Сроки замены моторных масел в легковых автомобилях до обидного малы. Минеральные масла рекомендуется менять через 6-8 тыс.км пробега, полусинтетические - через 8-10 тыс.км, и даже самые качественные синтетические масла - через 10-15 тыс.км. При тех же условиях эксплуатации периодичность замены трансмиссионных масел на порядок больше – от 50 тыс.км пробега и выше. Помимо чисто экономических затрат ( стоимость 10 -кратной замены качественного масла на пробеге около 100 тыс.км превышает 200 у. е.), простоев и неудобств связанных с этой операцией, необходимость частой замены моторных масел создает серьезную экологическую проблему. Только в Украине из автомобилей за год сливается около 100 тысяч тонн отработанных масел, проблема утилизации которых не решена и они неизбежно попадают в воду и почву.

Конечно, можно масло не менять, ограничиваясь доливом. Можно даже проехать некоторое время совсем без масла в картере – как рекомендует известный рекламный трюк при демонстрации возможностей различных автопрепаратов. Однако чем заканчиваются такие пробеги, к сожалению, известно многим. Большинство водителей по собственной воле вряд ли решится ставить подобные эксперименты, ведь после таких пробегов двигатель обычно выбрасывают на свалку.

Моторное масло такой же равноправный участник происходящих в двигателе процессов, как и металлические поверхности деталей. Оно принимает на себя основную долю механических, температурных и химически агрессивных воздействий в двигателе и является первой линией защиты от таких перегрузок, поэтому и “износ” моторного масла - потеря необходимых функциональных свойств наступает раньше критического износа других участников.

Какие же факторы ограничивают срок службы моторных масел и почему ресурс их эксплуатации несравнимо ниже чем, например, у трансмиссионных масел?

В современных высокофорсированных автомобильных двигателях условия работы моторных масел существенно ужесточились из-за повышения термических нагрузок. Температура масла в картере таких двигателей достигает 120 0 С, на поверхности шатунных подшипников и стенках цилиндров превышает 150 0 С, а температура в области верхних поршневых канавок - свыше 200 0 С. Наиболее массовые минеральные моторные масла при таких температурах быстро окисляются с образованием шламов и химически агрессивных компонентов.

Кардинальным направлением повышения термической и окислительной стабильности моторных масел является применение синтетических масел. Синтетические масла на основе эфиров пентаэритрита, полиолефинов, кремнийорганических жидкостей вследствие меньшей зависимости их вязкости от температуры (чем у минеральных масел) обеспечивают надежный запуск холодного двигателя, лучше защищают двигатель при эксплуатации в жестких тепловых режимах и меньше подвержены термическому разложению и окислению кислородом воздуха. В принципе такие масла могли бы служить намного дольше, если бы не действие двух факторов.

Важнейшей проблемой при эксплуатации моторных масел в условиях повышенных температур является обеспечение необходимых смазывающих свойств масла на всем протяжении срока его эксплуатации.


Рис.6. Противоизносная эффективность базовых и моторных масел (испытания на четырехшариковой машине трения по ГОСТ 9490-75: материал контактирующих тел – шарикоподшипниковая сталь ШХ15, нагрузка – 200 Н, частота вращения N = 1800 мин-1, время испытаний –1 час):

• 1-базовое минеральное масло И-20А;
• 2-базовое синтетическое масло HATCOL на основе эфиров пентаэритрита
• 3-минеральное моторное масло М-8В;
• 4-минеральное моторное масло ТНК (Россия) SAE 15 W-40;
• 5-полусинтетическое моторное масло ESSO ( Германия) SAE 10 W-40;
• 6-синтетическое моторное масло AC Delco (Англия) SAE 5W-40

На рис.6 представлены результаты оценки противоизносной эффективности базовых и моторных масел различной природы. Как видно из этих данных, сами по себе базовые масла независимо от их происхождения обладают неудовлетворительными противоизносными свойствами. Только в результате добавления в них специальных присадок обеспечивается высокая противоизносная эффективность современных моторных масел. Но при реализации в зоне фрикционного контакта температур, превышающих 150 0 С, антифрикционные и противоизносные присадки интенсивно десорбируются с металлических поверхностей с последующим выгоранием в надпоршневом пространстве двигателя, подвергаются термодеструкции или расходуются в результате химического взаимодействия с поверхностями трения. В результате таких необратимых процессов уменьшается концентрация активных компонентов в масле, ухудшаются его смазывающие свойства и масло требует замены.

Однако основная причина кратковременности ресурса моторных масел связана с тем, что моторное масло по своему назначению является мусоросборником, накапливающим в себе все отходы, образующиеся при работе двигателя. Такими неизбежными отходами являются:

• твердые абразивные частицы (песок, поступающий в двигатель через воздухозаборник и неплотности впускного тракта, а также продукты износа);
• продукты сгорания топлива и масла (вода, кислоты, высокомолекулярные шламы, сажа и нагар);
• несгоревшее топливо.

Количество отходов, производимых двигателем при работе, зависит от его технического состояния, условий эксплуатации и применяемого топлива. Понятно, что чем быстрее происходит процесс образования и накопления отходов в масле, тем чаще надо его менять. Ведь по мере накопления отходов моторное масло из защитника металлических поверхностей неизбежно превращается в их врага. Согласно экспериментальным данным свыше 50 % износа двигателя приходится на последние 10-20 % срока работы масла перед его заменой.

Фильтрация масла перед поступлением его к поверхностям трения, а также нейтрализация химически агрессивных отходов непосредственно в масле с помощью специальных добавок позволяют продлить ресурс масла и минимизировать последствия попадания в него абразивных частиц, шламов и кислот. Однако эти процессы имеют свои “запасы прочности”, при исчерпании которых вред, наносимый отработавшим маслом двигателю, становится сравнимым с пользой от его применения.


Рис.7. Зависимость противоизносных свойств синтетического масла AC Delco от содержания в нем бензина:

• 1- чистое масло,
• 2 - масло + 1 % бензина А-95,
• 3- масло + 3 % бензина А-95

Одним же из наиболее опасных отходов, перед которым масло оказывается совершенно беззащитным, является несгоревшее топливо. Как видно из результатов, представленных на рис.7, при накоплении в моторном масле более 3 % бензина противоизносные свойства такого масла резко ухудшаются до уровня противоизносных свойств обычного индустриального масла (см. рис.6).

Основным каналом поступления топлива в масло является конденсация топлива на стенках цилиндров. Происходит это при длительных безуспешных запусках холодного двигателя, при нарушениях искрообразования из-за нестабильной работы системы зажигания и неисправности свечей зажигания в одном или нескольких цилиндрах, при неисправности топливоподающей системы (перелив карбюратора, плохое распыление дизельного топлива форсунками), а также при неполном сгорании топлива из-за пониженной компрессии в цилиндрах двигателя.

При эксплуатации двигателей с пониженной компрессией в цилиндрах (менее 10 атм) уже через 2-3 тыс. км пробега содержание несгоревших фракций бензина в масле превышает 3 процента. Поэтому такие масла вне зависимости от их исходных свойств становятся сравнимыми по уровню противоизносной эффективности с обычными индустриальными маслами. Стоит ли ездить дальше на таком масле и доводить тем самым двигатель до преждевременного капитального ремонта – конечно же, решать владельцу автомобиля.

Для двигателей с пониженной компрессией применение синтетических масел с увеличенным интервалом замены малооправданно; в этом случае лучше использовать минеральные масла и сокращать интервал их замены. Наиболее же правильно, прежде чем вкладывать деньги в покупку дорогих импортных масел, вначале проверить и устранить погрешности в работе топливной аппаратуры, системы зажигания и довести до номинальных значений величину компрессии в цилиндрах. Только в этом случае применение высококачественных масел поможет продлить надежную работу автомобильного двигателя.