Главная | Обратная связь
МегаЛекции

Технология производства синтетических моторных масел.





В состав моторного масла входит основа (базовое масло) и присадки. Качество масла определяется химическим составом основы, а присадки служат для изменения свойств базового масла, и способны значительно улучшить моторное масло, несмотря на качество основы. Но в процессе использования масла длительное время основным показателем качества становится основа, поскольку присадки за это время меняют свои свойства. В этой публикации рассмотрим базовые масла для производства моторных масел.

Базовые масла для производства моторных масел могут быть трёх видов:

минеральные,
синтетические,
полусинтетические.

Если ориентироваться на Американский институт нефти (API), то можно сказать, что базовые масла имеют пять категорий.

Первая группа – основа, созданная при помощи депарафинизации и селективной очистки.
Вторая группа – основа, прошедшая гидрообработку, за счёт чего уменьшено количество парафинов и ароматических соединений.
Третья группа – основа, полученная с помощью метода каталитического гидрокрекинга, таким образом, индекс вязкости был уменьшен.
Четвёртая группа – основа создана на полиальфаолефинах (ПАО), что даёт повышенную окислительную стабильность и увеличивает индекс вязкости.
Пятая группа – группа базовых масел для производства моторного масла, в чей список входят основы, не вошедшие в вышеперечисленные категории. Базовые масла на синтетической и натуральной основе.

Минеральная основа для производства моторных масел является продуктом перегонки нефти, и естественно, что ее качество и химический состав, прежде всего, зависят от тех же показателей нефти, и от того, какие технологии были использованы для ее очистки.

Улучшение качества базовых минеральных масел решается двумя способами.

Первый способ подразумевает частичную очистку базового масла для производства моторных масел от азота, кислот, смол, серы, и затем добавляются присадки. При таком методе получается базовое масло не очень высокого качества.
Во втором способе проводится полная очистка основы, и дополнительно производится модификация с использованием метода гидрокрекинга. Такой способ позволяет получить базовое масло высокого качества, которое можно использовать в условиях эксплуатации автомобиля на высоких скоростях, температурах и нагрузках.



В плане цены такое базовое масло для производства моторных масел ближе к минеральным основам, а качество приближено к синтетическим.

Гидрокрекинговое базовое масло больше походит на минеральную основу по методу, используемому для его получения. Получают его из нефти, и оно проходит обработку методом гидрокрекинга. Первичная обработка базового гидрокрекингового масла аналогична той, что применяется в случае изготовления минерального масла. Также происходит очистка от битумных веществ, азота и серы, ароматических полициклических соединений. При помощи депарафинизации происходит удаление парафинов. Далее проходит гидроочистка базового масла от ненасыщенных углеводородов. И после неё происходит более тщательная очистка с помощью гидрокрекинга, при котором совершается дополнительное удаление азотистых и серных соединений.

Этот процесс построен на использовании крекинга (разрыва) длинной молекулярной цепочки на более короткие. А затем происходит насыщение водородом (гидрирование) коротких молекул. Поэтому этот способ получил название «гидрокрекинг». Понятно, что гидрокрекинг — это процесс синтеза, при котором происходит создание абсолютно другого соединения из одного и того же исходного сырья – нефти.

Часто гидрокрекинг носит название НС – синтеза. При этом методе получения базового масла для производства моторных масел возникает снижение некоторых полезных свойств. Так, нафтеновые и жирные кислоты, смолы, удалённые в процессе изготовления, снижают его смазывающую способность. Ценность представляют и отдельные соединения азота и серы, поскольку они способны усилить анти-окислительные свойства масла. Поэтому подобная очистка базового масла способна не только улучшить качество масла, но и ухудшить его показатели по некоторым параметрам. Для того чтобы улучшить качество базового масла после глубокой очистки применяются присадки.

Можно сказать, что базовое масло для производства моторных масел, изготовленное с применением гидрокрекинга – это продукт переработки нефти, в процессе которого удаляются все вредные примеси, а недостающие свойства компенсируются за счёт внесения добавки в виде присадки. Поскольку удалить вредные примеси достаточно сложно, то в конечном результате, при использовании такого базового масла, возможность возникновения образования нагара и коррозии значительно больше, по сравнению с синтетическим маслом.

Гидрокрекинг представляет собой каталитический процесс с применением никеля, а для очистки синтетического базового масла для производства автомобильных моторных масел применяется углерод, и поэтому оно не содержит примесей никеля. Это масло схоже по своим свойствам с синтетическим базовым маслом, однако процесс старения происходит быстрее. Можно упомянуть и о таком свойстве масла, как замерзание, которое у синтетического масла проходит при более низкой температуре. Есть и преимущества перед синтетическим базовым маслом, заключающиеся в устойчивости к процессу окисления и повышенной вязкости, поэтому оно способно в лучшей степени защитить двигатель от износа.

Интересен тот факт, что большинство масел для двигателя автомобиля, изготовленных с помощью метода гидрокрекинга, считается синтетическими или полусинтетическими маслами. Подобной позиции придерживаются наиболее крупные мировые производители моторного масла. Гидрокрекинг используют — Shell (кроме 0W-40), BP (кроме Visco 7000), отчасти Fuchs, Esso, Mobil, Chevron, Castrol, а все виды масла от южно-корейской фирмы ZIC вообще изготовлены только с помощью этого метода.

Полусинтетические базовые масла представляют собой смесь синтетических масел и минеральных, причем содержание синтетического масла может составлять 20 – 40 %. Содержание синтетического базового масла в конечном продукте может быть каким угодно, поскольку определённых требований или каких-то норм, как таковых, не существует. Как впрочем, не существует никаких нормативов использования типов (смотрите выше группы масел 3,4) основы для получения полусинтетического масла.

Полусинтетические масла по своей технической характеристике являются чем-то средним между синтетическим и минеральным маслом, соответственно, по своим показателям качества они уступают синтетическим базовым маслам и превосходят минеральные масла. Стоимость этих масел значительно ниже, чем синтетических.

Если рассматривать технические свойства тех или иных базовых масел для производства моторных масел, то стоит упомянуть и синтетическое масло. Основным его достоинством можно считать выигрышное соотношение температурного режима застывания масла и его вязкости.

Первое, на что следует обратить внимание, это то, что синтетическое масло застывает при температуре воздуха минус 50-60 градусов, и одновременно обладает повышенной вязкостью, что является существенным плюсом в зимних условиях использования автомобиля.
Второй важный фактор – это устойчивость при повышенном тепловом режиме. Это значит, что оно имеет повышенную вязкость (в сравнении с полусинтетическим маслом и минеральным) при рабочих температурах начиная от 100 градусов и выше. Поэтому, разделяющая поверхности трения масляная плёнка остается неповреждённой при условии работы в повышенном тепловом режиме.
Помимо этих положительных качеств, есть и другие, например, повышенная стойкость к деформации сдвига. Существенным достоинством можно считать устойчивость к термоокислению. Это говорит о том, что во время эксплуатации автомобиля с использованием этого масла образование лака и нагара сведено к минимуму. Преимуществом в сравнении с минеральным маслом можно считать маленький расход на угар и меньшую испаряемость.
Бесспорным преимуществом является минимальное содержание сгущающих добавок — присадок. Некоторые виды синтетических масел вовсе не содержат таких присадок. По этому показателю можно считать масло особо стойким, поскольку присадки разрушаются первыми. Поскольку синтетическое масло обладает большим ресурсом, то его стоимость превышает в 3-5 раз стоимость минерального масла.

Для производства синтетического моторного масла, в качестве основы берут или эстеры, или полиальфаолефины (ПАО), а иногда используют их смесь. ПАО получают путём соединения коротких углеводородных цепочек. Для этого используют этилен и бутилен. Эстеры – это сложные эфиры. Их получают, когда карбоновые кислоты нейтрализуют с помощью спирта.

Для производства автомобильных моторных масел можно использовать растительное масло, например, кокосовое или рапсовое. Наибольшими достоинствами их всех основ обладают эстеры. Интересное свойство – молекулы у эстеров обладают полярностью, а это значит, что являясь частицами заряженными, они притягиваются к металлу. Второе интересное свойство в том, что вязкость эстеров возможно корректировать, когда изготавливается базовое масло, здесь всё зависит от того, какой будет использован спирт. Повышенная вязкость получается, если в изготовлении применяются тяжелые спирты. При производстве эстеров можно не применять присадок для сгущения, что очень хорошо, ведь они выгорают и масло приходит быстрее в негодность. Эстеры представляют собой продукты экологически чистые, что немаловажно.

К сожалению, стоимость эстеров пока слишком велика, чтобы авто-владелец с любым доходом мог их купить. Эстеры стоят значительно дороже минеральных базовых масел, а точнее в 5 – 10 раз. Вследствие высокой стоимости, их добавляют в количестве 3-5%, и то, как правило, в самые качественные и, соответственно, дорогие моторные масла.

ПАО.

ПАО масла или моторные масла сделанные на основе синтеза попутных нефтяных газов, принадлежат к разряду классической синтетики. Пришли они в гражданское применение из авиации, ведь наверху под куполом неба не слишком тепло, хоть и немного ближе к солнцу. Поэтому и требовалось, что бы смазочные материалы не только выдерживали нагрузки, но и не замерзали на большой высоте. Для этого как нельзя, более лучше, подходит ПАО база или ПолиАльфаОлефиновое базовое масло.

ПАО база имеет большие преимущества перед маслами на минеральной основе. Она выдерживает огромные нагрузки, высокие обороты, попадание топлива практически без ухудшения качества масла, очень долго сохраняет все свои основные технические параметры, прекрасно выдерживает термические нагрузки. Но ко всем достоинствам всегда есть какой нибудь недостаток, при всех своих замечательных свойствах ПАО база практически не в состоянии растворить в себе присадки. Для растворения присадок в ПАО маслах используют минеральную базу, с которой присадочный комплекс прекрасно смешивается. Так что не бывает в мире ПАО масел состоящих только из синтетики, в любом случае какой о процент минеральной основы присутствует.

Еще одно неприятное свойство ПАО базовых масел или масел 4-ой группы, это низкая полярность или практически ее отсутствие. То есть молекулы ПАО масла не «прилипают» к металлическим поверхностям и после выключения могут спокойно стремиться стечь в картер. Также не очень хорошо относятся к резинотехническим уплотнителям в виде сальников и прокладок. Для борьбы с подобным явлением используют специальные вещества, которые придают определенную полярность молекулам масла, укрепляя пленку и придавая свойства «прилипания» к металлу. Как правило, раньше для этих целей использовали представителей 5-ой группы базовых масел, так называемые сложные эфиры или эстеры. Эстеры даже в небольшом количестве существенно влияют на свойства ПАО базового масла и избавляют его от вышеописанных недостатков. На сегодняшний день, многие производители переходят на алкалированные нафталины. По сути, они так же как и эстеры избавляют ПАО базовое масло от недостатков, но это более современное поколение присадок. Таким образом классическое синтетическое масло – это масло в базе которого содержится большой процент ПАО базового масла.

Но синтетикой сейчас называют не только моторное масло, сделанное на ПАО основе, а и масло сделанное из сырой нефти путем глубокой очистки и химического катализа. Это производное HC синтеза -Гидрокрекинговое моторное масло. Гидрокрекинговое автомобильное масло отличается во – первых, более низкой ценой, а во – вторых, своими преимуществами и своими недостатками, которые как и в ПАО маслах являются зеркальным отражением достоинств. По сути, гидрокрекинг долгое время относили к минеральным маслам высокой степени очистки и это верно, ведь сделано оно именно из минеральной основы.

Но в 1999 году произошло историческое событие в виде решения американского суда по иску Exxon Mobil к Castrol. Тем кто не знал, а думаю таких большинство, поясню. Кастрол стал писать на своих канистрах с гидрокрекинговыми маслами, слово «Synthetic», чем вызвал возмущение специалистов Mobil. Произошло знаменитое противостояние между двумя достойными производителями. Решение суда подивило многих и по сути внесло исторические изменения на рынок смазочных материалов. В вольном переводе оно гласило, что надпись на канистре «Синтетика» это вопросы маркетинга, а вовсе не вопросы технического описания товара. После этого решения взошла звезда Гидрокрекинга на рынка синтетических продуктов. Масса компаний стали называть синтетикой продукты гидрокрекинговой очистки базового масла. Ну а так как технология производства более недорогая, нежели процесс синтеза из газа, то и цена такого продукта стала огромным конкурентным преимуществом, перед классической синтетикой на ПАО. Рынок смазочных материалов наполнился канистрами с надписями «Full Synthteic», «100% Synthetic», «Synthetic», которые по своему составу были смесью 3-й группы гидрокрекинговых базовых масел и второй или первой группой минеральных масел, но формально это была синтетика. Если не ошибаюсь, то по нашему стандарту достаточно 37% гидрокрекингового масла, что бы продукт мог называться синтетическим. В целом гидрокрекинговые масла вплотную по своим свойствам приблизились к ПАО маслам и по сути уже смело могут называться синтетикой, но есть ряд технических особенностей благодаря которым, ПАО базовые масла останутся недостижимым уровнем для гидрокрекинговой базы, по крайней мере на данном уровне технического развития химической отрасли.

Итак, мы знаем, что синтетическим автомобильным масло может называться, как классическое ПАО масло, так и продукция сделанная из нефти или гидрокрекинговое масло. С недавних пор, в кагорту синтетики пришла еще одна новая – старая технология, а именно GTL или Gas to Liquid. GTL базовые масла это продукция сделанная путем синтеза природных газов. Несмотря на то, что сделано оно из газа, но по международной классификации все же относится к 3-й группе базовых масел и имеет обозначение VHVI+. Моторные масла на GTL базовом масле это по сути компромисс по всем параметрам между достоинствами ПАО и гидрокрекинговых базовых масел. GTL технологии удалось впитать в себя большинство достоинств ПАО и гидрокрекинга и практически избежать их недостатков. Сама GTL технология известна давно, например в годы Второй мировой войны немецкие химики с ее помощью делали синтезированное горючее для боевой техники, по сути из подручных материалов. Но эта технология была достаточно дорога в использовании и не получала до недавнего времени широкого применения. Пионером на глобальном рынке можно по праву считать концерн Shell и его «дочку» Pennzoil. Обкатав на американском рынке и усовершенствовав составы Шелл построил огромный завод в Катаре на объем более миллиона баррелей GTL масла в год, что позволяет не только закрывать собственные потребности в маслах этой группы, но и продавать для сторонних производителей. Да и цена самой базы стала более демократичной, что позволяет ее применять без страха существенного повышения розничной стоимости готового продукта.

Как быть простому автолюбителю при выборе синтетики? Здесь все зависит от условий эксплуатации. В большинстве случаев при правильном подборе по вязкости и допускам можно ограничиться «бюджетной», но качественной гидрокрекинговой синтетикой. Если же вашему автомобилю приходиться работать в условиях, которые большинство назовут суровыми или экстремальными, то выбор однозначно за ПАО синтетикой или автомобильными маслами на GTL базе.

p.s. Уважаемый автолюбитель, не забывай, где живешь – для наших условий есть важное уточнение – дороги у нас пыльные, бензин и солярка – не всегда качественные – так что моторное масло засоряется довольно быстро, вне зависимости от способа производства основы. А значит – не забивайте себе голову ерундой, не относитесь серьезно к термину "гидрокрекинг" и подбирайте моторное масло исходя из допусков и классификаций, указанных в мануале вашего автомобиля. Если какое-то моторное масло обладает вязкостью, имеет рекомендации и одобрения производителя, по классам качества и допускам, которые выдвигаются вашим автопроизводителем - это масло можно заливать в ваш двигатель!

Расход масла.

Среди многих автомобилистов бытует мнение, что современные моторы масло не «съедают», поэтому нет необходимости проверять его уровень. В действительности это не так. Потребление масла зависит от вязкости масла, его качества, стиля вождения, состояния двигателя и охлаждающей системы. Больше масла потребляется на высоких скоростях или при частых ускорениях и торможениях. Новый двигатель потребляет больше масла. Необходимо помнить, что масло может разжижаться, это мешает точному определению потребления. Разные модели двигателей предъявляют свои требования к расходу масла. Например, литр масла на тысячу километров – почти норма для V6 или V8, но слишком много для малолитражных автомобилей. В любом случае нужно понимать, что любой двигатель, даже новый, расходует масло. Собственно, масло в двигателе просто угорает в цилиндрах, оставаясь на их стенках. Такое уж у него предназначение – покрывать все внутренние поверхности пленкой и не допускать сухого трения. А пленка эта сгорает в камере вместе с топливной смесью. Принято думать, что расход масла в двигателе считается показателем его технического состояния. Именно с вопроса о расходе масла часто начинаются переговоры о покупке б/у автомобиля. На самом же деле, повышенный расход масла далеко не всегда свидетельствует о серьезных проблемах с мотором, равно как и отсутствие этого расхода не может гарантировать идеальное состояние двигателя. Соответственно, если мотор стал потреблять больше масла, чем раньше — это еще далеко не повод отправлять автомобиль на свалку или на капитальный ремонт двигателя — нужно внимательно все взвесить и для начала понять, куда именно и почему уходит масло.

Вопрос только в том, сколько именно масла сгорает в Вашем двигателе и нужно ли с этим что-то делать. Опыт очень многих владельцев подержанных автомобилей показывает, что даже в изрядно изношенный мотор в большинстве случаев выгоднее просто доливать масло, нежели делать капитальный ремонт.

На самом деле причин повышенного расхода масла немного больше, чем, выражаясь языком "специалистов" СТО, просто "убитый мотор". Масло в двигателе может угорать сверх меры, а может еще и банально вытекать. И диагностировать настоящую причину повышенного расхода масла в большинстве моторов, на самом деле достаточно сложно. Более того, некоторые причины определяются только путем вскрытия, а потому нередко мастера после капитального ремонта не рассказывают владельцам, какая именно причина была в их случае. А все потому, что во многих ситуациях капитальный ремонт двигателя – далеко не самый оптимальный выход из ситуации.

Течь масла.

Тут вроде все понятно – если масло течет, надо менять прокладки, сальники и дальше в том же духе. Масло из мотора может вытекать в следующих местах (наиболее распространенные проблемы):

Прокладка клапанной крышки. Это сверху двигателя, в случае недостаточной герметичности подтеки масла хорошо видны на внешних боковых стенках мотора. Как правило, через эту прокладку много масла уходить не может, но герметичность системы нужно восстановить в любом случае.

Прокладка ГБЦ (головка блока цилиндров). Тоже в верхней части двигателя, под ГБЦ. Эта прокладка (в V-образных двигателях их две, как и ГБЦ) может повреждаться в разных местах, в следствии чего, масло может уходить наружу (симптомы такие же, как и с прокладкой клапанной крышки), кроме того, масло может уходить в систему охлаждения, если пробита та часть прокладки, которая находится между рабочими цилиндрами и отверстиями системы охлаждения. В этом случае мотор будет внешне сухим, но охлаждающая жидкость (ОЖ) будет мутной и поменяет цвет, а масло в двигателе будет пениться (пену можно увидеть на внутренней поверхности крышки горловины, через которую масло заливается в двигатель). Такую проблему нужно решать срочно, ибо она опасна для жизни двигателя (в следствие попадания ОЖ в моторное масло).

Сальники коленвала и распредвала. Далеко не на всех моторах такую течь можно увидеть, просто открыв капот. Но подтеки снизу двигателя плюс пятна (лужа) масла на внутренней поверхности защиты картера должны быть. Эту проблему, собственно как и любую другую течь, необходимо устранить как можно скорее.

Прокладка поддона картера. Эту течь можно увидеть только на подъемнике и при снятой защите. Обратите на это внимание при очередной замене масла.

Задний сальник коленвала (на входе в коробку передач). Этот сальник в большинстве случаев меняется только со снятием кпп, и увидеть его невозможно. Но диагностировать течь опять же можно по подтекам в нижней части двигателя со стороны коробки передач.

Прокладка под маслянным фильтром. Тут вопрос в качестве фильтра и его замены. Заменить прокладку достаточно просто.

Угар масла .

Сам по себе угар моторного масла диагностировать достаточно легко. Сгорая в двигателе, масло дает сизый дым в выхлопе, чего не может быть при сгорании качественного бензина (черный дым, как правило, означает неправильную работу впрыска). Кроме того, если в моторе на протяжении длительного срока сверх нормы сгорает масло, на краях выхлопной трубы образуется маслянистая черная кромка.

Гораздо сложнее понять причину угара масла. Без вскрытия двигателя, однозначно причину повышенного расхода моторного масла Вам не скажет никто. Но при этом есть ряд сравнительно недорогих и несложных способов борьбы с угаром, которые можно испробовать перед вскрытием двигателя. Для начала следует обратить внимание, что масло сгорает в каждом двигателе! Оно просто не может там не сгорать совсем, поскольку постоянно образует масляную пленку на внутренних поверхностях рабочих цилиндров, где воспламеняется топливо. Гораздо более важен вопрос о том, сколько именно масла сгорает в Вашем двигателе и какова норма угара для него.

Следующим важным моментом является то, что количество сгоревшего масла напрямую зависит от режима эксплуатации двигателя. Чем чаще на больших оборотах работает мотор – тем больше масла в нем сгорит, и от состояния собственно самого двигателя это никак не зависит. Тут работают законы физики – чем больше обороты – тем больше температура мотора и масла, соответственно жиже масло -> больше масла остается в рабочих цилиндрах.

Ни один параметр напрямую не подсказывает, насколько быстро оно будет угорать. Но косвенно об этом свидетельствуют две величины: испаряемость масла и температура вспышки. Если первый параметр практически нигде не фигурирует и разузнать его сложно, то температура вспышки указывается во всех спецификациях. При этой температуре происходит воспламенение паров с поверхности масляной пленки при воздействии открытого огня (в нашем случае — пламени от сгорания топлива). Зависит она от состава масла: чем больше в нем легких фракций, тем ниже температура вспышки.

Так на что же смотреть, когда выбираешь масло в расчете на его минимальный расход? Вопрос особенно актуален для побитых жизнью моторов, которым одной заправки масла от смены до смены уже не хватает. Задают его и любители быстро и далеко ездить, равно как и владельцы мощных моторов с наддувом. Легче всего ориентироваться по температуре вспышки, благо на сайтах она приводится для всех масел. Чем выше, тем лучше. Как показали наши испытания, цифра выше 230 °C обещает сравнительно малый расход на угар. А уж если она лезет за 240 °C, то совсем хорошо.





Рекомендуемые страницы:

Воспользуйтесь поиском по сайту:
©2015- 2021 megalektsii.ru Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав.