Нефтяные масла по назначению можно разделить на четыре больших группы:
• моторные масла;
• трансмиссионные масла;
• энергетические масла;
• индустриальные масла.
Моторные масла предназначены для смазывания деталей двигателей внутреннего сгорания. Они подразделяются на масла для дизелей, карбюраторных и авиационных двигателей. Основные требования к моторным маслам следующие:
• высокая моющая, диспергирующе-стабилизирующая способность по отношению к нерастворимым загрязнениям в сочетании с эффективным нейтрализующим действием;
• высокая термическая и термоокислительная способность, позволяющая работать при высоких температурах;
• минимальный износ трущихся поверхностей за счет высокой прочности масляной пленки, достаточной вязкости при высокой температуре;
• отсутствие коррозионного воздействия на материал деталей двигателя и способность предохранения от внешней коррозии;
• слабая зависимость вязкости от температуры. Для легкого пуска двигателя при низкой температуре и надежной работы в тяжелых режимах;
• совместимость с материалами уплотнений;
• невысокая пенообразующая способность для обеспечения нормальной работы масляных насосов.
Условия, при которых работают масла, выдвигают к ним достаточно жесткие требования. Так, вязкостно-температурные свойства моторных масел обусловлены их температурным режимом работы в двигателе внутреннего сгорания. Температура газов в камере поршневого двигателя составляет 2500 °C, при том, что температура окружающего воздуха может быть — 45 °C.
Для обеспечения вышеперечисленных свойств в масла вводят присадки, которые классифицируются в зависимости от обеспечиваемых ими свойств следующим образом:
• детергентно-диспергирующие, ограничивающие отложения продуктов окисления на деталях двигателя;
• антифрикционные, противоизносные и противозадирные, улучшающие смазочные свойства;
• депрессорные, понижающие температуру застывания;
• вязкостные, повышающие вязкость и улучшающие вязкостно-температурные свойства;
• антипенные, предотвращающие вспенивание масла;
• антиокислительные, предохраняющие масло от окисления кислородом воздуха;
• противокоррозионные, снижающие разрушение металла под воздействием агрессивной среды;
• моющие, препятствующие образованию твердых отложений (нагаров, лаков, осадков) на деталях механизмов.
В качестве присадок используют углеродные и элементорганические соединения различных типов, в том числе низкомолекулярные поверхностно-активные вещества и полимеры.
В настоящее время основная часть присадок к маслам многофункциональны. При этом разрабатывается не присадка с конкретными свойствами, а их композиция (пакет присадок) с целью получения максимального эффекта по всей совокупности свойств масел.
Классификация моторных масел основана на их вязкости и эксплуатационных свойствах. По этим показателям все моторные масла (кроме авиационных) подразделяются на незагущенные и всесезонные загущенные (с добавлением специальных загустителей).
Система обозначения моторных масел регламентируется ГОСТ 174791-85 и включает в себя следующие обозначения:
• М — масло моторное.
Цифра — обозначает класс кинематической вязкости. Всего классов 11. Для незагущенных масел установлено 7 классов, в которых вязкость, измеренная при 100 °C, с увеличением класса изменяется от 3,8 до 23 сСт (мм2/с). Для загущенных масел (4 класса) рядом с классом ставится индекс 3, а вязкость при этом нормируется для двух значений температур: 100 °C и -18 °C. Кроме того, для таких масел существует 10 дробных классов, для которых вязкость при Т = -18 °C соответствует классу, указанному в числителе, а при Т = 100 °C — в знаменателе.
Буква — соответствует области применения масла:
• А — нефорсированные двигатели;
• Б — малофорсированные двигатели;
• В — среднефорсированные двигатели;
• Г — высокофорсированные двигатели;
• Д — высокофорсированные дизельные двигатели, работающие в тяжелых условиях эксплуатации;
• Е — дизели малогабаритные, двигатели с лубрикаторной системой смазки, работающие на тяжелом топливе с содержанием серы до 3,5%.
Индекс рядом с буквой обозначает:
• 1 — карбюраторные двигатели;
• 2 — дизели.
Например:
• M8B1 — моторное масло класса вязкости 8, предназначено для среднефорсированных карбюраторных двигателей;
• М63/10-Г1 — моторное масло всесезонное класса вязкости 63/10, предназначено для высокофорсированных карбюраторных двигателей.
За рубежом для обозначения класса вязкости разработана система SAE (Society of Automotive Engineers), а для обозначения уровня эксплуатационных свойств — система API (American Petroleum Institute).
Обозначения системы SAE включают в себя шесть зимних классов: 0W, 5W, 10W, 15W, 20W, 25W и пять летних классов: 20, 30, 40, 50, 60 кинематической вязкости. Если присутствует одновременно зимний и летний классы вязкости, разделенные тире, то масло всесезонное и при минусовых температурах соответствует зимнему классу вязкости, а при плюсовых — летнему.
Существует соответствие между обеими системами обозначения классов вязкости. Например, класс 10W-30 соответствует 43/10, 5W-20 соответствует 33/8 и т.д.
В соответствии со стандартами API индекс S обозначает масло для бензиновых двигателей, С — для дизельных двигателей. Класс масла обозначается латинскими буквами от А до Н. Чем дальше буква отстоит от начала алфавита, тем более жесткие условия эксплуатации масла. По группам эксплуатации также существует соответствие между отечественными классами и системой API.
Например, SB — соответствует группе A; SC — соответствует группе Б1; SE — соответствует группе Г1.
Трансмиссионные масла — предназначены для смазывания зубчатых передач, редукторов и других деталей трансмиссии машин и механизмов.
Условия работы масла в трансмиссиях транспортных средств имеют свои особенности: во-первых, условия трения в зубчатых передачах более напряженные, чем в двигателях внутреннего сгорания и других механизмах; во-вторых, более продолжительная бессменная эксплуатация масла, залитого в агрегат трансмиссии, по сравнению с моторным; в-третьих, широкий интервал температур (от -50 до +150 °C и выше), при котором масло должно сохранять свои функции.
Трансмиссионные масла должны удовлетворять следующим требованиям:
• снижать износ трущихся пар;
• снижать потери энергии на преодоление трения;
• отводить тепло от трущихся поверхностей;
• защищать металлические поверхности от коррозии;
• понижать шум, вибрацию шестерен, смягчать в них ударные нагрузки;
• удалять из зоны трения продукты износа и другие примеси.
По вязкости трансмиссионные масла разделены на четыре класса: 9, 12, 18, 34. Цифра, указывающая класс, обозначает среднее значение вязкости, измеренное при 100 °C.
В зависимости от эксплуатационных свойств и возможной области применения трансмиссионные масла разделены на пять групп:
1 — масло без присадок, предназначено для конических и червячных передач;
2 — масло с противоизносными присадками, предназначено для прямозубных, спирально-конических передач;
3 — масло с противоизносными присадками умеренной эффективности;
4 — масло с противоизносными и высокоэффективными присадками для различных трансмиссий, включая гипоидные;
5 — масло с противозадирными и противоизносными высокоэффективными присадками, а также многофункциональными композициями присадок. Предназначено для гипоидных передач при тяжелых условиях работы (контактных напряжениях свыше 3000 МПа, включая ударные нагрузки, рабочая температура масла до 150 °C).
Пример обозначений: ТМ5-93 — масло трансмиссионное пятой эксплуатационной группы, загущенное, вязкость при 100 °C от 6,00 до 11,00 сСт (мм2/с) (9-й класс вязкости).
Энергетические масла предназначены в основном для использования в энергетике, электротехнической промышленности и подразделяются на турбинные, электроизоляционные и компрессорные.
Турбинные масла предназначены для смазывания и охлаждения подшипников в системах регулирования различных турбоагрегатов генераторов электрического тока, в гидравлических системах различных механизмов.
Электроизоляционные масла — обеспечивают изоляцию и теплоотвод в электрооборудовании. По назначению они подразделяются на трансформаторные (предназначены для заполнения трансформаторов), конденсаторные (для пропитки конденсаторов), кабельные (изолирующая среда в маслонаполненных кабелях) и масла для выключателей (наполняющая среда в маслонаполняемых выключателях для гашения электрической дуги).
