Производство моторного масла из природного газа. Почему моторное масло из природного газа лучше, чем из нефти. Получение готового продукта
Сразу скажем, что для портала «АвтоВзгляд» знакомство с таким производством не стало экстраординарным событием – мы , в том числе и на зарубежных заводах . Так что сравнить есть с чем. Однако впечатления от посещения завода в Торжке оказались куда более запоминающимися, чем мы ожидали.
Так, например, здесь для приготовления используется установка последнего поколения, работающая по принципу «смешивание в потоке» (технология SМB). В смесительной установке данного типа происходит одновременная подача в трубу всех необходимых компонентов с определенной скоростью, что обеспечивает их смешение в нужной пропорции, причем с высокой точностью. Скорость смешивания (компаундирования) на установке, работающей по технологии SМB, составляет около 60 000 в час. Это в несколько раз больше, чем при работе традиционной смесительной установки, где перемешивание осуществляется лопастями. В Торжке, впрочем, есть и такое смесительное оборудование, но даже в нем используются не обычные, а особые лопасти, созданные на основе уникальных запатентованных разработок.
Оригинальные технические решения применены и в цехе розлива и фасовки готовых масел. Одна из главных особенностей процесса – автоматический манифольд. Это своего рода трубопроводный коммутатор, перераспределяющий потоки того или иного вида продукции, поступающей из емкостей-хранилищ, на линии розлива. Здесь тоже есть свой нюанс: чтобы разные продукты не смешивались в каналах манифольда, каждый трубопровод после отгрузки нужного количества масла обязательно подвергают пневмоочистке с помощью полимерно-резиновых пыжей (так называемых пигов). Понятно, что техническая реализация любой из этих операций весьма сложна и трудоемка. Поэтому все процессы производства автоматизированы и управляются из диспетчерской – в полном соответствии с самыми современными промышленными стандартами.
Но, как говорится, инновации – инновациями, а контроль качества продукции никто не отменял. Этот процесс в компании возведен в абсолют, причем значительная доля контролирующих операций отводится заводской лаборатории Shell. Ее специалисты отслеживают все этапы производства, начиная от анализа присадок и базовых масел, и заканчивая контролем качества готового продукта. Полученные в лаборатории данные тестов моментально поступают в единые корпоративные базы электронных систем GSAP и Lubcel, которые проверяют корректность представленных результатов и их соответствие требуемым параметрам. Такой двойной контроль гарантирует, что масла, произведенные на заводе в Торжке, по своему качеству ничем не отличаются от аналогичных продуктов, выпущенных на любом другом заводе бренда.
Отвечая на вопросы журналистов, директор комплекса Константин Рубин рассказал, что после выхода на полную мощность, завод будет выпускать широкую линейку высококачественных смазочных материалов, включая моторные масла, масла для судовых двигателей, промышленные смазочные материалы, гидравлические и трансмиссионные масла. В продажу они поступают под марками Helix и Rimula (масла для легкового и коммерческих транспорта соответственно), Tellus, Spirax и Omala (индустриальные смазки).
Инновационные технологии лежат и в основе производства новой линейки синтетических моторных масел Shell Helix Ultra, созданных на основе технологии PurePlus. Напомним, что эти масла с технологией PurePlus делают из природного газа, а не из нефти. Благодаря процессу газожидкостной конверсии получается кристально чистое базовое масло, которое практически не содержит примесей, характерных для сырой нефти. Дело в том, что «база» на основе природного газа состоит из молекул с прочными молекулярными связями, более устойчивыми к воздействию жестких условий эксплуатации. В итоге обеспечивается легкий запуск двигателя даже при экстремально низких температурах, устойчивость к воздействию высоких температур, а также способность удалять отложения, образовавшиеся в системе смазки при использовании обычных моторных масел. Более того, сочетание технологий Shell PurePlus и Active Cleansing в линейке масел Shell Helix Ultra обеспечивает высокий уровень чистоты двигателя.
GTL – моторное масло из природного газа. Технология его производства была разработана почти сто лет тому назад. Несложная задача для химиков. Забавно, но чтобы газообразный метан превратился в жидкое масло, ему пришлось трансформироваться в твердое вещество – белоснежный парафин, синтез которого происходит в результате частичного окисления метана с выделением угарного газа и водорода. И вот уже они под воздействием катализаторов превращаются в промежуточный парафин. Что с ним делать, химики выяснили еще раньше. Методом гидрокрекинга длинные цепочки изомеров «режутся» на короткие, и на выходе получаются прямогонный бензин, дизельное топливо и масла.
Чтобы изготовить масло из газа, его сначала превращают в твердый белый парафин путем окисления метана с выделением угарного газа и водорода.
Не подмажешь – не поедешь
Трение, если только его сила не используется для торможения или сцепления, вечная головная боль инженеров и механиков. Трение снижает КПД двигателя и увеличивает износ соприкасающихся деталей. Еще древние египтяне и античные греки использовали масла и жир, чтобы облегчить скольжение. Прошли тысячелетия, и индустриальное развитие техники в начале XX в. вывело производство масел на уровень промышленных масштабов. Возросли требования к качеству и номенклатуре.
Автомасла бывают на минеральной, синтетической и полусинтетической основе.
Деготь, растительные масла и животные жиры сдали позиции под натиском нефти и угля. Сырье из полезных ископаемых давало большие объемы при удешевлении стоимости. Со временем ситуация менялась. Нефть и уголь перестали быть дешевыми, зато были открыты и освоены огромные запасы газовых месторождений. После чего выяснилось: продукты переработки газа успешно конкурируют с аналогами из других природных материалов. Моторное масло – это смесь основы (базовое масло) с присадками, обеспечивающими необходимые технические свойства.
Современные масла подразделяются на:
- минеральные – их получают в результате разделки и очистки нефти (природной смеси жидких углеводородов);
- синтетические – продукт синтеза органических и неорганических компонентов.
Соответственно, моторное масло из природного газа относится к синтетическим и представлено на рынке длинным списком, где сорта различаются как по составу, так и по техническим характеристикам.
Вернуться к оглавлению
Корова не только молоко и мясо
Под природным газом понимают смесь газов в недрах Земли, образовавшихся в результате разложения органики вне доступа кислорода. В основном это метан, доходящий в некоторых месторождениях до 98%, и, естественно, именно он является сырьем для производства моторных масел.
Рост нефтяных цен, развитие технологий, ужесточение экологических требований подстегнуло поиски альтернатив. Некоторые направления оказались удачными. Так, например, разлагающиеся отходы животноводства при умелой утилизации способны давать ощутимый выход метана. Чаще всего он идет на технические нужды или обогрев зданий.
Однако при индустриальном размахе молочного производства объем газа становится таким, что появляется идея синтезировать моторное масло как самостоятельный, сопутствующий продукт. Возможно, некоторое время спустя промышленная ферма станет многофункциональной: с одной стороны идет отгрузка молока и сливочного масла, а с другой – технических масел и пластмасс. Подобный процесс можно запустить на предприятиях переработки сельхозпродукции или на фабриках по утилизации мусора либо отходов древесины. Химическая промышленность развивается быстро, и не все государства могут похвастаться обилием природных ископаемых. Зато мусор и навоз найдется всегда, как и технология получения газа.
Вернуться к оглавлению
Шелл не чижика съел
Голландская компания Royal Dutch Shell является лидером производства моторных масел из природного газа, его можно узнать по аббревиатуре GTL (gas to liquid = из газа в жидкость). Надо отдать должное: голландцы действительно отвоевали солидный сегмент рынка и продолжают наступать. Они проводят активную рекламную и маркетинговую политику, вплоть до организации пресс-туров на свои предприятия с приглашением журналистов и блогеров из разных стран, включая Россию.
Голландская компания Royal Dutch Shell является лидером производства моторных масел из природного газа, которого можно узнать по аббревиатуре GTL.
По всему миру уверенно продвигается линейка шелловской продукции под общим брендом Shell Helix Ultra. Она включает десятки масел, применяемых для различных целей. Производитель, основываясь на статистике и независимых исследованиях, доказывает, что GTL превосходят по качеству масла, произведенные традиционно из нефти или синтетические на основе ПАО (полиальфаолефинов) или полиэстеров.
Конкуренты возражают, утверждая, что шелловским маслам присущи следующие недостатки:
- теряют качество при низких температурах;
- обладают низкой полярностью, масло не удерживается на металле и быстро стекает, особенно в мороз;
- показывают слабые окислительные свойства, без присадок не выдерживают 24 часовой тест на окислительной машине.
Шелл не соглашается и каждый сезон предлагает улучшенные модификации товара. Тот самый случай, когда подстегивающая конкуренция идет на пользу потребителя. Судя по нынешнему тренду, синтетические GTL масла будут и дальше наступать по всем фронтам рынка. Пока есть газ, производство масел не иссякнет.
«Это новаторская технология, и говорить о ней можно много. Но резюмировать я могу коротко: это невероятно! И то, о чем мы хотим вам рассказать, является настоящим прорывом в области производства моторных масел», - так эмоционально начал представление нового продукта вице-президент Shell Lubric NTS Marketing Эндрю Хепхер. Заинтриговал Эндрю…
Пилотная установка GTL Технологического центра в Амстердаме
ОТ ИДЕИ ДО ОСНОВЫ
С точки зрения массового потребителя, моторные масла делятся на хорошие и плохие. Любая дорогая «синтетика» - это хорошо. А внутри линейки находящегося на слуху бренда - все масло масляное. Притом что инженеры-разработчики подобных продуктов готовы часами рассказывать о нюансах процессов. И специалисты Технологического центра концерна Шелл, находящегося в Амстердаме (всего концерн имеет 6 подобных центров), исключением не являются. А что касаетсясамой работы, то ежегодно концерн Шелл инвестирует в научно-технические разработки более $1 млрд. Столь высокие инвестиции - вещь во многом вынужденная. Считается, что к середине текущего века спрос на энергоносители вырастет вдвое. А чем больше будет использовано энергоносителей, тем больше будет выбросов в атмосферу. Поэтому в концерне Шелл взят курс на использование новых, более чистых источников энергии. Так, в поисках тех самых источников, более пристальное внимание было обращено на природный газ. И это не сиюминутное изменение вектора. Еще в 1970-х годах в концерне Шелл начались работынад технологией Gas-To-Liquid («газ в жидкость»), сокращенно GTL. Это было реакцией производителей на нефтяной кризис на Ближнем Востоке. Но тогда, на лабораторном уровне, удавалось производить лишь несколько граммов базового масла в день. Десять лет спустя была построена пилотная установка и оптимизирован процесс превращения природного газа в жидкие углеводороды с использованием катализаторов. Реальность коммерческого использования этой революционной технологии была доказана в 1990-х, когда в Малайзии была запущена первая промышленная установка концерна, работающая по технологии GTL. А в 2012 году в Катаре введен в строй крупнейший завод Pearl GTL. Сегодня концерн Шелл выводит на рынок новую линейку полностью синтетических моторных масел, но речь в амстердамском Технологическом центре шла не столько о готовом продукте, сколько о базовом масле, произведенном по уникальной технологии Shell PurePlus. Технология действительно уникальная: буквально каждый шаг разработки был запатентован, и на выходе готового продукта в концерне Шелл насчитали более 3500 патентов только по этой теме. А что касается столь пристального внимания к базовым маслам, то в этом нет ничего удивительного - в формуле современных высококачественных масел 90 % составляет именно «база».
Марк Уэкам: «Работая с Ferrari, мы знаем, что мощные двигатели - это зона высоких рисков. А отсюда и высокие требования к маслам»
КАК ЭТО РАБОТАЕТ
«Если вы услышите сигнал тревоги, следуйте моим указаниям», - технолог лабораторной установки, работающей по процессу GTL, начал с инструктажа по технике безопасности. Вообще, вопросам безопасности в Технологическом центре уделяется особое внимание. А затем был урок химии, преподанный в столь популярной форме, что так и хотелось спросить: а почему конкуренты не додумались до подобного процесса? Правда, тут же вспомнилась и 40-летняя история разработок концерна Шелл… Что же касается самого принципа процесса GTL, то все начинается с подачи в установку природного газа метана и кислорода (преимущество газовых ингредиентов состоит и в том, что в метане нет примесей, характерных для сырой нефти), после чего происходит этап газификации с производством синтез-газа, представляющего собой смесь монооксида углерода и водорода. Затем синтез-газ поступает в реактор, где при посредстве катализатора происходит синтезирование жидких углеводородов (процесс синтеза Фишера - Тропша). На выходе из реактора жидкость при температуре окружающей среды превращается в воскообразную массу, имеющую длинную молекулярную цепочку. Следующим процессом в цепи GTL является гидрокрекинг, в результате которого та самая длинная цепь углеводородов делится на более короткие цепочки, представляющие собой разные фракции: собственно базовое масло, дизель, керосин и т. п. Побочными продуктами производства могут быть и моющие средства, и «исходники» для производства пластика, и материалы для косметической промышленности… Преимущество подобного процесса еще и в том, что здесь можно избирательно, на молекулярном уровне, определять качественный состав продукта. «Качество базового масла является ключом и к качеству конечного продукта, - говорит Селда Гюнсел, возглавляющая отдел технологий. - Базовое масло, произведенное по нашей технологии Shell PurePlus, обладает высокими качествами из-за химического состава, созданного на молекулярном уровне. Оно очень стабильно как при крайне высоких, так и при очень низких температурах, отличается низкой летучестью. Добавив к нему наши запатентованные активные присадки, мы получили полностью синтетическое моторное масло Helix Ultra, изготовленное с использованием технологии Shell PurePlus, обладающее прекрасными качествами по защите от износа и очистке самых мощных на сегодняшний день двигателей. Есть и еще одна причина, по которой мы столь тщательно работаем над качеством масел: чем выше их свойства, тем большей экономии топлива мы можем добиться. С нашей линейкой Helix Ultra с технологией Shell PurePlus мы рассчитываем снизить этот показатель на 3 %. Скажете, немного? Но если учесть, сколько автомобилей ездит по нашим дорогам, цифры будут впечатляющими».
Тестовый мотор после использования маcла Shell Helix Ultra с технологией PurePlus
Слева - прозрачное базовое масло из газа, дальше 2 баночки с «базой» из нефти, присад ки и справа - готовый продукт Shell Helix Ultra
Здание Технологического центра концерна Шелл в Амстердаме
Селда Гюнсел: «Мы постоянно должны искать что-то новое. И сейчас в качестве исходного материала для производ ства базовых масел мы выбрали при родный газ»
НА ГРАНИ
Говоря о «самых мощных на сегодняшний день двигателях», Селда Гюнсел не погрешила против истины: еще в 1930-х годах началось сотрудничество концерна Шелл и Энцо Феррари, а когда в 1947 году с производственной линии фабрики в Маранелло сошли первые Ferrari, в их двигателях было масло Shell. И сегодня связи Шелл и Ferrari неразрывны, включая совместную работу в «Формуле-1». Посещение Технологического центра в Амстердаме проходило накануне Гран-при Испании, поэтому вопросы, задаваемые Марку Уэкаму, возглавляющему отдел, занимающийся разработкой «спортивных» масел, в большей степени были посвящены «королевским гонкам». Смысл своей работы в «Формуле-1» Марк сформулировал кратко: «Достичь победы, соблюдая все правила и технические требования». Что же касается разработки масел для двигателей, работающих на грани возможностей, то здесь особых трудностей для своего отдела Марк Уэкам не видит: «Мы были на сто процентов готовы к работе в условиях новых технических требований 2014 года. Турбированные моторы? У нас накоплен большой опыт по работе с такими двигателями. Высокие обороты? Еще в прошлом году двигатели «раскручивались» до 18 000 об/мин, а сейчас они достигают порядка 12 500… Действительно, производители моторов нередко ставят перед нами новые задачи, но мы с этим справляемся, так как всегда стараемся работать на опережение, прогнозировать тенденции. Более трудной задачей я считаю работу в условиях инноваций мощных двигателей дорожных автомобилей Ferrari и Maserati, еще одного партнера концерна Шелл. Здесь надо учитывать, что владельцы этих машин используют их не только на гоночных треках, но и для повседневной езды. И масло должно сохранять свои характеристики отнюдь не для 300 километров дистанции гонок «Формулы-1». Главное в том, что масло и для обычных машин, и для болидов «Формулы-1» не должно иметь компромиссов».
А это масло, взятое для анализа из мотора болида F 14T. Не исключено, что в следующем сезоне в Ferrari будут использоваться масла, произведенные по технологии GTL
НА ПРОМЫШЛЕННОМ УРОВНЕ
В своем выступлении Селда Гюнсел много говорила о новых тенденциях в разработке масел, но закончила его фразой: «Одного новаторства недостаточно - нужно вывести разработки на коммерческий рынок. И практическое применение разработанного нами продукта является важнейшим компонентом». Подтверждением этих слов Селды является завод Pearl GTL, построенный два года назад в Катаре, промышленная установка GTL которого может производить в год 1 млн тонн базового масла. Это значит, что в год можно заменить масло в 250 млн двигателей. Снабжается завод природным газом из второго по величине месторождения, находящегося в 40 км от Катара, а восемь кислородных установок (самые крупные в мире) получают кислород из воздуха со степенью очистки 99,5 %. Вообще, рассказывая о заводе в Катаре, сотрудники концерна Шелл любят оперировать цифрами. Площадь, которую занимает завод, - 1,5 км х 1,5 км, а в заключительной стадии строительства там работало более 50 000 рабочих из 50 стран. Количества стали, использованной при строительстве, хватило бы для постройки десяти Эйфелевых башен, бетона было использовано в два раза больше, чем ушло на строительство самой высокой в мире башни в Дубаи… Но это уже так, к слову.
Поршень двигателя, в котором использовалось масло с технологией Shell PurePlus, после 100 000 км пробега. На днище лишь следы горения топлива. Других отложений нет
Цех очистки воды завода Pearl GTL В Катаре
ПАО масла или моторные масла сделанные на основе синтеза попутных нефтяных газов, принадлежат к разряду классической синтетики. Пришли они в гражданское применение из авиации, ведь наверху под куполом неба не слишком тепло, хоть и немного ближе к солнцу. Поэтому и требовалось, что бы смазочные материалы не только выдерживали нагрузки, но и не замерзали на большой высоте. Для этого как нельзя, более лучше, подходит ПАО база или ПолиАльфаОлефиновое базовое масло.
ПАО база имеет большие преимущества перед маслами на минеральной основе. Она выдерживает огромные нагрузки, высокие обороты, попадание топлива практически без ухудшения качества масла, очень долго сохраняет все свои основные технические параметры, прекрасно выдерживает термические нагрузки. Но ко всем достоинствам всегда есть какой нибудь недостаток, при всех своих замечательных свойствах ПАО база практически не в состоянии растворить в себе присадки. Для растворения присадок в ПАО маслах используют минеральную базу, с которой присадочный комплекс прекрасно смешивается. Так что не бывает в мире ПАО масел состоящих только из синтетики, в любом случае какой о процент минеральной основы присутствует.
Еще одно неприятное свойство ПАО базовых масел или масел 4-ой группы, это низкая полярность или практически ее отсутствие. То есть молекулы ПАО масла не «прилипают» к металлическим поверхностям и после выключения могут спокойно стремиться стечь в картер. Также не очень хорошо относятся к резинотехническим уплотнителям в виде сальников и прокладок. Для борьбы с подобным явлением используют специальные вещества, которые придают определенную полярность молекулам масла, укрепляя пленку и придавая свойства «прилипания» к металлу. Как правило, раньше для этих целей использовали представителей 5-ой группы базовых масел, так называемые сложные эфиры или эстеры. Эстеры даже в небольшом количестве существенно влияют на свойства ПАО базового масла и избавляют его от вышеописанных недостатков. На сегодняшний день, многие производители переходят на алкалированные нафталины. По сути, они так же как и эстеры избавляют ПАО базовое масло от недостатков, но это более современное поколение присадок. Таким образом классическое синтетическое масло – это масло в базе которого содержится большой процент ПАО базового масла.
Но синтетикой сейчас называют не только моторное масло, сделанное на ПАО основе, а и масло сделанное из сырой нефти путем глубокой очистки и химического катализа. Это производное HC синтеза -Гидрокрекинговое моторное масло. Гидрокрекинговое автомобильное масло отличается во – первых, более низкой ценой, а во – вторых, своими преимуществами и своими недостатками, которые как и в ПАО маслах являются зеркальным отражением достоинств. По сути, гидрокрекинг долгое время относили к минеральным маслам высокой степени очистки и это верно, ведь сделано оно именно из минеральной основы.
Но в 1999 году произошло историческое событие в виде решения американского суда по иску Exxon Mobil к Castrol. Тем кто не знал, а думаю таких большинство, поясню. Кастрол стал писать на своих канистрах с гидрокрекинговыми маслами, слово «Synthetic», чем вызвал возмущение специалистов Mobil. Произошло знаменитое противостояние между двумя достойными производителями. Решение суда подивило многих и по сути внесло исторические изменения на рынок смазочных материалов. В вольном переводе оно гласило, что надпись на канистре «Синтетика» это вопросы маркетинга, а вовсе не вопросы технического описания товара. После этого решения взошла звезда Гидрокрекинга на рынка синтетических продуктов. Масса компаний стали называть синтетикой продукты гидрокрекинговой очистки базового масла. Ну а так как технология производства более недорогая, нежели процесс синтеза из газа, то и цена такого продукта стала огромным конкурентным преимуществом, перед классической синтетикой на ПАО. Рынок смазочных материалов наполнился канистрами с надписями «Full Synthteic», «100% Synthetic», «Synthetic», которые по своему составу были смесью 3-й группы гидрокрекинговых базовых масел и второй или первой группой минеральных масел, но формально это была синтетика. Если не ошибаюсь, то по нашему стандарту достаточно 37% гидрокрекингового масла, что бы продукт мог называться синтетическим. В целом гидрокрекинговые масла вплотную по своим свойствам приблизились к ПАО маслам и по сути уже смело могут называться синтетикой, но есть ряд технических особенностей благодаря которым, ПАО базовые масла останутся недостижимым уровнем для гидрокрекинговой базы, по крайней мере на данном уровне технического развития химической отрасли.
Итак, мы знаем, что синтетическим автомобильным масло может называться, как классическое ПАО масло, так и продукция сделанная из нефти или гидрокрекинговое масло. С недавних пор, в кагорту синтетики пришла еще одна новая – старая технология, а именно GTL или Gas to Liquid. GTL базовые масла это продукция сделанная путем синтеза природных газов. Несмотря на то, что сделано оно из газа, но по международной классификации все же относится к 3-й группе базовых масел и имеет обозначение VHVI+. Моторные масла на GTL базовом масле это по сути компромисс по всем параметрам между достоинствами ПАО и гидрокрекинговых базовых масел. GTL технологии удалось впитать в себя большинство достоинств ПАО и гидрокрекинга и практически избежать их недостатков. Сама GTL технология известна давно, например в годы Второй мировой войны немецкие химики с ее помощью делали синтезированное горючее для боевой техники, по сути из подручных материалов. Но эта технология была достаточно дорога в использовании и не получала до недавнего времени широкого применения. Пионером на глобальном рынке можно по праву считать концерн Shell и его «дочку» Pennzoil. Обкатав на американском рынке и усовершенствовав составы Шелл построил огромный завод в Катаре на объем более миллиона баррелей GTL масла в год, что позволяет не только закрывать собственные потребности в маслах этой группы, но и продавать для сторонних производителей. Да и цена самой базы стала более демократичной, что позволяет ее применять без страха существенного повышения розничной стоимости готового продукта.
Как быть простому автолюбителю при выборе синтетики? Здесь все зависит от условий эксплуатации. В большинстве случаев при правильном подборе по вязкости и допускам можно ограничиться «бюджетной», но качественной гидрокрекинговой синтетикой. Если же вашему автомобилю приходиться работать в условиях, которые большинство назовут суровыми или экстремальными, то выбор однозначно за ПАО синтетикой или автомобильными маслами на GTL базе.
Любое моторное масло - это смесь базового масла и пакета присадок. Сейчас базовые масла принято делить на пять основных групп.
Первая группа - обычная минералка, получаемая из тяжелых фракций нефти в присутствии различных растворителей.
Вторая группа - улучшенные минеральные масла, прошедшие процедуру гидрообработки, повышающую стабильность базового масла, и лучше очищенные от вредных примесей. У них своя ниша, преимущественно в области грузового транспорта, тяжелых судовых и промышленных дизелей, - они используются там, где расходы масла огромны и применение дорогой синтетики разорительно.
Третья группа - базовые масла, полученные по технологии гидрокрекинга (НС-технологии). На интернет-форумах «спецы» презрительно называют эти масла «кряком», хотя они занимают основную часть рынка. Какие-то фирмы позиционируют их как полусинтетические (хотя сами признают некорректность самого термина «полусинтетика»), какие-то называют НС-синтетиками. По сути это тоже минеральное масло, получаемое из соответствующих фракций нефти, но улучшенное - и по степени чистоты, и по молекулярной структуре.
Четвертая группа - Full Synthetic, или полностью синтетические масла. Их основа - полиальфаолефины (ПАО). Молекулы ПАО - это чисто синтетический продукт, который получается в результате химических реакций преимущественно из нефтяных газов - этилена или бутилена. Такие масла «собирают», как конструктор, а потому их свойства более предсказуемы, чем у минералки. Недостаток ПАО - высокая цена. Поэтому идут в ход маленькие хитрости: почему бы не смешать процентов двадцать- тридцать-сорок ПАО с «кряком» и не назвать такое масло полностью синтетическим? Ведь доля ПАО в синтетике нигде не оговаривается! Хитрость можно разгадать лишь по температуре вспышки, которая указывается в техническом описании масла: у ПАО она стремится к 250 °C и даже выше (бывает и 280 °C), а у чистых НС-синтетик - около 225 °C.
Пятая группа базовых масел объединяет все то, что не попало в первые четыре. И основное, вошедшее в эту группу и получившее активное распространение в производстве товарных масел, - это базовое масло на основе эстеров.
Эстеры - полностью синтетические соединения, полученные не из нефти, а преимущественно из растительного сырья, в основном из рапсового масла. Это чисто синтетический продукт, отличающийся полной стабильностью. Его молекулы имеют заряд, благодаря чему прилипают к металлическим стенкам и уверенно снижают износ. К сожалению, невозможно сделать масло, состоящее из одних эстеров: будут велики потери на трение. Потому масла пятой группы - это тоже смесь, чаще всего эстеров и ПАО, но при этом, поскольку для чистой синтетики часть эксплуатационных свойств получается задать на стадии сборки базового масла, объем пакета присадок может быть существенно меньше.
ЧТО НОВЕНЬКОГО?
Самая крутая группа - пятая, из которой мы и взяли три эстеровых масла, каждое со своими изюминками .
Cupper SAE 5W-40 Full Ester
Самое эстеровое, если можно так сказать: по заявлению производителя, содержит до 80% эстеров и всего 2,5% присадок со специальными металлоплакирующими (фр. laquer - покрывать) компонентами.
XENUM WRX 7.5W40
Эстеровое с микрокерамическими присадками на основе нитрида бора. Вообще-то, нитрид бора - мощный абразив, но тут используется очень мелкая фракция, которая, как утверждается, являет собой аналог твердой смазки в зонах трения. Отметим нетрадиционный, «дробный» класс по SAE и немалую цену.
KROON Oil Poly Tech 10W-40
Здесь применена так называемая OSP-технология, при которой в базовое масло на основе ПАО и эстеров включается до 30% специальных полиэфиров - полиалкиленгликолей (ПАГ). Они полностью растворяются в масле и способствуют лучшему растворению пакета присадок. Отметим высокий индекс вязкости ПАГ (свыше 180 единиц), что обеспечивает хорошие пусковые свойства при низких температурах. Примерная цена - 5000 рублей за 5 литров.
В компанию к эстерам взяли любопытную парочку из третьей и четвертой групп.
ТОТЕК Астра Робот 5W40
RAVENOL HCS 5W-40 API SL/SM/CF
Эту гидрокрекинговую синтетику примем за точку отсчета. Цена смешная.
Задача испытаний - посмотреть, как работают эти масла в идентичных условиях стендовых испытаний: чего ждать и на что надеяться? При этом мы не будем сравнивать между собой масла четвертой и пятой групп: соревнуются не они, а принципы развития направлений современного «маслостроения».
ДЛИННЫЙ ЗАЕЗД
Практически все маслопроизводители декларируют энергосберегающие функции, снижение износа, исключительную чистоту деталей, а также продленный ресурс масла. Проверить и сопоставить это можно только в ходе длительных стендовых испытаний, обеспечивающих идентичные условия работы для каждого продукта. Методика обкатанная.
Сердце исследовательской установки - стендовый двигатель на базе ВАЗ‑2111, причем условия работы масла в нем специально ужесточены. В частности, повышена степень сжатия и введено масляное охлаждение поршней: масло греется дополнительно. Пробы исследовали в химмотологической лаборатории кафедры двигателей, автомобилей и гусеничных машин Санкт-Петербургского политехнического университета и в «Северо-Западном центре экспертиз».
В таких условиях каждое масло отходило по 180 моточасов в режиме, характерном для движения машины по трассе (обычный автомобиль прошел бы за это время примерно 15 000 км); разве что число пусков‑прогревов у нас было значительно меньше.
По ходу испытаний мы отбирали пробы масла, чтобы отследить историю его старения. Параллельно замеряли мощность, расход топлива и токсичность отработавших газов. После каждого цикла мотор разбирали, чтобы оценить его состояние - в частности, степень износа.
МУЧЕНИЯ ГИДРОКРЕКИНГА
Первым в стендовый мотор залили масло, призванное задать начальный уровень отсчета. Это НС-синтетика RAVENOL HCS 5W‑40. Все было нормально, но через 130 моточасов после начала испытаний вязкость вывалилась за верхний предел, определяемый заявленным классом по SAE (16,3 сСт), что всегда приравнивается нами к формальному отказу. Пробег (в пересчете) - чуть больше 11 000 км. Резкое увеличение вязкости и определило заметное ухудшение характеристик двигателя: мощность снизилась на 3%, расход топлива увеличился на 7%.
ЧЕТВЕРТЫМ БУДЕШЬ?
Четвертую группу базовых масел в нашем тесте представляло «самое» синтетическое моторное масло - «ТОТЕК Астра Робот 5W40». И, надо признать, весьма успешно. На фоне гидрокрекингового масла были четко видны преимущества полной синтетики на базе ПАО.
Во‑первых , это ресурс. Условные 15 000 км масло проработало легко, его параметры остались в пределах заданных. Темп старения даже в предложенных жестких условиях оказался заметно более низким, чем у масел «младших» групп. И моторные характеристики в конце испытаний не слишком отличались от начальных.
Во‑вторых , это масло удивило своими низкотемпературными свойствами: -54 ºС - такова температура замерзания! Высокий индекс вязкости (под 170) обеспечивает хорошую вязкостно-температурную характеристику, гарантирующую оптимальную работу масла как при высоких температурах в нагруженных режимах, так и при холодном пуске.
Угар за весь цикл испытаний был минимальным. Сказалась малая летучесть, что косвенно подтверждается самой высокой температурой вспышки среди всех масел этой группы. А также результатами замеров токсичности отработавших газов: выход остаточных углеводородов заметно меньше, чем при работе мотора на других маслах, - нетопливная, то есть масляная, составляющая токсичности заметно уменьшилась. Откуда знаем, что именно масляная? Оттуда, что топливная составляющая при одном и том же бензине и одинаковых регулировках дает разницу только в пределах погрешности.
Уровень загрязнений в двигателе характерен для синтетик: невелик, но все-таки заметен.
МЕДЬ В МАСЛЕ
Первым представителем пятой группы было масло Cupper 5W40 Full Ester. Новый оригинальный пакет присадок, содержащий медь, должен обеспечивать металлоплакирующие свойства. Что это означает? На рабочих поверхностях деталей будет формироваться тонкая медная пленка, сглаживающая шероховатости, а также защищающая узлы трения от задира и износа. Положенные 15 000 км масло выдержало. После вскрытия двигателя увидели, что поверхности цилиндров стали напоминать шпон карельской березы - и цветом, и рисунком. Это и есть медь. А взвешивание деталей вообще повергло в шок: на вкладышах подшипников вместо убыли наблюдалось устойчивое увеличение массы! Минимальное, на уровне нескольких миллиграммов, - но увеличение! Неужели медь из масла перешла на рабочие поверхности вкладышей? И еще одно чудо: щелочное число в свежей (до испытаний) пробе масла составило всего около 3 мг КОН/г вместо привычных 6–10 КОН/г. Ошибка? Перемерили несколько раз - всё верно! И после испытаний оно снизилось лишь чуть-чуть. Вот что дает сочетание эстеровой основы и металлоплакирующего пакета присадок. С кольцами обошлось без чудес, но темп износа реально меньше, чем на эталонной гидрокрекинговой синтетике.
Ресурс похуже, чем у масла «ТОТЕК Астра Робот» на базе чистых ПАО, но значительно лучше, чем у эталонного «гидрокрекинга». Оно и понятно: присадки работают интенсивно, но их немного - поэтому ресурс масла не может быть бесконечным. Но напоминаем: условные 15 000 км масло честно отработало.
ЭСТЕРОВОЕ МОТОРНОЕ МАСЛО: БЕЛОЕ НА ЧЕРНОМ
«Эстеро-керамическое» масло Xenum WRX 7.5W40 с микрокерамикой дало рекордно низкую скорость износа поршневых колец и цилиндров, вдобавок снизилась скорость износа и у подшипников. «Твердая смазка» из нитрида бора работает! Энергосберегающий эффект в масле проявился как раз там, где обычным моторам приходится особенно тяжело - в максимальных режимах и, что выглядит странным для непрофессионалов, в режиме холостого хода. В первом случае на все детали действуют максимальные нагрузки, которым должно противостоять масло. Во втором - нагрузок нет, но и скорость относительного движения деталей, заставляющая их «всплыть» на слое масла, очень мала. Потому работает не все масло, а в основном его присадки.
Но без дегтя не обошлось.
Во‑первых , скорость старения этого масла из эстеровой группы оказалась заметно выше, чем у масла Cupper, - Xenum проиграл даже маслу ТОТЕК из группы ПАО. Цикл испытаний выдержан, но запас ресурса по его окончании был минимальным. По нашему мнению, это следствие более жестких условий работы масляной пленки в присутствии микрочастиц керамики. Очаговые локальные температуры в зонах трения, где работают твердые микрочастицы, могут повышаться, а это неизбежно портит базу масла.
Во‑вторых , низкотемпературные свойства этого масла тоже оказались не ахти. Впрочем, нестандартные «7.5» в классификации по SAE ничего другого и не обещали. И еще. После того как пробы масла некоторое время постояли на полочке, в них обнаружился плохо смываемый осадок! Даже долгое взбалтывание пробы не удаляло его с донышка бутылки. Чудес не бывает: керамика - тяжелая, долго удержать ее в объеме масла невозможно. Конечно, осадка было немного, но от него как-то не по себе. Успокаивает лишь тот факт, что масло на нашем рынке присутствует не первый день, но никаких связанных с ним «страшилок» вроде бы не обнаружено.
Отметим, что цвет проб менялся интенсивно. Изначально масло напоминало по цвету кефир: белое-белое. Через 40 моточасов оно уже стало похоже на обычное масло - темное, но осадок все равно был белесым. Нитрид бора, однако.
«ПОЛИ ТЕХ» В ПОЛИТЕХЕ
Испытания проводились в лаборатории кафедры двигателей питерского политеха. Как же пройти мимо масла с таким знакомым именем - KROON Oil Poly Tech? Единственное на нашем рынке масло группы ПАГ в целом подтвердило то, что гласило описание. Главное - при вскрытии мотора после 180 моточасов работы в жестких режимах мы обнаружили практически чистые поршни! Высокотемпературных отложений фактически не было, зона поршневых канавок оказалась чистой. А это значит, что кольца на этом масле работают нормально, никакого залегания ожидать не приходится.
Уровень низкотемпературных отложений оказался ниже, чем у других масел. Похоже, что полиалкиленгликолевая база масла их растворяет, как и было обещано производителем. И с ресурсом всё нормально: 15 000 км масло «прошло» с запасом на еще несколько тысяч километров.
Что касается ресурса двигателя и защиты от износа, всё тоже очень достойно, на уровне лучших эстеровых образцов и значительно лучше, чем у базовой НС-синтетики. А вот с «холодными» свойствами не так однозначно. Температура застывания - под минус пятьдесят, и это один из лучших показателей, а вот индекс вязкости не самый высокий. Не зря указан класс 10W‑40 по SAE.
МАСЛА ИЗ БУДУЩЕГО
Кто сказал, что все моторные масла льют из одной бочки? В ходе испытаний мы сделали для себя два важных открытия.
Во‑первых, НС-масла за свою цену работают вполне достойно и не способны испортить даже самый современный мотор.
Во‑вторых, есть более интересные варианты, чем самая распространенная на рынке третья группа. И каждое из рассмотренных масел имеет свои плюсы при единственном минусе - высокой цене. Но за хорошее и заплатить не грех, тем более что переплата чаще всего не превышает стоимости одной-двух заправок топливом. Если же учесть эффект энергосбережения (экономия бензина в среднем на 2–4%), улучшение динамики автомобиля, пусковых свойств и снижение скорости износа двигателя, то переплата и вовсе не выглядит пугающей.
Любое из испытанных нами масел можно безбоязненно заливать в мотор. По нашим сведениям, тот же Xenum очень любят гонщики. Cupper с его медью до сих пор кажется чем-то необъяснимым, но ведь выдержал же! К маслу ТОТЕК нет никаких вопросов. А полиалкиленгликолевое масло KROON Oil Poly Tech вообще расходится на ура. Короче, используйте смело - конечно, если группа качества выбранного масла согласуется с требованиями инструкции по эксплуатации автомобиля.
Xenum WRX 7.5W40
Цена, руб. от 6000
Объем, л 5
KROON Oil Poly Tech 10W‑40
Ориентировочная цена, руб. 5000
Объем, л 5
НАШ КОММЕНТАРИЙ
Производителей базовых масел и присадок - единицы, а потому разнообразию конечных продуктов взяться неоткуда. Испытанные нами масла выпускают малыми объемами. На таких продуктах отрабатывают новые решения. Kroon Oil - бывшая дочка «Шелла», XENUM часто используется в автоспорте, Cupper и ТОТЕК - новинки российского производства. Отнести масло к той или иной группе бывает сложно: производитель не афиширует его состав. Основная часть - НС-масла, остальные, примерно поровну, - дешевые минералки (популярны за океаном и на Ближнем Востоке) и так называемые полные синтетики.
