Температура работы масла: То в жар, то в холод — журнал За рулем

alexxlabОпубликовано

То в жар, то в холод — журнал За рулем

Температурный диапазон работы моторного масла лежит в пределах 90-95 градусов Цельсия. Однако по причине неисправности системы охлаждения двигателя температура смазки может быть как ниже, так и выше указанного значения. Как отражается нарушение температурного режима ДВС на моторном масле?

Велика Россия – есть у нас и крутые горные серпантины, и затяжные «тягуны» зауралья, и ровные, как стрела, равнинные шоссе. На севере из-за лютых морозов водители на ночь не глушат моторы своих грузовиков и утепляют их, накидывая поверх старые ватники. В южных областях (а нынешним летом и в средней полосе) солнце разогревает асфальт до температуры плавления, и система охлаждения тягача, тянущего за собой груженную до предела фуру, не справляется с термической нагрузкой, позволяя стрелке показателя температуры заходить в красную зону шкалы. Моторное масло часто работает в самых что ни на есть экстремальных условиях, что приводит к его быстрому окислению и резкому сокращению срока службы. Увы, но механики в большинстве случаев не делают поправку на особые условия работы масла и не сокращают срок его службы. Отчасти делается это по незнанию, отчасти от желания сэкономить на покупке 25-30 литров масла. В итоге вместо относительно небольших затрат на замену моторного масла перевозчик может «попасть» на капитальный ремонт мотора! Разберемся в проблеме обстоятельно.

Илья Мартыненко, руководитель отдела масел для коммерческой техники «ООО Мобил Ойл Лубрикантс»

То в жар…

Как мы уже упомянули, при перегреве двигателя в моторном масле происходит интенсивное окисление пакета присадок и резкое ухудшение его рабочих характеристик. Для большей наглядности представим, как знойным летом тягач тащит в гору груженый до предела полуприцеп. Штурм горы длится 30 минут. В течение этого времени температура охлаждающей жидкости поднимается до отметки 100 градусов, что на десять градусов больше рабочей температуры двигателя. Но поскольку система охлаждения ДВС заправлена охлаждающей жидкостью с температурой закипания 110-115 градусов, закипания жидкости не происходит. Но при этом, заметим, дизель работает с перегревом! Рассмотрим, как поведут себя в данной ситуации масла одинакового класса качества, идентичной вязкости, к примеру, 10W-40, но разные по основе: минеральное, полусинтетическое, полностью синтетическое.

Согласно теории, которая подтверждена лабораторными испытаниями, проведенными в нашем исследовательском центре, даже столь короткий промежуток времени работы масла с перегревом заметно отражается на его ресурсе.

За тридцать минут в перегретом на 10 градусов моторном масле образуются различные жирные кислоты, происходит отложение высокотемпературного нагара, лака, кокса, которые оказывают негативное воздействие на пакет присадок и основу в течение длительного времени. То есть всего один непродолжительный перегрев двигателя и, соответственно, масла снижает его ресурс. Вопрос насколько?

Лучше всего перегреву противостоит масло, изготовленное на полностью синтетической основе. Зависимость изменения индекса вязкости полностью синтетического масла от его температуры выражена значительно меньше, нежели минерального и полусинтетического. Иными словами, при перегреве синтетики не происходит значительного падения вязкости. Это очень важно, особенно применительно к дизелям, отработавшим больше половины своего ресурса. Дело в том, что в изношенных сопряжениях, к примеру, в подшипниках скольжения коленчатого вала, зазор увеличен. Разжиженное от действия высокой температуры масло, даже при исправном масляном насосе, подающем требуемое давление в главную магистраль, не способно создать надежный масляный клин, благодаря которому и «всплывает» вал. То есть масло обязано сохранять вязкость и при высоких температурах. Мало того, базовое синтетическое масло гораздо лучше противостоит окислению и, соответственно, меньше подвержено старению, деструкции. Прибавим к этому такие неоспоримые преимущества синтетики, как высокие моющие и диспергирующие (способность масла держать загрязнения во взвешенном состоянии и не давать им выпадать в осадок) свойства, благодаря которым в моторе отложения не накапливаются, а сливаются с отработкой. Кстати, именно поэтому несливаемый остаток и загрязнения не оказывают заметного воздействия на свежее масло. И, наконец, последнее: полностью синтетическое масло стойко держит нагрев до сотни градусов, практически не меняя своих свойств. То есть заменять синтетику нет необходимости.

Масла, изготовленные на минеральной и полусинтетической основах, при перегреве ведут себя не так стойко, как синтетика. Так, в масле на минеральной основе при температуре 100 градусов происходят лавинообразные, необратимые процессы окисления. Его ресурс всего за полчаса сокращается на 10%, а в системе смазки образуются всевозможные высокотемпературные отложения. Поэтому при долговременной работе двигателя, заправленного минеральным маслом с перегревом, лучше заменить его при первой же возможности. При этом учтите, что в зависимости от состояния двигателя и, в частности, от чистоты его системы смазки ресурс свежего масла может упасть более чем на 25-30%. Если система охлаждения автомобиля не обеспечивает стабильную температуру двигателя, минеральное масло лучше не использовать.

Как поведет себя масло, изготовленное на полусинтетической основе, сказать сложно. Причина – неизвестно, что производитель масла подразумевает под полусинтетикой! Это может быть как смесь минерального и синтетического масел (пропорция – секрет фирмы), так и минеральное базовое масло, прошедшее глубокую очистку, например гидрокрекинг. В зависимости от этого стойкость масла к перегреву будет либо приближаться к полностью синтетическим, либо к минеральным продуктам. Посему делать какие-либо выводы крайне сложно, но можно предположить, что за 30 минут работы при температуре 100 градусов полусинтетическое масло потеряет 5% своего ресурса.

Итак, подведем итоги: работа моторного масла при температуре 100 градусов Цельсия в течение 30 минут отразится на его ресурсе следующим образом.

1. Полностью синтетическое масло – не отразится.

2. Полусинтетическое масло – ресурс необходимо сократить на 5%.

3. Минеральное масло – ресурс необходимо сократить на 10%

…то в холод

Теперь рассмотрим другую крайность – недогрев мотора, то есть его работу при температуре ниже 90 градусов. С самим маслом – не важно, на какой основе оно изготовлено – при пониженной температуре ничего плохого происходить не будет. Ведь разработчик двигателя и производитель масла изначально предполагают, что есть режимы холодного пуска и прогрева ДВС, которые занимают достаточно длительное время. Однако чем ниже температура масла по отношению к номинальным 90- 95 градусам, тем больше потери на внутреннее трение между его слоями и тем выше расход топлива. Мало того, процесс смесеобразования и горения топлива в камере сгорания не оптимален, а значит, в масло с картерными газами будет попадать окислитель – несгоревшая солярка. Насколько сократится срок службы масла, можно сказать, только проведя его исследование в лаборатории, так как на скорость окисления пакета присадок влияет количество содержащейся в топливе серы. Если перевозчик заправляет машину дизельным топливом экологического класса Евро-4, то критической температурой, ниже которой будет наблюдаться ускоренное окисление масла, я считаю 75 градусов Цельсия.

Температурные характеристики моторных масел

Одними из самых важных характеристик моторного масла являются вязкостно-температурные свойства. Эти свойства имеют прямое влияние на температуру окружающей среды, при которой двигатель способен запуститься без предварительного прогрева. Кроме того, температурные характеристики моторных масел влияют на беспрепятственную прокачку насосом масла по смазочной системе, а также надежность смазывания и охлаждения деталей двигателя, когда допустимые нагрузки и температура окружающей среды самые большие.


Сезонные масла

Даже если климатические условия умеренные, температурные характеристики моторных масел должны находиться в диапазоне от холодного зимнего запуска до максимального прогревания в подшипниках коленчатого вала, а также в зоне поршневых колец (180-190°С). Минеральные масла в температурном интервале от -30 до +150°С изменяют в тысячи раз свои характеристики.

Масла летние, которые обладают достаточной вязкостью при высокой температуре, способны обеспечить запуск двигателя при 0°С. Задача зимних масел – обеспечить при отрицательных температурах холодный пуск. Но, при высокой температуре у них недостаточная вязкость. Поэтому, независимо от наработки (пробега), сезонные масла следует менять два раза в год. От этого эксплуатация двигателя усложняется и дорожает. Эту проблему способны решить всесезонные масла, которые загущены полимерными присадками.

Всесезонные загущенные масла

Загущенные автомасла обладают свойствами, которые при отрицательных температурах делают их характеристики подобными зимним. А если область температур высокая – характеристики «превращаются» в летние. При низкой температуре вязкостные присадки способны относительно немного повысить вязкость базового масла. По при высокой температуре они их значительно увеличивают

температурные характеристики моторных масел. Обусловлено это тем, что объем макрополимерных молекул увеличивается с повышением температуры.

Всесезонные загущенные масла могут изменять вязкость не только под давлением температур. Здесь играет роль и скорость сдвига и изменение это временное. Когда скорость относительного перемещения деталей, которые смазываются, уменьшается – возрастает вязкость, а если скорость увеличивается – вязкость снижается. Эффект этот имеет место, в большей степени, при низких температурах, однако при высоких также сохраняется.

Здесь имеют место два позитивных последствия:

  • в начале, когда холодный двигатель поворачивается стартером, вязкость снижается и это облегчает пуск;
  • когда вязкость масла в зазорах прогретого двигателя между поверхностями трения деталей снижается, то уменьшаются затраты энергии на трение и это экономит топливо.

Вязкостно-температурные характеристики это:

  • кинематическая вязкость, которая определяется в капиллярных вискозиметрах;
  • динамическая вязкость, которая измеряется при разных градациях скорости сдвига в ротационных вискозиметрах;
  • индекс вязкости, который является безразмерным показателем пологости вязкостно-температурных зависимостей.

Базовые компоненты на синтетической основе с индексом вязкости 120-150, предоставляют возможность на их основе получать такие характеристики моторных масел, у которых широкий диапазон работоспособных температур.

Диапазон низких температур

Низкотемпературные характеристики масла включают температуру застывания. Масло при такой температуре не способно течь под действием силы тяжести, оно теряет текучесть. Температура застывания должна быть ниже на 5-7°С, от температуры, которая обеспечивает прокачиваемость. Застывание моторных масел, в большинстве случаев, случается из-за образования кристаллов парафинов в объеме охлаждаемого масла. Температура застывания, согласно нормативной документации, достигается депарафинизацией базовых компонентов, а также введением депрессорных присадок в состав моторного масла.

Сульфатная зольность масла

Если масло сгорает – образуется зола, которая, в свою очередь способна образоваться из солей минералов, находящихся во взвешенном состоянии в масле. В базовых маслах практически нет зольности. Высокая сульфатная зольность обусловлена наличием моющих присадок в составе масла, а в них содержаться металлы. Присадки нужны для предотвращения образования нагара и лака на поршнях. Они также позволяют маслам нейтрализовать кислоты.

Следующий материал

 

Предыдущие материалы

Anderol — Смазка при рабочих температурах

Диапазон рабочих температур смазки указывает диапазон температур, в котором смазка может работать эффективно. Двумя наиболее важными характеристиками смазочного материала при определении диапазона рабочих температур являются температура застывания и температура вспышки.

Как правило, смазочный материал правильно функционирует при температуре на 10°C выше точки застывания и на 20°C ниже температуры вспышки.

Например, температура воспламенения Anderol® 555 составляет 250°C, а температура застывания -33°C, поэтому диапазон рабочих температур составляет от -23°C до 230°C.

Однако на практике всегда лучше иметь температуру более чем на 10°C выше температуры застывания и значительно ниже 20°C, рекомендованной для температуры вспышки.

Смазочные материалы на основе синтетических и минеральных масел имеют разные температуры застывания

Температура застывания смазочного материала — это температура, при которой жидкость становится полностью твердой. Это хороший показатель того, насколько хорошо он будет работать в холодную погоду и «насколько низко вы можете опуститься».

Однако важно учитывать, что минимальная рабочая температура (самая низкая температура в диапазоне рабочих температур) на 10 градусов выше температуры застывания.

Если оборудование подвергается воздействию низких температур, смазка на синтетической основе является более безопасным выбором, поскольку температура застывания и рабочая температура синтетических смазок обычно намного ниже, чем у смазок на минеральной основе.

Хотя смазочные материалы на основе минерального масла могут выдерживать умеренные изменения температуры от нуля до 10°C, при температуре ниже 10°C некоторые из них начинают густеть, что делает их менее эффективными.

Синтетические смазочные материалы, однако, в основном подходят для рабочих температур до -30°C.

Синтетика лучше работает при низких температурах. Синтетика свободно течет при отрицательных температурах, легко разливается при низких температурах, когда минеральные масла загустевают и превращаются в гель.

Точку воспламенения не следует путать с температурой возгорания

температура, при которой пар самовозгорается без источника воспламенения.

Смазочные масла легко воспламеняются, но они нелетучи, поэтому их нелегко воспламенить, если только они не нагреты в контакте с источником воспламенения.

Однако по соображениям безопасности смазку следует использовать при температуре как минимум на 20°C ниже температуры вспышки.

Синтетические масла обладают превосходной термостойкостью, что означает более высокую температуру воспламенения, чем у минеральных масел. Синтетика может безопасно выдерживать более высокие рабочие температуры без окисления (сгорания) или разрушения.

Резюме

Синтетические смазочные материалы имеют более широкий диапазон рабочих температур по сравнению с минеральными маслами с более низкой температурой застывания и более высокой температурой вспышки.

Синтетические смазочные материалы с гораздо более низкой температурой застывания очень подходят для низких температур.

Смазочные материалы Anderol® работают в широком диапазоне температур от низких до высоких и обеспечивают оптимальный пленочный слой. Это делает их подходящими для применения в условиях низких температур или при рабочем нагреве.

Чтобы узнать больше о наших синтетических смазочных материалах или получить помощь и совет по выбору подходящего смазочного материала, обратитесь к ближайшему дистрибьютору Anderol.

Как определить, что масло достигло предельной температуры