Что такое вязкость масла – Attention Required! | Cloudflare

Вязкость моторного масла, классификация по системе SAE

Физическое понятие, что такое вязкость моторного масла, трактуется, как способность сопротивляться движению одной части вещества относительно другой. Это трение слоев друг о друга внутри жидкости. Чем менее подвижна жидкость, тем больше ее вязкость. Она зависит: от рода вещества, примесей, добавок (для этого используют присадки), температуры самой жидкости.

Для автомобилиста важно учитывать и знать:

• какой смазочный материал лучше выбрать для двигателя;
• как разобраться с надписями на этикетке;
• что обозначает маркировка моторного масла, какая у нее расшифровка;
• как повлияет на работу двигателя неправильный выбор автомобильного масла;
• что значит стандарт SAE.

К чему может привести использование неправильно подобранного масла по вязкости

При проектировке автомобилей, конструкторы закладывают определенные параметры и характеристики двигателя. Для номинальной работы, определяется класс вязкости соответствующих ему моторных масел. При выборе, покупке, следует обращать внимание на то, что индекс вязкости масла, динамическая, кинематическая вязкость, базовая основа, температурные диапазоны, должны совпадать с требованиями производителя двигателя.

При заливке в двигатель масла не соответствующего паспортному требованию, может произойти следующее:

• Большая вязкость отрицательно влияет на долговечность двигателя. Экспериментально проверено и подтверждено, что каждый прогрев нового двигателя во время сильных морозов забирает до 200 км ресурсного пробега.
• Эксплуатация двигателя с завышенной, относительно паспортных требований, вязкостью приведет к его быстрому разогреву. Увеличится расход горючего. Большее количество продуктов сгорания топлива осядет на стенках. Кислая среда приведет к ускоренной коррозии. При этом, масло потребуется чаще менять. Детали, моторные комплектующие будут быстро изнашиваться. Уже через сотню тысяч пробега двигателю потребуется капитальный ремонт.
• Энергоэффективные моторные смазочные материалы предназначены только для специально спроектированных двигателей. Они не подходят к каждому автомобилю. Применение жидкости с низкой вязкостью при рабочей высокой температуре, приведет к тому, что детали двигателя будут смазаны недостаточно. Масляная пленка окажется тонкой. Соответственно, возникшее большое трение, вызовет неправильную работу механизма, и даже заклинивание.

Использование автомасла разной вязкости опасно для мотора. Причем заниженная вязкость машинных масел, по сравнению с номинальной, гораздо опаснее, чем завышенная.

Классификация автомобильных масел по системе SAE

Авторская классификация моторных масел по SAE принадлежит американской ассоциации автомобильных инженеров. Система, в первой своей редакции, введена в 1911 году. Классификация по системе SAE опирается на характеристики вязкости в зависимости от температур окружающей среды, условий в которых двигатель будет эксплуатироваться безопасно, оптимально.

Для рассмотрения что такое вязкость масла, какова подробная расшифровка показателей по системе SAE, введем понятия кинематической, динамической вязкости в моторном масле.

С повышением температуры, начинается снижение вязкости любой жидкости, так как уменьшается взаимное притяжение молекул. Этот процесс характеризует кинематическая вязкость любого моторного масла. В связи с этим, вводится еще одна величина характеризующая свойства масел, индекс вязкости, которая показывает скорость снижения густоты моторного масла за единицу времени.

Вторая характеристика, динамическая вязкость машинного масла, показывает какую силу нужно приложить, чтобы сдвинуть порцию вещества, по отношению к площади сдвига.

Эти две характеристики очень важны! Можно привести цепочку рассуждений при использовании в моторе смазки с недостаточным индексом вязкости.

1. С повышением температуры, быстро уменьшается вязкость (малый индекс вязкости масла по SAE).
2. Смазка покрывает комплектующие мотора очень тонкой пленкой.
3. Возрастает трение между соприкасающимися межу собой деталями.
4. В результате – поломка двигателя.

Или другой вариант:

1. Динамическая вязкость не достаточная.
2. Стартер не может провернуть двигатель.
3. Смазка не доходит до всех составляющих.
4. Двигатель заводится на сухую.
5. Большое трение.
6. Двигатель клинит.

На этикетках зачастую индекс не печатают. Его можно узнать только у продавца. Обычные границы таковы:

• ИВ минерального – 120-140;
• ИВ синтетического – 140-170;
• ИВ полусинтетики – 130-150.

Масло с большим Индексом Вязкости (ИВ) при низких минусовых температурах остается достаточно жидким, а при высоких плюсовых, и хорошо разогретом двигателе, достаточно густым. Это обеспечивает его отличное функционирование.

Важно знать нужное для данного двигателя моторное масло. Использовать оптимальный вариант, рекомендуемый по системе SAE. От правильного выбора зависит:

• рабочая мощность мотора;
• легкость, быстрота пуска непрогретого двигателя;
• КПД двигателя;
• количество хлопьев окисла, образующихся при сгорании топлива;
• расход топлива;
• расход и сроки замены масла.

Классификация автомасел подразумевает разделение на три группы по температуре окружающей среды, в которой происходит запуск двигателя: летнее, зимнее и всесезонное. При этих температурах вязкость моторных масел оптимальна, приведенная ниже таблица, показывает их границы применения.

Чем больше разница между максимальной и минимальной температурами в холодное и теплое время года, тем выше должен быть индекс вязкости. Имея такие характеристики, автомасло считается высококачественным.

Таблица вязкости и классификация масел

Внимание! Для разных моделей двигателей у различных производителей, данные таблицы немного могут отличаться.

Маркировка масел	Нижняя граница температуры	Верхняя граница температуры
sae 0w30	-35	+35
sae 0w40	-35	+40
sae 5w30	-30	+35
sae 5w40	-30	+40
sae 5w50	-30	+50
sae 0w	-35	-10
sae 5w	-30	-10
sae 10w	-25	0
sae 15w	-20	+5
sae 20w	-15	+15
sae 10w30	-25	+35
sae 10w40	-25	+40
sae 15w30	-20	+35
sae 15w40	-20	+40
sae 20w50	-15	+50
sae 30	-5	+35
sae 40	+10	+40
sae 50	+10	+50

По таблице видно что маркируются смазочные материалы буквами и цифрами. Летние – цифрой, зимние буквой w и цифрой, всесезонные – буквенно-цифровым обозначением.

Классификация по SAE, приняла следующие обозначения. Первая цифра в маркировке обозначает динамическую вязкость жидкости. Если от нее отнять 40, получится нижняя температура при которой насос подаст смазку внутрь мотора к соприкасающимся деталям. Если отнять 35, получится наименьшая температура воздуха при которой стартер сможет безопасно провернуть холодный двигатель.

Например: на канистре есть надпись, SAE 5w40. Означает что это всесезонный смазочный материал. Оптимально применять его в местах, где климатические условия зимой средней суровости. Температура там обычно не опускается ниже минус 30 градусов, а в самые жаркие дни теплого периода года, не поднимается выше 40.

От чего зависит частота замены масла

От температурного диапазона применения смазочного материала зависит частота его замены. Чем больше разбежка между зимней и летней температурой, тем чаще придется менять старое масло на новое.

Это необходимо потому, что в таких автомаслах используются специфические синтетические присадки. Они представляют собой цепочки с различным коэффициентом поверхностного натяжения на обоих концах. Чем больше разница температур, тем длиннее синтетические цепочки.

Поверхностное натяжение зависит от величины температуры окружающей среды. Таким образом, цепочки присадок получают возможность к скручиванию и разворачиванию при разных температурах. При повышении температуры базового масла, цепочки, распределенные по всему объему, разворачиваются и тем самым уменьшают текучесть базовой основы. Она становится гуще, тягучее.

Однако каждая присадка синтезирована так, что цепочки могут сворачиваться и разворачиваться только определенное количество раз. В дальнейшем, они разрушаются. Длинные присадки разрушаются быстрее. Чем больше эксплуатируется масло, тем меньше остается в нем присадки. И оно перестает обладать первоначальными эксплуатационными качествами.

С возрастанием километража пробега, необходимо использовать более густую смазку. Для старых, изношенных автомобилей допускается использовать моторное масло на два класса выше, чем рекомендуемое. Однако, перед тем как отступить от требований указанных в сервисном паспорте, следует пройти полный технический осмотр мотора автомобиля. И только после этого, опытный моторист посоветует применить более густой смазочный материал.

oavtomasle.ru

существующие виды и способы их измерения

Начнем с азов. Любая жидкость в данном случае масло, применяемая в сложных механизмах, имеет свою вязкость. Оставим в покое химию, хотя она, безусловно, делает смазку именно тем продуктом, за который мы платим деньги.

Рассмотрим одно из важнейших физических свойств — вязкость масла. Несмотря на то, что параметр непосредственно зависит от химического состава, это чистая физика. Вязкость напрямую зависит от температуры масла и от давления.

Демонстрация текучести масла на компараторе вязкости

Оба этих фактора регулируются системами двигателя:

• охлаждения;
• вентиляции картера.

Абсолютное значение – динамическая вязкость. Более гибкая величина (зависит от нескольких факторов) – кинематическая. По традиционной системе СГС (сантиметр-грамм-секунда), измеряется вязкость в пуазах (динамика) и стоксах (кинематика). Существуют и другие единицы измерения.

Что такое вязкость масла?

Это достаточно сложное понятие. С теоретической точки зрения – это сопротивление течению жидкости (антипод текучести). С точки зрения практической физики – сопротивление формируется силой трения между частицами, из которых состоит масло.

Демонстрация зависимости вязкости масла от температуры

В первую очередь, от вязкости зависят смазывающие свойства моторного масла. Благодаря правильному балансу, смазка равномерно распределяется и удерживается на поверхности деталей. Снижается трение, механизмы меньше изнашиваются, на их движение тратится меньше энергии. Побочный эффект – экономия топлива.

Поскольку вязкость масла зависит от температуры и давления, необходимо придать химическому составу такие характеристики, которые позволят моторному маслу сохранять параметры при любых условиях эксплуатации.

Нельзя допускать, чтобы в пределах рабочей температуры двигателя, свойства технических жидкостей менялись. Для уточнения этого параметра, рядом с числовым значением вязкости так или иначе указывается условие, при котором производится измерение. Это информация для лаборантов. а не покупателей смазки.

Кстати

Автопроизводители выставляют совершенно конкретные требования изготовителям смазочных материалов, особенно в плане вязкости. Поэтому, при подборе моторного масла, следует обращать внимание именно на этот параметр.

При использовании моторного масла с нарушениями заводских рекомендаций, вязкость либо не будет соответствовать температурным условиям, либо ее значение будет непредсказуемо меняться.

Это может привести к следующим неприятностям:

1. Смазка загустеет и затруднится её перемещение по масляным каналам;
2. Толщина рабочей пленки не будет соответствовать требованиям мотористов-изготовителей;
3. Масло не удержится в рабочей зоне, металл останется «голым».

В результате возникнет масляное голодание, и эффект сухого трения. Детали будут перегреваться и ускоренно изнашиваться, что неминуемо приведет к поломке двигателя.

Последствия масляного голодания двигателя

Кинематическая, динамическая и относительная вязкость моторного масла

Базовый (абсолютный) параметр – это динамическая вязкость масла. Если нанести на поверхность с тарированной гладкостью, масляное пятно площадью 1 см², то для движения его со скоростью 1 см/с потребуется определенное усилие. По отношению этой силы к площади пятня – определяется динамическая вязкость. Эту величину обычно рассчитывают под различные значения температуры. Измеряется в миллипаскалях, разделенных на время в секундах: мПа/с.

Кинематическая вязкость масла связана с его плотностью, и непосредственно зависит от температуры механизма, в котором применяется смазка. Поскольку сертификационные измерения производятся в диапазоне рабочих температур двигателя (от +40°С до + 100°С), это и есть главный эксплуатационный показатель моторного масла. Максимальное допустимое значение температуры: + 150°С.

Параметр непосредственно связан со значением динамической вязкости, и представляет собой её соотношение к плотности жидкости. Разумеется, измерение проводится в одинаковых температурных условиях для абсолютной вязкости и плотности. Единица измерения – квадратный метр за секунду: м²/с.

Демонстрация относительной вязкости

Относительная вязкость моторного масла – это число, определяющее разность превышения над вязкостью дистиллированной воды. Оба измерения также производятся при одинаковой температуре: +20°С. Единица измерения вязкости масла – градус Энглера (E°). Этот способ измерения вспомогательный, на его основе не определяется маркировка моторного масла. Но без этой процедуры (результаты обязательно отражаются в протоколах) невозможно получить заводской допуск для конкретной марки автомобилей.

Международный стандарт вязкости масел и виды смазок

Разумеется, маркировка на емкостях со смазочными материалами, не подразумевает наличие формул и единиц измерения из учебника физики. Обозначение упрощенное и формализованное.

Типовые значения степеней вязкости по SAE приняты давно, между всеми производителями смазочных материалов и автомобильными концернами достигнуты соглашения. Стандарт действует на всех континентах, его можно найти на упаковке любого бренда.

Способ определения вязкости нефтепродуктов — видео

Методика определения вязкости постоянно совершенствуется. Сегодня применяется редакция SAE J300, по которой все смазочные материалы (для моторов) подразделяются на 11 групп (классов). При этом, предыдущие редакции имеют обратную совместимость с новыми.

Классификация по сезонам применения:

1. Для зимней эксплуатации применяется маркировка определения низкотемпературной вязкости W: (SAE 0W, 5W, 10W, 15W, 20W, 25W).
2. Летние моторные масла обозначаются так: (SАЕ 20, 30, 40, 50, 60).

Поскольку нахождение автомобилей в строго определенных условиях встречается не часто, в основном применяются так называемые всесезонные моторные масла (могут быть минеральными, синтетическими, или полусинтетическими). В зависимости от условий эксплуатации, применяется комбинированная маркировка: SАЕ 0W-30, SAE 15W-40, SAE 20W-50 и пр.
Примерный перечень зависимости классификации от температуры показан в таблице:

Для нормальной работы двигателя, кинематическая вязкость моторного масла определяется двумя значениями. Первая цифра означает принадлежность к условиям зимней эксплуатации двигателя.

Правильно подобранная смазка должна обеспечить холодный запуск движка при заданной температуре. То есть, те самые показатели скорости течения масла, которые определяются в лабораториях при различных температурах, применяются на практике. Если залить жидкость с неправильным значением по SAE, коленчатый вал может просто не провернуться при вполне нормальной температуре -25°С.

Если же показатель вязкости для летней эксплуатации (вторая цифра) не будет соответствовать температуре окружающей среды, масляное пятно не удержится в зоне контакта движущихся деталей, и мы получим эффект «сухого трения».

А в самом критическом случае – смазка может дойти до точки кипения. Тогда характеристики быстро деградируют, и вместо технологичной технической жидкости в картере будет смесь отдельных фракций. Тут и до капитального ремонта недалеко.

Методики измерения кинетической вязкости масла

1. Низкотемпературная вязкость – способность прокачиваться через систему маслопроводов после запуска двигателя. Определяется по универсальным (для всех участников SAE классификации) методике ASTM D 4684 и ASTM D 5293. В стендовых условиях имитируется холодный пуск мотора и прогон технической жидкости по тарированным трубкам. Можно использовать ротационный вискозиметр, но в нем не учитываются силы поверхностного натяжения. При этом определяется минимально возможная температура, при которой сохраняются заявленные показатели вязкости. Кроме того, проверяется способность жидкости уверенно проходить через масляный фильтр. Силы давления насоса вполне достаточно, чтобы порвать загустевшим маслом мембрану. Методика проверки принята стандартом GM 9099 P.
2. Высокотемпературная вязкость оценивается на образцах из той-же партии. Кинематические характеристики проверяются с помощью капиллярного вискозиметра при типичной температуре прогретого двигателя: 100°С. Методика имеет название ASTM D 445. Затем жидкость прогревается до температуры 150°С. Это пиковые значения, когда масло касается раскаленной нижней части поршня. В этом диапазоне скорость сдвига (один из показателей кинематической вязкости) не должен выходить за установленный стандарт. Верхний предел оценивается по методике ASTM D 4683 или ASTM D 4741.

Существует еще оценка стабильности к сдвигу при одновременном воздействии температуры и механики. Проверка производится на специальной тарированной форсунке, в течение 10 симулированных рабочих часа.

Кроме того, для полного соответствия допуску, любой автопроизводитель может предложить собственный тест, который моделирует температурные и нагрузочные ситуации, характерные для конкретного двигателя.

И если производитель смазки хочет получить дополнительный сертификат, он вынужден проходить все испытания. Это влечет за собой определенные затраты, зато открывает дорогу к новым рынкам и потребителям.

Наиболее успешные тесты учитываются при выборе ОЕМ поставщика расходных материалов.

Заключение

При выборе смазки не обязательно помнить (или иметь под рукой) все перечисленные в материале формулы или методики. Достаточно прочитать на этикетке заводские данные вязкости по стандарту SAE, и найти в перечне допусков ваш автомобиль. Под этими комбинациями символов и цифр, скрываются многостраничные отчеты о проведенных испытаниях.

Как выбрать масло ориентируясь на его вязкость — видео

Идеальный вариант подбора масла – выяснить, с какой торговой маркой заключено ОЕМ соглашение на поставку расходных материалов у вашего автопроизводителя. В этом случае вы точно будете уверены, что кинематическая вязкость моторного масла соответствует вашему мотору.

prosmazku.ru

Вязкость моторного масла — основные аспекты

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

Что такое вязкость?

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

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

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

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

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

Сезонные и универсальные масла

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

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

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

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

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

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

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

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

Депрессорные присадки и модификаторы вязкости

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

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

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

Индекс вязкости

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

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

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

Классы вязкости

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Вязкость трансмиссионных масел

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

masloteka.ru

Вязкость масла какая, индекс вязкости, кинематическая вязкость

Содержание статьи

Вполне обосновано желание каждого автовладельца иметь надёжного и безотказного «железного коня». Реализовать комфортное пользование транспортным средством помогает качественное и своевременное сервисное обслуживание силовых агрегатов.

Одним из важнейших элементов обеспечения отличной работы основного движущего узла – мотора, является правильно подобранный смазочный материал (это понимает даже школьник).

Как безошибочно выбрать моторную смазку? Почему вязкость влияет на эксплуатационные свойства масел и работу двигателя? Какая бывает классификация моторных масел по вязкости, измеряется в каких единицах, её обозначение и как расшифровывается маркировка? Что означает аббревиатура? Ответы на эти вопросы в полном объёме получат читатели данной статьи.

Для чего нужно масло

Изначально смазочные жидкости использовались для вывода тепла из рабочей зоны и перетягивания его в картер, снижения трения деталей в узле, отвода продуктов износа и защиты шеек коленчатого вала.

В дальнейшем на масло была возложена роль смазки всех элементов газораспределительного механизма и цилиндров двигателя. На современном этапе автомасла – это неотъемлемая составляющая работы всех механизмов машины.

Обозначим конкретные защитные функции, выполняемые моторным маслом:

• Образование предохраняющей от трения и износа плёнки на деталях;
• Предупреждение окислительных процессов и коррозии узлов;
• Очистка важных рабочих зон от загрязнений – сажи, грязи, нагара и др. продуктов сгорания топлива;
• Выведение загрязняющих частиц, остающихся в процессе износа комплектующих деталей;
• Сохранение узлов от перегрева;
• Обеспечение надёжного пуска;
• Снижение «травмирования» деталей при холодном пуске.

Поэтому сегодняшнему автолюбителю далеко не всё равно, что заливать в рабочие узлы. Важнейшим критерием подбора смазочного состава является вязкость масла.

Основное понятие вязкости и её виды.

Если говорить доступным языком, не вдаваясь в научную терминологию, то вязкость моторного масла – это способность сохранять текучесть, одновременно с тем, чтобы на деталях, внутри силового узла, оставалась достаточная плёнка смазки, правильно распределённая между трущимися частями.

Чем ниже вязкость, тем текучее вещество. При этом масло должно обладать стойкими характеристиками при использовании в достаточно широком диапазоне «гуляющей» температуры, которая при интенсивной езде достигает 150ºС. Если движок холодный – масло, естественно, сгущается: в этом варианте важно, чтобы оно осталось жидким даже при отрицательных температурах, для обеспечения пуска двигателя.

Основной задачей расходного материала является недопущение сухого трения движущихся комплектующих внутри двигателя и поддержания минимальной силы трения при наибольшей герметичности рабочих цилиндров.

Кинематическая и динамическая вязкость масла.

В свою очередь существует два вида понятия вязкости масел – кинематическая и динамическая.

Обусловленная кинематическая вязкость масла (КВМ) отвечает за густоту смазочного материала и высчитывается при стандартной и max температуре использования. Чаще всего для испытаний принимают режим работы при температуре сорока и ста градусов по Цельсию.

Дальше КВМ помогает рассчитать калькулятор. По параметрам КВМ определяется индекс вязкости моторного масла, который отражает степень изменения КВМ относительно изменения температуры.

Чем выше индекс, тем качественнее смазочный состав и тем меньше зависимость вязкости масла от температуры. Для высококачественной смазочной субстанции индекс вязкости масла составляет более двухсот единиц измерения, как правило, это всесезонные расходные материалы.

Характеристика, отвечающая за сопротивляемость вещества при смещении одного его слоя относительно другого его же слоя, называется – динамическая вязкость масла (измеряется в сантипуазах).

От неё зависит потеря энергии двигателя при работе – чем больше степень вязкости, тем толще плёнка на внутренних деталях и надёжнее смазывание, но при этом увеличиваются потери мощности на преодоление жидкостного трения.

Для оптимального определения вязкости масла во всем мире признана международная классификация моторных масел по вязкости по SAE (общество авто-инженеров США).

Рассмотрим, как определить вязкость моторного масла по SAE.

По международным стандартам SAE существует для определения вязкости моторного масла таблица, в которой показаны параметры для безопасной работы движка для всех классов вязкости. К вниманию читателей ниже предложена таблица вязкости моторных масел по температуре.

Классификация масел предполагает деление на три категории:

• Зимние (находятся слева вверху таблицы)– имеют невысокую вязкость для лёгкого холодного пуска при минусовых температурах, но не подходят для качественного смазывания внутренних частей мотора в летний сезон. Их вязкость должна соответствовать прокачиваемости (не более 6000 сантипуаз) и отвечать требуемой КВМ и проворачиваемости.
• Летние (находятся справа вверху таблицы) – имеют высокую вязкость, что гарантируют надёжную смазку деталей, но не позволит производить безопасный холодный пуск при морозе;
• Всесезонные (находятся в нижней части по середине) – не трудно догадаться что эти масла в большем объёме занимают потребительский спрос, поскольку имеют смешанную сертификацию, применяются при большом диапазоне тепловых режимов, отвечают и зимним и летним параметрам эксплуатации. Эта продукция способна меняться в зависимости от сезона и обеспечивать необходимую в данный момент смазку, её не приходится менять со сменой сезона, она носит наиболее энергосберегающий характер и, следовательно, является более удобной.

Маркировка, пробуем расшифровать

В первую очередь на упаковке ищем аббревиатуру SAE, рядом можно увидеть литеру «w» и ещё одно или два числа. Так вот, литерой «w» (от английского «winter») обозначаются зимние, если впереди стоит только одно число, например, 10w или 25w. Что означают цифры?

Цифры помогают рассчитать отрицательную температуру безопасного пуска ДВС. Чтобы рассчитать её нужно от 40 отнять указанную на маркировке цифру. Следовательно, чем меньше цифровое значение, тем при более низкой температуре производится лёгкий пуск двигателя.

Для маркировки масел летнего класса используется только цифровое обозначение, например, SAE30,40,50. Здесь цифра указывает возможность использования в определённом температурном режиме (но отнюдь не указывает температуру окружающего воздуха).

Также литера «w» используется в обозначении смешанной спецификации всесезонных масел, т.е. сочетающих вместе летние и зимние показатели. В данном случае определяющей маркировкой будет одно число до «w», указывающее зимний класс, затем дефис и второе число, определяющее летние эксплуатационные параметры.

Например, 5w-40 или 20w -50. Первая цифра, как и в зимнем масле обозначает температуру холодного пуска, а вторая возможности летнего режима. По степени вязкости стоит добавить, что чем шире разрыв между цифрами, характеризующими летний и зимний параметры, тем чаще придётся производить замену.

При выборе расходных материалов лучше всего, конечно, придерживаться рекомендаций производителя. При производстве авто в лабораторных условиях происходит расчёт индекса вязкости, оптимально соответствующий параметрам работы конкретного силового агрегата.

Согласитесь, вряд ли вязкость турбинного масла подойдёт вместо вязкости обусловленной для легкового авто. Если пробег авто превысил половину от планового ресурса, то следует заливать с повышенным индексом вязкости.

В любом случае для правильного распределения смазки между соприкасающимися деталями, антикоррозийной защиты, а также охлаждения производить подбор придётся, ориентируясь на:

• Погодные температуры конкретного региона;
• Параметры работы двигателя;
• Подходящий класс вязкости;
• Степень износа внутренних узлов и деталей;
• Особенности строения силовых агрегатов.

В заключении хочется сказать, что смазочные жидкости для авто, тоже самое, что кровь в жилах человека: как от густоты крови в теле людей, так и от вязкости масла в авто зависит здоровье и работа всего «организма».

masloauto.ru

Масло с каким HTHS выбрать?

Что такое HTHS?

Как известно при высоких температурах вязкость моторного масла снижается, масляная пленка становится тоньше. Параметр  HTHS — это высокотемпературная вязкость при высокой скорости сдвига. HTHS измеряется в миллипаскалях в секунду. Наиболее распространенный метод испытания ASTM D 4683. Этот метод включает в себя, определение вязкости масла при высокой температуре 150С. Итак HTHS — это вязкость моторного масла при температуре 150С и высокой скорости сдвига 106 с^-1 . Ничего трудного для понимания здесь нет — просто нужно запомнить, что для каждого автомобиля свой интервал допустимой HTHS. В двигатель, не предназначенный для использования моторных масел с низким HTHS, ни в коем случае нельзя лить такие масла. Почему и нужно обращать внимание на рекомендации производителя, выбирать масло в соответствии с рекомендованной вязкостью, рекомендованными допусками и рекомендованными стандартами.

Применение масла с пониженным HTHS, в не предназначенных для этого двигателях может привести к их ускоренному износу. В моторах, спроектированных для использования в них масла с пониженным HTHS, имеется ряд существенных отличий:

• расстояние между трущимися поверхностями уменьшено. Более высокая точность сборки и подгонки деталей друг к другу (минимальные зазоры между деталями).
• применение широко-поверхностных подшипников, в которых масло высокой вязкости поступает медленнее.
• специальное нанесение микропрофиля поверхности на деталях — на подобии хона в цилиндрах, для удерживания на деталях низковязких масел.

Если двигатель не спроектирован под низковязкие масла с низким HTHS, использование таких масел в нем недопустимо!

Для чего используют масла с низким HTHS?

В последнее десятилетие среди мировых автопроизводителей, наблюдается тенденция к снижению высокотемпературной вязкости при высокой скорости сдвига — HTHS. Использование таких масел экономически и экологически оправдано. Масла с низким  HTHS дают большую экономию топлива по сравнению с обычными маслами более высокой вязкости. Меньшая вязкость масла приводит к меньшему сопротивлению деталям двигателя, что приводит к увеличению мощности двигателя, меньшему износу в некоторых узлах двигателя. Применение таких масел, так же положительно влияет на экологию. Выброс CO2 в атмосферу на низковязких маслах значительно ниже, чем на маслах более высокой вязкости.

Какой параметр HTHS безопаснее для двигателя?

Попробуем показать наглядно, при каких значениях HTHS опасна, а при каких не представляет никакой опасности для двигателя.

Документ, опубликованный в японском научном издании института Toyota R&D в 1997 году. (здесь нужно сделать скидку на год, прошло много лет и низкоковязкие масла стали гораздо стабильнее и безопаснее, чем это было на момент 1997 года.)

Скачать документ на японском.

Итак группа японских ученых:
Toshihide Ohmori — Toyota Central R&D Labs., Inc.
Mamoru Tohyama — Toyota Central R&D Labs., Inc.
Masago Yamamoto — Toyota Central R&D Labs., Inc.
Kenyu Akiyama — Toyota Motor Corp.
Kazuyuoshi Tasaka — Toyota Motor Corp.
Tomio Yoshihara — Lubrizol Japan Ltd.

Провели эксперимент на четырехцилиндровых двигателях 1.6 DOHC. Главная цель экспериментов — узнать, как масла с разным HTHS влияют на износ двигателя. Как влияет на износ, добавление модификаторов трения в моторные масла, на основе MoDTC (органического молибдена). В двигатели заливались масла разных вязкостей с разным HTHS (Высокотемпературная вязкость при высокой скорости сдвига) после некоторого «пробега» двигатели разбирали и исследовали на предмет износа деталей.

HTHS масел двух главных ассоциаций.

ACEA A1 HTHS ≥ 2.9 и ≤ 3.5 xW-20 ≥ 2.6
ACEA A5 HTHS ≥ 2.9 and ≤ 3.5
ACEA A3 HTHS ≥ 3.5

ILSAC GF-4 ссылающийся на J300
5W20 HTHS не менее 2.6.
5W30 HTHS  не менее 2.9
0W-40, 5W-40, 10W-40  HTHS ~ не менее 3.5

Рис 1. Износ поршневых колец при температуре 90С и при экстремальной температуре 130С

При вязкости HTHS 2.6 наблюдается «пограничная зона износа» — порог ниже которого начинается значительное увеличение износа, если HTHS меньше 2.6, то износ очень сильно увеличивается, если больше 2.6, то линия износа почти на одном уровне. На 2.6 износ чуть выше, чем на 3.5. Чем выше обороты двигателя — тем пропорциональнее увеличивается износ поршневых колец.

Рис 2. Износ кулачков. При 90 градусах на HTHS 2.6 наблюдается даже меньший износ кулачков, нежели чем на HTHS 3.5. Но с повышением температуры до 130С — все меняется — опять 2.6 пограничная зона. HTHS меньше чем 2.6  — износ повышается, больше чем 2.6 — износ минимальный.

Рис 3. Износ шатунных подшипников. Износа особого не видно — линии прямые, но все равно есть небольшая тенденция уменьшения износа в сторону HTHS 3.5

Рис 4. Добавили различные модификаторы трения и сравнили с обычным маслом без модификаторов.

Рис. 5  a) первая картинка на обычном масле, b)  вторая картинка на масле с модификатором трения MoDTC — органический молибден. MoDTC действительно снижает трение и предотвращает износ, и чем ниже вязкость масла и HTHS, тем больше необходимость такой добавки.

PS. Исследование было проведено более 10 лет назад, с того времени низковязкие масла изменились в лучшую сторону! Поэтому «пограничная зона износа» — вполне может оказаться нормальной точкой где до износа еще далеко. А может и нет — физика! Нам еще предстоит узнать!

Так стоит ли лить низковязкие масла?

Основными отрицательными факторами при использовании низковязких масел являются: 

1. Высокие скорости, нагруженность автомобиля, высокие температуры окружающего воздуха. Наряду с плюсами низковязких масел — экономия топлива, экология, более высокий КПД, есть минусы! Например, многие производители в мануалах, где рекомендуются низковязкие масла, пишут «5W-20 не рекомендуется использовать при высоких скоростях». То есть производители считают, что на высоких скоростях, при высоких температурах окружающего воздуха, при тяжелой нагруженности автомобиля — такие масла лучше не применять. Дело в том, что слишком тонкая пленка на высокой скорости, при сопутствующих факторах может недостаточно защищать пары трения от износа. В последнее время с течением прогресса масла 5W-20, 0W-20 улучшились! Появились новые модификаторы трения (трех-ядерный молибден, оксиды титана итд), улучшились базовые масла и противоизносные присадки. Такие надписи в мануалах стали пропадать — они перестали быть актуальными.  Автопроизводители сейчас наоборот пишут в мануалах «Использование моторного масла 0W-20 в вашем двигателе предпочтительно» считая что это масло конкретно этому двигателю не навредит.  В любом случае нужно прислушиваться к мануалам производителей, у них больше опыта и оснований так полагать. Поэтому всегда при выборе вязкости масла руководствуйтесь вашим мануалом!  
2. Разжижение моторного масла топливом. При нештатных ситуациях например, вы не запустили автомобиль в морозы,  не воспламенившееся топливо попадает  в моторное масло и разжижает его. Низковязкое масло, при попадании в него топлива — становится еще меньшей вязкости. Топливо, конечно же, испаряется со временем нагреваясь, но какое то время там может оказаться масло очень низкой вязкости.

Пример 1: Если кто то думает что, «низковязкие масла обязательно приведут двигатель к повышенному износу» — он ошибается. Приведу результаты испытаний на трибологической установке — 4х шариковой машинке трения.

Трибологические испытания масел на диаметр износа под нагрузкой 392Н и 1 час:
Испытание масел на диаметр износа N1
Видите кто в лидерах тестов? Масла 0W-20.

Пример 2:  Лабораторные анализы отработок 0W-20, 5W-20 в тяжелых российских условиях:
Тесты Игоря (Euro) на Toyota Land Cruiser Prado 1GR-FE, V6, 4.0
Тесты на Mitsubishi Outlander XL 4B12 от Вадим_69
NGN Future 0W-20 отработка на Toyota Carina E после 4600км
Profix 0W-20 API SN отработка на Toyota Tundra после 8530км
United Eco Elite 0W-20 API SN отработка на Nissan X-Trail после 6881км
Pennzoil Ultra 5W-20 отработка на Mitsubishi Outlander XL после 9600км

Вывод: Эта статья переписывалась мной два раза с перерывом в 4 года. Сначала я напугал публику низковязкими маслами- уж, но время шло, мы набирались опыта, делали лабораторные анализы и пришли к выводу — что ничего плохого в маслах 0W-20, 5W-20, 0W-16 — нет. Если они рекомендованы производителем Вашего автомобиля! Низковязкие масла быстрее выходят на рабочую вязкость — они сами по себе меньшей вязкости. Такие масла экономят топливо при прогревах автомобиля по утрам. Низковязкие масла экономят топливо при рабочей температуре двигателя — когда двигатель полностью прогрет. В некоторых двигателях оснащенных гидрокомпенсаторами, они тише работают в гидрокомпенсаторах. При низкотемпературном запуске, низковязкие масла быстрее поступают во все труднодоступные места двигателя. Во многих двигателях конструкционно предусмотрены форсунки охлаждения поршней, которые поливают поршень маслом — в этом случае лучше и быстрее охлаждают опять же низковязкие масла. То есть при небольших минусах или их полном отсутствии, мы получаем очень много плюсов от использования низковязких масел.

Большая просьба, при размещении данной статьи на других ресурсах – указывайте ссылку на эту страницу! Уважайте чужой труд и желание поделиться накопленным опытом!

Автор статьи: Иванов Даниил, ник torcon

Обсуждение на форуме:
Низковязкие масла 0W20 5W20

Сертификации ILSAC и ACEA

Рис. 5  a) первая картинка на обычном масле, b)  вторая картинка на масле с модификатором трения MoDTC — органический молибден. MoDTC действительно снижает трение и предотвращает износ, и чем ниже вязкость масла и HTHS, тем больше необходимость такой добавки.PS. Исследование было проведено более 10 лет назад, с того времени масла низковязкие изменились в лучшую сторону! Поэтому «пограничная зона износа» — вполне может оказаться нормальным маслом. А может и нет — физика… Нам еще предстоит узнать!

Какой параметр HTHS выбрать?

Основными отрицательными факторами при использовании низковязких масел являются:

Высокие скорости, нагруженность автомобиля, высокие температуры окружающего воздуха. Но наряду с плюсами низковязких масел — экономия топлива, экология, более высокий КПД, есть минусы! Например, многие производители в мануалах, где рекомендуются низковязкие масла, пишут «5W-20 не рекомендуется использовать при высоких скоростях». То есть производители считают, что на высоких скоростях, при высоких температурах окружающего воздуха, при тяжелой нагруженности автомобиля — такие масла лучше не применять. Дело в том, что слишком тонкая пленка на высокой скорости, при сопутствующих факторах может недостаточно защищать пары трения от износа. Другие же автопроизводители наоборот пишут в мануалах «Использование моторного масла 0W-20 в вашем двигателе предпочтительно» считая что это масло конкретно этому двигателю не навредит. В обоих случаях нужно прислушиваться к мануалам производителей, у них больше опыта и оснований так полагать. Поэтому всегда при выборе вязкости масла руководствуйтесь вашим мануалом!

Абразивные отложения в двигателе. Еще одна проблема при использовании низковязких масел — абразивные отложения в двигателе. Таковыми являются частицы пыли, зола, сажа. Эти отложения в двигателе пагубно влияют на слишком тонкую масляную пленку, как бы разрывая ее — что неминуемо приводит к повышенному износу. В наших тяжелых условиях эксплуатации — такие отложения можно получить очень просто. Заправились плохим бензином при сгорании, которого образовалась абразивная зернистая зола, поставили некачественный воздушный фильтр, нештатный подсос воздуха помимо воздушного фильтра. итд.

Разжижение моторного масла топливом. В тяжелых условиях эксплуатации, на территории России —  морозы не редкость.  При низкотемпературном запуске двигателя, очень часто не воспламенившееся топливо попадает  в моторное масло и разжижает его. Не без того жидкое низковязкое масло, при попадании в него топлива — становится «как вода». Топливо, конечно же, испаряется со временем, но масло не восстанавливает свои первоначальные характеристики.

Вывод: В наших условиях, с нашим бензином, пробками, жарой, нагрузкой, некачественными расходными материалами  итд, «пограничные зоны» (порог ниже которого начинается значительное увеличение износа) с HTHS 2.6 не к чему! При HTHS ≥ 2.9 и выше —  износ деталей двигателя меньше! Если Ваш  производитель рекомендует  наряду с 0W-20, вязкость 5W-30 — то эта вязкость будет предпочтительнее! Если производитель рекомендует только 0W-20, идем искать мануал от своего же двигателя, на других рынках США, Европы, Японии. Если на тот же двигатель, в другой стране рекомендуют 5W-30  — то эта вязкость  предпочтительнее!

Есть автовладельцы, которым масла 0W-20 и 5W-20 наоборот предпочтительнее, к примеру, автолюбитель машину меняет раз в 3-5 лет, быстро ездить негде, заправляется только на проверенной заправке, где по умолчанию хороший бензин, на xW-20 машина отлично проходит, и сэкономит кучу денег на бензин, за эти 3-5 лет.

Конечный выбор за автолюбителем! Нужна ли Вам «пограничная зона износа» в угоду экономии бензина, или Вам нужно иметь некоторый, небольшой запас спокойствия, но чуть больший расход. Конечно же, нужно обязательно смотреть на рекомендации производителя и выбирать из рекомендованных вязкостей! Нельзя думать, что 5W-50 спасет ваш двигатель от износа, если во всем мире в Ваш двигатель рекомендуется только 0W20 и 5W30. Более того при отрицательных температурах 5W50 как правило значительно гуще чем 5W-20, и износ на масле, такой вязкости при низкотемпературных запусках — намного выше, нежели на маслах вязкости 5W-20! Моторные масла 5W-30 независимо от того Ilsac GF-4 это или ACEA A3 или ACEA A5 — являются некой золотой серединой, где и масляная пленка не слишком тонкая, и зимой запуск не так страшен!

Большая просьба, при размещении данной статьи на других ресурсах – указывайте ссылку на эту страницу! Уважайте чужой труд и желание поделиться накопленным опытом!

www.oil-club.ru

Вязкость масла — как расшифровать маркировку вязкости моторного масла?

Маркировка и любые надписи на бутылке с маслом означают одно из двух: либо его характеристику, либо его название. И на основе этого мы легко расшифруем маркировку, отличим её от маркетинговых названий и прочего лишнего, а ещё узнаем нужную нам вязкость моторного масла.

Вы знаете, какие бывают характеристики масла? Их не так много: на качество масла влияет его тип, использование тех или иных присадок, вязкость масла и небольшой ряд других. Из всего этого вязкость масла — одна из важнейших характеристик, и о её расшифровке мы будем говорить больше всего.

Что такое вязкость масла?

Вязкость, по определению, является сопротивлением масла к течению. Это — самое критическое физическое свойство моторного масла, так как это влияет на скорость износа деталей двигателя и расхода топлива, а ещё расхода самого масла.

Мы понимаем, что вода является жидкостью с низкой вязкостью, а мёд или сгущёнка — жидкостью с высокой вязкостью. Но мы также знаем, что чем выше температура сгущёнки и мёда, тем меньше становится их вязкость — они могут течь быстрее и легче. Но не все знают, что вязкость моторного масла измеряют не статично, а динамично — то есть в зависимости от температуры, давления и ещё ряда факторов.

Принято измерять 3 основных показателя вязкости моторного масла:

• кинематическую вязкость — изменение вязкости при физическом (механическом) воздействии на масло: например, при образовании крутящейся воронки из масла;
• динамическую вязкость — изменение вязкости при повышении давления на моторное масло;
• индекс вязкости — изменение вязкости масла в зависимости от температуры.

Все эти три показателя оцениваются не только в контексте вязкости масла, но и для измерения изменений его смазочных свойств и химических свойств его присадок.

Как расшифровать маркировку масла?

Итак, на этикетке написано не так много, но эта информация наиболее важна для нас. Нам следует отбросить маркетинговые составляющие маркировки и надписей, хотя, производитель масла очень важен. То, что Вы увидите сразу после названия марки и модели масла — это чаще всего маркетинговая составляющая. «Shell Helix Ultra«, «Mobil 1 3000 Super«, «MOBIL Super 3000 X1 Formula FE«, «Best Oil Super Cleaning Smart» — всё, что здесь подчёркнуто, используется лишь для привлечения внимания и не несёт смысловой нагрузки.

Некоторую пользу уже начинает нести обозначение объёма канистры с маслом и разметка на торце этой канистры с метками объёма для удобства измерения при доливке.

Как расшифровать маркировку вязкости масла?

И вот мы подошли к самому главному. В мире используется несколько типов маркировок моторного масла на основе его вязкости, но нам будет интересна только одна — по системе SAE, использующая из вышеперечисленных динамических измерений вязкости именно индекс вязкости. 99% масел в нашей стране имеют эту маркировку.

Речь идёт о таких надписях-обозначениях на этикетке с маслом: 5W-40, 10W-20 или 0W-60. Что означают эти надписи? Всё довольно просто!

1. Буква «W» — это обозначение того, что моторное масло является зимним («Winter»), то есть протестировано и пригодно для отрицательных температур.
2. Число до «W» — это морозостойкость зимнего масла. Число это кратно пяти, и чем оно ниже, тем в более холодных условиях можно использовать масло.
3. Число после дефиса — это, наоборот, жаростойкость масла. Обычно это число означает индекс вязкости при температуре 100° C (наиболее близкая к рабочей температуре масла в двигателе). Чем выше число, тем к более высоким температурам готово масло.

Число до дефиса влияет на холодный пуск двигателя, а число после — на работу прогретого мотора. Каким же температурам соответствуют эти обозначения?

Как расшифровать обозначение морозостойкости масла:

• 0W — масло подойдёт для условий работы температуры окружающей среды не ниже –35° C;
• 5W — масло подойдёт для условий температуры окружающей среды не ниже –25 … –30° C;
• 10W — масло подойдёт для условий температуры окружающей среды не ниже –20 … –25° C;
• 15W — масло подойдёт для условий температуры окружающей среды не ниже –15 … –20° C;
• 20W — масло подойдёт для условий температуры окружающей среды не ниже –10 … –15° C.

Самое лучшее масло для жителей Сибири — 0W, а жителям Краснодара или Сочи подойдёт и масло с индексом 20W.

Как расшифровать обозначение жаростойкости масла:

• 30 — масло подойдёт для условий температуры окружающей среды не выше +20 … +25° C;
• 40 — масло подойдёт для условий температуры окружающей среды не выше +35 … +40° C;
• 50 — масло подойдёт для условий температуры окружающей среды не выше +45 … +50° C;
• 60 — масло подойдёт для условий температуры окружающей среды выше +50° C.

Если мы купили моторное масло с вязкостью 5W-40, то мы можем его использовать в диапазоне температур от –25 до +40° C. Большинство современных автомобилей требуют для работы своих двигателей масла марок 5W-30, 5W-40, 10W-30 или 10W-40.

Чем ниже первое значение, тем более вязким будет моторное масло.

Так выглядит визуально вязкость масла различных индексов

Какое значение имеет вязкость масла в моём двигателе?

Вязкость масла — это ключевой момент, определяющий, насколько легко масло перекачивается через рабочие компоненты двигателя, как легко оно пройдёт через масляный фильтр, и как быстро оно будет стекать обратно в двигатель. Чем ниже вязкость, тем легче всё это будет происходить.

Но здесь нам приходится находить компромиссы. Для запуска холодного двигателя масло должно быть как можно менее вязкое — т.е. более жидкое. Но, чем ниже вязкость, тем меньшую нагрузку масло может поддерживать в подшипниках коленчатого вала. И чем выше вязкость, тем лучше масло будет отрабатывать колоссальные нагрузки внутри двигателя. Чем выше вязкость моторного масла, тем больше сопротивления оно оказывает на движущиеся компоненты, и следовательно, тем больше ведёт к потере КПД двигателя и мощности. Компромисс заключается в минимизации потери мощности, но максимальной поддержке нагрузки.

Что определяет вязкость масла?

Вязкость масла определяется, в основном, размером его молекул и молекул присадок в масле. Чем больше структура молекулы, тем больше вязкость масла. Размер и структура молекул нефтепродуктов всегда различаются, поэтому размер именно средней молекулы в минеральном масле диктует его вязкость. В то время как в синтетических маслах процесс производства позволяет иметь одинаковый размер молекул.

С возрастом масла структура молекул дополняется молекулами компонентов двигателя, топлива и, кроме того, меняется сама структура масла, поэтому вязкость масла с возрастом снижается. Вот почему так важно своевременно производить замену моторного масла.

howcarworks.ru

Какой должна быть вязкость масла для нормальной работы мотора?

Вязкость масла (текучесть) — параметр, влияющий на способность моторной смеси сохранять заданные свойства при разном температурном режиме. Для работы мотора этот показатель играет очень важную роль, от него зависит смазывание деталей привода, защита его от износа.

Немного теории

Выбирая автомобильное масло, учитывайте, что жидкости характеризуются двумя параметрами:

1. Кинематическая вязкость, обозначает текучесть смеси под действием силы тяжести, указывает насколько легко жидкость будет течь в различных узлах двигателя и смазочной системы, измеряется в мм² / с.

2. Динамическая вязкость — параметр, показывающий изменения прочности масляной пленки при нагрузке: при увеличении скорости движения смазанных элементов относительно друг друга, вязкость уменьшается, измеряется в Па*с.

Инженерами разработана классификация моторных смесей SAE. По указанной системе все автомасла разделены на три класса в зависимости от индекса вязкости (изменения свойств масла при различных температурах). Характеристики автомасел по SAE посмотрите в таблице 1.

Таблица 1. Спецификация по SAE.

Что означает вязкость масел, можно узнать, просмотрев видео:

Масла для разных сезонов

Первый класс — зимние жидкости, их маркировка состоит из цифры и буквы w, стоящей возле нее, например, 5w, 20w. Цифра указывает на показатель минусовой температуры, при которой жидкость не кристаллизуется, выполняет свои функции, буква w, значит зима (от англ.winter).

Эти автомасла характеризуются индексом кинематической вязкости при температуре 100 ⁰С и двумя низкотемпературными значениями динамической вязкости:

• проворачивания, означает температуру, при которой жидкость не загустеет, обеспечит пуск привода без прогрева;
• прокачивания — индекс, указывающий на температурный режим, при котором смесь будет нормально течь по смазочной системе и обеспечит образование защитной пленки на элементах силового агрегата.

Второй класс — летние смеси. Их маркировка состоит из аббревиатуры SAE и цифры возле нее, например, SAE 20, 40, 50. Цифра в маркировке значит показатель плюсовой температуры, при котором смесь будет иметь достаточную плотность, чтоб образовать пленку на элементах мотора для защиты его от износа. Чем больше цифра в обозначении, тем большим индексом вязкости обладает масло. Визуально разницу в этом параметре показано на рисунке 1, на нем изображены колбы с разными автомаслами, применяемыми летом и шарики с одинаковым весом, одновременно брошенные в колбы. Из картинки видно, что чем гуще жидкость, тем медленнее шарик окажется у дна тары.

Рисунок 1. Масла с различной текучестью.

Третий класс — всесезонные смеси. Их маркировка состоит из обозначения предыдущих двух классов, например, 10w — 30. 10w означает отрицательный показатель температуры, при котором смесь обеспечит пуск силового агрегата без прогрева и прокачку жидкости по смазочной системе. Цифра 30 значит плюсовый показатель температуры, при котором автомасло будет достаточно плотным, чтоб защитить мотор от перегрева. Определить максимальную минусовую температуру можно, если отнять от цифры в маркировке число 35,например для 10w — 30 это математическое действие будет выглядеть таким образом: 35-10=20 (значит, 20 – это отрицательная температура равная -20 ⁰С).

Температурный диапазон, при котором смеси не будут терять защитные и противоизносные свойства, показаны в таблице 2.

Таблица 2.Предел рабочих температур для моторных жидкостей.

Всесезонные жидкости отличаются большим диапазоном температур, чем зимние или летние классы. Объясняется такое отличие базой автомобильного масла, жидкости с синтетической основой имеют в своей структуре одинаковые по величине молекулы, поэтому при воздействии температуры их вязкость практически не изменяется. У минеральных смесей нет однородности в строении молекул, при высоких температурах они быстрее разжижаются. Чтоб выбрать подходящую жидкость необходимо учитывать множество факторов.

Выбор автомасла

Подбирать машинную смесь необходимо с учетом ее структуры. Если выбрать масло слишком вязкое, то оно не сможет образовать защитную пленку на элементах привода, не заполнит зазоры в узлах трения. Плюс очень плотная жидкость создаст дополнительную нагрузку на мотор — это уменьшит его ресурс. Слишком жидкая смесь не заполнит зазоры в узлах трения должным образом, а образованная ею защитная пленка при нагрузке разорвется.

Определить нужную вязкость автомобильного масла для вашего авто, можно исходя из рекомендаций дилера машины (этот параметр указан в сервисной книге автомобиля). Если мотор прошел половину своего ресурса, то рекомендуется заливать более густую смесь, это объясняется увеличением зазоров в узлах трения мотора. Также необходимо обратить внимание на температуру за бортом машины, чем она выше, тем гуще нужно масло. Зависимость текучести моторной жидкости от температуры указана в таблице 2 и изображена на рисунке 2.

Рисунок 2. Диапазон рабочих температур для моторных смесей.

Определить наиболее подходящее масло можно с учетом пробега авто, технических характеристик мотора, диапазона рабочих температур, рекомендаций производителя машины.

Если вы подбираете автомасло для современного мотора, рассмотрите вариант энергосберегающих жидкостей. Они имеют очень низкую вязкость, уменьшают расход топлива, но лить их можно не во все типы моторов.

Выбирайте оптимальный параметр вязкости, при котором смесь выдержит нагрузку в экстремальных условиях работы мотора, защитит силовой агрегат от перегрева и не кристаллизуется при минусовых температурах за бортом машины в вашем регионе.

pro-zamenu.ru