Вязкость моторного масла: как выбрать?
Знания о моторном масле необходимы для всех начинающих и опытных владельцев автомобилей, так как это позволяет правильно подобрать подходящее масло для автомобиля. Но какое моторное масло выбрать? Иногда это кажется непростой задачей – моторных масел множество и для каждого автомобиля нужно подбирать масло по определённым критериям. От выбора моторного масла зависит, как долго прослужит двигатель Вашего автомобиля.
Какое же моторное масло лучше подойдет для вашего автомобиля?
У моторных масел достаточно много параметров, но одним из главных является вязкость.
Вязкость моторного масла — это свойство масла оказывать сопротивление перемещению одной ее части относительно другой. При этом совершается работа, выделяющаяся в виде тепла в окружающее пространство. Другими словами — это внутреннее трение.
Вязкость моторного масла — непостоянная величина. Она может изменяться под воздействием ряда факторов, например температуры масла, количества примесей в составе масла, наработки двигателя автомобиля.
Вязкость в двигателе служит для создания масляной пленки и разделения трущихся деталей.
Впервые классификация по вязкости моторных масел была предложена Сообществом автомобильных инженеров (SAE — Society of Automotive Engineers) в 1911 году.
В соответствии со стандартами, масла должны обладать следующими свойствами:
Прокачиваемость жидкости (моторное масло должно без проблем проходить по всем каналам системы и не превращаться в сгущающуюся жидкость)
Работоспособность в условиях высоких температур (масло не должно испаряться при высоких температурах, а его защитная пленка должна сохранять стенки деталей от износа)
Защита двигателя от перегрева (моторное масло должно защищать двигатель от перегрева при любых температурах работы двигателя)
Также качественное моторное масло должно:
Удалять из двигателя продукты сгорания топлива
Минимизировать силы трения между отдельными деталями двигателя
Уплотнять зазоры между деталями цилиндро-поршневой группы
Защищать трущиеся поверхности деталей двигателя авто от коррозии
Классификация моторных масел по SAE
Актуальная редакция сообщества автомобильных инженеров — SAE J300, изданная в январе 2015 года, выделяет три категории масел:
зимние (например, маркировка вида SAE 5W)
летние (например, SAE 40)
всесезонные (например, SAE 5W-40)
Зимние – с буквой W (от английского «Winter», и переводится как «Зима»).
Масла, удовлетворяющие этим категориям – маловязкие и применяются преимущественно зимой – SAE 0W, 5W, 10W, 15W, 20W, 25W.
В основном это легко текучие масла, они способны не застывать и не загустевать при сильных морозах. Использовать их в летний период — нежелательно. При высоких температурах их вязкость существенно снижается и они не могут обеспечить нужную смазку и уберечь трущиеся поверхности.
Летние – без буквенного обозначения. Масла, удовлетворяющие этим категориям – высоковязкие и применяются летом – SAE 20, 30, 40, 50, 60.
Они наоборот хорошо служат при высоких температурах летом и практически бесполезны зимой. Использование таких масел при низких погодных температурах также приводит к излишнему износу двигателя.
Большинство масел сейчас являются всесезонными, поэтому это свойство отражается, например, в таком обозначении: SAE 5W-40. Они очень популярны у автолюбителей, так как их можно использовать и круглогодично. В зависимости от температурных условий их характеристики также могут меняться.
Динамическая и кинематическая вязкость моторного масла
Кроме классификации вязкости масел по сезонности, можно разделить вязкость моторного масла на динамическую и кинематическую.
Динамическая вязкость моторного масла – сила сопротивления моторного масла, возникающая во время движения двух слоев масла, расположенных на расстоянии один сантиметр, которые движутся со скоростью 1 см/с. Единица измерения динамической вязкости — Па*с (мПа*с). Обозначается в английской аббревиатуре CCS.
В стандарте SAE J300 динамическая вязкость всесезонных и зимних моторных масел определяется следующим образом (это по сути, их температура проворачиваемости):
0W — при температуре до -35°С;
5W — при температуре до -30°С;
10W — при температуре до -25°С;
15W — при температуре до -20°С;
20W — при температуре до -15°С.
Кинематическая вязкость – высокотемпературная мера оценки масла.
Она показывает количество времени за которое по сути некоторое количество жидкости проходит через отверстие определенной площади сечения. Высокотемпературная вязкость измеряется в мм²/с или в альтернативной единице измерения сантистокс — сСт, где 1 сСт = 1 мм²/c = 0,000001 м²/c.
У летних масел, чем выше вязкость по SAE, тем менее текучим оно будет при более высокой температуре и наоборот.
SAE 20 — пригодно для эксплуатации при температуре окружающей среды до +15°С включительно;
SAE 30 — до 30°С;
SAE 40 (0W-40; 5W-40; 10W-40) — до 40°С;
SAE 40 (15W-40; 20W-40; 25W-40) — до 45°С;
SAE 50 — до 50°С;
SAE 60 — до 50°С.
При выборе моторного масла прежде всего следуйте рекомендациям автопроизводителя. Настоятельно советуем использовать моторное масло с теми значениями динамической и кинематической вязкости, которая указана непосредственно производителем авто. Выбор того или иного масла нужно проводить по нескольким параметрам – в том числе и по вязкости.
Оптимальная вязкость моторного масла обеспечит стабильность и надежность двигателя вашего автомобиля.
Полезная информация о смазочных материалах
Почему придается большая важность выбору правильной вязкости моторного масла?
Прежде всего, при создании двигателя, все производители заранее рассчитывают необходимую вязкость моторного масла. Моторное масло должно эффективно прокачиваться по масляным каналам и обеспечивать разделение поверхностей трения, т.е. создавать масляную пленку нужной толщины между этими поверхностями. При недостаточной толщине масляной пленки или ее отсутствии возможно возникновение контактов металл-металл, и, как следствие, повышенный износ и задиры/сваривание поверхностей (см. рис.1). В реальной жизни, например, это приводит к так называемым «проворотам вкладышей и прихватам цилиндров».
Вязкость масла влияет на толщину масляной пленки, которая образуется между трущимися поверхностями.
Важно понимать 3 основных требования к вязкости масел:
1. Вязкость масла не должна быть слишком низкой, потому что это может привести к повреждению двигателя из-за возникновения трения «металл-металл»
2. Вязкость масла не должна быть очень большой потому, что деталям будет «трудно двигаться» относительно друг друга (представьте, что в двигатель «залили» битум) и его будет тяжело прокачать по масляным каналам, что приведет к отсутствию смазки в узлах трения и возникновению «сухого трения», а также повышенному расходу топлива.
3. Вязкость масла должна быть оптимальной! Она изначально рассчитывается при создании каждого конкретного типа двигателя и указывается в руководстве по эксплуатации и обслуживанию двигателя/автомобиля.
Зависимость вязкости моторного масла от температуры.
С ростом температуры вязкость моторного масла падает, т.е. масло становится более жидким. Вязкость масла может уменьшаться в интервале температур от 0°С до +100°С в сотни и тысячи раз (см. рис. 2) На практике этот эффект используется при замене масла – масло всегда меняют после прогрева двигателя, т.е. когда масло разжижается, иначе слить его максимально полно с двигателя нельзя.
«Обычное минеральное» моторное масло при 0°С гуще воды более чем в сотни и тысячи раз, а при +100°С всего лишь в десятки. Кинематическая вязкость моторного масла показывает именно «степень густоты» моторного масла. Она измеряется в сСт (сантиСтоксы или мм /с, 1 сСт = 1 мм /с).
Скорость падения кинематической вязкости с ростом температуры характеризуется ИНДЕКСОМ ВЯЗКОСТИ масла. Проще говоря, индекс вязкости показывает «степень разжижения» масла. Это безразмерная величина, т.е. не измеряется в каких-либо единицах (метрах, километрах, килограммах и т.
д.) – это просто цифра!
Чем ниже индекс вязкости моторного масла, тем сильнее масло разжижается, т.е. толщина масляной пленки становится очень маленькой (а за этим следует повышенный износ – см. предыдущую часть). Чем выше индекс вязкости моторного масла, тем меньше масло разжижается, т.е. обеспечивается необходимая для защиты трущихся поверхностей толщина масляной пленки.
На практике, в случае реальных моторных масел, низкий индекс вязкости означает плохой запуск двигателя при низких температурах или плохая его защита от износа при высоких температурах.
Пример: отечественное масло M10ДМ (или М10Г2к) – минеральное масло (индекс вязкости ИВ ~100…110), запуск двигателя (при исправном состоянии) при -15°С затруднен; Shell Rimula D 10W-30 (минеральное масло!) (ИВ~130) – запуск двигателя при его исправном состоянии гарантирован при -25°С – почувствуйте разницу!
Вывод: чем выше индекс вязкости моторного масла, тем в более широком температурном диапазоне (окружающей среды) масло обеспечивает работоспособность двигателя – обеспечивается более легкий пуск двигателя при низких температурах и достаточная толщина масляной пленки (и, соответственно, защита двигателя от износа) при высоких температурах.
Теоретически, все производители моторных масел хотели бы получить продукт с максимально высоким индексом вязкости (>300), но к сожалению, это невозможно по причине ряда физических законов. Высококачественные минеральные моторные масла обычно имеют индекс вязкости (ИВ) 120-140, полусинтетические 130-150, синтетические 140-170. На канистрах, этикетках, этот параметр, как правило, не указывается, из-за «излишней сложности восприятия» для потребителя. Вы всегда можете потребовать от представителя производителя масла. Она не является секретной или конфиденциальной!
· Вязкость — (внутреннее трение) — свойство жидких и газообразных тел оказывать сопротивление их течению — перемещению одного слоя тела относительно другого — под действием внутренних сил. Может быть выражена в единицах вязкости кинематической, динамической, условной и удельной. Физическая модель вязкости жидкого или газообразного тела – это сила, которую необходимо приложить для равномерного перемещения одной пластины относительно покоящейся, при условии, что их разделяет жидкость или газ, отнесенная к площади пластины.
* * * * * * *
· Кинематическая вязкость — основной эксплуатационный параметр для всех видов моторных и трансмиссионных масел (а также и масел индустриальной номенклатуры). По определению — отношение динамической вязкости ( h ) к плотности ( d ) жидкости или газа при той же температуре :
n = h / d
В системе СИ за единицу кинематической вязкости принят квадратный метр за секунду (м2/с), равный кинематической вязкости, при которой динамическая вязкость среды с плотностью 1 кг/м3 равна 1 Па × с. В системе СГС принят стокс.
Соотношение:
1 стокс = 1 ст = 1 Ст = 1 см2/с = 0,0001 м2/с.
1 сантистокс = 1сст = 1 сСт = 0,000001 м2/с.
* * * * * * *
· Влияние на работу двигателя: от вязкости масла зависят следующие факторы
— толщина образуемой масляной пленки в парах трения (надежность разделения трущихся поверхностей при высоких темпреатурах, стойкость к разрушению до добавления противоизносных присадок),
— лёгкость пуска двигателя в холодную погоду,
— мощность двигателя (потери на трение, компрессия в ЦПГ),
— коэффициент полезного действия двигателя,
— количество осадков образующихся в картерном масле,
— расход топлива,
— расход масла.
* * * * * * *
· Влияние на пуск двигателя: С уменьшением вязкости масла облегчается пуск двигателя и ускоряется подача масла на стенки цилиндра в момент пуска. Однако, необходимо учитывать, что удельная нагрузка, которую может выдержать смазываемый подшипник, возрастает с увеличением числа оборотов вала и повышением вязкости масла. С повышением вязкости масла возрастает толщина масляной пленки, разделяющей трущиеся поверхности, что косвенно приводит к некоторому повышению степени сжатия топливо-воздушной смеси в цилиндре (компрессии) из-за снижения потерь на прорыв газов в полость картера через изношенные кольца поршня, что в конечном счёте приводит к улучшению условий сгорания топлива в процессе рабочего цикла. Однако вязкие масла низкого качества (имеющие низкий индекс вязкости) при низких температурах создают проблемы при запуске двигателя, а также создают предпосылки для трения без масла при старте. Кроме того вязкость — это жидкостное трение, а трение — это потери, которые можно достаточно легко расчитать и выразить их не только в сантиПуазах (вязкость) или в Джоулях, но и в литрах, затраченного на преодоление трения, топлива, а в конечном счёте и в деньгах, вхолостую выброшенных через выхлопную трубу машины.
Какие параметры следует контролировать в маслах для биогазовых двигателей?
Какие параметры должны контролироваться в моторных маслах на биогазе?
Биогазовые двигатели находятся в авангарде возобновляемых источников энергии и существуют уже два десятилетия. Хотя они могут производить энергию, эти двигатели имеют различные рабочие условия по сравнению с двигателями, работающими на природном газе, и требуют специальных смазочных материалов. Биогазовые двигатели являются синонимом суровых условий эксплуатации, включая загрязнение и изменение температурных условий. Следовательно, смазочные материалы, разрабатываемые для этих двигателей, должны иметь хорошо сбалансированный химический состав присадок и составы масел для решения этих условий. Правильная смазка — это половина дела, вторая половина включает в себя мониторинг состояния этой смазки для прогнозирования и предотвращения будущих отказов.
Традиционно для определения подходящих интервалов замены масла применялись испытания на определение общего числа кислот (TAN), общего щелочного числа, элементный анализ, испытания на загрязнение и изменения условий эксплуатации. Этих методов уже недостаточно, поскольку изменения характеристик смазочного материала своевременно не отражаются должным образом. Таким образом, пользователи не могут точно предсказать, можно ли безопасно продлить срок службы масла. Следовательно, следует контролировать еще один параметр, чтобы помочь пользователям прогнозировать продление срока службы масла для двигателей, работающих на биогазе.
Общие сведения о биогазовых двигателях
Прежде чем мы сможем углубиться в аспекты мониторинга состояния биогазовых двигателей, нам необходимо понять их работу. Биогаз – это вид газа, образующийся в результате биологического разложения органических веществ в отсутствие кислорода. Этот вид газа можно использовать в качестве биотоплива.
Существует несколько типов биогаза, которые могут включать:
* Биогаз , полученный путем анаэробного сбраживания или ферментации биоразлагаемых материалов, таких как биомасса, навоз, сточные воды, городские отходы, зеленые отходы и энергетические культуры. Этот тип биогаза в основном состоит из углекислого газа и метана.
* Древесный газ , полученный путем газификации древесины или другой биомассы. Этот тип биогаза в основном состоит из азота, водорода, окиси углерода со следовыми количествами метана.
* Свалочный газ обычно имеет концентрацию метана 50%, однако передовые технологии обработки отходов могут производить биогаз с содержанием метана 55-75%. Этот химический состав варьируется в зависимости от происхождения процесса анаэробного пищеварения.
Важно определить тип биогаза, поскольку его состав может помочь нам при просмотре отчетов об анализе нефти.
Состав моторных масел на биогазе
Условия эксплуатации двигателей, работающих на биогазе, отличаются от условий эксплуатации двигателей, работающих на природном газе.
Таким образом, компенсации должны быть сделаны соответственно. Вот некоторые условия эксплуатации биогазовых двигателей:
* Загрязнение – наличие двуокиси углерода, воды, сероводорода (кислоты) и твердых частиц (силоксанов)
* Более высокие температуры сгорания Круглосуточная работа во избежание выброса метана
Эти условия создают дополнительные нагрузки на смазку, и разработчики должны разрабатывать масла, которые могут адекватно справляться с этими условиями, защищая оборудование.
В результате маркетинговых исследований моторных масел, работающих на биогазе, было обнаружено следующее:
* Окисление – это основная часть процесса старения биогаза. Враждебная среда двигателя поддерживает химические реакции, катализируемые теплом.
* Жертвенные добавки – существует ряд жертвенных добавок, которые истощаются, но их можно соответствующим образом восполнить.
* Природные загрязняющие вещества – они могут создавать проблемы во время работы и способствовать разложению масла.
Эти показатели играют важную роль при составлении рецептуры масел для этих типов двигателей.
Следует отметить, что при сжигании биогаза, содержащего силоксаны, обычно выделяется кремний, который может соединяться со свободным кислородом или различными другими элементами. Обычно формируются отложения, содержащие в основном кремнезем (SiO2) или силикаты, которые могут содержать кальций, серу, цинк или фосфор. Эти белые минеральные отложения накапливаются на поверхности толщиной в несколько миллиметров и должны быть удалены химическими или механическими средствами. Мы должны быть осторожны с этим при разработке смазочных материалов для этих типов двигателей.
Кроме того, в масла обычно добавляют антиоксиданты, чтобы улучшить их устойчивость к окислению. Моторные масла на биогазе не являются исключением. Антиоксиданты являются жертвенными по своей природе и будут истощаться в течение всего срока службы смазки. Отслеживая и измеряя скорость истощения антиоксидантов, можно прогнозировать изменения в масле, что может позволить пользователям обнаруживать аномально окисленные или деградировавшие смазочные материалы.
Контроль параметров
При рассмотрении параметров, подлежащих мониторингу для биогазовых моторных масел, следует учитывать следующее:
* Вязкость – показывает увеличение значения как прямое следствие окисления после образования отложений.
* Окисление – эти полярные побочные продукты обычно образуются после истощения антиоксидантов. Они могут воздействовать на лак, образование шлама и коррозию.
* Нитрование – деградация может происходить из-за реакции масла с газообразными продуктами NOx во время сгорания. При воздействии жестких условий нитрования продукты нитрования могут вызвать увеличение вязкости, кислотности и нерастворимых веществ.
* Кислотный номер – определяет накопление органических кислот в масле.
* Базовый номер – контролирует уровень истощения моющих присадок в масле.
* ЛИНЕЙКА – определяет количество отдельных антиоксидантов, присутствующих в организме.
* Спектрографический анализ – может контролировать изнашиваемые металлы, элементы присадок (для контроля истощения присадок) и серу (отслеживает возможное влияние качества газа – h3S).
* Значение I-pH – дает информацию о коррозионно-активных кислотах из-за плохого качества газа из биогаза, которые не могут быть обнаружены AN или BN.
* Содержание топлива – при использовании газовых двигателей с пилотным впрыском необходимо контролировать содержание топлива. Это особенно важно, если используются критически важные виды топлива, такие как растительные масла.
Все они сильно зависят от типа биогаза и условий его эксплуатации. Мы провели два тематических исследования с различными средами и сферами применения моторных масел на биогазе и нашли несколько весьма наводящих на размышления выводов!
Пример 1. Биогазовый двигатель DEUTZ (растительные отходы)
Мы проверили 8 биогазовых двигателей DEUTZ, которые приводились в действие метаном, полученным в результате ферментации растительных отходов.
В этих двигателях использовались масла, разработанные для типичных операций на биогазе. В этом случае масло не содержало цинка и состояло из двух разных типов беззольных/не содержащих металлов антиоксидантов.
Было обнаружено, что увеличение кислотного числа было менее предсказуемым, но самое высокое кислотное число было показано при самых низких концентрациях оставшихся антиоксидантов. Окисление с помощью FTIR постепенно увеличивается (при использовании метода FTIR). Антиоксидант № 1 истощается в течение 50% жизненного цикла, за которым следует истощение антиоксиданта № 2, который остается в концентрациях выше 50%.
Практический пример 2 – Биогазовый двигатель Jenbacher
В рамках данного тематического исследования мы провели мониторинг биогазового двигателя Jenbacher, использующего современную формулу, не содержащую цинка, содержащую амины и фенолы. Было обнаружено, что антиоксидант № 1 и № 2 истощается до значения, которое составляет 20% от исходного базового масла.
Самое высокое кислотное число было показано, когда содержание антиоксидантов было самым низким. Вязкость увеличивалась очень близко к пределу, когда истощение антиоксидантов составляло 20%.
Для обоих этих тематических исследований мы видим, что единственным параметром, который дал адекватное предупреждение, был мониторинг антиоксидантов с помощью теста RULER. Как вязкость, так и кислотное число показали значительное увеличение только тогда, когда антиоксиданты значительно истощились или масло приблизилось к концу своего срока службы. Можно сделать вывод, что использование RULER может дать более полное представление о характеристиках смазочного материала в двигателях, работающих на биогазе. Однако нельзя сбрасывать со счетов тесты на вязкость, кислотное число и спектрографические тесты, поскольку они по-прежнему могут иметь значение для окружающей среды и работы этих двигателей.
Роль и преимущества моторного масла
- Главная страница
- Новости
- Блог
- Роль и преимущества моторного масла
- Роль и преимущества моторного масла
Каждому двигателю для нормальной работы требуется масло.
На самом деле масло является важнейшим элементом для двигателя. Синтетическое, полусинтетическое или минеральное моторное масло играет множество ролей. Каковы его цели и преимущества?
Для чего предназначено моторное масло
? Моторное масло играет множество ролей в обеспечении правильной работы двигателя с течением времени. Вот самые важные из них:- Смазка
Основная роль моторного масла заключается в смазке деталей двигателя, постоянно находящихся в трении. Таким образом, снижается трение, которое приводит к увеличению износа деталей.
- Охлаждение
Потери энергии при сгорании и трении между механическими частями вызывают повышение температуры двигателя. Смазка деталей моторным маслом способствует отводу тепла через контур смазки. Он дополняет охлаждающую жидкость, которая может охлаждать только определенные части двигателя.
- Очистка
Очищающая способность моторного масла, хотя и менее известна, имеет фундаментальное значение.
Микроскопические отложения накапливаются в двигателе и остаются во взвешенном состоянии. Они могут состоять из пыли или продуктов сгорания. Без моторного масла остатки засоряют двигатель и снижают его производительность. Поток моторного масла непрерывно переносит эти примеси к масляному фильтру, где они задерживаются. - Защита от коррозии
При сгорании топлива выделяется коррозионная кислота, которая может повредить металлические детали двигателя. Присадки, добавляемые в современные моторные масла, замедляют коррозию. Тем не менее, со временем и при контакте с кислородом моторное масло может окислиться и перестать играть роль ингибитора коррозии. Поэтому моторное масло нужно менять регулярно.
- Герметизация
Моторное масло также улучшает герметизацию двигателя, особенно поршней и цилиндров. Между различными частями наносится защитный слой, герметизирующий любые возникающие зазоры.
- Полезно знать
Чтобы моторное масло действительно выполняло все свои функции, необходимо регулярно проверять его уровень, чтобы вовремя менять масло. Переработанное масло уже не играет своей роли, что пагубно сказывается на общем состоянии двигателя и его деталей.
Микроскопические отложения накапливаются в двигателе и остаются во взвешенном состоянии. Они могут состоять из пыли или продуктов сгорания. Без моторного масла остатки засоряют двигатель и снижают его производительность. Поток моторного масла непрерывно переносит эти примеси к масляному фильтру, где они задерживаются. 
Переработанное масло уже не играет своей роли, что пагубно сказывается на общем состоянии двигателя и его деталей.Каковы основные преимущества моторного масла
?Владельцам транспортных средств моторное масло в первую очередь позволяет избежать дорогостоящего ремонта. Без смазки двигатель быстро выйдет из строя. Строго говоря, это то, что предлагает качественное моторное масло.
- Увеличивает срок службы двигателя
За счет снижения трения между деталями и очистки всего двигателя моторное масло предотвращает засорение и повреждение двигателя. Механические детали служат дольше и меньше подвержены коррозии. Таким образом, двигатель работает лучше, а срок его службы увеличивается.
- Обеспечивает правильную работу двигателя
Смазанный маслом двигатель работает лучше. На самом деле, хорошая смазка необходима, чтобы избежать серьезных механических повреждений. Помимо производительности двигателя, влияет и стоимость обслуживания.
- Снижает расход топлива и выбросы CO 2
При чрезмерном использовании моторного масла или при слишком низком его уровне трение приводит к изменению энергоэффективности двигателя, что, в свою очередь, увеличивает расход топлива. Высокоэффективное масло также снижает выбросы загрязняющих веществ в атмосферу.
Выберите правильное моторное масло
для обеспечения оптимальной эффективностиНе все моторные масла одинаковы. Важно выбрать масло, подходящее для вашего автомобиля и местных климатических условий, чтобы воспользоваться всеми его преимуществами. Существует три типа масла:
- Минеральные моторные масла
- Полусинтетические моторные масла
- Синтетические моторные масла
В дополнение к типу масла существуют различные параметры, такие как вязкость, которая выражается в двух классах, отмеченных на контейнере с маслом (например, «5w30»): класс в холодном состоянии и класс в горячем состоянии.