Анатолій Окоча, канд. техн. наук, доцент, Олександр Лавріненко, канд. техн. наук, доцент, НУБіП України
Сьогодні сільське господарство без техніки уявити неможливо, до того ж вона працює у важких, а часто навіть екстремальних умовах. Максимальна продуктивність і надійність самохідних машин залежить від якості мастильних матеріалів, обирати які слід з врахуванням особливостей конструкції та умов експлуатації техніки.
Виробники техніки, особливо імпортної, розробляють свої допуски до застосування мастильних матеріалів, однак вони обов’язково посилаються на загально прийняті міжнародні класифікації. Тож розглянемо основні загальноприйняті класифікації моторних олив для дизельних двигунів автотракторної і самохідної сільськогосподарської техніки.
Моторні оливи для дизельних двигунів автотракторної та самохідної сільськогосподарської техніки суттєво відрізняються від олив для легкових автомобілів. Не даремно у Німеччині поділяють автопарк на два класи: PKW – легкові (Р-персональні) автомобілі та LKW – комерційний транспорт. Аналогічний поділ є й у американців, з тією лише різницею, що у них особистий транспорт не комплектують дизельними двигунами, і категорії легких дизельних двигунів немає. Якщо йдеться про американський дизельний двигун, то він автоматично потрапляє до комерційної категорії автотранспортних засобів (вантажні автомобілі, автобуси, промислові й сільськогосподарські трактори, збиральні комбайни, дорожня та будівельна техніка).
Довідка
Допуск виробника (схвалення) – це стандарт якості моторної оливи, який відповідає вимогам виробника двигуна. Таким чином, наявність допуску має на увазі повну відповідність усім параметрам, що пред’являють до конкретної оливи. Право написання на етикетці того чи іншого допуску надається лише після отримання сертифікату від виробника двигуна, після проведення необхідних випробувань на відповідність нормам.
Умови роботи олив дизельних двигунів, порівняно з бензиновими, значно важчі через вищі робочі навантаження і температури, а також через більший уміст сірки у дизельному паливі. Крім того, потрібно враховувати, що дизельні двигуни суттєво відрізняються між собою конструкцією, потужністю й умовами експлуатації.
Імпортні моторні оливи, призначені для дизельних двигунів автотракторної і самохідної сільськогосподарської техніки, мають різноманітні фірмові назви та позначення, які не завжди дають уяву про якість і призначення оливи. Аби полегшити вибір оливи необхідної якості, для конкретного типу двигуна та умов його експлуатації, створено відповідні системи класифікації. У кожній системі моторні оливи поділяються на ряди (класи) і категорії, засновані на рівні якості та призначення. Ці ряди й категорії створені з ініціативи міжнародних організацій нафтопереробних компаній та виробників автотракторної техніки з урахуванням конструктивних особливостей різних типів двигунів і умов їх експлуатації. Зважаючи на те, що існує різниця в конструкціях та умовах експлуатації двигунів, сьогодні розроблено декілька систем класифікації моторних олив: SAE, API, ACEA, JASO, Global, ГОСТ (для країн СНД) та ін.
У класифікації й маркуванні моторних олив відображається переважно їхня в’язкість та експлуатаційні властивості.
Класифікація SAE. За в’язкістю (класифікація SAE J300 (січень 2015) (Society of Automotive Enginers – Американське товариство автомобільних інженерів) моторні оливи поділяють на зимові, які позначають літерою W, та літні – позначення не мають.
У зимових олив регламентовано три показники: мінімальний рівень кінематичної в’язкості за температури 100°С, динамічна в’язкість за певних низьких температур та граничні температури прокручування і прогінності.
Для літніх олив – мінімальний та максимальний рівень кінематичної в’язкості за температури 100°С і динамічна в’язкість за 150°С та високій швидкості зсуву (див. табл.).
Примітка: 1 – прокручування – здатність стартера прокручувати двигун за мінімальної температури.
2 – прогінність – здатність насосу системи мащення прокачувати оливу за мінімальної температури.
* Для олив класів SAE: 0W-40, 5W-40 і 10W-40;
** Для олив класів SAE: 15W-40, 20W-40, 25W-40 і 40.
Виготовляють також всесезонні (multigrade) моторні оливи, їхні експлуатаційні властивості відображені в позначенні SAE 15W-30 (спочатку вказано клас зимової, а через дефіс – літньої оливи). Причому, що більшою є різниця між числами у позначенні класів, то ширшим є температурний діапазон роботи оливи.
В’язкість моторної оливи для конкретного двигуна визначають, враховуючи таке:
- особливості його конструкції (інструкція з експлуатації);
- ступінь спрацювання;
- температуру навколишнього середовища.
Загальні рекомендації щодо добору олив за ступенем спрацювання двигуна:
– за напрацювання двигуном менше 25% його планового ресурсу (або новий двигун) необхідно застосовувати оливи класів SAE 5W-30 або 10W-30 всесезонно;
– за напрацювання двигуном 25 – 75% його планового ресурсу (технічно справний двигун) слід застосовувати влітку оливи класів SAE 10W-40, 15W-40, взимку – SAE 5W-30 і 10W-30, всесезонно – SAE 5W-40;
– за напрацювання двигуном більше 75% його планового ресурсу (старий двигун) варто застосовувати влітку оливи класів SAE 15W-40, 20W-50, взимку – SAE 5W-40 і 10W-40, всесезонно – SAE 5W-50.
Для визначення мінімальної температури надійного пуску холодного двигуна на практиці використовують формулу – від цифри перед літерою W потрібно відняти 35.
Класифікація АРІ. Американська класифікація АРІ (American Petroleum Institute – Американський інститут нафти) розроблена спільно з ASTM (American Society for Testing and Materials – Американська асоціація випробувань і матеріалів) та SAE є найпоширенішою, втім не найточнішою й найзручнішою. Ця класифікація поділяє моторні оливи на дві групи: S (Service/Spark ignition) – для бензинових двигунів легкових автомобілів, мікроавтобусів та легких вантажівок; С (Commercial/Compression ignition) – для дизельних двигунів комерційних автотранспортних засобів.
Кожна група складається із категорій якості та призначення, які йдуть у хронологічному порядку. Для кожної нової регенерації API присвоюють додаткову букву латинського алфавіту: СA, СB, СC, СD, CE, CF, CF-2, CF-4, CG-4, CH-4, CI-4, CJ-4, CК-4 і FA-4. Категорії API: СA, СB, СC, СD, CE сьогодні визнані недіючими, як застарілі, однак у деяких країнах оливи цих категорій випускають досі.
API CF (CF-2, CF-4). Моторні оливи для дизельних двигунів з розділеною камерою згоряння, які працюють на паливі різної якості, у тому числі і з підвищеним вмістом сірки (наприклад більше 0,5%, або 5000 мг/кг). Цифра через дефіс вказує на тип двигуна – дво- або чотиритактний.
Моторні оливи, сертифіковані за класом API CF, містять адитиви (присадки), які ефективно запобігають відкладенням на поршнях, спрацюванню і корозії мідних (зі вмістом міді) підшипників, що має велике значення для двигунів цього виду.
Клас API CF-4 введений у 1990 р. Моторні оливи цього класу призначені для потужних дизельних двигунів, можуть використовуватися у чотиритактних дизельних двигунах, умови експлуатації яких пов’язані з високошвидкісними режимами.
Оливи API CF-4 мають містити адитиви, які забезпечують зменшення угару оливи, а також захист від нагару деталей поршневої групи.
Вимоги до якості олив API CF вищі, ніж до попереднього класу API СЕ, і тому їх можна використовувати там, де рекомендується клас якості API СЕ, звісно, за відповідних рекомендацій виробника двигуна.
API CG-4. Моторні оливи для чотиритактних дизельних двигунів випуску після 1995 р., які експлуатуються у режимах підвищених навантажень, а також високошвидкісних режимах. Моторні оливи API CG-4 придатні для двигунів, що працюють на паливі зі вмістом сірки не вище 0,05% (500 мг/кг), а також тих, які не мають особливих вимог до якості палива (вміст сірки може досягати 0,5%, або 5000 мг/кг).
Моторні оливи сертифіковані за класом API CG-4 призначені ефективніше запобігати спрацюванню деталей двигуна, утворенню нагару на внутрішніх деталях циліндро-поршневої групи, окисленню, піноутворенню, утворенню сажі.
Основний недолік, який обмежує широке застосування олив цього класу, це суттєва залежність ресурсу оливи від якості використаного палива.
Моторні оливи API CG-4 можна використовувати у двигунах, для яких рекомендовані оливи класів API CE і CF-4.
API CH-4. Моторні оливи для чотиритактних дизельних двигунів випуску після 1998 р., які експлуатуються у високошвидкісних режимах та відповідають вимогам норм і стандартів стосовно токсичності відпрацьованих газів, прийнятих у 1998 р. Вимоги класу спеціально розроблені для використання у двигунах, що працюють на дизельному паливі зі вмістом сірки до 0,5% (5000 мг/кг). При цьому, на відміну від олив класу API CG-4, їхній ресурс менш чутливий до використання палива зі вмістом сірки понад 0,5%, або 5000 мг/кг.
Оливи API CH-4 можна використовувати як замінники моторних олив класів API CE, CF-4 і CG-4 відповідно до рекомендацій виробника двигуна.
API CI-4. Моторні оливи, призначені для дизельних двигунів випуску з 2002 р., які мають різні системи впорскування палива і нагнітання повітря, а також для двигунів із системами рециркуляції відпрацьованих газів (EGR).
Моторні оливи цього класу мають містити певні мийно-диспергувальні адитиви і мати, порівняно з класом API CH-4, підвищену стійкість до термічного окислення, а також вищі диспергувальні властивості. Крім того, оливи цього класу забезпечують суттєве зменшення угару моторної оливи завдяки зниженню леткості й зменшенню випарності за робочої температури. Жорсткішими вимоги стали до холодної прогінності, збільшений ресурс деталей і ущільнень двигуна завдяки поліпшенню плинності оливи. Моторні оливи API CI-4 замінюють оливи API СЕ, CF-4, CG-4 і СН-4.
API CI-4 Plus. Додатковий експлуатаційний клас моторних олив для дизельних двигунів уведений у 2004 р. Порівняно з API CI-4, вони мають підвищені вимоги до вмісту сажі, а також до випарності й високотемпературного окислення.
API CJ-4. Моторні оливи для важко навантажених дизельних двигунів із 2006 р. випуску, які відповідають ключовим вимогам за нормами викидів оксидів азоту та твердих часток (сажі), і рекомендовані для двигунів, обладнаних сажовими фільтрами, а також іншими системами зменшення токсичності відпрацьованих газів. На оливи API CJ-4 накладають обмеження за показниками: зольність – менше за 1,0%, сірка – 0,4%, фосфор – 0,12%.
Класифікація API CJ-4 перевищує вимоги більш ранніх категорій API CI-4, CI-4 PLUS, і може використовуватись як їхня заміна.
API CК-4. Моторні оливи, призначені для високошвидкісних чотиритактних дизельних двигунів, які відповідають вимогам Tier 4 для позадорожної техніки, а також для попередніх моделей дизельних двигунів. Оливи розроблені для використання із дизельним паливом, яке містить до 0,05% (500 мг/кг) сірки. Однак використання цих олив із дизельним паливом, що містить до 0,0015% (15 мг/кг) сірки, може вплинути на довговічність випускної системи або інтервал заміни оливи.
API FA-4. Моторні оливи класу в’язкості SAE XW-30 спеціально розроблені для використання у деяких моделях високошвидкісних чотиритактних дизельних двигунів, які працюють на паливі зі вмістом сірки до 0,0015% (15 мг/кг). Оливи API FA-4 не є взаємозамінними, тому що не сумісні з оливами категорій API CK-4, CJ-4, CI-4 Plus, CI-4 і CH-4.
Передбачено також випуск універсальних олив, які призначені для застосування як у дизельних, так і у бензинових двигунах. Такі оливи мають подвійне позначення. Наприклад, API CE/SF, API SF/CC (або API CE-SF, API SF-CC). При цьому завжди потрібно надавати перевагу використанню оливи у тому двигуні, який позначений першим. Деякі фірми у подвійному позначенні оливи акцентують на перевагах її застосування. Наприклад, SAE 15W-30 API CE/SF «DIESEL», тобто олива, попри те, що вона універсальна, призначена для дизельних двигунів.
