Почему автомобильная промышленность переходит на синтетические моторные масла

Возможно, вы заметили. Если вы ездите на относительно новом автомобиле, стоимость замены масла увеличивается. Число, которое идентифицирует масло, уменьшилось. Интервалы между заменами масла во многих случаях были увеличены. Что-то изменилось.

Что изменилось, так это более широкое использование синтетического моторного масла производителями автомобилей. Все больше и больше производителей оригинального оборудования (или OEM-производителей, таких как General Motors, Toyota, Mercedes и т. д.) используют синтетические масла в своих двигателях.

В отличие от обычного моторного масла, которое получают и перегоняют непосредственно из сырой нефти, выкачиваемой из глубоких недр, синтетическое масло производится искусственно в лаборатории. Он может начать свою жизнь как высокоочищенная базовая нефть из сырой нефти, или он может быть полностью искусственным. В любом случае, синтетическое масло состоит из молекул, которые чрезвычайно однородны по размеру и форме, в отличие от случайной формы обычного масла. В эту точно подобранную композицию включены высококачественные присадки, повышающие ее эффективность в двигателе.

Синтетическое масло превосходит обычное масло во многих условиях, но оно и стоит дороже. Гораздо больше. Итак, почему автомобильная промышленность переходит на использование синтетического моторного масла в легковых, грузовых автомобилях и внедорожниках?

Причину можно разделить на три взаимосвязанные категории:экономия топлива, сокращение выбросов и конструкция трансмиссии.

Экономия топлива
Не секрет (скорее, это горячо обсуждаемый общественный и политический вопрос), что улучшение экономии топлива важно для сохранения природных ресурсов и защиты окружающей среды.

В 1975 году Конгресс принял закон о снижении энергопотребления за счет увеличения топливной экономичности легковых автомобилей и легких грузовиков. Средняя экономия топлива в компании Стандарт (CAFE) требует, чтобы автопроизводители ежегодно выполняли средние показатели по автопарку. Когда стандарты повышаются, производители реагируют на это созданием более экономичных автомобилей.

С текущим требованием, чтобы к 2025 году автомобили соответствовали среднему показателю 54,5 миль на галлон (увеличение в 2011 году), автопроизводителям предстоит пройти долгий путь, чтобы соответствовать стандарту. Даже с учетом предложенной поправки о снижении стандарта до 37 миль на галлон результат 2019 года, равный 25,1, оставляет много возможностей для улучшения.

Сокращение выбросов
Чтобы уменьшить воздействие загрязнителей воздуха на окружающую среду и жизнь человека, Агентство по охране окружающей среды (EPA) на протяжении десятилетий вводило в действие растущий набор правовых стандартов или требований, которым должны соответствовать все новые автомобили, продаваемые в стране, для регулирования выбросов загрязняющих веществ в атмосферу. В апреле 202 г. Агентство по охране окружающей среды (вместе с Национальным управлением безопасности дорожного движения) внесло поправки в стандарты CAFE и стандарты выбросов парниковых газов для легковых и легких грузовиков, чтобы они распространялись на модели до 2026 года.

Производители добиваются сокращения выбросов, сокращая количество загрязняющих веществ, содержащихся в выхлопных газах (оксиды азота, окись углерода и т. д.), с помощью каталитических нейтрализаторов. Но сокращение выбросов также связано с эффективностью использования топлива. Чем меньше топлива потребляется, тем меньше выхлопных газов, в том числе углекислого газа.

Дизайн трансмиссии
Для снижения расхода топлива производители выпускают двигатели меньшего размера и меньшего веса. Меньший вес означает меньшее количество топлива, необходимого для его перемещения. Но меньше также означает меньше мощности. Таким образом, автопроизводители также работают над тем, чтобы сделать двигатели более мощными. Один из способов добиться этого — добавить турбокомпрессор для увеличения мощности.

Меньшие и более легкие двигатели также имеют гораздо более жесткие допуски. Между движущимися компонентами внутри меньше места. Это может сэкономить место, но также создает проблему трения и контакта деталей друг с другом. Тем более, что те же самые двигатели работают горячее, чем более крупные.

Низкая вязкость
Автопроизводители могут многое сделать для экономии топлива и сокращения выбросов, включая снижение веса (с двигателями меньшего размера и более легкими материалами), аэродинамику и модернизированные шины. Другой способ — снизить вязкость масла в двигателе.

Вязкость – это мера толщины жидкости, ее сопротивления течению. Нефтяные компании присваивают число, обозначающее вязкость своей продукции, согласно определению Американского института нефти (API). Чем выше число, тем гуще масло; чем меньше число, тем тоньше. Возможно, вы слышали, что вязкость масла описывается другими терминами:вес или сорт. Каждый термин, вес, сорт и вязкость по существу относятся к одному и тому же.

Десятилетия назад масло без навески, такое как SAE 30, было обычным явлением. Стремление улучшить экономию топлива привело к разработке универсального масла, такого как 10W-30, где первое число представляет вязкость в холодном состоянии («W» означает «зима»), а второе число показывает вязкость в холодном состоянии. масло прогрето до рабочей температуры.

В восьмидесятых и девяностых годах были распространены 10W-30 и 10W-40. С тех пор эти цифры снижаются. Сегодня автопроизводители требуют (и производители масел производят) продукты с гораздо меньшей вязкостью. Сегодня наиболее распространены 5W-20 и 5W-30, регулярно используются даже более легкие масла - 0W-20, 0W-16 и даже 0W-8.

Решение и проблема
Масло с более низкой вязкостью способствует экономии топлива. Оно допускает более жесткие допуски двигателя, потому что оно тоньше и может просачиваться в меньшие пространства, где более густые масла не могут. А поскольку он тоньше, он оказывает меньшее сопротивление компонентам двигателя. Перемещение более густой жидкости требует больше энергии, поэтому более низкая вязкость означает меньшее потребление энергии, экономию топлива и снижение выбросов.

Но у жидкого масла есть свои проблемы. Ему труднее уменьшить трение, и поэтому для улучшения его свойств в формулу необходимо добавить модификаторы трения. Нефть с низкой вязкостью также более летучая и легче испаряется. А присадки должны работать эффективнее, если они включены в легкое масло.

Вот где синтетическое масло вступает в игру.

Почему синтетическое масло?
Преимущества синтетического масла позволяют преодолеть проблемы более низкой вязкости и дополнительных затрат.

Например, из-за его однородного молекулярного состава масло можно сделать более жидким, чем масло, имеющее странную форму и случайные большие и маленькие молекулы. А поскольку оно изготовлено из высококачественного базового масла, синтетическое масло гораздо более стабильно при экстремальных температурах. Это делает его идеальным кандидатом на роль меньшего по размеру и более горячего двигателя.

Синтетическое масло также может содержать гораздо более качественные ингредиенты:модификаторы трения, противоизносные присадки, антиоксиданты и многое другое.

Кроме того, синтетика способна выдерживать высокую температуру и высокие обороты турбокомпрессора. Они также помогают решить проблему преждевременного зажигания на низких оборотах (LSPI), состояния, которое является побочным продуктом высокого давления в небольшом двигателе с непосредственным впрыском топлива с турбонаддувом, где воздушно-топливная смесь может воспламениться сама по себе. LSPI повреждает двигатель. Детергенты, входящие в состав синтетического масла, помогают снизить вероятность LSPI.

Синтетическое масло стоит значительно дороже, чем обычное масло, но оно также способно к более длительному сроку службы. На некоторые синтетики можно положиться на 10 тысяч миль и более. Производители перешли на более длительные интервалы замены масла с использованием синтетического масла.

Поскольку синтетическое масло может быть изготовлено с более низкой вязкостью (некоторые сорта масла доступны только в синтетическом исполнении) и могут сохранять эту вязкость дольше без разрушения (что приводит к увеличению времени между заменами масла), а также из-за его способности обеспечивать более высокое качество присадок и работы в условиях высокой температуры и высокого давления современных двигателей, он быстро становится предпочтительным смазочным материалом для производителей автомобилей.