Как сражалось и умирало масло

Вопрос о качестве современных моторных масел и то, что с ними происходит в процессе эксплуатации, всегда вызывает большой интерес не только у профессиональных механиков.

Обслуживая свой автомобиль у официального дилера, многие даже не задумываются, какое масло им заливают при замене, полностью доверяя свой автомобиль профессионалам.

Но, есть ли уверенность в том, что залитое масло соответствует тем условиям, в которых оно будет работать, обеспечит ли оно надёжную и долговечную работу вашего двигателя, а возможно масло надо менять чаще? На эти вопросы тяжело найти однозначные ответы.

Мы попытаемся частично ответить на эти вопросы. На автомобиле Range Rover Sport, через каждую 1000 - 2000 км мы будем оценивать то , как изменяются некоторые важные свойства масла.

• Трибологические характеристики;
• Степень окисления;
• HTHS-вязкость;

Автомобиль RR Sport турбо дизель 3л мощность 292 л.с. 2013 года выпуска

Масло Castrol EDGE Proff. Titanium A5 5W-30

После отбора пробы из масла из нижней части двигателя на дне баночки была обнаружена немагнитная металлическая стружка. Это странно, так как пробег автомобиля составлял 16277 км, а после ТО1 и замены масла прошло 1000 км!

За три дня автомобиль прошел ещё 500км и было решено отобрать ещё одну пробу масла для исследования. Количество стружки в новом образце было значительно меньше, но всё же она была. Все образцы были переданы в лабораторию для исследования, результаты которого представлены ниже.

Трибология

Трибология – это наука трении и износе деталей и механизмов. Трибологические свойства масла определяли на машине трения ИИ5018М, имитирующей работу поршневого кольца. Оценку проводили по изменению температуры масла с пробегом по сравнению с чистым маслом.

Температуру в зоне трения измеряли на машине трения И5018М моделируя пару трения кольцо – стенка цилиндра и используя отобранные образцы масла после определенного пробега.

Обычно, такие исследования проводят на чистом масле, однако они мало информативны. Так масло в двигателе имеет мало общего с маслом в канистре. Уже с первых мгновений работы мотора в масле начинаются изменения. Оно насыщается продуктами сгорания топлива, испытывая при этом колоссальные нагрузки. Поэтому все разговоры о чудесном балансе присадок в масле справедливы до тех пор, пока оно находится в канистре.

Уже после 1500 км. температура в контакте увеличилась на 70 градусов и продолжала расти вместе с увеличением пробега. Интенсивный рост температуры свидетельствует об ухудшении трибологических свойств масла в двигателе по сравнению с чистым маслом.

Одной из причин столь быстрой потери трибологических свойств могло стать его окисление. Поэтому следующим шагом была проверка степени окисления на инфракрасном спектрометре.

Окисление масла

Инфракрасная спектрометрия масла Сastrol EDGE 5W-30

Увеличение пиков на волновых числах, характерных для карбонильных групп (1710 – 1740 см-1), не происходит. Основной причины старения масла – окисления не выявлено.

HTHS – вязкость при высоких скоростях сдвига

Это может показаться невероятным, но исследование скоростей сдвига пленки масла происходит на космических скоростях. Согласно стандарту, SAE J300, 10 в шестой степени обратных секунд или 16 км в секунду при температуре 150 градусов! Какие фантастические нагрузки должна выдерживать пленка масла в современных моторах!

Именно его значение отражает толщину масляной пленки на поверхностях деталей двигателя. Для каждого типа масла нормированы диапазоны, в которых должен находится параметр HTHS, независимо от марки производителя масла. Для масла хW-30 диапазон HTHS составляет 2,9 – 3,7. А для масла хW-20 2,6 – 2,9. Если значение будет ниже рекомендованного производителем, это приведет к росту изнашивания мотора вплоть до появления металлической стружки. Превышение значения HTHS приводит к повышенному расходу топлива на преодоление трения. На современных моторах, имеющих точные зазоры увеличение толщины пленки масла может привести даже к механическим повреждениям. HTHS-вязкость определяли на реометре Anton Paar MCR102 при температуре 150ОС и максимально доступной скорости сдвига Υ ̇ = 105 с-1 по стандарту SAE J300

Реометр Anton Paar MCR102

HTHS-вязкость чистого масла Castrol EDGE Titan A5 находится на нижней границе. При пробеге всего 3000 км она опустилась до значения 2.3, что не соответствует нормативам даже SAE W20. При таких значениях даже непонятно к какому классу вязкости относится масло при пробеге всего 3000 км. Очевидно, что при отсутствии окисления, это можно связать с загрязнением масла продуктами сгорания топлива, в первую очередь, ультрадисперсной сажей.

Частицы сажи в масле

Никого не удивляет что уже на первых километрах пробега масло чернеет. Это связано с образованием сажи.

Некоторые автолюбители связывают этот феномен с хорошими моющими свойствами масла и воспринимают его позитивно. Но сажа не так безобидна, как кажется, и представляет собой ультрадисперсный абразив с химической и механической активностью. Например, система управления фазами газораспределения крайне чувствительна к твердым частицам. Поэтому частицы сажи, не говоря уже о присадках с измельченными минералами блокируют систему. Так что если у вас есть сажа в двигателе, то дополнительный абразив, в виде некоторых популярных присадок, добавлять в масло нет нужды. Особенно много ее скапливается в масле двигателей карьерных самосвалов и там она представляет серьезную угрозу для мотора.

Средний размер частиц сажи скопившихся в масле 0,5-1 мкм. Именно они придают маслу черный цвет.

Промежуточные итоги

Вывод. Вероятной причиной появления металлической стружки в масле является существенное падение вязкости моторного масло, вызванное его недостаточной устойчивостью к продуктам сгорания топлива. Следующим этапом нашего исследования станет попытка восстановить свойства масла стабилизатором HTHS вязкости Р14 I magnet производства компании ВМПАВТО.