Практически все смазочные материалы (масла и смазки) состоят из масляной или маслоподобной основы (базового масла) и присадок, которые улучшающих природные характеристики основы и/или придают ей новые свойства и особенности. При этом количество присадок меняется от долей процента в турбинных маслах до 25-30 процентов в моторных.
Присадки присадками, однако основные эксплуатационные характеристики полученного смазочного материала будут весьма сильно зависеть от характеристик базового масла.
На сегодняшний день действует международная классификация американского института нефти (API) по которой все производимые базовые масла делятся на 5 групп в зависимости от происхождения, количества в них ненасыщенных углеводородов, серы и присущего им индекса вязкости.
Базовые масла Группы I (Минеральные)
Базовые масла API Группы I в обиходе называются «минеральными» и получаются на нефтеперегонных заводах из сырой нефти. Процесс их производства начинается с атмосферной дистилляции (отгонки) светлых топлив - бензинов, керосина, лигроина на и дизельного топлива. Остаток - мазут - дальнейшей разгонке при атмосферном давлении не подлежит. Однако при пониженном давлении (при разряжении) из него отгоняются различные по вязкости фракции, которые и называются в дальнейшем «базовым маслом API Группы I». Химический состав этого продукта очень разнообразный. В него входят углеводороды с различной длиной углеродной цепи, циклические и ароматические (содержащие бензольное кольцо) углеводороды различной степени насыщения, вещества содержащие азот и серу, и прочие примеси. Конечно же, после отгонки эти масляные фракции подвергаются различным процессам очистки (экстракции растворителями, глинами и т.п.). Все эти очистки из соображений экономии не дают полного эффекта, к тому же понижают общий выход базового масла. Базовые масла Группы I обычно имеют окраску от светло-желтой до темно-коричневой и характерный запах нефтепродуктов. Они имеют самое низкое содержание насыщенных веществ, самое высокое содержание серы и относительно низкий .Из-за очень высокой разнородности молекулярного состав, эти масла имеют низкую окислительную стабильность, высокую испаряемость, относительно высокую температуру потери текучести.
Из-за простоты производства и высокой доступности (их производят практически во всех регионах мира) это самые дешевые масла, на основе которых в настоящий момент производится до 70% общего объема смазочных материалов.
Базовые масла по спецификации API
| ГРУППА | Содержание предельных углеводородов, % | Содержание серы, % | Индекс вязкости |
| ГРУППА I | <90 | >0.03 | 80-120 |
| ГРУППА II | ≥90 | ≤0.03 | 80-120 |
| ГРУППА III | ≥90 | ≤0.03 | >120 |
| ГРУППА IV | Полиальфаолефины | ||
| ГРУППА V | Другие базовые масла |
Но многих производителей оборудования и смазочных материалов эксплуатационные характеристики минеральных базовых масел и получаемых из них минеральных смазочных материалов уже перестают удовлетворять. Главным образом ихне устраивают низкая окислительная стабильность и относительно высокие температуры замерзания. Низкая окислительная стабильность отражается на короткой жизни финишных минеральных масел и смазок. Высокие температуры потери текучести (замерзания) и относительно низкий индекс вязкости сужают температурный интервал их применения. Наличие легких фракций в базовом масле объясняют высокий их «угар»при эксплуатации.
Низкая окислительная стабильность минеральных смазочных материалов в процессе службы выливается в их быстрое потемнение, повышение вязкости, в образовании шламов, лаков и нагаров на деталях смазываемого оборудования, что конечно же не способствует продолжительной жизни этих деталей. Высокие температуры замерзания ограничивают климатические зоны их применимости, вызывая необходимость сезонных замен. Высокий «угар» - дополнительный расход смазочных материалов.
Базовые масла Группы II и III (Гидрокрекинг)
Для уменьшения таких отрицательных черт нефтехимики начали производить базовые масла API Группы II, которые чаще всего называют «гидрокрекинговыми или гидрообработанными». Как видно из названий, процесс заключается в обработке минерального базового масла Группы I водородом при высоких температурах и в присутствие катализаторов. В этих условиях водород присоединяется по ненасыщенным связям углеводородов, «раскрывает» циклические и ароматические цепи. С легкими углеводородами, с соединениями серы и азота, водород образует газообразные продукты, удаляемые из сферы реакции. Длинные молекулы линейных углеводородов (парафинов) разрушаются (крекинг), превращаясь в более короткие молекулы. В результате такой обработки на выходе получаются практически не содержащие серы бесцветные масла, обладающие более высокой степенью насыщенности (а значит и более высокой окислительной стабильностью) и низкой температурой замерзания благодаря меньшему содержанию парафинов. Однако масла Группы II продолжают обладать относительно низким индексом вязкости, сужающим интервал рабочих температур финишных смазочных материалов, произведенных на их основе.
Гидрокрекинговые базовые масла в основном производятся в северной Америке и Южной Корее. Однако спрос на них растет, и многие нефтяные компании (в частности российские) интенсивно модернизируют старые и строят новые установки для производства базовых масел Группы II. Стоимость этих масел и, соответственно, финишных смазочных материалов на их основе в 1.5-1.8 раз выше, чем минеральных.
Требования к финишным смазочным материалам с широким температурным диапазоном использования побудили нефтехимиков производить базовые масла с высоким индексом вязкости. Это достигается опять же при помощи водорода, который в определенных условиях переводит линейные цепочки парафинов в разветвленные. Процесс называется гидроизомеризация. Присутствие таких изомеризованных парафинов повышает индекс вязкости базового масла, но дополнительная операция поднимает стоимость полученных «нетрадиционных» базовых масел API Группы III в 2.3-2.8 раз над минеральными. Но получаемые базовые масла и финишные на их основе еще более химически стабильны, еще меньше «угорают» и обладают прекрасными низкотемпературными характеристиками и высоким индексом вязкости.
Базовые масла Группы IV и V (синтетика)
Желание отказаться от нефти, как источника производства смазочных материалов, побудили химиков заняться строительством углеводородных молекул необходимого размера (в химии их называют поли-альфа-олефинами)для производства синтетических ПАО базовых масел API Группы IV. Их производят на сложных химических установках, сшивая короткие молекулы компонентов природного газа в более длинные, которые называются деценами. На их основе и производят базовые масла и финишные смазочные материалы исключительных характеристик - очень высокая окислительная стабильность, малая испаряемость и очень низкая температура замерзания (чистые поли-альфа-олефины теряют текучесть при температурах ниже -70 °C). Из-за их высокой стоимости (в 4 раза дороже минеральных) ПАО масла используются в основном для изготовления моторных масел, хотя существуют и синтетические трансмиссионные, гидравлические, редукторные и прочие индустриальные масла и смазки.
В последнюю API Группу V входят базовые масла, называемые «истинные синтетики». Это название подчеркивает, что для их производства не используются ископаемые ресурсы (нефть, газ). Получаемые на химических заводах, эти масла (или правильнее говорить маслоподобные жидкости) включают десятки наименований. Это и полиалкиленгликоли, и силиконы, фосфорные и сложные эфиры и многие другие. Их применение обусловлено особыми техническими требованиями к оборудованию, экстремально высокими и низкими температурами, требованиями негорючести, химической инертности и многими другими параметрами. Стоимость этих основ в десятки, а тои в сотни раз выше обычных минеральных базовых масел. Но эксплуатационные требования оправдывают затраты.
В эту же группу включены и растительные масла, которые все чаще используются для производства экологически безопасных индустриальных масел.
Следует обратить внимание, что до середины 2006 г «синтетиками» называли базовые масла IV и V Групп и полученные на их основе финишные смазочные материалы. Однако сейчас производителям смазочных материалов РАЗРЕШЕНО в названии своих продуктов, полученных на основе II, III, IV и V Групп, упоминать слово «синтетика» в различных контекстах. «Минеральными» сегодня остались только материалы Группы I.
Базовые масла подразделяются на пять групп, которые отличаются между по химическому составу, а значит, и свойствам. От этого (и их смешения) зависит, каким будет итоговое моторное масло, продающееся на полках магазинов. А самое интересное, так это тот факт что их производством, как и самих присадок занимаются лишь 15 мировых нефтяных компаний, в то время как марок итогового масла намного больше. И тут наверняка у многих возник логический вопрос: в чем тогда отличие масел и какое является лучшим? Но для начала имеет смысл разобраться с классификацией этих составов.
Группы базовых масел
Классификация базовых масел подразумевает деление их на пять групп. Это прописано в стандарте API 1509, приложение E.
Таблица классификации базовых масел по API
Масла 1 группы
Эти составы получаются путем очистки нефтепродуктов, оставшихся после получения бензина или других ГСМ с помощью химических реагентов (растворителей). Еще их называют маслами грубой очистки. Существенным недостатком таких масел является наличие в них большого количества серы, более 0,03%. Что касается характеристик, то такие составы обладают слабыми показателями индекса вязкости (то есть, вязкость очень зависит от температуры и может нормально работать лишь в узком температурном диапазоне). В настоящее время 1 группа базовых масел считается устаревшей и из них производится лишь . Индекс вязкости таких базовых масел составляет 80…120. А температурный диапазон - 0°С…+65°С. Единственное их преимущество - низкая цена.
Масла 2 группы
Базовые масла 2 группы получаются в результате выполнения химического процесса под названием гидрокрекинг. Другое их название - масла высокой степени очистки. Это также очищение нефтепродуктов, однако с использованием водорода и под высоким давлением (на самом деле процесс многоступенчатый и сложный). В результате получается почти прозрачная жидкость, которая и является базовым маслом. Содержание серы в нем менее 0,03%, и они обладают антиокислительными свойствами. Благодаря своей чистоте срок службы полученного на его основе моторного масла значительно увеличивается, а отложения и нагар в двигателе уменьшаются. На основе гидрокрекингового базового масла делают так называемую «НС-синтетику», которую некоторые специалисты относят к полусинтетике. Индекс вязкости в данном случае также находится в диапазоне от 80 до 120. Эту группу называют английской аббревиатурой HVI (High Viscosity Index), что дословно переводится как высокий индекс вязкости.
Масла 3 группы
Эти масла получаются аналогичным образом, как и предыдущие, из нефтепродуктов. Однако особенностями 3 группы является увеличенный , его значение превышает 120. Чем выше этот показатель - тем в более широком температурном диапазоне может работать полученное моторное масло, в частности, в сильный мороз. Зачастую на основе базовых масел 3 группы делают . Содержание серы здесь менее 0,03%, а сам состав состоит на 90% из химически стабильных, насыщенных водородом, молекул. Другое его название - синтетика, однако по факту ею не является. Название группы иногда звучит как VHVI (Very High Viscosity Index), что переводится как очень высокий индекс вязкости.
Иногда отдельно выделяют группу 3+, базу для которой получают не из нефти, а из природного газа. Технология ее создания называется GTL (gas-to-liquids), то есть превращение газа в жидкие углеводороды. В результате получается очень чистое, похожее на воду, базовое масло. Его молекулы обладают прочными связями, устойчивыми к воздействию агрессивных условий. Масла, созданные на такой базе считаются полностью синтетическими, несмотря на то, что в процессе их создания используется гидрокрекинг.
Сырьевые компоненты 3-й группы отлично подходят для разработки рецептур топливосберегающих, синтетических, универсальных моторных масел в диапазоне от 5W-20 до 10W-40.
Масла 4 группы
Эти масла создаются на основе полиальфаолефинов, и являются основой для так называемой «настоящей синтетики», которая отличается своим высоким качеством. Это так называемые базовое полиальфаолефиновое масло. Производится оно с помощью химического синтеза. Однако особенностью моторных масел, полученных на такой базе, является их высокая стоимость, поэтому они используются зачастую лишь в спортивных машинах и в машинах премиум-класса.
Масла 5 группы
Существует отдельные типы базовых масел, куда входят все другие составы, не вошедшие в перечисленные выше четыре группы (грубо говоря, сюда входят все смазывающие составы, даже не относящиеся к автомобильной технике, которые не вошли в первые четыре). В частности, силикон, фосфатный эфир, полиалкиленгликоль (PAG), полиэфиры, биосмазки, вазелиновые и белые масла и так далее. Они, по сути, являются добавками к другим составам. Например, эфиры служат добавками к базовому маслу для улучшения его эксплуатационных свойств. Так, смесь эфирного масла и полиальфаолефинов нормально работает при высоких температурах, обеспечивая тем самым повышенную моющую способность масла и увеличивая срок его эксплуатации. Другое название таких составов - эфирные масла. Они в настоящее время являются самыми качественными и обладающими самыми высокими характеристиками. К ним относятся эстеровые масла, которые однако производятся в очень малых количествах из-за своей дороговизны (около 3% мирового объема производства).
Таким образом, характеристики базовых масел зависят от способа их получения. А это, в свою очередь, влияет на качество и характеристики уже готовых моторных масел, использующихся в автомобильных двигателях. Еще на масла, полученные из нефти, влияет ее химический состав. Ведь он зависит от того, где (в каком регионе на планете) и каким образом была добыта нефть.
Какие базовые масла лучшие
Испаряемость базовых масел по Noack
Устойчивость к окислению
Вопрос о том, какие базовые масла являются лучшими не совсем корректный, поскольку все зависит от того, какое масло нужно получить и использовать в итоге. Для большинства бюджетных машин вполне подходит “полусинтетика”, созданная на основе смешения масел 2, 3 и 4 групп. Если же речь о хорошей “синтетике” для дорогих иномарок премиум-класса, то лучше покупать масло на основе базы 4 группы.
До 2006 года производителям моторных масел можно было называть «синтетическими» масла, полученные на основе четвертой и пятой групп. Которые считаются лучшими базовыми маслами. Однако в настоящее время разрешается это делать даже в случае, если использовалось базовое масло второй или третьей группы. То есть, «минеральными» остались лишь составы на основе первой базовой группы.
Что получается при смешивании видов
Допускается смешение отдельных базовых масел, относящихся к разным группам. Так можно регулировать характеристики итоговых составов. Например, если смешать базовые масла 3 или 4 группы с аналогичными составами из 2 группы, то получится «полусинтетика» с повышенными эксплуатационными характеристиками. Если же упомянутые масла смешать с 1 группой, то получится также « », однако с уже более низкими характеристиками, в частности, высоким содержанием серы или другими примесями (зависит от конкретного состава). Интересно, что масла пятой группы в чистом виде не используют в качестве базы. К ним добавляют составы из третьей и/или четвертой групп. Связано это с их большой испаряемостью и дороговизной.
Отличительной особенностью масел на основе ПАО, является то, что невозможно сделать 100% ПАО состав. Причина заключается в их очень плохой растворяемости. А она нужна для растворения присадок, которые добавляются в процессе изготовления. Поэтому всегда к ПАО-маслам добавляется некоторое количество средств из более низких групп (третьей и/или четвертой).
Строение молекулярных связей у масел, относящихся к разным группам, отличается. Так, у низких групп (первая, вторая, то есть, минеральные масла) молекулярные цепи похожи на разветвленную крону дерева с кучей «кривых» ветвей. Такой форме проще свернуться в шарик, что и происходит при замерзании. Соответственно, замерзать такие масла будут при более высокой температуре. И наоборот, у масел высоких групп углеводородные цепочки имеют длинную прямую структуру, и им сложнее «свернуться». Поэтому они и замерзают при более низких температурах.
Производство и получение базовых масел
При производстве современных базовых масел можно независимо управлять коэффициентом вязкости, температурой предела текучести, испаряемостью и устойчивостью к окислению. Как указывалось выше, базовые масла производят из нефти или нефтепродуктов (например, мазута), а также есть производство и из природного газа методом конверсии в жидкие углеводороды.
Как производится базовое моторное масло
Нефть сама по себе - сложное химическое соединение, в состав которого входят насыщенные парафины и нафтены, ненасыщенные ароматические олефины и так далее. Каждое такое соединение обладает положительными и отрицательными свойствами.
В частности, парафины обладают хорошей стабильностью к окислению, однако при низких температурах она сводится «на нет». Нафтеновые кислоты при высокой температуре образуют в масле осадок. Ароматические углеводороды отрицательно влияют на окислительную стабильность, а также смазывающую способность. Кроме этого, они образуют лаковые отложения.
Непредельные углеводороды являются неустойчивыми, то есть, они меняют свои свойства со временем и при разной температуре. Поэтому от всех перечисленных веществ в базовых маслах нужно избавляться. И делается это разными способами.
Метан - природный газ которые не имеет ни цвета ни запаха, это простейший углеводород состоящий из алканов и парафинов. Алканы которые являются основой этого газа в отличии от нефтенов имеют прочные молекулярными связи, и как следствие устойчивость к реакциям с серой и щелочью, не образовывать осадков и лаковых отложений, но поддаются окислению при 200°C.
Основная трудность состоит именно в синтезировании жидких углеводородов, но конечным процессом так само является гидрокрекинг, где происходит разделение длинных цепей углеводородов на разные фракции, одной из которых и является абсолютно прозрачное базовое масло без сульфатной золы. Чистота масла составляет 99,5%.
Коэффициента вязкости значительно выше, чем произведенные из PAO, их используют для изготовления топливосберегающих автомобильных масел с большим сроком эксплуатации. Такое масло обладает очень низкой летучестью и отличной стабильностью как при сильно высоких, так и при крайне низких температурах
Рассмотрим детальнее масла каждой перечисленной выше группы как они отличаются по технологии своего производства.
Группа 1 . Их получают из чистой нефти или других нефтесодержащих материалов (часто продуктов отхода при изготовлении бензина и других ГСМ) путем селективной очистки. Для этого применяют одно из трех элементов - глину, серную кислоту и растворители.
Так, с помощью глины избавляются от азотных и серных соединений. Серная кислота в соединении с примесями обеспечивает осадок шлама. А растворители удаляют парафин и ароматические соединения. Чаща всего пользуются растворителями, поскольку это наиболее эффективно.
Группа 2 . Тут технология аналогичная, однако она дополняется высокорафинированной очисткой элементами с низким содержанием ароматических соединений и парафинов. Благодаря этому повышается окислительная стабильность.
Группа 3 . Базовые масла третьей группы на начальном этапе получают как и масла второй. Однако их особенностью является процесс гидрокрекинга. При этом нефтяные углеводороды подвергаются гидрированию и крекированию.
В процессе гидрирования из состава масла удаляются ароматические углеводороды (они впоследствии образуют налет лака и нагар в двигателе). Также при этом удаляются сера, азот и их химические соединения. Далее проходит этап каталитического крекинга, при котором расщепляются и «распушаются» парафиновые углеводороды, то есть, происходит процесс изомеризации. Благодаря этому получаются молекулярные связи линейного вида. Оставшиеся в масле вредные соединения серы, азота и другие элементы нейтрализуются с помощью добавления присадок.
Группа 3+ . Такие базовые масла производятся так само методом гидрокрекинга, только сырье, которое поддается разделению, не сырая нефть, а жидкие углеводороды синтезированные из природного газа. Газ поддают синтезированию для получения жидких углеводородов по технологии Фишера - Тропша разработанной еще в 1920-х годах, но при этом используя специальный катализатор. Производство необходимого продукта началась лишь с конца 2011 года на заводе Pearl GTL Shell совместно с Qatar Petroleum.
Получение такого базового масла начинается с подачи в установку газа и кислорода. Затем начинается этап газификации с производством синтез-газа, представляющего собой смесь монооксида углерода и водорода. Потом происходит синтезирование жидких углеводородов. И уже дальнейшим процессом в цепи GTL является гидрокрекинг получившейся прозрачной воскообразной массы.
Благодаря процессу газожидкостной конверсии получается кристально чистое базовое масло, которое практически не содержит примесей, характерных для сырой нефти. Самым главным представителем таких масел, выполненных по технологии PurePlus, является Ultra, Pennzoil Ultra и Platinum Full Synthetic.
Группа 4 . Роль синтетической базы для подобных составов играют упомянутые уже полиальфаолефины (ПАО). Они представляют собой углеводороды с длиной цепочки около 10...12 атомов. Их получают путем полимеризации (соединения) так называемых мономеров (коротких углеводородов длиной 5...6 атомов. А сырьем для этого служат нефтяные газы бутилен и этилен (другое название длинных молекул - децены). Процесс этот напоминает “сшивание” на специальных химических машинах. Состоит он из нескольких этапов.
На первом из них олигомеризация децена с тем, чтобы получить линейный альфаолефин. Процесс олигомеризации происходит в присутствии катализаторов, высокой температуры и высокого давления. Второй этап представляет собой полимеризацию линейных альфаолефинов, результатом чего и являются искомые ПАО. Указанный процесс полимеризации происходит при низком давлении и в присутствии металлоорганических катализаторов. На финальном этапе производится фракционная разгонка на ПАО-2, ПАО-4, ПАО-6 и так далее. Для обеспечения необходимых характеристик базового моторного масла выбираются соответствующие фракции и полиальфаолефины.
Группа 5 . Что касается пятой группы, то такие масла основаны на эстерах - сложных эфирах или жирных кислотах, то есть, соединений органических кислот. Эти соединения образуются в результате химических реакций между кислотами (обычно карбоновыми) и спиртами. Сырьем для их производства служат органические материалы - растительные масла (кокосовое, рапсовое). Также иногда масла пятой группы изготавливают из алкилированных нафталинов. Их получают алкилированием нафталинов олефинами.
Как видите, технология изготовления от группы к группе усложняется, а значит, и становится дороже. Именно поэтому минеральные масла имеют низкую цену, а ПАО-синтетические - дорого. Однако при нужно учитывать много разных характеристик, а не только цену и тип масла.
Интересно, что масла, относящиеся к пятой группе, имеют в своем составе поляризованные частицы, которые магнитятся к металлическим частям двигателя. Этим они обеспечивают самую лучшую защиту по сравнению с другими маслами. Кроме этого, они обладают очень хорошими моющими способностями, благодаря чему количество моющих присадок сводится к минимуму (или попросту исключается).
Масла на основе эстеров (пятая базовая группа) используются в авиации, ведь самолеты летают на высоте, где температура значительно ниже той, которая фиксируется даже на крайнем севере.
Современные технологии позволяют создавать полностью биологически разлагаемые эстеровые масла, поскольку упомянутые эстеры - экологически чистые продукты и легко разлагаются. Поэтому такие масла являются экологически чистыми. Однако из-за своей высокой стоимости автолюбители еще не скоро смогут пользоваться ими повсеместно.
Производители базовых масел
Готовое моторное масло - это смесь базового масла и пакета присадок. Причем интересно, что в мире существует всего 5 компаний, производящие эти самые присадки - это Lubrizol, Ethyl, Infineum, Afton и Chevron. Все известные и не очень компании, занимающиеся выпуском собственных смазочных жидкостей, покупают присадки у них. Со временем их состав меняется, модифицируется, компании проводят исследования в химических областях, и стараются не только повысить эксплуатационные характеристики масел, но и сделать их более экологичными.
Что касается производителей базовых масел, то их на самом деле не так много, и в основном это крупные, известные на весь мир, компании, такие как ExonMobil, занимающая первое место в мире по этому показателю (около 50% мирового объема базового масла четвертой группы, а также большая доля в 2,3 и 5 группах). Кроме нее в мире существует еще такие же большие со своим исследовательским центром. Причем их производство разделяется по выше упомянутым пяти группам. Например, такие «киты», как ExxonMobil, Castrol и Shell не производят базовые масла первой группы, поскольку им это «не по чину».
| Производители базовых масел по группам | ||||
|---|---|---|---|---|
| I | II | III | IV | V |
| «Лукойл» (Российская Федерация) | Exxon Mobil (EHC) | Petronas (ETRO) | ExxonMobil | Inolex |
| Total (Франция) | Chevron | ExxonMobil (VISOM) | Idemitsu Kosan Co | Exxon Mobil |
| Kuwait Petroleum (Кувейт) | Excell Paralubes | Neste Oil (Nexbase) | INEOS | DOW |
| Neste (Финляндия) | Ergon | Repsol YPF | Chemtura | BASF |
| SK (Южная Корея) | Motiva | Shell (Shell XHVI и GTL) | Chevron Phillips | Chemtura |
| Petronas (Малайзия) | Suncor Petro-Canada | British Petroleum (Burmah-Castrol) | INEOS | |
| GS Caltex (Kixx LUBO) | Hatco | |||
| SK Lubricants | Nyco America | |||
| Petronas | Afton | |||
| H&R Chempharm GmbH | Croda | |||
| Eni | Synester | |||
| Motiva | ||||
Перечисленные базовые масла изначально делятся по вязкости. И в каждой из групп имеются свои обозначения:
- Первая группа: SN-80, SN-150, SN-400, SN-500, SN-600, SN-650, SN-1200 и так далее.
- Вторая группа: 70N, 100N, 150N, 500N (хотя у разных производителей значение вязкости может отличаться).
- Третья группа: 60R, 100R, 150R, 220R, 600R (здесь также цифры могут отличаться в зависимости от производителя).
Состав моторных масел
В зависимости от того, какими характеристиками должно обладать готовое автомобильное моторное масло, каждый производитель выбирает его состав и соотношение входящих в него веществ. Например, полусинтетическое масло, как правило, состоит из около 70% минерального базового масла (1 или 2 группы), или 30% гидрокрекингового синтетического (иногда 80% и 20%). Далее идет «игра» с присадками (они бывают антиокислительные, антипенные, загущающие, дисперсионные, моющие, дисперенгующие, модификаторы трения), которые добавляют в получившуюся смесь. Присадки обычно низкого качества, поэтому и получившийся готовый продукт не отличается хорошими характеристиками, и может быть использован в бюджетных и/или старых машинах.
Синтетические и полусинтетические составы на основе базовых масел 3 группы - самые распространенные в мире на сегодняшний день. Имеют английское обозначение Semi Syntetic. Технология их изготовления аналогична. Они состоят приблизительно из 80% базового масла (зачастую смешиваются разные группы базовых масел) и присадки. Иногда добавляют регуляторы вязкости.
Синтетические масла на основе базы 4 группы - это уже настоящая «синтетика» Full Syntetic, на основе полиальфаолефонов. Обладают очень высокими характеристиками и долгим сроком службы, однако они очень дорогие. Что касается редких эстеровых моторных масел, то они состоят из смеси базовых масел из 3 и 4 групп, и с добавлением эстерового компонента в объемном количестве от 5 до 30%.
В последнее время встречаются «народные умельцы», которые добавляют в залитое моторное масло машины около 10% чистового эстерового компонента, чтобы якобы повысить его характеристики. Не стоит этого делать! Это изменит вязкость и может привести к непредсказуемым результатам.
Технология изготовления готового моторного масла - это не просто смешение отдельных компонентов, в частности, базы и присадок. На самом деле это смешение происходит поэтапно, при разных температурах, через разные промежутки времени. Поэтому для его производства нужно иметь информацию о технологии и соответствующее оборудование.
Большинство нынешних компаний имея такое оборудование выпускают моторные масла используя наработки основных производителей базовых масел и производителей присадок, так что довольно часто можно встретить утверждение, что производители Нас дурят и на самом деле все масла одинаковы.
"Расскажите, в чем отличия между моторными маслами из различных категорий классификации API ?"
Американский институт нефти (API) классифицировал базовые масла, распределив их на пять категорий (API 1509, Приложение E). Первые три группы, это масла произведенные из сырой нефти. Группа IV содержит полностью синтетические базовые масла из полиальфаолефинов. Группа V для всех других базовых масел, не включенных в группы I по IV.
Группа I
Масла классифицируются, как состоящие из насыщенных молекул менее чем на 90%. В них много серы > 0,03%. Диапазон вязкости от 80 до 120. Температурный диапазон для этих масел составляет от 0°С до 65°С. Базовые масла первой группы рафинируют с помощью растворителей - это самый простой и дешевый процесс очистки. Именно поэтому масла из этой группы являются самыми дешевыми базовыми маслами на рынке.
Группа II
Базовые масла группы II состоят на 90 процентов из насыщенных молекул. В них менее чем 0,03 процента серы и индекс вязкости от 80 до 120. Их часто изготавливают путем гидрокрекинга, который представляет собой более сложный процесс рафинирования, чем тот, который используется для очистки масел группы I. Так как все углеводородные молекулы этих масел являются насыщенными, базовые масла из второй группы обладают лучшими антиокислительными свойствами. Они также имеют более прозрачный цвет. Эти масла очень распространены на рынке сегодня, и стоят не намного дороже чем масла I группы.
Группа III
Базовые масла 3-й группы состоят больше, чем на 90% из химически стабильных, насыщенных водородом молекул. Содержание серы в них менее 0,03% а индекс вязкости выше 120 единиц. Эти масла очищены намного лучше чем базовые масла 2-й группы благодаря процессу гидрокрекинга . Этот длительный процесс специально предназначен для получения максимально чистого базового масла из нефти. Многие специалисты описывают его как синтезированные углеводороды. Как и базовые масла группы II, гидрокрекинговые масла становятся все более распространенными.
Группа IV
Уважаемые посетители! При желании, в форме ниже Вы можете оставить свой комментарий. Внимание! Рекламный спам, сообщения не относящиеся к теме статьи, оскорбительного или угрожающего характера, призывающие и/или расжигающие межнациональную вражду будут удалены без объяснений
Моторное масло - это смесь 2 основных компонентов - базового масла и пакета присадок.
Применение терминов «Синтетика», «Полусинтетика» либо «Минеральное масло» подразумевает тип базового масла, которое было использовано в производстве смазочного материала.
Само базовое масло делится на группы:
1 группа - это базовое масло, полученное путем очистки нефти реагентами, данная группа содержит в себе много серы и имеет слабые показатели индекса вязкости (зависимость вязкости от температуры). Терминология - «Минеральное масло».
2 группа - это масла очищенные водородом (гидрокрекинг). Масла данной группы почти не содержат серы, при производстве, до момента добавления присадок, представляют из себя практически прозрачную жидкость, за счет чего срок службы самого смазочного материала существенно увеличивается, а уменьшение отложений и нагара в двигателе существенно увеличивает его ресурс. Терминология -«Минеральное масло».
3 группа - это по сути те же масла 2 группы, но с увеличенным индексом вязкости. Индекс вязкости - это показатель, который фиксирует изменение вязкости в зависимости от температуры. Путем дополнительных процессов изомеризации масла получают лучшие показатели как низко-, так и высокотемпературной вязкости, что позволяет быть уверенным в смазочном материале как при запуске в самый сильный мороз, так и при эксплуатации при максимальных нагрузках.Терминология - «Синтетика».
4 группа - это масла на основе полиальфаолефинов. Из-за высокой стоимости производства и после открытия технологий гидрокрекинга и изомеризации (2 и 3 группа базовых масел), позволяющих производить базовые масла, ничем не уступающие им по качеству, объемы производства данной группы постепенно снижаются.
Смешение 3 или 4 групп базовых масел с 1 или 2 группой базовых масел - «Полусинтетика». При смешении 3 или 4 групп базовых масел с 1 группой получается «Полусинтетика» увеличенным показателем по сере и иным элементам, что негативно отражается на ресурсе двигателя.
Классификация базовых масел Американским институтом нефти (API).
Всего 5 групп (API 1509, Приложение E). Группа IV содержит полностью синтетические базовые масла из полиальфаолефинов. Группа V для всех других базовых масел, не включенных в группы I по IV.
Группа 1. Произведено из сырой нефти
Масла классифицируются, как состоящие из насыщенных молекул менее чем на 90%. В них много серы > 0,03%. Диапазон вязкости 80 - 120. Температурный диапазон для этих масел 0°С - 65°С. Базовые масла 1 группы рафинируют с помощью растворителей - это самый простой и дешевый процесс очистки. Именно поэтому масла из этой группы являются самыми дешевыми базовыми маслами на рынке.
Группа 2. Произведено из сырой нефти
Базовые масла группы 2 состоят на 90 % из насыщенных молекул. В них серы < 0,03 % и индекс вязкости 80 - 120. Углеводородные молекулы этих масел являются насыщенными, поэтому базовые масла группы 2 обладают лучшими антиокислительными свойствами, более прозрачные. Эти масла очень распространены на рынке сегодня, и стоят не намного дороже чем масла группы 1.
Группа 3. Произведено из сырой нефти
Базовые масла 3 группы состоят больше, чем на 90% из химически стабильных, насыщенных водородом молекул. Содержание серы < 0,03% а индекс вязкости > 120 ед. Эти масла очищены намного лучше чем базовые масла 2 группы благодаря процессу гидрокрекинга. Этот длительный процесс специально предназначен для получения максимально чистого базового масла из нефти.
Группа 4. Полностью синтетические
Группа 4 - это базовые масла полиальфаолефины (PAO). Производятся методом синтезирования. Имеют более широкий диапазон рабочих температур чем масла из групп 1-3 и подходят для использования экстремально холодных условиях и для высоких температур.
Группа 5 Полностью синтетические
Базовые масла группы 5 - это все остальные базовые масла, включая силикон, фосфатный эфир, полиалкиленгликоль (PAG), полиэфиры, биосмазки и т.д. Эти базовые масла используют в комплексе с другими базовыми маслами для улучшения свойств смазки. Эфиры применяют в виде добавки к базовым маслам для улучшения свойств базового масла. Смесь эфирного масла с полиальфаолефинами (PAO) работает при более высоких температурах, обеспечивают лучшую моющую способность и увеличенный срок использования.
Как известно, автомобильные масла классифицируются не только по вязкости, наличию и уровню различных присадок, но еще и по химическому составу. Согласно этой классификации выделяют минеральное, полусинтетическое и синтетическое масла.
Базовые масла на основе, которых делают конечный продукт, разделяют на несколько групп:
Первая группа - обычное минеральное масло , получаемое из тяжелых фракций нефти с помощью различных растворителей.
Вторая группа - очищенные минеральные масла , которые прошли процедуру обработки, за счет этого была повышена стабильность базового масла, в нем становится меньше вредных примесей. Минеральные масла этой группы используются для старых моторов легковых автомобилей, для грузового транспорта, больших промышленных и судовых двигателей, когда необходим недорогой смазочный материал.
Третья группа - масла, полученные с помощью процесса гидрокрекинга. Гидрокрекинг – это название технологии, при помощи которой минеральная основа очищается от примесей и прогоняется для разрыва длинных углеводородных цепочек и насыщается молекулами водорода. При применении этого метода масляная основа видоизменяется на молекулярном уровне таким образом, что состав становится чем-то средним между натуральным и синтезированным. У этого, относительно недавно, появившегося типа масла есть свои положительные качества: во-первых, его стоимость будет ниже, чем у ПАО синтетики, во-вторых, качество его будет несравненно лучше, нежели у минеральных составов. Изначально эти масла относили к глубокоочищенным минеральным маслам или к полусинтетике (по версии некоторых производителей). Но в 1999 году был прецедент, когда компания Exxon Mobil обратилась в суд с иском к компании Castrol, на чьих канистрах с гидрокрекинговым маслом появилась надпись «Synthetic». Решение суда было для многих неожиданным - суд решил, что надпись «Synthetic» - это маркетинговый ход, а не техническое описание товара. После этого решения многие производители стали писать на своих канистрах с гидрокрекинговым маслом «Synthetic». Так как технология производства масел 3 группы много дешевле чем производство классической синтетики на ПАО, эти масла обрели огромную популярность, особенно в свете решения американского суда.
Четвертая группа - полностью синтетические масла на полиальфаолефинах (ПАО). Эти масла получают синтезом нефтяных газов бутилена и этилена. Эта технология позволяет получить почти идеальный состав углеводородных молекул, поэтому масла на основе ПАО обладают уникальными свойствами – способны выдерживать огромные нагрузки, большие обороты, высокие температуры, попадание топлива, без вреда для качества, при этом они более долговечны и стабильны. Гидрокрекинговые масла по многим параметрам могут приблизиться к ПАО, но сохранять эти передовые характеристики в течении длительного срока, они не могут.
Основные минусы ПАО масел – это высокая цена, неспособность растворять в себе присадки и неполярность, т.е ПАО составы не остаются на поверхности. Для растворения присадок в ПАО масла добавляют минеральную основу, а для устранения неполярности – Эстеры – масла 5 группы.
Зачастую бывает сложно отличить ПАО масла от гидрокрекинга, т. к. на той и другой канистре можно увидеть надпись «Синтетика». Только для масел, продаваемых на территории Германии, производителей обязывают указывать на банке «HC – синтез» для гидрокрекинга или «синтетика» для ПАО масел. Есть косвенные признаки, по которым можно определить наличие ПАО в масле. Это температура вспышки – для ПАО масел она может быть 240 °C и выше, когда для гидрокрекинга меньше 225 °C. Тоже касаемо температуры застывания ниже -45°C для ПАО и выше – 38° для гидрокрекинга. Но все это лишь косвенные признаки, определить по ним со 100% вероятностью, что мы имеем ПАО базу или гидрокрекинг, конечно нельзя.
Пятая группа – Эстеры , эфиры, сложные спирты. Для производства товарных масел используются Эстеры - синтетические соединения, полученные из растительного сырья. Эстеры полярны, поэтому остаются на металлических поверхностях и снижают износ. Используют их совместно с маслами предыдущей 4-й группы, получая полностью синтетический продукт, забравший в себя все достоинства ПАО масел и Эстеров. Имея очень стабильную молекулярную структуру, эти масла могут достигать заданных параметров с малым количеством присадок, что очень хорошо для малозольных масел Low Saps, где количество присадок строго регламентировано, так как большинство присадок при сгорании превращается в золу.
Еще об одной группе масел стоит упомянуть отдельно. Технология, берущая свое начало со времен второй мировой войны, кода в Германии ее использовали для изготовления масел для военной техники. Эта технология называется GTL (Gas to Liquid из газа в жидкость). Для производства масел по этой технологии используют природный газ, но технология производства отличается от производства ПАО масел из газа, процесс больше похож на сжижение газа и глубокую очистку, как для гидрокрекинговых масел, поэтому масла GTL относят к базовым маслам 3-й группы. По свойствам и качествам масла GTL находятся между маслами 3 и 4 групп, представляя разумный компромисс между стоимостью и достоинствами. В наше время компания Шелл первой начала производство масел по этой технологии, изначально на заводе своей дочерней компании Pennzoi в Америке и позже на своем новом заводе в Катаре. Все масла Шелл Ультра произведены по этой технологии.