Класифікація моторних олив за API

API система класифікації моторних масел (API Engine Service Classification System) розвивалася з 1969 року в результаті спільної роботи API, ASTM і SAE. Система повністю викладена в стандартах ASTM D 4485 “Стандартна специфікація на якість експлуатаційних властивостей моторних масел” (Standart Performance Specification for Performance of Engine Oils) та SAE J183 APR96 “Якість експлуатаційних властивостей моторних масел та експлуатаційні класифікації двигунів” (за винятком мастил двигуна) Engine Oil Performance and Engine Service Classifications (Other than “Energy Conserving”).

Новий якісний крок у розвитку якості та класифікації моторних масел був зроблений у 1983-1992 роках, коли під керівництвом API та участі представників виробників автомобілів (ААМА), двигунів (ЕМА) та технічних спілок (ASTM і SAE) була створена та розвинена “Система ліцензування та сертифікації моторних масел EOLCS” (Engine Oil Licensing and Certification System, API Publication No. 1509). Ця система постійно вдосконалюється. В даний час атестація моторних масел проводиться згідно з вимогами EOLCS та “Зведення правил СМА” (СМА Code of Practice).

За системою API (ASTM D 4485, SAE J183 APR96) встановлено три експлуатаційні категорії (три ряди) призначення та якості моторних масел:

• S (Service) – складається з категорій якості моторних масел для бензинових двигунів, що йдуть у хронологічному порядку. Для кожної нової генерації надається додаткова літера за алфавітом:

API SA, API SB, API SC, API SD, API SE, API SF, API SG, API SH та API SJ (категорія SI – навмисно пропущена API, для виключення плутанини з Міжнародною системою заходів).
Категорії API SA, API SB, API SC, API SD, API SE, API SF, API SG на сьогоднішній день визнані недійсними як застарілі, проте в деяких країнах оливи цих категорій ще випускаються, категорія API SH є “умовно діючою” і може використовуватись лише як додаткова, наприклад API CG-4/SH.
Клас SL введений тільки в 2001 р. і відрізняється від SJ суттєво кращими антиокислювальними, протизносними, протипінними властивостями, а також меншою випаровуваністю;
C (Commercial) – складається з категорій якості та призначення масел для дизельних двигунів, що йдуть у хронологічному порядку. Для кожної нової генерації надається додаткова літера за алфавітом:
API CA, API CB, API CC, API CD, API CD-II, API CE, API CF, API CF-2, API CF-4, API CG-4 та API CH-4.

Категорії API СA, API СB, API СC, API СD, API СD-II на сьогоднішній день визнані недійсними як застарілі, проте в деяких країнах оливи цих категорій ще випускаються;
EC (Energy Conserving) – енергозберігаючі масла – Новий ряд високоякісних масел, що складається з малов’язких, легкопоточних масел, що зменшують витрату палива за результатами тестів на бензинових двигунах.

Моторні масла, що відрізняються низькою в’язкістю як при низькій, так і при високій температурі, можуть бути сертифіковані на відповідність категорії API EC “енергозберігаюча” олива (“Energy Conserving” Oil). Раніше енергозбереження визначалося за методикою Послідовності VI (Sequence VI, ASTM RR D02 1204). Дана методика використовувалася для сертифікації масел категорії API SH на рівні (ступеня) енергозбереження: API SH/EC – 1,5% економії палива та API SH/ECII – 2,7% економії палива, порівняно з еталонною оливою SAE 20w-30.

З 1 серпня 1997 року економія палива визначається за новою методикою ASTM RR D02 1364, Послідовність VIA (Sequence VIA), згідно з якою маслу може бути присвоєно лише один ступінь енергозбереження (ЄС). Приклад: API SJ/ЕС.

Клас CJ-4

Тенденції розвитку техніки спрямовані на підвищення їхньої екологічної безпеки, збільшення інтервалів техобслуговування при збереженні надійності роботи. Звичайно, це вносить свої корективи в процес вдосконалення двигунів, відображаючись і на якості змащувальних матеріалів. Слідуючи цим тенденціям, у листопаді 2004 року в класифікації API з’явився клас на моторні масла для бензинових двигунів – SM, що передбачає, в порівнянні з SL, підвищені вимоги до матеріалів, що змащують щодо стійкості до окислення, захисту від відкладень, зносу і т.д. З жовтня 2006 року поповнилася категорія і для дизельних олив класом CJ-4. Які вимоги висуваються до моторних олив, які відповідають даному класу, а також за яких умов їх можна застосовувати, розглянемо в даному матеріалі.

Удосконалення класифікацій моторних мастил відбувається з розвитком автомобільної техніки, і навіть з урахуванням доробок і нововведень у майбутньому. Поліпшення технологій двигунів, застосування вдосконалених матеріалів для виготовлення деталей, збільшення експлуатаційних навантажень і, природно, посилення екологічних вимог, що спричинили впровадження автовиробниками спеціальних систем, що дозволяють зменшити емісію шкідливих речовин з вихлопними газами в довкілля, потребує зміни складу та показників моторних масел.

Призначення

Клас з API CJ-4 спеціально розроблявся для масел, призначених для високопродуктивних чотиритактних дизельних двигунів, що проектуються для задоволення вимог американських екологічних норм 2007 року (ЕРА07) та подальших редакцій. Масла CJ-4 можуть працювати в двигунах із системами, що сприяють зменшенню викидів шкідливих речовин із вихлопними газами. Наприклад, з дизельними сажовими фільтрами DPF (Diesel Particulate Filter), системами рециркуляції відпрацьованих газів EGR (Exhaust Gas Recirculati-оп) та ін Моторні масла класу CJ-4 розроблялися для забезпечення працездатності систем контролю емісії шкідливих речовин та виконання екологічних стандартів. Крім цього, для мастил CJ-4 передбачаються поліпшені захисні властивості, підвищена окислювальна, низько-і високотемпературна стабільність і т.д., а також можливість досягнення подовжених інтервалів техобслуговування, що вказуються виробниками техніки за дотримання певних умов.

Вплив систем контролю емісії шкідливих речовин ОГ

Крім високих експлуатаційних характеристик, таких як збільшений інтервал заміни, хороші протизносні властивості та ін, вимоги до моторних олив включають сумісність із системами контролю вихлопних газів. Це спричинило обмеження вмісту у складі олив деяких компонентів, таких як сульфатна зола, сірка і фосфор, що багато в чому визначають робочі показники моторних олив. Сульфатна зольність оливи визначається кількістю металовмісних присадок (у тому числі містять кальцій, цинк, магній та ін.). В основному зольність надають детерегенти – миючі присадки, покликані забезпечити чистоту деталей двигуна і нейтралізацію кислот, що утворюються при роботі. При згорянні зольні присадки утворюють золу, яка забиває фільтр сажі, порушуючи роботу і зменшуючи термін його служби. Сірка, як правило, входить до складу присадок, а також невелика кількість може утримуватися в базовому маслі. Наявність фосфору в моторних оливах обумовлено присутністю дитіофосфату цинку – ефективної антиокислювальної, протизносної та антикорозійної присадки. Наявність сірки у складі змащувального матеріалу порушує роботу нейтралізатора NOx, а фосфор негативно впливає на каталізатор допалу СО та СН. Досягається це використанням беззольних присадок, високим ступенем очищення мінеральних базових масел від сірки, використанням нових, але водночас високоефективних добавок. Оскільки оливи зі специфікацією API CJ-4 рекомендовані для двигунів, обладнаних фільтрами сажі, а також іншими системами, що сприяють скороченню емісії шкідливих речовин з вихлопними газами, в їх складі обмежується вміст сульфатної золи (Sulphated Ash) до рівня 1,0%, Phosphorus) – 0,12% та сірки (Sulphur) – 0,4%.

Вимоги до дизпалива

Масла класу API CJ-4 допускають роботу на паливі, що містить сірки до 500 ррт (0,05%). Однак для виконання екологічних вимог щодо емісії шкідливих речовин, надійної роботи систем очищення ОГ та досягнення подовжених інтервалів заміни оливи необхідно використовувати низькосірчисте дизпаливо, вміст сірки в якому не повинен перевищувати 15 ррт – (0,0015%).

Взаємозамінність класів та застосування в двигунах попередніх розробок

Моторні масла CJ-4 перевищують робочі критерії API CI-4, CI-4 Plus, CH-4, CG-4, CF-4 і фактично можуть використовуватися в двигунах, для яких рекомендується застосування матеріалів, що змащують перерахованих класів. Для масел CJ-4 передбачено кілька нових випробувань у двигунах, більш строгих, ніж, наприклад, для CI-4 та CI-4 Plus. Тому вони мають більшу робочу “міцність”, ніж масла цих класів. При цьому оливи класу CJ-4 можуть бути використані в моделях двигунів попередніх розробок, що експлуатуються на паливі з вмістом сірки як 15 ррт, так і 500 ррт, оскільки класифікаційні випробування включають дослідження цих двох “видах” дизпалив. Але ще раз нагадаємо, що нові двигуни, обладнані прогресивними системами емісії, повинні експлуатуватися на вкрай низькосірчистому дизпаливі, що містить 15 ррт сірки і менше. Цю умову потрібно дотримуватись і для досягнення подовжених інтервалів заміни олив. У той же час масла CJ-4 розроблялися з тим урахуванням, що навіть працюючи в більш “старих” двигунах, що працюють на паливі з вмістом сірки 500 ррт, мають кращі захисні властивості ніж CI-4 і CI-4 Plus. Природно, що перед застосуванням мастил по API класу CJ-4 потрібно дотримуватися всіх рекомендацій виробника техніки або двигуна. Адже, наприклад, періодичність заміни оливи залежить від типу двигуна, режиму роботи техніки, палива, що використовується, та інших факторів. Тому в першу чергу потрібно дотримуватись вимог автовиробника.

Діючі класи для “дизельних” масел

Таким чином, на сьогоднішній день класифікація API включає сім класів, що діють, для “дизельних” масел (застарілі класи не враховуємо): CJ-4, CI-4, CH-4, CG-4, CF-4, CF-2 і CF. Докладніша інформація – у таблиці.

Класифікація мастил, а також їх якість та маркування регламентуються документами:
– API випуск No. 1509 “Система ліцензування та сертифікації моторних масел” (API Publication No. 1509 – Engine Oil Licensing and Certification System);
– ASTM D-2 пропозиція Р205 “Класифікація енергозберігаючих моторних масел” (ASTM D-2 Proposal 205 – Classification for Energy-Conserving Engine Oils);
– стандарт “SAE J1423 AUG94 “Класифікація енергозберігаючих моторних масел для легкових автомобілів та вантажних автомобілів особливо малої та малої вантажопідйомності” (SAE J1423 AUG94 – Classification of Energy-Conserving Engine Oil for Passenger Cars, Vans and Light;

Зменшення в’язкості оливи може забезпечити економію палива в прогрітому двигуні 0,6-5,5% (при зниженні високотемпературної в’язкості), а в холодному – 1,0-6,5% (при зниженні низькотемпературної в’язкості). При оптимальній комбінації моторної та трансмісійної оливи можна досягти економії палива в розмірі 2,7-10,9%.
Універсальні оливи для бензинових і дизельних двигунів позначаються двома символами відповідних категорій: перший символ є основним, а другий вказує на можливість застосування цієї оливи для двигуна іншого типу. Наприклад, API CG-4/SH – олива, оптимізована для застосування в дизельних двигунах, але його можна застосовувати і в бензинових двигунах, для яких пропонується олива категорії API SH і нижче (SG, SF, SE і т.д.).

Універсальні масла для бензинових двигунів і дизелів мають позначення обох категорій, наприклад API SG/CD, API SJ/CF.
Класи дизельних масел підрозділяються додатково для двухтактних (CD-2, CF-2) і чотирехтактних дизелей (CF-4, CG-4, СН-4).

В даний час API сертифікує моторні масла класів SJ, SL, CF, CF-2, CF-4, CG-4, СН-4. Масла інших класів по API, відмінених у США, слід використовувати, якщо вони допущені виробниками автомобілів.

Енергозберігаючі масла позначаються абревіатурою ЕС (Energy Conserving), дійсним після позначення класу API. Наприклад, API SJ/CF-4 ЕС. Енергозберігаючі масла різних класів зв’язності повинні забезпечувати економію палива від 0,5 до 2,5% і навіть більше (в залежності від категорії масла та методу оцінки економічності).
Римські цифри після букви ЄС вказують рівень одержуваної економії палива (ЕС II – 2,5%).