Вязкость машинного масла – Расшифровка основных показателей характеристики моторного масла

Вязкость моторного масла — основные аспекты

Темой этой статьи является вязкость моторного масла. В работе масла этот параметр – важнейший, поскольку именно от вязкости зависит, насколько хорошо будет выполняться основная функция масла, а именно смазывание деталей двигателя. Тема не очень маленькая и затрагивает несколько аспектов, и поначалу я хотел разбить её на несколько небольших статей, однако потом решил всё же поднапрячься и свести всё воедино. Думается, что при подаче информации одним куском получится более наглядно показать взаимосвязи между различными сторонами явления в процессе:). Так что готовьтесь, букв будет много:).

Что такое вязкость?

Для начала сунемся в «академические» источники, ну или в Википедию:). Там даётся такое определение:

Вязкость (внутреннее трение) — одно из явлений переноса, свойство текучих тел (жидкостей и газов) оказывать сопротивление перемещению одной их части относительно другой.

А теперь попробуем усвоить «на пальцах»: представим стопку листов бумаги на столе. Кладём руку на верхний лист стопки и начинаем сдвигать его в сторону. Вместе с верхним листом будут двигаться и те, что под ним, причём каждый нижеследующий будет получать меньше энергии и, соответственно, двигаться на меньшее расстояние, чем верхний лист. Только не надо пытаться изобразить это на практике, чистого наглядного результата не будет, поскольку там есть ещё куча дополнительных факторов, нарушающих чистоту эксперимента (у меня, например, стол очень скользкий, двигается вся стопка целиком:)). Да и бумага – это всё-таки не жидкость, и не газ. Однако идею о распределении движения между слоями жидкости этот пример вполне нормально иллюстрирует. На картинке это движение представлено стрелками, уменьшающимися книзу.

Теперь представим, что «рука» двигает стопку туда-сюда с небольшой амплитудой. Получится, что верхний лист не двигается относительно руки, а нижний – относительно стола. При этом стопка не распадается и в ней не возникает никаких промежутков и пустот. Также и масло между двумя трущимися деталями образует так называемый «масляный клин» (это, грубо говоря, масло, сдавленное между поверхностями трения, а поскольку жидкости практически несжимаемы, то детали надо сильно постараться, чтобы продавить его и потереться о другую деталь). Кроме предотвращения сухого трения (железа по железу), есть ещё один момент – это целостность масляной плёнки. Если вязкость у моторного масла достаточно большая, масло будет «растягиваться» не разрываясь, то есть будет работать уплотнением, через которое не прорвутся продукты горения и прочий мусор (в ЦПГ, например).

Вывод из предыдущего абзаца таков: большая вязкость моторного масла с точки зрения смазывания деталей – это хорошо (как пример, вода и мёд: наклони ложку, вода стечёт сама, оставив голый металл, а мёд устанешь ждать, пока с ложки слезет). Однако у смазочных материалов есть одно неприятное качество, они изменяют вязкость в зависимости от своей температуры. Соответственно, масло, вязкость которого в разогретом работающем двигателе была идеальной, в холодном моторе будет гуще, а в перегретом, наоборот, жиже (в данном случае мы понимаем, что масло имеет температуру двигателя, и тоже естественно, разогретое, холодное, или перегретое). На практике это означает, что возможно одно из двух: либо масло хорошо работает в моторе, либо позволяет запустить его при сильно отрицательных температурах.

Сезонные и универсальные масла

Поначалу проблему застывания масла на морозе решали применяя масла с разной вязкостью для зимы и лета и называли их сезонными маслами. Совершим небольшой экскурс в историю. Масла в качестве смазки моторов стали применять практически одновременно в появлением этих самых моторов. Говорят, кстати, что первый ДВС Дизеля не имел системы смазки и проработал около минуты, после чего его заклинило в результате теплового расширения деталей. Так что, хочешь не хочешь, а пришлось вводить в конструкцию эту самую систему смазки.

Кстати, первым в мире официально зарегистрированным брэндом моторного масла был Valvoline, запатентованный доктором (в смысле, врачом) Джоном Эллисом в 1873 году. Смазывали им тогда клапана больших паровых машин.

Однако уровень тогдашней нефтехимии был, прямо скажем, зачаточным, да и требования к маслу у тогдашних моторов были гораздо скромнее. Поэтому кроме нефтепродуктов использовались и более привычные для промышленности того времени вещества – растительные масла. Всемирно известный брэнд Castrol в своё время начинал с использования обычного касторового масла. Это, в общем, и отражено в его названии.

Так вот, о сезонности: как уже упоминалось, базовые минеральные масла состоят из большого количества различных нефтяных фракций в определённом диапазоне свойств (кстати, кому интересно, есть статья о функциях и свойствах моторного масла). Внутри этого диапазона они отличаются, в зависимости от своего состава. Например, чем больше в составе масла парафиновых соединений, тем лучше его смазывающие свойства и хуже низкотемпературные качества (температура застывания выше). Соответственно, у разных масел при одной и той же температуре будет разная вязкость и температура застывания. Поскольку в умеренных широтах колебания температур зимой/летом довольно сильны, то масло, хорошо работающее летом, зимой застынет. Ясно, что смазывать двигатель оно в таком состоянии не может. До появления модификаторов вязкости эту проблему можно было решить только заменой масла на более жидкое, застывающее при более низких температурах (ну или разведением костра под картером двигателя:)). Это позволяло заводить двигатели зимой без искусственного разогрева, но снижало смазываемость. Ведь, как мы помним, вязкость у более жидкого масла при прочих равных меньше, а значит и смазывает оно хуже. Вот примерные цифры по распространённой паре летнее/зимнее масло:

• «летнее» масло М10Дм с вязкостью при 100°С равной 11 сСт, температура застывания -18°С.
• «зимнее» масло М8Дм с вязкостью при 100°С – 8 сСт, температура застывания -30°С.

Кому интересно, что означают непонятные сочетания типа М10Дм, могут почитать статью о классификации моторных масел. Ну а  «сСт» – это единица измерения кинематической вязкости, о ней мы поговорим ниже.

Отсюда и происходит термин «сезонных» масел. В английском языке аналогом является слово monograde, то есть «одношкальный», если переводить дословно.

По мере развития химической отрасли появились присадки, позволяющие расширить диапазон рабочих температур масла. Одна из присадок понижает температуру застывания масла, называется такая присадка депрессорной. Другая присадка загущает масло при высоких температурах и называется модификатором вязкости. В статье о составе моторного масла я обещал объяснить механизм работы этих присадок, что и сделаю сейчас.

Депрессорные присадки и модификаторы вязкости

Для понимания принципа работы депрессорной присадки посмотрим, почему же застывает масло. Виноваты в этом уже упоминавшиеся парафиновые соединения, входящие в состав нефти, и, соответственно, некоторых продуктов его перегонки, используемых для производства масла и дизельного топлива. С понижением температуры эти соединения начинают образовывать кристаллы. Это можно проследить визуально, масло (или дизельное топливо) становится мутным. Кристаллы слипаются между собой, пока весь объём нефтепродукта не превращается сначала в кашу, а затем и вовсе теряет текучесть. Форма у этих кристаллов игольчатая с торчащими в разные стороны «хвостами», которыми они очень легко сцепляются друг с другом.  Депрессорная присадка позволяет изменить форму образующихся кристаллов с игольчатой на сферическую, предотвращая их слипание между собой и сохраняя, таким образом подвижность масла. Поэтому-то при применении депрессоров масло всё равно мутнеет (то есть кристаллы образуются, просто другой формы), но при этом остаётся жидким при дальнейшем снижении температуры.

Теперь посмотрим, как работает модификатор вязкости, или, по-другому, вязкостная присадка. Молекулы этой присадки выглядят как сжатая пружина «хаотичной завивки». Визуально это похоже на скомканный кусок проволоки. При повышении температуры эта пружина постепенно расжимается, занимая всё больший объём и удерживая внутри этого объёма молекулы масла, тем самым снижая его текучесть. Добавлю, что у синтетических базовых масел таких больших проблем с запарафиниванием нет, поскольку в них все молекулы одинаковы и имеют заданные параметры, в которых заложена очень низкая температура застывания. Например, масло Shell Helix Ultra Extra с вязкостью 5w-30 имеет температуру застывания -48°С, и это далеко не предел. Здесь, правда, кроется подвох: именно парафины отвечают за смазывание, поэтому их отсутствие понятно как скажется на этой функции масла. Так что в синтетику PAO приходится всё же добавлять минеральную базу, чтобы улучшить смазываемость. Подробно этот вопрос рассмотрен в статье о составе моторного масла.

Вот такими средствами и раздвигается диапазон температур, в котором масло работоспособно. Вниз депрессором, вверх – вязкостной присадкой. А чтобы измерять и контролировать изменения вязкости, а также сравнивать характеристики разных масел, придумали параметр, называемый индексом вязкости.

Индекс вязкости

Как обычно, обратимся к «первоисточникам». Из статьи Википедии узнаём, что вязкость – «это относительная величина, показывающая степень изменения вязкости масла в зависимости от температуры…». То, что идёт дальше, нам пока без надобности. Исходя из этого определения можно понять, что у разных масел разная степень изменения вязкости, то есть одно масло при изменении температуры от нуля до ста градусов изменится не очень значительно, а другое в этом же диапазоне вполне может превратиться из каши в воду. Это если утрировать. А то, что величина относительная означает в данном случае её безразмерность. То есть просто число-коэффициент, без всяких Ньютонов, квадратных миллиметров, секунд и прочей физики, получаемое путём сравнения с двумя эталонными маслами, у одного из которых ИВ принимают за 100, у другого за 0, а затем по специальным формулам рассчитывают вязкость исследуемого масла относительно эталонов. Методику придумали до появления синтетики, когда ИВ=100 был наилучшим из возможных. Сейчас большинство масел (даже минералка) имеет ИВ больше сотни. Ну, например:

• индекс вязкости (ИВ) полусинтетического моторного масла Shell Helix HX7 10w40 равен 154
• синтетика Shell Helix Ultra 5w40 имеет ИВ 168
• у минералки Shell Helix HX3 15w40 ИВ равен 132

если мы возьмём ту же минералку ShellHelix HX3, но уже с другим классом низкотемпературной (или «зимней») вязкости, 10w-40, то ИВ этого масла имеет значение 155. Замечаем, что ИВ практически такой же, как у полусинтетики с таким же классом вязкости (10w-40). Делаем вывод, что одинаковый индекс вязкости можно получить разными способами. В полусинтетике свой эффект (или его часть) даёт добавка синтетической базы, которая сама по себе имеет увеличенный относительно минералки индекс вязкости. В минералке ИВ растягивают за счёт добавки модификатора вязкости и депрессорной присадки. Первый увеличивает вязкость в горячем масле, а вторая уменьшает вязкость на морозе.

Классы вязкости

Разберёмся, что же означают «наболевшие» цифры вида 10w-40. Чтобы как-то стандартизировать все масла по их вязкостным характеристикам, смышлёные американцы (контора с названием SAE – Society of Automotive Engeeners) придумали присваивать им классы вязкости. Существует два вида классов: низкотемпературный, и при 100°С. Изначально низкотемпературный класс применялся для зимних сезонных масел, а высокотемпературный для летних. Собственно, буква «w» как раз и означает слово «winter», зима по-английски. В принципе, сезонные масла выпускаются и сейчас (например, для тракторов, или судовых дизелей). Если вы увидели масло с цифрой вязкости, к которой добавлена буква w (например, 10w), это зимнее масло, а если с вязкостью 40 (или другое число без буквы w) – летнее.

Выведем все возможные на данный момент классы вязкости в табличку для наглядности. Всего существует 6 «зимних» и 5 «летних» классов. Для зимних классов нормируется 3 параметра: максимальная вязкость в тесте на проворачиваемость, максимальная вязкость в тесте на прокачиваемость и минимальная вязкость при 100°С (условно рабочая температура двигателя). Первые два параметра вытекают из условий, необходимых для запуска двигателя, то есть, чтобы двигатель запустился масло во-первых, должно прокачиваться по системе смазки (понятно зачем, да?:)), а во-вторых, должно позволить провернуть стартёру коленвал (ведь если масло, находящееся между коленвалом и вкладышами шатунов будет слишком густым, может и не получится). Ну а третий параметр говорит нам, что кроме обеспечения запуска двигателя нужно ещё худо-бедно заниматься его смазкой в процессе работы. Если сравнить этот показатель с аналогичным у летних масел и вспомнить, что теоретически чем выше вязкость, тем лучше держится масляная плёнка (повторюсь, до разумных пределов), понятно, что смазывают зимние масла именно «худо-бедно».

Здесь пора уже сказать о том, что вязкость моторного масла бывает динамическая и кинематическая. Их отличие в том, что динамическая вязкость не учитывает плотность жидкости, поскольку характеризует её внутреннее трение. Кинематическая вязкость может быть выражена через отношение динамической вязкости к плотности жидкости (то есть нужно поделить ДВ на плотность:)). Экспериментально её определяют замером времени вытекания определённого количества жидкости через калиброванное отверстие. Большого практического смысла это для нас не имеет, достаточно запомнить, что динамическая вязкость фигурирует в низкотемпературных тестах на прокачиваемость и проворачиваемость, а кинематическая в определении вязкости при рабочей температуре. Ну и единицы измерения у них, конечно, разные (да ещё и по несколько вариантов у каждой). Общеупотребительны сантиПуазы (сП) для динамической вязкости и сантиСтоксы(сСт) для кинематической.

Со значением предельной прокачиваемости вроде всё понятно, она должна быть равной (в смысле, не превышать) 60000 сантиПуазов. Для каждого класса эта вязкость должна достигаться на 5 градусов ниже предыдущего. То есть берём цифру зимней вязкости, вычитаем 40, получаем темперутуру достижения максимально допустимой вязкости прокачивания.

С проворачиваемостью чуть сложнее: с понижением цифры класса снижается не только температура (на 5°С каждый шаг), но и допустимая вязкость. То есть масло с вязкостью 10w при температуре -25°С будет более вязким, чем масло с вязкостью 0w при температуре -35°С.

С минимальной вязкостью при 100°С, думаю, всё ясно. Измеряется сантиСтоксами (потому что кинематическая), чем выше, тем лучше.

У летних классов изначально контролировался один параметр – вязкость при 100°С, поскольку больше ничего и не интересовало тогдашних инженеров. Это, как видим, вилка значений минимальная и максимальная, поскольку в одну цифру при производстве влезть нереально, а в диапазон уже можно. Да и по сути это некие границы между классами, по цифрам заметно – следующий класс начинается с цифры, которой закончился предыдущий. Однако читатели повнимательнее заметили ещё одну колонку с названием HTHS. Она появилась позже, когда выяснилось, что в современных моторах гораздо более напряжённые условия. Оно и правильно, технологии улучшаются, с удельного килограмма железа в двигателе собирают всё больше лошадиных сил (или киловатт, кому как нравится). А это приводит к увеличению температуры внутри двигателя. Поэтому в колонке HTHS даётся значение вязкости масла при 150°С и высокой скорости сдвига (1 000 000 1/с).

Кстати, в развёрнутом виде аббревиатура HTHS выглядит так — High Temperature High Shear (rate) и переводится как «высокая температура, высокая скорость сдвига».

Деформация сдвига – это скольжение слоев жидкости относительно друг друга, и в классификации приведено потому, что при высокой скорости сдвига масла временно снижают свою вязкость. Причём у синтетических масел это изменение более выражено, нежели у минералки. Именно этим объясняется наличие двух строчек вязкости 40. Верхняя для универсальных масел, в состав которых в значительных количествах входит синтетика, а вторая для минералки. Значение HTHS – это минимально приемлемый для данного класса порог вязкости в описанных условиях, за которым возможен разрыв масляной плёнки и возникновения участков трения металла по металлу. В общем, этим параметром характеризуется поведение масла при высоких оборотах двигателя.

Каким же должен быть параметр HTHS? С одной стороны, меньшая вязкость моторного масла – это экономия топлива (в пределах 2-5%), с другой – более высокая вероятность повышенного износа деталей двигателя. Я, конечно, не считал, но навскидку сэкономленные на бензине деньги вряд ли покроют ремонт. Поэтому я езжу на «сороковке», хотя и не кручу двигатель сильно, и в машине у меня (Хонда японка 2003 года) прописана возможность применения «двадцатки». Возможно, для нестарых машин оптимальным выбором будет вязкость 30, её минимальный HTHS такой же, как у сороковки, и в то же время будет наличествовать некоторая экономия мощности. Ещё один момент в пользу меньшей вязкости моторных масел – они быстрее протекают по масляным каналам и попадают на точку смазывания. Для некоторых новых машин это может быть критично, в этом случае в рекомендациях автопроизводителя прописана вязкость не выше 30, либо вообще один вариант высокотемпературной вязкости моторного масла (в основном та же тридцатка). В любом случае, как я уже неоднократно говорил, не нужно противоречить рекомендациям автопроизводителя.

Вязкость трансмиссионных масел

Напоследок прольём свет на ситуацию с вязкостью трансмиссионных масел. Ведь параметр вязкости классифицируется SAE и для них тоже. Наверняка каждый встречался с обозначениями вида 75w-90, 80w-90, 85w-140 и другими вариантами. Казалось бы, раз цифры выше, то и вязкость выше. Однако на самом деле вязкость у них такая же, как и у моторки, а цифры изменили, чтобы эти масла не путали друг с другом. Например, трансмиссионное масло 75w-90 по вязкости соответствует моторному маслу 10w-40.Одно время ВАЗ даже прописывал в тех.документации на машины заливку моторного масла в коробку передач. Можно было бы, конечно, оставить вязкость в покое (на мой взгляд, для исключения путаницы вполне достаточно надписи на банке «трансмиссионное масло»), однако на этот шаг пошли, видимо для того, чтобы исключить возможность заливки трансмиссии в мотор. Если моторка, в принципе, может удовлетворительно работать в коробке, то обратная замена крайне нежелательна (я бы сказал, противопоказана), поскольку у трансмиссионного масла гораздо меньший запас антиокислительных, детергентных и дисперсантных присадок. В коробке нет такой высокой температуры и взаимодействия с продуктами горения топлива, поэтому они там просто не нужны. Так что в моторе срок жизни трансмиссионки будет в разы меньше, нежели у моторного масла.

masloteka.ru

«убиваем» импортные синтетические масла российским бензином

Пытку российским двигателем и российским топливом прошли четыре образца импортных масел вязкостью SAE 5W‑30 от ведущих производителей, занимающих львиную долю отечественного рынка. Исследуем, на какие приоритеты ориентируются производители моторных масел. А главное – как уживаются импортные моторные масла с отечественным бензином и как этот симбиоз сказывается на состоянии двигателя?

Принято считать, что без маловязкого масла современный мотор станет кушать много бензина, а из выхлопной трубы будет дурно пахнуть. Но говорят, что для России всё должно быть другим, в том числе и масло.

Мы взяли три полностью синтетических импортных моторных масла с вязкостью SAE 5W‑30 от ведущих производителей, занимающих львиную долю отечественного рынка, – ExxonMobil, Shell и Castrol. К этой троице присовокупили не столь распространенное, но не менее известное масло Motul.

Как испытывали? На каждом из масел специально подготовленный стендовый двигатель крутился в заданных режимах сто двадцать часов, при этом сравнивались его характеристики на различных стадиях испытаний. Мотор – отечественный восьмиклапанник ВАЗ‑21114 со впрыском, с измененной программой управления и системой масляного охлаждения поршней.

Почему двигатель не иномарочный? Условия испытаний не позволяют. Методика требует до начала испытаний и после них вскрывать мотор, обмерять, дефектовать, фотографировать и взвешивать детали. А современные ненашенские моторы разборке-сборке не подлежат – коленчатый вал там снять нельзя. Точнее, снять можно, а вот ставить обратно уже запрещено.

Через фиксированное время мы отбирали – три раза – пробы масла для оценки темпа его старения. Отслеживали изменение физико-химических показателей масла, а также содержание в нем продуктов износа. А вскрытие мотора уточняло представление об отложениях и износе.

Чтобы отсеять сомнения насчет возможных подделок, свежие пробы масел мы отдали в лабораторию для определения базовых физико-химических показателей и сравнили их с указанными производителями. Если совпадают – стало быть, масла настоящие, не поддельные. Удивило другое: начальные параметры всех четырех масел практически одинаковые. Уж не из одной ли они бочки? Из разных! Это выяснилось после измерений динамической вязкости во всем диапазоне температур. Но сначала вспомним, какие вообще бывают вязкости.

КИНЕМАТИЧЕСКАЯ, ДИНАМИЧЕСКАЯ И HTHS

Имеется прямая связь между вязкостью масла, потерями на трение и скоростью износа узла трения. В классической гидродинамике различают две характеристики вязкости – динамическую и кинематическую. Для мотора важна именно динамическая вязкость масла, поскольку она учитывает изменение плотности в зависимости от температуры. А кинематическая вязкость важна для масленщиков; она может быть точно определена капиллярным вискозиметром. Ранее параметры вязкости, предписанные классом SAE, ограничивали лишь возможный диапазон изменения кинематической вязкости масла при температуре 100 °C. Диапазон этот для масел SAE 30 составляет 9,3–12,6 сСт; для масел SAE 40 он шире12,6–16,3 сСт.

Сейчас классификация по SAE дополнена ограничениями по динамической вязкости при 150 °C. Это так называемая высокотемпературная вязкость HTHS (High-Temperature, High- Shear).

Прежде считалось, что для подбора масла достаточно классификации по SAE, а потом выяснилось, что ее мало. Масла из одной группы при рабочих температурах могут различаться по вязкости на десятки процентов, а это существенно для работы мотора. Потому и ввели дополнительное ограничение.

Динамика изменения кинематической вязкости в процессе испытаний отражает темп старения масла. Это один из основных браковочных параметров масла.

Производители современных масел ориентируются на противоположные приоритеты. Так, фирма Shell заявляет о малой вязкости масла Helix Ultra, которая предопределяет низкие потери на трение. А компания Motul специально разработала масло 8100 X‑сlean FE, у которого заявлено высокое значение HTHS. Кто же прав?

Для полноты картины пройдем по всем температурам – от зимнего холодного пуска до вполне рабочих режимов, как у полностью прогретого мотора. Наивысшие значения высокотемпературной вязкости HTHS при первой пробе – у масла Motul 8100 X‑сlean FE, как и было обещано производителем: 3,2 мПа·с против 2,7 мПа·с у Mobil. Разбег – почти под 20%! Значит, это масло снизит на 20% нагрузку на подшипник – либо позволит увеличить давление на подшипник на те же 20% без ухудшения условий его работы. Плата за это – самые высокие значения динамической вязкости при отрицательных температурах: 8330 мПа·с у масла Motul против 6220 мПа·с у масла Mobil. Значит, в арктиках и антарктиках запустить мотор с маслом Motul будет сложнее.

Содержание продуктов износа в образце масла, отобранном после цикла испытаний, хорошо иллюстрирует защитные свойства масла.

Впрочем, интереснее проследить динамику изменения этого параметра в течение всего срока проведения испытаний. Масла Mobil 1 ESP Formula и Motul 8100 X‑clean FE за 120 часов пытки российским двигателем и российским же (не самым лучшим, как все говорят) топливом изменили свои параметры несильно и вполне предсказуемо. В ходе испытаний динамическая вязкость во всем диапазоне температур увеличилась лишь на 3–5%.

А вот масла Castrol Edge FST и Shell Helix Ultra изменили свою вязкость на 21–28%! Причем рост вязкости у масла Castrol начался практически сразу – такая динамика нехарактерна для обычного поведения масла. А масло Shell до середины испытаний держалось молодцом, но сдалось во второй половине цикла. В итоге к концу испытаний то преимущество, которое было у этих масел перед маслом Motul по вязкости при отрицательных температурах, полностью растаяло. Тем, кто планирует использовать эти масла в суровых северных условиях, есть о чем задуматься.

Еще более выразительную картину, отражающую темпы старения масел, дает анализ динамики изменения кинематической вязкости при 100 °C.

И снова: у масла Motul вязкость практически не изменяется. У масла Mobil изменение вязкости более заметно, причем к концу срока испытаний она вышла на пороговое значение. А вот Castrol выдал очень существенное увеличение вязкости при 100 °C, далеко выскочив за допустимые пределы. Самое интересное, что вязкость при 40 °C к концу испытаний стала уменьшаться – это можно увидеть из данных в итоговой таблице. Индекс вязкости улетел аж за 210!

Индекс вязкости – это важный параметр моторного масла, который характеризует темп изменения вязкости при росте температуры. Чем он выше, тем меньше разница между вязкостями при высокой температуре и при низкой. Для полных синтетик он обычно лежит в диапазоне 160–180.

И еще одна странность масла Castrol. Обычно щелочное число постепенно снижается: срабатывается комплекс моющих присадок. А тут наоборот – рост!

Возможно, из отложений, формируемых в двигателе, в масло возвращается кальций или другой элемент, на который и реагирует прибор. Кстати, для остальных трех масел тот же метод дал ожидаемый результат.

Энергосбережение масел мы оценивали дважды, сопоставив расход топлива в режимах нашего цикла как со свежим маслом, так и с отработавшим 120 моточасов. Эти результаты также сведены в таблицах.

Здесь вновь уместно вернуться в разговору об HTHS. Масло с самым высоким значением HTHS – Motul 8100 X‑clean FE – и здесь показало лучший результат. Впрочем, все испытанные масла, судя по результатам, вполне могут быть отнесены к энергосберегающим. Но те, у которых темп роста вязкости ниже, в наименьшей степени изменили расход топлива и мощность мотора после цикла длительных испытаний. Наиболее наглядно влияние высокотемпературной вязкости проявилось при анализе защитных функций масла. Анализ содержания продуктов износа в пробах масел, отобранных на итоговой стадии испытаний, четко выявляет безоговорочное лидерство масла с высоким HTHS. Это Motul 8100 X‑clean FE. Вполне объяснимо: выше вязкость – больше толщина разделяющего слоя и меньше износ деталей двигателя.

Вскрытие мотора после циклов испытаний показало примерно одинаковый итоговый уровень высоко- и низкотемпературных отложений, при этом более стабильные масла дали чуть лучший результат. Но в целом все масла по этим параметрам показали высокий результат, характерный для высококачественных синтетик.

Высокотемпературные отложения на боковых поверхностях поршней, оставленные современными синтетическими маслами, не должны выходить за 1,5 балла шкалы ПЗВ. И не вышли. Шкала ПЗВ – это шкала экспертных оценок уровня отложений: абсолютно чистый поршень – 0 баллов, черный и грязный – 6 баллов.

НЕ ДЛЯ РОССИИ?

Почему масла по-разному проявили себя в ходе испытаний? Два из них – Motul 8100 X‑сlean FE и Mobil 1 ESP Formula – отработали без замечаний, а два других показали не столь оптимистичный результат. Сам характер старения масла, когда вязкость начинает гулять, а другие параметры в целом остаются в норме, чаще всего свидетельствует о том, что полимерные загустители масла, входящие в использованный пакет присадок, с чем-то конфликтуют.

Затевая эту экспертизу, мы хотели продолжить поднятую нами три года назад тему «масляной чумы» – непредсказуемого разложения масла, при котором образуется черный гудрон в каналах системы смазывания, масляном поддоне, клапанном механизме. Эта болезнь убила не одну сотню моторов. И масленщики в качестве одного из возможных виновников этой беды называли российский бензин. Тогда мы нашли и другие причины «чумы», причем подтвержденные экспериментом. Но надо было проверить и версию о влиянии плохого бензина.

Решение нашлось после нашей экспертизы дешевых 95‑х бензинов (ЗР, 2015, № 5), в ходе которой выяснилось, что большинство из них содержит запрещенный метанол. Именно такой бензин мы и использовали для наших испытаний

Испытанные синтетики дали сравнительно тонкие слои (в целом – близкой толщины) низкотемпературных отложений.

Таким образом, наши исследования подтвердили, что плохой бензин реально способен испортить масло, а вместе с ним и мотор. Да, но ведь масла Motul 8100 X‑сlean FE и Mobil 1 ESP Formula, работая на таком же бензине, никаких претензий к нему не высказали! Значит, пакет присадок можно скорректировать таким образом, чтобы и в наших условиях масло работало нормально. Другое дело, что не всем это удается.

А пока повторяем: широким кругом объезжайте непроверенные АЗС! Что касается выбора моторного масла, то мы советуем отдавать предпочтение продуктам с более высоким значением HTHS.

Целее будут мотор, нервы и кошелек!

Как оценивали

Полученные нами результаты носят относительный характер, применимый только к сопоставлению четырех испытанных синтетик. При сравнении моторных характеристик двигателя в тест включали еще одно масло – относительно простую анонимную полусинтетику того же класса вязкости, взятую как базу для сравнения. Стендовые испытания полностью исключают неопределенность, неизбежную при проверке на реальном моторе в обычных условиях эксплуатации. В последнем случае многое зависит от режимов работы двигателя, его технического состояния, стиля вождения, качества топлива, погоды за бортом и ряда случайных факторов.

Примененная методика позволяет оценить сравнительное качество моторного масла по признакам, которые обычно учитываются при их допуске к применению различными автопроизводителями. Перечислим эти признаки.

Энергосбережение определяется по изменению среднего удельного расхода топлива при работе на испытывающемся масле по сопоставлению с базовым.

Защита от износа определяется по изменению массы контрольных деталей (вкладыши подшипников коленчатого вала и поршневые кольца), изменению размера деталей, содержанию продуктов износа в пробе моторного масла, отобранной после испытаний.

Склонность к образованию высокотемпературных отложений определяется визуальной оценкой уровня загрязненности боковых поверхностей поршней. Склонность к образованию низкотемпературных отложений определяется по изменению массы контрольных весовых элементов – деталей двигателя, устанавливаемых в клапанной крышке (сетка маслоотделителя) и в масляном поддоне (приемный грибок масляного фильтра).

Экологические показатели определяются по изменению токсичности отработавших газов при работе двигателя по стандартному циклу испытаний на испытывающемся масле по сравнению с базовым.

Кроме того, оценивали сравнительный темп старения моторного масла и его влияние на показатели двигателя. Ресурсные показатели масла характеризовались динамикой изменения его вязкости, щелочного и кислотного чисел, изменением диспергирующей способности.

В качестве браковочных параметров, на основании которых производилась оценка сохранения работоспособности масла, применяли границы вязкости, определяемые его классом по SAE. Для масла класса SAE 5W‑30: кинематическая вязкость, замеренная при температуре 100 °C, должна быть в диапазоне 9,3–12,6 сСт. Кроме того, масло выбраковывали в том случае, если на каком-то этапе испытаний его щелочное число падало более чем на 50% от начального значения.

Высокотемпературная вязкость масла

В современных двигателях температура масла в рабочей зоне может доходить до 180–200 °C, особенно в паре трения поршневое кольцо – цилиндр двигателя. Вязкость масел даже одной группы по SAE при таких температурах может существенно различаться. Так, ранее проведенные нами экспертизы показали, что для масел группы «сороковок» при 150 °C кинематическая вяз‑ кость может меняться в диапазоне 5,4–6,8 сСт, то есть разбег достигает 25%! Для «тридцаток» относительная разница может быть еще больше.

Именно поэтому в редакциях правил SAE J300 начиная с 2001 года появилось понятие высокотемпературной вязкости HTHS. Это динамическая вязкость масла, определяемая на ротационном вискозиметре при фиксированных условиях – при скорости сдвига 106 1/с.

У производителей современных масел одинаковая цель – оптимизация работы двигателя, но для ее достижения они выбирают взаимоисключающие способы. Так, например, в описании масла Shell Helix Ultra говорится, что благодаря малой вязкости оно снижает потери на трение. А фирма Motul специально разработала масло 8100 X‑clean FE с высоким значением HTHS.

Кто же прав? Обратимся к теории. Любая пара трения в двигателе – это своеобразный подшипник: цилиндрический, если это подшипник коленчатого вала, или плоский (ползун), если это, допустим, пара трения поршневое кольцо – цилиндр. Так вот, одним из важнейших показателей качества работы подшипника является коэффициент нагруженности. Он определяется как отношение средней нагрузки на подшипник к рабочей вязкости масла, умноженной на скорость сдвига, и всё это умножается на квадрат отношения величины рабочего зазора к диаметру подшипника. Значение коэффициента нагруженности должно лежать в определенных пределах. Превышение влечет за собой резкое увеличение скорости износа и потерь на трение, но и слишком низкий коэффициент нагруженности приводит к росту потерь на трение.

Нагрузка и скорость в подшипнике – параметры режимные, их не трогаем. Если уменьшаем HTHS, то автоматически увеличиваем нагруженность подшипника. И компенсировать это можем только величиной рабочего зазора – его надо уменьшать. Но и тут есть свой лимит! Значит, для каждого мотора, с его особенностями конструкции и режимов работы, есть своя оптимальная высокотемпературная вязкость HTHS.

Более того, даже в случае одного мотора для каждого из режимов его работы будет своя оптимальная HTHS. И закон простой – чем выше нагрузка, тем выше должна быть вязкость.

А что говорят правила SAE J300? В них оговорена лишь зависимость от класса вязкости. Для «двадцаток» – не менее 2,6 мПа·с, для «тридцаток» и части «сороковок» – не менее 2,9 мПа·с, для остальных – не менее 3,7 мПа·с. Заметьте – не менее! А потому, в свете современных тенденций создания моторов, позиция бренда Motul нам все-таки ближе. Результаты проведенных испытаний укрепляют нас в этом мнении.

Редакция благодарит сотрудников лаборатории фирмы ВМПАВТО

и лично ее директора В.Н. Кузьмина за техническую помощь в подготовке материала.

Свежие новости:

social.zr.ru

таблица с индексами и видео с характеристиками

Изобилие моторных жидкостей на отечественном рынке приводит к сложности выбора расходного материала у автовладельцев. Среди всех параметров, которыми надо руководствоваться при покупке, одним из основных является вязкость моторного масла.

Содержание

[ Раскрыть]

[ Скрыть]

Что означает «вязкость»

Для определения индекса вязкости нефтепродукта для двигателя автомобиля надо посмотреть на этикетку с обозначениями на бутылке с жидкостью. На ней обычно указывается классификация по SAE кинематической и динамической вязкости.

Между собой эти параметры различаются по:

• величине плотности;
• единицам, а также способам замера.

Данные значения применяются для показателей различных классификаций рабочих жидкостей.

Параметр кинематической вязкости определяет способность свойства масла сохранять его текучесть. Эта величина определяется при нормальной, а также максимальной величине рабочей температуры. Для выполнения испытаний производители обычно используют температуры в диапазоне 40 и 100 градусов С. Само измерение величины выполняется в сантистоксах. В соответствии с величиной кинематической вязкости выполняется расчет общего параметра вязкости смазки для мотора.

Для выбора качественного нефтепродукта параметр индекса должен составить больше 200, такое значение присваивается всесезонным расходным материалам.

Динамический параметр характеризует величину сопротивления, которое появляется при перемещении расходных материалов относительно друг друга. Эта величина является произведением плотности нефтепродукта и кинематического параметра. Измерение динамического параметра выполняется посредством специального оборудования, которое имитирует работу смазочных веществ в реальных условиях.

Общий параметр вязкости рабочей жидкости по стандарту SAE должен соответствовать:

1. Прокачиваемости. Данный параметр в условиях работы жидкости при пониженных температурах обеспечивает оперативный доступ смазки к маслоприемнику.
2. Проворачиваемости. Эта величина способствует увеличению пусковых характеристик силового агрегата. При хорошей проворачиваемости обеспечивается нужная величина сопротивления. Силовой агрегат получает необходимые пусковые обороты при низкой температуре во время старта двигателя.
3. Самая эффективная величина вязкости при повышенных температурах.

Канал Toko рассказал о подборе параметра вязкости для нефтепродуктов.

Классификация SAE

В соответствии с классом SAE, любое моторное масло обладает низко- и высокотемпературной вязкостью. Не существует только зимних или только летних масел, есть просто разные показатели вязкости. Но поскольку наши соотечественники привыкли к такой трактовке, будем пользоваться ей.

Таблица вязкости моторного масла

Классификация смазочных веществ по стандарту SAE в соответствии с температурой воздуха Таблица параметров жидкости при разных вязкостных характеристиках

Зимние масла

Для примера берется нефтепродукт, имеющий индекс 5W30. Чтобы произвести правильный расчет рабочих параметров, от цифры, идущей перед индексом W, отнимается число 40 (это – константа). В итоге получается значение температуры воздуха, при которой допускается применение расходного вещества. Чтобы определить температурный режим проворачиваемости силового агрегата, от индекса отнимается число 35.

Применение низкотемпературных расходных материалов рекомендуется при следующих значениях:

1. 0W. Смазочное вещество сохранит характеристики при минусовой температуре в диапазоне от -30 до -35 градусов.
2. 5W. Нефтепродукт обеспечит качественный запуск мотора машины и прокачку смазки по каналам системы в диапазоне от -25 до -30 градусов.
3. 10W. Тип смазки с индексом 10W обеспечит качественный старт ДВС в диапазоне от -20 до -25 градусов.
4. 15W. Смазка сохранит рабочие параметры при низких температурах в диапазоне от -15 до -20 градусов.
5. 20W. Сохранение рабочих параметров и характеристик выполняется в диапазоне от -10 до -15 градусов.

Важно, чтобы параметр вязкости соответствовал значениям прокачиваемости и проворачиваемости.

Летние масла

В соответствии с международной классификацией, летние смазочные вещества обозначаются исключительно цифрами, например, SAE 40. Эта цифра в вязкости моторного масла определяет усредненную величину, которая определяет рабочий параметр при функционировании вещества в условиях высоких температур.

Таблица величины вязкости для летних нефтепродуктов

Всесезонные масла

Всесезонные рабочие жидкости могут применяться при любых температурах воздуха. Параметр вязкости будет изменяться с учетом температурного режима, что позволит обеспечить качественное смазывание компонентов системы ДВС. Нефтепродукты, предназначенные для всех сезонов, соответствуют параметрам наивысшей величины вязкости прокручиваемости при низких температурах и наименьшей – при повышенных.

Какую вязкость выбрать?

При выборе нефтепродукта для конкретного авто обязательно надо руководствоваться рекомендациями, указанными производителем в сервисной книжке.

Касательно параметров вязкости:

1. Для относительно новых транспортных средств, которые не прошли 30% от общего ресурса эксплуатации до капитального ремонта, используются маловязкие нефтепродукты. Имеются в виду масла 5W20 либо 5W30. Большинство производителей японских машин рекомендуют использовать такие смазки для сервисной заправки.
2. При общем пробеге от 30 до 75% от всего ресурса рекомендуется применение нефтепродуктов с индексом 5W. В холодное время года следует заливать смазку 5W30.
3. Изношенные силовые агрегаты в теплое время года должны заправляться смазками 15W50. При низких отрицательных температурах допускается применение веществ с индексом 5W.

Видео «Демонстрация вязкостных параметров смазки»

Канал BestAutoVideo Russia предоставил видеоролик, где наглядно показаны отличия вязкостных свойств разных нефтепродуктов.

avtozam.com

В чем различие масел с обозначениями 5w30, 5w40, 5w50, и что означает 0 у масла 0w30?

Luckyres » FAQ » Вопросы, интересующие наших клиентов » В чем различие масел с обозначениями 5w30, 5w40, 5w50, и что означает 0 у масла 0w30?

Вернуться в раздел

В чем различие масел с обозначениями 5w30, 5w40, 5w50, и что означает 0 у масла 0w30?

Вязкость — важнейшее свойство масла. Ее изменение в зависимости от температуры определяет границы температурного диапазона применения масла. При низких температурах масло не должно иметь большую вязкость, чтобы обеспечить холодный пуск двигателя (проворачивание стартером) и прокачивание насосом по системе смазки. При высоких температурах масло не должно иметь очень малую вязкость, чтобы поддерживать необходимое давление в системе и надежно создавать смазывающую пленку между трущимися деталями.

По величине вязкости и ее изменению в зависимости от температуры масла разделяют на:

— зимние — благодаря небольшой вязкости обеспечивают холодный пуск при низких, но не обеспечивают надежного смазывания двигателя при высоких температурах;

— летние — не обеспечивают холодный пуск при температуре окружающего воздуха ниже 0°С, но благодаря большой вязкости надежно смазывают двигатель при высоких температурах;

— всесезонные — при низких температурах обладают вязкостью зимних, а при высоких — летних масел. Всесезонные масла вытесняют летние и зимние по двум причинам: нет необходимости заменять их при смене сезона и они более эффективны как нергосберегающие.

Кроме вязкости эксплуатационные характеристики масла определяются противоизносными моющими, антиокислительными и антикоррозионными свойствами.

Вязкостные характеристики, таким образом, являются первыми и самыми важными элементами классификации моторных масел. Любые добавки, в том числе и модификаторы, повышают его цену, поэтому всегда необходимо выбирать правильное отношение свойств масла и условий его эксплуатации.

Основой для подбора конкретной марки являются требования производителя Вашего автомобиля к применяемым маслам и жидкостям, приведенные в инструкции по эксплуатации. Обычно, помимо формальных требований (спецификаций) на используемые продукты, там также в качестве примера приводятся конкретные марки масел или ссылки на фирмы-производители смазочных материалов. Если же автомобиль уже далеко не новый и сведений, приведенных в инструкции по эксплуатации недостаточно (или они просто устарели), то Вы должны самостоятельно выбрать марку масла для двигателя или трансмиссии.

Что такое «SAE»?

Спецификация SAE (SAE – Society of Automobile Engineers) – Общество Автомобильных Инженеров) является международным стандартом, регламентирующем вязкость масел.

ЭТО НИ В КОЕМ СЛУЧАЕ НЕ МАРКА ПРОИЗВОДИТЕЛЯ МАСЕЛ!!!

Надо помнить, что ни о качественных характеристиках масел, ни их применении для конкретных марок автомобилей и типов двигателей спецификация SAE не говорит.

Прочтите, какие требования предъявляет спецификация SAE к моторным маслам:

Последняя редакция SAE J300 опубликована в декабре 1999 года. Требования этого стандарта :

Кинематическая вязкость. Характеризует принадлежность сезонных масел к тому или иному классу вязкости. Определяется при 100оС и невысоких скоростях сдвига (от 20 до 100 с-1).

Пусковые свойства. Характеризуют сопротивление при пуске холодного двигателя и возможность достижения пусковых оборотов. Определяются при отрицательных температурах от -10 до -35оС в зависимости от класса вязкости и высоких, порядка 105с-1, скоростях сдвига. Иными словами — в условиях, характерных для работы в подшипниках коленчатого вала при холодном пуске.

Прокачиваемость. Характеризует скорость поступления масла к парам трения при холодном пуске и вероятность выхода двигателя из строя из-за проворота вкладышей при холодном пуске. Определяется при отрицательных, от -15 до -40оС, температурах в зависимости от класса вязкости и низких, около 10 с-1, скоростях сдвига. Таким образом, при оценке этой характеристики реализуются условия течения масла в поддоне к маслоприемнику и в маслоприемнике насоса при пуске холодного двигателя.

Вязкость при высокой температуре. Отражает эффективную, реальную вязкость масла при летней эксплуатации современных высоконагруженных двигателей. Характеризует противоизносные свойства масел, потери на трение и влияние на экономичность двигателя. Определяется при 150оС и высоких, порядка 106 с-1, скоростях сдвига. Тем самым имитируются условия нагружения подшипников коленчатого вала при работе с высокими нагрузками и температурами.

Как видите, спецификация SAE – это характеристики масел по классам вязкости. На сегодняшний день она содержит 6 зимних классов и 5 летних классов масел. В обозначении зимних классов присутствует буква «W» от слова «Winter», что означает «Зима». Чем больше вязкость масла по этой спецификации, тем выше число, входящее в обозначение класса.

К зимним классам вязкости относятся: SAE 0W, 5W, 10W, 15W, 20W, 25W;
К летним классам вязкости относятся: SAE 20, 30, 40, 50, 60.

Для примера разберем, о чем говорит, например, обозначение SAE 10W-40 для моторных масел. Обозначение класса вязкости «10W» дает нам информацию о зимнем применении данного масла. Иными словами, от правильного выбора этого параметра завистит насколько легко, а самое главное без негативных последствий, Вы сможете запустить двигатель на морозе.
Класс вязкости «40» в нашем примере является так называемым «летним» классом и говорит о том, насколько масло способно сохранять работоспособность в высокотемпературных зонах двигателя.

Присутствие же в обозначении сразу двух классов (как в нашем примере — SAE 10W-40) говорит о всезезонности данного масла.

Как выбрать класс вязкости по SAE?

При выборе класса вязкости моторного масла необходимо следовать инструкциям завода-изготовителя Вашего автомобиля. Если же она отсутствует или не содержит подобных рекомендаций (например, если автомобиль далеко не новый и рекомендации в инструкции или уже устарели или просто отсутствуют), вы должны помнить, что:

а) При выборе так называемого «зимнего» класса вязкости необходимо руководствоваться значениями средних зимних температур в регионе, где эксплуатируется Ваш автомобиль.

Следуя этим рекомендациям Вы и Ваш автомобиль будете застрахованы от проблем с запуском в зимнее время и от негативных последствий для двигателя (таких как повышенный износ и «заклинивание» во время и сразу после запуска, когда двигатель работает в режиме масляного «голодания»), которые возникают обычно при применении масел несоответствущего класса вязкости. Необходимо помнить, что при каждом запуске двигателя (не обязательно на сильном морозе, а даже при плюсовых температурах) требуется некоторое время для того, что бы масляный насос прокачал масло по системе смазки и оно поступило ко всем трущимся частям. В это время двигатель как раз и будет работать в режиме так называемого масляного «голодания», о котором мы уже упоминали выше. Понятно, что при этом резко возрастает трение и износ. Таким образом, чем более масло способно сохранять текучесть при низких температурах, тем быстрее оно будет прокачано по системе смазки и обеспечит защиту двигателя. Лучшими в этом отношении являются моторные масла класса «0W» .

в) Что касается выбора так называемого «летнего» класса, то следует отметить, что большинство европейских производителей автомобилей рекомендуют использование масел класса «40» по SAE. Это связано с высокой тепловой напряженностью современных двигателей внутреннего сгорания и наличием высоких температур, удельных давлений и скоростей сдвига в различных зонах двигателя (поршневые кольца, распределительный вал, подшипники коленчатого вала и т.д.). В этих жестких условиях масло должно сохранять вязкость, достаточную для образования масляной пленки и охлаждения пар трения. Это задача становится особенно актуальной для предотвращения повышенного износа, задиров и «заклинивания» в жару или во время длительного нахождения в «пробке» (в условиях отсутствия обдува и охлаждения двигателя потоками встречного воздуха и, как следствие, перегрева масла в картере двигателя), а также в случае перегрева двигателя из-за возможных неисправностей в системе охлаждения.

Для всесезонных масел, обладающих свойствами как зимних, так летних сортов масла, спецификация SAE предусматривает двойное обозначение, например, 10W-40, где зимние вяскостно-температурные свойства отражены в левой части обозначения, а летние – в правой.

Вязкостно-температурные свойства — одна из важнейших характеристик моторного масла. От этих свойств зависит диапазон температуры окружающей среды, в котором данное масло обеспечивает пуск двигателя без предварительного подогрева, беспрепятственное прокачивание масла насосом по смазочной  системе, надежное смазывание и охлаждение деталей двигателя при наибольших допустимых нагрузках и температуре окружающей среды. Даже в умеренных климатических условиях диапазон изменения температуры масла от холодного пуска зимой до максимального прогрева в подшипниках коленчатого вала или в зоне поршневых колец составляет до 180—190 °С. Вязкость минеральных масел в интервале температур от -30 до +150 °С изменяется в тысячи раз. Летние масла, имеющие достаточную вязкость при высокой температуре, обеспечивают пуск двигателя при температуре окружающей среды около 0 °С. Зимние масла, обеспечивающие хо¬лодный пуск при отрицательных температурах, имеют недостаточную вязкость при высокой температуре. Таким образом, сезонные масла независимо от их наработки (пробега автомобиля) необходимо менять дважды в год. Это усложняет и удорожает эксплуатацию двигателей. Проблема решена созданием всесезонных масел, загущенные полимерными присадками (полиметакрилаты, сополимеры олефинов, полиизобутилены, гидрированные сополимеры стирола с диенами и др.).

Вязкостно-температурные свойства загущенных масел таковы, что при отрицательных температурах они подобны зимним, а в области высоких температур — летним (рис. 2.3).

Рис. 2.3. Вязкостно-температурные характеристики на примере летнего (7 — SAE 40), зимнего (2 — SAE 10W) и
всесезонного (3 — SAE 10W-40) масел:
4 — максимальная вязкость при холодном пуске;
5 — минимальная необходимая высокотемпературная вязкость

Вязкостные присадки относительно мало повышают вязкость базового масла при низкой температуре, но значительно увеличивают ее при высокой температуpe, что обусловлено увеличением объема макрополимерных молекул с повышением температуры и рядом иных эффектов.
В отличие от сезонных, загущенные всесезонные масла изменя-ют вязкость под влиянием не только температуры, но и скорости сдвига, причем это изменение временное. С уменьшением скорости относительного перемещения смазываемых деталей вязкость возрастет, а с увеличением снижается. Этот эффект больше проявляется при низкой температуре, но сохраняется и при высокой, что имеет два позитивных последствия: снижение вязкости в начале проворачивания холодного двигателя стартером облегчает пуск, а небольшое снижение вязкости масла в зазорах между поверхностями трения деталей прогретого двигателя уменьшает потери энергии на трение и дает экономию топлива.
Характеристиками вязкостно-температурных свойств служат кинематическая вязкость, определяемая в капиллярных вискозиметрах, и динамическая вязкость, измеряемая при различных градиентах скорости сдвига в ротационных вискозиметрах, а также индекс вязкости — безразмерный показатель пологости вязкостно-температурной зависимости (см. рис. 2.3), рассчитываемый по

значениям кинематической вязкости масла, измеренной при 40 и 100 «С (ГОСТ 25371—82). В нормативной документации на зимние масла иногда нормируют кинематическую вязкость при низких температурах. Индекс вязкости минеральных масел без вязкостных присадок составляет 85-100. Он зависит от углеводородного состава и глубины очистки масляных фракций. Углубление очистки повышло индекс вязкости, но снижает выход рафинада.
Синтетические базовые компоненты имеют индекс вязкости 120-150, что дает возможность получать на их основе всесезонные масла с очень широким температурным диапазоном работоспособности.
К низкотемпературным характеристикам масел относят температуру застывания, при которой масло не течет под действия силы тяжести, т.е. теряет текучесть. Она должна быть на 5-7 °С ниже той температуры, при которой масло должно обеспечивать прокачиваемость. В большинстве случаев застывание моторных масел обусловлено образованием в объеме охлаждаемого масла кристаллов  парафинов. Требуемая нормативной документацией температура застывания достигается депарафинизацией базовых компонентов и/или введением в состав моторного масла депрессорных присадок (полиметакрилаты, алкилнафталины и др.).

luckyres.ru

Вязкость масла, определение ее значений

Вязкость — это одна из наиболее важных характеристик моторной смазки. Основной задачей данного материалаявляется недопущение трения «сухих» рабочих элементов при сохранении герметичности двигателя.

Описание понятия «вязкость масла»

Вязкость моторного масла — наиболее важный его параметр. Физический смысл данного свойства состоит в способности оставаться в виде защитной пленки на поверхностях элементов движка и в то же время обладать текучестью.

В связи с тем, что в рабочем моторе температура смазки непостоянна, колеблется в широких диапазонах, сложно обеспечить стабильность ее характеристик. При равномерной температуре тосола или антифриза, которую отражает шкала прибора, нагрев смазки в прогретом движке может доходить до 140 °C и выше, все зависит от нагрузок, получаемых силовым агрегатом.

При изготовлении смазочного материала задается конкретная вязкость автомобильного масла, обеспечивающая лучший коэффициент полезного действия для каждого вида мотора, с учетом допустимых эксплуатационных условий.

Зависимость густоты материала от температуры

Вязкость моторного масла является величиной непостоянной, имеющей переменные показания при разной температуре внутри движка.В процессе эксплуатации силовых моторов возникла необходимость определять зависимость вязкости масла от температуры.

В ассоциации инженеров SAE проводится классификация масел по вязкости в зависимости от различных температур. Разработанная таблица вязкости позволяет определить границы возможных значений температуры, в которых эксплуатация данного силового агрегата не представляется опасной при использовании смазочного материала, имеющего определенные параметры.

Классификация моторных масел по вязкости помогает произвести правильный выбор при покупке смазочного вещества. В зависимости от интервалов температур в специальный документ занесена вязкость моторного масла, таблица является вспомогательным инструментом для получения необходимой информации.

Индекс вязкости моторного масла по SAE должен обозначаться в зависимости от ее величин при 100°C и 150°C в соответствии с таблицей. Определение вязкости масла при помощи данных, размещенных в таблице, не представляет сложностей.

Обозначения в маркировке смазочных веществ

Маркировка моторной жидкости содержит аббревиатуру SAE, затем идут числовые и буквенные обозначения. Например, наиболее часто используется обозначение марки всесезонного средства SAE 5W — 40. Что означают цифры в данной надписи? Чтобы расшифровать надпись, нужно отнять 40 от 5, получится минус 35°C — при таком значении температуры можно запускать холодный двигатель. Латинская буква W означает зимний вид, первая буква слова Winter.

Цифры, стоящие после буквы W, указывают на густоту смазочного материала при повышении температуры. Чем это число больше, тем более высокой вязкостью будет обладать смазывающая жидкость в работающем двигателе при возрастании температуры. Для определения, подходит ли данное средство для конкретного мотора, необходимо воспользоваться информацией, содержащейся в документации на автомобиль.

Степень вязкости моторного масла указана на этикетке, размещенной на канистре.

Выбор подходящей густоты смазки

Автовладельцы часто задаются вопросом, какую вязкость масла выбрать. Существует общее мнение о том, что чем выше вязкость моторного масла при повышенных температурах, тем лучше работает двигатель. Такое утверждение справедливо для езды на автомобилях спортивных моделей. Но для деталей моторов обычных машин густой вид смазки может стать губительным.

Чтобы не ошибиться при покупке смазочного средства, выбрать вязкость, являющуюся оптимальной, необходимо изучить рекомендации производителей, размещенные в сервисной книжке. Использовать моторные масла, имеющие непредусмотренную вязкость для данного вида автомобиля и его мотора, крайне нежелательно.

При производстве автомобиля учитываются допустимые режимы эксплуатации двигателя. Исходя из этого даются рекомендации по параметрам густоты смазочных материалов, оптимальным для данного силового агрегата. Только при применении правильной смазки двигатель будет стабильно работать.

На правильность выбора моторного средства не должны оказывать влияния следующие данные:

1. Дата выпуска автомобиля.
2. Количество пройденных километров.
3. Стиль вождения.
4. Материальные возможности автовладельца.
5. Некомпетентность обслуживающего персонала СТО.

Параметры заливаемой смазочной жидкости должны соответствовать требованиям, выдвинутым разработчиками данного силового агрегата.

Динамика изменения густоты смазки, кинематическая вязкость

Работа двигателя находится в прямой зависимости не только от абсолютной густоты смазочных материалов, но и от такого показателя, как динамическая вязкость масла, изменяющаяся при определенных скачках рабочей температуры, присущих данному мотору.

Выбирая нужную смазку, необходимо помнить, что динамика должна подходить к конструктивным особенностям данного движка.

Повышенная вязкость моторного масла приводит к таким негативным последствиям:

• рост рабочей температуры двигателя;
• ускоренный износ деталей;
• быстрое окисление и выход из строя смазки, приводящее к частой замене.

Снижение высокотемпературной густоты автомасел ниже рекомендуемого уровня более опасно для силового агрегата, чем ее завышение. При схожем индексе по SAE такие виды смазки имеют классы качества ACEAA1/B1, ACEAA5/B5. Данные смазочные материалы используются только в специальных моторах.

Обычные двигатели не рассчитаны на низкий класс вязкости моторных масел. Высокие температуры и обороты мотора приводят к интенсивному истончению созданной защитной пленки на трущихся поверхностях. Смазка становится неэффективной, расход смазочной жидкости увеличивается в результате ускоренного выгорания. В таких условиях высока опасность заклинивания мотора.

Если сервисная книжка или инструкция по эксплуатации автомобиля не содержат рекомендаций по применению моторных масел, относящихся к классам ACEAA1/B1, ACEAA5/B5, то применять их для своего авто нежелательно.

Кинематическая вязкость масла — это показатель, характеризующий те свойства масла, что присущи ему при нормальной и повышенной температуре, 40°C и 100°C соответственно. Данный параметр измеряется в сантистоксах.

Масла низкой вязкости

Кроме привычной классификации вязкости масел по SAE, автомеханиками используется современный индекс HTHS, учитывающий высокотемпературную вязкость при высокой скорости сдвига. С помощью данного показателя определяется толщина защитной пленки при высоких температурах смазки.

Исходя из данной классификации, моторные масла делятся на маловязкие и полновязкие. Числовое значение коэффициента HTHS указывает на степень защитных и энергосберегающих качеств смазки.

В связи с жесткими требованиями экологов в странах Европы и Японии к количеству вредных выбросов автопроизводители вынуждены использовать маловязкие сорта моторных смазочных материалов. Применение энергосберегающих масел приводит к снижению трения в двигателях, что способствует уменьшению потребления горючего и выделения в атмосферу углекислого газа.

Знакомство со стабилизаторами густоты масла

В процессе эксплуатации моторная смазка претерпевает изменение, теряет необходимую вязкость. Стабилизатор вязкости масла, предназначен для восстановления утраченных полезных свойств и доведения густоты до необходимых величин. Использование стабилизаторов показано для силовых агрегатов любого вида, имеющих среднюю либо высокую степень износа.

При использовании данного средства улучшаются такие показатели:

• увеличивается вязкость масла;
• снижается давление в системе смазки;
• исчезают шумовые эффекты работающего мотора;
• резкое уменьшение количества вредных выхлопных газов;
• приостанавливается разжижение и окисление смазочного материала;
• трущиеся поверхности покрываются защитной пленкой;
• снижается образование нагаров в цилиндрах.

Благодаря простоте использования и получаемому эффекту стабилизаторы вязкости смазочных материалов нашли широкое применение среди автолюбителей.

Особенности масловязких гидравлических масел

Низко застывающие масловязкие жидкости типа гидравлического либо турбинного масла, используются для смазки трущихся деталей в северных широтах при сверхнизких температурах.

Минимальная вязкость гидравлического масла увеличивает надежность системы смазки. Если правильно подобрать марку вещества, масляный насос стабильно получает смазку, создается оптимальное гидравлическое сопротивление, что способствует выравниванию мощности и замедлению износа элементов мотора.

Масловязкие моторные жидкости обладают неоспоримыми преимуществами. К плюсам жидкостей 5W-20, OW-40 относятся следующие факторы:

1. Уменьшение выбросов углекислого газа в атмосферу.
2. Существенная экономия топлива.
3. Высокая эффективность охлаждения двигателя за счет быстрой циркуляции жидкости.

Вязкость растительных масел

В производственных целях в качестве смазочных веществ используются также смазки растительного происхождения:

1. Подсолнечное
2. Касторовое

Как определить вязкость растительных масел? Коэффициент вязкости касторового масла, подсолнечного и другого растительного масла определяется при помощи специальных установок в лабораторных условиях.

Использование машинных смазок в производстве

Веретенный машинный вид смазки имеет низкую вязкость, применяется в слабонагруженных механизмах, работающих на высоких скоростях (текстильное производство).

Турбинная жидкость используется для смазки и охлаждения подшипников в механизмах турбинного типа:

• газовая либо паровая турбина;
• гидравлическая турбина;
• турбокомпрессорный привод.

Определяющий фактор турбинной смазки — это ее устойчивость против окисления, способствующая стойкой защите металлических элементов, входящих в действующий механизм. Благодаря уникальным свойствам турбинной смазки продлевается срок эксплуатации механизмов.

Широкую популярность приобретает ВМГЗ, обозначение должно расшифровываться как всесезонное масло гидравлическое загущенное. Данное средство используется в технических устройствах, оснащенных гидравлическими приводами, работающих в северных районах. Уникальный продукт ВМГЗ, определяемый как вещество, обладающее минимальной динамической вязкостью, обеспечивает стабильную работу техники.

Ойлрайт — это графитная смазка, имеющая водостойкую консистенцию, используемая для обработки и консервации деталей. Данный продукт сохраняет свои свойства при температуре от минус 20°С до плюс 70°С.

OILRIGHT применяется для покрытия ответственных узлов автомобилей и механизмов, деталей из нержавеющей стали, сохраняет прокат, годится для борьбы со скрипами и для защиты металлических поверхностей от коррозии. Под воздействием данного средства пластмассовые и резиновые части механизмов не должны становиться разбухшими и пористыми.

Проверка чистоты моторной жидкости

Измерение степени загрязненности моторных масел посторонними включениями производят под действием ультразвука при помощи специальных устройств. Основным недостатком проверок данного вида является невозможность проведения оперативного анализа моторной жидкости непосредственно в силовом агрегате. Ультразвуковой метод диагностики смазочного материала возможен только в условиях лаборатории.

avtodvigateli.com

Вязкость моторного масла: таблица. Тест моторных масел

Часто решают, какое моторное масло лучше, исходя из параметра вязкости. Попробуем ответить на вопросы о нем. Почему этот показатель настолько важен? Какая классификация используется, чтобы определить вязкость моторного масла? Таблица, где наглядно представлены разные классы вязкости, приведенная в статье, поможет сделать правильный выбор при покупке смазки.

Для чего оно нужно?

Понятно, что главная задача смазки — снизить трение между элементами механизма, создавая на них пленку и способствуя таким образом сохранению герметичности. Чрезвычайно важны и другие функции, к примеру, усиление работы системы охлаждения, а также впитывание выделяемых стружек от деталей, пыли и грязи.

Двигатель может перегреться от термических и механических процессов, происходящих в непрерывном режиме при его работе. Смазочная жидкость, растекаясь по всему механизму, отводит от него тепло.

Мусор, который масло собирает в процессе своей работы, увеличивает ресурс силового агрегата.

Естественно, эти задачи будут выполняться тем успешнее, чем качественнее используемая смазочная жидкость. Одной из главных ее полезных характеристик является вязкость. Что она собой представляет и как выбирать масло в соответствии с ней, рассмотрим подробнее.

Химический состав

Смазочная жидкость подразделяется по своему химическому составу на минеральную, полусинтетическую и синтетическую.

Минералка получается путем перегонки нефти и считается природным продуктом. Стоит она дешевле всего и чаще используется на автомобилях с пробегом, чем на новых транспортных средствах.

Синтетическое, напротив, полностью искусственное масло. Оно является самым дорогим, так как лучше всего сохраняет свои полезные качества, благодаря наличию множества присадок различного назначения, улучшающих его работу.

Полусинтетика получается в результате смешения минеральной и синтетической основ. Это оптимальный вариант по соотношению цены и качества. Конечно, самостоятельно получить такой продукт не удастся, так как при его создании используется высокотехнологичное оборудование. Если же некоторые энтузиасты решались на такие эксперименты, то в результате им приходилось менять мотор.

Разобравшись с химическим составом, можно переходить к самому интересному показателю, текучей способности смазочной жидкости.

Вязкость — это…

Помимо масляной базы, как упоминалось выше, важнейшей характеристикой является способность текучести смазки и сохранения ею своей консистенции вне зависимости от погодных условий. Перепады температур, особенно в последние годы, бывают очень резкими, и если смазочная жидкость не адаптирована к этим процессам, то двигателю придется нелегко. Таким свойством, то есть уровнем полезности в зависимости от температуры, и является текучесть.

В мире принята классификация моторных масел по вязкости, в которой отражены отдельные классы по этой характеристике. В соответствии с ней, бывают масла летние и зимние.

Зимние масла имеют в названии букву W, что означает winter, то есть «зима». Температурный диапазон при низких показателях особенно важен. Ведь именно благодаря ему обеспечивается безопасная эксплуатация транспортного средства в холодное время года.

Жаркую погоду, как правило, масла переносят без проблем.

Отдельно следует сказать о появившихся в последние годы так называемых всесезонных смазочных жидкостях. Их легко распознать по двойным номерам, где с одной стороны указывается зимний предельный показатель, а с другой — летний.

Предпочтения многих автолюбителей показывают, какое моторное масло лучше. Наиболее широкое распространение сегодня получили синтетические всесезонные жидкости.

Как использовать масла

Теоретические знания, конечно, имеют значения. Но автолюбителей, как правило, больше интересуют вопросы чисто практического характера, например, какой вязкости лить моторное масло в двигатель. Для того чтобы легко разобраться в этом, пользуются специальной классификацией под названием SAE. Здесь определена конкретная вязкость моторного масла. Таблица, где выкладываются все данные, помогает легко разобраться в том, какой именно уровень необходим для конкретного автомобиля. Расшифровка значений в ней не представляет никакой сложности.

Вязкость моторного масла: таблица

Из приведенной таблицы видно, что при высокой температуре требуется техническая жидкость, имеющая более густую консистенцию, а при низкой, наоборот, жидкую.

Обратите внимание, что чем выше индекс, тем большей будет вязкость моторного масла. Таблица ниже дополнит представление о возможностях всесезонок.

Правильный выбор

Чтобы не ошибиться со смазкой, нужно в первую очередь следовать рекомендациям производителя автомобиля. Обычно в руководстве по эксплуатации подробным образом описаны все характеристики, которым должно соответствовать моторное масло, в том числе необходимый уровень вязкости.

Помимо этого, конечно, важен и характер эксплуатации транспортного средства.

Часто отечественные потребители приобретают всесезонку 10W40, а в последние годы и 5W30 или 5W40.

При обычной температуре от минус двадцати до плюс двадцати оптимальным будет первый вариант, при котором использование возможно от минус тридцати до плюс сорока. Тогда запуск мотора будет проходить всегда легко и безопасно для него.

Предельная минусовая температура определяется очень просто: от первого числа нужно отнять сорок. Таким образом, в масле 10W40, от 10 отнимаем сорок и получаем -30. То есть с этой смазкой можно безопасно пользоваться автомобилем при температуре до минус тридцати градусов.

Если же температура часто опускается ниже тридцати, то лучше использовать 5W30 или 5W40. Тогда мотор будет без труда запускаться и в таких непростых условиях.

Если выбор неправильный

Бывает, что смазочную жидкость применяют не в тех условиях эксплуатации, для которых она предназначена. Понятно, что бесследно для двигателя такое обслуживание не пройдет. Ситуация чревата следующими негативными последствиями.

1. Если вязкость синтетического моторного масла зимой недостаточная, то из-за излишней густоты оно не сразу будет приниматься за работу после пуска двигателя. Поэтому какое-то время трение между деталями будет происходить всухую, что приведет к перегреву и быстрому старению агрегата.
2. Если же в жару используется слишком жидкое масло, то оно не сможет продержаться на деталях и покрывать их во время работы пленкой. Из-за этого наступает так называемое масляное голодание, что чревато для двигателя самыми печальными последствиями.

Вот почему при выборе масла настолько важно использовать необходимый класс вязкости моторных масел для тех или иных условий эксплуатации.

Марки моторных масел

Сегодня рынок смазочных жидкостей просто огромен. Обычному автомобилисту легко потеряться во всех предлагаемых производителями изделиях с различными дополнительными присадками, промывками и прочим.

На заводе-изготовителе автомобилей часто рекомендуют масла конкретных производителей. Если вы не особо разбираетесь и не хотите углубляться в эту тему, проще всего воспользоваться их советами и покупать те марки, которые предлагаются. Однако, естественно, главное, что движет автомобильными компаниями в данном вопросе, это коммерческий интерес. Часто они просто заключают договоры с производителями масел на рекламу их продукции. Поэтому целесообразнее использовать и другие способы выбора смазочной жидкости.

Тест моторных масел

Интересными являются некоторые обзоры продуктов, которые можно встретить в СМИ. Если тест моторных масел проводят независимые издания, иногда это бывает полезно изучить, чтобы определиться с выбором марки.

Если же вы остановились на чем-либо и начали использовать это масло, лучше всего не менять его больше и заливать в двигатель только одну марку. Известно, что при замене от пяти до десяти процентов используемой жидкости остается в двигателе. Если после этого заливать масло другой марки, то неизвестно, как поведут себя присадки одной и другой смазки в химической реакции. Поэтому, если вы заботитесь о своем двигателе, лучше не рисковать.

С другой стороны, если все же какой-либо тест моторных масел убедил вас в необходимости использования определенной марки, целесообразно провести промывку двигателя тем же маслом, которым вы его затем будете заправлять.

fb.ru