Изготовление моторного масла
Небольшой американской городок Полсборо неподалеку от Филадельфии сложно найти на карте. Между тем именно он стал колыбелью одной из технологических революций в автомобильной промышленности – именно здесь, в Исследовательском центре компании Mobil Oil (ныне ExxonMobil) было разработано первое массовое и доступное во всем мире полностью синтетическое моторное масло Mobil 1.
Дмитрий Мамонтов
Сразу за дверью в здании исследовательского центра обнаруживается настоящая автозаправка Mobilgas со скучающим манекеном-автозаправщиком, застывшим в ожидании клиентов. Его явно занесло сюда не без помощи машины времени из первой половины XX века. «Давно здесь сидит!» — с улыбкой комментирует один из проходящих мимо сотрудников. Вот уж точно — настоящий безмолвный свидетель технологической революции. На самом деле, по словам нынешнего руководителя подразделения моторных масел Mobil 1 Научно-исследовательского центра ExxonMobil (ExxonMobil Research & Engineering) Дуга Декмана, эта революция давно уже приобрела постоянный характер: «Каждые несколько лет производители автомобильных двигателей, подгоняемые более жесткими экологическими требованиями, выдают нам новые спецификации на моторные масла, а нам приходится постоянно работать на опережение, ориентируясь на все более жесткие стандарты».
Масло, пришедшее с холода
В 2005 году Билл Максвелл, тогдашний руководитель группы разработки моторных масел Mobil 1, поведал «TechInsider» историю появления этого революционного продукта на рынке («Масло не для бутерброда», «ПМ» № 4’2005). Первое синтетическое масло компании Mobil Oil (ExxonMobil) на основе полиальфаолефинов (ПАО), вышедшее в 1974 году, буквально перевернуло автомобильную промышленность. В первую очередь оно предназначалось для холодных условий, в частности для Аляски. Запуск в мороз считается тяжелым испытанием для любого автомобильного двигателя, и масло, сохранявшее свою текучесть даже при очень низких температурах (при которых традиционное минеральное масло застывало), было высоко оценено по всему миру. С другой стороны, при повышении температуры масло не должно слишком разжижаться, иначе оно не сможет образовать защитную пленку на деталях мотора. Поэтому один из важных компонентов пакета присадок, модификатор вязкости (полимерный загуститель), — это то самое вещество, которому всесезонные масла обязаны своей «комбинированной» вязкостью.
Длинные молекулы загустителя сворачиваются в клубок при низкой температуре, что никак не сказывается на текучести маловязкой основы. Зато при повышении температуры «клубки» разворачиваются, при этом вязкость масла значительно повышается.
Высокая вязкость в горячем состоянии важна для защиты тяжелонагруженных моторов, особенно спортивных, однако сейчас, как говорит Дуг Декман, у автомобильной промышленности другие приоритеты: «Основная современная тенденция — это переход от многолитровых атмосферных двигателей к компактным малолитражным моторам увеличенной эффективности, с прямым впрыском, турбонаддувом, гибридными трансмиссиями, системами старт-стоп и отключением отдельных цилиндров. Для таких двигателей, «заточенных» под экономию топлива и снижение выбросов токсичных и парниковых газов, требуются низковязкие масла — SAE0w20, 5w20. Сейчас это наименьшая вязкость, в стандарте SAE просто не предусмотрено меньших значений. Поэтому в настоящее время в среде специалистов обсуждают предложения о введении номенклатуры для ультранизких вязкостей моторных масел.
Методом проб и находок
Список компонентов в составе моторного масла не является секретом. Основа — это базовое масло, минеральное (полученное тем или иным способом из нефти) или синтетическое (ExxonMobil использует ПАО). К базовому маслу добавляются пакеты присадок, закупаемые у специализирующихся на этом компаний, таких как Lubrizol, Infineum, Ethyl или Oronite. Все это хорошо известные вещества, а вот их количество в составе готового масла и есть главная коммерческая тайна.
После помещений, заставленных новейшей измерительной аппаратурой, лаборатория испытательного подразделения, где работает Барри Хиллс, производит странное впечатление. Здесь нет ни спектрометров, ни вискозиметров экзотических конструкций, ни хроматографов, ни других образчиков высоких технологий. Барри – старший эксперт по оценке нагара и лаковых отложений на поршнях, а для своей работы он использует только лупу с подсветкой и держатель поршней, поскольку никакие измерительные приборы не способны выполнить эту задачу.
Чтобы подобрать баланс присадок, проводятся десятки тысяч экспериментов, измерений и испытаний в лабораториях, которые занимают немалую часть огромного здания. Здесь на самом современном оборудовании смешивают базовые масла, подбирают пакеты присадок и отдельные компоненты: модификаторы вязкости, обеспечивающие оптимальную текучесть масла при высоких и низких температурах, противоизносные и противозадирные присадки, защищающие детали от износа, модификаторы трения, способствующие снижению расхода топлива, детергенты и дисперсанты, очищающие поверхность двигателя от нагара, а также антиоксиданты, предотвращающие окисление масла, и антикоррозионные присадки.
После измерения основных свойств масло тестируется на моторных стендах. Стандартами ASTM (American Society for Testing and Materials) предусмотрен целый ряд таких испытаний, причем довольно жестких. Например, для сертификации масла по стандарту API SM необходимо провести испытание по программе ASTM Sequence IIIG, предусматривающей работу 3,8-литрового двигателя General Motors V6 Series II образца 1996/1997 года в течение 100 часов на 3600 об/мин с мощностью в 125 л.с. и температурой масла 150 °C. При этом каждые 20 часов проверяется ряд свойств моторного масла, а после завершения цикла двигатель разбирается для оценки износа и степени нагара на поршнях.
Тесты в натуре
Рядом со зданием исследовательского центра расположен гараж, напротив которого установлены на беговых барабанах несколько автомобилей. За год они, не съезжая с места (не считая буксировки в гараж и обратно на барабаны), наматывают по сто тысяч миль (примерно 160 000 км). Управляются они компьютером, который по заданной программе нажимает на акселератор, чтобы имитировать различные циклы езды. Поскольку испытательная площадка находится на открытом воздухе, это весьма близко имитирует реальные условия с настоящей сменой погоды.
Впрочем, климат в Полсборо не слишком суров: зимой средняя температура держится около нуля, летом — около 30 °C. Суровые климатические испытания моторного масла в ExxonMobil проводят в другом месте — в жарком во всех отношениях Лас-Вегасе, где несколько испытательных машин работают в качестве такси. «Именно там мы сейчас испытываем наши моторные масла ультранизкой вязкости, — говорит Дуг Декман.
Одной из важных задач, стоящих перед разработчиками, является сохранение смазочных и защитных свойств моторных масел в широком диапазоне температур. Эта характеристика лучше всего известна потребителям, поскольку она находится на упаковке любого моторного масла в виде спецификации SAE (Society of Automotive Engineers – Общество автомобильных инженеров США), описывающей вязкостно-температурные свойства и состоящих (для всесезонного масла) из двух чисел. Первое число (с буквой W – Winter) обозначает зимнюю вязкость – чем она меньше, тем лучше будет течь масло при запуске двигателя при низких температурах. Второе число означает вязкость в горячем состоянии, которая характеризует способность масла оставаться достаточно густым при высокой температуре. Чем больше это число, тем толще будет масляная пленка на деталях горячего двигателя, и тем лучше он будет защищен, особенно в условиях интенсивного тепловыделения, характерного для «крутильных» спортивных моторов.
На фото: термометры, погруженные в пробирки с образцами смазочных материалов, измеряют температуру застывания масла.
Недостижимый идеал
Несколько десятилетий назад никто не мог даже представить себе, что успехи в области материаловедения и химии сделают возможным существование смазочных материалов, рассчитанных на весь срок службы механизма. А сейчас трансмиссионное масло в коробку передач заливается один раз — на заводе.
Может ли подобная ситуация стать реальностью для моторного масла? «Для нас, химиков, вечное масло, которое никогда не нужно менять и которое будет работать на протяжении всего срока службы автомобиля, — это как Святой Грааль для рыцарей Средневековья, — смеется Дуг Декман. — Несмотря на значительное увеличение сервисных интервалов — за последние два десятилетия в несколько раз! — я не думаю, что такое принципиально возможно, пока мы используем двигатели внутреннего сгорания. Уменьшение размеров двигателя и одновременно увеличение его эффективности за счет использования ряда конструктивных решений, таких как прямой впрыск, турбонаддув и другие, приводят к повышению экономичности и одновременно делают двигатель высоконагруженным.
Это способствует быстрой деградации моторного масла — оно быстро «стареет» за счет большого количества свободных радикалов, образующихся в зоне с высокой температурой и компрессией. Кроме того, в масле появляется абразивная зола, приводящая к износу двигателя. Так что пока мы не уйдем от двигателей внутреннего сгорания, а это явно произойдет не скоро — «вечного» моторного масла человечеству, увы, увидеть не суждено».
Как делают российское моторное масло
koketka.by
kalendar-beremennosti.ru
Хочу обстоятельно затронуть вопрос о моторном масле. Удивитесь, но масла, которые продаются в нашей стране под известными мировыми брендами, как правило, сделаны в России. Обусловлено это тем, что большинство мировых производителей построили заводы в России, при этом продукция соответствует всем заявленным характеристикам.
О чем это говорит? Масла, производимые в России и из российского сырья, ни в чем не уступают западным аналогам! Следовательно, абсолютно нет никакого смысла переплачивать за заграничный бренд.
А чтобы в этом убедиться лично, я отправился на Новокуйбышевский завод масел и присадок крупнейшей российской нефтекомпании – «Роснефть».
Раньше я бывал в Европе на предприятиях, связанных с производством моторных масел, поэтому могу сравнить применяемые технологии.
Новокуйбышевский завод масел и присадок крупнейшее в России предприятие, на котором производятся все виды моторных масел (синтетические, полусинтетические, минеральные). Образован в 1998 году на базе профильных мощностей Новокуйбышевского НПЗ.
Современные моторные масла получают путем смешения базовых масел с присадками различного функционального назначения. В качестве базовых масел чаще используют нефтяные дистиллятные масла различной вязкости. Сырье поступает с соседнего Новокуйбышевского НПЗ и после селективных процессов становится «базой».
Моторное масло может длительно и надежно выполнять свои функции, обеспечивая заданный ресурс двигателя. Для этого свойства масла должны отвечать тем термическим, механическим и химическим воздействиям, которым оно подвергается в двигателях на поверхностях смазываемых и охлаждаемых деталей.
Поэтому крайне важно, как проходит технологический процесс. Что касается технологий, все используемые в мире технологии производства моторных масел известны «Роснефти» и освоены ею. Это видно даже любителю.
Более того, с каждым годом растут требования к моторным маслам для современных автомобилей, поэтому производство постоянно модернизируется. В скором времени на заводе планируется начать производство базового масла с более высокими характеристиками, что позволит расширить ассортимент и стать первыми в России, кто начнет производство базовых масел группы II и III по классификации API.
Нефть добывается предприятиями «Роснефти» — главным образом «Самаранефтегазом» в Самарской области. Далее, нефть поступает на «Новокуйбышевский нефтеперерабатывающий завод», где из нее отбирают легкие фракции: бензин, керосин, и т.д. Затем, вступает «в дело» Новокуйбышевский завод масел и присадок, превращая в процессе переработки более тяжелую часть нефти в базовые, а затем – в товарные масла.
На предприятии представлен весь классический набор сольвентных процессов производства масел.
Видите на фото большую трубу (высота 47 метров)? Это установка вакуумной трубчатки, где получают различные основы для будущего масла.
Управляют всеми процессами из специальной операторной бункерного типа. Оцените толщину двери-)
Настоящий бункер, толщина стен и перекрытий которого достигает почти метр!
Впрочем, внутри как в хорошем отеле, даже аквариум имеется.
Всеми процессами управляют кликом мышки – производство автоматизировано по последнему слову..При этом в «окне» операторной – лесной пейзаж.
Десятки видеокамер являются «глазами» оператора.
Огромное внимание уделяется промышленной безопасности. На фото специальная паровая завеса технологической печи.
Для понимания, если совсем кратко, основные этапы производства моторного масла сосредоточены на последовательной очистке от нежелательных компонентов.
После того, как сырье проходит очистку, происходит так называемый процесс приготовления (блендинг).
Опять аналогия с хорошим отелем — это не стойка ресепшена, а так оформлена установка компаундирования, управляющая процессом приготовления товарных масел.
Грубо говоря, установка управляет большим блендером, который перемешивает базовые основы и присадки в определенных соотношениях и при определенных условиях. В результате чего, собственно и получается моторное масло. Автоматика позволяет очень точно дозировать необходимые компоненты. Кстати, на предприятие есть собственное производство присадок, продукция которого используется в рецептурах масел.
Без контроля качественный продукт невозможен, поэтому на заводе есть лаборатория, оборудованная по последнему слову техники. Компетентность испытательной лаборатории подтверждает ее аккредитация.
В задачи заводской лаборатории входит контроль качества компонентов и продукции на всех стадиях очистки и приготовления масла и точности соблюдения рецептуры при смешивании на финальном этапе.
Для понимания масштабов, в лаборатории масел ежемесячно производится до 40 000 исследований!
После всех проверок, готовое масло поступает в цех фасовки. Каждая канистра проходит несколько этапов проверок: на герметичность, на полноту налива масла и т.д.
Фасовочный цех представляет собой конвейер, на котором трудятся роботы. Ручной труд отсутствует.
Пластиковые канистры производятся тоже на самом заводе. Кстати, одним из крупных партнеров «Роснефти» в качестве потребителя ГСМ, производимых в компании, является «АвтоВАЗ». У крупнейшего производителя и потребитель крупный.
Автоматически наклеивается этикетка.
Робот упаковывает канистры в коробки и отправляет на склад.
Кстати, готовое моторное масло разливается не только в канистры объемом 1, 4 и 20 литров, но и в большие бочки, контейнеры и даже автоцистерны.
Огромный склад готовой продукции, стеллажи которого возвышаются на двадцать пять метров..jpg)
Отсюда продукция Роснефти отправляется по всему свету. Треть готовой продукции отгружается на экспорт, в том числе и в «дальнее» зарубежье.
Застал погрузку фуры. Всего, ассортимент продукции НЗМП на сегодня насчитывает более 100 наименований.
Думаю вы сами убедились, что масла компании «Роснефть», при условии правильного подбора масла по маркировке, ни в чем не уступают европейским или американским аналогам.
Достойно похвалы и то, что «Роснефть» одна из немногих продвигает действительно российский продукт, завоевывает с этим продуктом награды в конкурсах и доверие покупателей на дорогах, то есть занимается тем самым импортозамещением, о котором кое-где только рассуждают.
/ Текст и фото: Сергей Никитский http://rblogger.ru /
Каков состав моторного масла? | TotalEnergies Group
Состав
минерального, синтетического и полусинтетического масла Существует три вида моторных масел: минеральное масло, синтетическое масло и полусинтетическое масло.
Каждое из этих моторных масел имеет различный состав : основу составляет либо очищенная сырая нефть, либо полимеры, изготовленные в лаборатории.
Минеральное масло:
Состав натурального маслаМинеральное моторное масло производится из сырой нефти. После извлечения и транспортировки на нефтеперерабатывающий завод сырая нефть проходит несколько процессов очистки, чтобы удалить как можно больше примесей. Это масло в основном состоит из углеводородов (насыщенных или ненасыщенных кислородом), но оно также может содержать следы таких соединений, как сера или азот. После обработки в так называемое минеральное моторное масло добавляются присадки для улучшения его характеристик.
Как вы
делаете синтетическое масло? Синтетическое масло можно получить химическим путем в лаборатории, но оно также может быть получено из очищенной нефти. Очистка синтетической нефти — более сложный процесс, чем минеральной: он включает изменение структуры молекул углеводородов.
Процессы получения масла гарантируют сохранение только лучших молекул. Также добавляют множество добавок. Благодаря своему составу так называемое синтетическое моторное масло считается высококачественным маслом, более чистым и обладающим более высокими эксплуатационными характеристиками, чем минеральное масло.
Из чего состоит полусинтетическое масло
?Полусинтетическое масло представляет собой смесь синтетического масла и минерального масла. Пропорции в смеси не равны: полусинтетика содержит максимум 30% синтетического масла. Интересно знать, что масло, содержащее всего 1% синтетического масла, также называют «полусинтетическим маслом».
Какова цель
присадок, используемых в моторном масле?Для обеспечения качества, производительности и срока службы моторных масел как в минеральные, так и в синтетические масла добавляются присадки.
Тип добавки | Роль добавки |
Добавки-ингибиторы окисления | Со временем моторное масло окисляется. |
Моющие добавки | Основным свойством моющей присадки является удаление отложений и микрочастиц, образующихся на поверхностях при эксплуатации автомобиля. |
Диспергирующие добавки | Диспергирующие присадки задерживают все отложения и примеси, образующиеся при работе двигателя на подвеске, что позволяет избежать накопления отложений на деталях двигателя. Затем отложения попадают в масляный фильтр. |
Противопенные добавки | Использование моющих присадок может привести к образованию пены на поверхности масла. Это не позволяет маслу правильно смазывать детали двигателя. Эта добавка используется для предотвращения этого явления. |
Противоизносные присадки | Противоизносные присадки, также называемые присадками-модификаторами трения, добавляют слой солидола, который смазывает двигатель сразу после запуска автомобиля, что позволяет избежать трения между деталями. |
Добавки-ингибиторы коррозии | Двигатель изготовлен из металлических деталей, чувствительных к ржавчине. Присадки-ингибиторы коррозии защищают детали от ржавчины. |
Модификаторы индекса вязкости | Эти присадки уменьшают разницу в вязкости между холодным и горячим маслом, тем самым обеспечивая более равномерную вязкую масляную пленку на поверхности двигателя. |
Добавки к антифризам | Эти присадки помогают адаптировать различные моторные масла к окружающей среде, изменяя температуру затвердевания масла. Они повышают текучесть холодного масла. |
Менее эффективно смазывает детали двигателя. Поэтому моторное масло нужно менять регулярно. Однако добавка ингибитора окисления замедляет этот процесс, увеличивая срок службы моторного масла.
Эта присадка в основном используется в минеральных маслах.
Этот список содержит основные добавки, но не является исчерпывающим. Существуют и другие виды добавок.
Моторное масло | Mein Autolexikon
В двигателях внутреннего сгорания моторное масло выполняет ряд функций.
Одним из наиболее важных из них является смазка механических компонентов. Смазка снижает трение между движущимися частями и…
Охрана окружающей среды
Современные моторные масла повышают общую эффективность двигателя, способствуя тем самым снижению выбросов. Кроме того, современные моторные масла, поддерживающие беззольное сгорание, помогают повысить функциональную надежность систем повторной обработки выхлопных газов, таких как сажевые фильтры. Современные моторные масла не содержат хлора или тяжелых металлов и могут быть легко переработаны. Это означает, что ресурсы защищены.
Назначение
В двигателях внутреннего сгорания моторное масло выполняет ряд функций. Одним из наиболее важных из них является смазка механических компонентов. Смазка уменьшает трение между движущимися частями и сводит износ к минимуму. Моторное масло также должно охлаждать, очищать, обеспечивать защиту от коррозии и герметизировать камеры сгорания. Наконец, что не менее важно, он используется для передачи мощности в гидравлических системах двигателя (натяжители цепи, регулировка распределительных валов и т.
д.).
Состав моторного масла
В зависимости от типа и характеристик современные моторные масла изготавливаются на основе различных базовых масел или соединений базовых масел. Также используются добавки, которые выполняют самые разные задачи. Высокоэффективное моторное масло можно получить только со сбалансированной формулой (базовое масло и компоненты присадок).
Состав типичного моторного масла следующий:
- 78 % базового масла
- 10 % присадки для улучшения вязкости (для улучшения текучести)
- 3% детергент (моющие вещества, очищающие двигатель)
- 5% диспергатор (для взвешивания частиц грязи)
- 1% защита от износа
- 3% другие компоненты
Вязкость
наиболее Вязкость является одним из важные свойства моторного масла. Вязкость масла всегда указывается на его бочке. Вязкость – это мера сопротивления жидкости течению. Оно определяется внутренним трением, которое сопротивляется потоку соседних частиц в жидкости.
Еще в 1911, вязкость послужила основой для первой системы классификации моторных масел и была определена в системе классификации Общества автомобильных инженеров (SAE). Большинство масел, используемых сегодня, являются всесезонными маслами. SAE 5W30 является примером обозначения вязкости всесезонного масла.
Показатели вязкости основаны на двух переменных:
Динамическая вязкость
Описывает сопротивление моторного масла течению при низких температурах. Масла делятся на зимние классы вязкости 0W, 5W, 10W, 15W, 20W, 25W. Чем меньше число перед буквой W, тем ниже вязкость масла при низких температурах. Динамическая вязкость влияет на скорость стартера, например, когда двигатель холодный. Чем ниже индекс вязкости на холоде, тем легче будет проворачиваться холодный двигатель при запуске.
Кинематическая вязкость
Кинематическая вязкость описывает соотношение между динамической вязкостью и густотой моторного масла при определенной температуре. Летние классы вязкости SAE классифицируются при температуре испытания 100°C.
Типичные классы вязкости: 20, 30, 40, 50 и 60. Чем больше число перед W, тем выше вязкость масла при 100°C.
HTHS
Упомянутые выше классы вязкости (зимний и летний) дополняются так называемой вязкостью HTHS. HTHS расшифровывается как High Temperature High Shear. Он описывает динамическую вязкость, измеренную при 150°C и более высоких усилиях сдвига. Выражается в миллипаскалях-секундах (мПа). Предельные значения HTHS определены для обеспечения того, чтобы даже в подшипниках (где и усилия сдвига, и температура масла высоки) моторные масла могли обеспечить необходимую смазку.
Предельное значение для моторных масел со спецификацией ACEA A2/A3 и ACEA B2/B3 находится при HTHS 3,5 мПа·с. Качество моторного масла категории ACEA A1/B1 имеет пониженное значение HTHS до 2,9 мПа·с. Расход топлива должен быть ниже в результате уменьшенного индекса HTHS.
Смешиваемость моторных масел
Как правило, моторные масла можно смешивать друг с другом независимо от того, являются ли они синтетическими или минеральными маслами.
Смешивание даже поощряется автомобильными компаниями.
Однако моторные масла разных марок или составов следует смешивать только в том случае, если потребность в доливке не может быть удовлетворена каким-либо другим способом. Соответственно, не рекомендуется смешивать синтетические или полусинтетические моторные масла с моторными маслами на минеральной основе, так как это снижает более высокие стандарты качества синтетических масел. Оценка качества соответствует самому слабому звену в цепи.
Увеличение интервалов замены смазочных материалов означает, что масла должны соответствовать все более жестким требованиям. Например, современные моторные масла должны поддерживать постоянную производительность на протяжении всего срока службы, а также демонстрировать высокую термическую и окислительную стабильность для длительного срока службы и оптимизированные фрикционные характеристики для снижения потерь энергии.
Безопасность
Моторное масло обеспечивает смазку всех компонентов двигателя.