Как моторное масло за экологию борется
Сегодня много рассуждают об экологичности автомобильного транспорта. Принимаются постановления и программы, звучат призывы переходить на природный газ и пересаживаться на электромобили и гибридные транспортные средства.
Но это все дело будущего, пусть и ближайшего. А пока в автомобильном мире царит ДВС, работающий на бензине или дизельном топливе. И ему необходимо современное экологичное моторное масло. Что скрывается за этим понятием?
Не будем касаться утилизации «отработки» – это отдельная тема. Поговорим о свежих товарных маслах, заливаемых в моторы при очередном ТО. Их влияние на экологичность автомобиля можно рассматривать в нескольких аспектах, тесно связанных между собой.
Бережем катализаторы
Начнем с очевидного – совместимости моторного масла с узлами, чья задача самим работать на экологию. Как вы догадались, речь о сажевых фильтрах и каталитических нейтрализаторах. Для каждого из них в рецептуре моторного масла найдется свой враг.
Так, сульфатная зольность масла влияет на загрязнение и возможность регенерации сажевого фильтра DPF.
Фосфор отравляет катализатор дожига угарного газа CO и несгоревших углеводородов CH. Кроме того, фосфор способствует образованию кислот, снижающих щелочность масла. А это влечет коррозионный износ деталей и ухудшение экологических показателей мотора.
Cера нарушает работу нейтрализатора оксидов азота. А еще при сгорании серы образуются оксиды SO2 и SO3. Их попадание в атмосферу вызывает кислотные дожди.
Но не все так страшно. Производители масел научились бороться с этими напастями. Сегодня можно свободно купить масло, содержащее минимум фосфора и серы. Главное – изучить характеристики продукта по документации производителя.
Итак, сера, фосфор и сульфатная зольность. Давайте познакомимся с некоторыми цифрами. Нефтяные компании научились снижать содержание серы в топливе – на то и вводимые повсеместно нормы Euro. Значит, слово за моторным маслом? Именно так. Вот какие нововведения внедрены в практику маслосмесительных заводов в последнее время.
Наверняка все слышали о технологии «low SAPS». Расшифруем этот ребус: «low» – низкий; SA – сульфатная зольность (от sulphate и ash – зола); P – фосфор (phosphorus), S – сера (sulphur). Итак, масло, созданное по данной технологии, характеризуется низкой сульфатной зольностью и малым содержанием серы и фосфора.
Наличие серы в масле теперь зависит лишь от состава присадок и ограничивается величиной 0,25%, максимум 0,3%. Содержание фосфора в масле по новейшим спецификациям не превышает 0,08–0,09%. Что касается сульфатной зольности, то для бензиновых двигателей она снизилась с 1,3–1,5% до величины, не превышающей 0,8%.
Вдумайтесь: снижение не на какие-то жалкие доли процента, а в 1,5–2 раза! Это ставит перед производителями присадок и моторных масел сложнейшие задачи.
Например, содержание зольных присадок надо уменьшать, а уровень моющих свойств и срок службы масла оставить прежними. И даже увеличить, если того требуют производители двигателей.
А ведь с зольностью связан такой важнейший показатель, как щелочность масла – надо же нейтрализовать кислоты. А зольность маслу придают соединения металлов, входящие в состав моющих присадок – детергентов. Значит, нужны беззольные носители щелочности и принципиально новые моющие, противоизносные, антиокислительные и прочие присадки. В частности – заменители дитиофосфатов цинка, активно используемых в масляном деле много лет.
Кстати, о противоизносных присадках. Традиционно они содержали соединения фтора. А ведь фтор – яд для человека. Кроме того, при его сгорании образуются очень токсичные вещества.
Вот и получается, что для решения экологических задач необходимы композиции присадок нового поколения. И такие присадки созданы. Более того – они уверенно работают в составе современных моторных масел.
Вспомним еще одну характеристику моторного масла, тесно связанную с экологией. Это фракционный состав товарного продукта. Здесь нам придется заглянуть во внутренности ДВС.
В камеру сгорания масло попадает двумя путями. Во-первых, через зазор между цилиндром и поршнем. Во-вторых, за счет испарения части легких фракций масла со стенок цилиндра. Специалисты называют это явление «селективным испарением». В результате в камере сгорания оказываются специфические углеводородные соединения, отрицательно влияющие на состав отработавших газов и состояние нейтрализаторов.
Поэтому разработчики моторных масел обязаны ограничить испаряемость своего продукта строго определенными величинами. Например, существует метод испытаний, когда масло выдерживается при 250 °С в течение часа. После «экзекуции» оценивается потеря массы продукта за счет испарения. Так вот: для экологически чистых и совместимых с нейтрализаторами и сажевыми фильтрами масел эти потери не должны превышать 12%.
Экономим топливо
Еще один экологический аспект моторных масел – энергосбережение. Снижая расход топлива, мы уменьшаем общее количество отработавших газов. Если выигрыш умножить на число автомобилей, колесящих по дорогам, эффект будет ощутимым. Кроме того, в атмосферу попадет меньше углекислого газа CO2. А это означает борьбу с парниковым эффектом на нашей планете.
Создание энергосберегающего масла начинается с выбора основы. Существует правило: базовое масло должно обеспечивать зимние характеристики из ряда SAE0W, 5W или 10W. Летняя характеристика ограничивается показателем SAE30, более вязкие энергосберегающие масла встречаются очень редко. Таким образом, масла SAE0W‑30 или SAE5W‑30 могут быть энергосберегающими, а вот SAE5W‑50 или SAE15W‑40 – нет.
База такого масла может быть синтетической или минеральной гидрокрекинговой. Чисто минеральное энергосберегающее масло – скорее исключение, чем правило.
Подобрать композицию присадок при создании энергосберегающего масла непросто. Вот лишь один пример: модификаторы трения конфликтуют с другими ингредиентами пакета, в частности, с дисперсантами и детергентами. Каждый из них стремится к адсорбции на металлической поверхности и жаждет потеснить конкурента.
Что же требуется от химиков? Преодолеть антагонизм присадок? Не только. Их задача – создать такую композицию, чтобы антагонисты превратились в синергистов, когда содружество присадок оказывается эффективнее отдельных ингредиентов.
Что и говорить, работа ювелирная. Но результат того стоит. В энергосберегающих маслах композицию составляют так, чтобы моющие, антиокислительные, диспергирующие, вязкостные и прочие присадки и сами не увеличивали потерь, и не мешали работе модификаторам трения.
Как происходит оценка энергосберегающих свойств масел? И официальное их подтверждение? Конечно же, путем испытаний в двигателях по специально разработанным методикам. Расход топлива сравнивается с контрольными цифрами, полученными при работе тех же двигателей на так называемом «эталонном масле». Разумеется, эталон энергосберегающими свойствами не обладает.
По европейским меркам экономия топлива для масел категорий ACEA А1, А5, В1 и В5 должна быть не менее 2,5%. Только тогда испытуемое масло официально признается энергосберегающим.
Ну ладно, испытания испытаниями, а какую реальную экономию топлива можно получить в условиях повседневной эксплуатации? Вот усредненные цифры: при коротких поездках в городе – до 3–5,5%; на маршрутах «город – пригород» – до 2,2–2,8%; в дальних рейсах по благоустроенным дорогам – до 2,0%. В условиях роста цен на топливо и это неплохо.
Наибольшее энергосбережение получается при езде в городе зимой, когда расход топлива велик; наименьшее – на автострадах летом, когда он относительно мал.
О биоразлагаемых маслах
И в качестве «вишенки на торте» еще одно замечание. Говоря об экологии моторных масел, нельзя обойти малоразмерные двигатели, применяемые на моторных лодках, квадроциклах, бензопилах и садовой технике.
Все эти машины и механизмы трудятся «на пленэре», непосредственно соприкасаясь с почвой и водой. Поэтому с точки зрения экологии для них оптимальны биоразлагаемые масла.
Эти продукты распадаются под действием бактерий и солнечного света и не наносят вреда окружающей среде. Лучше всего разлагаются масла, созданные на основе растительного сырья или сложных эфиров.
Вот так, если коротко, выглядит современный взгляд на проблему «моторное масло и экология».
