Профессиональный подход и инновационный взгляд

Вернее, сделать это может только высококвалифицированный специалист, имея в своем распоряжении результаты достаточного количества тестов. Без выполнения этого условия нет никакого основания делать вывод о пригодности масла для смазки двигателя. Полноценное тестирование смазочных материалов – это целый комплекс высокотехнологичных операций, выполненных на современном оборудовании специалистами высокой квалификации и достаточно узкой специализации. Для большинства из этих операций требуются оснащенная соответствующим образом лаборатория или стендовый комплекс, значит, для полного тестирования продукта нужно иметь полноценный исследовательский центр.

Приходится констатировать, что на территории нашей страны нет ни одного исследовательского центра, отвечающего современным требованиям, в то время как все ведущие иностранные фирмы-разработчики масла для автомобилей имеют в своем распоряжении прекрасно оснащенные исследовательские комплексы и считают их «лицом компании», придают очень большое значение оснащению исследовательских лабораторий и квалификации персонала. И это вполне понятно. Такие центры позволяют компаниям уверенно смотреть в будущее, поскольку только с помощью выполненных там исследований можно разработать и представить заказчикам нужное масло для каждого двигателя.

Как это делается на практике, лучше всего видно на тех примерах, что демонстрируют ведущие мировые компании, например BP – один из крупнейших международных энергетических концернов с численностью сотрудников более 100 тыс. человек, структуры которого работают в 90 странах мира.

BP состоит из трех подразделений:

• геологоразведка и добыча полезных ископаемых;
• нефтепереработка и реализация нефтепродуктов;
• альтернативная энергетика.

Бизнес смазочных материалов входит в состав второго подразделения и, в свою очередь, делится на два больших направления: «смазочные материалы для автомобилей» и «смазочные материалы для водного, воздушного транспорта и промышленной техники».

Исследовательский центр BP, специализирующийся на разработке высокотехнологичных эффективных смазочных материалов премиум-класса, распространяющихся по всему миру под брендом Castrol, расположен в городе Пэнборн (Великобритания). «Мощность» этого исследовательского центра позволяет проводить более 60 тыс. различных тестов и испытаний в год в рамках разработки новых технических решений и поддержки маркетинговых программ.

Центр оснащен современным высокоточным оборудованием для проведения более 100 видов различных испытаний образцов масел и имеет все необходимое для стендовых и моторных уникальных испытаний разрабатываемых моторных и трансмиссионных масел.

Испытания масел делят на типовые и аналитические. В ходе последних определяют базовый состав смазочного материала (это необходимо для контроля качества новых смазочных материалов), а также проводят комплексную оценку отработанного масла с целью выявления отклонений, возникших в ходе его использования.

Аналитические исследования включают в себя разделение масла на составляющие с целью определения нетипичных компонентов (это особенно важно для выявления загрязнений в образце смазочного материала). Для этого приходится выполнять большое количество тестов, ряд которых являются обязательными, поскольку входят в утвержденные, всеми признанные методики тестирования, другие выполняют по собственным технологиям или в рамках специальных исследовательских программ.

Первый шаг анализа всех видов масел – это определение их важнейшей характеристики – вязкости. Измерения вязкости входят в часть спецификации «Общества автомобильных инженеров» SAE J300. Это испытание считают типовым.

«Вязкость» включает в себя два понятия. С одной стороны, это величина внутреннего трения, с другой – мера сопротивления течению жидкости. Каждая из этих ипостасей требует различных методов измерения. Вязкость в зависимости от температуры может изменяться в очень широких пределах. Измеренная при 100^оС кинематическая вязкость определяет рабочие свойства масла – его высокотемпературный класс, а низкотемпературная вязкость определяет прокачиваемость масла при холодном пуске. Поэтому измерение вязкости производится при помощи вискозиметров разных типов. С помощью одних определяют время течения масла через калиброванные отверстия при 100^оС и 40^оС. Низкотемпературные свойства исследуют на другом приборе – имитаторе холодного пуска (диапазон от –5 до –35^оС позволяет сделать выводы о работоспособности масла в большинстве климатических поясов). Для этого на стенде измеряют усилие относительного сдвига смазанного ротора и подогнанного к нему с заданным зазором статора.

Важнейшим этапом тестирования масла является определение его вязкости при высокой температуре и высокой скорости сдвига. Чтобы выполнить это измерение, нужен вискозиметр третьего типа. Метод определения – вращение ротора в статоре при различной температуре (до 150^оС).

Полученные цифры демонстрируют способность смазочного материала защищать высоко нагруженные элементы, которые могут быть серьезно повреждены при разрыве масляной пленки. Эти же испытания являются также индикатором энергосберегающих свойств масла.

Аналитические исследования начинаются на оптико-эмиссионном спектрометре с индуктивной плазмой. Этот вид тестов позволяет определить концентрацию химических элементов присадок и продуктов износа в масле. Первое необходимо для контроля качества на этапе разработки и производства масла, а второе – для определения содержания металла в образце масла, взятого из двигателя. Этот метод наиболее универсален, так как позволяет определить присутствие любых атомов и ионов в исследуемом образце масла.

Газовая хроматография – еще один из важнейших тестов аналитической группы. Этот метод с помощью разделения масла на составные части позволяет, например, определить наличие и количество дизельного топлива в масле, что само по себе говорит о неправильной работе форсунок. Газовая хроматография дает возможность определить различные смеси базовых масел (минеральных и синтетических) в предоставленных образцах.

Сканирующий электронный микроскоп – еще один вид оборудования для аналитических исследований – выполняет несколько иные задачи. С его помощью можно провести анализ поверхностей трения, образцов отложений и частичек примесей, обнаруженных в масле.

Полученные цифры расскажут о масле очень многое, но все-таки не позволят ответить на все вопросы, связанные с его непосредственной эксплуатацией.

Эксплуатационные характеристики продуктов определяют в других лабораториях центра – на стендовых и моторных испытаниях, а также на испытаниях в климатической камере и на мощностном стенде. Всего в этом цикле выполняют 25 видов стандартных и эксклюзивных испытаний.

Для точного определения рабочих характеристик продуктов моторные испытания заменить нечем. Они выполняются с использованием тестовых двигателей – определенным образом подготовленных реальных моторов, на которых будет эксплуатироваться испытуемое масло. В центре проводят моторные испытания двигателей легковых автомобилей, грузовиков и мотоциклов. Тестовые двигатели устанавливают на специальных стендах, которые дают возможность приложить требуемый момент сопротивления к валу мотора. Стенды исследовательского центра позволяют имитировать различные режимы движения, такие как «короткие поездки», «скоростное шоссе» и даже «гоночная трасса». Важнейшим преимуществом стендовых испытаний в Пэнборне считают тот факт, что мощностной стенд установлен внутри климатической камеры, что позволяет смоделировать реальные эксплуатационные условия и определять показания топливной экономичности и уровень выбросов, что позволяет продемонстрировать эффективность работы масел в условиях низкой температуры. В ряде случаев одновременно с маслом может тестироваться и топливо.

Поскольку целью испытаний является проверка эксплуатационных характеристик масла, то свойства тестовых двигателей по возможности должны быть идентичны. Поэтому состояние поверхности цилиндропоршневой группы, моментов затяжки болтов, качества уплотнения, тип прокладок, а  также баланс вращающихся частей должны тщательно контролироваться. Кроме того, контролируются влажность в помещении, характеристики топлива, работа системы управления, время работы и простоя, а также интервалы и методика отбора образцов.

Важнейшим элементом этих испытаний стал тест на износ распределительного вала Nissan KA24i. С некоторых пор автопроизводители считают этот тест стандартным, поэтому он лег в основу испытаний практически всех моторных масел для легкового двигателя. Это очень перспективный метод с превосходной повторяемостью и избирательностью, который лежит в основе всех прошлых, настоящих и будущих разработок противоизносных технологий. В Пэнборне ужесточили условия проведения этого теста и для многих продуктов линейки Magnatec разработали собственные стандарты, позволяющие подобрать продукты с исключительно высокими характеристиками.

Отличие методов испытания двигателей грузовых автомобилей заключается в том, что они не только должны проверять способность масла сохранять свои свойства, но и соответствовать изменениям конструкции, обусловленным растущими потребностями к экологичности и экономичности моторов. Важнейшая черта двигателей тяжелых магистральных грузовиков – долгий срок эксплуатации, в течение нескольких миллионов километров пробега. В центре найден способ так нагрузить двигатель, чтобы провести ресурсные испытания за более короткий срок.

Для испытаний используют дизельные (от 5 до 13 литров) двигатели, предоставленные автопроизводителями – партнерами Castrol. В результате испытания тестируют отложения на поршнях, расход масла, общий КПД, износ подшипников скольжения и деталей газораспределительного механизма, а также ряд других параметров.

Кроме того, проводится оценка количества отложений в наиболее уязвимых местах – в канавках поршневых колец, масляных каналах и деталях турбонагнетателей. Особой точности и аккуратности контроля всех параметров требует тестирование двигателей на топливную экономичность, поскольку используемые методики должны обеспечить повторяемость результатов, в том числе в лабораториях независимых экспертов.

Оснащение испытательного центра позволяет проводить испытания мотоциклетных двигателей. Конструктивные особенности мотоциклетных двигателей – малые объемы и большая удельная мощность – обуславливают более жесткие условия работы масла и более высокую тепловую нагрузку. А поскольку в мототехнике системы смазки двигателя, сцепления и КПП едины, то нужны масла с другими характеристиками, нежели для легковых автомобилей, где применяются сухое сцепление и своя система смазки КПП.

Стенд для испытания мотоциклетных моторов спроектирован так, чтобы сымитировать условия известных гоночных треков.

Испытания ведутся по собственной методике, потому что для мотоциклетных моторов пока очень мало стандартных тестов.

По окончании моторных испытаний двигатель снимают со стенда и разбирают для оценки степени износа отдельных деталей и характера отложений. Эта работа требует очень высокой квалификации, и ВР гордится тем, что ее специалисты занимают в этой области лидирующее положение.

В отличие от моторных стендовые испытания позволяют сымитировать работу подвижных частей двигателя не на реальном моторе, а на специальной упрощенной установке. Тем не менее эти исследования дают возможность получить такие характеристики, как температура, давление на поверхность, износ, и позволяют быстро и без значительных затрат исследовать большое количество образцов для определения тенденции износа.

Эксплуатационные характеристики трансмиссионных масел проверяют в ходе другого испытания на 4-шариковой машине. Принцип работы машины прост – четыре стальных шарика в испытываемом масле трутся друг об друга при увеличивающейся нагрузке. Фиксируется момент разрушения масляной пленки (в результате чего шарики привариваются друг к другу). Применение не прошедшего этот тест масла может привести к полному выходу из строя механизма, когда, например, тяжелогруженый грузовик движется в гору.

Итак, подведем итог.

Какое свойство масла ценится больше всего? В первую очередь это способность уменьшать силу трения, создавая на сопрягаемых поверхностях прочную и «скользкую» пленку. Причем (и, может быть, это самое главное) масло должно обеспечить выполнение этого требования на всех режимах работы двигателя и во всех климатических условиях. Это может сделать только высококачественное масло, правильно подобранное к двигателю. Что может дать потребителю уверенность в том, что производитель масла сделал все возможное для того, чтобы правильно подобрать масло? Только добрая репутация его торговой марки и надежда на высокую техническую оснащенность и квалификацию разработчиков.

Именно здесь, в Пэнборне, рождается качество масла Castrol, именно здесь тщательно подбирают его состав для каждого типа двигателей. И именно здесь огромный опыт, профессиональный подход и инновационный взгляд специалистов центра обеспечивают конкурентные преимущества этого важнейшего для отрасли продукта, документальным подтверждением которых стали допуски автопроизводителей, разрешающие эксплуатацию масел Castrol в подавляющем большинстве автомобильных двигателей.