Synth Myth: Гости из будущего, ч. II

[bmwservice]

Это продолжение, начало тут: https://bmwservice.livejournal.com/294609.html

Вот смотрите: берем основные распространенные марки, которые вы все знаете. Берем "верхний" диапазон SAE и вычитаем из него "нижний". Казалось бы - это совсем разные величины, которые, однако, несут одну смысловую нагрузку в рамках стандарта - получаем что-то типа условной "ширины" данной рецептуры.

Вот так:

15W40=25
10W40=30
0W40=40
5W40=35
5W30=25
0W30=30
0W20=20
5W20=15
10W60=50
5W50=45

Продолжим, выстроим их по ранжиру:

5W20=15
0W20=20
15W40=25
5W30=25
10W40=30
[здесь уместно провести черту - здесь заканчиваются широкодиапазонные свойства реальных "минералок"']
0W30=30
5W40=35
0W40=40
5W50=45
10W60=50

Маркируем основы, исходя из общеизвестной практики:

5W20=15 синт
0W20=20 синт
15W40=25 минерал
5W30=25 синт
10W40=30 минерал
0W30=30 синт
5W40=35 синт
0W40=40 синт
5W50=45 синт
10W60=50 синт

Разрешите теперь сделать вот так:

5W20=15 синт
0W20=20 синт
 [15W40=25 минерал]
5W30=25 синт
 [10W40=30 минерал]
0W30=30 синт
5W40=35 синт
0W40=40 синт
5W50=45 синт
10W60=50 синт

Что у нас получилось, как думаете?!

У нас получилась почти что ВЫЯВЛЕННАЯ БЛОГОМ ГРУППА РИСКА.

В течение многих лет (несколько сотен опытов) перепроверенная и выявленая именно что на практике.

Параллельно выявленная и теми, кто делал аналогичные опыты в Сети - за несколько лет таковых было немало.

Да, наиболее рисковыми получились как раз-таки "широкодиапазонные" синтетические масла.

Теперь это требуется обосновать.

Уже на этапе практической работы, мне стала заметна очевидная ошибочность выбора критерия разделения масел лишь как "синтетичность"/"минеральность".

До сих пор, в Блоге говорилось лишь о "минеральности" хороших масел - они-де "хорошо растворяют присадки". Это правда, но вырисовывается очевидная несостыковка: ну как же так, какие основания тогда имеются для выделения "нерисковых" синтетик наряду с минералкой? Разве 0W20, 5W20 и подобные - они что, не вполне себе "легкотекучие" синтетики?

Проверить эту гипотезу легко, о чем я и попросил читателей Блога. А именно - попросил сделать псевдослучайные выборки групп масла по SAE, с соответствующими им индексами вязкости - синоним "синтетичности", типа таких:



Усредним индексы по каждой группе, отранжировав по возрастанию "синтетичности" и посмотрим, как расположились классы по SAE:


Масла SAE "0W30" и "0W20" из предложенной логики Блога явно вываливаются - здесь у них непосредственное соседство (почти равенство) по индексам вязкости. Ну не могут антагонисты по свойствам быть соседями, если критерий отбора верен. Мы занимаемся именно дифференцированием для нахождения Принципа - наша главная задача - развести группы масел по разным углам. Если они оказались соседями - выбор критерия ошибочен. Группа из трех минералок слева - расположилась кучно, но вот 0W20 с ними что-то не сжилось...

И что же делать?!

Сначала поблагодарим соавторов, из числа читателей Блога, за работу:

romzes
mcdonald_2004

И еще нескольких, кто помог не меньше, но пожелал остаться неизвестным.

Их труд однозначно позволяет утверждать - обоснование и разгадка кроются в чем-то другом: сама по себе "синтетичность" продукта лишь частично отвечает на вопрос о потенциальной опасности.

Разумеется, разгадка где-то рядом. Но для ее поиска нам потребуется вспомнить смысл и расшифровку маслопрофессиональных аббревиатур:
VI - индекс вязкости.

VM - модификатор вязкости (то есть некое вещество, непосредственно влияющее на VI).

Индекс вязкости "выстраивается" полимерным загустителем, а не только "базовой синтетичностью".

Кстати, любимый многими Ноак (масляные болваны постоянно пишут его почему-то как NOACK, это выглядит примерно как ПЕТРОВ) тоже выстраивается не базовыми свойствами, а загустителем.


О чем 150 раз говорилось в Блоге, разумеется.
.
Зная это, нам достаточно взять один из примеров стандартных рецептур (а их много разных) из открытых источников (инторнетов):


Усадить масляного профессионала поближе к монитору:


А, извините, забыл сказать, на что требуется смотреть. Как видите, типичные стандартные синтетические рецептуры отличаются ВСЕГО ОДНОЙ СТРОЧКОЙ - содержанием VM.
То есть, в совокупности, рецпетуру от рецептуры будет отличать только лишь объем (количественное содержание) загустителя.

А давайте-ка построим по нему график?


Вот это сюрприз - синтетика иногда не только "синтетика" и "просто" синтетика!

Оказывается, она может быть основательно загущенной ИЛИ почти без присадок. Разница может достигать половины от объема присадочного пакета. А само количество загустителя может отличаться почти в шесть раз, достигая 30% от объема!

"Узкие" и "невысокие" масла, типа 0W20/5W30, зачастую могут быть почти не загущены - они могут быть изготовлены на основе почти что "базового" синтетического масла. В них присадок модификатора вязкости - единицы процентов.

Констатирую, что подобная выборка, взятая на основе количественного сорержания полимеров в пакете присадок, резко дифференцирует "узкие" масла от "широких"

"Широкие" масла почти лишены возможности быть не догнанными загустителем по вязкости. Построить высокий дом можно только на основательном фундаменте. Почти без фундамента стоят разве что лачуги типа "0W20" и все, что не выше второго этажа. Дома от SAE W30 и выше, если это синтетика, основательно догоняются загустителем.

А если его там много - его необходимо нормально растворять (удерживать).

Широкодиапазонный "тяжеляк", типа 0W40, может содержать до 30% присадок. Половина из которых - загуститель. Все это видно в таблице.

И вот теперь, казалось бы, имею право зафиксировать результат в более понятной форме:

5W20=мало присадок, синт
0W20=мало присадок, синт
[15W40=минерал]
5W30=мало присадок, синт
[10W40=минерал]
0W30=синт, много присадок
5W40=синт, много присадок
0W40=синт, много присадок
5W50=синт, много присадок
10W60=синт, много присадок

А можно и вот так ("минералку" убираем):

5W20=мало присадок, плохая растворимость
0W20=мало присадок, плохая растворимость
5W30=мало присадок, плохая растворимость
0W30=много присадок, плохая растворимость
5W40=много присадок, плохая растворимость
0W40=много присадок, плохая растворимость
5W50=много присадок, плохая растворимость
10W60=много присадок, плохая растворимость

Я, надеюсь понятно, почему деление на "минералку/полусинтетику" я из таблички выбросил? Слово "растворимость" более точно отражает суть.

Разрешите-ка теперь, я вам еще разок процитирую маслопрофессионалов (которые висят в Блоге чуть ли не с 2013 года):

Castrol:

"А чему же тогда верить? Допускам ACEA, API и автопроизводителей. Есть маркировка API SM или SN - значит, масло успешно прошло тест на «кипячение» при 371°С по методике ASTM D6417, за термостабильность основы и полимерного загустителя можно не переживать."

"А что нас ждет в ближайшем будущем? Какие перспективные двигатели у Кастрола сейчас в работе? Дэвид скрытен: «Бензиновый турбомотор с числом цилиндров больше одного, известного европейского производителя». Два, три цилиндра? Тенденция понятна - даунсайзинг, уменьшение рабочего объема плюс турбонаддув. А это означает еще и сокращение объема картера - и повышенные термические нагрузки на масло. Ведь турбомотор по определению более термонагружен, нежели атмосферник. И главным критерием станет не защита от износа. Она, как показал наш тест, практически одинакова, пока пакет присадок в масле не сработался, а основа стабильна. Во главе угла будет термостабильность. А наиболее критическими - именно термические нагрузки. Поэтому наш следующий масляный марафон будет проведен на автомобилях с турбомоторами, и особый акцент мы сделаем на случаях их непреднамеренного перегрева."

Здесь была собрана идеально репрезентативная статистика:
https://alexey-bass.github.io/bmwservice-oils/

Хочу попросить вооружиться вот этим вот списком:

0W30=30  много присадок, плохая растворимость
5W40=35  много присадок, плохая растворимость
0W40=40  много присадок, плохая растворимость
5W50=45  много присадок, плохая растворимость
10W60=50 много присадок, плохая растворимость

Уберем только те сорта, для корректности, которые являются экзотикой и представлены мало - статистика не может быть репрезентативной лишь по 3-4 экземплярам.

0W30=30  много присадок, плохая растворимость
5W40=35  много присадок, плохая растворимость
0W40=40  много присадок, плохая растворимость

Вот теперь жмем: https://alexey-bass.github.io/bmwservice-oils/

И начинаем тыкать в соответствующие галочки опасных "SAE", сравнив с "нерисковыми" чистыми соседями.

Удивительное дело - случайным образом набранные образцы группы риска топчутся в окрестностях цифры "30%".

Но что же делать с маслом SAE 5W30, которое (согласно рецептуре выше) присадок почти не содержит, но тоже оказалось изрядно грязным в статистике? В чем его загадочность?

Кстати, это чуть ли не единственная рецептура, проблемность которой несколько ниже условных 30%.

***особое замечание хочу сделать: 30% проблемности от испытанных образцов отнюдь не отражает реального положения на рынке. Выборки "теоретической рисковости" вы можете сделать сами, если знаете реальную представленность брендов и вязкостей в вашей конкретной ситуации.

Например, выборку по критерию ОПАСНЫЙ ИЗВЕСТНЫЙ БРЕНД + БРЕНД ОРИГИНАЛ, 0W40, 0W30 - обычно такие сочетания дадут расклад около 60/40 в пользу проблемности.

Или же наоборот - маловязкие азиатские формулы будут 100% безопасны почти всегда. В общем - расклады сильно зависят от типа анализируемых выборок - автомобиля, выбора масла, даже региона!

Вернемся же к загадочной вязкости SAE 5W30:



Как видите, рецептурная сетка для этого продукта по-настоящему маргинальна - его рабочую вязкость собрали из "6-ки" и аж "8-ки" в пропорции почти 50/50.
Грубо говоря, "догнали до семерки". От базовой 7-ки (сСт) до SAE30 (от 9 сСт) не хватает всего-то двух единиц...

А вот выше, там, где был пример с Татнефтью, эту же SAE 5W30 собирали уже из 4-ки и 6-ки - она очень уж "серединная" для всех производителей масел - допускает почти любые манипуляции.

Другие могут поступать иначе - отсюда маргинальные рецептуры (с неглубоким "зимним фундаментом" SAE 5W) типа 5W30 и 5W40 будут широко варьировать, среди них то и дело будут мелькать даже "полусинтетики" и всякие "синтетик технолоджи", но оба они (классы вязкости) будут потенциально проблемными, наряду с широкодиапазонными "нулевками", но чуть реже.

Ну потому и чуть реже, собственно, что среди них будут встречаться даже "минеральные" рецептуры.





Например, реально "синтетические", с широким диапазоном, типа 0W30 и 0W40 в примере Мобила собирают уже на базе 6-ки - утяжелять ее 8-кой не получится - необходимо догонять их присадками.

Чтобы далеко не ходить, возьмем еще одну рецептурную сетку.

Кстати, хорошо заметно, что с совершенно иной общей структурой и типом присадочного пакета:


Хорошо видно, что здесь синтетика собирается на базе "четверок". А маргинальная 5W30 собирается уже не из "8 в плюс к 6" (утяжеление), а из "4 в минус от 6" (облегчение), поэтому вынуждена изрядно облагораживается присадочным пакетом.

Итого, теперь имеем право хорошо знакомую вам табличку записать уже в следующем виде (с учетом особенностей 5W30):

5W20=мало присадок, плохая растворимость
0W20=мало присадок, плохая растворимость

5W30=мало присадок, плохая растворимость
5W30=много присадок, плохая растворимость

0W30=много присадок, плохая растворимость
5W40=много присадок, плохая растворимость
0W40=много присадок, плохая растворимость
5W50=много присадок, плохая растворимость
10W60=много присадок, плохая растворимость

Возникает закономерный вопрос: могут ли случиться аналогичные рецептурные выверты и с другими синтетическими маслами? Ответ - да, безусловно.

Поэтому, один из вариантов приближения к истине (в более общей форме) выглядел бы примерно вот так:

Масла Моторные Безопасные: преимущественно минеральные масла с любыми видами и структурами присадочных пакетов, характеризуемые типично небольшими индексами вязкости, типа SAE 20, 30, 40, 50, 20W20, 15W40, 10W40, 10W30 и некоторыми подобными. Почти всегда на них написано "минеральное", или "полусинтетическое".

Масла Моторные Опасные I: высокоиндексные масла - масла с высоким индексом вязкости и высоким значением высокотемпературной вязкости - они же "широкие" масла. Типа SAE 0W40, 0W30, 10W60, 5W50, 5W40.

ММ ЧМО: (Чуть менее) Опасные II : "Узкие" по рабочему диапазону масла с волатильной рецептурой - которые можно тянуть (на выбор производителя) по вязкости вверх от низкой, средней и высокой исходной базы - значит и присадок может быть или очень мало, или снова очень много. Примеры: 5W30, 0W20, 5W20.

Теперь пришло время резюмировать тенденции, которые различают масла от опасных до безопасных:

1.Полярность основы (растворимость) - базовый критерий чистоты, характерный для хорошо растворяющих присадочный пакет основ.

2.Количество (объем) присадочного пакета - в тесной взаимосвязи с п.1 - для слабых баз может быть опасным.

3.Тип присадочного пакета - внезапно выяснилось, что они бывают совершенно разные.

4.Структура присадочного пакета - связана с п.3 и п.1, а значит и с п 2. - некий общий критерий, связанный в т.ч. "технологией производств" - брендом.

Все перечисленное, безусловно, тесно связано с конкретным производством - именно по этой причине, существуют чистые и грязные бренды (на самом деле - поставщики присадок).

Есть немало производителей, у которых вся линейка чистая, или вся линейка - грязная (кроме, разумеется, неубиваемых минералок, на которые блог ИЗНАЧАЛЬНО сделал акцент).

А теперь, внезапно:


Внезапно (для масляного профессионала) выясняется, что проблематика коллоидной стабильности пакетов присадок - тема давно известная. В те еще времена, когда этот вопрос ну совсем частных случаев касался - понимаете, надеюсь, что крекинговые и нестабильные формуляции типа ПАО тогда еще так активно в производство не поступали. А уже тогда было чем заниматься!

Почему-то даже тогда эти вопросы УЖЕ кого-то интересовали:

"Как известно /15, 16/, функциональное действие присадок определяется составом полярной группы молекулы, а неполярная (гидрофобная
группа) определяет их растворимость в масле. Для сохранения стабильности в растворе масла присадки должны в минимальной
степени реагировать на внешние воздействия, изменяющие их межмолекулярные взаимодействия в объеме масла. Гидрофобные группы
должны обеспечивать присадкам большой запас растворимости, особенно при изменении вязкости масла, попадании в него воды, механических
примесей или накапливании продуктов окисления, вызывающих сильную ассоциацию присадок. Это делает необходимым исследование
и поиск путей по повышению коллоидной стабильности товарных масел с композициями присадок с целью повышения качества выпускаемой
продукции."
До сих пор интересуют:


Загущенные масла, в том числе моторные, в условиях эксплуатации претерпевают различного рода термоокислительные превращения, приводящие к снижению исходной вязкости масел. Полагают, что повышение термоокислительной стабильности загущенных масел возможно, в частности, путем использования более стойких к деструкции полимеров, а также путем применения синтетических продуктов в качестве основ [1]. Вместе с тем считается, что полимеры характеризуются худшей приемистостью в синтетической основе по сравнению с нефтяным маслом [2]. Учитывая некоторую неоднозначность оценки, с одной стороны, а также важность данного показателя как эксплуатационной характеристики загущенных масел - с другой, представилось необходимым проанализировать возможные пути повышения стойкости полимерных присадок к различного рода термоокислительным каталитическим превращениям. С целью наиболее полного моделирования реальных условий поведения масел, в частности моторных, их термоокислительные превращения изучались в динамических условиях. В качестве вязкостных присадок были выбраны типичные полимеры, широко используемые для получения современных масел, и в частности моторных (табл. 1).


Удивительно: оказывается, видов полимеров при производстве масла (см. первую часть статьи) - немеренное количество. И не только количество может быть важно, но и качество. Все настоящие маслопрофессионалы - в курсе. Только тем и занимаются, что бесчисленным комбинированием и попытками найти идеальную рецептуру (уж не знаю, что им там мешает).

Прошли десятилетия с начала эры "синтетичности", а проблем, честно говоря, судя по результатам и публикациям, совсем не отбавляется.

Ну и чем же, в данный момент, простите за любопытство, занят наш доморощенный масляный профессионал? Переливанием масел в бутылочках? Поисками выжженых холодной плазмой крупинок металлической пыли в масляной отработке?

Об этом поговорим в итоговом FAQ.