Турбо маслом не испортить?

Первое, что приходит на ум, когда видишь такую рекомендацию: нас опять «разводят»! А почему нет? Популярность турбомоторов растёт — их ставят даже на относительно недорогие машины. А значит маркетологам очень тяжело устоять перед соблазном и не придумать что-то специфическое. Однако статистика неисправностей заставляет задуматься. Именно в двигателях с высоким давлением в конце такта сжатия и непосредственным впрыском возникает одно неприятное явление, которое приводит к серьёзным поломкам. Наблюдаемый эффект не зависит от производителя и марки автомобиля.

Непонятное явление уже успело стать массовым, удостоившись персонального имени — LSPI (Low-speed pre-ignition). Иногда его ещё называют SPI (Stochastic pre-ignition). В обоих случаях речь идёт о нежелательном раннем зажигании.

LSPI — теория и практика

Почему эффект LSPI проявляется именно на турбомоторах с непосредственным впрыском топлива? У них из-за конструктивных особенностей намного меньше времени отводится на смесеобразование, в отличие от моторов с распределённым впрыском (во впускной трубопровод). Ведь у бензина есть возможность перемешаться с воздухом только в камере сгорания. Причём особенно плохо «перемешивание» идёт на низких оборотах (отсюда и Low-Speed — низкоскоростное).

Итак, на малых оборотах впрыснутое в камеру сгорания топливо лишь частично смешивается с воздухом, остатки в виде капель оседают на стенках цилиндра. Точнее, на масляной плёнке, смазывающей стенки цилиндра. При сгорании этого бензомасляного коктейля образуется нагар из сажи и химически активных веществ. И частицы этого нагара как раз и служат детонатором для бомбы разрушительной силы.

Под действием высокой температуры частицы нагара самовоспламеняются и поджигают основной заряд топливовоздушной смеси. И происходит это раньше, чем свеча даст искру: то есть до того, как поршень приблизится к верхней мёртвой точке. В этом и заключается основная опасность преждевременного зажигания. Ударная волна от сгорания смеси толкает поршень, который по инерции ещё идёт вверх. От чрезмерных нагрузок разрушаются не только детали шатунно-поршневой группы, но порой даже блок и его головка.

Причина возникновения LSPI ясна. Однако при чём тут масло? Многочисленные исследования доказали, что именно правильно подобранная рецептура масла помогает предотвратить LSPI. И скорректировав состав пакета присадок, можно «лишить бомбу детонатора». Нагар по-прежнему будет образовываться, но его соединения утратят возможность самовоспламеняться.

Рецепт и лекарство

Одним из первых озаботился новыми требованиями к моторным маслам концерн GM. Это не единственный случай, когда американский гигант становится законодателем «моды» — вспомните, например, жидкость Dexron для автоматических коробок передач и гидроусилителей руля.

Установив, что состав пакета присадок может как провоцировать возникновение LSPI, так и предотвращать его, GM совместно с производителями присадок разработал соответствующий допуск DEXOS 1 GEN2. Масло с таким допуском можно безбоязненно заливать в моторы, склонные к LSPI.

Чуть позже группа автопроизводителей — Ford, Toyota, Mitsubishi, Honda, Nissan и Mazda — обратились в Американский институт нефти API (American Petroleum Institute) с просьбой создать собственный стандарт масел для легковых автомобилей с турбомоторами. В итоге с 1 мая 2018 года API ввёл в действие новую спецификацию — API SN Plus.

Спецификация API SN Plus создавалась как раз для предотвращения эффекта LSPI. Требовалось внести коррективы в рецептуры присадок моторных масел под специфику работы турбомоторов с непосредственным впрыском топлива. При формировании нового присадочного комплекса учитывали, что кальций как компонент моющих присадок серьёзно усиливает эффект LSPI, и его заменили на магний. А цинк снижает вероятность взрыва, и его количество увеличили. Основное изменение — добавление теста на преждевременное воспламенение смеси в цилиндре. Кроме того, изменена методика тестов на окислительную стойкость, чистоту поршней, совместимость с системами снижения токсичности, защиту от отложений и от низкотемпературного износа клапанов, а также на топливную экономичность. При этом тесты на испаряемость, стабильность на сдвиг и защиту ­турбокомпрессоров не поменялись.

Готовый рецепт

Примером моторного масла, полностью соответствующего стандарту API SN Plus и обладающего допусками DEXOS 1 GEN2, является Motul 8100 Eco-lite 5W30. Это стопроцентная синтетика, специально разработанная для мощных бензиновых моторов, оснащённых турбонаддувом и непосредственным впрыском. Высокотемпературная вязкость HTHS (High Temperature High Shear Rate) такого масла составляет всего 2,9 мПа∙с — что позволяет отнес­ти его к энергосберегающим продуктам. Данное масло рекомендовано для применения в автомобилях Chrysler, Dodge, Ford, Honda, Hyundai, Infinity, Kia, Lexus, Mazda, Mitsubishi, Nissan, Suzuki, Subaru и Toyota с бензиновыми моторами. Само собой, предварительно необходимо свериться с инструкцией к автомобилю. Последнее слово всегда остаётся за производителем машины.

API SN Plus обладает обратной совместимостью с предыдущим API SN. Иными словами, масла более высокой группы качества можно использовать в автомобилях прежних лет выпуска с менее жёсткими требованиями к расходным материалам. Важно, что в турбомоторах с непосредственным впрыском топлива, произведённых до 2018 года, применение нового стандарта спецификации API SN Plus крайне желательно.

Как уже отмечалось, масло с изменённым пакетом присадок может выступать катализатором процесса LSPI, но оно не является единственным необходимым условием для его возникновения. Скорее всего, новые моторы будут проектировать с максимально возможными предосторожностями от возникновения подобного эффекта. Однако до той поры фактически единственным лекарством от подобных неприятностей будут служить только специальные моторные масла стандарта API SN Plus и обладающие ­допуском DEXOS 1 GEN2.

Топливый насос высокого давления и система FSI

Технология непосредственного впрыска горючего успела зарекомендовать себя в успешной работе с двигателями на бензине. В свое время система FSI (так называют послойный впрыск топлива) была опробована впервые на японских автомобилях Mitsubishi. Только тогда она носила название Gasoline Direct Injection (GDI), и именно под этой аббревиатурой она больше знакома по сию пору отечественным автомобилистам.

Но в дальнейшем данной технологией заинтересовалась европейская компания VW. Ее переименовали, и стали активно внедрять на автомобили компаний Европейского и американского континентов.

На каких авто устанавливается FSI

На сегодняшний день система FSI устанавливается на автомобили

Mercedes-Benz и другие.

Как работает и преимущества FSI

В результате работы системы непосредственного впрыска в двигателях обеспечивается три вида смесеобразования – послойное, гомогенное и стехиометрическое гомогенное смесеобразование. Благодаря этим смесям топливо используется эффективно по-максимуму, что в итоге приводит к его экономии, позволяя ему сгореть без остатков.

Смесь получается максимально качественной. Мощность ДВС возрастает на порядок. И дополнительный бонус: уменьшение вредных выбросов от работы двигателя с системой FSI.

Для двигателей, которые много работают на высоких оборотах с большой нагрузкой, больше подходит система FSI с легковоспламеняемыми (стехиометрическими) гомогенными смесями. На малых и средних оборотах моторы используют эту систему с послойным смесеобразованием. Промежуточные режимы заставляют двигатели выбирать скудную гомогенную смесь.

Система непосредственного впрыска топлива совмещается в одном агрегате с топливным насосом высокого давления (ТНВД), который устанавливается на корпусе распредвалов. Насос приводит в действие двойной кулачковый механизм на впускном распредвале. Таким образом, в топливной системе образуется давление приблизительно 100 Бар. ТНВД состоит из одноплунжерного насоса, имеет регулировку подачи топливной смеси. Это значит, что в систему поставляется только необходимое на данный момент работы двигателя количество топлива, или же на тот этап, который начнется через определенный отрезок времени.

Действие возвратной пружины перемещает плунжер насоса вниз, увеличивается надплунжерное пространство, а давление в нем падает. В процессе появляется разница давлений, вследствие чего впускной клапан открывается и в надплунжерное пространство подается топливная смесь. При этом клапан нагнетания закрыт по-прежнему, т.к. давление топливной смеси в системе больше давления в надплунжерном пространстве. При повышении давления в надплунжерной камере сразу открывается нагнетательный клапан, и бензин попадает в распределитель. Таким образом, система FSI в тандеме с ТНВД экономно расходует образованные топливные смеси, даже в том случае, что часть их выделяется для смазки плунжера, а остатки перенаправляются по «обратке» в топливный бак.

Моторное масло для FSI

Для данных типов двигателя выпускаются специальные моторные масла, которые совместимы и протестированы с FSI, TFSI. Такие масла, например, как Liqui Moly Top Tec 4200,

Они обеспечат превосходную защиту современных двигателей. Заливайте только правильное масло в данные моторы, так как при пренебрежение правильным продуктом, могут возникнуть необратимые проблемы или дорогой ремонт.

SN Plus: предотвра­щение LSPI в двигателях с прямым впрыском топлива

Низкоскоростное предварительное зажигание в двигателях с прямым впрыском топлива привело к необходимости использования стандарта SN Plus, как промежуточного решения для GF-6

Реализация следующей категории моторных масел для легковых автомобилей ILSAC GF-6 задерживается. Эта задержка подтолкнула производителей оригинального оборудования (OEM-производителей), которые производят автомобили, работающие на бензиновых двигателях с прямым впрыском (GDI), к поиску промежуточного решения проблем, связанных с технологией GDI. Есть решение? Да, это — SN Plus.

Почему SN Plus нужен именно сейчас?

Технология GDI в сочетании с улучшением объемной эффективности, такими как турбонагнетатели, приводит к повышению эффективности двигателя и снижению потребления топлива. Однако эти технологии привели к ситуации, известной как низкоскоростное предварительное зажигание (LSPI). LSPI является преждевременным воспламенением воздушно-топливной смеси в камере сгорания. Другие термины, используемые для LSPI, включают названия: «детонация» и «случайное воспламенение». За последние семь лет автомобили все чаще испытывают LSPI. Производителям транспортных средств требуется решение этой проблемы.

Почему используется прямой впрыск топлива (GDI)?

Исторически бензин смешивался или впрыскивался в воздух, поступающий в камеру сгорания. Хотя эти методы хорошо зарекомендовали себя в течение последних 100 лет, это не самый эффективный способ доставки топлива. С технологией GDI бензин распыляется непосредственно в камеру сгорания под высоким давлением, часто в 2000 psi или выше, распыляя топливо очень маленькими капельками. Это позволяет улучшить смешивание топлива с входящей порцией воздуха. Это улучшенное перемешивание приводит к повышению эффективности двигателя и уменьшает общее количество топлива, используемого в процессе сгорания, что приводит к увеличению мощности на объём двигателя и повышает экономию топлива.

Последствия LSPI

Нижний порог для возникновения эффекта LSPI лежит в диапазоне от 1200 до 2700 оборотов двигателя. Этот эффект является очень губительным для двигателя и приводит к резкому повышению давления в камере сгорания, что приводит к повреждению поршня, поршневых колец, клапанов и других элементов.

Во время тестирования эффекта LSPI в лабораторных условиях в камере сгорания наблюдалось давление до 1595 фунтов на квадратный дюйм. Нормальное сгорание в этом тесте дает максимальное давление 623 фунтов на квадратный дюйм. Это всплеск на 256% в давлении!

Испытания моторных масел показали, что моющие присадки на основе кальция увеличивают вероятность возникновения эффекта LSPI. Удаление же всех моющих присадок на основе кальция не является ни экономичным, ни практичным. С другой стороны, применение гибридного пакета добавок позволяет уменьшить возникновение негативного эффекта и достигнуть нужного сочетания экономичности и практичности. Таким образом, применяя этот гибридный подход, можно достичь довольно экономичного решения этой сложной проблемы.

Область применения

В период с 2010 до 2024 года на рынке будут доминировать бензиновые двигатели с прямым впрыском. Хотя и не все из них будут иметь турбонаддув, большинство двигателей всё-таки будет оборудовано GDI. В данной ситуации важность моторного масла в предотвращении негативного эффекта LSPI будет расти.

Выбор масла для дизельного и бензинового двигателя

Срок оптимальной работоспособности двигателя напрямую зависит от качественных показателей смазки. Моторное масло в двигатель предназначено для снижения физического воздействия на трущиеся детали двигателя, чтобы предотвратить систему от пагубного воздействия окружающей и внутренней среды.

Современные движки автомобильного транспорта требуют заливки исключительно легированной смазки, содержащей различные добавки до 15%, которые придают дополнительную защитную функцию маслу и полезные качественные характеристики.

Различают три разновидности масел по природе: полу- или синтетическое, минеральное. Главной особенностью синтетической смазки считается свойство разжижения при низкой температуре окружающей среды, а также фактор загустевания жидкости при повышенном градусе атмосферных воздушных масс.

Рекомендации по выбору масла для двигателя

Классификация моторного масла по составу

Для начала следует определиться с видом масла. Оно бывает трех разновидностей: минеральное, полусинтетическое и синтетическое.

Минеральную смазочную жидкость получают путем перегонки сырок нефти, очистки ее от вредных примесей и улучшения характеристик при помощи введения присадок.

Синтетика может быть произведена также из нефти, для чего используется гидрокрекинг, а также из эстеров (сложных эфиров) и полиальфаолефинов (ПАО).

Полусинтетическое масло представляет собой смесь минералки и синтетики, в которой содержание последней составляющей может доходить до 20…40%. Технические характеристики такой жидкости заметно превосходят показатели минерального аналога, но уступают параметрам синтетического. Стоимость полусинтетики ниже цены полностью синтетического продукта.

Свойства разных видов масла

Лучшими вязкостно-смазочными свойствами обладает, конечно, синтетика. Она имеет более низкую температуру застывания, стойка к термоокислению, что уменьшает вероятность образования нагара, меньше испаряется.

Свойства синтетической жидкости меньше меняются при эксплуатации автомобиля, при повышении температуры она остается достаточно густой, при низких значениях на термометре, наоборот, не густеет.

Такие особенности материала позволяют обеспечить надежную работу силового агрегата в любое время года. В целом такая смазка характеризуется гораздо большим ресурсом по сравнению с минеральным аналогом.

Минеральное масло в двигатель не обладает такой стабильностью характеристик, однако многие его до сих пор используют в целях экономии. К тому же многие транспортные средства, имеющие почтенный возраст, попросту не рассчитаны на применение синтетики.

Классификация масла по вязкости

Определившись с типом смазки, необходимо правильно подобрать материал по качеству и вязкости. Для ориентирования автолюбителей используются классификации SAE, определяющая вязкостно-температурные свойства жидкости, а также API и ACEA, служащие для обозначения качественных характеристик.

Практически все производители придерживаются этих установленных стандартов. Требования к маслу по данным категориям обычно указываются в документации к технике (раздел «Масла и смазки» в инструкции к авто).

Следует отметить, что имеющие идентичные вязкостно-температурные параметры и характеристики по API и ACEA жидкости часто имеют различный химический состав и способны проявлять себя в силовых агрегатах разных конструкций по-разному.

Показательны испытания, которые были проведены для силовых агрегатов автомобилей Honda. При их проведении оказалось, что масло Castrol и Shell во время эксплуатации имеет большой процент угара.

Продукция компаний Chevron и Eneos при небольшом угаре оставляет в моторе лаковые отложения. Масла ZIC и Dragon в этом отношении стабильнее, однако плохо сопротивляются процессу старения. По результатам тестов отлично показала себя смазка Liqui Moly, характеристики которой даже превзошли требования автопроизводителя.

Не рекомендуется применять в моторах Honda продукцию российских производителей. Это обусловлено высоким угаром, большим количеством лаковых отложений и кокса. При этом не следует делать вывод о плохом качестве отечественной продукции. Просто она несовместима с двигателями Honda.

Какие масла выбрать для дизельного двигателя

Современные моторные масла достаточно универсальны, но в случае дизельного топлива важно обратить внимание на несколько важных моментов. Это особенно актуально для более продвинутых конструкций.

Наличие таких решений, как турбокомпрессор или сажевый фильтр DPF, значительно повышает требования к качеству масла. Поэтому правильный выбор масла в двигатель из числа предлагаемых на рынке становится несколько труднее, чем в случае с бензиновыми агрегатами.

Современный дизельный двигатель — довольно сложная конструкция. Кроме того, нагрузка выше, чем у бензиновых ДВС, что обусловлено, например, более быстрым достижением максимального крутящего момента.

Турбокомпрессор, установленный в современных дизельных двигателях, также «пользует» моторное масло. Поэтому особенно рекомендуется следовать инструкциям производителя и использовать масло, соответствующее стандартам, установленным для автомобиля.

Как правило, синтетическое масло следует использовать в новых двигателях, а в устаревших или с большим пробегом – полусинтетические и минеральные.

Какое масло лить в двигатель автомобиля с сажевым фильтром

Если автомобиль оснащен противосажевым фильтром (DPF, FAP), то масло должно иметь маркировку Low SAPS. В соответствии со стандартом ACEA масла для дизельных двигателей с сажевыми фильтрами обозначаются буквой C и следующим номером от 1 до 4.

Такие масла для дизельных двигателей обладают низким содержанием обогащающих присадок, которые вызывают отложения сульфатной золы, фосфора и серы в фильтре. Избыток этих веществ может быстро засорить и разрушить фильтр.

Это, конечно, не приводит к повреждению двигателя, а «только» к необходимости замены фильтра, но это может сильно ударить по карману. Для оригинальных комплектующих авторизованные мастерские насчитывают от нескольких тысяч за замену.

Поэтому стоит позаботиться о состоянии фильтра, чтобы не подвергать себя ненужным затратам. Правильно подобранное масло в двигатель поможет защититься от загрязнений и последствий работы при высоких температурах.

Насосные форсунки или Common Rail

При выборе масла для дизельного двигателя необходимо также обращать внимание на тип впрыска топлива. Форсунки насоса, приводимые в действие кулачками на распределительном валу, требуют применения подходящего масла, в противном случае существует риск преждевременного износа вала и дорогостоящего ремонта.

Особое внимание следует также уделять маслам, допускающим более длительные интервалы замены. Можно выбрать с маркировкой LongLife или символом LL, но всегда проверять соответствие требованиям производителя.

Старые автомобили с дизельными двигателями

К счастью, в случае старых автомобилей нет необходимости беспокоиться о защите современных технических решений. Для простых конструкций, таких как дизельные двигатели с естественной всасывающей способностью, достаточно обратить внимание на знак качества API.

Это американский стандарт, обозначается двухбуквенными кодами. Поскольку не существует различия между маслами только для бензиновых и дизельных двигателей, на упаковке имеется двойная маркировка.

Обе состоят из двух букв, первая из которых обозначает стандарт для бензиновых (S) и дизельных (C) двигателей. Второй символизирует качество: чем дальше буква от начала алфавита, тем выше качество.

Для дизельного топлива может также отображаться цифра, обозначающая основание. Новейшим стандартом для дизельных двигателей является CK-4.

Мифом является то, что минеральное масло можно использовать после более чем нескольких сотен тысяч километров пробега – таким образом, можно повредить двигатель. Если используются синтетические масла для двигателя, следует придерживаться именно их и в дальнейшем не менять.

В случае старых автомобилей использование масла с параметрами, не полностью соответствующими характеристикам дизельного двигателя, практически безвредно. Ситуация ухудшается, если автомобиль оснащен новыми технологиями. В целом, чем новее и технологичнее дизель, тем сложнее выбор масла.

Подбор масла для бензинового двигателя

Стандарт производителя

Самый простой способ — следовать инструкциям производителя. Некоторые производители используют собственные руководства, такие как BMW, Mercedes, Volkswagen, Ford или PSA Group. Другие дают достаточно точные параметры для конкретной модели автомобиля.

В руководстве по эксплуатации можно найти информацию о количестве рекомендованного масла при замене или полной заливке.

Однако не всегда удается получить правильную информацию, особенно для старых автомобилей. Что тогда выбрать?

Вязкость масла для двигателя SAE

Пожалуй, наиболее известным и в то же время наиболее сложным для расшифровки параметром масла является так называемая вязкость по стандарту SAE. Это два числа. Первый – в диапазоне от 0 до 25 и с буквой W – обозначает зимний класс вязкости.

Чем меньше число, тем ниже минимальная температура, при которой можно будет запустить двигатель (например, -35 градусов в классе 0W, а при 25W — только между -10 и нулем градусов). Второе значение в диапазоне 20-60 означает летние параметры: чем больше число, тем выше сопротивление при температуре жидкости от 100 до 150 С.

Проще говоря, чем ниже вязкость, тем ниже сопротивление. Чем выше вязкость, тем лучше защита двигателя. Как правило, масла с меньшей вязкостью подходят для современных двигателей, в то время как более высокая вязкость рекомендуется для старых или более тяжелых агрегатов.

Следует помнить, что параметры SAE связаны с рабочей температурой, а не с температурой окружающей среды. Поэтому зимнее значение важно с точки зрения погоды, что определяет легкость запуска, когда масло охлаждается до уровня окружающей среды.

Качество масла для двигателя в соответствии с API

Американский стандарт — это 2-х буквенный знак качества. Как уже упоминалось, между бензином и дизельным топливом нет различия, поэтому на каждый продукт наносится двойная маркировка.

Владельца бензинового автомобиля интересует буква S, за которой следует вторая буква. Чем дальше по алфавиту, тем лучше качество масла. В настоящее время высочайшим стандартом для бензиновых двигателей является стандарт SN.

Качество масла в соответствии с ACEA

Европейский стандарт также двойной для бензина (обозначение А) и дизельного топлива (обозначение В). Цифра после буквы указывает на группу двигателей, для которой подходит масло. Это особенно важно для пользователей автомобилей с дизельными двигателями из-за сложных технологических решений, таких как турбокомпрессоры или сажевые фильтры.

Минеральное, полусинтетическое, синтетическое масло в бензиновый двигатель

Минеральные масла устаревают, изнашиваются и нестабильны. Синтетические масла находятся на другом конце шкалы: они обеспечивают наилучшую защиту в течение длительного времени, но за счет более высокой цены. В центре — полусинтетические масла.

Когда речь заходит о таких типах масел, важно следить за тем, чтобы при замене масла качество не снижалось. Если в автомобиле используется синтетическое масло, следует придерживаться этого правила.

По мере увеличения пробега можно использовать более вязкие масла, в то время как переход на более старые технологии минеральных масел приведет лишь к увеличению износа двигателя.

Масла для мощного бензинового двигателя

В случае современных бензиновых моторов пространство для маневра уже ограничено. Двигатели в соответствии с последними тенденциями сокращения габаритов (меньшая мощность, но с турбонаддувом) требуют синтетического масла высокого качества.

То же самое относится и к высокопроизводительным агрегатам и спортивным моделям. В частности, наличие турбокомпрессора требует правильной регулировки масла, которая в данном случае также предназначена для защиты компонентов системы турбокомпрессоров.