Позвольте начать с того, что необходимость в смазке деталей механизмов у человечества возникла уже несколько тысячелетий назад: животный жир, сало, растительное масло, деготь — эти вещества применялись для смазки колесных осей колесниц, карет, телег … а также различных механизмов, вроде мельниц и т.п.

Первое нефтяное масло появилось 140 лет назад и изобрел его, как ни странно, не инженер, а врач, американский медик Джон Эллис, который проводя медицинские исследования сырой нефти попутно заметил ее хорошие смазывающие способности- не буду ручаться за то, что он был действительно первым, но по крайней мере так гласит «официальная» история нефтяных масел.

Открытие доктора оказалось как нельзя кстати первым нефтеперерабатывающим компаниям, которые производили из нефти только керосин и бензин и отходы (70-80% массы сырой нефти !) ранее были вынуждены выбрасывать или сжигать, а теперь оказалось, что их можно применять в качестве смазки для все более растущего парка автомобилей и промышленных двигателей и механизмов.

Нефтяные (минеральные) масла, получаемые путем перегонки сырой нефти, точнее остающиеся в остатке после получения из нефти топлива, обладают рядом отличных характеристик:

• очень дешевы — это ведь фактически отходы основного производства (топливного), стоимость этих отходов уже включена в стоимость топлива, а тут за них еще и деньги платят;
• не подвержены гниению и очень медленно окисляются при хранении, в отличие от растительных, и тем более животных жиров;
• устойчивы к более высоким температурам;
• формируют более прочную смазывающую пленку …

Качество нефтяного (минерального) масла зависит от следующих факторов:

1. Качество нефти, из которой произведено масло

Нефть представляет собой смесь около 1000 индивидуальных веществ, из которых большая часть, около 80-90% по массе является жидкими углеводородами, то есть собственно нефтью, а остальные 10-20% — это примеси: соединения преимущественно серы, а также азота, кислорода, металлов …

Сама нефть, те 80-90% жидких углеводородов, тоже неоднородна по составу: углеводороды чрезвычайно разнообразны, из них можно выделить десятки и даже сотни разных фракций, например бензин, керосин, лигроин, нафта, ацикличные углеводороды, ароматические углеводороды, асфальт … и так далее.

В зависимости от месторождения, в зависимости от конкретного состава углеводородов и примесей, нефть бывает черной, коричневой, красной и даже абсолютно прозрачной, нефть может иметь совершенно разные запахи … и тем не менее это все называют одним словом — нефть, или сырая нефть, несмотря на то, что две нефти с разных месторождений могут быть качественно совершенно разными продуктами.

Качество сырой нефти, ее состав и содержание разных фракций очень сильно зависит от месторождения.

2. Качество процессов переработки сырой нефти.

Сырая нефть поступает от месторождения на нефтеперерабатывающий завод (НПЗ), где проходит ряд обработок:

• подготовка к переработка — нефть очищают от воды, солей и некоторых примесей;
• первичная переработка — перегонка, в результате которой получают легкие и тяжелые бензиновые фракции, керосиновые фракции, дизельные фракции и мазут.
• возможно ряд других обработок с разными целями

Качественный состав полученных нефтепродуктов зависит от качества нефти и от качества процессов переработки, таких как очистка сырья, температура возгонки и точность ее регулирования, дополнительные обработки.

3. Качество процессов переработки мазута.

Раньше мазут выбрасывали, затем стали использовать в качестве судового топлива, а в наше время от поступает на дальнейшие переработки, в результате которых получают в частности и нефтяные (минеральные) масла, но по-сути мазут все-равно остается отходом основного топливного производства — спросите любого экономиста и он Вам подтвердит, что стоимость отходов производства включается в стоимость продукции.

Мазут, будучи остатком (отходом) производства светлых нефтепродуктов, содержит в себе все примеси, оставшиеся от сырой нефти, а также ряд таких тяжелых веществ, как гудрон и битум — что будет, если эти вещества попадут в двигатель Вашего автомобиля в составе масла ???

Поэтому мазут в процессе переработки очищают. Очистка может производиться растворителями и гидроочисткой — от используемых растворителей и/или от параметров процесса гидроочистки зависит качество базового нефтяного (минерального) масла.

От того, насколько тщательно мазут очищен от примесей и тяжелых нефтяных фракций зависит качество и стоимость базовых нефтяных (минеральных) масел.

Однако развивающееся автомобилестроение стало предъявлять машинным маслам еще более высокие требования — в предыдущей статье я уже упоминал пять основных функций моторного масла как детали, а ведь этими функциями требования к маслу не ограничиваются.

В определенный момент стало понятно, что даже самые качественные масла, получаемые путем перегонки  из сырой нефти, не справляются и не могут справиться с этими растущими требованиями.

Тогда в дело вступили «присадки» …

1. Присадки компенсируют недостатки базового масла

Если базовое масло слишком «жиденькое», водянистое, то этот его недостаток «компенсируют» добавлением загустителя. Правда такое «компенсирование» больше похоже на обман покупателя — лучше бы взяли базовое масло подороже, зато качественнее и долговечнее.

Это как силиконовая косметология — вроде недешево стоит и должно быть красиво, а на самом деле …

2. Присадки улучшают характеристики базового масла.

Например, температура загустевания масла составляет всего -5 ^ОС, но что если нам нужно эксплуатировать автомобиль при -20 ^ОС ? В таком случае низкотемпературную характеристику масла улучшают путем применения депрессорных присадок.

Конечно и в этом случае гораздо лучшего результата можно добиться применением более качественного базового масла, с лучшими низкотемпературными характеристиками, но это-же опять денег стоит !

3. Присадки придают маслу новые свойства.

Например — базовое нефтяное (минеральное) масло не обладает моющими свойствами, поэтому для поддержания чистоты двигателя в масло добавляют особые моющие вещества и затем гордо заявляют: наше масло содержит мощный пакет моющих присадок и лучше всех моет двигатель !!!

К вопросу о грязи вернемся позже, а пока …

Диаграмма 1

Посмотрите внимательно на Диаграмму 1 — эта диаграмма взята из общедоступных источников одной очень крупной и всем известной компании-производителя машинных масел, однако абсолютно такие-же диаграммы приводят и другие всем известные производители машинных масел и смазок.

Эта диаграмма отлично характеризует состав большинства современных масел:

• 80% — какое-то оптимизированное базовое масло;
• 10% — модификатор вязкости, то есть загуститель (значит базовое масло — водичка ?);
• 10% — «пакет присадок», который должен улучшить потребительские качества масла.

Сам «пакет присадок» тоже довольно типичен для всех производителей:

Диаграмма 2

• 30%  — детергенты, то есть моющие вещества, которые должны хорошо отмывать двигатель от грязи (которая непонятно откуда берется);
• 50% — дисперсанты, которые необходимы для того, чтобы отмытая грязь в масле не слипалась и не образовывала крупных частиц, способных забить фильтры и каналы системы;
• все остальное — Вы сами видите на диаграмме.

На мой взгляд данные этих диаграмм уже очень много говорят о том, из чего делают современные моторные и прочие машинные масла и позволяют сделать выводы, но в выводам вернемся чуть позже, а пока …

Синтетические машинные масла

Даже лучшие минеральные масла с присадками в ряде случаев не могут справляться с возложенными на них обязанностями:

• смазывание при низких температурах затруднено относительно высокой температурой текучести нефтяных масел, то есть они теряют текучесть уже при -25 / -10 ^ОС.
• термостабильность минеральных масел ограничена температурой +150 / + 250 ^ОС, чего явно недостаточно для нормальной эксплуатации, особенно в двигателях с турбонаддувом;
• защитные свойства минеральных масел при высоких нагрузках также весьма посредственны — несомненно, противозадирные и антифрикционные присадки несколько улучшают ситуацию, однако большое количество таких присадок вызовет нестабильность состава, особенно при перегреве;
• минеральные масла имеют очень низкий Индекс Вязкости, то есть их вязкость очень сильно изменяется с изменением температуры, а это либо ухудшает низкотемпературные характеристики, либо ослабляет защитные свойства при рабочей температуре масла.

Поэтому на сцену вышли синтетические масла, которые стали возможны благодаря развитию химической промышленности, а именно органического синтеза.

 

Синтетические машинные масла производятся из сырья, отличного от сырой нефти.

Первыми синтетическими маслами, которые стали применяться в двигателях, стали Поли-Альфа Олефиновые (ПАО) масла, которые производятся из газа этилена.

История появления ПАО масел весьма интересна, но ее рассказ выходит за рамки данной статьи, скажу лишь что впервые ПАО маслами всерьез занялись немецкие ученые в военный период, и не от хорошей жизни:

• во-первых, немецкой авиации нужны были масла, не замерзающие ни в небе, ни зимой на земле;
• во-вторых, немцам катастрофически не хватало нефти и потому они синтезировали все, включая бензин и масла.

Забегая вперед скажу еще, что немцы в тот же период очень активно исследовали и масла на основе сложных эфиров (эстеровые масла), получив прекрасные результаты.

ПАО масла выгодно отличаются от минеральных низкой температурой застывания (порядка -55 ^ОС), высокой термостабильностью и высоким Индексом Вязкости, однако в то же время обладают и рядом недостатков, самые главные из которых — это очень плохие смазывающая, растворяющая и моющая способности, а также высокая стоимость производства.

ПАО масла достаточно хорошо отвечают потребностям авиации, но не соответствуют требованиям автомобильных двигателей — да-да, требования к автомобильным маслам гораздо сложнее, чем к авиационным !

Выходит, что ПАО не решает всех проблем автомобилистов — поэтому все больший интерес проявляется к маслам на базе сложных эфиров или эстеровым маслам.

Единственный существенный недостаток эстеровых масел — они еще дороже, чем ПАО, причем значительно, по крайней мере полиол-эстеры, обладающие на сегодняшний день лучшими характеристиками.

Для удобства я включил характеристики минеральных, ПАО и эстеровых масел в сравнительную таблицу.

Как видите, у минерального масла достаточно много недостатков, у ПАО масел недостатков меньше, но они довольно существенны, а вот у эстеровых масел недостатков практически нет (кроме стоимости) !

Что еще используют в качестве машинных масел ?

Итак, какую картину я Вам нарисовал ?

Довольно пессимистичную: минеральные масла даже с присадками для современных двигателей непригодны по ряду причин, в основном из-за термических характеристик и недостаточной прочности защитной пленки, синтетические ПАО масла тоже для автомобилей не подходят в силу других своих особенностей, эстеровые масла — самое лучшее решение для автомобилей, но несколько дороговаты.

Продаем автомобиль — покупаем лошадь, или говорим что «Профессор лопух, хоть и аппаратура при нем» ?!?!?!

Есть другой выход из ситуации, и он становится очевидным, если еще раз посмотреть на таблицу выше.

Обратите внимание на свойства минеральных и ПАО масел — достоинства и недостатки у них не совпадают, значит если смешать минеральное и ПАО масла, то достоинства одних компенсируют недостатки других.

Так мы подошли к новому классу …

Полусинтетические машинные масла

Вроде-бы все понятно: «полусинтетика» — это смесь минерального и синтетического масел, но … «Полу-» означает «половина» — надо ли думать, что «полу-синтетика», это «50% минералки» + «50% синтетики» ?

Какой процент синтетической компоненты используется ?

Вот тут прячется первый камень, который в наш огород кидают «масленщики», которые пишут слово Synthetic на самых разнообразных продуктах: Synthetic Blend, Synthetically Fortified, Synthetic Based, Synthetic Technology, Semi Synthetic … В этих маслах содержание синтетических компонент может варьировать от 1% до 50% — поди разбери.

Безусловно, применение синтетической компоненты позволяет поднять уровень качества товарного масла, но необходимо понимать, что смесь — это не новое вещество с новыми свойствами, в смеси остаются все и сильные, и слабые качества компонент, как у Ахиллеса — вроде сильный был мужик, а пята (жила) была слабым местом, вот она его и подвела.

Поэтому если моторную полусинтетику, например, перегреть, то «минералка» окислится и продуктами окисления испачкает двигатель + присадки все выпадут в осадок, потому что в ПАО-основе они не растворяются, а в двигателе останется лишь испачканная ПАО основа, которая обладает плохими смазывающими свойствами и не содержит присадок.

Это конечно лучше, чем совсем без масла остаться, но в такой ситуации необходимо незамедлительно менять масло и мыть двигатель !

Качество и надежность масел с содержанием синтетики на 99% зависит от использованной минеральной основы !!!

Поэтому нефтехимики всего мира продолжали искать способы улучшить минеральные масла, сделать их чище и стабильнее и тут на сцену выходят …

Масла гидроочистки и гидрокрекинга

Гидроочистка — дополнительная обработка минерального масла в специальных реакторах водородом при определенных давлении и температуре. В результате гидроочистки значительно снижается содержание серы и ее соединений. Молекулярная структура масла не изменяется.

Гидрокрекинг — минеральное масло после гидроочистки снова подвергается обработке водородом, при более высоких температуре и давлении, за счет чего еще больше снижается содержание серы в масле, но самое главное — часть крупных молекул минерального масла расщепляется (crack — расщеплять), в результате чего молекулярный состав масла становится более однородным и улучшается стабильность его вязкости — повышается Индекс Вязкости (Viscosity Index).

Каталитический гидрокрекинг — разновидность крекинга, при которой обработка водородом происходит при экстремально высоких давлениях и температуре, кроме того, применяются особые катализаторы из драгоценных и редкоземельных металлов, которые повышают эффективность преобразования молекулярной структуры масла.

В результате гидрокрекинга Индекс Вязкости минерального масла увеличивается от изначальных 85-100 единиц до 140-160, а некоторые типы могут превышать 180 единиц, то есть по Индексу Вязкости минеральные гидрокрекинговые масла могут сравняться и даже превзойти ПАО !!!

Каталитический гидрокрекинг разные фирмы производят по-разному: отличаются реакторы, используются различные комбинации давления и температуры, используются различные катализаторы. В результате этих отличий в технологических процессах гидрокрекинговые масла разных производителей могут очень сильно отличаться по своим характеристикам, хотя все они заметно выше качеством, чем минеральная основа.

Самые известные на сегодняшний день типы гидрокрекинговых масел — это VHVI (Very High Viscosity Index) и гидроизомеризованные XHVI (eXtra High Viscosity Index).

Гидроизомеризация — это процесс, во многом схожий с каталитическим гидрокрекингом, но протекающий при иных температуре-давлении-катализаторах, в результате которого происходит не столько расщепление молекул, сколько их достраивание, то есть «недоделанные» природой молекулы достраиваются и совершенствуются

	Гидрокрекинг «обычный»	Гидрокрекинг VHVI	Гидроизомеризованные XHVI
Смазывающая способность	Высокая	Высокая	Высокая
Полярность защитной пленки	Отсутствует	Отсутствует	Отсутствует
Прочность защитной пленки	Низкая	Средняя	Выше среднего
Моющая способность	Низкая	Низкая	Низкая
Антиокислительная способность	Низкая	Низкая	Низкая
Коэффициент трения	Средний	Средний	Средний
Индекс вязкости (стабильность вязкости при высоких температурах)	100 — 120 (низкая стабильность)	130 — 160	> 180
Термостабильность	Низкая	Низкая	Средняя
Содержание примесей	Среднее	Низкое	Низкое
Температура замерзания	— 25 / -15 ОС	— 25  / — 30 ОС	— 40 / — 45 ОС
Испаряемость	Высокая	Высокая	Средняя
Нестабильные присадки	ДА	ДА	Меньше

Таким образом новые технологии открыли новые возможности улучшить минеральные масла, но несмотря на действительно высокие характеристики гидрокрекинговых минеральных масел, такие как высокий Индекс Вязкости и очень низкое содержание сернистых и азотистых примесей, термостабильность таких улучшенных минеральных масел лишь ненамного выше термостабильносьти «простых минеральных».

Кажется, теперь все ясно — выяснили, из чего делают масла и теперь задача их грамотного выбора станет намного легче и приятнее !

Как мы уже выяснили, самые лучшие из минеральных гидрокрекинговых масел — это гидроизомеризованные XHVI, процесс производства которых связан не только с расщеплением (крекингом) молекул, но и с их достраиванием, то есть процесс гидроизомеризации в чем-то похож на химический синтез.

Химический Синтез — процесс создания или построения сложных молекул из более простых.

И ВОТ ТУТ ПРИШЕЛ ОН — БЕЛЫЙ И ПУШИСТЫЙ …

 

С 2000-го года, в результате рассмотрения судебного иска, возбужденного компанией MOBIL против компании CASTROL (MOBIL проиграла суд), все производители масел получили законное право называть гидроочищенные, гидрокрекинговые и гидроизомеризованные масла синтетическими !!!

 

Богиня правосудия

То есть суд в ходе разбирательства вышеупомянутого иска решил, что производители имеют право называть минеральные гидрокрекинговые масла синтетическими, потому что по некоторым характеристикам они похожи на синтетические.

Суд не вынес решения, являются или не являются минеральные ГК масла синтетическим, суд лишь дал право. Дал право обманывать.

Ну — Вы возможно в курсе, что Юстиция (она же Фемида, она же богиня «правосудия») — это баба с весами, которая взвешивает кто больше положит и на этом основании выносит вердикт. А если кто возмущаться начнет — так на это у нее в руках меч припасен, враз голову отрубит, потому как имеет право !

Внимание !!! Большинство моторных масел, позиционируемых как «синтетические», являются ни чем иным, как минеральными гидрокрекинговыми маслами !!!

Это общая тенденция крупнейших производителей масел. Программа BP (кроме Visco 7000), Shell (кроме 0W-40), частично Castrol, Mobil, Esso, Fuchs … построены на гидрокрекинге. Все масла южно-корейской фирмы ZIC — это только гидрокрекинг.

Определить, гидрокрекинговое это масло или нет, по этикетке практически невозможно.

Например, на канистре Esso Ultron SAE 5W-40 с лицевой стороны стоит надпись Fully Synthetic, хотя на обратной стороне {раньше было} указано, что это масло НС–синтеза ! Другие производители часто вообще нигде не указывают информацию о нефтяном / минеральном происхождении своих псевдо»синтетических» масел.

Таким образом на сегодняшний день достоверность надписи Synthetic целиком и полностью лежит только на порядочности производителя — но что такое порядочность и сколько денег она принесет производителю ?

Даже на минеральных маслах (типа 15w-40) можно увидеть вводящую в заблуждение надпись вроде Contains Synthetic Agents, означающую (дословно) что масло содержит синтетические компоненты — но разве 1% синтетики многое меняет, разве многие знают английский (французский, немецкий …), чтобы правильно понять эту хитрую надпись, да и многие ли вообще вчитываются в надписи на упаковке, особенно мелким шрифтом?

 

На сегодняшний день, покупая моторное масло, будь на нем надпись «полусинтетика» или «синтетика» в любой из возможных вариаций, Вы в подавляющем большинстве случаев получаете продукт, который содержит 100% нефтяных масел (и присадки)

Но раз {почти} все производители масел так поступают, раз все автопроизводители включают такие масла в списки допущенных и одобренных к применению в своих двигателях — значит ничего плохого в этом нет ? О чем тогда шум ?

Во-первых, меня с детства учили, что обманывать нехорошо, а тут налицо обман покупателя. Неприятно …

Во-вторых, автопроизводителю важно продать как можно больше машин, а производителю масел — как можно больше масла. Они не заботятся о Вашем благополучии, они заботятся лишь о том, как в кратчайшие сроки переложить из Вашего в свой кармана как можно больше денег — Вы не согласны ?

Синтетические масла (ПАО и эстеровые) значительно увеличивают ресурс механизмов, снижают шум их работы, расширяют динамический диапазон, снижают трение и повышают энергоэффективность механизмов … и что немаловажно, повышают надежность работы в очень широком диапазоне условий.

Минеральные же масла хороши только для эксплуатации в очень узком, оптимальном диапазоне условий, например в режиме движения автомобиля по автобану на уровне моря со скоростью 90 — 130 км/ч, при температуре окружающей среды (воздуха) 25 ^ОС. Если же машина должна ехать по горным перевалам, да еще и с тяжелым прицепом, периодически буксуя на обледеневших участках дороги — тогда минеральное масло очень быстро окислится, потеряет все свои присадки … и должно быть срочно заменено, независимо от пробега.

Главное отличие минеральных гидрокрекинговых масел от простых минеральных только в том, что у них ниже температура замерзания и выше индекс вязкости — этим они действительно похожи на синтетические, но вот термостабильность, которая является очень важной особенностью настоящих синтетических масел, у ГК минеральных практически такая же, как у минеральных.

С моей точки зрения, минеральные гидрокрекинговые масла — это хорошая альтернатива настоящимполусинтетическим.

При использовании смеси минерального и ПАО масел зимой такая смесь будет при более низкой (чем «чистая минералка») температуре оставаться достаточно жидкой, а при прогреве масла до рабочей температуры 90-100 ^ОС смазывающая пленка будет еще достаточно прочной, но в случае перегрева даже на 10 ^ОС минеральная компонента окислится и масло надо будет срочно менять, независимо от того, сколько Вы на нем проехали.

Также ведут себя и гидрокрекинговые масла — в нормальных условиях они показывают отличные характеристики в холодном и прогретом состоянии, но не обладают стойкостью даже к небольшому к перегреву.

Единственное преимущество смеси с ПАО в том, что после перегрева двигатель хоть как-то будет защищать ПАО-основа, но зато гидрокрекинговое масло будет существенно дешевле.

Некоторые производители товарных масел думают точно так же и называют свои продукты на базе гидрокрекинговых масел полусинтетическими.

Однако многие другие называют минеральные ГК масла — синтетикой, а за полусинтетику выдают смесь «минералки» и ГК-минералки: зато дешево — катайтесь на здоровье, но не забывайте почаще заходить к доктору … то есть на ремонт в сервис заезжать !

РЕЗЮМЕ

ИЗ ЧЕГО ПРОИЗВОДЯТ МАШИННЫЕ МАСЛА

1. Нефтяные, произведенные из сырой нефти — это самые простые масла, их обычно называют минеральными.
2. Гидрокрекинговые — прошедшие дополнительные обработки минеральные: они не являются синтетическими, несмотря на заявления большинства производителей / продавцов масел.
3. Синтетические — синтетические машинные масла, это смазочные жидкости, которые производятся не из нефти, а из других видов сырья. В автомобильной промышленности на сегодняшний день применяют ПАО и эстеровые синтетические масла.

 

ДОСТОИНСТВА РАЗЛИЧНЫХ ТИПОВ МАШИННЫХ МАСЕЛ

1. Нефтяные минеральные и гидрокрекинговые: главное достоинство, это их очень низкая цена при минимальной достаточной смазывающей способности. Других достоинств нет.
2. Синтетические ПАО: их главные достоинства — это низкая температура замерзания (порядка -60 ^ОС) и высокая термостабильность.
3. Синтетические Эстеровые: обладают рядом важнейших свойств, особенно полиол-эстеровые:
   1. низкая температура замерзания — порядка -50 / — 60 ^ОС;
   2. высокая термостабильность;
   3. моющие свойства — даже без присадок;
   4. полярность смазывающей пленки — масляная пленка надежно прилипает к деталям, даже после длительного простоя не происходит трения «на сухую«;
   5. очень высокая прочность масляной пленки;
   6. низкий коэффициент трения — снижаются потери передаваемой мощности.

 

НЕДОСТАТКИ, ПРИСУЩИЕ РАЗЛИЧНЫМ ТИПАМ МАШИННЫХ МАСЕЛ

1. Нефтяные масла, и минеральные, и гидрокрекинговые = псевдо-синтетические отличаются низкой термической стабильностью и нуждаются в большом количестве присадок для удовлетворительных показателей качества. Кроме того, они не могут надежно защищать детали механизмов при высоких нагрузках и высоких температурах. Рекомендуются только для «нормальных» условий работы механизмов.
2. Синтетические ПАО масла обладают очень плохой смазывающей способностью, совершенно не растворяют присадки, а также и грязь, кроме того, агрессивно действуют на резину и пластмассы, вызывая их усушку, растрескивание и преждевременное старение.
3. Синтетические Эстеровые масла практически не имеют недостатков, кроме высокой цены.

 

КАК ОПРЕДЕЛИТЬ, ИЗ КАКОГО БАЗОВОГО СЫРЬЯ СДЕЛАНО ТОВАРНОЕ МАСЛО

Прямых способов определения, из чего состоит масло нету, но косвенно определить состав можно:

1. По цене: высококачественный продукт не может стоить дешево.
2. По паспорту качества, по-английски Technical Data Sheet (TDS): где взять этот документ и как оценить по нему качество определенного масла — тема одной из следующих статей.

 

Благодарю за внимание и жду Ваших комментариев !