Испытвания масел для мотоциклов

Сегодня в Украину импортируется множество различных марок моторных масел зарубежного производства. В красочных рекламных проспектах говорится о высоких стандартах качества, которым должна соответствовать эта продукция.
Наше издание решило серьезно подойти к вопросу освещения достойных образцов, предварительно протестировав их в лаборатории масел.
В связи с высоким форсированием, двигатели современных байков более требовательны к качеству моторного масла, чем автомобильные. К тому же, на большинстве силовых агрегатов: двигатель, КПП и сцепление находятся в одной масляной ванне. Зубчатые зацепления в коробке передач нуждаются в антифрикционных присадках и для надежной бесшумной работы требуют более густое масло. Обилие таких добавок для сцепления нежелательно, так как они могут привести к его пробуксовыванию. Вязкое масло хорошо защищает трущиеся поверхности от износа, но на высоких оборотах приводит к большим гидродинамическим потерям на взбалтывание. К тому же вязкость сильно зависит от температуры. При изменении температуры от 400С в начале движения до 1000С в жаркий день она уменьшается в 6 - 10 раз. Зато, по понятным причинам, для мотоциклетных масел не столь важен момент застывания на морозе.
Нефтяные концерны выпускают мотоциклетные масла на базе существующих автомобильных. Механизм изготовления прост: берут хорошую синтетику со сбалансированным пакетом присадок и сознательно портят, уменьшая количество антифрикционных и противозадирных составляющих. При этом, если прототип может иметь уровень качества по классификации АРI SH, то новоиспеченное мотоциклетное масло отвечает требованиям не выше категории SG.
На самом деле, проблема не в капризах сцепления, ведь конструкторы легко могли бы исключить вероятность его пробуксовки. Для этого достаточно увеличить сжимающее усилие дисков или их диаметр, в конце концов, ставить на одну пару дисков больше. После этого можно было бы забыть о специальных маслах для четырехтактных моторов мотоциклов, как о техническом курьёзе ХХ века. В самом деле, используют же владельцы БМВ и Харлеев, имеющих сухое сцепление, автомасла. Надо сказать, автор этих строк имеет большой опыт применения автомасел категории SH в моторах байков, что ни разу не привело к печальным последствиям. Конечно, все на свете бывает или вдруг, или постепенно, но, если вспомнить, что цены на мотомасла часто выше, чем авто, это смахивает на маркетинговый прием.
Но все непросто. Чем выше категория масла, тем прочней масляная пленка, тем сильней его вспенивание при интенсивном барботаже на высоких оборотах. Возникает аналогия с пивом, которое, чем лучше, тем пенистей. Подумаешь, скажет иной читатель, требуйте долива после отстоя пены. Безобидная на вид пена страшна тем, что при ускорении мотоцикла масло отливает к задней стенке двигателя, особенно при разгоне на заднем колесе. Забор в маслоприемник пены ведет к резкому падению давления в системе смазки и повреждению двигателя.
Убирая из масел антифрикционные присадки, изготовители и не помышляют о том, что для мотоциклов вообще-то нужны летние сорта, а не всесезонные. С тех пор, как японцы решили применять класс вязкости 10W40, все так и идет по накатанной колее. Вряд ли конструкторы заботились о байкерах, которым морозным зимним деньком вдруг приспичит прокатиться. Возможно, они не подозревали, что всесезонные сорта уступают летним по главному качеству – смазывающим свойствам?
В рекламном ролике механики Формулы-1 заливают в двигатель фирменную всесезонку 5W-40. Это рекламный трюк. На практике применяется летнее масло SAE 60. Дело в том, что, помимо действия присадок, защитные свойства основаны на удивительном эффекте нарастания вязкости, который в той или иной степени присутствует у всех жидкостей, но особенно выражен у вязких и маслянистых субстанций. При скромном давлении в системе смазки, создаваемом масляным насосом, он не проявляется. Вязкость возрастает при высоких и сверхвысоких контактных нагрузках. Благодаря этому феномену, в месте контакта масляный слой до определенного предела не выдавливается, а сопротивляется, разделяя трущиеся поверхности. Измеряются контактные напряжения в Паскалях. Для наглядности, 1 мегаПаскаль (МПА), примерно равен 10 атмосферам, или 10 кг на см. кв. Достоверно установлено, что в рабочей паре шатун – поршневой палец рождаются нагрузки порядка 60 МПа. Вязкость при этом увеличивается в несколько раз. В зубчатых зацеплениях коробки передач нагрузки выше (сотни Мпа) и, соответственно, вязкость увеличивается в сотни раз. Она повышалась бы еще радикальней, но возникает эффект местного разогрева. Если у мотоцикла кардан с гипоидной передачей, то нагрузки в месте контакта зубьев достигают нескольких тысяч Мпа. Много ли это?
Больше, чем давление в стволе пушки при выстреле. Естественно, что для карданной передачи применяется не моторное, а гипоидное масло, насыщенное антизадирными присадками. Оно отчаянно сопротивляется, вязкость в месте контакта возрастает в тысячи раз, почти до уровня консистентной смазки, а местный разогрев в зацеплении таков, что порой приводит к тепловым вспышкам.
Почему же во всем мире производство летних масел невелико? Причина не только в сезонных колебаниях климата. Для создания летнего масла требуется качественная основа. Выход ее из нефти - крайне невелик. Зато жидкого продукта, типа веретенного масла, получают в избытке. Создать же вязкую базовую основу синтетическим путем пока не удается.
Для получения всесезонных марок масел в основу маловязкого продукта добавляют загуститель в количестве от 1 до 10 процентов (полиизобутилен, винипол или полиметакрилат). Загуститель имеет полимерную структуру, то есть молекулы связаны в длинные цепочки. В холодном масле молекулярные нити скручены в клубочки и себя не проявляют. Таким образом, на морозе проявляется лишь естественная низкая вязкость. Зато при нагреве молекулярные нити распрямляются, компенсируя разжижение масляной основы.
Сам полимерный загуститель смазывающих свойств не имеет, поэтому конечный продукт, будь он хоть трижды синтетическим, может уступать по антизадирным свойствам даже маслу минерального происхождения. К тому же, если густое масло используется в двигателе, имеющем общий картер с коробкой передач, полимерные составляющие разрушаются при перемалывании шестернями. Масло возвращается к базовому состоянию, теряя вязкость. Теперь ее уже может не хватить для обеспечения гидродинамического режима коренных и шатунных подшипников скольжения.
Производители прекрасно осведомлены об этих проблемах. В суровой конкурентной борьбе наиболее продвинутые нефтяные короли создали образцы синтетических и полусинтетитеческих масел, в которых загустители содержатся в гомеопатических дозах. Высокая природная маслянистость синтетической основы обеспечивает прекрасные смазывающие свойства одновременно с сохранением жидкотекучести при сильных морозах. Может, это и правильней.
По оценкам экспертов НАМИ, проводящих сертификацию моторных масел, до половины продаваемых на столичном рынке масел фальсифицированы. Это выгодный бизнес. Оборудовать такое производство несложно, требуется помещение, несколько рабочих и машина для изготовления канистр. За основу бодяги берется масло для грузовиков. Его смешивают с дешевым индустриальным, не предназначенным для двигателей.
Остается разлить суррогат по канистрам и расклеить этикетки. Навар с продажи зелья компенсирует моральные неудобства. Зато владельца, залившего в мотор такую отраву, ждут проблемы. В любом случае, о гарантии придется забыть, как только механики на станции обслуживания мотоциклов вскроют двигатель и увидят многочисленные задиры, возникшие из-за непригодного масла.
Среди немногочисленных фирм, занимающихся продажей мотоциклетных масел, преобладает продукция французской фирмы MOTUL и немецкой CASTROL, тестируемые нами марки получены через представительства этих фирм, качество их гарантировано. В то же время в автомагазинах и на авторынках встречаются мотомасла других производителей. Однако сертификаты качества на них зачастую отсутствуют, это говорит о том, что они были завезены неофициальным путем. Поэтому было принято решение тестировать заведомо фирменную продукцию, в приобретении которой нам оказали помощь московские представительства и дилеры фирм MOTUL и CASTROL.
Испытания проводились в лаборатории одного из московских автозаводов. Во избежание какой - либо предвзятости, пробы масел были предоставлены в пронумерованных бутылях. Предложенная нам программа испытаний была обширна и включала в себя серию опытов на эталонных приборах, установках и двигателях. Было решено ограничиться определением важнейших параметров, с целью сравнения марок между собой и с требованиями отечественного ГОСТа для всесезонных масел.
Понятно, что такое сравнение не вполне корректно, ведь, как изложено выше, четырехтактные мотомасла несколько отличаются от автомобильных. Просто было любопытно узнать, насколько «крутая» фирменная синтетика превзойдет отечественную минералку. Говоря о синтетической основе, французы называют ее «эстерами», немцы – «полиальфаолефинами». На русском языке в органической химии синтетические базовые масла представляют собой смесь сложных эфиров карбоновых кислот.
Не вошло в программу испытаний определение щелочного числа.
При своевременной замене масла существенного значения этот показатель не имеет. Не определялась зольность, так как при малом содержании присадок она мала. Не устанавливались моющие свойства, так как тестировалась синтетика. У синтетических масел они столь высоки, что иногда отрицательно сказываются на сроке службы резиновых уплотнений. Поэтому на иномарках часто применяют резиновые манжеты из фторкаучука. Не фиксировалась температура застывания, ведь она значительно ниже эксплуатационной.
Теперь собственно об испытаниях. В рекламе моторных масел всегда делается упор на высокий уровень защиты от износа и прочность масляной пленки, т. е. на смазывающие свойства. В соответствии с ГОСТ 10541-78 определение смазывающих свойств ведут с помощью четырехшариковой машины. Принцип ее действия заключается в следующем. Три подшипниковых шарика из одной партии диаметром 12,7 мм из стали ШХ-15 зажимают неподвижно в виде треугольника в специальной чашеобразной обойме, в которую и наливают испытуемое масло. Сверху к ним прижимают четвертый шарик, закрепленный в вертикально вращающемся шпинделе, с частотой 1460 об/мин. Режим осевой нагрузки постепенно повышают в соответствии со стандартом. На четырехшариковой машине определяют критическую нагрузку, нагрузку сваривания шариков и диаметр пятна износа. При выяснении первых трех параметров продолжительность испытаний составляет 10 секунд, а при оценке диаметра износа - 60 минут.
Критическая нагрузка характеризует способность масла защищать трущиеся поверхности от повреждений и задиров, а нагрузка сваривания шариков и индекс задира указывают предельную нагрузку, которую может выдержать данное масло. Чем больше величина всех трех параметров – тем лучше.
Диаметр износа определяет влияние масла на износ поверхностей. Его оценивают по размеру пятен износа на всех трех нижних шариках. Измерения осуществляют при помощи инструментального микроскопа. Результатом считается среднее арифметическое всех измерений по трем нижним шарикам.
Таким образом, чем меньше диаметр износа, тем лучше.
При испытаниях чудес не произошло. Все масла показали высокие результаты, существенно превосходящие требования ГОСТа. Особенно выдающиеся результаты показали масла «королевского класса» – гоночная синтетика MOTUL 300 V COMPETITION 15W50 и CASTROL RASING 10W60. При этом MOTUL оказалось лидером по смазывающим свойствам.
В программу испытаний вошло определение кинематической вязкости при стандартных температурах. Вязкость масел для форсированных моторов при 1000С не должна быть ниже 10...12 мм2/сек, чтобы обеспечить в подшипниках скольжения достаточную толщину смазочного слоя. Здесь все масла показали отличные результаты, а лидером оказалась гоночная синтетика CASTROL 10W60. Индекс вязкости у всех марок оказался очень высоким, как и подобает синтетике.
Последнее испытание – определение температуры вспышки масла в открытом тигле – проводится следующим образом. Тигель с пробой масла постепенно нагревают газовой горелкой. В него опущен термометр.
Постепенно масло темнеет и начинает кипеть. Через каждые 20С к нему подносится открытый огонь, с целью определения температуры вспышки масляных паров. Чем выше она будет, тем лучше. Дело в том, что в зоне поршневых колец температура может превышать 2000С. Если масло будет выгорать, то возникнет режим сухого трения, а продукты сгорания приведут к пригоранию поршневых колец. В этом испытании лидером оказалось масло CASTROL 10W60. Оно лучше других сопротивляется перегреву, расход его на угар минимален.
Французские достижения в области парфюмерии отразились и на продукции нефтяного концерна. Масла MOTUL благоухают, как цветочные поляны. В отличие от них масла CASTROL имеют душный запах технократической цивилизации.

Результаты испытаний подтвердили, что продукция этих фирм действительно отвечает высоким требованиям качества. При этом, если MOTUL лидирует по защитным свойствам масла, то CASTROL лидер по устойчивости к перегреву. В заключение хочется сказать, что небольшое исследование, предпринятое нашим изданием, не претендует на абсолютную объективность, так как реальные условия эксплуатации не всегда соответствуют искусственно созданным лабораторным.
И последнее. При покупке масла требуйте от продавца предъявления сертификата качества. Не экономьте на хорошем масле, заливая в двигатель суррогат и тем самым убивая его.