Например, давление на тонкую масляную пленку между стенкой цилиндра и поршневыми кольцами резко меняется в пределах 0,15-0,3 МПа в зоне компрессионного кольца и 0,5-1,3 МПа в зоне маслосъемного. При этом скорость поршня изменяется от нулевой в мертвых точках до 15 м/сек, и при определенных условиях давление может достигать 2,0 МПа. Температура этой пленки тоже резко варьируется. Верхняя поршневая канавка в современных двигателях нагревается до 270-280°С, а при наличии наддува - до 300-350°С.
А когда на такте сжатия из камеры сгорания в картер через пленку прорываются газы (это происходит во всех двигателях, и чем двигатель изношеннее, тем газов больше), температура в зоне поршня может достигать 450°С у карбюраторных моторов и 550-700°С у дизелей.
Не менее тяжелые условия и в зоне трения вкладышей подшипников и шейки коленчатого вала. Там масляная пленка нагревается до 150-160°С при огромном давлении трущихся деталей, изготовленных из разнообразных металлов и сплавов. А температура масла в картере в рабочем режиме редко падает ниже 80-100°С.
Кроме того, моторное масло подвергается химическому воздействию - кислорода воздуха, других газов, продуктов неполного сгорания топлива, да и самого топлива, которое может попадать в масло, хотя и в очень малых количествах.
В таких, мягко говоря, некомфортных условиях моторное масло должно в течение длительного времени выполнять возложенные на него функции, а именно:
- образовывать прочную тончайшую пленку на поверхностях трущихся деталей, исключая тем самым прямой контакт деталей поверхностными микронеровностями и, как следствие, задир поверхностей; снижать износ деталей двигателя;
- уплотнять зазоры, в первую очередь, между деталями цилиндро-поршневой группы, не допуская или сводя к минимуму прорыв газов из камеры сгорания;
- отводить тепло, образующееся в результате сгорания топлива и трения; охлаждать детали двигателя;
- предотвращать образование нагара и лакообразных отложений;
- предотвращать коррозию деталей двигателя;
- предотвращать выпадение осадков; поддерживать продукты старения и износа в виде стойкой эмульсии; выносить продукты износа из зоны трения;
- нейтрализовывать кислоты, образующиеся при окислении масла и сгорании топлива.
Для того чтобы моторное масло успешно осуществляло все эти функции, в базовое масло добавляют пакет присадок (химически активных веществ). В современных моторных маслах доля присадок в среднем составляет 15-25%.
Лаковые отложения, образующиеся при полимеризации моторного масла и создающие полимерную пленку на поверхности деталей двигателя, способствуют перегреву поршня двигателя и накоплению нагара, скрепляя его с металлической поверхностью. В лаках собираются интенсифицирующие износ частицы нагара, пыли, металла. Накопление таких частиц в канавках поршневых колец приводит к потере кольцом подвижности и, в результате, к прорыву отработавших газов и продуктов сгорания, содержащих органические кислоты и другие продукты их разложения, из камеры сгорания в картерное масло. Все это приводит к ухудшению его качества, увеличению износа всех трущихся поверхностей и, в конце концов, к снижению мощности двигателя.
В нормально работающем двигателе поршневые кольца свободно перемещаются в своих канавках. При заполнении канавок лаковыми отложениями кольца заклиниваются (пригорают). Это приводит к повышению расхода масла, прорыву больших количеств газов из камеры сгорания в картер, падению мощности двигателя; ломаются кольца, и может произойти заклинивание поршня в цилиндре. Пригоревшие кольца приходится преждевременно заменять. Лаковые отложения обладают плохой теплопроводностью; поэтому отвод тепла от поршня, покрытого лаком, ухудшается, поршень перегревается, и нормальная работа двигателя может быть нарушена.
Количество лаковых отложений возрастает при увеличении времени работы двигателя и повышении температуры его деталей. Интенсивность образования лака зависит как от конструкционных особенностей и условий работы двигателя, так и от качества топлива и масла. Масло должно поддерживать смолистые вещества в дисперсной фазе и препятствовать отложению лаковых пленок на металлических поверхностях. Для придания маслу этих свойств в моторное масло добавляют специальное вещество - присадку. При удачном выборе присадки даже после длительной работы двигателя его детали остаются совершенно чистыми. Масло, содержащее такую присадку, не смывает лак с деталей, а предупреждает образование на них лака.