Воскресенье, 20 октября 2019

Сервисные категории моторных масел API

Начиная с 1954 года Американский институт нефти (API) совместно с Американским обществом по испытаниям и материалам (ASTM) и Сообществом автомобильных инженеров (SAE) проводит классификацию моторных масел. Стандарты данной классификации и ее основные принципы изложены в документах ASTM D4485SAE J183 APR96. Позднее, в 80-х - 90-х годах, к данной работе присоединились специалисты таких организаций как Ассоциация производителей двигателей (EMA) и Ассоциация американских производителей автомобилей (AAMA). В результате совместных усилий была разработана “Система лицензирования и сертификации моторных масел” Engine Oil Licensing and Certification System (EOLCS). Она полностью описана в документе API 1509 .

Что же заставляет производителей смазочных материалов разрабатывать новые спецификации моторных масел? Основными движущими силами на рынке моторных масел являются  экологическое законодательство и требования потребителей. Они в значительной степени определяют направление изменения и развития составов линеек моторных масел.

Самая первая сервисная категория моторных масел API CA вышла в далеком 1954 году. Действующие на сегодняшний день сервисные категории моторных масел API (CH-4CI-4CI-4+CJ-4) начинаются с 1998 года. Давайте совершим небольшой экскурс в историю развития рынка моторных масел Северной Америки и отметим на оси времени возникновение различных требований к моторным маслам. Сверху будем отмечать все, что относится к шоссейной технике, а снизу - то, что применимо для внедорожной техники.

Первые ограничения по выбросам отработанных газов появились как раз для техники внедорожной в 1996 году, это был стандарт под названием TIER 1 . Вслед за ним в 1998 году были сформулированы требования по ограничению вредных выбросов уже для шоссейной техники в документе EPA 98 .

000005 

Следует отметить, что эти стандарты разделили выбросы отработавших газов двигателей на две части - выбросы вредные для здоровья человека (в основном это углеводороды, твердые частицы и оксиды азота) и выбросы, которые не являются канцерогенными или токсичными и напрямую не вредят здоровью человека. За 15 лет удалось снизить выбросы, которые являются вредными для здоровья человека, более чем на 90%. Этого удалось достичь путем внедрения и модернизации систем очистки выхлопных газов.

Некоторые изменения в конструкции дизельного двигателя приводили к изменению эксплуатационных свойств моторных масел. Что, в свою очередь, диктовало необходимость классификации моторных масел по новым сервисным категориям API. И, если обратить внимание на порядок выпуска сервисных категорий моторных масел API с выходом документов EPA, то можно легко заметить четкое соответствие.

Так, например, в 2004 году появился документ EPA 04, который вызвал необходимость применения системы доочистки выхлопных газов EGR. В связи с этим была модернизирована действующая на тот момент сервисная категория CI-4 до сервисной категории CI-4+. В перечень испытаний на соответствие данной сервисной категории был добавлен тест на изменение вязкости моторного масла при наличии в нем сажи. А при использовании системы рециркуляции выхлопных газов EGR это было неизбежно.

Появление документа EPA 07 определило необходимость использования фильтров твердых частиц DPF. В результате на свет появилась новая сервисная категория CJ-4, которая определила минимальные пороги содержания фосфора, серы и сульфатной золы в моторном масле, так как без этого моторные масла невозможно было применять в дизельных двигателях, использующих фильтры твердых частиц DPF. Появившаяся в 2010 году система SCR не сформировала дополнительных требований к моторным маслам, в результате в двигателях оснащенных этой системой возможно применять моторные масла категории CJ-4.

000006

Теперь давайте попробуем разобраться почему же после 2007 года не появилось новой сервисной категории моторных масел. До этого приблизительно раз в четыре года выходила новая сервисная категория. В 2004 году новой категории не выпустили, а модернизировали предыдущую. То есть, по идее, в 2011 году должна была появиться следующая сервисная категория CK-4, но этого не произошло. После 2007 года получился большой перерыв в выпуске новых категорий потому, что к этому моменту выбросы, с которыми боролись до этого, уже удалось снизить более чем на 90%. Было решено бороться с другими выбросами.

В 2010 году Агентство по охране окружающей среды (EPA) выпустила новые правила, направленные на сокращение уровня выброса парниковых газов (GHG). Национальная администрация безопасности дорожного движения (NHTSA), в свою очередь, выпустила более жесткие требования по сокращению расхода топлива средне- и тяжело-нагруженных дизельных двигателей. Ужесточение требований являются катализатором изменений в конструкции дизельных двигателей и, соответственно, в требованиях к эксплуатации транспортных средств. Все это привело к необходимости разработки новой эксплуатационной категории моторных масел. Были окончательно сформулированы правила Национальной программы по сокращению выбросов парниковых газов и потребления топлива для транспортных средств, использующих средне- и тяжело-нагруженные дизельные двигатели.

Для удовлетворения этим требованиям производители двигателей представили новые конструкции двигателей и зафиксировали тренд на использование смазочных материалов пониженной вязкости. В том же 2011 году в целях обеспечения необходимой защиты двигателей Ассоциация производителей двигателей (EMA) подала официальный запрос в Американский институт нефти (API)  на разработку новой эксплуатационной категории моторных масел. На этапе разработки новая эксплуатационная категория получила название Proposed Category 11 или PC-11. Еще на этапе разработки стало понятно, что придется выделить две подкатегории, которые на ранних этапах имели обозначение PC-11A и PC-11B1 декабря 2016 года они получили обозначения CK-4 и FA-4.

000007Первая категория введена для обеспечения преемственности и возможности замены всех предыдущих категорий, как это диктует один из основных принципов Системы лицензирования и сертификации моторных масел API (EOLCS). Масла этой категории могут быть использованы в двигателях, которые требуют использования любой из ранее введенных категорий моторных масел API. Категория моторных масел для дизельных двигателей API CK-4 предназначена как для шоссейной, так и для внедорожной техники.

Вторая категория - API FA-4 - по сути является родоначальницей нового типа сервисных категорий топливо-экономичных моторных масел. Это новое поколение моторных масел для нового поколения дизельных двигателей. В первую очередь масла этой категории характеризуются пониженным уровнем вязкости, что должно обеспечить повышенную топливную экономичность в новом поколении дизельных двигателей для шоссейной техники.