На протяжении последних лет наиболее известные классификации масел претерпели ряд изменений или дополнений. Так, как мы уже информировали, в конце осени 2004 года в ACEA прошла серьезная реорганизация. В то же время API расширил перечень категорий для бензиновых двигателей классом SM, а в 2006 году — и для дизельных CJ-4. Известно, что в скором будущем ILSAC планирует ввести новый стандарт на моторные масла + GF+5. Какие предполагаются требования к маслам данной категории? С какими трудностями встретились разработчики стандарта? Когда предполагается его внедрение? Ответы на эти и многие другие вопросы можно узнать в данном материале.
Комитет ILSAC, представляющий американских и японских производителей автомобилей, усиленно работает над созданием нового стандарта моторных масел для бензиновых двигателей — GF-5. Процесс разработки начался с заблаговременного сбора и анализа требований от автопроизводителей для того чтобы в соответствии с ними вовремя определить необходимые показатели моторных масел, дать компаниямпроизводителям присадок составить отвечающий всем требованиям пакет, установить перечень необходимых испытаний.
По предварительным данным, спецификация GF-5 будет одобрена в 2008 году, а ее введение планируется в 2009 году. Моторные масла, соответствующие ILSAC GF-5, предполагается использовать в бензиновых двигателях модельного ряда 2010 года. Таким образом, данная спецификация направлена на удовлетворение требований, которые будут выдвигаться к маслам и автомобилям в скором будущем.
Над созданием стандарта работает комиссия (см. врезку), в обязанности которой входит пересмотр, оценка и систематизация различной информации, касающейся смазочных материалов и автотранспорта (в том числе и о возникающих проблемах), анализ тенденций и планирование действий по совершенствованию масел для автомобильных двигателей. В качестве примера можно привести сбор данных о текущих и будущих выбросах (эмиссиях) вредных веществ, экологических законодательствах, разработку и формулировку требований к маслам, анализ возникающих сложностей в разработке масел, аккумулирование информации о последних технологиях в смазывающих материалах для составления стратегий дальнейшего развития последних и т.д.
На пути создания стандарта GF-5, соответствия его устанавливаемым требованиям, а также исследования характеристик соответствующих ему масел стоит немало проблем. Они связаны как с необходимостью применения новых или улучшенных компонентов масел, так и некоторыми методиками испытаний.
Итак, следуя общим тенденциям по энергосбережению и снижению экологической напряженности, а также требованиям автопроизводителей, перед производителями смазочных материалов ставятся следующие задачи:
- масла должны способствовать экономии топлива;
- быть совместимы с устройствами очистки отработавших газов;
- обеспечивать устойчивую работу двигателя даже при удлиненных интервалах замены масла
При этом новые масла должны быть взаимозаменяемы, чтобы обеспечить возможность обслуживания как новых двигателей, так и моторов предыдущих поколений.
Среди критических испытаний, требующих особого внимания, выделяются: IIIG (исследование износа клапана, стабильности вязкости, отложений на юбке поршня), IVA (проверка износа клапана), VG (определение износа, шламо+ и лакообразования) и VIB (эффективность моторного масла в плане экономии топлива). Перед разработчиками возникла дилемма: насколько будут конструктивны эти и некоторые другие испытания? В том числе на протяжении всего запланированного срока действия стандарта GF-5 (по предварительным данным с 2009 до 2014 года). Предпочтительно разработка и введение более совершенных тестов. К тому же ряд специфических требований к следующему поколению масел предполагает необходимость проведения новых испытаний, ранее не присущих стандартам GF. Так возникает потребность в тесте масла на совместимость с катализаторами (что обусловлено влиянием фосфора, содержащегося в присадках, на данный элемент). Вполне целесообразным было бы использование нового, более совершенного, испытания на определение способности моторного масла экономить топливо.
По предварительным данным, при тестировании моторных масел на соответствие стандарту GF-5 будут установлены испытания, в ходе которых будут проверяться:
- высоко- и низкотемпературная коррозия;
- высоко- и низкотемпературное образование шлама (нагар, лаки и т.п.);
- высокотемпературные отложения (масса отложений при 280 С);
- отложения на поршне;
- низкотемпературные показатели (холодный запуск);
- антиокислительные свойства (стабильность вязкости);
- противоизносные характеристики — защита от абразивного (вызванного образованием сажи) и адгезионного износа («скаффинг-износ»);
- совместимость с катализаторами (ограничение по химическому составу компонентов, летучесть фосфора);
- экономия топлива;
- защита турбины (закоксованность подшипников турбины);
- расход масла (испаряемость);
- значение вязкости;
- вязкость на сдвиг;
- пенообразование;
- аэрация;
- совместимость с эластомерами;
- закупоривание фильтра (процент забивания фильтра);
- однородность и совместимость.
Энергосберегающих свойств масел и, соответственно, обеспечения экономии топлива можно достичь за счет использования маловязких смазывающих материалов (0W-20, 0W-30, 5W-20, 5W-30, 10W-30). В то же время нужно учитывать, что на поверхности деталей должна быть образована надежная масляная пленка достаточной толщины, создан необходимый уровень давления в системе смазки, обеспечена хорошая защита критических зон трения в двигателе. Сегодня маловязкие масла находят все большее распространение и рекомендуются к использованию рядом автопроизводителей в двигателях современных разработок. Однако разработчики нового стандарта достижение экономии топлива видят не только в значении вязкости, но и в присадках. Причем не только в модификаторах трения, но и в иных аспектах. Как, например, в хорошем балансе и эффективности других добавок, казалось бы, не имеющих прямого влияния на энергосбережение. К их числу можно отнести те же антиоксиданты. Ведь если масло будет обладать высокими антиокислительными свойствами, проработав определенный период, оно меньше окислится и, следовательно, будет менее интенсивно густеть. Поэтому благодаря повышенной стабильности и однородности вязкости на протяжении всего срока службы масло будет способствовать экономии топлива.
Уменьшение расхода топлива следует положительно рассматривать и с точки зрения экологии: чем меньше сгорит топлива, тем меньше продуктов горения попадет во внешнюю среду.
Если говорить непосредственно о компонентах моторного масла, то одним из камней преткновения является фосфор, вызывающий трудности в обеспечении совместимости масел с системами очистки отработавших газов, — в частности, катализаторами. Фосфор является весьма эффективным и недорогим элементом, входящим в состав противоизносных, антиокислительных присадок, однако негативно влияет на работоспособность катализатора. Если рассматривать эволюцию стандартов GF, то количество фосфора в них постепенно уменьшалось: от 0,12% в GF-1 до 0,10% у GF-2 и GF-3. Первоначально для GF-4 автопроизводителями был установлен данный показатель на уровне 0,05%, но впоследствии был увеличен до значения 0,08%. Предполагается, что в спецификации GF-5 количество фосфора будет снижено до отметки 0,05%.
Помимо фосфора, в пакет присадок входит и много других компонентов, которые могут не отвечать тем или иным требованиям стандарта, что может потребовать их ограничений в составе масла или замены на более прогрессивные. Поэтому перед производителями стоит достаточно сложная задача: разработать эффективный, удовлетворяющий всем требованиям комплекс присадок, не допустив при этом значительного удорожания готового продукта. Ведь масло должно обладать высокой рабочей стабильностью, хорошими противоизносными свойствами даже при низком содержании фосфора, моющим эффектом, иметь отличные антифрикционные (модификатор трения) характеристики для обеспечения экономии топлива, противостоять образованию различных отложений и пр. В то же время каждый производитель масла может использовать различные составляющие как присадок, так и масляной основы. Ведь классификационные организации устанавливают стандарты и испытания, которым должно удовлетворять масло, но не диктуют свои требования в необходимости применения именно тех или иных компонентов (если не говорить об ограничении уровня некоторых элементов).
Теперь несколько слов об интервалах замены масла. В последнее время достаточно отчетливо видна тенденция по увеличению срока работы смазывающих материалов. Данный показатель оговаривается производителем как автомобиля, так и моторного масла (указывается максимально возможный интервал замены масла, который, следует заметить, действителен не для всех двигателей, в которых может использоваться масло). Однако установка и определение увеличенного интервала замены масла не является целью новой спецификации GF-5, поскольку невозможно достичь универсальной договоренности — установить единый интервал замены и при этом охватить все виды двигателей. Для каждого его типа интервал замены масла устанавливается индивидуально и определяется автопроизводителем. Насколько моторное масло способно его выдержать, выясняется уже в ходе самостоятельных испытаний.
В заключение хочется еще раз сделать акцент на том, что в статье рассмотрены предварительные особенности будущего стандарта ILSAC GF-5. Вполне возможно, что до момента вступления его в силу будут сделаны какие+то изменения, касающиеся как требований к самому маслу, так и испытаний на соответствие спецификации.
Справка
ILSAC (International Lubricant Standardization and Approval Committee) — Международный комитет по стандартизации и апробации моторных масел, созданный Американской (ААМА) и Японской (JАМА) ассоциациями производителей автомобилей. Он выдает собственные стандарты качества масел для бензиновых двигателей легковых автомобилей. Для разработки спецификаций создается специальная комиссия (ILSAC/Oil), в которую входят представители от ILSAC — Ford, General Motors, Daimler AG и Японской ассоциации производителей автомобилей (JАМА), Американского химического совета (ACC) и Американского института нефти (API)/комитет смазок. Категория ILSAC, указанная совместно с API, обозначает, что данное моторное масло пригодно для использования в бензиновых двигателях американских и японских автомобилей. Комитетом выдано несколько стандартов: GF-1 (устаревший, соответствует API SH), GF-2 (принят в 1996 году, соответствует API SJ), GF-3 (введен в 2001 году, соответствует API SL) и GF-4 (введен в 2004 году, соответствует API SM).
Подготовил Юрий Стороженко, autoExpert
За помощь в подготовке материала благодарим Марину Лукинюк (научно-консультационный центр «Дисма», www.disma.com.ua)