и требуются для испытания, невозможно. Фирмы-производители не дают это масло, потому что что значит, дам масло на испытание? Это значит, что у этого масла должен быть паспорт. И когда ты предъявишь результаты экспериментальных исследований фирме, фирма не должна тебе сказать, что они не знают, откуда ты взял это масло.

С. Асланян: Ну, это стандартная юридическая ситуация, когда «я — не я, хата не моя». Но вот зимой у нас по интернету прошла совершенно замечательная лабораторная работа, проведенная частными ребятами на Дальнем востоке. Они пошли в магазин, купили все масла, какие там только были, залили в пробирочки, пронумеровали и выставили на мороз. После того, как ночь эти масла пробыли на морозе, они просто взяли все эти пробирки перевернули вверх ногами и посмотрели, кто из них еще течет, а кто нет. И выяснилось, что в принципе умерли все.

П. Чхетиани: Да, знаете, это тоже очень важная характеристика. Ведь на старых двигателях, например, когда ты поворачивал ключ в стартеры, масло могло бежать по трубопроводу в течение 40 секунд.

С. Асланян: То есть по-сухому оно умирало.

П. Чхетиани: Чтоб дойти до самой дальней точки, должны были пройти 40 секунд, представляете? Поэтому тот тест, который сделали дальневосточные специалисты, полностью оправдан. Но это только маленькая часть проблемы. Другая часть проблемы — это как раз провести испытание.

Вот такой пример я бы привел: вы, как человек, который служил в армии, в отличие от меня, близко знакомы с ситуацией, которая защищает, допустим, солдата в окопе. К примеру, я представляю, что гидродинамическая смазочная пленка — это как бы окоп, в котором находится солдат. Но если он будет всё время сидеть в окопе, то он не выполнит свою задачу. Поправьте меня, если я ошибаюсь. Но у солдата есть еще бронежилет. Он периодически может выскакивать, приподниматься над бруствером, какую-то задачу выполнять и опять прятаться в свой окоп.

Так вот, гидродинамическую пленку я называю окопом, где совершенно нет никакого износа. И с другой стороны, есть граничные смазочные пленки, такие маленькие, провзаимодействовавшие с металлом поверхностей смазочные пленки, которые исполняют роль бронежилета. Мы прекрасно знаем, что в бронежилет не должно попасть какое-то большое количество осколков или пуль. Потому что солдат тогда умирает от гематом. И тоже самое с граничными пленками.

Когда человек стоит в пробке, у него, как правило, работают вот эти граничные пленки. Условно говоря, бронежилет получает большое количество микроповреждений. Если у этого смазочного вещества нет способности быстро возобновляться или быть очень толстым, нелегко продавливаемым, то тогда он выходит из строя. И в пробках это особенно заметно. Мы же знаем, что возвратно-поступательные движения, которыми характеризуется как раз двигатель внутреннего сгорания в верхней мертвой точке, допустим, 50 миллиметров, особенно напряженная ситуация, там как раз спасают пресловутые граничные смазочные пленки.

С. Асланян: Ну, мы-то про них никогда не узнаем, потому что это химия внутри двигателя. А у нас с вами только банка в руках.

П. Чхетиани: Да, поэтому я не знаю, как тут можно выкрутиться из этой ситуации. Нет никакой организации, которая бы, допустим, взяла на себя интересы потребителей.

С. Асланян: Кому нужны интересы потребителей?

П. Чхетиани: Это всё равно закончится какими-то злоупотреблениями, как только это начнет функционировать.

С. Асланян: Но, так или иначе, мы можем, например, взять пробу масла из двигателя и посмотреть количество металлической стружки, присутствующей там при определенном пробеге. Двигатель после обкатки в рабочем режиме, условно говоря, у него там 50 000 пробега. И мы одно масло залили, второе, третье, потом берем пробы, и просто смотрим количество именно посторонних металлических предметов. Одно масло свою функцию выполнило, смазало, и стружки меньше, другое выполнило хуже, стружки больше. Это ведь критерий?

П. Чхетиани: Критерий.

С. Асланян: Какая подсказка может быть на банке для нас, чтобы мы понимали, 5w30 или 0w40, например. Здесь-то подсказки на самом деле нет?

П. Чхетиани: Подсказка может быть такая, что новый автомобиль так или иначе доживает свой трехлетний период. Хозяева новых автомобилей могут залить всё что угодно, если они собираются его через три года продать.

Может быть, я утрирую. Я хочу подчеркнуть проблему, с которой сталкиваются хозяева на вторичном рынке. Первые хозяева могут заливать любое масло: 030, 040 и так далее. И там прямо сказано, что они могут, благодаря этому нулю впереди, экономить топливо. А потом эта машина с очень сильно изношенным двигателем остается у человека на вторичном рынке.

И вот вы меня спросили, что ему делать в такой ситуации. Конечно, нам нужно приобретать масло, которое хорошо прокачивается через трубопровод в двигателе и, с другой стороны, при 100 °C имеет по возможности более высокую вязкость. Это нужно, чтобы эта пресловутая гидродинамическая пленка, то есть наш окоп, по-прежнему была устойчива. И желательно, чтобы там были присадки, которые позволяют организовываться на трущихся поверхностях более или менее прочной или быстро возобновляемой пленке.

Управлять этим процессом мы особенно не можем. Единственное, что мы можем увидеть на упаковке с маслом — это цифры после «w». Не только вязкость этого масла, обозначаемая цифрой 30 или 40, при 100 °C, но и что пьезокоэффициент, который и спасает, который показывает нам, во сколько раз вязкость этого масла повышается, и защитные свойства этого масла с точки зрения энергосбережения наоборот ухудшаются, но ресурс повышается. Надо рассчитывать, во сколько раз это может нам помочь. Я думаю, что эта вторая цифра — какой-то ориентир.

И понятно, что долгое пребывание в пробках предшествует вращению вала, при которых большую часть защиты двигателя берет на себя граничная пленка. Невозможно сказать, стоило ли, допустим, повысить обороты холостого хода.

С. Асланян: Никто не даст этого сделать.

П. Чхетиани: Но тут сразу вылезает расход. Поэтому это заколдованный круг.

С. Асланян: Поясните, какой ориентир нам дает вторая цифра?

П. Чхетиани: Вторая цифра нам дает вязкость масла при 100 °C. Первая цифра — при нулевых температурах, это способность масла прокачиваться через трубопроводы. Это выражается в том, что мы обеспечиваем при 0 °C более быструю доставку порции масла в самые дальние углы двигателя, при 5 °C — меньшую скорость доставки в том же самом двигателе.

Уже при первых оборотах коленчатого вала наша порция масла, необходимая для смазки самых дальних узлов трения, при обозначении на масле слева от «w» 0, будет достигаться быстрее.

С. Асланян: Но при этом, поскольку зазоры уже увеличены, то, соответственно, и на угар этого масла будет идти больше. Потому что цилиндро-поршневая группа изношена, подшипники изношены.

П. Чхетиани: Знаете, как правило, синтетические масла с нулевой характеристикой имеют довольно большую защиту на угар. И еще, я же сказал, что это скорость, с которой масло доставляется по трубопроводам. Это не та скорость, которая дает возможность в узлах трения. Это масло доставлено в узлы трения, благодаря высокой скорости прохождения через трубопроводы. А вторая температура — это температура вязкости масла при 100 °C. У 30 эта вязкость меньше, у 40 больше, у 50 еще больше, у 60 — 21 единица.

С. Асланян: И чем больше изношен двигатель, тем важнее вторая цифра, и ее значение должно быть больше.

П. Чхетиани: Обе цифры важны. Но, знаете, очень дорогие масла получаются, если, допустим, сделать с одной стороны 0, чтоб быстро прокачивалось, а с другой стороны чтоб было, к примеру 60. Таких масел я, например, не встречал. Вот были в свое время масла 20w60, 20w50. Они и сейчас есть. А чтоб было 0, чтоб они очень быстро прокачивались — в этом и нет необходимости, потому что нужно обязательно подбирать масла, в зависимости от региона, от количества теплых и холодных дней.

К примеру, на севере совсем нет необходимости пользоваться маслами с 50 единицами и с 20 впереди, потому что понятно, что оно просто не прокачается.

Это будет та ситуация, которая возникла на Дальнем Востоке.

С. Асланян: Да, там бы желательно 0w20. В европейской части, где тепло, можно 10w60, а на Дальнем Востоке 0w20. Кто-нибудь знает о ресурсе присадок? Кто-нибудь в принципе ведет работу по анализу и испытаниям? Ведь когда масло новое, понятно, что оно соответствует заявленным характеристикам. Потом проходит 10 000 пробега, и здесь возникает вопрос, менять или не менять по пробегу либо по возрасту раз в год.

Но никто не знает, как чувствуют себя присадки внутри этой многокомпонентной смеси. Они работают или нет? А когда, предположим, производитель заявляет, что он заливает в двигатель масло на 20 000 пробега, или в какой-нибудь агрегат пожизненно, без смены — это лукавство или самонадеянность?

П. Чхетиани: Еще лет 70 тому назад двигатели на порядок повысили свой ресурс, только благодаря тому, что уплотнили сам двигатель. Обеспечили непоступление внутрь двигателя абразивных частиц. Сразу повысился — без всяко масла. Огромную роль играет фильтр.

Дальше. То, о чем я могу квалифицированно говорить — это насколько долго могут служить присадки. В данном конкретном случае за ресурс двигателя отвечают загущающие присадки. Это такие длинные молекулы, которые обеспечивают повышение вязкости. Мы же знаем, что чем больше скорость относительно перемещения деталей, тем больше толщина пленки, которая перекрывает шероховатые поверхности, неизбежно существующие в зоне трения.

Поэтому чем более вязкое масло, тем больше толщина этой пленки. Чем более толстая смазочная пленка, тем больше потеряно энергии. Теперь эти присадки, я называю их «кучерявыми молекулами», разрушаются под воздействием температуры, они становятся толще и больше. А когда попадают в зону трения, они перемалываются. Я не знаю, наверное, мясорубка — это плохой пример…

С. Асланян: Но очень наглядный.

П. Чхетиани: И вот, допустим, волокнистое мясо, пройдя через мясорубку, становится мелко нарубленным. То же самое происходит с вязкостно-загущающими присадками. Конечно, для того, чтобы определить эти характеристики, как скоро то или иное масло перемолет свои присадки, есть такой специальный тест с использованием форсунок. Это те форсунки, которые использовались при впрыске топлива.

Есть стандартный метод, который используется: прохождение под высоким давлением этих сгущающих присадок. И после этого определяется, насколько они разрушились. Мы в своей практике используем так называемые трибометры, машины трения, обеспечиваем там очень высокие температуры, до 250 °C, и испытываем масла при совместном воздействии тяжелого режима при относительном перемещении трущихся поверхностей. При скольжении, к примеру, которое преимущественно присутствует в двигателе внутреннего сгорания и высокой температуры.

Давление, низкая скорость, характерная для возвратно-поступательных движений, когда верхнее компрессионное кольцо находится в наиболее тяжелых условиях работы. Вот то, что требуется для того, чтобы определить наиболее стойкие вязкостные присадки различных масел, которые разрушаются в последнюю очередь от механического и теплового воздействия и низкой скорости.

С. Асланян: Лидеры и аутсайдеры этого списка живут 10 000 километров пробега или нет?

П. Чхетиани: Я в свое время имел возможность получать какие-то образцы этих масел. В свое время выстраивался определенный ряд. В те времена, когда эти масла производились на западе, они, безусловно, были очень приличными. Но потом наш бизнес стал заказывать эти масла там же. И подход был такой, что в соотношении «цена-качество», была бы цена — бог с ним, с качеством. Вот по этой схеме выстраивались и масла, и топливо, и подшипники.

С. Асланян: И часы, и iPhone, и автомобили, и колбаса, и даже космические корабли. Мы страна контрафакта, поэтому нам и так сойдет.

Предписанная периодичность смены масла — 15 000, был период, когда раз в 20 000. А мы экспериментальным путем пришли к пониманию того, что рубеж 10 000 является критическим. Если хочешь сберечь мотор, то вне зависимости от качества масла, его класса вязкости, 9 500 — это тот предел, за который нельзя заплывать.

П. Чхетиани: Есть очень старое исследование Бунакова, в котором показано, что одно и то же масло в зависимости от того, ездит ли автомобиль внутри города или совершает, к примеру, длительные переезды из Москвы в тогда Ленинград, может служить на порядок меньше. То есть в городе единица измерения 1, а при длительных переездах в 10 раз дольше, в 10 раз реже надо менять масло. Поэтому это зависит от того, какая обстановка в том населенном пункте, где ты эксплуатируешь автомобиль.

С. Асланян: То есть у нас только один населенный пункт. У нас только Москва, а все остальные – «замкадыши». Поэтому все проблемы – это московские проблемы. Поэтому, конечно, за точку отсчета берем московский трафик, пока у нас еще не все ездят на оленях и не все на велосипедах. Есть еще некоторое количество автомобилистов.

П. Чхетиани: Я бы сказал, что здесь специфические условия. Для тех автолюбителей и профессионалов, которые вынуждены по той или иной причине передвигаться по Москве в этих пробках, это один режим.

И ни в коем случае, при тех экологических условиях, которые существуют в Москве, я бы не рекомендовал больше, чем 7 500.

С. Асланян: Вот запомните эту цифру! 7 500 – это тот предел, после которого нужно менять. Очень многие задаются вопросом: есть масло 5w30. У разных производителей оно имеет разные допуски. Человек покупает какой-нибудь Volkswagen, смотрит книжку, и там написано, что у вас должен быть допуск, например, 004 или 005. Но масло 5w30 у одного производителя сертифицировано Volkswagen и в это поле допуска попадает, а у другого такое же 5w30 не попадает. Нужно на это обращать внимание, или это всё-таки маркетинг? Должны ли мы верить в такие нюансы, в которые мы свято верим, что если мы в них разобрались, то мы специалисты и двигатель спасли?

П. Чхетиани: Что значат эти допуски? Они обозначают только, что мы взяли какой-то объем масла и отправили на фирму Volkswagen, Mercedes, Volvo и так далее, чтобы специалисты из этих фирм проверили на стендах, насколько это масло выше того нижнего предела, который зафиксирован как проходящий тест. Поэтому, если у вас есть от 250 000 долларов до 450 000 долларов, вы можете туда отправить свою канистру с маслом.

Кстати говоря, так поступают наши самые известные производители масел. Им, кстати, надо сказать, что в силу того, что масла не приносят большой прибыли, то хорошие масла делаются по остаточному принципу. Нужно получить такую очень важную характеристику масла, но они не проводят никаких особых исследований. Это привозят на завод, на заводе есть двигатели. У нас такая же практика была еще до перестройки, когда десятки двигателей работали на совершенствование как двигателей, так и масел.

С. Асланян: То есть можно обратить внимание, если мы видим на банке масла, что мы не попадаем в поле допуска конкретной фирмы, то лучше не рисковать. То есть за этой цифрой определенная правда есть?

П. Чхетиани: С такой же степенью вероятности может оказаться, что масло, которое не попало в этот список, ничем не хуже, а может быть, даже и лучше. Но просто оно не попало, к примеру, не хватило денег, или не захотели. Какие-то причины, в силу которых они не отправили продукт для получения допуска.

С. Асланян: То есть если мы апеллируем только к цифрам на этикетке 5w30 и не обращаем внимания на допуски, которые производитель прописал, то всё-таки для нас ключевые цифры – именно 5w30? Заливаем смело и едем дальше.

П. Чхетиани: Я бы всё-таки на всякий случай, если там есть еще не фальсифицированные допуски от этих известных автомобилестроительных фирм, из двух выбрал то, которое с допуском.

С. Асланян: Самый главный вопрос, на который мы не успеваем ответить – это присадки. Ведь много чудодейственной химии продается, Suprotec возглавляет этот список, есть и те, кто поменьше и пожиже. И люди очень надеются, что как только они в любое плохое масло зальют немножечко этого волшебства, что-то изменится в их пользу, и мотор будет жить хотя бы до их пенсии. На подобные присадки имеет смысл обращать внимание? Безотносительно Suprotec, в целом.

П. Чхетиани: Мне пришлось проверить очень много разного рода присадок, в том числе и тех, ингредиенты которых использовались в Suprotec, судя по рекламе.

Но наши неоднократные предложения фирме Suprotec провести испытания ничем не заканчивались. Я не хочу сказать, что мы самая лучшая организация, но у нас есть хорошие современные приборы.

С. Асланян: Не верим мы присадкам, тем более, что некоторые от прямого сравнения уклоняются.

На фото Павел Даниэлович Чхетиани, научный сотрудник Институт машиноведения им. А.А. Благонравова Российской академии наук
AMSRUS