Что «убивает» моторное масло

Все знают, что в моторе должно быть масло и что уровень должен быть не ниже минимума. Так может, вместо замены масла его можно просто доливать? Чтобы ответить на этот вопрос, мы расскажем о том, как и почему масло разлагается в двигателе.

«В «Волге» масло не меняют, в «Волгу» масло доливают» — так звучит прекрасная пословица, которая неплохо отражает суть мнения многих из обладателей авто постарше или же «свежих» машин с проблемными двигателями, пожирающими масло с аппетитом. Попробуем доказать, что такая позиция чревата грустными последствиями.

Для чего нужно моторное масло?

Моторное масло в двигателе машины отвечает за надежность самых главных узлов. Причем требования к его работе в каждом из них весьма противоречивы. Подшипники скольжения коленчатого вала лучше всего себя чувствуют при высоком давлении масла. Оно охлаждает их и является материалом так называемого гидроклина, благодаря которому подшипник может работать долго и надежно. В рабочем режиме подшипник работает как гидродинамический, а не как обычный подшипник скольжения. Баз масла этот узел может проработать с нагрузкой буквально доли секунды, а на холостых оборотах — несколько часов.

Следующим важным узлом, где без масла не обойтись, являются сами поршни и цилиндры мотора. Вопреки распространенному мнению, в исправном моторе поршень почти не касается стенок цилиндра. При рабочем ходе масло под давлением оказывается в щели между поршнем и цилиндром, не давая им соприкоснуться, а сверху движутся поршневые кольца, которые снимают со стенок цилиндра излишек масла, оставляя лишь тонкую пленку. Она обеспечит смазку колец, а сама будет плотно прилегать к поверхности относительно холодного цилиндра и не сгорит во время вспышки рабочей смеси с температурой в тысячи градусов.

Именно через тонкий слой масла отводится тепло от поршня к поршневым кольцам, а от колец — к цилиндру. Еще на высоконагруженных моторах есть специальные масляные форсунки, которые льют масло на днище поршня, охлаждая его непосредственно. И, конечно же, без масла не обойтись в приводе ГРМ: масло смазывает подшипники скольжения распредвалов, кулачки привода и сами клапана.

А еще на многих современных моторах масло используется в гидрокомпенсаторах зазоров, в устройствах регулировки фаз ГРМ и изменения высоты подъема клапанов (например, в системах i-VTEC на Honda и VVT-i на Toyota). Уже из одного только простого перечисления областей работы масла видно, что от качества работы масла зависит жизнь всего мотора. Итак, основными его задачами в двигателе являются собственно смазка и работа в качестве жидкости гидродинамического подшипника, но не менее важной задачей является передача и отвод тепла.

Как и из-за чего портится масло?

В процессе работы масло изменяется под действием многочисленных факторов. Содержащиеся в нем присадки, обеспечивающие противозадирные, очищающие свойства и его вязкость, понемногу «изнашиваются» или просто используются. Под действием кислот меняется и сама основа масла. В разных двигателях соотношение различных причин постепенной деградации масла будет разным, но полный набор останется.

Высокие температуры

Понятно, что масло трудится в очень жестких условиях, его температура в картере может доходить до полутора сотен градусов даже в «гражданских» моторах, а тонкая пленка масла взаимодействует с открытым пламенем и не сгорает лишь потому, что обладает неплохой теплопроводностью и отводит тепло к массивному блоку цилиндров. И больше всего нагревается масло вовсе не на зеркале цилиндра, а в зоне поршневых колец, где оно воспринимает весь поток тепла от поршня к поршневым кольцам, и температуры часто подбираются к тремстам градусам на самых «проблемных» двигателях.

В зависимости от типа масла его основа при разрушении просто испаряется, образует лаковые отложения, масляный шлам и нагар, а попутно меняет свои характеристики по вязкости, температуре застывания и еще множество остальных. Таким образом, именно температурное воздействие является одной из основных причин изменения характеристик масла и его загрязнения продуктами распада.

Чем меньше масла в картере машины, чем выше рабочая температура двигателя, чем выше нагрузка на мотор, тем быстрее деградирует масло. Неисправности системы охлаждения, отсутствие обдува картера двигателя или масляного радиатора могут уменьшить ресурс масла в разы. На нагреве масла сказываются и конструктивные особенности мотора. Так, на коротких Т-образных поршнях компрессионные кольца обычно расположены в более горячей зоне, и омывающее их масло подвергается значительно большей тепловой нагрузке. Именно перегрев масла может являться основной причиной так называемой масляной чумы, которая стала проявляться последние годы — при этом масло «сворачивается» при температурах намного выше обычной его температуры потери текучести.

Картерные газы

Помимо воздействия высоких температур, на масло воздействуют еще и картерные газы. Они проникают через уплотнения поршней и создают в картере жесткий «коктейль» из серной, сернистой, азотной и азотистой кислот, которые образуются при взаимодействии продуктов сгорания топлива — водяного пара и окислов азота и серы. Вместе с ними в картер попадают различные сложные соединения, ведь в бензине содержится множество присадок и продукты их сгорания многообразны.

Тот выхлоп, что попадет в выпускной коллектор и пройдет через систему катализаторов, прежде чем улететь в атмосферу, значительно чище, чем та смесь, что попадает в картер. Множество агрессивной химии отлично взаимодействует с «масляным туманом» — распыленными частичками масла в двигателе, и понемногу «отравляет» его продуктами распада. Химия воздействует так же и на все полезные присадки, содержащиеся в масле.

А поскольку основным разрушающим фактором являются кислоты, то масло делают изначально щелочным, чтобы в процессе эксплуатации оно нейтрализовало поступающие кислоты и предохраняло двигатель (и само себя заодно) от разрушения. Характеристика масла, отвечающая за этот параметр, называется TBN (total base number).

Раньше, чем она была выше, тем на больший срок службы масла можно было рассчитывать. Например, у «грузовых» масел TBN может доходить до 16, а вот в маслах для легковушек, у которых срок службы прогнозируется куда меньше ста тысяч до замены, не превышает 8-11.

Но сравнительно недавно появилась тенденция к использованию малозольных масел, у которых пониженное щелочное число и пониженное количество присадок — противозадирных и стабилизирующих. Долго работать такое масло может лишь в самых новых двигателях и на бензине, соответствующем нормам «Евро 5-6». При эксплуатации же в старом моторе на обычном бензине стандарта «Евро 3-4» даже дорогие малозольные масла будут меняться быстрее, чем более простые.

Отрицательно влияют на окисление масла сбои в работе системы вентиляции картера, работа на холостых оборотах, повышенная температура масла и плохое состояние поршневых колец. Особенностью работы дизельных моторов является избыток окислов азота NOх, а следовательно, и азотной кислоты в картерных газах. Именно поэтому масло в дизеле должно иметь большее щелочное число — падает оно куда быстрее, чем в бензиновом моторе.

Само топливо

В обычных условиях эксплуатации попадание бензина в масло не представляет особой угрозы. Смешивающийся с пленкой масла на стенках холодного цилиндра бензин при очередном движении поршня при пуске мотора попадает в масляный картер. Обычно объем незначителен, но если долго заводить холодный мотор, то бензина может попасть туда много — больше литра.

Но даже при холодном старте весь объем бензина успевает испариться после полного прогрева масла и не оказывает существенного влияния на характеристики масла. А руководства по эксплуатации советского периода так вообще советовали долить литр бензина в масло перед холодной ночью для снижения его вязкости.

К сожалению, сейчас все не так просто. Бензиновые моторы с впрыском часто не успевают толком прогреться за поездку. В отличие от карбюраторных машин, прогрев до полной температуры для начала движения не требуется, и им пренебрегают. Да и греются многие современные моторы слабо. А у двигателей с непосредственным впрыском есть и еще одна причина для попадания бензина в масло, причем в больших количествах. Механический насос высокого давления — ТНВД — часто пропускает топливо, причем постоянно, а не только при холодных запусках.

К счастью, проблема в основном касается только холодного времени года и частых неудачных холодных запусков. И масло в исправном моторе, который успевает прогреться, не страдает. Но если насос течет, а неудачные холодные запуски происходят часто, то создаются условия, когда масло оказывается уже прогревшимся до порога вязкости (а это примерно 50 градусов по Цельсию) но при этом еще маловязким из-за неиспарившегося из него бензина. В этих условиях постоянный поток присадок из топлива может негативно повлиять на его характеристики.

Встречаются и экзотические случаи смешивания с другими техническими жидкостями, например, с ATF, в случае разгерметизации насоса ГУР, как на Saab 9-3, или теплообменников.

Твердые частицы

В масло попадают продукты распада самого масла и продукты износа мотора. Наиболее крупные частицы задерживаются масляным фильтром, а более мелкие проходят его. Часть продуктов износа выпадает в масляный картер двигателя и оседает, часть связывается с лаковыми отложениями и забивает масляные каналы.

Процесс вывода крупных загрязнений с помощью масляного фильтра из масляного объема тоже небыстрый. Через фильтр проходит не все масло, а только его часть. При холодных запусках или при высоких оборотах почти все масло проходит через редукционный клапан масляного насоса и вообще не очищается. Различные «добавки» по-разному влияют на характеристики масла, но в любом случае его параметры понемногу отклоняются от заводских норм и оно хуже выполняет свою работу.

И, конечно же, масло понемногу накапливает загрязнители. Но скорость этого «понемногу» будет разная, в зависимости от мотора и от масла. И настанет момент, когда нужно сменить масло, слить остатки вместе с нерастворенными продуктами разрушения и залить новую порцию.

Что в итоге?

Вывод таков: чем больше и лучше пакет присадок, чем дольше он сохраняется в масле, тем дольше масло защищает мотор. Чем дольше держится сама основа масла, тем дольше масло сохранит свои характеристики, а уже от типа основы зависит количество различных присадок, которые можно в ней растворить. О различии минеральной, полусинтетической и синтетической основ, а также об интервале замены мы напишем в следующем материале.