Через какое время моторное масло теряет свойства

Писать про присадки в топливо или масло — это очень часто занятие неблагодарное. В редакцию регулярно приходят предложения опубликовать статью про некий инновационный продукт, разработанный британскими учёными / советскими оборонными предприятиями / молодыми гениями из Сколково (нужное подчеркнуть). Когда к нам обратились питерские производители ВМПАВТО, мы были удивлены. Они предложили доказать эффективность присадки в лаборатории с применением испытательного стенда. То есть, не просто прислать какие-то скриншоты графиков, а провести натурный эксперимент в нашем присутствии. Что называется, «на глазах изумлённой публики».

Вот с таким подходом изучать смазочные свойства масел — правильно! Сегодня на испытании у нас будет сразу несколько масел, которые мы проверим свежими, состаренными и с присадкой. Результат вас удивит — гарантировано. Поехали!

Методология эксперимента

Сейчас не те времена, когда на любой АЗС можно было купить в разлив несколько литров автола. Выбор масел сегодня огромный, причём как дорогих, так и подозрительно дешёвых. Конечно, мы не можем купить по канистре каждого масла: это слишком дорого даже для нас (ха-ха, какая прекрасная скрытая реклама издания), да и эксперимент проходил бы очень долго. Поэтому мы поступим чуть иначе — купим всего пять масел, каждое из которых произведено на разной базе: минеральное, полусинтетическое, гидрокрекинговое, ПАО и на основе сложных эфиров – именно это является корректным переводом английского слова ester на русский язык.

Смею вас уверить, что все масла на одной основе (кроме поддельных) имеют приблизительно одинаковые характеристики. А вот то, что с ними произойдёт в ходе работы и старения, нам крайне интересно. Поэтому сначала мы посмотрим, что покажут эти масла новыми, потом искусственно их состарим и проверим, как они будут работать после нашего условного “пробега”. А потом сделаем с ними ещё кое-что, но об этом позже.

Так, а что у нас с инструментальной базой? Давайте вспомним, для чего нам в моторах вообще нужно масло.

Основных задач у масла три: смазывать, охлаждать и очищать.

Итак, нам нужно смоделировать ситуацию с трением и сопутствующим нагревом. Для этого подходит машина трения ИИ5018-М. Принцип её работы прост: мы устанавливаем в ней вращающийся чугунный ролик — модель цилиндра — и прижимаем к нему маленький фрагмент обычного поршневого компрессионного кольца. Нагрузка — 40 кгс, скорость вращения – 1 000 об/мин. На место сопряжения этих деталей будем по очереди капельно (чтобы сымитировать условия недостатка смазки) подавать разное масло.

Таким образом мы создадим условия, сопоставимые с условиями работы верхнего поршневого кольца в районе верхней мертвой точки — месте наибольшего трения цилиндро-поршневой группы, и будем регистрировать момент трения и температуру в этой области. Чем они будут меньше — тем лучше. Конечно, мы будем иметь дело с вращением, а не возвратно-поступательным движением поршня в цилиндре, но как показывает практика лаборатории, такое моделирование в сравнительных тестах даёт достаточно точные результаты.

Теперь вопрос второй: откуда мы возьмём масло с пробегом? Идеально — заливать свежее в один и тот же мотор (чтобы были одинаковые условия старения) и сливать его при одном и том же пробеге. Но на это ушёл бы не один год. Так что поступим проще: состарим масло искусственно.

И опять же используем опыт лаборатории и методику, разработанную в ней в прошлом году. Её смысл в обычном окислении масла, то есть его нагреве в присутствии кислорода воздуха. Опытным путём было доказано, что делать это нужно в термостате при температуре 250 °С в течение двух часов. Именно при таких условиях изменение щелочного числа, вязкости и трибологических характеристик (тех параметров, которые влияют на процессы трения, изнашивания и смазки) максимально близко к тем, которые происходят при пробеге около пяти тысяч километров.

Само собой, в моторе к этому добавляются и некоторые другие изменения. Например, разбавление масла не сгоревшим топливом и попадание в него продуктов износа частиц металлов. Но мы этого учитывать не будем, так как на свойства масла эти факторы влияют мало (крупные механические примеси остаются в фильтре, а концентрация бензина в масле исправного мотора низкая). Зато все остальные параметры очень близки к тому, что получится в реальной жизни в моторе. Так что испытания искусственно состаренного (окисленного) масла на машине трения нам будет достаточно: наглядно и вполне правдоподобно.

По порядку становись!

Ну, а теперь пару слов о том, какие мы выбрали масла. Может показаться, что выбор несколько странный: тут нет некоторых популярных продуктов, зато есть кое-что, чего найти не так просто. Но на самом деле такая подборка не случайна. С таким набором мы сможем проследить, как влияет старение на масла с различной основой. Вязкость у всех масел одинаковая — 5W30.

Итак, первое масло — Petro-Canada Supreme 5W30. Цена литра — 324 рубля, основа — минеральная. Не самый популярный продукт, зато дешёвый и ведёт себя так, как и должно себя вести минеральное масло, так что нам оно подходит идеально.

Второе — Shell Helix Ultra ECT 5W30 C3. Цена литра — 683 рубля, основа — синтетическая. Это масло очень популярно, его знают многие. Имя, “фуллсинтетик”… Одним словом — вкусняшка, хотя строго говоря, это масло всё же более относится к полусинтетическим.

Третье масло — Castrol MAGNATEC Stop-Start 5W30 A3/B4. Цена литра — 480 рублей, основа — гидрокрекинг. Чтобы не нарваться на подделку, это масло мы привезли прямиком из Германии.

Четвёртое — Mobil 1 ESP Formula 5W30. Цена литра — 625 рублей, основа — ПАО (ПАО — это полиальфаолефины, и такое масло является действительно синтетическим). Оно тоже прилетело к нам из Германии.

Почему оттуда? Потому что нам было интересно посмотреть на достаточно редкое масло на эфирной базе RED LINE 5W30, которое и стало нашим пятым участником. Цена — 1 500 за литр (да, это рекорд!). Ну, а масла на основе эфиров тоже относятся к синтетическим.

Вот в этом порядке мы и будем “кормить” нашу машину трения маслами, сначала — свежими, потом — состаренными.

Жжём и давим

Итак, внизу — три графика. На первом мы видим, как ведут себя свежие масла, залитые сразу из канистр. Жёлтые вертикальные линии отделяют временные интервалы длительностью 15-20 минут. Другими словами, замену масла мы проводили каждые пятнадцать минут. Нам не интересны первые две-три минуты: тут виден процесс приработки, неизбежный при смене одного масла другим. Поэтому смотрим на те цифры, которые появляются ближе к завершению каждого цикла испытаний. Как я уже говорил, это момент силы трения в Н*м и температура в градусах Цельсия. Естественно, чем больше трение, тем выше температура. А так как задача масла — снижать это трение, то чем цифры ниже, тем лучше. Давайте смотреть первый график.

Некоторые удивятся, но минеральное Petro-Canada Supreme, которое только что капнули из канистры, работает не самым худшим образом. Момент силы трения – 0,76 Нм, температура – 186 °С (для простоты я округлю до целых). Идущее следом Shell Helix Ultra ECT 5W30 C3 на фоне старой доброй минералки выглядит уныло: 0,86 Нм и 210 °С соответственно. Но больше всего впечатлило масло Castrol MAGNATEC Stop-Start 5W30, которое показало очевидные для машины трения, но невероятные для нас результаты: 0,89 Нм и 217 °С! Это – худший результат из всей пятёрки. С чем мы и поздравляем Castrol.

Совсем другими цифрами нас порадовало Mobil 1 ESP Formula 5W30. Причём цифры эти ещё невероятнее провальных цифр предыдущего участника, правда, со знаком плюс. Трение по сравнению с предыдущим образцом стало почти в три с половиной раза меньше, всего 0,26 Н*м. Температура упала вдвое, с 217 до 108 градусов. Вот это масло я бы себе в мотор залил, не скрою. Во всяком случае, пока оно свежее.

Лидер по цене, масло RED LINE 5W30, и в тесте выглядит молодцом: 0,40 Н*м — момент силы трения, и 129 °С — температура. Это – второй результат после Mobil1, но отрыв от остальных участников очень значителен (в моменте трения – в среднем в два раза).

Теперь давайте смотреть, как работает то же самое масло, но состаренное.

Пакет присадок тут работает уже хуже, и момент трения ожидаемо становится выше. Как и связанная с ним температура.

Но “минералочка” Petro-Canada Supreme держится молодцом: 0,76 Нм и 198 °С. То есть, прироста момента нет, а температура выросла всего на 12 °С. Результат хороший, но интереснее ведёт себя Shell Helix Ultra ECT. Заметьте: момент стал даже ниже (0,70 Нм против изначальных 0,86 Н*м), соответственно, снизилась и температура (с 210 °С до 193 °С).

Castrol MAGNATEC продолжает тихо плакать в сторонке. Но тенденция улучшения качеств прослеживается и тут: момент трения с 0,89 Нм опустился до 0,76 Нм, температура – с 217 °С до 207 °С. Результат так и остался худшим.

А вот Mobil 1 ESP Formula внезапно сильно «постарело» и момент стал 0,45 Н*м (был 0,26), температура – 153 °С (была 108 °С). Оставаясь по этим параметрам до сих пор лучшим, это масло потеряло свои свойства быстрее всех. Наверное, его и менять стоит чаще.

Масло RED LINE достаточно стабильно, но смазывать стало чуть хуже: температура – 169 °С, момент – 0,57 Нм (было 129 °С и 0,40 Нм соответственно).

Казалось бы, вывод ясен: Mobil 1 ставим на первое место, Castrol MAGNATEC – на последнее. Но давайте проведём ещё один эксперимент — добавим присадку.

Мы все знаем, что в любом масле изначально присадок чуть больше, чем надо. Так делают для того, чтобы не приходилось его менять после первых же трёх тысяч пробега. Где-то после трёх тысяч пробега (мы не берём экстремальные условия эксплуатации, там масло можно угробить очень быстро) количество присадок становится оптимальным, а тысячам к 10 пробега их уже недостаточно. Но на рынке есть средства, производители которых обещают своими чудодейственными препаратами восстановить работу присадок. Например, iMagnet P14.

Производитель – российская компания ВМПАВТО. Читаем на их сайте: «Всего один флакон iMagnet P14 восстановит штатные характеристики современных масел, а мощный полимерный комплекс в составе присадки улучшит антифрикционные качества масла в несколько раз, сделав работу двигателя намного надежней и немного динамичней, позволив вам просто наслаждаться вождением своего автомобиля. Входящий в состав полимер создаст на поверхностях трения слой с пониженным коэффициентом трения. А ещё эта присадка подходит для работы с низковязкими и энергоэффективными и энергосберегающими маслами (например, W-16, W-20, W30 A5 C3 и т.д.)». Давайте добавим этот продукт в состаренное масло и посмотрим, изменится что-нибудь или нет.

Смотрим график.

Кажется, чудеса бывают! Наглядно «чудо» очень заметно в виде переходного процесса на первом отрезке, когда в машину трения только начали подавать масло с iMagnet P14. Если помните, перед этим мы подавали одного из лидеров – состаренное масло масло RED LINE, которое показывало очень хорошие результаты (0,57 Нм и 169 °С). И смотрите, как оба графика поползли вниз. Здесь на наш ролик, который трется о часть поршневого кольца, началась подача минеральной Petro-Canada с iMagnet P14. Результат этой пары просто удивительный: 0,24 Нм и 114 °С! Напомню, что даже с приятно удивившим нас свежим Mobil1 ESP Formula момент составил 0,26 Н*м. То есть, минералка стала работать лучше хорошего масла на основе ПАО (читай — синтетики).

Но ещё лучше присадка подействовала на остальные масла. Shell Helix Ultra ECTС3 стал показывать цифры в 0,14 Нм и 92 °С, «позорник» Castrol MAGNATEC – 0,19 Нм и 101 °С, Mobil 1 ESP Formula – 0,17 Нм и 99 °С, а RED LINE – 0,15 Нм и 91 °С. Обратите внимание: явный «кастроловский» аутсайдер вплотную приблизился к одному из лидеров, RED LINE. Признаться, чудовищно дорогому лидеру. Результат неожиданный, но очень приятный. Но какие можно сделать выводы из всего этого?

Всё-таки менять

Все эти масла со своей работой справляются. Кто-то хуже, кто-то лучше, но они работают. Лучше всех себя показало, конечно, масло Mobil 1, на второе место поставим RED LINE, а в конец списка поставим Castrol MAGNATEC. Но в паре с iMagnet P14 все масла практически выровнялись и не только вернули свои свойства, но даже стали работать лучше. Эта присадка действительно позволяет сделать масляную плёнку прочнее и не даёт ей “порваться”. Это очевидно.

Но очевидно и другое: iMagnet P14 можно залить один, два, даже три раза, и это действительно не только продлит жизнь маслу, но и поможет работе мотора. Вот только бесконечно этого делать всё равно нельзя.

Ведь мы не учитываем, что масло стареет не только из-за «смерти» пакета присадок, которые постепенно превращаются в отложения, но и из-за разбавления его топливом и попаданием в него частиц износа. Кроме того, фильтр тоже постепенно забивается и теряет пропускную способность. Так что менять масло всё равно придётся, но, скорее всего, есть смысл после первых трёх-четырёх тысяч пробега добавить в масло iMagnet P14.