Турбо маслом не испортить?

Первое, что приходит на ум, когда видишь такую рекомендацию: нас опять «разводят»! А почему нет? Популярность турбомоторов растёт — их ставят даже на относительно недорогие машины. А значит маркетологам очень тяжело устоять перед соблазном и не придумать что-то специфическое. Однако статистика неисправностей заставляет задуматься. Именно в двигателях с высоким давлением в конце такта сжатия и непосредственным впрыском возникает одно неприятное явление, которое приводит к серьёзным поломкам. Наблюдаемый эффект не зависит от производителя и марки автомобиля.

Непонятное явление уже успело стать массовым, удостоившись персонального имени — LSPI (Low-speed pre-ignition). Иногда его ещё называют SPI (Stochastic pre-ignition). В обоих случаях речь идёт о нежелательном раннем зажигании.

LSPI — теория и практика

Почему эффект LSPI проявляется именно на турбомоторах с непосредственным впрыском топлива? У них из-за конструктивных особенностей намного меньше времени отводится на смесеобразование, в отличие от моторов с распределённым впрыском (во впускной трубопровод). Ведь у бензина есть возможность перемешаться с воздухом только в камере сгорания. Причём особенно плохо «перемешивание» идёт на низких оборотах (отсюда и Low-Speed — низкоскоростное).

Итак, на малых оборотах впрыснутое в камеру сгорания топливо лишь частично смешивается с воздухом, остатки в виде капель оседают на стенках цилиндра. Точнее, на масляной плёнке, смазывающей стенки цилиндра. При сгорании этого бензомасляного коктейля образуется нагар из сажи и химически активных веществ. И частицы этого нагара как раз и служат детонатором для бомбы разрушительной силы.

Под действием высокой температуры частицы нагара самовоспламеняются и поджигают основной заряд топливовоздушной смеси. И происходит это раньше, чем свеча даст искру: то есть до того, как поршень приблизится к верхней мёртвой точке. В этом и заключается основная опасность преждевременного зажигания. Ударная волна от сгорания смеси толкает поршень, который по инерции ещё идёт вверх. От чрезмерных нагрузок разрушаются не только детали шатунно-поршневой группы, но порой даже блок и его головка.

Причина возникновения LSPI ясна. Однако при чём тут масло? Многочисленные исследования доказали, что именно правильно подобранная рецептура масла помогает предотвратить LSPI. И скорректировав состав пакета присадок, можно «лишить бомбу детонатора». Нагар по-прежнему будет образовываться, но его соединения утратят возможность самовоспламеняться.

Рецепт и лекарство

Одним из первых озаботился новыми требованиями к моторным маслам концерн GM. Это не единственный случай, когда американский гигант становится законодателем «моды» — вспомните, например, жидкость Dexron для автоматических коробок передач и гидроусилителей руля.

Установив, что состав пакета присадок может как провоцировать возникновение LSPI, так и предотвращать его, GM совместно с производителями присадок разработал соответствующий допуск DEXOS 1 GEN2. Масло с таким допуском можно безбоязненно заливать в моторы, склонные к LSPI.

Чуть позже группа автопроизводителей — Ford, Toyota, Mitsubishi, Honda, Nissan и Mazda — обратились в Американский институт нефти API (American Petroleum Institute) с просьбой создать собственный стандарт масел для легковых автомобилей с турбомоторами. В итоге с 1 мая 2018 года API ввёл в действие новую спецификацию — API SN Plus.

Спецификация API SN Plus создавалась как раз для предотвращения эффекта LSPI. Требовалось внести коррективы в рецептуры присадок моторных масел под специфику работы турбомоторов с непосредственным впрыском топлива. При формировании нового присадочного комплекса учитывали, что кальций как компонент моющих присадок серьёзно усиливает эффект LSPI, и его заменили на магний. А цинк снижает вероятность взрыва, и его количество увеличили. Основное изменение — добавление теста на преждевременное воспламенение смеси в цилиндре. Кроме того, изменена методика тестов на окислительную стойкость, чистоту поршней, совместимость с системами снижения токсичности, защиту от отложений и от низкотемпературного износа клапанов, а также на топливную экономичность. При этом тесты на испаряемость, стабильность на сдвиг и защиту ­турбокомпрессоров не поменялись.

Готовый рецепт

Примером моторного масла, полностью соответствующего стандарту API SN Plus и обладающего допусками DEXOS 1 GEN2, является Motul 8100 Eco-lite 5W30. Это стопроцентная синтетика, специально разработанная для мощных бензиновых моторов, оснащённых турбонаддувом и непосредственным впрыском. Высокотемпературная вязкость HTHS (High Temperature High Shear Rate) такого масла составляет всего 2,9 мПа∙с — что позволяет отнес­ти его к энергосберегающим продуктам. Данное масло рекомендовано для применения в автомобилях Chrysler, Dodge, Ford, Honda, Hyundai, Infinity, Kia, Lexus, Mazda, Mitsubishi, Nissan, Suzuki, Subaru и Toyota с бензиновыми моторами. Само собой, предварительно необходимо свериться с инструкцией к автомобилю. Последнее слово всегда остаётся за производителем машины.

API SN Plus обладает обратной совместимостью с предыдущим API SN. Иными словами, масла более высокой группы качества можно использовать в автомобилях прежних лет выпуска с менее жёсткими требованиями к расходным материалам. Важно, что в турбомоторах с непосредственным впрыском топлива, произведённых до 2018 года, применение нового стандарта спецификации API SN Plus крайне желательно.

Как уже отмечалось, масло с изменённым пакетом присадок может выступать катализатором процесса LSPI, но оно не является единственным необходимым условием для его возникновения. Скорее всего, новые моторы будут проектировать с максимально возможными предосторожностями от возникновения подобного эффекта. Однако до той поры фактически единственным лекарством от подобных неприятностей будут служить только специальные моторные масла стандарта API SN Plus и обладающие ­допуском DEXOS 1 GEN2.

Классификация моторных масел

Стандарты и промышленные организации, такие как Американский институт нефти (American Petroleum Institute, API), Европейская ассоциация производителей автомобилей (Association des Constructeurs Européens d’Automobiles, ACEA), Японская организация автомобильных стандартов (Japanese Automotive Standards Organization, JASO) и Общество инженеров автомобильной промышленности (Society of Automotive Engineers, SAE), устанавливают специальные нормы для смазочных материалов. Каждая норма определяет технические требования, физические свойства (такие как вязкость), результаты испытаний двигателя и другие критерии для составления смазочных материалов и масел. Смазочные материалы RIXX полностью соответствуют требованиям API, SAE и ACEA.

Классификация моторных масел по API

Основное предназначение системы классификации моторных масел по API — разделение по качеству. В соответствии с категориями классу назначается буквенное обозначение. Первая буква означает тип двигателя (S — бензиновый, C — дизельный), вторая — уровень рабочих характеристик (чем ниже уровень, тем выше буква в алфавите).

Классификация моторных масел по API для бензиновых двигателей

Индекс API	Применяемость
SG	Двигатели 1989-91 годов
SH	Двигатели 1992-95 годов
SJ	Двигатели 1996-99 годов
SL	Двигатели 2000 -2003 годов
SM	двигатели 2004 — 2011 годов
SN	двигатели 2010-2018 годов
SN+	современные двигатели, оснащенные непосредственным впрыском топлива
SP	современные двигатели, оснащенные непосредственным впрыском топлива

Таблица «Классификация моторных масел по API для бензиновых двигателей

Стандарт API SL

Масла класса SL подходят для многоклапанных, турбированных, работающих на обедненных смесях ДВС с повышенными требованиями к экологичности и энергосбережению.

Стандарт API SM

Стандарт утвержден в 2004 году. По сравнению с SL улучшены антиокислительные, противоизносные и низкотемпературные свойства.

Стандарт API SN

Утвержден в 2010 году. Масла категории SN обладают улучшенными антиокислительными, моющими и высокотемпературными свойствами, обеспечивают высокую защиту от коррозии и износа. Отлично подходят для двигателей с турбонаддувом. Масла стандарта SN могут квалифицироваться как энергосберегающие и соответствовать стандарту GF-5.

Стандарт API SN+

Промежуточный стандарт, введенный в 2018 году. Предназначен турбированных двигателей, оборудованных непосредственным впрыском топлива. Масла стандарта SN+ предотвращают преждевременное воспламенение смеси в цилиндре (LSPI), характерное для многих современных двигателей (GDI, TSI и т.д.)

Отличия стандартов API SN и SN+

Стандарт API SP

Введен 1 мая 2020 года. Масла этой категории превосходят свойства моторных масел классов API SN и API SN+ по следующим пунктам:

• Защита от преждевременного неконтролируемого воспламенения топливовоздушной смеси (LSPI, Low Speed Pre Ignition);
• Защита от высокотемпературных отложений в турбокомпрессоре;
• Защита от высокотемпературных отложений на поршне;
• Защита от износа цепи ГРМ;
• Более высокие требования к количеству образуемого маслом шлама и лака;

Классификация моторных масел по API для дизельных двигателей

Индекс API	Применяемость
CF-4	Четырехтактные ДВС с 1990 г.
CF-2	Двухтактные ДВС с 1994 г.
CG-4	Четырехтактные ДВС с 1995 г.
CH-4	Четырехтактные ДВС с 1998 г.
CI-4	Четырехтактные ДВС с 2002 г.
CI-4 Plus	двигатели 2010-2018 годов
CJ-4	введен в 2006 году
CK-4	введен в 2016 году
FA-4	дизельные двигатели с тактовым циклом, отвечающие требованиям по выбросам 2017 года.

Таблица «Классификация моторных масел по API для дизельных двигателей

Стандарт API CF-4

Масла стандарта API CF-4 обеспечивают защиту от нагара на поршнях, снижают расход на угар. Предназначены для применения в четырехтактных дизельных ДВС, работающих на высоких скоростях.

Стандарт API CF-2

Масла стандарта API CF-2 предназначены для использования в двухтактных дизельных ДВС. Предотвращают стирание цилиндров и колец.

Стандарт API CG-4

Эффективно подавляют образование высокотемпературного нагара на поршнях, износ, образование сажи, пены и окисление. Основной недостаток — зависимость ресурса масла от качества топлива.

Стандарт API CH-4

Масла стандарта API CH-4 удовлетворяют повышенные требования по уменьшению износа клапанов и образования нагара.

Стандарт API CI-4

Стандарт введен в 2002 году. Масла стандарта CI-4 обладают улучшенными моюще-диспергирующими свойствами, повышенной устойчивостью к термическому окислению, сниженным расходом на угар и улучшенной холодной прокачиваемостью по сравнению с маслами стандарта CH-4.

Стандарт API CI-4 Plus

Стандарт для дизельных ДВС с более жесткими требованиями по уровню сажи.

Стандарт CJ-4

Стандарт введен в 2006 году. Масла CJ-4 предназначены для ДВС, оборудованных сажевыми фильтрами и другими системами обработки выхлопных газов. Допускается использование топлива с содержанием серы до 500 ppm.

Стандарт CK-4

Новый стандарт полностью основан на предыдущем CJ-4, при этом было добавлено два новых моторных теста, на аэрацию и окисление, и ужесточен один лабораторный. Допускается использование топлива с содержанием серы до 500 ppm.

1. Защита от полировки гильзы цилиндра
2. Совместимость с сажевыми фильтрами
3. Защита от коррозии
4. Предотвращение загущения от окисления
5. Защита от высокотемпературных отложений
6. Защита от воздействия сажи
7. Противоизносные свойства

API FA-4

Категория FA-4 предназначены для дизельных моторных масел вязкости SAE xW-30 и HTHS от 2,9 до 3,2 сП. Такие масла разработаны специально для использования в высокоскоростных четырехцилиндровых двигателях, имеют хорошую совместимость с каталитическими нейтрализаторами, сажевыми фильтрами. Допустимое содержание серы в топливе не более 15 ppm. Стандарт не является обратно совместимым с предыдущими спецификациями.

Классификация моторных масел по ACEA

Требования Европейской Ассоциации Европейских Автопроизводителей к смазочным маслам значительно превышают требования Американского Института Нефти. Классификация масел ACEA была принята в 1991 году.

Класс	Обозначение
Масла для бензиновых двигателей	Ax
Масла для дизельных двигателей до 2,5 л	Bx
Масла для бензиновых и дизельных двигателей, оснащенных нейтрализаторами отработавших газов	Cx
Масла для дизельных двигателей свыше 2,5 л (для мощных дизелей грузовых автомобилей с тяжелыми условиями эксплуатации)	Ex

Таблица №1 «Классификация моторных масел по ACEA»

В каждом классе существует несколько категорий, которые обозначаются арабскими цифрами (напр., A5, B4, C3, E7 и т.д.):
1 — энергосберегающие масла;
2 — масла широкого потребления;
3 — масла повышенного качества с продленным сроком замены;
4 — новейшая категория масел с высочайшими эксплуатационными свойствами.

Чем выше цифра, тем выше требования к маслам (искл. A1 и B1).

Категория ACEA	Свойства и область применения
A1/B1	Масла с особо низкой вязкостью, при высоких температурах и больших градиентах сдвига экономят топливо и не теряют смазывающих свойств. Применяются только в случаях, специально рекомендованных производителями двигателей.
A3/B3	Масла с высокими эксплуатационными характеристиками. Используются главным образом в высокофорсированных бензиновых двигателях и в дизельных двигателях легковых автомобилей и легких грузовиков с промежуточным (не прямым) впрыском, работающих в тяжелых условиях с увеличенными интервалами замены моторного масла.
A3/B4	Масла с высокими эксплуатационными характеристиками, пригодны при длительных интервалах смены масла. Преимущественно используются в высокофорсированных бензиновых двигателях и в дизельных двигателях легковых автомобилей и легких грузовиков с непосредственным впрыском топлива, если для них рекомендованы масла данного качества. По назначению соответствуют моторным маслам категории A3/B3.
A5/B5	Масла с высочайшими эксплуатационными свойствами, со сверхдлинным интервалом замены, с достаточно высокой степенью экономии топлива. Используются в высокофорсированных бензиновых двигателях и дизелях легковых автомобилей и легких грузовиков, специально сконструированных для использования энергосберегающих, маловязких при высокой температуре масел. Предназначены для использования при увеличенных интервалах замены моторного масла**. Эти масла могут не подходить для некоторых двигателей.
С1	Совместимы с нейтрализаторами отработанных газов (в т. ч. трехкомпонентными) и сажевыми фильтрами. Относятся к маловязким энергосберегающим маслам. Имеют пониженное содержание фосфора, серы и низкую сульфатную зольность. Увеличивают срок службы сажевых фильтров и нейтрализаторов, обеспечивают улучшение топливной экономичности автомобилей**.
С2	Масла для высокофорсированных бензиновых двигателей и дизелей легковых автомобилей и легких грузовиков, специально сконструированных для использования маловязких энергосберегающих масел. Совместимы с нейтрализаторами отработавших газов (в т. ч. трехкомпонентными) и сажевыми фильтрами, увеличивают срок их службы, обеспечивают повышение топливной экономичности автомобилей**.
С3	Масла, совместимые с нейтрализаторами отработавших газов (в т. ч. трехкомпонентными) и сажевыми фильтрами; увеличивают срок их службы.
E2	Масла, используемые в дизельных двигателях с турбонаддувом и без него, работающих в средних и тяжелых условиях с обычными интервалами замены моторного масла.
E4	Масла для использования в высокооборотных дизельных двигателях, соответствующих экологическим нормам Евро-1, Евро-2, Евро-3, Евро-4 и работающих в тяжелых условиях с увеличенными интервалами замены моторного масла. Также рекомендуются для дизельных двигателей с турбонаддувом, снабженных системой снижения оксидов азота*** и автомобилей без сажевых фильтров. Обеспечивают малый износ деталей двигателя, защиту от образования сажи и обладают стабильностью свойств.
E6	Масла данной категории используются в высокооборотных дизельных двигателях, соответствующих экологическим нормам Евро-1, Евро-2, Евро-3, Евро-4 и работающих в тяжелых условиях с увеличенными интервалами замены моторного масла. Также рекомендуются для дизельных двигателей с турбонаддувом, с сажевыми фильтрами или без них, при работе на дизельном топливе с содержанием серы не более 0,005%***. Обеспечивают малый износ деталей двигателя, защиту от образования сажи и обладают стабильностью свойств.
E7	Используются в высокооборотных дизельных двигателях, соответствующих экологическим нормам Евро-1, Евро-2, Евро-3, Евро-4 и работающих в тяжелых условиях с увеличенными интервалами замены моторного масла. Также рекомендуются для дизельных двигателей с турбонаддувом, без сажевых фильтров, с системой рециркуляции отработавших газов, оснащенных системой снижения выброса оксидов азота***. Обеспечивают малый износ деталей двигателя, защиту от образования сажи и обладают стабильностью свойств. Снижают нагарообразование в турбокомпрессоре.
E9	Масла для тяжелонагруженных дизельных двигателей с пониженной зольностью, отвечающие экологическим нормам до Евро-6 включительно и совместимые с сажевыми фильтрами (DPF). Применение со стандартными интервалами замены

Таблица №2 «Классификация моторных масел по ACEA»

Примечания:
*Все моторные масла, за исключением категории A1/B1, являются стойкими к деструкции – разрушению в процессе работы на двигателе молекул полимеров загустителя, входящего в их состав.
** В некоторых случаях могут не обеспечивать надежного смазывания двигателя, поэтому для определения возможности использования конкретного типа масла следует руководствоваться инструкцией по эксплуатации или справочниками.
*** Рекомендации по применению этих масел могут отличаться у различных производителей двигателей, поэтому следует руководствоваться инструкцией по эксплуатации или справочниками.

Классификация моторных масел по SAE

Классификация моторных масел по вязкости, установленная Американским обществом автомобильных инженеров, является общепринятой в большинстве стран мира.

Классификация содержит 11 классов:
6 зимних: 0W, 5W, 10W, 15W, 20W, 25W;
8 летних: 8, 12, 16, 20, 30, 40, 50, 60.

Всесезонные масла имеют двойное значение и пишутся через дефис, первым указывается зимний класс, а следом — летний (напр., 10W-40, 5W-30 и т.д.)

Класс вязкости SAE	Проворачиваемость (CCS), мПас-с	Прокачиваемость (MRV), мПа-с	Кинеметическая вязкость при 100°C, не ниже	Кинеметическая вязкость при 100°C, не выше	Вязкость HTHS, мПа-с
0W	6200 при -35°C	60000 при -40°C	3.8	–	–
5W	6600 при -30°C	60000 при -35°C	3.8	–	–
10W	7000 при -25°C	60000 при -30°C	4.1	–	–
15W	7000 при -20°C	60000 при -25°C	5.6	—	–
20W	9500 при -15°C	60000 при -20°C	5.6	–	–
25W	13000 при -10°C	60000 при -15°C	9.3	–	–
8	–	–	4.0	6.1	1,7
12	–	–	5.0	7.1	2,0
16	–	–	6.1	8.2	2,3
20	–	–	6.9	9.3	2.6
30	–	–	9.3	12.5	2.9
40	–	–	12.5	16.3	2.9*
40	–	–	12.5	16.3	3.7**
50	–	–	16.3	21.9	3.7
60	–	–	21.9	26.1	3.7

Классификация моторных масел по ILSAC

Японская ассоциация производителей автомобилей (JAMA) и Американская ассоциация производителей (AAMA) совместно создали Международный комитет по стандартизации и апробации моторных масел (ILSAC — International Lubricant Standardization and Approval Committee). Целью создания ILSAC являлось ужесточение требований, которые предъявляются к производителям моторных масел для бензиновых двигателей.

Масла, соответствующие требованиям ILSAC, обладают следующими особенностями:

• пониженная вязкость масла;
• пониженная склонность к пенообразованию (ASTM D892/D6082 Sequence I–IV);
• сниженное содержание фосфора (для продления срока службы каталитического нейтрализатора);
• улучшенная фильтруемость при низких температурах (испытание GM);
• повышенная стойкость к сдвигу (масло выполняет свои функции даже при повышенном давлении);
• улучшенная топливная экономичность (испытание ASTM, Sequence VIA);
• низкая летучесть (по NOACK или ASTM);

Категория	Описание
GF-1	Введена в 1996 году. Соответствует API SH.
GF-2	Введена в 1997 году. Соответствует API SJ.
GF-3	Введена в 2001 году. Соответствует API SL.
GF-4	Введена в 2004 году. Соответствует API SM с обязательными энергосберегающими свойствами. Классы вязкости SAE 0W-20, 5W-20, 5W-30 и 10W-30. Совместим с катализаторами. Обладает повышенной стойкостью к окислению, улучшенными мобщими свойствами.
GF-5	Введена 1 октября 2010 года. Соответствует API SN. Улучшено энергосбережние на 0,5%, усилены противоизносные свойства, пониженное образование осадка в турбине, снижение нагара в двигателе. Можно использовать в ДВС, работающих на биотопливе.
GF-6A	Введена 1 мая 2020 года. Соответствует категории API SP Resource Concerving, даёт потребителю все её преимущества, но распространяется на всесезонные масла классов вязкостей SAE: 0W-20, 0W-30, 5W-20, 5W-30 и 10W-30. Обратно совместима.
GF-6B	Введена 1 мая 2020 года. Распространяется только на моторные масла класса вязкости SAE 0W-16 и не имеет обратной совместимости с маслами предыдущих категорий API и ILSAC.

Классификация моторных масел по ILSAC

Введение новой классификации ILSAC GF-6

Новый стандарт API моторных масел обеспечивает оптимальную работу компонентов двигателя, включая системы контроля выбросов и турбокомпрессоры. Новые масла помогут автомобилям соответствовать требованиям экономии топлива, одновременно защищая двигатели, работающие на этаноле до E85. Масла API SP разработаны для обеспечения защиты от низкоскоростного предварительного зажигания (LSPI), явления, характерного для бензиновых двигателей с турбонаддувом и прямым впрыском (GDI).