Вязкость моторных масел


Классификация моторных масел по вязкости

При выборе подходящего масла для двигателя машины ее владелец сталкивается с большим разнообразием выбора. Это руководство дает сведения по автомаслам, которые помогут покупателю расшифровать маркировку вязкости масла на упаковке, понять, что означает тот или иной тип масла и подходит ли оно для его автомобиля. Осознанное решение проблемы замены масла в перспективе обернется сохранением ресурса двигательной установки.

Популярная аналогия приравнивает автомасло к потоку крови циркулирующего внутри тела. Это неточное сравнение, потому что кровь переносит питательные вещества к клеткам, а в случае с двигателем «питанием» выступает топливо, которое переносится воздухом. В любом случае без масла невозможна смазка, охлаждение и чистка движущихся частей, уплотнение поршневого зазора. Мотор просто заглохнет через несколько секунд работы.

к содержанию ↑

Стандарт API

Таблица характеристик масла по стандарту API

Знакомство с автомаслом начинается с маркировки, нанесенной на контейнер. Символ API в форме бублика сообщает потребителю, что продукт прошел тестирование и соответствует стандарту Американского Нефтянного института (API). Двухбуквенный символ указывает на какой тип двигателя рассчитано это масло.

Например, маркировка SL означает, что продукт предназначен для бензиновых двигателей, разработанных в 2001–2003 гг. Для дизельных моторов символ начинается с литеры С.

Стандарт разрабатывается группой исследовательских лабораторий, тестирующих двигатели, и включает последние серии тестов на высокотемпературные отложения в цилиндрах. Буквы внутри бублика обозначают класс вязкости масла, разработанный Обществом автомобильных инженеров (SAE), т. н. вязкость моторного масла по SAE. Встречается указание на то, что масло прошло энергосберегающий тест.

Следующий шаг – выбрать подходящую вязкость для температур, отвечающих нормальной работе двигательной установке машины.

к содержанию ↑

В чем измеряется вязкость масла?

Вязкость – это физическая величина, характеризующая сопротивление жидкости течению. В случае с автомобилем речь идет о способности автомасла сохраняться на стенках цилиндра, оставаясь текучим. Класс вязкости моторных масел кодируется двумя числами. Формула 10W-30 обозначает класс 10 (определяется при –36°С), и 30 (определяется при 100°С). Буква W означает winter (зима). Масляная смесь 10W-30 менее вязкая в обоих температурных режимах, чем 20W-50. При разогреве она разжижается, а при охлаждении становиться гуще.

Что означают цифры на упаковке моторного масла

Эту динамику можно продемонстрировать следующим примером. В момент старта двигателя масляная пленка в поршневом зазоре густая, поэтому в начале разогрева трение в цилиндре высокое и температура начинает расти. Нагрев приводит к уменьшению вязкости автомобильного масла, трение уменьшается, температура перестает расти и система охлаждения в штатном режиме отводит тепло, температура масла падает.

Иными словами, между вязкостью и температурой существует обратно пропорциональная зависимость. Две цифры в формуле показывают динамику (скорость) процесса разжижения в разных температурных диапазонах.

Поведение масла при одной и той же температуре

Низкие цифры формулы соответствуют интенсивному процессу разжижения, большие цифры –относительно медленному. Отсюда следует, что в низкотемпературном режиме числа должны быть меньше. Стартер с усилием проворачивает двигатель, расходуя энергию аккумулятора. Прокручивание коленвала, частично погруженного в масляную ванну, требует дополнительной энергии.

При таком режиме работы возрастает расход топлива и снижается ресурс мотора. Два важных показателя этого режима: проворачиваемость и прокачиваемость. Первый показатель соответствует максимуму динамической вязкости масла, которая дает провернуться коленвалу с необходимой для запуска мотора скоростью. Второй показатель отвечает вязкости, при которой масляный насос обеспечивает нормальную прокачку по масляной системе.

к содержанию ↑

Какую вязкость следует выбрать для моторного масла вашего двигателя?

Несмотря на многочисленные и противоречивые советы работников автосервисов, рекламу ТВ нужно строго придерживаться параметров, рекомендованных производителем двигателя, потому что инженеры-конструкторы используют их при проектировании автомобильного мотора.

Для сомневающихся журнал «За рулем» опубликовал результаты теста показавшие серьезное падение мощности и ресурса мотора при использовании масла с отличием 10 единиц во втором числе формулы, рекомендованной заводом-производителем.

к содержанию ↑

Индекс вязкости и кинематическая вязкость моторного масла

Вязкость масел при температуре 20 С

В отличие от антифриза на 95% имеющего однородную химическую консистенцию (этиленгликоль),  автомасла изготавливают из смеси масел-основ разной стоимости. Нефтяные компании комбинируют смеси из пяти групп, которые отличаются по способу производства и вязкости. Наиболее дорогие группы проходят высокую степенью переработки и классифицируются как синтетические (synthetic).

В их составе по-прежнему присутствуют химические вещества, которые могут быть производными природной нефти, но модификация не позволяет больше относить их к природным компонентам. Кроме чистых синтетиков, на рынке представлены смеси, состоящие из минеральных масел с примесью синтетических компонент, например, полиальфаолефинов. Они называются полусинтетическими (semi-synthetic).

Зависимость вязкости масла от температуры

Причина таких сложных комбинаций компонентов связана с величиной индекса вязкости. Он характеризует степень пологости графика логарифмической зависимости вязкости от температуры по мере своего увеличения. Рассчитывают этот показатель исходя на основе кинематической вязкости масла при температурах 40°С и 100°С. Индекс масла предназначенного для работы в двигательной установке круглый год, превышает 120. Минеральные (природные) масла не обладают таким значением и нуждаются в дополнительных присадках-загустителях, и это отличает их от синтетиков.

Доля базовых масел в смеси варьируется в диапазоне 70–95%, остальная часть состоит из добавок.

Возникает вопрос, масляная смесь содержащее 70% базовых компонентов лучше однородного с составом 95%? Нет, не лучше. Отдельные базовые компоненты не требуют добавок, потому что уже обладают необходимыми природными свойствами или приобретают таковые в результате химической переработки. Добавки играют важную роль в смазке, но сами по себе они необязательно имеют высокую смазочную способность.

к содержанию ↑

Что в итоге?

Владея этой информацией, покупатель в автомагазине не будет ломать себе голову вопросом как определить вязкость моторного масла и т. п. Ранее загадочные числа на масляных контейнерах станут ближе и понятнее, а разговоры с продавцами или сотрудниками автосервиса станут более компетентными, к взаимному удовольствию, всех сторон. Но самое важное – двигатель его машины еще долго будет радовать своей надежной и стабильной работой.

Видео: Как выбрать вязкость моторного масла?

Видео: Как выбрать качественное моторное масло? Секрет моторного масла!

Видео: МОТОРНЫЕ МАСЛА НИЗКОЙ ВЯЗКОСТИ — ЗЛО ИЛИ НЕОБХОДИМОСТЬ?

driving24.ru

Вязкость моторного масла - на что она влияет?

Вопреки мнению некоторых автолюбителей, выбор моторного масла – дело не трудное, главное разбираться в его особенностях и точно знать какой именно вид Вам нужен. Одной из главных характеристик является вязкость, поэтому если понимать, что из себя представляет данное понятие и какими особенностями оно обладает, то при покупке соответствующей жидкости можно обойтись без консультаций продавца автомагазина. Давайте сейчас вместе попробуем разобраться в этом вопросе.

1. Что такое «вязкость масла»? Особенности понятия

Вязкость масла – одна из наиболее важных его способностей, которая зависит от температурных показателей смазочного материала. По сути, это то, что не дает масляной пленке разорваться, особенно когда при циркуляции в системе смазывания моторные масла проходят через зоны низкого и максимально высокого давления. При любой температуре, смазочная жидкость должна сохранять свою форму: в зимнее время года – что бы в доли секунды прокачиваться по двигателю при его холодном состоянии, а в ситуации высоких температур иметь возможность защищать детали без коксования или испарения, обеспечивая тем самым нужное давление в системе.

Однако, температурное значение, которое каждый из нас часто принимает за один из параметров двигателя и может наблюдать на датчиках приборной панели, на самом деле есть температурным показателем охлаждающей жидкости (при прогретом моторе должна составлять примерно 90 градусов). В отличии от «гуляющей» температуры масла (иногда достигает 140-150 градусов), этот показатель остается всегда одинаковым. Учитывая данный факт, каждый отдельно взятый двигатель имеет индивидуально необходимые параметры автомасла, которые определяет производитель еще на этапе изготовления агрегата. По его мнению, такие установленные особенности должны обеспечить предельно эффективный коэффициент полезного действия мотора и не допустить сильного износа его деталей в ходе ежедневной эксплуатации.

Наиболее важным параметром любого моторного масла есть класс его вязкости. Именно от него зависит способность смазочной жидкости оставаться на поверхности узлов и силового агрегата, сохраняя при этом текучесть. Тоесть, зная показатель вязкости необходимого двигателю масла, можно спокойно подобрать его в магазине и не беспокоится о дальнейшей корректной работе мотора.

Моторное масло призвано выполнять несколько важных функций, которые непосредственно влияют на стабильную работу силового агрегата:

- создание и контроль оптимального показателя герметичности цилиндров; качественное удаление продуктов износа;

- смазка соприкасающихся частей моторного отсека;

- обеспечение минимальной силы трения при максимальной герметичности рабочих цилиндров. Если брать во внимание широкий температурный диапазон функционирования современных двигателей, то становится понятной сложность изготовления «идеального» состава для смазочных материалов.

Именно поэтому, автомобильные инженеры одноименной Американской ассоциации (SAE) разработали классификационную систему вязкости моторных масел. Она описывает требования к той или иной смазочной жидкости в ситуациях разных рабочих температур. Другими словами, они определили температурный диапазон, при котором работу двигателя можно считать максимально эффективной и безопасной. Конечно, это при условии, что изготовитель конкретной силовой установки разрешил применение моторного масла с такими характеристиками.

Запомните! Нельзя использовать масло, вязкость которого не рекомендована производителем Вашего транспортного средства, ведь в ходе создания автомобиля он постарался учесть все возможные режимы его эксплуатации и обозначил именно те составляющие вязкости, которые будут оптимальными для этого мотора. Отступление от данных рекомендаций и использование масла низкой вязкости, с большое долей вероятности, приведет к повреждению двигателя (металлические части будут тереться друг об друга, что в конечном счете закончится сильным износом). Применение смазочного материала с слишком большой вязкостью состава – ограничит движение деталей мотора и они не смогут нормально прокачивать масло по масляным каналам, что в свою очередь вызывает эффект «сухого трения» и повышение уровня расхода топлива.

2. Кинематическая и динамическая вязкость моторного масла, в чем их суть?

Главной заслугой сотрудников известного Американского Союза инженеров (SAE) стало создание уже упомянутой классификации вязкости автомобильных моторных масел. Однако, не все знают, что при ее разработке учитывалось два вида вязкости: кинематический и динамический.

Кинематическая вязкость – это главный эксплуатационный показатель для всех вариантов моторных и трансмиссионных масел, а также смазочных жидкостей индустриальной номенклатуры. Проще говоря, она описывает показатели текучести масла при нормальных (40 °С) и высоких (100 °С) рабочих температурах. В международной системе единиц физических величин (СИ), за единицу кинематической вязкости принято считать квадратный метр за секунду (м2/с). По определению – это соотношение динамической вязкости жидкости (h) и ее плотности (d), при условии одинаковых температурных режимов: h / d =n.

Симметричная (Гаусовая) система единиц (СГС) измеряет кинематическую вязкость в стоксах или сантистоксах (капилляр – вискозиметрах, как при вытекании определенного количества масла из очень узкой емкости, в процессе воздействия на нее силы тяжести - мм2/с).

Динамическая вязкость (абсолютная) – это сила сопротивления, которая появляется при движении двух отдоленных (на 1 см.) масляных слоев, движущихся со скоростью 1 см/с. Площадь каждого из них устанавливается на уровне 1 см. Другими совами, это отношение силы, способной подвинуть конкретную площадь смазочной жидкости на конкретное расстояние, относительно этой самой площади. Учитывая, что кинематическую вязкость (n) можно установить опытным путем, а плотность моторного масла (d) является физической величиной (кстати, совсем не секретной), то для получения коэффициента динамической вязкости (h) его можно просто рассчитать: динамическая вязкость (h) = кинематическая вязкость (n) * плотность масла (d), при температуре 150°С измеряется в миллипаскаль/секундах (сокращенно мПа/с).

3. Определяем вязкость моторной жидкости по стандарту SAE

Упомянутая выше классификация SAE, обретает все большую популярность в разных странах мира. Согласно последней редакции стандарта (SАЕ J300), все моторные масла можно разделить на 11 классов (групп). Шесть из них, обозначают смазочные жидкости, которые подходят для применения в зимний период (SAE 0W, 5W, 10W, 15W, 20W, 25W), а остальные пять рекомендованы к использованию в теплое время года (SАЕ 20, 30, 40, 50, 60). Кроме того, в системе, также присутствуют обозначения всесезонных материалов, состоящие из маркировок сразу двух предыдущих классов: SАЕ 0W-30, SAE 15W-40, SAE 20W-50 и т.д.

«Зимние» классы масел имеют два значения максимальной низкотемпературной динамической вязкости жидкости и нижний предел кинематической вязкости при температурном показателе 100°С. Для «летних» классов разработаны пределы кинематической вязкости при температуре 100°С и минимально допустимые показатели динамической вязкости при температурном показателе 150 °С (градиентная скорость сдвига 106 с-1). Градиентом скорости сдвига называют соотношение скорости движения двух поверхностей трения к величине зазора между ними (он заполняется моторным маслом). Увеличение градиента скорости сдвига способствует временному снижению вязкости загущенного моторного масла, но как только скорость сдвига уменьшается - она снова возрастает.

Классификационная система SAE не отмечает качественные параметры смазочных жидкостей, тоесть индекс вязкости масла не способен дать автовладельцу четкой информации, касательно выбора конкретной смазочной жидкости, которую стоит заливать в двигатель автомобиля для повышения его рабочей эффективности. Однако, маркировка состава по SAE (только цифровая, либо цыфро-буквенная) описывает оптимальные условия эксплуатации моторного масла: сезонность применения и температурные показатели окружающей среды. Расшифровать обозначение вязкости моторного масла, исходя из названной системы, совсем не сложно.

Например, обозначение всесезонного масла под маркировкой SAE 0W–20 состоит из числа «20» - показатель высокотемпературной вязкости масла; буквы «W» - указывает на возможность применения в зимний период, при низких температурах; цифры «0» - дает определение минимальному значению температурных условий, при которых допускается запуск двигателя (максимальный показатель -40°С).

Расшифровка маркировки моторных масел по вязкости для сезонных смазочных жидкостей еще проще. К примеру, летние классы обозначаются SAE 50, где цифра «50» означает степень вязкости масла (чем оно больше, тем больше вязкость конкретного состава), а зимние жидкости - SAE 20W ( литера «W» (winter) должна обязательно присутствовать в маркировке зимних составов). Специализованные варианты моторных масел (только летние, либо только зимние), в настоящие время практически не используются, так как их все больше и больше вытесняют всесезонные жидкости. Чаще всего, класс масла по SAE, выбирается автомобилистами исходя из среднезимнего температурного режима, характерного для климатического пояса конкретного региона эксплуатации транспортного средства. Так, если температура окружающей среды, обычно, не опускается ниже -25, то есть смысл задуматься о покупке средства с маркировкой 10W–40, которое, учитывая данные особенности, является оптимальным вариантом использования.

Подписывайтесь на наши ленты в Facebook, Вконтакте и Instagram: все самые интересные автомобильные события в одном месте.

Была ли эта статья полезна?Да Нет

auto.today

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

Все о вязкости масла (SAE)

Все о вязкости масла (SAE)

Что такое вязкость масла?

Главная задача автомасла – не допустить сухого трения движущихся внутренних деталей двигателя, а также обеспечить минимальную силу трения при максимальной герметичности рабочих цилиндров.

Очевидно, что сделать субстанцию, которая обладала бы необходимыми для этого свойствами, и при этом имела бы стабильные характеристики в широком диапазоне температур невозможно, а диапазон рабочих температур масла в двигателе достаточно широк.

Необходимо заметить, что та температура, которую большинство автолюбителей наблюдают на приборной доске, и которую принято называть температурой двигателя – на самом деле является температурой охлаждающей жидкости, которая действительно стабильна в прогретом двигателе и должна составлять около 90 градусов. Температура масла при этом существенно «гуляет» и может доходить до 140-150 градусов в зависимости от скорости и интенсивности движения.

Исходя из этого, для каждого отдельно взятого двигателя производитель определяет компромиссные оптимальные параметры автомасла. Именно эти параметры, как считает производитель мотора, должны обеспечить максимальный коэффициент полезного действия (КПД) при минимальном износе внутренних деталей мотора при заданных «типичных» условиях эксплуатации.

Наиболее важным из параметров автомасла считается его вязкость.Простым языком, понятным автолюбителю, можно сказать так: вязкость масла – это его способность оставаться на поверхности внутренних деталей мотора и при этом сохранять текучесть. Вроде не сложно? Но ведь именно вязкость масла более всего меняется в зависимости от температуры, являясь «переменной» величиной?

Именно поэтому, Американской ассоциацией автомобильных инженеров (SAE) разработана классификация моторного масла по вязкости, которая описывает вязкость того или иного автомасла при разных рабочих температурах. По сути, эта классификация дает диапазон температур, в котором работа двигателя является безопасной, при условии, что производитель мотора допустил моторное масло с такими параметрами к использованию в этом двигателе.

Что означают цифры обозначения вязкости масла на этикетке?

После аббревиатуры SAE мы видим несколько чисел, разделенных буквой W и тире, например 5W-30 (для всесезонного масла, которое, как правило и используют все автолюбители). Не вдаваясь в физику и сложную терминологию (это есть ниже), расшифровать эту надпись можно так:

5W – это низкотемпературная вязкость, которая означает, что холодный запуск двигателя возможен при температуре не ниже -35°С (т.е. от цифры перед W нужно отнять 40). Это та минимальная температура этого автомасла, при которой масляный насос двигателя сможет прокачать масло по системе, не допустив при этом сухого трения внутренних деталей. На работу прогретого двигателя этот параметр никак не влияет.

Если отнять от этой же цифры 35 (в данном случае – это -30°С), то мы получим минимальную температуру «проворачиваемости» двигателя. Очевидно, что с понижением температуры масло становится гуще и стартеру все сложнее становится провернуть мотор при холодном запуске. Но это усредненный параметр, реальная картина очень сильно зависит от самого двигателя, а потому очень важно при выборе вязкости не отступать от рекомендаций производителя Вашего авто.

Все, больше первая цифра перед W ровным счетом ничего не означает, и на работу прогретого двигателя ровным счетом никак не влияет. Так что если Вы живете в регионе, где температура воздуха зимой редко опускается ниже -20°С – Вам по этому параметру подойдет практически любое масло из продающихся на рынке. Другой вопрос, в каком состоянии Ваши стартер и аккумулятор, если они уже слегка подуставшие, им безусловно легче будет завести мотор при -20°С на масле 0W-30, чем если это будет 15W-40.

Гораздо интереснее второе число в обозначении – высокотемпературная вязкость (в данном случае это 30). Его нельзя так просто, как первое, перевести на понятный автолюбителю язык, ибо это сборный показатель, указывающий на минимальную и максимальную вязкость масла при рабочих температурах 100-150°С. Чем больше это число, тем выше вязкость моторного масла при высоких температурах. Хорошо это, или плохо именно для Вашего мотора – знает только производитель автомобиля.

Какая вязкость лучше подходит для двигателя?

Принято считать, что чем выше вязкость при высоких температурах – тем лучше. В частности, масла с высоким показателем высокотемпературной вязкости рекомендуют для спортивных автомобилей. Но это абсолютно не означает, что если Вы зальете в свой гражданский мотор спортивное масло, он от этого станет спортивным или лучше поедет. Скорее всего, будет как раз наоборот – вы таким образом потеряете мощность и быстро уложите двигатель.

Повторимся уже в который раз – ни в коем случае не следует заливать в двигатель масло, вязкость которого не предусмотрена производителем автомобиля именно для Вашего мотора! Производитель авто учел все возможные режимы езды на Вашем двигателе и рекомендовал именно те параметры вязкости, которые для ЭТОГО мотора являются оптимальными.

5W-50 или 0W-30? Или что хуже для двигателя, завышенная или заниженная вязкость?

Вроде по вязкости автомобильных масел уже все разжевали, да видно не совсем. Вопросы, которые часто задаются на форуме сайта, подсказывают, что нужно написать еще на тему вязкости масла. Итак, что лучше выбрать, большую или меньшую вязкость моторного масла? И как быть, если гарантийный сервис заливает автомобильное масло с непредусмотренной в инструкции по эксплуатации вязкостью?

Сразу скажу в который раз: вязкость автомасла должна соответствовать требованиям автопроизводителя, не зависимо от возраста, пробега, стиля вождения, бюджета и «авторитетного» мнения сервисменов, даже если это официальный сервис. Эта статья написана для сомневающихся и тех, кому просто интересно, почему так. Если Вы – из таких – читайте дальше, если нет – читайте инструкцию по эксплуатации (либо сервисную книжку), и требуйте, чтобы Вам заливали исключительно предусмотренное конструкторами двигателя моторное масло (по всем параметрам, включая вязкость).

Итак, углубляемся в вопрос вязкости моторного масла. Самая понятная большинству автолюбителей пара трения в двигателе – это «поршень-цилиндр», поэтому берем для наглядности именно эту пару трения в свою небольшую логическую экспертизу.

Что такое зазоры в парах трения и зачем они нужны?

Для начала, риторический вопрос: диаметр поршня (в сборе с кольцами), и внутренний диаметр цилиндра, одинаковы? Конечно, нет! Для того, чтобы поршень мог сотни раз за минуту сделать поступательные движения в цилиндре, его диаметр просто обязан быть немного меньше, иначе трение мгновенно нагреет обоих участников нашей подследственной пары трения до температур, при которых они разрушатся.

Итак, разница в диаметрах (зазор) есть, вопрос следующий – насколько велик этот зазор, чем он заполнен и на что он влияет? Исходя из принципа работы двигателя внутреннего сгорания (ДВС), именно этот зазор и определяет в результате КПД мотора (коэффициент полезного действия), ибо именно через этот зазор происходит «утечка» толкательной силы взрыва топливной смеси в цилиндре. Таким образом получается, что чем меньше зазор – тем больше мощность?

С другой стороны, как уже говорилось, зазор (пусть минимальный) все-таки необходим, кроме того, как и любой другой паре трения, нашей паре также обязательно нужна постоянная смазка. Поэтому, главная задача конструкторов сделать этот зазор точно соответствующим той масляной пленке, которую создает моторное масло, имеющее такое свойство, как вязкость. В этом случае мощность двигателя будет максимально возможной (при прочих равных) для его конструкции.

Вот на этом месте как раз и начинаются проблемы. Почему? Да потому, что вязкость масла – величина переменная, существенно зависящая от температуры в обратной пропорции. Например, у стандартного масла 5W-40, при прогреве двигателя, скажем от 40 до 100°С, реальная вязкость падает с примерно 90 до 14 мм2/с, т.е. более, чем в 6 раз! И падает вязкость не одномоментно, а постепенно, по кривой. И кривая эта у каждого масла своя. Соответственно, если температура масла ниже 40 – вязкость будет еще больше, если выше 100 – еще меньше. Очевидно, что вместе со значением вязкости изменяется и толщина пленки на парах трения.

Прогрев двигателя и вязкость автомасла

Что-же происходит в двигателе, когда он холодный и вязкость масла в разы превышает расчетную рабочую? Вспоминаем школьный курс физики и делаем вывод: если масляная пленка толще зазора, увеличивается сила трения, что приводит к падению мощности и повышению температуры. Именно в этом и заключается «секрет» моторостроителей: они рассчитывают зазоры именно под рабочие температуры двигателя (каковыми для большинства моторов считается диапазон 100-150 °С), сознательно заставляя двигатель работать под повышенными нагрузками при прогреве.

Именно завышенная вязкость холодного масла помогает двигателю прогреться быстрее. И именно поэтому автопроизводители категорически не рекомендуют нагружать двигатель до полного прогрева. Ну и именно по этой причине специалисты утверждают, что один (каждый) прогрев мотора в сильные морозы отнимает порядка 300-500 километров у общего моторесурса нового двигателя (не путать с ресурсом моторного масла – на сервисный интервал это влияет не так сильно).

Нужно отметить, что со временем внутренние поверхности двигателя постепенно изнашиваются, зазоры увеличиваются, соответственно, степень влияния повышенной вязкости холодного автомасла на износ уменьшается.

Вязкость масла при рабочих температурах

Что же происходит, когда двигатель, и, соответственно, моторное масло, прогрелись до рабочей температуры? А в этот момент начинает работать система охлаждения двигателя. Происходит все примерно по такой схеме (очень упрощенно): при повышенной нагрузке или оборотах коэффициент трения увеличивается => температура масла растет => вязкость масла падает => толщина масляной пленки уменьшается => коэффициент трения уменьшается => температура масла падает (не без помощи системы охлаждения), или во всяком случае, ее рост существенно замедляется. Круг замкнулся, мотор работает. Но вязкость и температура моторного масла при этом не стоят на месте – они динамически изменяются в определенных, строго рассчитанных производителем мотора диапазонах.

Таким образом, на самом деле, эффективность работы двигателя зависит не от абсолютного значения вязкости при определенной температуре, а от динамики ее изменения при работе в определенном диапазоне рабочих температур и соответствия этой динамики конструкции конкретного мотора.

Не следует забывать о том, что любой двигатель, особенно современный – очень точный механизм, и от этой самой точности в основном и зависят все те параметры, по которым мы, обычно, оцениваем потребительскую привлекательность двигателя: мощность, крутящий момент, топливная экономичность.

И вот тут как раз приобретает особенную ценность главный вопрос: а есть ли разница в зазорах и рабочих температурах двигателей разных типов, объемов и производителей? Есть, и разница эта очень существенна, особенно если речь идет о последних моделях двигателей. Именно поэтому существуют разные допуски автопроизводителей для моторных масел, а также различные по температурно-вязкостным требованиям классы качества некоторых международных классификаций (наиболее яркий пример – классификация ACEA).

Подчеркну, речь идет далеко не только о маслах с разным индексом вязкости по SAE! Индекс высокотемпературной вязкости по SAE присваивается исходя из абсолютных значений вязкости масла при температурах 100 и 150 °С (детальнее, см. таблицу вязкости масла – там есть все диапазоны). А вот до, между, и после указанных промежуточных значений, кривая изменения вязкости разных масел при изменении температуры может достаточно сильно отличаться. Уже не говоря о том, что даже в указанных контрольных точках температуры, требования SAE предполагают не точные значения вязкости, а достаточно широкий их диапазон.

Таким образом, даже два разных масла, на этикетках которых написано, скажем, 5W-40, вполне могут иметь разную абсолютную вязкость при температуре 90, 120, или 145 °С. И именно эта динамика, в числе прочих параметров, зашифрована в тех самых таинственных буквах и цифрах допусков автопроизводителей и классификаций качества моторных масел. Причем, следует в который раз подчеркнуть: динамика вязкости масла не может быть хорошей или плохой – она должна быть подходящей, т.е. соответствующей конструкции конкретного двигателя!

Что происходит, когда вязкость масла выше нормы?

Итак, двигатель прогрелся до рабочих температур, но вязкость масла не упала до нужного (рассчитанного конструктором) значения, что произойдет? На нормальных оборотах и нагрузках в принципе ничего страшного – температура двигателя несколько повысится и вязкость упадет до необходимой нормы, которая уже будет компенсироваться системой охлаждения. В этом случае рабочая температура двигателя будет выше нормы для этих оборотов и нагрузки, но при этом все еще будет, скорее всего, укладываться в допустимый диапазон. Другой вопрос в том, что двигатель будет большую часть времени работать на более высокой температуре, что однозначно не способствует увеличению его моторесурса.

Совсем другое дело, если Вы, к примеру, резко увеличите обороты мотора (экстренный разгон при обгоне на затяжном подъеме, например). скорость сдвига резко возрастает, а вязкость не соответствует текущей температуре (опять таки речь идет о расчетах конструктора двигателя), поэтому двигателю в этот момент придется прогреться несколько больше (до более высокой температуры), чтобы снизить уровень вязкости масла до допустимого значения. И в этот момент температура масла и двигателя вполне может перейти предельно допустимую безопасную норму.

Результат этого всего примерно таков (если перевести на понятный автолюбителю язык): если вязкость масла выше нормы, предусмотренной производителем, двигатель постоянно работает в режиме повышенных температур, от чего быстрее изнашиваются его детали. Кроме того, рабочие температуры еще напрямую влияют и на ресурс самого моторного масла: чем выше температура, тем скорее масло окисляется и приходит в негодность. Так что такое масло и менять нужно гораздо чаще.

В любом случае, все негативные последствия завышения вязкости масла Вы никак не сможете, без сложных замеров и вскрытия двигателя, заметить или почувствовать в относительно коротком промежутке времени, это вылезет не через 10 ил 20 тысяч км, а скорее через 100-150 тысяч. И доказать, что причина повышенного износа двигателя именно в неподходящем автомобильном масле практически невозможно – поэтому многие сервисмены, и даже официальные СТО часто не особенно утруждают себя вопросом соответствия вязкости масла, которое они заливают, требованиям автопроизводителя для данного конкретного мотора. Помните – им выгодно, если после окончания гарантийного срока Ваш мотор придет в негодность, даже если Вы не будете у них ремонтироваться!

Заниженная вязкость масла – угроза клина?

Совершенно обратная ситуация возникает, когда вязкость масла ниже нормы. Сейчас практически все производители автомобильных масел делают так называемые энергосберегающие масла, с пониженной высокотемпературной вязкостью. Причем, речь идет именно о вязкости при высоких температурах и скорости сдвига HTTS (более 100 °С), поэтому индекс вязкости по SAE у этих масел такой-же, как у обычных. Отличаются эти масла от обычных классами качества и допусками автопроизводителей. В частности, низковязкие масла соответствуют классам качества ACEA A1/B1 и ACEA A5/B5.

Проблема заключается в том, что для таких масел делают специальные моторы! А в обычном двигателе, не рассчитанном на такую низкую вязкость, применять такое автомасло просто опасно. Речь идет о том, что при высоких температурах и на высоких оборотах пленка, создаваемая на парах трения становится слишком тонкой, в результате чего снижается эффективность смазки и существенно возрастает расход масла на угар. При определенном стечении обстоятельств мотор может даже заклинить.

Таким образом, занижать вязкость масла по сравнению с требованиями автопроизводителя гораздо опаснее, чем завышать. Поэтому ни в коем случае не следует применять автомасла классов ACEA A1/B1 и ACEA A5/B5, а также специальные, на которых написан только один допуск (одобрение) автопроизводителя, если эти классы качества либо допуски не значатся в Вашей сервисной книжке или инструкции по эксплуатации.

www.evrotexcom.ru

Вязкость моторного масла – таблица, индексы, классификация

Вязкость моторного масла – один из параметров, который является основополагающей характеристикой, от которой зависит очень многое. У масла, залитого в мотор, несколько функций, которые оно должно выполнять. И это не только функция смазывания деталей и снижение трения до минимума, но и другие функции.

Какие функции выполняет моторное масло в автомобиле?

Первая функция, которую выполняет моторное масло – создание устойчивой масляной пленки на деталях двигателя, которые перемещаются относительно друг друга. Причем, это не только вращающиеся детали, но и детали, которые создают возвратно-поступательные движения.

Вторая функция моторного масла, которую оно выполняет вместе с охлаждающей жидкостью, состоит в предотвращении перегрева двигателя. И это связано не только с теплом, которое выделяется при трении, но и с термическими процессами (горением топливной смеси), которые происходят в двигателе.

Масло, циркулируя по магистралям, уводит тепло от двигателя хотя бы частично. Конечно, основную часть тепла отводит охлаждающая жидкость, но и на масло приходится определенная доля отвода тепла.

Третья функция моторного масла – отведение из зоны трения продуктов этого самого трения. Т.е. в процессе трения одних металлических деталей о другие происходит срезание тонкого внешнего слоя металла. Все это происходит на уровне металлической пыли. Но в некоторых случаях, особенно на новых автомобилях или на автомобилях с большой выработкой это уже достаточно крупные металлические объекты, иногда похожие на мелкую стружку.

Так вот масло, в силу своих механических свойств, связывает эти металлические включения, и затем за счет передвижения масла по маслопроводным магистралям доставляет эти включения в масляный фильтр.

Приблизительно такая же история и с различным нагаром и отложениями, которые образуются в двигателе в результате термических и окислительных реакций. Масло в определенной степени размягчает эти наслоения и затем тоже доставляет их к масляному фильтру. Для более активного воздействия на отложения в составе масла применяются специальные присадки, которые ускоряют процессы отслаивания отложений.

Еще одна функция, которую выполняет моторное масло – обеспечение определенной степени герметичности, например, в цилиндрах двигателей. Особенно это проявляется в дизельных двигателях, хотя и в бензиновых моторах масляная пленка одновременно обеспечивает герметичность вместе с  кольцами на поршнях.

И для всех этих функций важна определенная вязкость моторного масла.

Что такое вязкость масла?

Вязкость масла – параметр не постоянный и он меняется в зависимости от изменения температур. Однако при определенном разбросе температур эта величина изменяется не настолько сильно, чтобы масло перестало выполнять свои функции.

Если разобраться, то вязкость – это способность молекул масла перемещаться относительно друг друга, не теряя при этом определенных связей. Кроме того, это способность перемещения слоев масла относительно друг друга. С тем или иным внутренним трением. И чем сила этого трения больше, тем вязкость масла будет выше. В практическом понимании этот параметр характеризует, насколько легко масло течет при той или иной температуре.

Но в тоже время вязкость моторного масла в определенной степени характеризует, своего рода, приклеивающиеся свойства масла к той или иной поверхности. Иными словами, более вязкое масло всегда будет оставлять на поверхности более устойчивую пленку, чем масло с низкой вязкостью, которое будет просто стекать под действием силы тяжести.

Соотношение вязкости масла с сезонностью

Существуют три класса вязкости моторных масел в зависимости от сезона:

  1. Зимнее моторное масло;
  2. Летнее моторное масло;
  3. Всесезонное моторное масло.

Если разобраться, то у этих классов масел разная усредненная вязкость. Это связано с тем, что данные масла должны работать в различных условиях. Причем если верхние пределы температур могут не слишком отличаться, то нижние пределы могут разниться значительно.

Например, зимнее масло по логике всегда должно иметь меньшую вязкость в нижнем параметре температур. Т.е. оно не должно, когда идет запуск холодного двигателя, препятствовать этому запуску.

Точнее, стартер  все равно провернет коленвал. Но если масло стало настолько вязким, что пока не прогреется, не может нормально двигаться по маслопроводящим магистралям, то тогда на первом этапе работы двигателя трущиеся детали будут работать с недостаточным количеством масла. А это вызывает практически сухое трение деталей. Это, в свою очередь, приводит к повышенному износу и перегреву деталей.

И если такое будет повторяться из раза в раз, ресурс двигателя существенно уменьшится. Хотя дальше при прогреве масла оно приобретает нормальную вязкость и нормальную текучесть, что обеспечивает нормальную масляную пленку между деталями и нормальный отвод тепла от трущихся деталей.

Если использовать масло с недостаточной вязкостью при высоких температурах, получаем следующее: масло просто стекает с деталей, совершенно не задерживаясь на них. И это еще хуже. При старте масло по определению будет иметь большую вязкость, хотя оно вполне спокойно может покинуть просветы между трущимися деталями еще при заглушенном двигателе на стоянке.

Таким образом, старт может пройти нормально, а проблемы возникнут после того, как масло нагреется. Но старт двигателя при использовании такого масла может происходить в режиме масляного голодания, пока масляный насос не нагонит масло под давлением между всеми деталями.

Существует специальная система международной классификации моторных масел по вязкости в зависимости от температурного режима их работы. И именно этой системой необходимо пользоваться при выборе масла по вязкости. Все упирается в то, при каких температурных режимах будет работать двигатель.

Приведенная ниже таблица вязкости моторных масел поможет вам сделать правильный выбор: 

Таблица вязкости моторных масел

В завершение несколько слов о популярных сегодня присадках в масло для двигателя. Многие из них способны менять вязкость масла. Это стоит учитывать, используя различные присадки.

avtowithyou.ru

Вязкость моторного масла | oilday.ru

Вязкость масла —  важное свойство. К сожалению, здесь возникает масса недоразумений. Вязкость — это особое измерение жидкостного сопротивления потоку в зависимости от температуры. С одной стороны, масло должно быть достаточно жидким, чтобы течь при низких температурах и так же оно должно оставаться достаточно густым для защиты двигателя в условиях высоких температур. Идеально, если бы масло поддерживало постоянную вязкость в широком диапазоне температур.

Индекс вязкости это безразмерная величина, которая характеризует изменение вязкости  в зависимости от изменения температуры. Чем выше индекс вязкости, тем меньше скорость уменьшения вязкости с повышением температур.

Моновязкие (сезонные) маслаМоновязкие масла, такие как SAE 30, разработаны для применения в агрегатах, которые работают в условиях постоянных температур. Например, старые трактора, сенокосилки, газонокосилки и так далее требуют масла SAE 30, так как предполагается, что они будут работать, главным образом, в теплые летние месяцы.

Таким  образом, если вы взглянете на их индекс вязкости, вы заметите, что моновязкие масла имеют низкий показатель. Это значит, что при охлаждении масло загустится совсем немного. Это нормально, так как масло предназначено для работы в теплых условиях. Загущение масла при низких температурах здесь не будет проблемой.

В соответствии со стандартами SAE J300, чтобы классифицировать определенную вязкость, масло нагревается до температуры 100˚С, затем измеряется кинематическая вязкость масла при этой температуре. В зависимости от того, в какой диапазон попадает показатель, присваивается  соответствующая вязкость. Например, масло SAE 30 должно иметь кинематическую вязкость при 100˚С в диапазоне 9,3 и 12,5 cSt (сентистоксов).

Всесезонные маслаВсесезонные масла, такие как 0w-30, 5w-30, 10w-40 и так далее, являются маслами, разработанными для применения в условиях, когда разница в перепадах температур огромная. Например, для регионов, где зимние температуры падают до -35˚С, а летом поднимаются до 40˚С.

Это не означает, что они не могут быть использованы для использования там, где температуры более или менее постоянны. На самом деле, моновязкие масла вытесняются всесезонными маслами в условиях, когда обычно использовали моновязкие масла.

Как бы то ни было, моновязкие масла все еще используются в гоночных автомобилях, строительном оборудовании, которое используется в летние месяцы и в промышленных двигателях, которые работают на открытом воздухе при постоянной температуре круглый год.

Что означают числа?Большинство людей верят, что масло 5w-30 хорошо подходит для холодной погоды, так как «5» — это показатель для низких температур, а «30» — для высоких температур.  На первый взгляд может показаться, что все это имеет смысл. Естественно, масло «5» течет лучше, чем масло «30». Это делает его идеальным маслом для работы в холодную погоду. Тем не менее, имеет место глубокое непонимание маркировок масел. Последнее число «30» означает кинематическую вязкость масла при 100˚С.

Таким образом, всесезонное масло нагревается до 100˚С, затем полученную кинематическую вязкость классифицируют как определенный показатель SAE (как например число «30» в 5w-30). Другими словами, кинематическая вязкость масла 5w-30 при 100˚С попадает в тот же диапазон что и моновязкое масло SAE 30.

Всесезонное масло также должно отвечать требования HT/HS (высокая температура – высокая прочность на сдвиг), но об этом чуть попозже.

Первая цифра («5» в 5w-30) — это относительный показатель, который просто показывает, как легко масло будет позволять «проворачиваться» двигателю при низких температурах. Он не имеет отношения к вязкости. Другими словами, масло 10w-30 это не «10» при низких температурах и «30» при высоких.

На самом деле, так как классификация вязкости по SAE относится только к 100˚С, даже не имеет смысла маркировать  его определенной вязкостью SAE при какой-либо температуре отличной от 100˚С.

Кроме этого, если подумаете еще раз, то вы поймете, что не имеет смысла для масла 10w-30 быть «10» при низких температурах и «30» при высоких. Какая жидкость, из тех что вы знаете, густеет при высоких температурах и становится жиже при низких температурах?

Вряд ли вы сможете вспомнить такую жидкость. То же самое касается и моторных масел. Если бы 10w-30 было «10» при низких температурах и «30» при высоких, то это бы означало, что масло стало бы более жидким при снижении температуры. Это не имеет никакого смысла, по отношению к жидкостям. Такого просто не бывает.

На самом деле, моторное масло 5w-30 гуще в условиях холода, чем при теплых температурах и вы можете легко проверить это. Просто попробуйте вылить из бутылки масло, когда оно теплое и сравните. как тоже самое масло течет после охлаждения в морозильнике. Оно будет течь очень медленно, когда оно холодное, так как оно стало более вязким. Тем не менее, попробуйте сравнить холодное масло 5w-30 и 20w-50 при такой же температуре. Масло 5w-30 будет течь намного легче, чем 20w-50, потому что 5 меньше, чем 20 (чем меньше число перед «W», тем лучше масло течет при низких температурах).

Масло 5w-30 менее вязкое, чем масло 10w-30, когда объектом рассмотрения являются низкотемпературные условия, потому что число перед W ниже. Это индикатор эффективности масла в холодных погодных условиях. Другими словами масло 5w-30 лучше течет в холодную погоду, чем масло 10w-30. Думайте о «W» как «зимней» классификации, вместо вязкостной классификации.

Для определения показателя W используются имитатор холодного пуска (Cold Crank Simulator) и мини-ротационный вискозиметр (Mini-Rotary Viscometer). Чем лучше пусковые значения двигателя имеет масло при низких температурах, тем ниже значение W. Каждое значение W должно отвечать определенным параметрам при конкретной температуре.

Например, масло 0W должно иметь максимум 6200 сантипуаз (сП) на CCS при -35˚С, а также максимум 60000 сП на MRV при -40˚С. Масло 5W должно иметь максимум 6600 сП на  CCS при -30˚С и максимум 60000 сП на MRV при -35˚С. Чем ниже сП для обоих спецификаций, тем лучше.

Заметьте, что масло 0W  протестировано при более низких температурах в обоих тестах и имеет низкий показатель сП в CCS, чем масло 5W, которое протестировано при более высоких температурах. В результате чего, масло 0w-30 позволяет вашему автомобилю запускаться легче в холодную погоду, чем на масле 10w-30.  Таким же образом, масло 5w-30 будет прокачиваться легче в холодную погоду, чем масло 10w-30.

Как бы то ни было, при температуре 100˚С, их кинематические вязкости попадут в один и тот же диапазон. Поэтому все они классифицированы как SAE 30 при 100˚С. Другими словами, после того как ваш двигатель разогрелся, масла 0w-30 и 10w-30, по существу, одной и той же вязкости (в пределах определенного диапазона, классифицированного SAE).

Конечно, хотя это все верно, следует знать, что, по истечении некоторого промежутка времени, вязкость масла в двигателе будет далеко не той, что была изначально, что, конечно же, зависит от его качества.

Проблемы с всесезонными масламиВсесезонные масла обеспечивают защиту двигателя в большем температурном диапазоне, чем сезонные (летние, зимние). Очевидно, что это все только во благо. Однако, у всесезонных масел есть недостаток. Если масло сделано на основе минерального базового масла, то оно имеет тенденцию очень легко сдвигаться.

Примеси парафинов в минеральном масле кристаллизуются при низких температурах, что вызывает загущение масла, и его трудно прокачивать.  Поэтому, чтобы масло обладало хорошими вязкостными характеристиками в условиях низких температур, помимо применения специальных присадок, оно должно быть относительно текучим при пуске двигателя.

Для примера, давайте взглянет на моторное масло 5w-30. Для того чтобы маслу течь достаточно хорошо и отвечать требованиям классификации 5w, минеральное масло должно стартовать достаточно жидким. Следовательно, в базовое масло должны быть добавлены присадки депрессанты, для поддержания низкой вязкости даже при низких температурах. Они противодействуют поглощению масла посредством кристаллизации примесей парафинов в масле. Таким образом, масло поддерживает свою вязкость, вместо того чтобы загущаться при падении температуры.

Но, для того чтобы отвечать требованиям классификации SAE 30, масло должно гарантировать что оно не станет по вязкости как масло SAE 20 при 100˚С. Для этого в масле должны присутствовать длиноцепные полимеры, называемые вязкостными присадками.

Эти полимеры увеличиваются в размерах при повышении температуры, противодействуя естественному процессу разжиживания масла при нагревании. Таким образом, вязкостные присадки при обычной рабочей температуре в 100˚С, не будут позволять маслу скатываться до SAE 20, вместо этого будет поддерживаться вязкость на уровне классификации SAE 30.

Важно! Не дайте показателю 5w одурачить себя. Это не классификация вязкости. Это классификация показывающее то, что масло будет соответствующе текучим при холодных температурах. Масло гуще при низких температурах по сравнению с этим же маслом при высоких температурах. Масло разжижается при повышении температуры. Единственный вопрос: на сколько? Присадки, улучшающие вязкостные характеристики масла, снижают разжиживание до приемлемых уровней, таким образом, масло отвечает требованиям SAE 5w и SAE 30.

Просто помните, что вязкость минерального базового масла имеет склонность к большим изменениям при нагревании или охлаждении.  Если оно охлаждается, то густеет, если нагревается то разжижается.

Для того чтобы противодействовать этому, производители масла выбирают более жидкое базовое масло, чем 30  в масле 5w-30 (или жиже чем 40 в масле 10w-40 и так далее) и добавляют депрессанты, поэтому масло остается жидким в холодную погоду настолько, насколько это возможно.  Затем они добавляют вязкостные присадки, которые увеличиваются в размерах при повышении температуры, что не позволяет маслу терять вязкость и соответствовать маслу SAE 30 при 100˚С. Таким образом они отвечают требованиям всесезонных масел.

К сожалению, чем длиннее длиноцепные полимеры, тем они не стабильнее. Природа минеральных базовых масел требует длиноцепные полимеры. А так как эти присадки срабатываются за короткий промежуток времени, то масло 5w30 может в действительности сдвинуться до вязкости 5w20.  Очевидно, что это приведет к снижению защиты вашего двигателя.

По этой причине, чтобы гарантировать минимальную защиту, стандарт SAE J300 предъявляет еще одно требование для спецификации всесезонного масла. Масло должно поддерживать определенный уровень cП в тесте Высокая температура/Высокая прочность на сдвиг (HT/HS).

Этот тест проводится для того чтобы маркировать масло определенной вязкостной классификацией, потому что производители автомобилей используют требования стандартов SAE J300, для того чтобы  устанавливать требования по вязкости для своих автомобилей. Если производители автомобилей и производители масла не будут работать в одном ключе, то ваш двигатель будет подвержен повышенному риску.

Давайте вернемся к тесту HT/HS. Если масло очень сильно подвержено сдвигу в этом высокотемпературном испытании, оно не может продаваться как всесезонное масло. На самом деле, результаты испытаний очень полезны для определения качества масла. Так как от масел требуется отвечать определенным требованиям по классификации SAE, то это означает, что у производителя есть все данные о масле, которые легко получить.

Чем выше показатель HT/HS тем лучше, потому что это означает большую устойчивость к сдвигу. Большинство минеральных масел имеют низкий показатель HT/HS, что едва хватает, чтобы соответствовать стандартам, устанавливаемым спецификациями SAE J300, хотя это не всегда верно.

Кроме того, из-за того что минеральные масла делаются из первоначально низковязких масел, они подвержены более легкому горению при высоких температурах, что приводит к образованию отложений и загрязнению масла.

В результате интенсивного горения масла и склонности  к сдвигу, минеральные масла должны меняться чаще.

Решение для всесезонных маселХорошая новость заключается в том, что не все всесезонные масла сдвигаются так легко.  Чем выше качество базового масла, тем оно более устойчиво к сдвигу, хотя не только из-за качественной базы, но и из-за применения короткоцепных полимеров, в качестве вязкостных присадок, а так же из-за применения малого количества этих самых присадок.

Если вы выбрали какое либо масло, то стоит поинтересоваться у производителя насчет того, какое базовое масло они используют при производстве своей продукции (Группы II, II+, III  и так далее). Чем выше группа, тем лучше масло. IV и V группы одинаковы по качеству, но подходят для разных условий.

Синтетические масла PAO (Группа IV) и эстеры (Группа V) не содержат парафинов, которые вызывают кристаллизацию и загущение масла при холодных температурах. Вдобавок, синтетические базовые масла не сильно разжижаются при повышении температур.

Таким  образом, присадки депрессанты, большей частью, не так необходимы, вместо этого могут использоваться базовые масла с высоким индексом вязкости, которые отвечают требованиям классификации «W». Другими словами, возможно, отвечать требованиям классификации 5w, если применить синтетическое базовое масло, которое классифицируется как 25 или 30 при 100˚C. Следовательно,  чтобы соответствовать классификации SAE 30 и SAE 5w, можно вообще не использовать вязкостных присадок или использовать их малое количество.

На рынке можно встретить масла, которые маркируются производителями не только как всесезонное масло, а также как сезонное. Например, масло 10w30/SAE 30.  Это означает, что в этом масле не содержатся вязкостные присадки, что позволяет быть классифицированным как мультивязким так и моновязким маслом.

В результате того, что синтетические масла имеют высокий индекс вязкости, малое количество депрессантов или полное их отсутствие, они имеют очень малый сдвиг, так как там просто некуда сдвигаться. Это очень легко доказать сравнением синтетического и минерального масла одной и той же классификации. Синтетики обычно имеют  намного больший показатель HT/HS. Конечно, очевидным результатом этого является, то, что ваше моторное масло будет оставаться в своем «классе» долгий период времени для лучшей защиты двигателя и увеличенного срока службы масла.

oilday.ru


Смотрите также