Температурный режим моторных масел таблица: Высокотемпературная вязкость моторного масла. Классификация и характеристики моторных масел по вязкости

Содержание

ВЛИЯНИЕ ТЕМПЕРАТУРЫ НА ОТЛОЖЕНИЯ В ДВИГАТЕЛЕ

ВЛИЯНИЕ ТЕМПЕРАТУРЫ НА ОТЛОЖЕНИЯ В ДВИГАТЕЛЕ

Исследование отложений в автомобильных двигателях.

Одним из резервов повышения показателей эксплуатационной надежности ДВС является снижение отложений нагаров, лаков и осадков на поверхностях их деталей, контактирующих с моторным маслом. В основе их образования лежат процессы старения масел (окисление углеводородов, входящих в состав масляной основы). Определяющее влияние на процессы окисления масла в двигателях, на образование отложений и эффективность работы ДВС в целом оказывает тепловой режим теплонагруженных деталей.

Ключевые слова: температура, поршень, цилиндр, моторное масло, отложения, нагар, лак, работоспособность, надежность.

Отложения на поверхностях деталей ДВС делятся на три основных вида – нагары, лаки и осадки (шламы).

Нагар – твердые углеродистые вещества, откладывающиеся во время работы двигателя на поверхностях камеры сгорания (КС).

При этом отложения нагаров, главным образом, зависят от температурных условий даже при аналогичном составе смеси и одинаковой конструкции деталей двигателей. Нагар оказывает весьма существенное влияние на протекание процесса сгорания топливовоздушной смеси в двигателе и на долговечность его работы. Почти все виды ненормального сгорания (детонационное сгорание, калильное воспламенение и прочие) сопровождаются тем или иным влиянием нагара на поверхностях деталей, образующих КС.

Лак – продукт изменения (окисления) тонких масляных пленок, растекающихся и покрывающих детали цилиндропоршневой группы (ЦПГ) двигателя под действием высоких температур. Наибольший вред для ДВС наносит лакообразование в зоне поршневых колец, вызывая процессы их закоксовывания (залегания с потерей подвижности). Лаки, откладываясь на поверхностях поршня, контактирующих с маслом, нарушают должную теплопередачу через поршень, ухудшают теплоотвод от него.

На количество осадков (шламов), образующихся в ДВС, решающее влияние оказывает качество моторного масла, температурный режим деталей, конструкционные особенности двигателя и условия эксплуатации.

Отложения этого типа наиболее характерны для условий зимней эксплуатации, интенсифицируются при частых пусках и остановках двигателя.

Тепловое состояние ДВС оказывает определяющее влияние на процессы образования различных видов отложений, прочностные показатели материалов деталей, выходные эффективные показатели двигателей, процессы изнашивания поверхностей деталей. В этой связи необходимо знать пороговые значения температур деталей ЦПГ, по крайней мере, в характерных точках, превышение которых приводит к указанным ранее негативным по следствиям.

Температурное состояние деталей ЦПГ ДВС целесообразно анализировать по значениям температур в характерных точках, расположение которых показано на рис. 1 . Значения температур в данных точках следует учитывать при производстве, испытаниях и доводке двигателей для оптимизации конструкций деталей, при выборе моторных масел, при сравнении тепловых состояний различных двигателей, при решении целого ряда других технических проблем конструирования и эксплуатации ДВС.

Рис. 1. Характерные точки цилиндра и поршня ДВС при анализе их температурного состояния для дизельных (а) и бензиновых (б) двигателей

Эти значения имеют критические уровни:

1. Максимальное значение температур в точке 1 (в дизельных двигателях – на кромке КС, в бензиновых – в центре донышка поршня) не должно превышать 350С (кратковременно, 380С) для всех серийно применяемых в автомобильном двигателестроении алюминиевых сплавов, иначе происходит оплавление кромок КС в дизелях и, нередко, прогар поршней в бензиновых двигателях. Ко всему прочему высокие температуры огневой поверхности днища поршня вызывают образование нагаров высокой твердости на этой поверхности. В практике двигателестроения это критическое значение температуры удается повышать путем добавления в поршневой сплав кремния, бериллия, циркония, титана и других элементов.

Недопущение превышения критических значений температур в этой точке, равно как и в объемах деталей ДВС, обеспечивается также путем оптимизации их форм и правильной организацией охлаждения. Превышение температурами деталей ЦПГ двигателей допустимых значений обычно является основным сдерживающим фактором для форсирования их по мощности. По температурным уровням следует иметь определенный запас с учетом возможных экстремальных условий эксплуатации.

2. Критическое значение температур в точке 2 поршня – над верхним компрессионным кольцом (ВКК) – 250…260С (кратковременно, до 290С). При превышении этой величины все массовые моторные масла коксуются (происходит интенсивное лакообразование), что приводит к “залеганию” поршневых колец, то есть потере их подвижности, и в результате – к существенному уменьшению компрессии, увеличению расхода моторного масла и др.

3. Предельное максимальное значение температур в точке 3 поршня (точка расположена симметрично по сечению головки поршня на внутренней его стороне) – 220С. При более высоких температурах на внутренней поверхности поршня происходит интенсивное лакообразование. Лаковые отложения, в свою очередь, являются мощным тепловым барьером, препятствующим теплоотводу через масло. Это автоматически приводит к повышению температур во всем объеме поршня, а значит, и на поверхности зеркала цилиндра.

4. Максимально допустимое значение температур в точке 4 (расположена на поверхности цилиндра, напротив места остановки ВКК в ВМТ) – 200С. При его превышении моторное масло разжижается, что приводит к потере стабильности образования масляной пленки на зеркале цилиндра и «сухому» трению колец по зеркалу. Это вызывает интенсификацию молекулярно-механического изнашивания деталей ЦПГ. С другой стороны, известно, что пониженная температура стенок цилиндра (ниже точки росы отработавших газов) способствует ускорению их коррозионно-механического изнашивания [1,2]. Ухудшается также смесеобразование и уменьшается скорость сгорания топливовоздушной смеси, что снижает эффективность и экономичность работы двигателя, вызывая повышение токсичности отработавших газов. Также следует отметить, что при существенно заниженных температурах поршня и цилиндра сконденсированные водяные пары, проникающие в картерное масло, вызывают интенсивную коагуляцию примесей и гидролиз присадок с образованием осадков – «шламов».

Эти осадки, загрязняя масляные каналы, сетки маслоотстойников, масляные фильтры, существенно нарушают нормальную работу смазочной системы.

На интенсивность протекания процессов образования отложений нагаров, лаков и осадков на поверхностях деталей ДВС существенно влияет старение моторных масел при их работе. Старение масел состоит в накоплении примесей (в том числе воды), изменении их физико-химических свойств и окислении углеводородов.

Изменение фракционного состава чистого залитого масла по мере работы двигателя вызывается в основном причинами, изменяющими состав его масляной основы и процентное соотношение присадок по отдельным составляющим (парафиновым, ароматическим, нафтеновым).

К ним относятся:

  • процессы термического разложения масла в зонах перегрева (например, в клапанных втулках, зонах верхних поршневых колец, на поверхностях верхних поясов зеркала цилиндров). Такие процессы приводят к окислению наиболее легких фракций масляной основы или даже их частичному выкипанию;

  • добавление к углеводородам основы неиспарившегося топлива, попадающего в начальные периоды пусков (или при резком увеличении подачи топлива в цилиндры для осуществления ускорения автомобиля) в маслосборник картера через зону поршневых уплотнений;

  • попадание в поддон картера или маслосборник двигателя воды, образующейся при сго-рании топлива в КС цилиндров.

Если система вентиляции картера действует достаточно эффективно, а стенки картера находятся в подогретом состоянии до 90-95°С, вода не конденсируется на них и удаляется в атмосферу системой вентиляции картера. Если температура стенок картера существенно понижена, то попавшая в масло вода будет принимать участие в процессах его окисления. Количество сконденсировавшейся воды при этом может быть весьма значительным [2]. Даже если считать, что только 2% газов могут прорваться через все компрессионные кольца цилиндра, то через картер двигателя с рабочим объемом 2-2,5 л за каждые 1000 км пробега будет прокачиваться по 2 кг воды. Допустим, что 95% воды удаляется системой вентиляции картера, то все равно после пробега в 5000 км на 4,0 л моторного масла будет приходиться около 0,5 л Н2О. Эта вода при работе двигателя преобразуется антиокислительной присадкой, содержащейся в моторном масле, в примеси – кокс и золу.

По указанным ранее причинам необходимо поддерживать при работе двигателя температуру стенок картера достаточно высокой, а в случае необходимости – применять системы смазки с сухим картером и отдельным масляным баком.

Следует отметить, что мероприятия, замедляющие процессы изменения состава масляной основы, существенно замедляют образование нагара, лака и осадков, а также снижают интенсивность изнашивания основных деталей автомобильных двигателей .

Фракционный и химический состав масел может изменяться в достаточно широких

пределах под влиянием различных факторов:

  • характера сырья, зависящего от месторождения, свойств нефтяной скважины;

Для предварительной оценки свойств нефтепродуктов применяют различные лабораторные методы: определение кривой разгонки, температур вспышки, помутнения и застывания, оценку окисляемости в средах с различной агрессивностью и т.п.

В основе старения автомобильного моторного масла лежат процессы окисления, разложения и полимеризации углеводородов, которые сопровождаются процессами загрязнения масла различными примесями (нагаром, пылью, металлическими частичками, водой, топливом и пр.). Процессы старения существенно изменяют физико-химические свойства масла, приводят к появлению в нѐм разнообразных продуктов окисления и износа, ухудшают его эксплуатационные качества. Различают следующие виды окисления масла в двигателях: в толстом слое – в поддоне картера или в масляном баке; в тонком слое -на поверхностях горячих металлических деталей; в туманообразном (капельном) состоянии – в картере, клапанной коробке и т.п. При этом окисление масла в толстом слое даѐт осадки в виде шлама, а в тонком слое – в виде лака.

Окисление углеводородов подчиняется теории перекисей А.Н. Баха и К.О. Энглера, дополненной П.Н. Черножуковым и С.Э. Крейном. Окисление углеводородов, в частности, в моторных маслах ДВС, может идти по двум основным направлениям, представленным на рис. 2, результаты окисления по которым различны. При этом результатом окисления по первому направлению являются кислые продукты (кислоты, оксикислоты, эстолиды и асфальтогенные кислоты), образующие осадки при пониженных температурах; результатом окисления по второму направлению являются нейтральные продукты (карбены, карбоиды, асфальтены и смолы), из которых образуются в различных пропорциях при повышенных температурах или лаки, или нагары.

Рис. 2. Пути окисления углеводородов в нефтяном продукте (например, в моторном масле для ДВС)

В процессах старения масла весьма значительна роль воды, попадающей в масло при конденсации ее паров из картерных газов или другими путями. В результате этого образуются эмульсии, которые впоследствии усиливают окислительную полимеризацию молекул масла. Взаимодействие оксикислот и других продуктов окисления масла с водомасляными эмульсиями вызывает усиленное образование осадков (шламов) в двигателе.

В свою очередь, образовавшиеся частички шлама, если они не будут нейтрализованы присадкой, служат центрами катализации и ускоряют разложение еще не окислившейся части масла. Если при этом не произвести своевременную замену моторного масла, процесс окисления будет происходить по типу цепной реакции с увеличивающейся скоростью, со всеми вытекающими отсюда последствиями.

Решающее влияние на образование нагаров, лаков и осадков на поверхностях деталей ДВС, контактирующих с моторным маслом, оказывает их тепловое состояние. В свою очередь, конструкционные особенности двигателей, условия их эксплуатации, режимы работы и т.д.  определяют тепловое состояние двигателей и влияют, таким образом, на процессы образования отложений. 

Не менее важное влияние на образование отложений в ДВС оказывают и характеристики применяемого моторного масла. Для каждого конкретного двигателя важно соответствие рекомендованного заводом-изготовителем масла температуре поверхностей деталей, контактирующих с ним.

В данной работе произведен анализ взаимосвязи температур поверхностей поршней двигателей ЗМЗ-402.10 и ЗМЗ-5234.10 и процессов образования на них отложений нагаров и лаков, а также произведена оценка осадкообразования на поверхностях картера и клапанной крышки двигателей при использовании рекомендованного заводом изготовителем моторного масла М 63/12Г1.

Для исследования зависимостей количественных характеристик отложений в двигателях от их теплового состояния и условий работы можно использовать различные методики, например, Л-4 (Англия), 344-Т (США), ПЗВ (СССР) и др. [2, 3]. В частности, по методике 344-Т, являющейся нормативным документом США, состояние «чистого» неизношенного двигателя оценивается в 0 баллов; состояние предельно изношенного и загрязненного двигателя в 10 баллов. Аналогичной методикой оценки лакообразования на поверхностях поршней является отечественная методика ПЗВ (авторы – К.К. Папок, А.П. Зарубин, А.В. Виппер), цветовая шкала которой имеет баллы от 0 (отсутствие лаковых отложений) до 6 (максимальные отложения лака). Для пересчета баллов шкалы ПЗВ в баллы методики 344-Т показания первой необходимо увеличить в полтора раза. Указанная методика аналогична отечественной методике отрицательной оценки отложений ВНИИ НП (10 балльная шкала).

Для экспериментальных исследований использовались по 10 двигателей ЗМЗ-402.10 и ЗМЗ-5234.10 [2]. Эксперименты по исследованию процессов образования отложений проводились совместно с лабораториями испытаний легковых и грузовых автомобилей УКЭР ГАЗ на моторных стендах. В процессе испытаний, кроме прочего, контролировались расходы воздуха и топлива, давление и температура отработавших газов, температура масла и охлаждающей жидкости. При этом на стендах выдерживались режимы: частота вращения коленчатого вала, соответствующая максимальной мощности (100% нагрузки), и, поочередно, в течение 3,5 часов – 70% нагрузки, 50% нагрузки, 40% нагрузки, 25% нагрузки и без нагрузки (при закрытых дроссельных заслонках), т.е. эксперименты проведены по нагрузочным характеристикам двигателей. При этом температура охлаждающей жидкости выдерживалась в интервале 90…92С, температура масла в главной масляной магистрали – 90…95С. После этого двигатели разбирались и производились необходимые замеры.

Предварительно были проведены исследования по изменению физико-химических параметров моторных масел при испытаниях двигателей ЗМЗ-402.10 в составе автомобилей ГАЗ-3110 на автополигоне УКЭР ГАЗ. При этом выдержаны условия: средняя техническая скорость 30…32 км/ч, температура окружающего воздуха 18…26С, пробег до 5000 км. В результате испытаний получено – при увеличении пробегов автомобилей (времени работы двигателей) увеличивалось количество механических примесей и воды в моторных маслах, его коксовое число и зольность, происходили прочие изменения, что представлено в табл. 1

Нагарообразование на поверхностях днищ поршней двигателей ЗМЗ-5234.10 характеризовалось данными, представленными на рис. 3 (для двигателей ЗМЗ-402.10 результаты подобны). Из анализа рисунка следует, что при повышении температур днищ поршней от 100 до 300С толщина (зона существования) нагара уменьшалась с 0,45…0,50 до 0,10…0,15 мм, что объясняется выжиганием нагара при повышении температуры поверхностей двигателей. Твердость же нагара повышалась с 0,5 до 4,0…4,5 баллов по причине спекания нагара при высоких температурах.

Рис. 3. Зависимости нагарообразования на поверхностях днищ поршней двигателей ЗМЗ-5234.10 от их температур:
а – толщина нагара; б – твердость нагара;
символами нанесены усредненные экспериментальные значения

Оценка величин отложений лаков на боковых поверхностях поршней и их внутренних (нерабочих) поверхностях производилась также по десятибалльной шкале, согласно методике 344-Т, используемой во всех ведущих научно-исследовательских учреждениях страны.

Данные по лакообразованию на поверхностях поршней двигателей представлены на рис. 4 (результаты по исследуемым маркам двигателей совпадают). Режимы испытаний указаны ранее и соответствуют режимам при исследованиях нагарообразования на деталях.

Из анализа рисунка следует, что лакообразование на поверхностях поршней двигателей однозначно увеличивается с увеличением температур их поверхностей. На интенсивность лакообразования влияет не только повышение температур поверхностей деталей, но и длительность ее действия, т.е. продолжительность работы двигателей [3]. При этом, однако, процессы лакообразования на рабочих (трущихся) поверхностях поршней существенно замедляются по сравнению с внутренними (нерабочими) поверхностями, вследствие стирания слоя лака в результате трения.

Рис. 4. Зависимости отложений лака на поверхностях поршней двигателей ЗМЗ-5234.10 от их температур:
а – внутренние поверхности; б – боковые поверхности; символами нанесены усредненные экспериментальные значения

Нагаро- и лакообразование на поверхностях деталей существенно интенсифицируется при применении масел групп «Б» и «В», что подтверждено рядом исследований, проведенных авторами на подобных и других типах автомобильных двигателей.

Планомерное увеличение отложений лаков на внутренних (нерабочих) поверхностях поршней вызывает уменьшение теплоотвода в картерное масло при увеличении наработки двигателей. Это вызывает, например, постепенное увеличение уровня теплового состояния двигателей по мере приближения наработки к смене масла при очередном ТО-2 автомобиля.

Образование осадков (шламов) из моторных масел происходит в наибольшей степени на поверхностях картера и клапанной крышки. Результаты исследований осадкообразования в двигателях ЗМЗ-5234.10 представлены на рис. 5 (для двигателей ЗМЗ-402.10 результаты подобны). Осадкообразование на поверхностях указанных ранее деталей оценивалось в зависимости от их температур, для измерения которых были смонтированы термопары (приварены конденсаторной сваркой): на поверхностях картера по 5 штук у каждого двигателя, на поверхностях клапанных крышек – по 3 штуки.

Как следует из рис. 5, при повышении температур поверхностей деталей двигателей осадкообразование на них уменьшается вследствие уменьшения содержания воды в картерном масле, что не противоречит результатам ранее проведенных экспериментов другими исследователями. Во всех двигателях осадкообразование на поверхностях деталей картера оказались больше, чем на поверхностях клапанных крышек.

На моторных маслах групп форсирования «Б» и «В» осадкообразование на деталях ДВС, контактирующих с моторным маслом, происходит интенсивнее, чем на маслах групп форсирования «Г», что подтверждено рядом исследований [1, 2, 3 и др.].

По сравнению с поверхностями поршней, отложения на зеркалах цилиндров следует считать незначительными. Далее, на рис. 6 приводятся данные по лакообразованию на зеркале цилиндра двигателей ЗМЗ-5234.10 при работе на маслах М-8В («автол») и М6з/12Г1, полученные также по методике 344-Т (для двигателей ЗМЗ-402.10 результаты подобны).

В данной работе исследования отложений на зеркалах цилиндров при эксплуатации двигателей на самых современных маслах не проводилось, однако, можно уверенно предположить, что для исследуемых двигателей они будут не больше, чем при их работе на менее качественных маслах.

Полученные результаты по взаимосвязи изменения температур основных деталей двигателей ЗМЗ-402. 10 и ЗМЗ-5234.10 (поршней, цилиндров, клапанных крышек и масляных картеров) и количества отложений позволили выявить закономерности процессов образования нагаров, лаков и осадков на поверхностях указанных деталей. Для этого результаты аппроксимированы функциональными зависимостями методом наименьших квадратов и представлены на рис. 3-5. Полученные закономерности процессов образования отложений на поверхностях деталей автомобильных карбюраторных двигателей должны учитываться и использоваться конструкторами и инженерно-техническими работниками, занимающимися доводкой и эксплуатацией ДВС.

Двигатель автомобиля работает с наибольшей эффективностью лишь при определенных условиях. Оптимальный температурный режим теплонагруженных деталей является одним из таких условий и обеспечивает высокие технические характеристики двигателя с одновременным снижением износов, отложений и, следовательно, повышением показателей его надежности.

Оптимальное тепловое состояние ДВС характеризуется оптимальными температурами поверхностей их теплонагруженных деталей. Анализируя проведенные исследования процессов образования отложений на деталях исследуемых карбюраторных двигателей ЗМЗ и подобные исследования по бензиновым двигателям [1, 2, 3 и др.], можно с достаточной степенью  точности определить интервалы оптимальных и опасных температур поверхностей деталей данного класса двигателей. Полученная информация представлена в табл. 2.

При температурах деталей двигателей в опасной высокотемпературной зоне существенно увеличивается твердость нагара на деталях КС цилиндра, что вызывает процессы калильного зажигания топливовоздушных смесей, количество лаковых отложений на поверхностях поршней и цилиндров, а значит, нарушается нормальный тепловой баланс. Рис. 7.

При температурах деталей двигателей в опасной низкотемпературной зоне увеличивается толщина нагара на поверхностях деталей, образующих КС, что приводит к возникновению детонационного сгорания топливовоздушных смесей, а также при низких температурах поверхностей деталей двигателей на них увеличивается количество осадков из моторных масел. Все это нарушает нормальную работу двигателей. В свою очередь отложения приводят к перераспределению тепловых потоков, проходящих через поршни, и повышению температур поршней в критических точках – в центре огневой поверхности днища поршня и в канавке ВКК. Температурное поле поршня двигателя ЗМЗ-5234.10 с учетом отложений нагаров и лаков на его поверхностях представлено на рис. 7.

Задача теплопроводности методом конечных элементов решалась с ГУ 1-рода, полученными при термометрировании поршня на режиме номинальной мощности при стендовых испытаниях двигателя. Термоэлектрические эксперименты проводились с тем же поршнем, для которого предварительно выполнены исследования температурного состояния без учета отложений. Эксперименты осуществлялись при идентичных условиях. Предварительно двигатель работал на стенде более 80 часов, после чего наступает стабилизация нагаров и лаков. В результате, температура в центре днища поршня повысилась на 24°С, в зоне канавки ВКК – на 26°С в сравнении с моделью поршня без учета отложений. Значение температуры поверхности поршня над ВКК 238°С входит в опасную высокотемпературную зону (табл. 2). Близко к опасной высокотемпературной зоне и значение температуры в центре днища поршня.

На этапе проектирования и доводки двигателей влияние отложений нагаров на тепловоспринимающих поверхностях поршней и лаков на их поверхностях, контактирующих с моторным маслом, учитывается крайне редко. Это обстоятельство в совокупности с эксплуатацией двигателей в составе АТС при повышенных тепловых нагрузках увеличивает вероятность отказов – прогары поршней, закоксовывание поршневых колец и т.д.

Н.А Кузьмин, В.В. Зеленцов, И.О. Донато

Нижегородский государственный технический университет им. Р.Е. Алексеева, Управление автомагистрали “Москва — Н.Новгород»

Температура воспламенения масла моторного


Влияние температуры на моторные масла

Двигатели автомобилей должны выдерживать высокие механические тепловые нагрузки, поэтому к качеству смазочного вещества предъявляются высокие требования. Моторные масла имеют характеристики и множество показателей.

Смазывающее вещество используют, чтобы не допустить сухого трения внутренних деталей двигателя. Моторная жидкость должна обеспечивать разделение поверхностей трения, эффективно прокачиваясь по масляным каналам. Температура (в дальнейшем темп.) вспышки моторного смазывающего — это параметр, характеризующий его испаряемость.

Характеристики моторного масла — вязкость и зависимость от темп. в широком диапазоне. Создавая двигатель автомобиля производители, прежде всего, должны рассчитать вязкость моторного нефтепродукта, которая может изменяться с изменением температур.

Темп. вспышки определяется нагреванием рабочей жидкости в открытом или закрытом тигле, приборе, куда его заливают и подогревают. Чтобы зафиксировать темп. состояние рабочей жидкости следует провести над тиглем зажженным фитильком.

Рабочая темп. моторных масел не должна повышаться больше чем на 2 градуса в течение 1 минуты. Смазывающее вещество должно не только вспыхивать, но и гореть.  Низкая темп.  моторных масел увеличивает вязкость жидкости, и наоборот.

Процесс замены моторного масла

Вязкость моторных масел, которая указана в руководстве по эксплуатации, должна быть оптимальной. Температура вспышки моторных масел характеризует присутствие в нем легкокипящих фракций. Она связана с таким показателем, как испаряемость нефтепродукта во время эксплуатации. Хорошие рабочие вещества имеют темп. показатели вспышки более 225°C.

Фракции, обладающие слабой вязкой, которые есть в наличии только у некачественных масел, выгорают и испаряются очень быстро. В результате этого смазочный продукт также быстро расходуется. К тому же, его температурные свойства ухудшаются.

-35°С — 180°С — таковы пределы рабочих температур масел. Температурное состояние рабочей жидкости зависит от конструкции ДВС и темп. воздуха. Чтобы получить хорошие вязкостно-температурные характеристики, нефтепродукта загущают посредством специальных присадок, позволяющих меньше «разжижаться» при достижении высоких темп. и делаться гуще при низких.

Классификация

Рабочий температурный показатель обычного двигателя с водяным охлаждением должен быть между 80°C и 90°C. Исходя их этого, рабочее темп. состояние смазки должно быть выше на 10°C — 15°C температурного состояния охладителя, но не доходить до отметки 105°C.

Рабочая вязкость может падать ниже 10 мм 2/c. В результате этого масляная плёнка будет слишком тонкой, чтобы стать качественной смазкой для всех деталей в двигателе.

Стоит знать температурный диапазон применения некоторых нефтепродуктов.

В названии зимних рабочих жидкостей содержится буква «W»: 4OW, 5W, 10W, 15W, 20W, 25W.

Летние обозначаются числами — 20, 30, 40, 50, 60. Вязкость выше, если выше число.

Двойное обозначение имеют всесезонные смазывающие: SAE 15W-40.

Существует таблица значений и характеристик вязкости смазочного продукта по SAE:

Таблица значений вязкости смазочного продукта

Смазочный продукт бывает бензиновым, дизельным и универсальным, а также всесезонным, летним и зимним.  Характеристики смазывающего зависят от базового вещества, которое является основой и с помощью которого различают минеральные, полусинтетические и синтетические продукты для смазки.

Если температурный диапазон, который обеспечивает нужную вязкость жидкости, широк, то выше и его индекс, а значит, такой продукт можно назвать высококачественным. У рабочего вещества может быть как низкое темп. состояние, доводящее его до застывания, так и высокое, то есть температура кипения. О застывании немного позже.

Низкая температура

 Низкотемпературные параметры

Важно помнить не только о температуре на улице, но и о рабочей темп. в двигателе, так как на него влияют пробег автомобиля и нагрузки.

В двигателе каждого автомобиля обычно применимы два режима поступления смазывающего вещества:

  • граничный, при котором смазывание вокруг поршней осуществляется без давления;
  • гидродинамический, когда смазывается под давлением коленчатый вал.

Существуют низкотемпературные параметры смазки. К ним относятся:

  • проворачиваемость, указывающая на динамическую вязкость моторных масел и на температурный режим, который делает продукт жидким, таким, при котором есть возможность запуска двигателя;
  • прокачиваемость — состояние, позволяющее маслу прокачаться в системе смазки.

Стоит отметить, что рабочая температура прокачиваемости на 5 градусов ниже температурного состояния проворачиваемости.

Таблица температурных показателей

Существует таблица температурных состояний нефтепродукта.

Для всесезонных и зимних моторных масел важна низкая темп. застывания. При запуске холодного двигателя или во время движения с низким температурным показателем жижа поступает в самые отдаленные места.

Температура застывания, которая влияет на поступление рабочей жидкости к трущимся деталям, при этом должна быть ниже темп. окружающей среды. Темп. застывания моторного нефтепродукта должна быть ниже на 5—10°С температуры запуска двигателя.

Таблица температурных показателей

Высокая температура

Диапазон допустимости

Что может случиться, если мотор прогрелся до рабочих темп. , однако, вязкость смазки не снизилась до нужного уровня? Ничего страшного не будет при нагрузках. Немного повысятся температурные показатели мотора, а вязкость уменьшится до нормы.

Рабочие температурные показатели мотора не превысят нормы для этой нагрузки и уложится в диапазон допустимости. Но мотор может достаточно большой отрезок времени работать при высоких показателях термометра, что не приведет к увеличению его моторесурса.

Залив нового масла в двигатель
Температура кипения

Слишком высокий уровень теплоты в моторе опаснее, чем низкий. Повышение температурного состояния может довести смазку до кипения. Если ее нагреть до стадии кипения, то можно увидеть, как оно запузырится и задымится. Смазка доходит до кипения при 250-260 градусов.

При повышенном температурном состоянии понижается вязкость смазки, из-за чего она не сможет качественно смазывать детали. К тому же уменьшение зазоров может повлечь за собой повреждение механизма. Если температура смазки повысилась до отметки 125 градусов, то оно будет гореть вместе с топливом после того, как обойдет поршневые кольца.

При этом концентрация смазочного материала в горючем будет низкой, поэтому при выхлопе он не будет заметен. Жидкость будет быстро расходоваться. Поэтому потребуется частое заливание новой. Если агрегат требует добавить смазки, то обратите на это внимание.

Почему смазочный продукт нельзя доводить до кипения?

Непосильная нагрузка на двигатель и недостаточный за ним уход приводят жидкость в состояние кипения, при котором она теряет вязкость и другие необходимые качества.

Сгоревшее масло в двигателе автомобиля

 Вспышки и застывание моторного масла

Вспышки

Состояние, при котором появляется вспышка на поверхности смазки, если преподнести к нему газовое пламя, называется температурой вспышки. При нагревании смазочного продукта концентрируются масляные пары, которые способствуют воспламенению.

В температурных состояниях вспышки и воспламенения есть различия, которые связаны со способом проведения испытания и с самим аппаратом. Температурное состояние вспышки и воспламенения — это показатели летучести рабочего вещества, которые определяют его тип, а также степень его очистки.

Но температурные состояния воспламенения и вспышки не могут характеризовать работу смазки в двигателе и его качество.

Застывание

Если вещество перестаёт быть тягучим и подвижным, то это называется температурой застывания. Резкое увеличение вязкости и процесс кристаллизации парафина — то, что характеризует застывание. Смазочный продукт, который находится в условиях низких температур, становится неподвижным и вязким. Он получает более твердую консистенцию и пластичность из-за выделения углеводородных компонентов.

Температура застывания равноценна предельной минимальной темп. циркуляции жидкости и системе смазки мотора.

Моторные масла от ЛиквиМоли
Рекомендации по выбору и замене
  1. Смазочный продукт, у которого высокий показатель высокотемпературной вязкости, используют для спортивных автомобилей.
  2. Но не стоит использовать продукт с таким показателем в обычном автомобиле. Выбирая смазку, необходимо ориентироваться на инструкции по эксплуатации автомобиля.
  3. Не следует использовать продукт с высоким уровнем свойств, которые выше, чем указал производитель автомобиля.
  4. Не нужно обращать особого внимания на цвет смазочного продукта, так как присадки, которые в нем содержатся, делают его темным.
  5. Замену смазывающего производите в те сроки, которые указал производитель вашего авто.
  6. Если автомобиль часто движется по бездорожью, то такие условия требуют замены смазки в 1,5-2 раза чаще, чем это положено инструкцией.
  7. Замену оксоли стоит производить чаще, если у автомобиля значительный пробег.
  8. Если цвет оксоли изменился, то это вовсе не означает, что утратились его эксплуатационные свойства. Смазка смывает отложения в моторе.
  9. Лучше не смешивать минеральное и синтетические нефтепродукты.
  10. Доливайте тот же сорт, который уже есть в двигателе.
  11. Можно не промывать мотор, если жижу заменяли вовремя.
Автомеханики производящие замену

Видео «Температура вспышки»

Посмотрите видео о влиянии температуры на нефтепродукты.

Температура вспышки моторного масла

Температура вспышки моторного масла в последние годы, среди автомобилистов нашей страны, стала серьезной проблемой. Особенно это касается весеннее-летнего периода, когда наличие высоких положительных температур провоцируют повышение температуры внутри корпуса автомотора.

Оптимальные параметры температуры масла

В процессе работы автомотора в его корпусе создается повышенное давление и достаточно высокая температура, которые негативно влияют на основные детали. Для борьбы с этими негативными нагрузками в силовой агрегат заливается масло, которое должно поддерживать оптимальный температурный режим внутри агрегата. Согласно данных справочной литературы нормальная температура смазывающего материала должна составлять 90-105 градусов. Даже незначительное отклонение может существенно влиять на нормальную работу силового агрегата.

Особо серьезно обстоит дело с превышение данного порога, когда появляется риск закипания масла. Вероятность вспышки вышеупомянутого материала напрямую зависит от наличия определенных присадок и колеблется в диапазоне от 180 до 195 градусов. Процесс закипания сопровождается возникновением пузыристых образований и увеличения испаряемости.

Все виды смазочного материала характеризует один главный параметр – температура вспышки масла. В справочниках указывается что вспышка возможна при +230-240 градусов, но со слов бывалых автомобилистов такая ситуация может возникнуть уже с +150 градусов и напрямую связана с объемом накопившихся паров.

Основные признаки вспышки масла

Согласно наблюдений опытных автомобилистов имеется четыре главных признака вспышки смазочного материала:

  1. Резкое изменение показаний термостата. В каждом автомобиле установлен специальный индикатор отслеживающий уровень нагретости смазочного материала. При нормально прогретом двигателе стрелка прибора указывает на среднее значение. Если стрелка начинает приближаться к красной границе, то это говорит что возникла проблема с темлообменом масла.
  2. Характерный звук кипения. При закипании смазки и последующей вспышке автомобилист может услышать характерный звук.
  3. Появление дыма. Если из подкапотного пространства пошел дым то, скорее всего, произошло закипание и вспышка смазывающей жидкости.
  4. Появление черного дыма из выхлопной трубы. Этот признак говорит о том, что проблеме с чрезмерной температурой смазки вышел на непредсказуемый уровень.

Что предпринять, когда закипела смазка

  1. Немедленно заглушит автомотор.
  2. Свести до минимума объем нагрузок на силовой агрегат путем снижения оборотов.
  3. Включить работу автомобильной печи на максимально возможный обдув, что позволит эффективно и быстро вывести из рабочей части автомотора перегретый воздух.
  4. Если есть такая возможность, то желательно проехаться по дороге с накатом для быстрого охлаждения моторного отсека.
  5. После полной остановки автомобиля нужно подождать не менее 5 минут и только после этого заглушить двигатель.

Причины возникновения данной проблемы

1. Главной причиной данной проблемы является низкое качество применяемого смазочного материала. Если в погоне за более дешевым маслом через некоторое время возникают проблемы с системой смазки авто, то в этом не нечего неожиданного. Ведь низкокачественное масло не может справиться с регулярными скачками уровня температуры внутри агрегата, тем самым провоцируя его на испарение и возгорание. 2. К сожалению такая ситуация может возникать и при использовании качественного материала после его старения.

3. Возникновение проблемы в системе охлаждения, таких как поломка насоса, неисправность гидромуфты вентилятора.

Расшифровка основных показателей характеристики моторного масла

Характеристики моторных масел показывают, как ведет себя масло в разных температурных и нагрузочных режимах, и тем самым помогают автовладельцу правильно подобрать смазывающую жидкость для двигателя. Так, при выборе полезно обращать внимание не только на маркировку (в частности, вязкость и допуски автопроизводителей), но и технические характеристики моторных масел, таких как кинематическая и динамическая вязкости, щелочное число, сульфатная зольность, испаряемость и прочие. Для большинства автовладельцев эти показатели не говорят совершенно ничего. А на самом деле в них скрыто качество масла, его поведение при нагрузках и другие эксплуатационные данные.

Так, вы подробно узнаете о следующих параметрах:

Основные характеристики моторных масел

Теперь перейдем непосредственно к физическим и химическим параметрам, которые характеризуют все моторные масла.

Вязкость — основное свойство, за счет которого определяется возможность использовать продукт в двигателях разных типов. Она может быть выражена в единицах вязкости кинематической, динамической, условной и удельной. Степень тягучести моторного материала определяется двумя показателями — кинематической и динамической вязкостями. Эти параметры наряду из сульфатной зольностью, щелочным числом и индексом вязкости составляют основные показатели качества моторных масел.

Кинематическая вязкость

График зависимость вязкости от температуры моторного масла

Кинематическая вязкость (высокотемпературная) — основной эксплуатационный параметр для всех видов масел. Это отношение динамической вязкости к плотности жидкости при той же температуре. Кинематическая вязкость не влияет на состояние масла, она определяет характеристики температурных данных. Данный показатель характеризует внутреннее трение состава или его сопротивление собственному течению. Описывает показатели текучести масла при рабочей температуре +100°С и +40°С. Единицы измерения — мм²/с (сантиСтокс, сСт).

Простыми словами, этот показатель показывает вязкость масла от температуры и позволяет оценить, насколько быстро оно будет густеть при снижении температуры. Ведь чем меньше масло меняет свою вязкость при изменении температуры тем выше качество масла.

Динамическая вязкость

Динамическая вязкость масла (абсолютная) показывает силу сопротивления масляной жидкости, возникающий во время движения двух слоев масла, удаленных друг от друга на расстоянии 1 см движущихся со скоростью 1 см/с. Динамическая вязкость — произведение кинематической вязкости масла на его плотность. Единицы измерения данной величины — Паскаль-секунды.

Проще говоря, она показывает влияние низкой температуры на сопротивление пуску двигателя. А чем меньше динамическая и кинематическая вязкость при низких температурах, тем легче будет смазочной системе прокачивать масло в мороз, а стартеру крутить маховик двигателя при холодном запуске. Большое значение также имеет индекс вязкости моторного масла.

Индекс вязкости

Скорость падения кинематической вязкости с ростом температуры характеризуется индексом вязкости масла. По индексу вязкости оценивают пригодность масел для данных условий работы. Чтобы определить индекс вязкости сопоставляют вязкость масла при различных температурах. Чем он выше, тем меньше вязкость зависит от температуры, а значит и лучше его качество. Если говорить в двух словах, то индекс вязкости показывает «степень разжижения» масла. Это безразмерная величина, т.е. не измеряется в каких-либо единицах — это просто цифра.

Чем ниже индекс вязкости моторного масла, тем сильнее масло разжижается, т.е. толщина масляной пленки становится очень маленькой (из-за чего возникает повышенный износ). Чем выше индекс вязкости моторного масла, тем меньше масло разжижается, т.е. обеспечивается необходимая для защиты трущихся поверхностей толщина масляной пленки.

При реальной работе моторного масла в двигателе, низкий индекс вязкости означает плохой запуск двигателя при низких температурах или плохая его защита от износа при высоких температурах.

Масла с высоким индексом обеспечивает работоспособность двигателя в более широком температурном диапазоне (окружающей среды). Следовательно обеспечивается более легкий пуск двигателя при низких температурах и достаточная толщина масляной пленки (а значит и защита двигателя от износа) при высоких температурах.

Высококачественные минеральные моторные масла обычно имеют индекс вязкости — 120-140, полусинтетические 130-150, синтетические 140-170. Это значение зависит от применения в составе углеводородов и очистной глубине фракций.

Тут нужен баланс, и при выборе стоит учитывать требования производителя мотора и состояние силового агрегата. Однако чем выше индекс вязкости — тем в более широком температурном диапазоне можно использовать масло.

Испаряемость
Испаряемость (еще может называться летучесть или угар) характеризует количество массы смазывающей жидкости, которая испарилась в течение одного часа при ее температуре +245,2°С и рабочем давлении 20 мм. рт. ст. (± 0,2). Соответствует стандарту ACEA. Измеряется в процентах от общей массы, [%]. Проводится с помощью специального аппарата Ноака по ASTM D5800; DIN 51581.

Чем выше вязкость масла, тем ниже у него показатель испаряемости по Ноак. Конкретные значения испаряемости зависят от типа базового масла, то есть, устанавливается производителем. Считается, что неплохая испаряемость находится в диапазоне до 14%, хотя встречаются в продаже и масла, испаряемость которых достигает 20%. У синтетических масел это значение, как правило, не превышает 8%.

В целом можно сказать, что чем ниже значение испаряемости по Ноак — тем меньше угар масла. Даже небольшая разница – в 2,5 … 3,5 единицы – способна отразиться на расходе масла. Более вязкий продукт угорает меньше. Особенно это актуально для минеральных масел.

Коксуемость

Простыми словами понятие коксуемость — это способность масла образовывать в своем объеме смолы и нагары, которые, как известно, являются вредными примесями в смазывающей жидкости. Коксуемость напрямую зависит от степени ее очистки. В том числе на это влияет, какое базовое масло было использовано изначально для создания готового продукта, а также технология производства.

Оптимальным показателем для масел с высоким уровнем вязкости является значение 0,7%. Если же масло имеет низкую вязкость, то соответствующее значение может находиться в пределах 0,1…0,15%.

Сульфатная зольность

Сульфатная зольность моторного масла (sulphate ash) — показатель наличия присадок в масле, которые включают органические соединения металлов. При эксплуатации смазки все присадки и добавки вырабатываются, — выгорают, образуя ту самую золу (шлаки и нагар), которая оседает на поршнях, клапанах, кольцах.

Сульфатная зольность масла ограничивает способность масла накапливать зольные соединения. Данное значение указывает, какое количество неорганических солей (золы), которые остаются после сгорания (испарения) масла. Это могут быть не только сульфаты (ими “пугают” автовладельцев, машины имеющие двигатели из алюминия, который “боится” серной кислоты). Измеряется зольность в процентах от общей массы состава, [% масс].

В целом же, зольные отложения забивают сажевые фильтры и дизельных машин и катализаторы у бензиновых. Однако это справедливо в случае, если имеет место значительный расход масла двигателем. Стоит отметить, что наличие серной кислоты в масле гораздо критичнее, чем повышенная сульфатная зольность.

В составе полнозольных масел количество соответствующих добавок может немного превышать 1% (до 1,1%), у среднезольных — 0,6…0,9%, у малозольных — не превышать 0,5%. Соответственно, чем это значение ниже — тем лучше.

Малозольные масла, так называемые Low SAPS (имеют маркировку по ACEA C1, C2, C3 и C4). Являются лучшим вариантом для современного автотранспорта. Обычно применяют в машинах с системой нейтрализации выхлопных газов и авто работающих на природном газе (с ГБО). Критическими значениями зольности для бензиновых двигателей является значение 1,5%, для дизельных моторов — 1,8%, а для дизельных двигателей высокой мощности — 2%. Но стоит отметить, что малозольные масла не всегда являются малосеристыми, поскольку малая зольность достигается более низким щелочным числом.

Главным недостатком малозольного масла заключается в том, что даже одна заправка некачественным топливом способна «убить» все его свойства.

Полнозольные присадки, они же Full SAPA (с маркировкой ACEA A1/B1, A3/B3, A3/B4, A5/B5). Негативно влияют на фильтры DPF, а также имеющиеся трехступенчатые катализаторы. Такие масла не рекомендуется использовать в моторах, оборудованных экологическими системами Euro 4, Euro 5 и Euro 6.

Высокая сульфатная зольность обусловлена наличием в составе моторного масла моющих присадок, содержащих металлы. Такие компоненты необходимы для предотвращения нагаро- и лакообразования на поршнях и придания маслам способности нейтрализовывать кислоты, характеризуемой количественно щелочным числом.

Щелочное число

Данная величина характеризует, как долго масло может нейтрализовать вредные для него кислоты, которые вызывают коррозионный износ деталей двигателя и усиливают процессы образования различных углеродистых отложений. Для нейтрализации используется гидроксид калия — KOH. Соответственно щелочное число измеряется в мг КОН на грамм масла, [мг КОН/г]. Физически это означает, что количество гидроксида эквивалентно по своему действию пакету присадок. Так, если в документации указано, что общее щелочное число (TBN — Total Base Number) равно, например, 7,5, то это значит, что количество КОН составляет 7,5 мг на грамм масла.

Чем больше будет щелочное число — тем дольше масло сможет нейтрализовать действие кислот, образующихся при окислении масла и сгорании топлива. То есть, им можно будет дольше пользоваться (хотя на этот показатель еще оказывают влияние другие параметры). Низкие моющие свойства — это плохо для масла, поскольку в таком случае на деталях будет образовываться несмываемый нагар.

Обратите внимание, что масла в которых минеральная основа с низким индексом вязкости, и большим содержанием серы, но высоким TBN в неблагоприятных условиях быстро сойдет на нет! Так что такую смазывающую жидкость не рекомендуется использовать в мощных современных моторах.

При работе масла в двигателе щелочное число неизбежно снижается, а нейтрализующие присадки срабатываются. Такое снижение имеет допустимые пределы, по достижении которых масло не сможет защищать от коррозии кислотными соединениями. Что касается оптимального значения щелочного числа, то раньше считалось, что для бензиновых двигателей оно будет равно примерно 8…9, а для дизельных — 11…14. Однако у современных смазочных составов щелочное число обычно ниже, вплоть до 7 и даже 6,1 мг КОН/г. Обратите внимание, что в современных двигателях нельзя использовать масла со щелочным числом 14 и выше.

Низкое щелочное число в современных маслах сделано искусственно в угоду действующим экологическим требованиям (ЕВРО-4 и ЕВРО-5). Так, при сжигании этих масел в двигателе образуется малое количество серы, что положительно сказывается на качестве выхлопных газов. Однако масло с низким щелочным числом зачастую недостаточно хорошо защищает детали двигателя от износа.

Грубо говоря, щелочное число занижено искусственно, поскольку долговечность двигателя принесены в угоду современным требованиям экологичности (например, в Германии действуют очень строгие допуски по экологии). К тому же, износ двигателя приводит к более частой смене машины конкретным автовладельцем на новую (потребительский интерес).

А значит оптимальным ЩЧ не всегда должно быть максимальное или минимальное число.

Плотность

Под плотностью понимается густота и вязкость моторного масла. Определяется при температуре окружающей среды +20°С. Измеряется в кг/м³ (реже в г/см³). Она показывает отношение общей массы продукта к его объему и напрямую зависит от вязкости масла и коэффициента сжимаемости. Определяется базой масла и базовыми присадками, а так же сильно влияет на динамическую вязкость.

Если испарение масла будет высоким, то плотность будет увеличиваться. И наоборот, если масло имеет небольшую плотность, и одновременно с этим высокую температуру вспышки (то есть, низкое значение испаряемости), то можно судить о том, что масло сделано на качественном синтетическом базовом масле.

Чем выше плотность, тем хуже масло проходит по всем каналам и зазорам в двигателе, а из-за этого усложняется вращение коленчатого вала. Это приводит к его увеличенному износу, отложений, количества нагара и повышенному расходу топлива. Но и малая плотность смазки тоже плохо — из-за нее образуется тонкая и нестабильная защитная пленка, ее быстрое выгорание. Если двигатель чаще работает на холостых оборотах или в режиме старт-стоп, то лучше использовать менее плотную смазочную жидкость. А при длительном движении на больших скоростях — более плотную.

Поэтому, все производители масел придерживаются диапазона плотности выпускаемых ими масел в диапазоне 0,830….0,88 кг/м³, где только крайние диапазоны считаются высшим качеством. А вот плотность от 0,83 до 0,845 кг/м³ — это признак эстеров и ПАО в масле. А если плотность составляет 0,855… 0,88 кг/м³ — это означает, что было добавлено слишком много присадок.

Температура вспышки

Это самая низкая температура, при которой пары нагреваемого моторного масла при определенных условиях образуют смесь с воздухом, взрывающуюся при поднесении пламени (первая вспышка). При температуре вспышки моторное масло еще не воспламеняется. Температуру вспышки определяют при нагревании моторного масла в открытом или закрытом тигле.

Это показатель наличия в масле легкокипящих фракций, что определяет способность состава образовывать нагар и сгорать при соприкосновении с горячими деталями двигателя. У качественного и хорошего масла значение температуры вспышки должно быть как можно выше. У современных моторных масел температура вспышки превышает +200°C, обычно она равна +210…230°C и выше.

Температура застывания

Значение температуры по Цельсию, когда масло теряет физические свойства, характерные жидкости, то есть, застывает, становится неподвижным. Важный параметр для автолюбителей, проживающих в северных широтах, да и другим автовладельцам, кто часто запускает двигатель «на холодную».

Хотя на самом деле в практических целях значение температуры застывания не используется. Для характеристики работы масла в мороз существует другое понятие — минимальная температура прокачиваемости, то есть, минимальная температура, при которой масляный насос в состоянии прокачать масло в системе. А она будет немного выше, чем температура застывания. Поэтому в документации имеет смысл обращать внимание именно на минимальную температуру прокачиваемости.

Что касается температуры застывания, то она должна быть на 5…10 градусов ниже, чем самые низкие температуры, при которых работает двигатель. Это может быть -50°С…-40°С и так далее, в зависимости от конкретной вязкости масла.

Присадки

Кроме этих основных характеристик моторных масел также можно встретить и дополнительные результаты лабораторных анализов на количество цинка, фосфора, бора, кальция, магния, молибдена и других химических элементов. Все эти присадки улучшающие характеристики масел. Они защищают от задиров и износов двигатель, а также продлевают работу самого масла, не давая ему окислятся или лучше держать межмолекулярные связи.

Сера — имеет противозадирные свойства. Фосфор, хлор, цинк и сера — противоизносные свойства (упрочняют масляную пленку). Бор, молибден — уменьшают трение (дополнительный модификатор для максимального эффекта снижения износа, задиров и трения).

Но кроме улучшений они имеют и обратные свойства. В частности, оседают в виде нагара в двигателе или попадают в катализатор, где накапливаются. Например, для дизелей с DPF, SCR и накопительных нейтрализаторов сера — враг, а для окислительных нейтрализаторов враг — фосфор. А вот моющие присадки (детергенты) Ca и Mg при сгорании образуют золу.

Помните, что чем меньше присадок находится в масле, тем стабильнее и предсказуемее эффект их воздействия. Поскольку они будут мешать друг другу получить четкий сбалансированный результат, не раскрыв весь заложенный в них потенциал, а также давать более отрицательный побочный эффект.

Защитные свойства присадок зависят от способов изготовления и качества сырья, поэтому их количество не всегда показатель лучшей защиты и качества. Поэтому у каждого автопроизводителя для применения в конкретном моторе есть свои ограничения.

Срок службы

В большинстве автомобилей моторное масло меняется в зависимости от пробега машины. Однако на некоторых марках смазывающих жидкостей на канистрах прямо указывают срок их действия. Это обусловлено химическими реакциями, происходящими в масле в процессе его работы. Обычно выражается в количестве месяцев беспрерывной работы (12, 24 и Long Life) или количестве километров.

Таблицы параметров моторных масел

Для полноты информации приведем несколько таблиц, где приведена информация о зависимости одних параметров моторного масла от других или от внешних факторов. Начнем с группы базовых масел в соответствии со стандартом API (API — американский институт нефти). Так, масла делятся по трем показателям — индексу вязкости, содержанию серы и массовой доле нафтенопарафиновых углеводородов.

Классификация APIIIIIIIIVV0,03
Содержание насыщенных углеводородов, %90>90ПАОЭфиры

Температура вспышки индустриального масла

Что такое температура вспышки индустриального масла? От каких показателей она зависит? Обо этом всем и не только расскажем дальше в статье.

В общем случае температурные характеристики индустриальных масел характеризуют критические точки их эксплуатации – высокотемпературные и низкотемпературные. К первым относят температуру вспышки и температуру воспламенения. Ко вторым – температуру застывания, равновесную температуру застывания и температуру помутнения.

Температура вспышки

Это температура, при которой происходит образование смеси паров нагреваемого нефтепродукта с окружающим воздухом, вспыхивающей при действии огня, но очень быстро гаснущей в связи с низкой интенсивностью испарения.

Температура воспламенения

Если индустриальное масло продолжать нагревать, то оно достигнет следующей точки – температуры воспламенения. При ней процесс горения масла происходит на протяжении не менее, чем пяти секунд.

В большинстве случаев температуру вспышки указывают среди типовых характеристик индустриальных масел. Она определяется фракционным составом масла и структурой молекул его базовых компонентов.

Температура вспышки индустриальных масел важна по нескольким причинам. Во-первых, она показывает пожароопасность масла, поэтому при покупке этого продукта желательно выбирать масла с более высоким значением температуры вспышки. Во-вторых, она дает представление о наличии летучих фракций в масле, испаряющихся быстрее в работающем двигателе (расход масла на угар). В-третьих, понижение температуры вспышки, выявленное при проведении анализа масла, указывает на его разбавление топливом.

Если замечено понижение температуры вспышки вместе с понижением вязкости индустриального масла, то это является тревожным сигналом – необходимо срочно проводить поиск неисправностей системы зажигания или системы подачи топлива.

Определение температуры вспышки

На практике температуру вспышки индустриального масла можно определить с помощью двух методов – в открытом и закрытом тигле.

Метод открытого тигла еще называют методом Кливленда, а метод закрытого тигла – методом Пенкси-Мартенса. Разница найденного численного значения температуры вспышки индустриального масла с помощью приведенных методов в большинстве случаев не превышает 20 ºС.

Для индустриальных масел применяется в основном метод открытого тигла (Кливленда). Метод закрытого тигла (Пенкси-Мартенса) используют в основном для определения температуры вспышки топлив. Но на практике бывают случаи определения данного параметра индустриальных масел с помощью метода Пенкси-Мартенса.

Значение температуры вспышки для основных марок индустриальных масел

 №

 Марка масла

 Температура вспышки,определяемая в открытом тигле, °С, не ниже

 1

 И-5А

 140

 2

 И-8А

 150

 3

 И-12А

 170

 4

 И-12А1

 165

 5

 И-20А

 200

 6

 И-30А

 210

 7

 И-40А

 220

 8

 И-50А

 225

ПРОЗРАЧНОСТЬ

СЕРВИС ДЛЯ ВАС

Масла моторные. Метод определения кажущейся вязкости в интервале температур от минус 5 °С до минус 35 °С с использованием имитатора холодной прокрутки – РТС-тендер

     

ГОСТ 33111-2014

МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ

МКС 75.080

Дата введения 2016-07-01

Цели, основные принципы и общие правила проведения работ по межгосударственной стандартизации установлены ГОСТ 1.0 «Межгосударственная система стандартизации. Основные положения» и ГОСТ 1.2 «Межгосударственная система стандартизации. Стандарты межгосударственные, правила и рекомендации по межгосударственной стандартизации. Правила разработки, принятия, обновления и отмены»

Сведения о стандарте

1 ПОДГОТОВЛЕН Межгосударственным техническим комитетом по стандартизации МТК 31 «Нефтяные топлива и смазочные материалы», Открытым акционерным обществом «Всероссийский научно-исследовательский институт по переработке нефти» (ОАО «ВНИИ НП») на основе собственного перевода на русский язык англоязычной версии стандарта, указанного в пункте 5

2 ВНЕСЕН Федеральным агентством по техническому регулированию и метрологии

3 ПРИНЯТ Межгосударственным советом по стандартизации, метрологии и сертификации (протокол от 14 ноября 2014 г. N 72-П)

За принятие проголосовали:

Краткое наименование страны по МК (ИСО 3166) 004-97

Код страны по МК (ИСО 3166) 004-97

Сокращенное наименование национального органа по стандартизации

Армения

AM

Минэкономики Республики Армения

Беларусь

BY

Госстандарт Республики Беларусь

Киргизия

KG

Кыргызстандарт

Молдова

MD

Молдова-Стандарт

Россия

RU

Росстандарт

Таджикистан

TJ

Таджикстандарт

4 Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 21 мая 2015 г. N 401-ст межгосударственный стандарт ГОСТ 33111-2014 введен в действие в качестве национального стандарта Российской Федерации с 1 июля 2016 г.

5 Настоящий стандарт идентичен стандарту ASTM D 5293-2010* «Метод определения кажущейся вязкости моторных и базовых масел в интервале температур от минус 5°C до минус 35°C с использованием имитатора холодной прокрутки» («Standard test method for apparent viscosity of engine oils and base stocks between -5°C and -35°C using cold-cranking simulator», IDT).

________________

* Доступ к международным и зарубежным документам, упомянутым в тексте, можно получить, обратившись в Службу поддержки пользователей. — Примечание изготовителя базы данных.

Стандарт разработан комитетом ASTM D02 «Нефтепродукты и смазочные материалы», и непосредственную ответственность за метод несет подкомитет D02.07 «Реология неньютоновских жидкостей при низкой температуре».

Наименование настоящего стандарта изменено относительно наименования указанного стандарта для приведения в соответствие с ГОСТ 1.5 (подраздел 3.6).

При применении настоящего стандарта рекомендуется использовать вместо ссылочных стандартов соответствующие им межгосударственные стандарты, сведения о которых приведены в дополнительном приложении ДА.

6 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

7 ПЕРЕИЗДАНИЕ. Август 2019 г.

8 Настоящий стандарт подготовлен на основе применения ГОСТ Р 52559-2006 «Масла моторные. Метод определения кажущейся вязкости при температуре от минус 5° до минус 35° с использованием имитатора холодной прокрутки»

Информация о введении в действие (прекращении действия) настоящего стандарта и изменений к нему на территории указанных выше государств публикуется в указателях национальных стандартов, издаваемых в этих государствах, а также в сети Интернет на сайтах соответствующих национальных органов по стандартизации.

В случае пересмотра, изменения или отмены настоящего стандарта соответствующая информация будет опубликована на официальном интернет-сайте Межгосударственного совета по стандартизации, метрологии и сертификации в каталоге «Межгосударственные стандарты»

1.1 Настоящий стандарт распространяется на моторные и базовые масла и устанавливает метод определения кажущейся вязкости с использованием имитатора холодной прокрутки (CCS) в интервале температур от минус 5°C до минус 35°C при напряжениях сдвига от 50000 до 100000 Па, скоростях сдвига от 10 до 10 с и вязкостях от 500 до 25000 мПа·с. Диапазон измерений зависит от модели и программного обеспечения аппарата CCS. Результаты определения кажущейся вязкости по данному методу характеризуют эксплуатационные свойства моторных масел при запуске двигателя.

1.2 Специальная методика определения кажущейся вязкости масел с высокими вязкоупругими свойствами с использованием ручного прибора приведена в приложении Х1.

1.3 Процедуры предусмотрены как для ручного, так и для автоматизированного определения кажущейся вязкости моторных масел на аппарате CCS.

1.4 Значения, установленные в единицах СИ, считаются стандартными. Другие единицы измерения не включены в настоящий стандарт.

1.5 В настоящем стандарте не предусмотрено рассмотрение всех вопросов обеспечения безопасности, связанных с его использованием. Пользователь настоящего стандарта несет ответственность за установление соответствующих правил по технике безопасности и охране здоровья, а также определяет целесообразность применения законодательных ограничений перед его использованием. Особые требования к мерам предосторожности приведены в разделе 8.

В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты. Для датированных ссылок применяют только указанное издание ссылочного стандарта, для недатированных — последнее издание (включая все изменения).

2.1 Стандарты ASTM

_______________

Уточнить ссылки на стандарты АСТМ можно на сайте www.astm.org или в службе поддержки клиентов АСТМ: [email protected]. В информационном томе ежегодного сборника стандартов (Annual Book of ASTM Standards) следует обращаться к сводке стандартов ежегодного сборника стандартов на странице сайта.

ASTM D 2162, Practice for basic calibration of master viscometers and viscosity oil standards (Руководство по основной калибровке контрольных вискозиметров и стандартам вязкости масла)

ASTM D 2602, Test method for apparent viscosity of engine oils at low temperature using the cold-cranking simulator (Withdrawn 1993) [Метод определения кажущейся вязкости моторных масел при низкой температуре с использованием имитатора холодной прокрутки (Отменен в 1993 г.])

_______________

С последней версией стандарта можно ознакомиться на сайте www.astm.org.

ASTM D 4057, Practice for manual sampling of petroleum and petroleum products (Руководство по ручному отбору проб нефти и нефтепродуктов)

2.2 Стандарты ISO

ISO 17025, General requirement for the competence of testing and calibration laboratories (Общие требования к компетенции испытательных и калибровочных лабораторий)

_______________

Можно ознакомиться в American National Standards Institute (ANSI), 25 W, 43rd.St., 4th Floor, New York. NY 10036, http://www.ansi.org.

В настоящем стандарте использованы следующие термины с соответствующими определениями:

3.1 Определения

3.1.1 ньютоновское масло или жидкость (newtonian oil or fluid): Масло или жидкость, которые при всех скоростях сдвига сохраняют постоянную вязкость.

3.1.2 неньютоновское масло или жидкость (non-newtonian oil and fluid): Масло или жидкость, вязкость которых изменяется при изменении скорости или напряжения сдвига.

3.1.3 вязкость (viscosity): Свойство жидкости, определяющее ее внутреннее сопротивление напряжению сдвига по формуле

,                                                            (1)

где — напряжение на единицу площади, Па;

— скорость сдвига, с.

3.1.3.1 Пояснение

Иногда называют коэффициентом динамической вязкости. Данный коэффициент является мерой сопротивления жидкости течению. В единицах СИ значение вязкости выражают в Па·с; на практике удобнее применять кратные единицы (мПа·с). 1 мПа·с равен 1 сП (сантипуаз).

3.2 Определения терминов, специфичных для настоящего стандарта

3.2.1 кажущаяся вязкость (apparent viscosity): Вязкость, определенная по методу настоящего стандарта.

3.2.1.1 Пояснение

В связи с тем, что многие моторные масла при низкой температуре являются неньютоновскими жидкостями, их кажущаяся вязкость может изменяться с изменением скорости сдвига.

3.2.2 калибровочные масла (calibration oils): Масла с известной вязкостью и вязкостно-температурной характеристикой, используемые для установления калибровочного соотношения между вязкостью и скоростью вращения ротора.

3.2.3 контрольное масло (check oil): Партия испытуемого масла, используемого для мониторинга выполнения измерения.

3.2.4 испытуемое масло (test oil): Любое масло, вязкость которого определяют по настоящему методу.

3.2.5 масло с вязкоупругими свойствами (viscoelastic oil): Неньютоновское масло или жидкость, которое может подниматься вверх по валу ротора при его вращении.

Электродвигатель приводит в действие ротор, установленный внутри статора с очень малым зазором от его стенки. Объем между ротором и статором заполняют маслом. Температуру испытания измеряют у внутренней стенки статора и поддерживают регулируемым потоком хладагента. Скорость ротора является функцией вязкости масла. По измеренной скорости ротора с использованием калибровочной кривой определяют вязкость испытуемого масла.

5.1 Кажущаяся вязкость масел для автомобильных двигателей на аппарате CCS коррелируется с прокруткой двигателя стартером при низкой температуре. Показатель кажущейся вязкости, определенный на аппарате CCS, не пригоден для прогнозирования прокачиваемости масла при низкой температуре применительно к масляному насосу двигателя и системе распределения масла.

Показатели при запуске двигателя были измерены Координационным научно-исследовательским советом (CRC) L-49 с эталонными маслами, имеющими вязкости от 600 до 8400 мПа с (сП) при температуре минус 17,8°C, а также от 2000 до 20000 мПа·с (сП) при температуре минус 28,9°C.

_______________

CRC Отчет N 409 «Оценка лабораторных вискозиметров для прогнозирования значений кажущейся вязкости моторных масел в диапазоне от 00F до минус 200F», апрель 1968 г., Coordinating Research Council, Inc., 219 Perimeter Center Parkway. Atlanta. GA 30346.

Зависимость между показателями при запуске двигателя и аппарата CCS с эталонными маслами приведена в приложениях X1 и Х2 для испытаний по ASTM D 2602 1967 Т издания и отчете CRC 409. Поскольку методика по CRC L-49 менее точная, чем процедура на аппарате CCS, и не стандартизирована, то кажущаяся вязкость, определяемая на аппарате CCS, не может точно предсказывать поведение масла в конкретном двигателе при его запуске. При этом корреляция кажущейся вязкости, определенной на аппарате CCS, со средними значениями результатов запуска двигателя по методике CRC L-49 является удовлетворительной.

_______________

CRC Отчет N 409 «Оценка лабораторных вискозиметров для прогнозирования значений кажущейся вязкости моторных масел в диапазоне от 00F до минус 200F», апрель 1968 г., Coordinating Research Council, Inc., 219 Perimeter Center Parkway. Atlanta. GA 30346.

Подтверждающие данные хранятся в штаб-квартире ASTM и доступны по запросу Research Report RR:D02-1402.

5.2 Корреляция между кажущейся вязкостью, определенной на аппарате CCS и прокруткой двигателя подтверждена испытаниями при температуре от минус 1°C до минус 40°C 17 образцов товарных моторных масел классов вязкости SAE 5W, 10W, 15W и 20W. Оценивали как синтетические, так и минеральные моторные масла.

5.3 Корреляция между пусковыми свойствами в условиях легкого режима нагрузок и измеренной на аппарате CCS кажущейся вязкостью была установлена по результатам исследования работы двигателя при низкой температуре. В этом исследовании выполняли испытание на 10 двигателях 1990-х годов выпуска в интервале температур от минус 5°C до минус 40°C с использованием шести образцов товарных моторных масел классов вязкости SAE 0W, 5W, 10W, 15W, 20W и 25W.

_______________

Подтверждающие данные хранятся в штаб-квартире ASTM и доступны по запросу Research Report RR: D02-1442.

5.4 Измерение вязкости базовых масел обычно проводят для определения их пригодности применения в составе моторного масла. Значительное число калибровочных масел для настоящего метода являются базовыми маслами, которые можно использовать в составе моторного масла.

6.1 Используют два типа аппаратов: ручной имитатор холодной прокрутки (приложение Х1) и автоматизированный аппарат CCS (6.2 и 6.3).

6.2 Автоматизированный аппарат CCS, состоящий из электромотора постоянного тока (dc), приводящего в действие ротор, находящийся внутри статора, датчика скорости или тахометра, измеряющего скорость ротора; амперметра постоянного тока со шкалой тонкой регулировки контроля тока, системы контроля температуры статора, поддерживающей температуру в пределах ±0,05°C от заданной и системы охлаждения, совместимой с системой контроля температуры, компьютером и насосом для ввода образца.

_______________

Единственным производителем аппарата в настоящее время является Cannon Instrument Co., State College, PA 16804. Website: www.cannoninstrument.com.

6.3 Автоматизированный аппарат CCS, описанный в 6.2, с автосэмплером, обеспечивающим многократное последовательное испытание образцов под контролем компьютера без участия оператора.

_______________

Единственным производителем аппарата в настоящее время является Cannon Instrument Co., State College, PA 16804. Website: www.cannoninstrument.com.

6.4 Калиброванный термистор, устанавливаемый у внутренней поверхности статора для определения температуры испытания.

_______________

Единственным производителем аппарата в настоящее время является Cannon Instrument Co., State College, PA 16804. Website: www.cannoninstrument.com.

6.4.1 Для устойчивого теплового контакта с датчиком температуры периодически очищают тепловой канал статора и помещают в него каплю теплоносителя с высоким содержанием серебра.

6.5 Система охлаждения

6.5.1 Холодильник для жидкого хладагента, обеспечивающий поддержание температуры приблизительно на 10°C ниже температуры испытания. При температуре хладагента ниже минус 30°C используют двухступенчатую систему охлаждения. Длина соединительных шлангов между аппаратом CCS и холодильником должна быть минимальной (менее 1 м), шланги должны иметь теплоизоляцию.

6.5.1.1 Хладагент, осушенный метанол

Если при работе в условиях повышенной влажности в метанол попадает вода, его заменяют осушенным метанолом для обеспечения постоянного контроля температуры.

6.5.2 Для термоэлектрически охлаждаемых статоров температуру охлаждения воды или другой жидкости, используемой в системе охлаждения (хладагента), следует устанавливать на значение приблизительно 5°C, чтобы поддерживать температуру испытания образца. Хладагент должен содержать 10% гликоля для предотвращения забивки потока вследствие образования льда.

7.1 Калибровочные масла

Калибровочные масла — ньютоновские масла с низкой температурой помутнения должны быть сертифицированы в независимой лаборатории, аккредитованной на соответствие требованиям ISO 17025. Вязкость калибровочных масел следует определять по ASTM D 2162. Приблизительные значения вязкости масел при определенных температурах приведены в таблице 1, точные значения вязкости прилагаются к каждому стандартному образцу.

Таблица 1 — Вязкость калибровочных масел

Марка масла

Приблизительное значение вязкости, мПа·с, при температуре, Е°С

минус 5°C

минус 10°C

минус 15°C

минус 20°C

минус 25°C

минус 30°C

минус 35°C

CL080







900

CL090







1200

СL100(10)







1700

CL110






1550

2500

СL120(12)





800

1600

3200

CL130






2900

4850

СL140(14)





1600

3250

7000

CL150




1700

2700

4600

8050

СL160(16)





2500

5500

11000

CL170



1450

2250

3700

6300

11300

СL190(19)




1800

3500

7400

17000

CL200



1677

2650

4300

7550

13700

CL220(22)



1300

2500

5100

11000


CL240



2250

3600

6000

10700

19800

CL250(25)



1800

3500

7400

17200


CL260


1750

2700

4400

7500

13400


CL280(28)


1200

2500

5000

9300



CL300


2400

3750

6100

10500

19300


CL320(32)


1800

3500

7300

15900



CL340


2700

4200

7000

12194



CL380(38)


2900

5800

13000




CL420


5200

8500

14405




CL480(48)

2300

4500

9500

21000




CL530


6000

9843

16881




CL600(60)

3700

7400

15600





CL680


9550






CL740(74)

6000

12000






    Следует проконсультироваться с поставщиком по определенным значениям.


    Масло, используемое для калибровки, проверяют с помощью CCS-2B или CCS-4 или 5 с версиями программного обеспечения 3.x или 5.x.

    Масло, используемое для калибровки, проверяют с помощью CCS-4 или 5 с версиями программного обеспечения 4.x или 6.x.

     

8.1 При работе с метанолом или гликолем необходимо соблюдать требования безопасности как по токсичности, так и по воспламеняемости.

8.2 Если обнаружена утечка метанола из аппаратуры, то перед дальнейшим проведением испытания ее следует устранить.

Для получения достоверных результатов пробы отбирают по ASTM D 4057, позволяющем получить представительные пробы испытуемого масла, не содержащие взвешенные твердые частицы и воду. Если температура образца в контейнере ниже температуры точки росы, то перед тем, как открыть контейнер, его нагревают до комнатной температуры. Если образец содержит взвешенные твердые частицы, используют центрифугу для удаления частиц размером более 5 мкм и сливают отстоявшийся слой жидкости. Проведение фильтрации нежелательно. Образец испытуемого масла не встряхивают, так кака это приводит к вовлечению в него воздуха и получению недостоверных результатов.

10.1 При запуске нового прибора или замене любой части вискозиметрической ячейки или привода (двигателя, приводного ремня и т.д.) устанавливают силу тока двигателя, как описано ниже. Силу тока проверяют по 10.3 ежемесячно до получения изменения значений последовательных показаний силы тока менее 0,005 А, затем — каждые 3 мес.

10.2 Проверка температуры

Для проверки точности и правильности измерения температуры используют датчик проверки температуры (синий TVP) (предусмотрено только в последних моделях приборов).

10.2.1 Вставляют синий TVP вместо рабочего термистора на задней панели аппарата.

10.2.2 В программе меню Service выбирают пункт CCS Temperature Verification Service и регистрируют разность между двумя значениями температур, отображенных в окошках.

10.2.3 То же повторяют со вторым датчиком.

10.2.4 Зарегистрированные расхождения должны быть менее 0,06°C. В противном случае обращаются в службу сервиса.

10.3 Сила тока двигателя

В программном обеспечении прибора используют опцию «Set Motor Current», а в качестве образца — калибровочное масло CL 250 (3500 мПа·с). С помощью выбранной опции образец охлаждают и выдерживают при температуре испытания минус 20,0°C так же, как и испытуемый образец. Повторную калибровку выполняют по 10.3.1. Повторную проверку значения силы тока двигателя выполняют по 10.3.2.

10.3.1 Чтобы установить скорость вращения ротора, через 20 с после включения двигателя проверяют и регулируют показание скорости его оборотов до (0,240±0,001) KRPM (отображение на экране компьютера «SPEED» («скорость»), медленно поворачивая круговую шкалу регулировки силы тока «CURRENT ADJUST DIAL». Регулировку следует завершить через 50-75 с после начала вращения двигателя. Если это занимает больше времени, повторяют по 10.3.

10.3.2 При повторной проверке силы тока отмечают скорость двигателя через 55-60 с после запуска мотора. Если скорость отличается от 0,240 KRPM менее чем на 0,005 KRPM, отмечают силу тока и скорость перед продолжением работы. Также можно повторно отрегулировать скорость до 0,240 KRPM и отметить новое установившееся значение силы тока. Повторная калибровка необязательна, пока не будут проведены две последовательные регулировки скорости мотора в одном направлении с момента последней калибровки. Если нет необходимости в повторной калибровке, выполняют процедуры по разделу 11 или продолжают по 10.4.

10.3.3 Если при повторной проверке силы тока выявлено, что скорость ротора отличается от 0,240 KRPM более чем на 0,005 KRPM, настраивают повторно скорость ротора на 0,240 KRPM и регистрируют установившееся значение силы тока. Продолжают калибровку в соответствии с 10.4.

10.4 Процедура калибровки

Используя соответствующие масла для каждой температуры испытания (см. таблицу 1), калибруют CCS в соответствии с требованиями раздела 11.

Примечание 1 — Пользователи аппаратов CCS 4/5 с программным обеспечением, основанным на DOS, должны провести серию испытаний образцов калибровочных масел. Пользователи должны регистрировать значения вязкости и скорости в VISDISK, чтобы рассчитать константы калибровки. Полученные новые константы вносят вручную в файл данных калибровки, используемый программным обеспечением CCS. При необходимости обращаются за помощью к поставщику прибора.

10.4.1 Требования к матрице калибровочного масла

Для каждой калибровки температуры выбирают из таблицы 2 масло группы А, не менее трех масел группы В и одно масло группы С. Выбранные масла группы В должны иметь равные диапазоны вязкости. Набор калибровочных масел должен быть достаточным, чтобы обеспечить получение 10 наборов данных, состоящих из температуры, скорости и известной вязкости для определения вязкости по уравнению калибровки по 10.5. Для получения требуемых 10 наборов данных анализ калибровочного масла может быть выполнен дважды. Набор калибровочных данных должен иметь не менее 10 наборов данных по калибруемой температуре, имеющей равные диапазоны вязкости калибровочных масел. Необходимо выполнять анализ в тех же условиях, что и при первом анализе. Например, если при температуре минус 35°C калибровочная кривая состоит из данных, полученных при анализе набора образцов калибровочных масел CL080, CL100, CL120, CL140, CL160, CL190, то при следующем анализе применяют тот же самый набор масел CL080, CL100, CL120, CL140, CL160, CL190.

Таблица 2 — Наборы калибровочных масел в зависимости от температуры испытания

Температура испытания

Группа А (предпочтительное калибровочное масло или альтернативное)

Группа В (используют не менее трех калибровочных масел из этой группы, равномерно распределенных по вязкости)

Группа С (используют одно калибровочное масло из группы)

Минус 35°C

CL080 или CL090

CL090, CL100, CL110, CL120, СL130, CL140, CL150, CL160, CL170, CL200

CL190, CL220, CL240

Минус 30°C

СL100 или СL110

CL110, CL120, СL130, CL140, CL150, CL160, CL170, CL190, CL200, CL220, CL260

CL250, CL280, CL300

Минус 25°C

CL120 или СL130

СL130, CL140, CL150, CL160, CL170, CL190, CL200, CL220, CL250, CL260, CL280, CL300

CL320, CL340, CL380

Минус 20°C

СL140 или СL150

CL150, CL160, CL170, CL190, CL200, CL220, CL250, CL260, CL280, CL300, CL320, CL340, CL380, CL420

CL480, CL530

Минус 15°C

СL190 или СL170

CL170, CL200, CL220, CL240, CL250, CL260, CL280, CL300, CL340, CL380, CL420, CL480, CL530

CL600

Минус 10°C

CL250 или CL260

CL260, CL280, CL300, CL340, CL380, CL420, CL480, CL530, CL600, CL680

CL740

Из группы А желательно использовать предпочтительное калибровочное масло.

10.5 Уравнение калибровки

Компьютерная программа проводит регрессионный анализ калибровочных данных по диапазону уровня вязкости при каждой температуре калибровки по следующему уравнению

,                                            (2)

где — кажущаяся вязкость, мПа·с;

, , — коэффициенты регрессии;

— скорость ротора, KRPM.

10.6 Условия надежности калибровки

10.6.1 Коэффициент регрессии, показанный программным обеспечением, составляет не менее 0,99.

10.6.2 Калибровочные данные с отклонением более чем на 1,6% от сертифицированного стандартного образца вязкости отсутствуют. Желательно, чтобы все отклонения были менее 1%.

10.6.3 Если отклонение более трех значений вязкости не соответствует заданным пределам, то повторяют калибровку для выбранной температуры испытания. Если для повторной калибровки, выполняемой в течение четырех рабочих дней, используют полный набор калибровочных образцов, то все данные можно включить в расчет коэффициентов регрессии. Если испытывают только не включенные в расчет масла, необходимо включить в расчет два калибровочных масла из предыдущего испытания.

10.6.4 При температуре испытания результаты калибровки следует получать по возможности в течение очень краткого отрезка времени. Если время от начала до завершения калибровки при данной температуре составляет более четырех рабочих дней, пользователь должен включить результаты калибровки с использованием одного или двух первых калибровочных масел. Это обеспечит работу прибора при тех же условиях, как первоначальные. Если пользователь регулярно дополнительно вносит калибровочные данные в журнал калибровки, четырехдневный период не применяют.

10.6.5 Набор данных калибровки при температуре испытания должен содержать не менее 10 значений, распределенных в имеющемся в распоряжении вязкостном калибровочном диапазоне после исключения выпадающих значений.

11.1 Помещают в емкость вместимостью 60 см не менее 55 см испытуемого образца.

Примечание 2 — При применении адаптера для малого количества образца инструкции, изложенные в приложении Х3, заменяют инструкциями в 11.1-11.3.

Примечание 3 — При применении автосамплера следят, чтобы склянки подходили к лотку для образцов и трубки для впрыска не достигали дна контейнера, так как это позволит избежать попадания любого осадка в аппарат.

11.2 Идентифицируют испытуемый образец и температуру(ы) испытания для него.

11.3 Для аппарата с автоматической подачей образцов повторяют процедуры по 11.1 и 11.2 до тех пор, пока все склянки с образцами не будут находиться на лотке и результаты не будут введены в матрицы испытания на компьютере.

Примечание 4 — Рекомендуется испытывать контрольное масло с каждым набором образцов.

11.4 Следуя инструкциям системы программного обеспечения, испытывают образец. Во время испытания аппарат будет охлаждать образец примерно до температуры испытания и поддерживать ее в течение 180 с. После выдерживания начнется вращение ротора и будет зарегистрирована его скорость, но для расчета вязкости используют только среднюю скорость в интервале времени испытания от 55 до 60 с.

Примечание 5 — Новый образец автоматически заменит предыдущий испытуемый образец в вискозиметрической ячейке без использования растворителя. Контролируют температуру и работу двигателя CCS с помощью компьютера. На экране компьютера отображаются результаты измерения скорости ротора и расчета вязкости испытуемого образца.

11.4.1 При применении контрольного масла результаты считаются сомнительными, если они выходят за пределы ожидаемого значения воспроизводимости. Если это возникает при двух последовательных измерениях, то повторно проверяют скорость вращения ротора с маслом CL 250 при температуре минус 20°C. Если скорость вращения ротора отличается от (0,240±0,005) KRPM, исследуют и устраняют причину отклонения. Возможно, необходима повторная калибровка.

В протоколе испытания записывают рассчитанную вязкость и температуру, отображаемую на мониторе компьютера.

13.1 Прецизионность

_______________

Подтверждающие данные хранятся в штаб-квартире ASTM и доступны по запросу Research Report RR:D02-1459.

Подтверждающие данные хранятся в штаб-квартире ASTM и доступны по запросу Research Report RR:D02-1653.

Прецизионность настоящего метода испытания с применением CCS-4/5 (аппараты с контактным охлаждением), использующего систему программного обеспечения версии 4.x или выше и с применением CCS-2050/2100 (термоэлектрически охлаждаемые аппараты), использующий модуль системы программного обеспечения ViscPro CCS для серии 2100, определенная статистическим исследованием межлабораторного испытания по температурному диапазону от минус 20°C до минус 35°C и диапазону вязкости от 2700 до 15000 мПа·с, для каждого аппарата приведена ниже:

Повторяемость, %

Воспроизводимость, %

Аппараты с постоянным охлаждением

3,1

7,3

Термоэлектрически охлаждаемые аппараты

1,5

6,0

13.1.1 Повторяемость (сходимость)

Расхождение между результатами последовательных испытаний, полученными одним и тем же оператором на одной и той же аппаратуре в постоянно действующих условиях на идентичном исследуемом материале в течение длительного периода времени при нормальном и правильном выполнении метода испытания, превышает значения, указанные в 13.1, только в одном случае из 20.

13.1.2 Воспроизводимость

Расхождение между двумя единичными и независимыми результатами, полученными разными операторами, работающими в разных лабораториях, на идентичном исследуемом материале в течение длительного периода времени, может превышать значения, указанные в 13.1, только в одном случае из 20.

13.2 Сущность межлабораторного исследования

В межлабораторном исследовании принимали участие 13 лабораторий, которые использовали 11 термоэлектрически охлаждаемых аппаратов и восемь аппаратов с контактным охлаждением, оценивающих 12 моторных масел с вязкостью в диапазоне от 2700 до 15000 мПа·с при температурах испытания от минус 20°C до минус 35°C. Все лаборатории использовали аппарат с программным обеспечением версии 4.x или выше для приборов с контактным охлаждением или с модулем системы программного обеспечения ViscPro CCS для измерения кажущейся вязкости. В то время как в качестве испытуемых образцов не использовались базовые масла, калибровку проводили, используя в качестве калибровочных масел базовые масла.

13.3 Смещение

Смещение между кажущейся вязкостью образцов, измеряемой с применением аппаратов с контактным охлаждением, и термоэлектрически охлаждаемых аппаратов, не установлено.

Приложения
(справочные)

     

Х1.1 Аппаратура

Х1.1.1 Ручной аппарат CCS, состоящий из электромотора постоянного тока (dc), приводящего в движение ротор, находящийся внутри статора, датчика скорости вращения ротора или тахометра, измеряющего скорость вращения ротора, амперметра постоянного тока и шкалы тонкой регулировки контроля тока, системы контроля температуры статора, поддерживающей температуру в пределах ±0,05°C от заданной температуры, и циркуляционного насоса для хладагента, совмещенного с системой контроля температуры.

________________

Единственным производителем аппарата в настоящее время является Cannon Instrument Co., State College, PA 16804. Website: www.cannoninstrument.com.

Х1.1.2 Калибровочный термистор

Датчик, устанавливаемый у внутренней поверхности статора для показания температуры испытания.

Х1.1.3 Система охлаждения

Холодильник для жидкого хладагента необходим для поддержания температуры хладагента не менее чем на 10°C ниже температуры испытания. Предпочтительно механическое охлаждение, но допускается применять системы с сухим льдом. Соединительные шланги между аппаратом CCS и холодильником должны иметь минимальную длину и хорошую теплоизоляцию.

Х1.1.4 Следует обеспечить хороший тепловой контакт между температурным датчиком и тепловым каналом статора. Тепловой канал периодически очищают и помещают в него каплю теплоносителя с высоким содержанием серебра. Регулируют и устанавливают температуру хладагента в вискозиметрической ячейке не менее чем на 10°C ниже температуры испытания.

Х1.1.5 Хладагент, обезвоженный метанол

При загрязнении метанола водой вследствие работы в условиях высокой влажности его заменяют обезвоженным метанолом с целью обеспечения постоянного контроля температуры, особенно при охлаждении сухим льдом.

Х1.1.6 Циркуляционный насос для метанола (только для ручного аппарата CCS) — для циркуляции теплого метанола через статор, чтобы упростить смену образца и способствовать испарению чистящих растворителей.

_______________

Единственным производителем аппарата в настоящее время является Cannon Instrument Co., State College, PA 16804. Website: www.cannoninstrument.com.

Х1.2 Реактивы и материалы

Х1.2.1 Ацетон

Предупреждение — Опасен. Чрезвычайно воспламеняем. Пары могут стать причиной пожара.

Х1.2.2 Метанол

Предупреждение — Опасен. Воспламеняем. Пары вредны.

Х1.2.3 Бензин-растворитель

Предупреждение — Пары сжигания вредны.

Х1.2.4 Калибровочные масла

Ньютоновские масла с низкой температурой помутнения, известной вязкостью и зависимостью вязкости от температуры. Приблизительные значения вязкости при определенных температурах приведены в таблице 1 настоящего стандарта; точные значения вязкости поставляются с каждым стандартным образцом.

Х1.3 Меры предосторожности

Х1.3.1 При работе с метанолом, ацетоном и бензином-растворителем необходимо применять соответствующие меры безопасности, так как указанные вещества токсичны и воспламеняемы.

Х1.3.2 При утечке метанола из аппаратуры ее устраняют перед продолжением испытания.

Х1.4 Калибровка ручного аппарата CCS

Х1.4.1 При запуске нового прибора, замене любой части вискозиметрической ячейки или компонента приводного механизма (двигателя, привода, тахометра-генератора и т.д.) определяют необходимую силу тока двигателя. Сначала ежемесячно перепроверяют силу тока привода (как описано в Х1.4.2) до тех пор, пока отклонение показаний силы тока не будет менее 0,020 А, затем — один раз в 3 мес.

Х1.4.2 Определение силы тока привода

Вставляют штекер тахометра в гнездо «CAL». Испытывают стандартный образец с вязкостью 3500 мПа·с при температуре минус 20°C в соответствии с требованиями раздела 11 настоящего стандарта. При работающем двигателе устанавливают на шкале показание скорости (0,240±0,010) единиц, регулируя силу тока. Значение силы тока должно быть постоянным при последующих калибровках и испытаниях образца при всех температурах. Если силу тока необходимо изменить, сохранив при этом показание скорости, равное (0,240±0,010) единиц для стандартного масла вязкостью 3500 мПа·с при температуре минус 20°C, проводят повторную калибровку прибора или по приведенной в Х1.4.3.

Х1.4.3 Проведение калибровки

Для каждой температуры испытания проводят калибровку, используя масла, перечисленные в таблице 1 настоящего стандарта при той же температуре в соответствии с указаниями, приведенными в Х1.5.

Х1.4.3.1 При использовании жидкостей с узким диапазоном вязкости используют не менее трех калибровочных масел, диапазон вязкостей которых соответствует испытуемым маслам.

Х1.4.4 Подготовка калибровочной кривой

В логарифмической системе координат или на специальной миллиметровой бумаге наносят значения вязкости калибровочных масел как функцию показаний скорости и чертят плавную кривую. Следует очень тщательно чертить кривую по намеченным точкам. Небрежное использование коммерческих кривых может привести к ошибкам. Типичная кривая приведена на рисунке Х1.1. В качестве альтернативного метода данному графическому используют уравнение по Х1.4.4.1.

     
Рисунок Х1.1 — Типичная диаграмма калибровки

Х1.4.4.1 Альтернативные результаты калибровки, полученные по уравнению

Калибровочные данные по ограниченному диапазону вязкости определяют по следующей формуле

,                                             (Х1.1)

где — вязкость, мПа·с;

, , — константы, определенные при испытании не менее трех калибровочных масел;

— наблюдаемое показание индикатора скорости, KRPM.

Х1.4.4.2 При наличии более трех пар данных для определения значений констант , , эти данные подвергают регрессионному анализу по следующему уравнению

.                                     (Х1.2)

Х1.4.5 Если результаты проверочных испытаний калибровочного масла не попадают в пределы ±5% значений, рассчитанных по калибровочной кривой, еще раз проверяют калибровку температурного датчика или проводят повторные испытания калибровочных масел.

Примечание Х1.1 — Каждой температуре испытания соответствует отдельная кривая или отдельное уравнение. Если калибровочные данные для двух или более температур соответствуют одной кривой или уравнению без отклонения, эту кривую или уравнение можно использовать для этих температур.

Х1.5 Проведение испытания на ручном аппарате CCS

Примечание Х1.2 — Во время испытания обеспечивают перемешивание хладагента в охлаждающей бане. Несоблюдение этого условия приводит к большим перепадам температуры в охлаждающей бане. Эти перепады оказывают влияние на температуру образца и снижают показатели прецизионности измерений вязкости.

Х1.5.1 Выводят калибровочное уравнение или строят кривую (см. раздел 10 настоящего стандарта). Перед началом любой серии определений проверяют работоспособность аппаратуры, испытывая не менее одного калибровочного масла при каждой заданной температуре. Если сила тока приводного механизма для калибровочного масла, используемого для проверки калибровки (см. таблицу 1), отличается более чем на 0,005 А от значения, определенного по Х1.4.2, повторно устанавливают силу тока, полученную по Х1.4.2, через 15 с. Когда расхождение измерения вязкости калибровочного масла от его сертифицированного значения превышает ±5%, проводят повторное испытание. При подтверждении результата проводят повторную калибровку по Х1.4.3.

Примечание Х1.3 — Для полной проверки всего режима работы с частыми интервалами (ежемесячно) рекомендуется применение контрольного масла или аналогичного стандартного образца.

Х1.5.2 В заправочную трубку пипеткой (глазной пипеткой) вводят испытуемый образец. Удостоверяются, что испытуемый образец заполняет зазор между ротором и статором с избытком жидкости над ротором, чтобы полностью залить чашу. Проворачивают ротор рукой, чтобы обеспечить лучшее распределение образца между ротором и статором. Полностью заполняют заправочную трубку и закрывают ее резиновой пробкой; при испытании образцов масел, обладающих высокими вязкоупругими свойствами, пробку, при включении двигателя следует плотно прижать (Х1.5.2.2), чтобы предотвратить выталкивание образцом пробки из трубки и последующее вытекание образца из рабочей области вискозиметрической ячейки. Специальная методика для таких образцов приведена в приложении Х2.

Примечание Х1.4 — Вязкость некоторых масел может быть достаточно высокой при комнатной температуре, что затрудняет попадание масла в зазор между ротором и статором. Если кинематическая вязкость образца масла при температуре окружающей среды превышает 100 мм/с (сСт), то перед заполнением ячейки образец нагревают до температуры не более 50°C.

Х1.5.2.1 Включают контроль температуры и подают хладагент для охлаждения статора. Для обеспечения оптимального контроля температуры следуют рекомендациям Х1.1.3 и Х1.1.4. Отмечают время подачи потока хладагента (секундомером или другим устройством учета времени в секундах). Контрольная температура должна быть достигнута за 30-60 с при температурах испытания до минус 20°C и за 60-90 с при температурах испытания до минус 30°C. Если эти пределы не выдерживаются, то заменяют холодный метанол (Х1.1.5) или регулируют его температуру. Нулевое показание на индикаторе температуры и циклическое контролирование потока хладагента показывают, что температура испытания достигнута. Устанавливают стрелку измерительного прибора немного левее нуля, чтобы после начала вращения ротора потребовалась минимальная дополнительная регулировка температуры испытания.

1) Если необходимое значение температуры устанавливается медленнее, чем указано выше, заменяют холодный метанол (Х1.1.5) или снижают его температуру (Х1.1.5).

2) Если контрольная температура достигается быстрее, чем указано выше, повышают температуру холодного метанола, чтобы обеспечить нормальный ход испытания.

Х1.5.2.2 Включают привод ротора через (180±3) с после включения потока хладагента.

Х1.5.2.3 Вставляют штекер тахометра в гнездо «CAL» и регистрируют показание прибора измерения скорости сразу после включения двигателя. Быстрое снижение показаний тахометра не менее чем на 5% ниже самого высокого значения указывает на наличие в измерительной ячейке остатков растворителя. Колебание показаний тахометра может также произойти в результате плохого теплообмена (на что указывает датчик температуры), чаще всего вызываемого плохим тепловым контактом между тепловым каналом статора и термистором. В таких случаях прекращают испытание, удаляют образец и проводят очистку измерительной ячейки по Х1.5.3. Повторяют процедуру на свежем образце, начиная с Х1.5.2.

Х1.5.2.4 Регистрируют показание тахометра через (60±5) с после запуска ротора, оценивая показание измерительного прибора с точностью 1/10 от наименьшего деления прибора для аналогового прибора, если не применяют цифровой измерительный прибор. Выключают привод ротора и прекращают подачу хладагента.

Х1.5.3 Очищают аппарат CCS следующим образом.

Х1.5.3.1 Во время очистки теплый метанол (при температуре от 35°C до 45°C) должен циркулировать вокруг статора. Подачу теплого метанола поддерживают до завершения процедуры по Х1.5.3.2. Допускается проводить подачу хладагента по Х1.5.3.3.

Х1.5.3.2 Соблюдая меры предосторожности, измерительную ячейку моют сначала бензином-растворителем, а затем ацетоном, после чего сушат с помощью вакуума. Затем проворачивают ротор несколько раз рукой и визуально убеждаются в том, что зазор между ротором и статором очищен и высушен.

Х1.5.3.3 В качестве альтернативы использованию растворителей в Х1.5.3.1 и Х1.5.3.2 заливают 30 см следующего образца для смывания предыдущего, после чего заливают в ячейку новый образец по Х1.5.2.

Х1.5.4 Оставляют в приборе последний образец из испытуемой серии образцов, чтобы предотвратить поломку прибора при случайном включении. Кроме того, последний образец можно использовать для первой серии испытаний после нерабочего периода, что дает возможность электронным деталям и двигателю достичь температуры испытания при работе с уже помещенным образцом. При запуске новой серии испытаний данные индикатора скорости по этому образцу не регистрируют.

Х1.6 Протокол испытания на ручном аппарате CCS

Х1.6.1 Рассчитывают кажущуюся вязкость испытуемого образца в мПа·с по калибровочной кривой (Х1.4.4) или по уравнению Х1.1 (Х1.4.4.1).

Х1.6.2 Записывают значение кажущейся вязкости, определенное по Х1.6.1, с точностью до 10 мПа·с и температуру испытания.

Х1.7 Прецизионность и смещение

Х1.7.1 Прецизионность

_______________

Подтверждающие данные хранятся в штаб-квартире ASTM и доступны по запросу Research Report RR:D02-1285.

Прецизионность настоящего метода испытания с использованием ручного аппарата CCS-2B (ручной), определенная статистическим исследованием результатов межлабораторных испытаний в температурном диапазоне от минус 5°C до минус 30°C и диапазоне вязкости от 1560 до 10200 мПа·с, следующая.

Х1.7.1.1 Повторяемость (сходимость)

Расхождение между последовательными результатами испытания, полученными одним и тем же оператором на одной и той же аппаратуре в постоянно действующих условиях на идентичном исследуемом материале в течение длительного периода времени при нормальном и правильном выполнении настоящего метода испытания, превышает следующие значения только в одном случае из 20:

повторяемость 5,4% от среднего значения.                      (Х1.3)

Х1.7.1.2 Воспроизводимость

Расхождение между двумя единичными и независимыми результатами, полученными разными операторами, работающими в разных лабораториях, на идентичном исследуемом материале в течение длительного периода времени, превышает следующие значения только в одном случае из 20:

воспроизводимость 8,9% от среднего значения.                    (Х1.4)

     

     

Х2.1 При испытании на ручном аппарате CCS при низкой температуре испытуемые образцы могут характеризоваться разным поведением, поэтому необходимы процедурные изменения. Некоторые образцы при запуске привода ротора закручиваются вокруг вала ротора в виде спирали. Если образец поднимается из зоны сдвига, то скорость вращения ротора заметно увеличивается. Применение резиновой пробки в заправочной трубке (см. Х1.5.2) обычно обеспечивает удовлетворительные результаты испытания в соответствии с разделом 11 настоящего стандарта, но для испытания образцов с очень высокими вязкоупругими свойствами может потребоваться применение специальной методики. Методику, приведенную в Х2.2-Х2.7, применяют для испытаний как вязкоупругих, так и невязкоупругих образцов. При испытании по Х2.5 требуется больше манипуляций через более короткие промежутки времени, чем при испытании по Х1.5.2. Испытания калибровочных масел должны проводиться по той же методике, по которой проводились испытания образцов, так как калибровочные кривые могут различаться.

Х2.2 Испытуемый образец с помощью пипетки вводят в заправочную трубку, заполняя зазор между ротором и статором с небольшим избытком, чтобы жидкость закрывала ротор приблизительно на 1 мм. Для обеспечения лучшего распределения образца между статором и ротором прокручивают ротор рукой до тех пор, пока часть образца не стечет со стенок ротора.

Х2.3 Включают контроль температуры и подачу хладагента, дают охладиться статору. Температура испытания должна быть достигнута через 30-60 с для испытания при температуре до минус 20°C и через 60-90 с — для испытания при температуре до минус 30°C. Для обеспечения оптимального контроля температуры на циркуляционном насосе, подающем хладагент, открывают клапан насоса для регулирования подачи хладагента, когда испытуемый маловязкий образец находится в вискозиметрической ячейке, а двигатель аппарата CCS включен. Температура хладагента, поступающего к вискозиметрической ячейке, должна быть приблизительно на 10°C ниже температуры испытания. Необходимо обеспечить хороший тепловой контакт с датчиком температуры в тепловом канале статора, который следует периодически очищать (Х1.1.4).

Х2.4 Устанавливают стрелку измерительного прибора на более низкое значение температуры, чтобы при включении двигателя ротора не требовалось дальнейшей настройки температуры испытания.

Х2.5 При достижении температуры испытания (на что указывает индикатор, контролирующий температуру потока хладагента), включают таймер. Через (10±2) с после включения таймера непосредственно в ячейку вводят дополнительное количество образца так, чтобы ячейка была полностью заполнена.

Х2.6 Через (30±2) с после запуска таймера включают привод двигателя.

Х2.7 Через (10±2) с после запуска ротора регистрируют показание индикаторного измерителя скорости с точностью до 0,001 единицы. Затем включают привод ротора и начинают подачу хладагента.

Х2.8 Очищают аппарат CCS по Х1.5.3-Х1.5.3.3.

Х2.9 Прецизионность измерения кажущейся вязкости моторных масел с высокими вязкоупругими свойствами не установлена. Возможно, она будет ниже указанной в Х1.7.1-Х1.7.1.2.

Х3.1 Аппаратура

Х3.1.1 Комплект для испытаний образцов малого объема состоит из:

1) Фитинга быстрого разъединения с внутренним перекрытием.

2) Наконечника Люэра для фитинга быстрого разъединения.

3) Стеклянного шприца вместимостью 10 см с наконечником Люэра.

Примечание Х3.1 — Комплект для испытаний образцов малого объема, состоящий из указанных деталей, поставляется изготовителем прибора.

Х3.2 Сущность испытания

Х3.2.1 Процедура испытания образца малого объема не учитывает цикл автоматического ввода образца, если программное обеспечение требует ввод образца в блок статора, образец вводится вручную из шприца вместимостью 10 см.

Х3.3 Проведение испытания

Х3.3.1 Когда аппарат готов к началу испытания, образец идентифицируют и фиксируют его температуру.

Х3.3.2 Заполняют чистый сухой шприц (10,0±0,5) см образца.

Х3.3.3 Подсоединяют шприц к фитингу быстрого разъединения на блоке статора CCS.

Х3.3.4 Приступают к испытанию образца нажатием кнопки «Enter».

Х3.3.5 Когда программа запросит ввести образец, начинают постепенный ввод в статор 2 см образца нажатием на поршень шприца каждые 20 с до его опорожнения. Пустой шприц не отсоединяют.

Х3.3.6 Программа автоматически завершает испытание образца.

Х3.3.7 После завершения испытания образца шприц отсоединяют.

Х3.3.8 После завершения испытания пробы малого объема прибор возвращают в исходное положение и переходят к разделу 12 настоящего стандарта.

Х3.3.9 Если комплект для испытания пробы малого объема используют снова, повторяют процедуры по Х3.3.1-Х3.3.7.

Примечание Х3.2 — Подробные инструкции также имеются у изготовителей аппарата.

Приложение ДА


(справочное)

Таблица ДА.1

Обозначение  ссылочного стандарта

Степень соответствия

Обозначение и наименование соответствующего межгосударственного стандарта

ASTM D 2162

*

ASTM D 2602

*

ASTM D 4057

*

ISO 17025

*

* Соответствующий межгосударственный стандарт отсутствует. До его принятия рекомендуется использовать перевод на русский язык данного стандарта.

 

УДК 621.892.097.2.006.354

МКС 75.080

Ключевые слова: моторные масла, определение кажущейся вязкости, интервал температур от минус 5°С до минус 35°С, имитатор холодной прокрутки

  

Система смазки



Система смазки

 

Решающую роль в обеспечении оптимальных режимов смазки, снижении трения и износа, а также в эффективном отводе теплоты и уплотнении зазоров играют вязкость масла, количество и  эффективность присадок, обеспечивающих стабильность физиков- механических свойств. Вязкость масел измеряют в сантистоксах (1мм/с=сСт). Вязкость заметно меняется с температурой. Так в интервале температур от 1000  до 00С вязкость различных масел может возрастать в 300 раз и более. При определенной температуре масло вообще теряет подвижность. Это — температура застывания. Для различных масел она различна, но, как правило, не опускается ниже -60° С.

Требования к вязкостно-температурным свойствам масел достаточно жесткие. При предельно высоких рабочих температурах масла в двигателе вязкость должна быть достаточной для надежной смазки и работы узлов трения, низкого износа деталей, эффективного уплотнения сопряжений малой прорыв картерных газов, расхода масла на угар. При отрицатель­ных температурах масло должно иметь относительно низкую вязкость, обеспечивающую эффективный пуск двигателя, своевременную подачу масла к парам трения и т.д. Для получения требуемых эксплуатационных свойств  моторные масла содержат целый комплекс присадок, приведенных  в таблице 1.

Моторные масла подразделяется на минеральные, которые изготавливаются из нефтяной основы и пакета присадок и синтетические (индивидуальные соединения или смеси нескольких соединений близкой химической структуры (поли-a-олефины и др.)).  Температура потери подвижности синтетических масел ниже, чем у минеральных. Следовательно, пуск двигателя возможен при более низких температурах. Синтетические масла имеют большую температурную стабильность, лучшие эксплуатационные характеристики, но отличаются более высокой стоимостью. Выделяют также группу масел, полученных с помощью гидрокрекинга, которые часто называют «полусинтетикой». По своим эксплуатационным качествам они находятся между минеральными маслами и синтетическими.

 
Таблица 1:
Основные типы присадок к моторным маслам

 

Вязкостные  (загущающие)

Уменьшают степень изменения вязкости с изменением температуры

Моющие (детергенты)

 Уменьшают и предотвращают образование высокотемпературных отложений, обеспечивают чистоту деталей, нейтрализуют продукты окисления  топлива и масла

Диспергирующие

(дисперсанты)

Поддерживают загразняющие примеси в масле в мелкодисперсном состоянии и предотвращают образование низкотемпературного шлама

Антиокислительные и антикоррозионные

Снижают скорость окисления и образование нерастворимых, а также коррозионно-агрессивных продуктов в масле. Уменьшают рост вязкости и предотвращают коррозию деталей из цветных сплавов

Противоизносные и противозадирные

Предотвращают разрушение контактирующих поверхностей деталей при граничном трении, снижают износ за счет образования на поверхностях трения защитных пленок

Депрессорные

Понижают температуру застывания масла за счет снижения интенсивности образования кристаллов парафина при низких температурах

Ингибиторы коррозии

Предотвращают коррозию деталей из черных металлов

Антифрикционные (модификаторы трения)

Уменьшают трение в сопряженных парах, снижают расход топлива двигателем

Противопенные

Предотвращают образование пены в двигателе

 

По вязкости моторные масла делятся на классы, которые представлены в таблице 2.

 

 Таблица 2:

Классы вязкости моторных масел по ГОСТ 17479.1-85

 

Класс

вязкости

n при 1000С,мм2

nмакс при

-180С,

мм2

Класс

вязкости

n при 1000С, мм2/c

nмакс при

-180С,

мм2/c 

не

 менее

не

более

не

менее

не

более

3з

3,8

1250

3з/8

7,0

9,5

1250

4з

4,1

2600

4з/6

5,6

7,0

2600

5з

5,6

6000

4з/8

7,0

9,5

2600

6з

5,6

10400

4з/10

9,5

11,5

2600

6

5,6

7,0

5з/10

9,5

11,5

6000

8

7,0

9,5

5з/12

11,5

13,0

6000

10

9,5

11,5

5з/14

13,0

15,0

6000

12

11,5

13,0

6з/10

9,5

11,5

10400

14

13,0

15,0

6з/14

13,0

15,0

10400

16

15,0

18,0

6з/16

15,0

18,0

10400

20

18,0

23,0

 

 

 

 

 

Классификация моторных масел

 

Моторные масла согласно ГОСТ 17479.1-85 подразделяются на группы по эксплуатационным свойствам, характеризующие условия работы масла в двигателях конкретного уровня форсирования (см. табл. 3).

 

Таблица 3:

Группы моторных масел в зависимости от уровня эксплуатационных свойств в области их применения

 

А

Нефорсированные бензиновые двигатели и дизели

Б       Б1

Малофорсированные бензиновые двигатели, работающие в условиях, способствующих образованию высокотемпературных отложений и коррозии подшипников

Б

2

Малофорсированные дизели

В      В

1

Среднефорсированные бензиновые двигатели, работающие в неблагоприятных условиях, способствующих окислению масла и образованию всех видов отложений

В

2

Среднефорсированные дизели, предъявляющие повышенные требования к антикоррозионным, противоизносным свойствам масел и их склонности к образованию высокотемпературных отложений

Г      Г

1

Высокофорсированные бензиновые двигатели, работающие в тяжелых эксплуатационных условиях, способствующих окислению масла, образованию всех видов отложений, коррозии и ржавлению

Г

2

Высокофорсированные дизели без наддува или с умеренным наддувом, работающие в неблагоприятных эксплуатационных условиях, способствующих образованию высокотемпературных отложений

Д

Высокофорсированные дизели с наддувом, работающие в тяжелых эксплуатационных условиях или когда применяемое топливо требует использования масел с высокой нейтрализующей способностью, антикоррозионными и противоизносными свойствами, малой склонностью к образованию всех видов отложений

Е

Лубрикаторные системы смазки цилиндров дизелей, работающих на топливе с высоким содержанием серы

 

В зависимости от вязкости и эксплуатационных свойств ГОСТ 17479.1-85 установлены марки моторных масел (М-8В1, М-12Г2, М-6/12Г1 и т.д.),в условном обозначении которых заложены основные характеристики. Например, масло М-8В1: буква «М» обозначает моторное масло, цифра 8 характеризует его вязкость при 1000 С в мм/с, буква «В» с индексом «1» указывает, что масло по эксплуатационным свойствам относится к группе В и предназначено для смазывания среднефорсированных бензиновых двигателей. Масло М-б /12Г1: буква  «М» — моторное масло, цифра 6 свидетельствует, что это масло относится к классу вязкости , у которого вязкость при –180 С не должна превышать 10400 мм/с (как у масла М-6), индекс «з» обозначает, что масло содержит загущающие  вязкостные  присадки, цифра «12» после знака дроби показывает, что вязкость масла при температуре 1000 С равна 12 мм /с, а буква «Г» с индексом «1» обозначает принадлежность масла по эксплуатационным свойствам к группе Г и указывает на возможность его использования для высокофорсированных бензиновых двигателей.

Индекс «2» при буквенном обозначении группы указывает на то, что масло предназначено для дизелей, например М-8Г2. Отсутствие цифрового индекса у масел группы Б,В,Г свидетельствует об универсальности масел и возможности их применения как в бензиновых, так и дизельных двигателях, например М-6 /12В .

Переход от масел низших групп А, Б  к   высшим В, Г  , как правило достигается за счет расширения ассортимента и количественного увели­чения присадок в маслах.

За рубежом подбор масел в зависимости от типа двигателя и условий его эксплуатации обычно осуществляется на основании следующих классификаций. Градацию масел по вязкости производят по классификации SАЕ J300е (Society of Automobile Engineers), а по условиям и областям применения — согласно классификации АРI (American Petroleum Institute). По классификации  SАE JЗ00е  масла разделяют на зимние  (обозначаются буквой W), летние и всесезонные. Примерное соответствие классов вязкости моторных масел по ГОСТ 17479.1-85 и SАE JЗ00е показано в таблице 4, а соответствие классов моторных масел по группам эксплуатационных свойств по ГОСТ 17479.1-85 и классификации API – в таблице 5.

 

Таблица 4:

 Соответствие классов вязкости моторных масел по ГОСТ 17479.1-85 и классификации SAE J300e

 

ГОСТ 17479.1-85

ГОСТ 17479.1-85

3з

5W

3з/8

5W-20

4з

10W

4з/6

10W-20

5з

15W

4з/8

10W-20

6з

20W

4з/10

10W-30

6

20

5з/10

15W-30

8

20

5з/12

15W-30

10

30

5з/14

15W-40

12

30

6з/10

20W-30

14

40

6з/14

20W-40

16

40

6з/14

20W-40

20

50

 

Таблица 5:

            Ориентировочное соответствие классов моторных масел по группам эксплуатационных свойств по ГОСТ 17479.1-85 и классификации API

 

ГОСТ 17479.1-85

ГОСТ 17479.1-85

SE

SF

CC

CD

 

Классификация API подразделяет масла на две категории: S- категория «сервис» и С — коммерческая категория. Масла категории S предназначены для бензиновых двигателей, а категории С — для дизелей. В каждой категории масла в зависимости от условий работы подразде­ляются на классы, также имеющие буквенную маркировку. Поэтому обозначение масел производится двумя буквами латинского алфавита, указываю­щими категорию и класс масел. Универсальные масла, относящиеся к обеим категориям, имеют маркировку двух классов разных категорий, например SЕ/СD.

 

     

Диаграмма температурного диапазона моторного масла

Опубликовать ваши комментарии?

КАРТА ВЯЗКОСТИ / ТЕМПЕРАТУРЫ МАСЛА Динамика OEM

8 часов назад ТЕМПЕРАТУРА , ГРАДУСЫ ЦЕЛЬСИЯ-20-10 0 10 20 30 40 50 60 70 80 110120130140150160 МАСЛО ВЯЗКОСТЬ / ТЕМПЕРАТУРА Показанные линии обозначают масла с индексом вязкости 100 по ISO. Нижний индекс вязкости. масла будут иметь более крутой наклон. Высшее В. масла будут иметь более пологий уклон.ISO 1500 ISO 1000

Веб-сайт: Oemdynamics.com.au