Смазочные масла можно классифицировать по их происхождению или области применения. Растительные и животные жиры использовались с древних времен, а в наши дни их применение ограничено использованием в качестве добавок к некоторым минеральным и синтетическим смазкам для улучшения их смазочной способности.

Минеральные масла, получаемые из нефти, наиболее распространены в промышленности благодаря оптимальному сочетанию свойств и стоимости. Синтетические масла используются реже вследствие высокой стоимости, однако они обеспечивают целый ряд свойств, необходимых в новых областях быстро развивающейся современной техники.

Чаще всего смазочные масла применяются в автомобильном транспорте (двигатели, трансмиссии) и промышленном оборудовании (станки, металлообработка).

Наиболее важным свойством любого масла является сочетание вязкости и несущей способности при гранич­ной смазке, однако, в зависимости от конкретных применений, нужно рассматривать и многие другие факторы: термическую и химическую стабильность, агрессивность, совместимость с трущимися материалами, теплопроводность, воспламеняемость, токсичность и т.д.


Масла, применяемые для смазки поршневых двигателей внутреннего сгорания, называются моторными.


Эти смазочные материалы содержат базовое масло и синтетические присадки, улучша­ющие его характеристики или придающие ему требуемые новые свойства. Базовые компоненты моторных масел имеют кинематическую вязкость 3,5-22 сСт при +100 °С. Содержание присадок изменяется от нескольких процентов в маслах для легконагруженных узлов до 25-30 % в маслах для судовых дизелей, работающих на тяжелом высокосернистом топливе.

Известно, что с ростом температуры вязкость масла снижается. Существует два характерных режима работы двигателя, при которых вязкость мас­ла достигает максимума и минимума: пуск двигателя при температуре окружающей среды и длительная работа с максимальной выходной мощностью. Связь между кинематической вязкостью и температурой масла определяется законом Вальтера:


lg lg (v + 0,8) = A - BlgT

где v – кинематическая вязкость, сСт; А и В – константы, зависящие от содержания углеводородов в масле.

На практике для оценки этой взаимосвязи широко используется индекс вязкости. Этот индекс рассчитывается по значениям вязкости масла при +50 °С и +100 °С по формуле:


VI= 100(L-U) / (L-H)

где U – вязкость пробы масла в сантистоксах при +50 °С; L – вязкость при +50 °С масла с индексом вязкости 0, имеющего одинаковую с пробой вязкость при +100 °С; H – вязкость при +50 °С масла с индексом вязкости 100, имеющего одинаковую с пробой вязкость при +100 °С.

Чем выше индекс вязкости, тем меньше она изменяется вместе с температурой. Кроме того, индекс вязкости сезонных масел определяет чистоту базового масла, применяемого для их изготовления. Высокий индекс вязкости всесезонных масел достигается добавлением специальных присадок (например, высокомолекулярных полимеров), увеличивающих вязкость только при высоких температурах.


Существуют различные классификации моторных масел по вязкости. Одной из наиболее распространенных является классификация Американского общества автомобильных инженеров, или система SAE. В этой системе используются значения вязкости при -18 °С и +100 °С.


В системе SAE масла описываются одним из вышеприведенных чисел (сезонные масла, например, SAE 20W или SAE 90). Если масло удовлетворяет требованиям SAE при -18 °С и +100 °С, оно считается всесезонным (например, SAE 20W-50).

Классификация ISO охватывает наиболее широкий диапазон вязко­стей с шагом около 1,5 единиц.

Рекомендуемый диапазон температур окружающей среды для различных масел приведен на первом рисунке слева.

На рисунке рядом приведен пример использования данных о вязкости масла при конструировании подшипников. На этом рисунке показана корреляция давления, вязкости и скорости, служащая основой для выбора масла в конкретном подшипнике.


Пригодность моторных масел для использования в двигателях различных типов и с различной степенью форсирования определяется их свойствами.


Вот основные из них:

  • Антинагарные свойства, т.е. способность предотвращать образование нагара на нагретых поверхностях и коксование поршневых колец
  • Способность снижать износ
  • Диспергирующие свойства, т.е. способность предотвращать образование низкотемпературных осадков в картере, маслопроводе, масляном фильтре и других частях двигателя при его работе с малой нагрузкой
  • Антикоррозионные свойства, т.е. способность предотвращать коррозию вкладышей подшипников коленчатого вала
  • Антиокислительные свойства, т.е. стойкость к окислению при высоких температурах
  • Нейтрализационные свойства, т.е. способность нейтрализовывать кислоты, образующиеся при окислении масла или конденсирующиеся из конечных продуктов сгорания топлива

Промышленные сорта моторных масел с требуемыми свойствами получают путем изменения химического состава масел и добавления к ним присадок.

Трансмиссионные масла применяются для смазывания механических и гидромеханических трансмиссий наземных транспортных средств.

Характерные формы повреждения зубчатых колес и подшипников трансмиссий – выкрашивание рабочих поверхностей (питтинг), а при высоких контактных температурах – задиры. Одним из эффективных способов борьбы с задирами является применение присадок для сверхвысоких давлений. Усталостную долговечность поверхностей зубьев в трансмиссиях можно увеличить, применяя масла с более высокой вязкостью.


При выборе масла по вязкости следует учитывать, что вязкость и поведение масла при низких температурах определяют возможность начала работы транспортного средства при низкой температуре без подогрева трансмиссии. Они также определяют расход топлива и легкость слива масла.


Требуемые вязкость и низкотемпературные свойства масла обусловливаются температурным режимом работы и хранения транспортного средства, конструктивными особенностями трансмиссии и отношением мощности двигателя к массе транспортного средства. Важно, чтобы кривая "вязкость-температура" для трансмиссионных масел, применяемых в широком температурном диапазоне, была плавной.

Одной из особенностей трансмиссий транспортных средств (особенно автомобилей) является высокое контактное давление на зубьях шестерен (до 3000 МПа) и изменяющиеся условия работы.

Согласно экспериментальным данным температура подшипников гипоидной главной передачи автомобиля может достигать +200 °С, а объемная температура масла – +150 °С.

Температура в контакте зубьев может достигать значений, приведенных в таблице 1.

Выбор трансмиссионного масла определяется, в первую очередь, зависимостью вязкости от температуры. Простым руководством в этом случае может быть рисунок слева.

Резкие изменения скорости автомобиля нежелательны для соблюдения условий гидродинамической смазки сопрягаемых шестерен трансмиссий. Износ, а иногда и задир зубьев зубчатых трансмиссий при использовании обычных масел свидетельствуют о том, что режимы гидродинамической и контактно-гидродинамической смазки для таких трансмиссий не обеспечиваются.


Значительного увеличения долговечности зубчатых колес позволяют достичь антиизносные присадки и присадки для сверхвысоких давлений.


По своим свойствам пластичные, или консистентные смазки занимают промежуточное положение между твердыми смазками и маслами.

Обычно они состоят из двух компонентов: жидкой основы (минеральные, растительные, синтетические и др. масла) и загустителя (твердые углеводороды, различные соли высокомолекулярных жирных кислот, дисперсные силикагели и бентониты, другие органические и неорганические вещества).

Пластичные смазки также содержат присадки, улучшающие их эксплуатационные свойства. В пластичные смазки часто вводят различные наполнители (графит, дисульфид молибдена, порошкообразные металлы и их оксиды, слюда и т.д.).

В процессе приготовления смазки загустители, в частности, мыла, образуют трехмерную волокнистую структуру с ячейками, заполненными маслом (рисунок слева). Благодаря наличию такой структуры пластичные смазки при умеренных нагрузках ведут себя как твердые тела (не текут под действием силы тяжести на наклонной и даже вертикальной поверхностях).

При нагрузках, превышающих прочность их структуры, пластичные смазки текут, подобно маслам. Однако при снятии нагрузки течение смазки прекращается, и она вновь ведет себя как твердое тело. В этом состоит очень важная особенность пластичных смазок, обеспечивающая их преимущества в сравнении с маслами.


Кроме этого, к основным преимуществам консистентных смазок относятся:

  • Способность удерживаться в неуплотненных трибосопряжениях
  • Способность работать в более широком диапазоне температур и скоростей
  • Лучшие смазочная способность и антикоррозионные свойства
  • Способность работать в присутствии воды и агрессивных сред
  • Более высокая экономичность

Знание свойств и отличительных особенностей пластичных смазок в заданных условиях работы, а также информация об особенностях конструкции подвижного сопряжения позволяют выбрать подходящую смазку для конкретного узла.