API система класифікації моторних масел (API Engine Service Classification System) була розроблена спільно API, ASTM та SAE починаючи з 1969 року. Детальний опис цієї системи міститься в стандартах ASTM D 4485 “Стандартна специфікація на якість експлуатаційних властивостей моторних масел” (Standard Performance Specification for Performance of Engine Oils) і SAE J183 APR96 “Якість експлуатаційних властивостей моторних масел та експлуатаційні класифікації двигунів (за винятком енергозберігаючих масел)” (Engine Oil Performance and Engine Service Classifications (Other than “Energy Conserving”).

У період з 1983 по 1992 роки було зроблено значний прогрес у сфері якості та класифікації моторних масел. Під керівництвом API, за участю представників виробників автомобілів (ААМА), двигунів (ЕМА) та технічних спілок (ASTM та SAE), була розроблена та вдосконалена “Система ліцензування та сертифікації моторних масел EOLCS” (Engine Oil Licensing and Certification System, API Publication No. 1509). Ця система постійно покращується і в даний час проводить атестацію моторних масел відповідно до вимог EOLCS та “Зведення правил СМА” (СМА Code of Practice).

За системою API (ASTM D 4485, SAE J183 APR96) встановлено три експлуатаційні категорії (три ряди) призначення та якості моторних масел:
S (Service) – складається з категорій якості моторних масел для бензинових двигунів, що йдуть у хронологічному порядку. Для кожної нової генерації надається додаткова літера за алфавітом:

API SA, API SB, API SC, API SD, API SE, API SF, API SG, API SH и API SJ (категорія SI – навмисно пропущена API, для виключення плутанини з Міжнародною системою заходів).
Категорії API SA, API SB, API SC, API SD, API SE, API SF, API SG на сьогоднішній день визнані недійсними як застарілі, проте в деяких країнах масла цих категорій ще випускаються, категорія API SH є “умовно діючою” і може використовуватися тільки як додаткова, наприклад API CG-4/SH.

Клас SL введений тільки в 2001 р. і відрізняється від SJ суттєво кращими антиокислювальними, протизносними, протипінними властивостями, а також меншою випаровуваністю;
C (Commercial) – складається з категорій якості та призначення масел для дизельних двигунів, що йдуть у хронологічному порядку. Для кожної нової генерації надається додаткова літера за алфавітом:
API СA, API СB, API СC, API СD, API СD-II, API CE, API CF, API CF-2, API CF-4, API CG-4 и API CH-4. 

Категорії API СA, API СB, API СC, API СD и API СD-II вважаються застарілими і недійсними в даний час, але в деяких країнах масла, що відповідають цим категоріям, все ще випускаються.

Також існує категорія EC (Energy Conserving), яка є новим рядом високоякісних масел, спеціально розроблених для економії палива. Ці масла мають низьку в’язкість і мають хорошу плинність, що допомагає знизити споживання палива в бензинових двигунах в результаті проведених тестів.

Масла, які мають низьку в’язкість як при низькій, так і при високій температурі, можуть отримати сертифікацію за категорією API EC (Energy Conserving) або “енергозберігаюче” масло. Раніше ефективність енергозбереження визначалася з використанням методики Послідовності VI (Sequence VI, ASTM RR D02 1204). Цей метод застосовувався для сертифікації масел категорії API SH на різні рівні енергозбереження, такі як API SH/EC з економією палива 1,5% та API SH/ECII з економією палива 2,7% порівняно з еталонним мастилом SAE 20w-30.

Однак, з 1 серпня 1997 року визначення ефективності в галузі енергозбереження проводиться з використанням нової методики Послідовності VIA (Sequence VIA) за стандартом ASTM RR D02 1364. Згідно з цією методикою, маслу може бути присвоєно тільки один ступінь енергозбереження (ЄС). Наприклад, API SJ/EC.

Клас CJ-4

Сучасні тенденції у розвитку техніки націлені на покращення екологічної безпеки, збільшення інтервалів технічного обслуговування та збереження високої надійності роботи. Ці фактори впливають на вдосконалення двигунів та якість використовуваних мастильних матеріалів. З урахуванням цих тенденцій, у листопаді 2004 року в системі класифікації API була введена категорія SM для бензинових двигунів, яка висуває більш жорсткі вимоги до мастильних матеріалів, таких як стійкість до окислення, захист від відкладень, зниження зносу тощо, порівняно із попередньою категорією SL.

З жовтня 2006 року категорія моторних масел для дизельних двигунів поповнилася класом CJ-4. Цей клас також висуває спеціальні вимоги до масел, включаючи захист від окислення, контроль відкладень та зниження зносу. У даному матеріалі розглянемо вимоги до моторних мастил, що відповідають цим класам, а також умови їх застосування.

Процес удосконалення класифікації моторних масел триває відповідно до розвитку автомобільної техніки та очікуваних доопрацювань та інновацій у майбутньому. Поліпшення технологій двигунів, застосування більш досконалих матеріалів для виготовлення деталей, збільшення експлуатаційних навантажень та суворі екологічні вимоги, внаслідок яких автовиробники впроваджують спеціальні системи для зниження викидів шкідливих речовин у навколишнє середовище, все це потребує зміни складу та характеристик моторних масел.

Призначення

Клас CJ-4 за стандартом API був спеціально розроблений для моторних масел, призначених для використання у високопродуктивних чотиритактних дизельних двигунах, які відповідають американським екологічним нормам 2007 року (EPA07) та подальшим їх редакціям. Масла класу CJ-4 призначені для роботи в таких двигунах, які оснащені системами, що сприяють зниженню викидів шкідливих речовин з вихлопними газами, такими як дизельні фільтри садові DPF (Diesel Particulate Filter), системи рециркуляції відпрацьованих газів EGR (Exhaust Gas Recirculation) та інші. Вони розроблені з метою забезпечення надійної роботи систем контролю викидів та відповідності екологічним стандартам. Крім того, масла класу CJ-4 мають покращені захисні властивості, підвищену стабільність за низьких і високих температур, а також можуть забезпечити продовження інтервалів технічного обслуговування, зазначених виробниками, при дотриманні певних умов.

Вплив систем контролю емісії шкідливих речовин ОГ

Крім досягнення високих експлуатаційних характеристик, таких як збільшений інтервал заміни та хороші протизносні властивості, вимоги до моторних масел також включають їх сумісність із системами контролю викидів шкідливих речовин. Це призвело до обмеження вмісту певних компонентів у складі масел, таких як сульфатна зола, сірка та фосфор, які суттєво впливають на їхню роботу. Вміст сульфатної золи в маслі визначається присадками, що містять метали, включаючи кальцій, цинк, магній та інші. Головним чином, зольні присадки, які є миючими присадками, призначеними для підтримки чистоти двигуна і нейтралізації кислот, що утворюються, сприяють утворенню золи при згорянні. Ця зола може негативно впливати на роботу фільтра сажі, перешкоджаючи його нормальній функціональності і скорочуючи термін його служби. Сірка, як правило, присутня в маслах у вигляді присадок, а також може утримуватися в базовому маслі в невеликих кількостях. Присутність фосфору в моторних маслах обумовлена застосуванням присадок, що містять дитіофосфат цинку, який є ефективною присадкою, що забезпечує антиокислювальну, протизносну та антикорозійну захист. Однак вміст сірки в змащувальних матеріалах може негативно впливати на роботу системи нейтралізації NOx, а фосфор може несприятливо впливати на каталізатор допалювання CO і HC. Для досягнення цих вимог використовуються беззольні присадки, високоочищені мінеральні базові масла з низьким вмістом сірки та новітні, але ефективні присадки. Оскільки масла, що відповідають специфікації API CJ-4, рекомендуються для використання в двигунах, обладнаних фільтрами сажі та іншими системами, спрямованими на скорочення викидів шкідливих речовин, їх склад обмежує вміст сульфатної золи (Sulphated Ash) до 1,0%, фосфору (Phosphorus) – до 0,12% та сірки (Sulphur) – до 0,4%.

Вимоги до дизпалива

Масла, що відповідають класу API CJ-4, можуть працювати з паливом, що містить до 500 ppm (0,05%) сірки. Однак, для дотримання екологічних вимог щодо рівня викидів шкідливих речовин, забезпечення надійної роботи систем очищення газів, що відпрацювали, і досягнення збільшених інтервалів заміни масла, рекомендується використовувати низькосірчисте дизельне паливо, в якому вміст сірки не перевищує 15 ppm (0,0015%).

Можливість використання класів мастил попередніх розробок та їх взаємозамінність у різних двигунах.

Моторні масла CJ-4 відповідають або перевищують вимоги API CI-4, CI-4 Plus, CH-4, CG-4, CF-4 і можуть успішно застосовуватись у двигунах, для яких рекомендується використовувати масла цих класів. Вони піддаються більш суворим випробуванням у двигунах порівняно, наприклад, з CI-4 і CI-4 Plus, і мають високу робочу надійність у порівнянні з маслами цих класів. Масла CJ-4 можуть бути використані в старих моделях двигунів, що працюють як на паливі із вмістом сірки 15 ррт, так і на паливі із вмістом сірки 500 ррт, оскільки класифікаційні випробування включають дослідження на обох видах дизпалива. Однак важливо ще раз відзначити, що нові двигуни, оснащені передовими системами контролю викидів, повинні використовувати дизпаливо з дуже низьким вмістом сірки (15 ррт і нижче) для забезпечення відповідності екологічним вимогам маслам класу CJ-4. Однак масла CJ-4 були розроблені з урахуванням роботи навіть у більш старих двигунах, що використовують паливо з вмістом сірки 500 ррт, і мають кращі захисні властивості в порівнянні з маслами класів CI-4 і CI-4 Plus. Природно, перед застосуванням масел API класу CJ-4 необхідно дотримуватися всіх рекомендацій виробника техніки чи двигуна. Періодичність заміни масел залежить від типу двигуна, режиму роботи техніки, палива, що використовується, та інших факторів. Тому важливо насамперед слідувати вимогам автовиробника.

Діючі класи для “дизельних” масел

На даний момент класифікація API включає сім актуальних класів для дизельних масел (не враховуючи застарілі класи): CJ-4, CI-4, CH-4, CG-4, CF-4, CF-2 та CF. Додаткову інформацію можна знайти у таблиці.

1. Класифікація мастил, а також їх якість та маркування регламентуються документами:
2. – API випуск No. 1509 “Система ліцензування та сертифікації моторних масел”(API Publication No. 1509 – Engine Oil Licensing and Certification System); 
3. – ASTM D-2 пропозиція Р205 “Класифікація енергозберігаючих моторних масел” (ASTM D-2 Proposal 205 – Classification for Energy-Conserving Engine Oils);
4. – стандарт “SAE J1423 AUG94 “Класифікація енергозберігаючих моторних масел для легкових автомобілів та вантажних автомобілів особливо малої та малої вантажопідйомності”(SAE J1423 AUG94 Classification of Energy-Conserving Engine Oil for Passenger Cars, Vans and Light-Duty Trucks); 

Зменшення в’язкості масел може забезпечити економію палива в прогрітому двигуні 0,6-5,5% (при зниженні високотемпературної в’язкості), а в холодному – 1,0-6,5% (при зниженні низькотемпературної в’язкості). При оптимальній комбінації моторного та трансмісійного масла можна досягти економії палива в розмірі 2,7-10,9%. 

Масла, які можуть використовуватися як у бензинових, так і дизельних двигунах, позначаються двома символами, що відображають відповідні категорії. Перший символ вказує на основну категорію масла, а другий символ вказує на можливість його застосування в двигунах іншого типу. Наприклад, масло з позначенням API CG-4/SH оптимізоване для використання в дизельних двигунах, але також може застосовуватися в бензинових двигунах, для яких рекомендується масло категорії API SH або нижче (наприклад, SG, SF, SE тощо).

Масла, призначені для використання в бензинових та дизельних двигунах, можуть мати позначення, що відповідають обом категоріям, наприклад API SG/CD або API SJ/CF. Класифікація дизельних масел також доповнюється для двотактних (CD-2, CF-2) та чотиритактних (CF-4, CG-4, СН-4) дизелів. На даний момент API сертифікує моторні масла класів SJ, SL, CF, CF-2, CF-4, CG-4, СН-4. Масла, що належать до класів, скасованих у США, можуть бути використані, якщо таке використання дозволено виробниками автомобілів.

Масла, які сприяють економії енергії, позначаються скороченням “ЄС” (Energy Conserving), яке слідує після позначення класу API. Наприклад, API SJ/CF-4 ЄС. Енергозберігаючі масла різних класів в’язкості повинні забезпечувати зниження витрати палива від 0,5% до 2,5% і навіть більше (залежно від категорії масла та методу оцінки економічності). Римські цифри після скорочення “ЄС” вказують на рівень економії палива, що досягається (ЄС II – 2,5%).