Каждый раз при замене масла перед автолюбителем встает вопрос о выборе масла. Лишь некоторые льют его либо по инерции, то есть используя масло аналогично предыдущему, либо совсем бездумно, - что попадется... А есть и случаи, когда автолюбители "ломают себе голову", по поводу того, что же лучше залить в двигатель или в МКПП, АКПП, дабы улучшить характеристики своих железных коней.
Собственно поковыряться в маслах стоит. Дело в том, что их выбор более чем разнообразен. При этом не важно что на вид они практически все одинаковые, но по свойствам могут весьма сильно разниться. Все это связано и с присадками и с процессом изготовления, производства масла. Именно о таком процессе производства масла, в результате которого получаются минеральные, синтетические и полусинтетические масла здесь и будет рассказано.
История производства и основные функции масла в механизмах
Итак, мы уже поняли, что существует множества видов масел. Нетрудно в этом убедиться добравшись до ближайшего автомагазина. Моторные, гидравлические и трансмиссионные виды масла это легкие фракции нефти. Будем называть их условно "жидкие". Тяжелые фракции это Литол, Солидол (Тавот), ЦИАТИМ и тому подобные густые смазки.
Так вот масла эволюционировали постепенно, в соответствии с историей развития моторов и приобретенного опыта применения конкретных масел для конкретных случаев. (температура, материалы деталей, зазоры, условия работы) Тому способствовало и развитие уровня производства, его прогресс и наработки в процессе переработки (синтеза) нефти. Все это разом преследует одну цель, улучшение эксплуатационных характеристик, омывание деталей их смазывание, охлаждение, вымывание нагара, частиц износа при работе, защита с помощью присадок создающих пленку.
При этом наиболее высокие показатели у синтетических масел, так как их процесс получения, если так можно сказать, более изощренный и сложный. Характеристики мала получаются более высокие. Давайте рассмотрим как в целом получается минеральное и синтетическое масло.
Как производят минеральное и синтетическое масло (моторное, гидравлическое, трансмиссионное)
Производство минерального масла (автол)
Принцип переработки нефти основан на разделении фракций нефти одной от другой, путем использования физических свойств данных фракций, в частности плотности и как следствие температуры кипения и способности к испарению. Данное разделение на фракции не смотря на то, что и называется иностранным языком «крекинг» (Cracking что с английского переводится как расщепление, размалывание, разложение) но впервые было применено в 1891 году в городе Баку. В то время еще были не столь совершенные технологии и оборудование как сейчас, но принцип сохранился и до наших дней.
Для разделения фракций нефти и получения масел (моторного, гидравлического, трансмиссионного) используются специализированные вертикальные емкости так называемые целестеры (дистилляционная колонна). Взгляните.
Нефть подается в целестеры подогретой, через бойлер. Более летучие фракции поднимаются вверх, более тяжелые опускаются вниз, соответственно получаются различные готовые продукты от битумов до газов.
Интересно отметить тот факт, что в зависимости от сезонного спроса на определенный вид нефтяной продукции, производитель может незначительно "играться" в производствах объемов от мазута до бензина, получая из одной фракции другие.
Все это не только способствует закрытию спроса на рынке, но и возможности получить более высокие прибыли за счет реализации более востребованной продукции
Производство синтетического масла
Фактически это следующая или альтернативная стадия получения масла и нефтепродуктов. То есть если в первом случае при получении минерального масла используют исключительно сырую нефть и обычную дистилляцию, то синтез синтетических масел подразумевает проведение химических реакций с выделенными, уже более чистых производных. Процесс фактически в разы более трудоемок, в следствии этого и цена синтетического масла, как правило, выше минерального.
Итак, существует 2 основных способа переработки, улучшения качества базовых продуктов, получения синтетического масла:
- гидростабилизация, гидрокрекинг (насыщение водородом, обессеривание);
Альтернативное производство синтетического масла гидрокрекинг получило распространение в 70-х годах 20 века. Даже в переработанной нефти, в исходном минеральном масле, очень много серы. Это отрицательный элемент, влияющий на окисление металлов, на стабильность масла при низких и высоких температурах (вязкость, вспенивание). В итоге масло избавляют от серы, производят так называемое обессеривание. Для этого нагревают нефтепродукт до 325 градусов по Цельсию, создают давление 50 атмосфер и добавляют технический водород. Так как реакция протекает медленно, выдерживают порядка одного часа. Сероводород выделяющийся при нагреве собирают и удаляют. На выходе получается масло с более стабильными и высокими свойствами.
- каталитический крекинг;
Даже трудно объяснить суть конвертации из одного состояния в другое, но самое основное и общее, это то, что масло становиться более мелкодисперсным, то есть "длинные молекулы" превращаются в более "мелкие молекулы". Это сказывается опять же на вязкости, когда синтетическое масло может работать с критическими низкими температурами. Также оно лучше омывает детали и контактирует с поверхностями. Создает более равномерные пленки.
Ну так вот, получается это путем пропускания нефтепродуктов через катализаторы, оксид кремния (SiO2) и оксида алюминия (Al2O3). Однако также требуется большее количество тепла. При этом проблемой такого процесса является образование, выделение кокса на поверхности катализаторов - решеток. Активность катализаторов падает, процесс не идет. И здесь катализаторы постоянно перемещают в зону очистки, где с них выжигают кокс, тем самым очищая их и получая то самое необходимо тепло. В любом случае все это просто на словах, но на деле сами понимаете.
Главное надо понять, что масло становится мелкодисперсным, с высокими эксплуатационными свойствами.
Существуют и другие методы применительно обработки нефтепродуктов, но они относятся уже к более легким фракциям (дизель, бензин), а не к маслу. Пару схем этих перевоплощений...
- каталитические преобразования (платформинг)
Продукты греются и пропускаются через катализаторы, коими могут быть платина, оксид алюминия, молибден, рений.
- алкилирование.
Способ получения высокооктанового бензина . Для реакции требуется кислотный катализатор (серная кислота, H2SO4 или фтористоводородная кислота, HF) проходит при температурах (1-40 градусов Цельсия) и давлениях (1-10 атмосфер). Процесс весьма вредный, к тому же требует коррозионностойкого оборудования из-за применения сильных кислот.
Производство полусинтетических масел
Не будем заострять внимание на очевидном. Фактически это смесь минерального с синтетическим маслом.
Присадки в масло
Хотелось бы сразу оговориться, что речь пойдет о присадках лишь тех, что добавляют непосредственно при производстве масла, а не о тех, что зачастую продаются как дополнительная опция в автомагазинах.
Хоть ранее мы ничего и не говорили о присадках в каких-либо из выше перечисленных групп масел, но тем не менее сказать о них не возможно. Прежде всего из-за того, что присадки являются завершающим этапом производства любого вида масел, минерального, синтетического или полусинтетического. Масло применяемое в механизмах должно быть стабильно при всех рабочих характеристиках (температура, давление) для этого само масло должно удовлетворять следующим требованиям:
- применимая вязкость масла для всех режимов работы механизма;
- предотвращение вспениваемости масла;
- создание смазывающей пленки;
- длительное временная химико-физическая стабильность масла, как во время работы так и во время значительных временных простоев;
- совместимость с материалами уплотнений и металлов (сальники, пробки, медь, латунь);
- низкая летучесть и стойкость к угару.
Нестабильность масла влечет за собой чрезмерную вязкость при низких температурах и потерю вязкости при высоких, при этом не обеспечиваются основные требованию к маслу в механизмах. Так вот стабильность и соблюдение всех выше описанных требований к маслу (моторному, трансмиссионному, гидравлическому) осуществляется путем добавления присадок в масло. В большинстве случаев это синтетические присадки и их состав является коммерческой и технической тайной производителя. В следствии применяемости и индивидуальности присадок для каждого из масел и существуют ограничение по их смешиваемости между собой. Реакция данных присадок непредсказуема, так как изначально неизвестно, что применено и соответственно смешение не рекомендуется. Это в полной мере можно отнести и к смешиванию масло плюс присадка (опция докупленная в магазине отдельно от масла). Успешный исход более вероятен при смешивании между собой дешевых масел – минеральных, так как в них зачастую не содержится вообще каких-либо стабилизирующих присадок.
Самые распространенные присадки против задиров: сера, которая также одновременно и вредна для металлов, фосфор, добавки молибдена. Добавки могут составлять до 6 процентов из общего объема масла.
Появления законодательства и норм на масло (моторное, гидравлическое, трансмиссионное).
С вхождением в нашу жизнь различных видов и типов масел, а соответственно и производителей моторных масел появилась необходимость определения и ранжирования масла одного производителя относительно другого. Самым простым и эффективным способом было введение какого либо стандарта на масло. Далее немного о данных стандартах и географии их возникновения.
Стандарты на масло (моторное, гидравлическое, трансмиссионное) в России, СССР. (ГОСТ)
Наша страна во времена железного занавеса стояла острогом от всего мира, в том числе и по классификации масел (моторного, гидравлического, трансмиссионного). В связи с падением союза рухнули и многие стандарты ГОСТы (ГОСТ 8581-78) которые на настоящий момент носят только рекомендательный характер и не диктуют обязательных условия к качеству масел (моторного, гидравлического, трансмиссионного). В настоящее время все более мы обращаем внимание на признанные стандарты запада которые сохранились и кроме того постоянно обновляются. Большинство крупных российских компаний «Лукойл», «Роснефть», "Газпром" уже давно получили сертификаты и производят масла в соответствии и с требованиями стандартов API и SAE.