Главное отличие двухтактных двигателей от четырехтактных заключается в отсутствии у первых автономной масляной системы: у них нет ни масляного картера, ни циркуляционного масляного насоса, ни масляного фильтра. В таких двигателях моторное масло, как правило, добавляется непосредственно в топливо, поэтому роль смазочного материала играет топливная смесь (бензин + масло). Как вариант масло может напрямую впрыскиваться в цилиндры ДВС. Таким образом, при работе двухтактного двигателя масло сгорает вместе с топливом и выводится из системы с выхлопными газами. К сожалению, полного сгорания топлива и смазочного материала в нем удается добиться не всегда, что приводит к образованию нагара на стенках цилиндров и закоксовыванию поршневых колец. В результате работа двигателя может затрудняться.
Состав присадок и добавок в моторных маслах для 2-тактных и 4-тактных двигателей отличается. Помимо традиционных компонентов, в состав масел для двухтактных двигателей обычно вводят растворители, которые способствуют их более полному смешиванию с топливом, облегчению прокачки и распыления. Однако значительная концентрация растворителей (обычно около 20 %) при высоких температурах может отрицательно сказываться на смазывающих свойствах масел. Присадки увеличивают вязкость масел. Чем больше индекс вязкости, тем выше качество масла.
Моторные масла для двухтактных двигателей должны обладать следующими основными свойствами:
- хорошая смазывающая способность;
- износостойкость;
- высокие антикоррозионные свойства.
Последним качеством должны обязательно обладать моторные масла, предназначенные для судовых двигателей, постоянно работающих в соленой воде.
Двухтактные двигатели, по сравнению с четырехтактными, работают при более жестких тепловых нагрузках, поэтому для них важны такие свойства как высокая термоокислительная стабильность и минимальная испаряемость.
Основными признаками применения масла, не отвечающего требованиям эксплуатации, являются образование большого количества нагара на цилиндрах, закоксовывание поршневых колец и значительный износ деталей цилиндро-поршневой группы.
Выбор масел для 2-тактных двигателей зависит от условий их эксплуатации. К топливной смеси для современных высокооборотистых двухтактных двигателей предъявляются довольно высокие требования. Смесь масла и топлива должна обеспечивать полное и быстрое сгорание без образования нагара. Выполнения этого условия можно добиться за счет применения малозольных масел и их оптимального соотношения с топливом в цилиндрах двигателя. Пропорции топливной смеси рассчитываются производителем двигателя и должны в обязательном порядке соблюдаться конечными пользователями. Недостаток смазки в смеси может привести к быстрому перегреву двигателя, его заеданию и, как следствие, преждевременному износу. Избыток масла грозит образованием нагара на свечах зажигания, инжекторах и поршнях, а также повышенным содержанием дыма в выхлопных газах.
Качественное масло сгорает в цилиндрах вместе с топливом без образования избыточного количества дыма, сажи и смол, предохраняя двигатель и систему выхлопа от загрязнений, снижая угрозу их преждевременного выхода из строя. Присадки на основе металлов, которые могут входить в состав моторных масел, при сгорании образуют зольные вещества, обладающие абразивными свойствами. Накопления частиц золы на наконечниках свечей зажигания может вызывать калильное зажигание - при этом воспламенение топливной смеси в цилиндрах происходит не от искры зажигания, а от раскаленных отложений. Поэтому для двухтактных двигателей не рекомендуется использовать моторные масла с присадками на металлических основах, содержание золы в них должно быть минимальным.
Двухтактные двигатели для различных приложений техники эксплуатируются в самых различных условиях. Например, детали авиадвигателей подвержены тяжелым нагрузкам и значительным перепадам температур. Подвесные лодочные моторы, напротив, работают при стабильных температурах. Таким образом, для 2-тактных двигателей разного назначения необходимы масла с отличающимися наборами свойств.
Классификация масел для двухтактных двигателей
В соответствии с классификацией API моторные масла для двухтактных двигателей выделены в отдельную группу, обозначаемую буквой «Т». В составе этой группы 2Т-масла разделяются следующим образом:
- TA (TSC-1) - масла для малых двигателей объемом до 50 см3 (мопеды, сенокосилки, электрогенераторы и т.п.) с воздушным охлаждением;
- TB (TSC-2) - масла для скоростных двигателей объемом 50-200 см3 с воздушным охлаждением, работающих при больших нагрузках (бензопилы, мотоциклы, мотороллеры);
- TC (TSC-3) - масла для двигателей объемом 50-200 см3, работающих на суше, с повышенными требованиями к качеству (мотоциклы, снегоходы и т.д.); могут применяться вместо масел TA или TB;
- TD (TSC-4) - масла для подвесных лодочных двигателей с водяным охлаждением.
Большинство двигателей для моторных лодок имеют водяное охлаждение. Требования к маслам для этих двигателей носят ярко выраженный экологический характер – они должны выделять минимум дыма при сгорании и разлагаться на безопасные для окружающей среды органические составляющие в процессе утилизации. Качество таких смазочных материалов регламентируется требованиями Национальной Ассоциации Производителей Судовых Двигателей (National Marine Manufacturers Association, NMMA). Масла для моторных лодок подразделяются на 3 класса качества: TC-W (Two cycle water cooled), TC-W2 и TC-W3. Однако для современных двигателей классы TC-W и TC-W2 не являются актуальными, и в них применяются только масла класса TC-W3.
Для классификации качества 2-тактных масел, предназначенных для использования в мотоциклах, принято использовать стандарты качества японских автопроизводителей, регламентированные спецификацией Японской организации по автомобильным стандартам (Japanese Automobil Standards Organisation, JASO).
Спецификация JASO M-345 выделяет следующие классы качества масел:
- JASO FA - масла для двухтактных двигателей мотоциклов и прочих устройств;
- JASO FB - масла для двухтактных двигателей мотоциклов и прочих устройств;
- JASO FC - бездымные масла для двухтактных двигателей автомобилей и прочих устройств.