Масла для моторной садовой техники

Масла для моторной садовой техники – это уже постоянная тема на нашем сайте. Поводом к написанию очередной статьи цикла «Скользкая тема» послужило одно высказывание, услышанное весной на выставке Gardentool: «А почувствует ли пользователь разницу между, например, «минералкой» и «полусинтетикой»? Если нет, зачем переплачивать?»

С ТОЧКИ ЗРЕНИЯ ПОЛЬЗОВАТЕЛЯ
Вопрос довольно коварный, поэтому, чтобы избежать какой бы то ни было неточности, отвечать надо примерно так:
• если двигатель исправен…
• если оба рассматриваемых масла (и минеральное, и полусинтетическое) соответствуют рекомендациям, изложенным в инструкции пользователя…
• если техника эксплуатируется в нормальном режиме, без перегрузок, с соблюдением рекомендованных производителем интервалов технического обслуживания…
• если срок годности не истек…

…то, при соблюдении всех изложенных выше условий, разница, скорее всего, действительно не будет заметна. Разве что при работе на морозе можно ощутить затрудненный запуск двигателя, если в него залита «минералка» (при условии, что производитель техники в инструкции не запретил применение такого масла зимой — иначе и этот случай рассматривать некорректно, возможно противоречие по второму пункту.

Однако это вовсе не означает, что разницы не будет вообще, но ни глазом, ни прочими, еще менее точными органами чувств ее не отследить, и заявленный гарантийный срок машина скорее всего отработает – его ведь не с потолка берут. Но гарантийный срок – это год-два, а при нормальном уходе техника может прослужить и десяток лет, и больше – в зависимости от нагрузки. Взять, к примеру, генератор – агрегат дорогостоящий, критичный к качеству масла и своевременному обслуживанию. И при этом у него довольно специфический режим работы – может несколько месяцев простоять без дела, но при отключении электричества работает часами напролет без остановки – чтобы в разгар зимы хозяин не замерз в загородном доме, который отапливается настенным газовым котлом. То есть за год генератор вполне может наработать не более пары десятков часов, и гарантия окончится намного раньше, чем будет исчерпан его ресурс. И вот тут-то мы подходим к самому важному моменту: при прочих равных условиях именно качество используемого масла во многом определяет, на сколько «послегарантийных» лет еще хватит этого генератора. Разброс может быть и в десятки раз, от нескольких месяцев до многих лет.

Так что однозначно можно рекомендовать только одно – используйте подходящее масло, соответствующее требованиям производителя техники. Если так уж важно сэкономить – берите «минералку», ищите недорогие бренды – они есть в продаже. Главное, чтобы оно «вписывалось» в те требования, что указаны в инструкции. Но не надо пользоваться старыми дедушкиными запасами — жидкое и скользкое нечто, на цвет и запах похожее на машинное масло, может быстро угробить мотор дорогого культиватора или генератора. Хотя оно, возможно, будет прекрасно работать в двигателе бензопилы.

ВСЕ ЛИ МАСЛА ОДИНАКОВЫ?
В среде владельцев и пользователей садовой мототехники до сих пор еще жив древний стереотип, что все масла примерно одинаковы, и разное их позиционирование, разное назначение и предупреждения «не перепутать» есть не что иное, как маркетинговый ход, направленный на повышение доходов продавца. Изжить этот подход полностью пока еще не удалось, хотя слышны подобные заявления все реже и реже.

На этикетке практически любого продающегося масла можно встретить «загадочные» символы – SAE и API. Далеко не все обращают на них внимание, а меж тем именно они-то и несут в себе наиболее важную информацию, это своеобразное подтверждение того, что содержимое банки соответствует определенным критериям. На простом языке их можно было бы охарактеризовать так: SAE – это показатель того, насколько масло жидкое, как оно течет в той или иной ситуации и в каких климатических условиях оно применимо. API показывает, как это масло работает внутри двигателя, т.е. насколько оно качественное. Интересно, что в масле за «эффект» и «доставку» отвечают разные «ингредиенты» — SAE характеризует базовое масло, то есть именно «способность литься», API – входящие в его состав присадки, которые определяют моющие, противоизносные, противозадирные и прочие свойства.

В качестве примера приведем небольшую таблицу, в которой сведены воедино типичные характеристики минеральных масел разных типов (в том числе тех, что используются в автомобилях). Разница в цифрах есть, и заметная – это те отличия, которые описываются требованиями SAE. Пожалуй, стоит немного прокомментировать, что на практике могут обозначать некоторые указанные в таблице параметры.

ВЯЗКОСТЬ
С увеличением вязкости уменьшается износ трущихся деталей. Но и совсем жидкое масло – тоже не всегда хорошо: для любого механизма, в том числе пильных гарнитур и двигателей, вязкость должна быть оптимальной. Для производства «цепных» масел, где важны не только противозадирные и антифрикционные свойства, но также прокачиваемость и стабильная подача для надежного смазывания цепи и шины, в качестве основы используют менее вязкие «легкие» масла.

Обычное значение вязкости для «цепных» масел в пределах 8-12 мм²/с (при +100 °С). Для «двухтактных» можно выделить два диапазона: у предварительно разбавленных специальными растворителями — 6-8, у неразбавленных – 10-14 мм²/с.

Самый большой разброс у «четырехтактных» масел — 9-24 мм²/с. Эти масла делятся по вязкости на четыре группы: SAE 30, SAE 40, SAE 50, SAE 60. У наиболее распространенного SAE 40 вязкость может быть равна 12,8-16,2 мм²/с. Для особо тяжелых условий работы (очень жаркий климат, например) рекомендуются вязкие масла (SAE 50 или SАE 60), но следует помнить, что с увеличением вязкости увеличивается и расход топлива.

Если маркировка выглядит, к примеру, как SAE 10W-40, это означает, что масло предназначено и для зимней эксплуатации, при отрицательных температурах.

ИНДЕКС ВЯЗКОСТИ (ИВ)
Это расчетная безразмерная величина, которая, в частности, характеризует такой качественный показатель, как прокачиваемость. Он более важен для 4-тактных двигателей: чем он выше, тем лучше прокачивается масло через насос при отрицательных температурах. А это имеет большое значение при запуске холодного двигателя. Для минеральных масел ИВ может находиться в пределах 85-100, а для синтетических – 130-170. Для масел «цепных» и «двухтактных» этот параметр особой роли не играет, поскольку у них ИВ изначально оптимален, остальные характеристики отталкиваются уже от него. В качестве примера приведем такую ситуацию: покупая растительное масло, мы уверены, что оно жидкое, независимо от того, кто его произвел. Все остальные параметры – это уже второй этап, главное, что оно выливается из бутылки.

ПЛОТНОСТЬ
Плотность масла связана с его вязкостью и определяется его «природой». Чем выше вязкость, тем больше плотность. Обычно плотность масел лежит в диапазоне 0,82-0,99 г/см³. Необходимо заметить, что плотность не является критерием качества масла.

ТЕМПЕРАТУРА ВСПЫШКИ (ТВ)
Это показатель, связанный главным образом с безопасностью применения масел. Чем выше значение ТВ, тем менее масло пожароопасно. У «двухтактных» масел температура вспышки относительно невелика, потому что оно должно сгорать вместе с топливом. Поэтому иногда его разбавляют специальными растворителями. Характерный признак заранее разбавленного масла – низкая ТВ (в примерном диапазоне 70-120 °C). Для 4-тактных моторов этот показатель важен по другой причине: с увеличением ТВ масла уменьшается его моторная испаряемость (так называемый расход на угар).

API. СРАВНИТЕЛЬНЫЕ ИСПЫТАНИЯ И ИХ СВЯЗЬ С РЕАЛЬНОЙ ЭКСПЛУАТАЦИЕЙ
Если оценивать, к примеру, бензопилы и пытаться понять, как разница в их технических характеристиках проявляется в ходе эксплуатации, то все довольно очевидно. Больше мощность – значит, пилит быстрее; длиннее шина – значит, можно пилить более толстые бревна, и т.д. Применительно к маслам все намного сложнее – вот стоят две канистры, на одной написано API SL, на другой – API SJ. И какие выводы из этого сделает рядовой пользователь? В лучшем случае ему известно, что речь идет о качестве, соответствующем определенным стандартам и что SL лучше, чем SJ. Но стоит копнуть глубже и спросить, чем же конкретно одно масло лучше другого, – ответом будет, скорее всего, молчание или общие слова в духе «у него противоизносные свойства выше».

Стоп! Если эти самые «противоизносные свойства» сравнимы, то не означает ли это, что их можно измерить? Именно так… и наиболее распространенным методом измерения являются испытания на четырехшариковой машине трения.

Устройство машины несложно. Основной элемент – это две цанги, установленные вертикально напротив друг друга. В нижнюю зажаты три металлических шарика одинакового размера, в верхнюю – один. Шарики в цангах неподвижны, нижняя цанга зафиксирована, верхняя вращается с заданной частотой. Кроме того, к верхней можно прикладывать переменную нагрузку, меняя усилие, с которым верхний шарик давит на нижние. Получается эдакая пирамидка из шариков, контактирующих в трех точках. Остается только добавить в емкость с шариками масло, и можно проводить измерения.

Изначально такие машины использовались для оценки характеристик трансмиссионных масел. Позже стало понятно, что метод применим и для изучения характеристик пластичных смазок, а потом его распространили и на моторные масла.

Машина позволяет измерить четыре важных показателя. Вот они.

Шарики из машины трения после измерения нагрузки сваривания. Разделить их руками невозможно

Нагрузка сваривания (Нсв)

Это нагрузка, при которой происходит в буквальном смысле сваривание шариков в испытательной машине – они сплавляются в точках контакта. Измеряют Нсв очень просто, повышая давление на верхний шарик до тех пор, пока не произойдет сваривание.

Этот параметр хорошо демонстрирует смазывающие свойства при критических нагрузках, что важно для подшипников и различных редукторов. Характерный пример – специальная смазка для шарниров равных угловых скоростей (шрус) переднеприводных автомобилей (отечественный вариант так и называется – «ШРУС»), у которой Нсв достигает 5000 Н. Здесь высокая стойкость к свариванию особенно важна, потому что прихватывание трущихся поверхностей в шрусах на скорости может обернуться заклиниванием и соответственно резким рывком автомобиля влево или вправо.

Фото. Вот так выглядят шарики из машины трения после измерения нагрузки сваривания. Разделить их руками невозможно, настолько крепко они сварены.

Критическая нагрузка (Пкр)

Показатель, важный абсолютно для всех смазочных материалов, в особенности для тех, что используются в двигателях. Критическая нагрузка – это тот пограничный момент, при котором осуществляется переход от ламинарного режима смазки к полусухому, т. е. происходит частичный срыв масляной пленки. Пока пленка держится, трущиеся поверхности полностью разделены. Если их начинает прихватывать — значит, уже начался полусухой режим (он же – полужидкий, называют по-разному). Иными словами, параметр характеризует прочность масляной пленки.

В двигателе есть несколько разновидностей трущихся пар, и допустимая критическая нагрузка у них разная. Так, алюминиевый поршень и чугунная гильза или хромированные поршневые кольца и та же чугунная гильза в меньшей степени чувствительны, а вот шейка коленвала и вкладыши шатуна будут нормально работать только до тех пор, пока сохраняется режим гидродинамической смазки. Это обусловлено особенностями конструкции этого узла и свойствами примененных материалов. Для изготовления коленвала используется либо термообработанная сталь, либо серый или высокопрочный чугун. Вкладыш – это загнутый полукольцом стальной лист с антифрикционным слоем на поверхности. Чаще всего антифрикционное покрытие делают из сплава АО20 (80 % алюминия, 20 % олова плюс возможные легирующие добавки). Однако если у чугуна температура плавления 1100 ºС, а у стали – около 1400 ºС, то у алюминия и олова она намного ниже – около 600 и 230 ºС соответственно. Сваривание происходит, когда температура в точке контакта превышает температуру плавления, и ориентироваться в данном случае надо на олово как на самое «слабое звено».

Пока между трущимися поверхностями сохраняется масляная пленка, двигатель работает в штатном режиме. Как только она разрушается при превышении пороговой нагрузки, начинается сухое трение «металл по металлу», возникает локальный перегрев и оплавление. Соответственно, чем выше значение критической нагрузки у масла, тем лучше оно работает в двигателе.

Методика измерений выглядит следующим образом: строится зависимость диаметра пятна износа от величины приложенной нагрузки. При нагрузке меньше Пкр эта зависимость совпадает с теоретической зависимостью диаметра пятна контакта от нагрузки. При достижении Пкр происходит срыв масляной пленки, износ резко усиливается и экспериментальный график резко уходит вверх от теоретического – именно по этому «перегибу» и определяют величину критической нагрузки.

Для справки: у смазки «Литол-24» Пкр = 680 Н, а у смазки «ШРУС» Пкр = 1050 — 1100 Н. Нагрузка сваривания у них составляет соответственно 1500 Н и как минимум 5000 Н. Теперь понятно, почему «Литол» нельзя применять в шрусах.

Диаметр пятна износа

Этот параметр оценивается следующим образом: к подвижной верхней цанге прикладывают стандартную нагрузку — либо 20, либо 40 кг*с, и шарик вращается с заданной скоростью в течение 60 минут, после чего замеряется диаметр пятна износа. В применении к реальной ситуации этот параметр можно трактовать как ресурс при нормальных условиях эксплуатации, без перегрузок, и оценивать по нему противоизносные характеристики. Если сравнить по этому показателю два однотипных масла, то однозначно понятно, на каком из них ресурс двигателя будет больше. Но и здесь есть тонкий момент – параметр измеряется в миллиметрах, но оценивать надо или объем изношенного материала, или его массу. Потому что зависимость здесь нелинейная: попробуйте отрезать от яблока куски диаметром в плоскости реза 3 и 5 см и взвесить их – разница в весе будет гораздо большей (она растет пропорционально кубу диаметра).

Индекс задира

Это расчетная величина – обобщенный показатель, связывающий три приведенных выше параметра. Чем он выше, тем лучше смазочные характеристики масла. Измеряется в ньютонах. Вот примеры значений: у «Литол-24» – 280 Н, у «ШРУС» – 500-700 Н.

Мы описали лишь часть методов оценки характеристик смазочных материалов, в том числе моторных масел. Окончательной оценкой характеристик моторных масел могут служить только результаты моторных испытаний непосредственно в двигателях, как это принято в стандартных методиках испытаний.

API И ДРУГИЕ…
Основными факторами, характеризующими современные моторные масла «на глобальном уровне», принято считать эффективное топливосбережение, длинные интервалы между заменами и низкий уровень выброса вредных веществ (малые дымность и токсичность отработанных газов). Это общие требования к маслам, API определяет более конкретные. Чем выше класс моторного масла, тем в большей степени оно отвечает основным факторам, т.е. у него более высокий уровень качества и, естественно, оно более дорогое. Современными маслами считаются масла, соответствующие API SL и API SM. Если масло имеет двойное обозначение, например API SL/CF, то перед вами – универсальное масло, подходящее и для бензиновых, и для дизельных двигателей.

Масла для двухтактных двигателей (наземной техники) имеют свою систему классификации. Их принято делить на группы в зависимости от степени напряженности работы (учитываются термические и динамические нагрузки) – ТА, ТВ, ТС. Наиболее высокие требования предъявляют к маслам категории AP ТС. Удивительно, но факт: двигатель цепной бензопилы по напряженности работы не уступает мотоциклетным, и масла для них должны соответствовать категории ТС.

В Японии из-за широкого распространения 2-тактных двигателей была разработана своя система классификации моторных масел – JASO. В настоящее время международная организация по стандартизации ISO классифицирует масла для таких двигателей по трем категориям: ISO-L-EGB, EGC, EGD. К категории ISO-L-EGD предъявляют самые жесткие требования, соответственно чем дальше от начала алфавита последняя буква этой маркировки, тем качественнее масло.

Из всего вышеизложенного следует довольно простая рекомендация: при выборе масла не поленитесь проверить обозначения на этикетке SAE и API – теперь вы знаете, о чем они говорят, и сможете сделать более осознанный выбор.

Авторы: Георгий ДМИТРИЕВ, Алексей МЕСНЯНКИН

Статья опубликована в выпуске журнала «GardenTools» серии «Потребитель» ЛЕТО 2011 г. Архив pdf доступен по ссылке: https://master-forum.ru/category/magazine/