Как называется показатель вязкости масла – Вязкость — Википедия

Содержание

таблица температур, что означает, как измеряется

Неопытные автолюбители сталкиваются с определением – вязкость масла. Она указывает на текучесть лубриканта в эксплуатационной среде. К примеру, как поведет себя формула при критических перепадах температур. В 2019 году существует более 10 классов жидкостей, относящихся к определенным условиям работы.



Чтобы пользователь мог понять, к какому типу относится продукт, изготовители наносят на этикетки индекс SAE. Аббревиатура означает – американский институт нефти, и актуальна на пяти континентах.

Для автомобилей применимы две категории:

Принципиальная разница в том, что первая относится к моторным, а вторая к трансмиссионным смазкам.

От чего зависит вязкость масла

Степень густоты продукта напрямую зависит от внедренных технологий и присадок во время компоновки формулы. Однако ключевыми принято считать такие факторы.

Основа.

Существует три разновидности базовых групп масел. Все отличаются по изначальной густоте.

  1. Минеральная – изготавливается путем перегонки сернистых пород нефти и преимущественно используется летом. В холодное время года быстро кристаллизуется, что делает ее эксплуатацию невозможной.
  2. Полусинтетика – более современная технология. Популярными представителями являются гидрокрекинговые масла. Степень вязкости здесь допускает применение зимой, однако защита от перепадов температуры недостаточна.
  3. Синтетика – передовая технология, показывающая новый технологический уровень, где внедрена процедура расщепления молекул природного газа или рапсовых соков, для получения сложных углеводородов. Эти автомасла выделяются повышенной текучестью и стойкостью к суровым климатическим условиям.

Присадки.

Дополнительные включения в современных смазках в 80% имеют ключевое значение. Депрессорные компоненты стабилизируют поведение смеси во время перепадов температур, однако зависимость индекса вязкости от них мала.

Густота лубриканта зависит от комплекса технологических решений и подбора компонентов формулы.

Маркировка вязкости масла

На канистре любого автомасла всегда находится маркировка спецификации SAE. Отличить к какой категории относится продукт, можно по самому индексу.

Моторные смазки имеют повышенную текучесть относительно трансмиссионных и делятся на три категории:

  • зимние;
  • летние;
  • всесезонные.

Для каждой группы характерна своя аббревиатура.

  1. Жидкость для холодного времени года имеет две части кода – цифра от 0 до 25, вторая часть, буква «W» — говорит о принадлежности смеси к зимней группе.
  2. Летние смеси также имеют аналогичный индекс, однако значения здесь перевернуты задом на перед – сначала «W», затем цифры от 20 до 60.
  3. Всесезонная группа представлена составным кодом из трех частей. Для примера самая популярная в России вязкость – 5W40.

Аналогичное разделение присутствует и для трансмиссионных масел. Однако здесь, ввиду увеличенной густоты актуальны показатели типа 75W80, 80W90.


Далее разберемся в чем отличие маркировок, и на что они влияют.

На что влияет вязкость масла

В современном автомобиле эксплуатационные свойства масла влияют на два ключевых фактора.

  1. Возможность холодного пуска силовой установки при критическом морозе.
  2. Достаточна прочность защитной пленки во время перегрева, для создания необходимого смазочного слоя.

Инженеры в угоду пользователям и автоконцернам, создают смазки с минимальной низкотемпературной и предельной высокотемпературной вязкостью.

Косвенно, правильно подобранная густота сказывается на расходе топлива, продолжительности эксплуатации двигателя без необходимости ремонта, а также его стабильную работу при перегрузках.

Наглядно понять принцип действия можно на примере нового кроссовера Лада Веста. С завода здесь заливают лубрикант типа 5W30, исправно функционирующий в диапазоне от -25 до +30 °С. Если t° за бортом опускается ниже предела, запустить ДВС после простоя будет сложно или невозможно. Также и при эксплуатации в гоночных режимах, диапазоне свыше +35°С защитная пленка разрушится (масло стекает с деталей как вода) и возникнет эффект сухого трения поверхностей, что чревато негативными последствиями.

Что такое динамическая вязкость моторного масла

Это показатель, измеренный при помощи ротационного вискозиметра. Прибор имитирует реальные условия работы моторного масла в двигателе с учетом давления внутри магистралей и температуре +150 градусов Цельсия. Конструкций агрегатов в 2019 году существует более 50, но суть процедуры одинакова:

  • имеется сосуд, заполненный маслом;
  • внутри колбы присутствует дополнительный цилиндр, зазор между их стенками составляет от 1 до 3 мм;
  • внутренняя часть прибора начинает вращаться и лубрикант создает сопротивление;
  • компьютер измеряет усилие, необходимое для проворачивания и передает данные на индикационную панель.

Манипуляции позволяют понять, каким образом отреагирует лубрикант на динамические колебания температур и нагрузки. При этом, рекомендуемая величина для каждого двигателя своя.

На фото стандартный ротационный вискозиметр лабораторного типа.

Лучше больше или меньше

В современной промышленности бывает множество различных формул и модификаций автомасел. Для динамической вязкости лучший вариант – минимальный показатель. Это аргументировано снижением сопротивления внутри силового агрегата. Так при запуске двигателя зимой, лубрикант создает минимальное препятствие для прокручивания коленчатого вала, что способствует облегчению старта. При увеличении индекса происходит обратное, и масло мешает валам вращаться.

Кинематическая вязкость моторного масла

Показатель измеряется при помощи капиллярного вискозиметра в нормальных условиях при температуре +40/100 градусов Цельсия.

Суть процедуры такая:

  • колба с калибровочным отверстием заполняется жидкостью и разогревается до установленного предела;
  • затем измеряется время, за которое смесь вытекает из емкости самотеком.

Кинематическая вязкость не дает определения хорошее масло или плохое.

Коэффициент кинематической вязкости масла

Это сменный показатель, зависящий от фактической температуры самого масла. Точное определение звучит так. Коэффициент КВМ – это индекс, отражающий фактическую текучесть лубриканта при строго заданной температуре.

Какая лучше — выше или ниже

Сборный показатель измеряется при 40 и 100 градусах Цельсия и измеряется в сантистоксах (сСт), при этом густота жидкости существенно отличается. Кинематическая вязкость указывает на то, какой густоты будет лубрикант в указанных условиях и нормальном атмосферном давлении.

Определить какой показатель лучше, поможет сам автомобиль – конструкции ДВС отличаются и требуют использования разных смазок.

Самой высокой густотой обладает минеральное масло. При этом, оно имеет наибольшую кривую изменения плотности.

Обратные показатели у синтетики, с понижением температуры, смесь минимально увеличивает вязкость, что положительно сказывается на прокачиваемости и возможности запуска холодной машины.

Однако существуют жесткие ограничения, стабильная густота не говорит о том, что искусственная продукция – это панацея. В некоторых случаях применение «минералки» более оправдано с технической стороны – существующие зазоры внутри силовой установки слишком большие и толщина защитной пленки будет недостаточна, что вызовет увеличенный расход на угар и износ системы. Эффект можно наблюдать на классических авто, где синтетика отказывается нормально работать.

В чем измеряется вязкость масла

Существуют общепринятые обозначения густоты моторного лубриканта. В Российской системе СИ принято две единицы измерения:

  • Па*с – для динамической;
  • м²/с – для кинематической вязкости.

Однако в некоторых инструкциях можно встретить другое обозначение, в сантистоксах (сСт). Индекс относится к стандартной шкале как:1 сСт = 0,000001 м²/с.

Как определяется вязкость моторного масла

Определение густоты автомасла – сложный процесс, требующий использования специальных приборов и наличия знаний. Отбросив все сложности, определить густоту лубриканта можно по типу базового компонента. Если масло применяется синтетическое, априори вязкость будет минимальна. В случае эксплуатации минералки, густота повышена.

При этом возможен и другой исход – к примеру, добавляя депрессоры в «природную» жидкость можно принудительно снизить ее плотность.

Принцип работает для подбора формул дизельного, бензинового и универсального типа.

График вязкости масла от температуры

Основополагающим фактором зависимости густоты лубриканта от температуры окружающей среды является индекс вязкости. Параметр указывает, как работает субстанция на холодную или горячую.

Показатели кинематической вязкости при 100 градусах Цельсия у каждого лубриканта индивидуальны. Также и при порогах +20, +40 °С. Наиболее точно можно увидеть изменения на графике.

Как видно из графика каждая основа по своему реагирует на морозы и жару. При этом на синтетике холодный пуск пройдет легче.

Присадка для повышения вязкости масла

В 2019 году на рынке присутствуют специальные стабилизаторы и сгустители автомасел. Продукты способны повысить густоту смазки без негативных последствий, либо нормализовать ее поведение при перепадах температур. Обычно к формулам прибегают автолюбители при чрезмерном износе ДВС, когда повышается угар лубриканта и идет усиленное выделение дыма. В этом случае чтобы не менять полностью всю порцию смазки, имеет смысл купить средство, повышающее ее естественные параметры.

Прозондировав отзывы покупателей можно выделить три популярные жидкости:

  • XADO Oil Treatment Complex;
  • HIGEAR Motor Medik;
  • Carbonfox VI 80.

Однако, согласно рекомендациям специалистов не стоит излишне увлекаться подобной продукцией.

Как выбрать вязкость моторного масла

Для каждой конструкции мотора выбор смазки выполняется индивидуально. К примеру, для четырех и двухтактных ДВС, разница вязкости будет огромна. В системах смазки, требующих предварительного перемешивания лубриканта с бензином, добавленная жидкость должна быть предельно текучей, чтобы не нарушать физические свойства топлива. Там где применяется разновидность мокрого картера, наоборот необходима оптимальная густота, для покрытия подвижных частей прочной пленкой.


Подбор масла для двигателя осуществляется исходя из требований производителя автомобиля. Внутри руководства пользователя указывается, какая необходима основа, вязкость. Примерное сравнение можно привести на машинах Рено Логан с мотором Н4М, и Деу Лаос с ВАЗовским ДВС.
Когда в первом случае актуально заливать 5W30, во вторую машину можно подобрать 10W40.

На зиму

Если порцию лубриканта планируется эксплуатировать исключительно зимой, допускается лить жидкости, предназначенные только для холодного времени года.

Примечание! Точный выбор густоты выполняется согласно климатическим условиям. К примеру, для Лада Гранта, используемой в умеренных широтах можно брать лубриканты типа 5W, 10W, 15W.

Какой вязкости масло лучше заливать в двигатель летом

Аналогично осуществляется подбор для теплого времени года. Здесь нет разницы, какая машина обслуживается Киа Рио 3 или Шевроле Нива – выбор основывается исключительно на допусках завода и температуре окружающей среды.

Какую вязкость масла выбрать после 100 тысяч пробега

Когда пробег авто переваливает за 100000 км пробега, имеет смысл залить масло гуще, чем советует завод. Решение обосновано увеличением рабочих зазоров и необходимостью использования более плотных смесей.

Однако здесь учитываются индивидуальные особенности и ресурс ДВС. Для примера в Приору 16 клапанную, при таком пробеге уже можно повысить вязкость лубриканта на порядок (было 5W30 стало 10W40), а для силовых установок Митсубиси и Хонды изменения не требуются.

После 200 тысяч пробега

На старых машинах с большим пробегом типа ВАЗ 2107, а также иномарках, износ поршневой группы наблюдается более выражено. Здесь требуется лить смеси гуще на порядок или два. К примеру, в Ладу 2114 после 200000 км, отмотанных спидометром можно заливать лубриканты типа 15W40, когда для новой версии будет актуален индекс 5W30.

Что будет если долить масло другой вязкости в двигатель

Распространенный миф – при смешивании автомасел различной вязкости происходит обязательное пенообразование и выпадение осадка, это в корне не так. Если сделать все правильно, никаких негативных последствий не произойдет.

К примеру, во время передвижения по трассе произошла утечка лубриканта, требуется срочная доливка, а необходимой жидкости под рукой нет. Допускается частичное смешивание формул одного завода с соответствием допусков. Это обосновано использованием одинаковых базовых компонентов и присадок на предприятии. Таким образом, при доливке в картер смеси типа 5W30, где уже залито 10W40 того же бренда и основы, ничего страшного не произойдет.

Можно ли смешивать масла одинаковой вязкости

Здесь еще проще, при использовании одной основы и соблюдении допусков API, ACEA мешать жидкости можно вообще без чувствительных последствий.

Главным аргументом здесь является то, что при полной замене масла, в картере остается в среднем 10-12% отработки.

Как определить вязкость моторного масла по формуле

Определение вязкости лубриканта по стандартной формуле SAE не вызывает затруднений даже у начинающих автомобилистов. Для этого организация создала специальную таблицу, где уже все просчитано.

Расчет вязкости смеси масел

Процедура выполняется по стандартной схеме, где учитывается вязкость обоих компонентов и пропорция смеси. Для примера можно взять типичную ситуацию, в моторе залита смесь 0W30, при доливке было использовано 25% лубриканта 5W40, в картере образуется смесь 2W34. При обратном соотношении (3:1) получится примерно 4W38.

Как проверить вязкость масла в двигателе

Точно измерить вязкость лубриканта, уже залитого в силовую установку, в домашних условиях невозможно. Это аргументировано тем, что для выполнения работы потребуется лабораторное оборудование и специальные приспособления.

Однако имеется способ измерения с помощью эталонной пробы – методика подойдет, если после заливки в канистре осталось немного неиспользованной жидкости. Последовательность действий такова:

  • слить с ДВС шприц смазки и взять аналогичное количество свежего продукта;
  • подвесить вертикально воронку с отверстием 1-2 мм на конце и влить в нее эталонный образец;
  • измерить количество упавших капель за определенный промежуток времени с помощью секундомера;
  • повторить процедуру с отработкой;
  • установить разницу показателей двух проб.

Измерение поможет установить, насколько выработалось масло, обычно при разнице более 25% — жидкость уже требуется менять.

Изменение вязкости масла от наработки


При выработке ресурса номинальная вязкость автомасла изменяется. Метаморфозы происходят в двух направлениях.

  1. Уплотнение субстанции при нормальной температуре. Вызывается появлением посторонних примесей, сажи в составе, что провоцирует сгущение лубриканта. Это особенно чувствуется во время заморозков – усложняется холодный пуск ДВС.
  2. Разжижение при нагреве. Включения серной кислоты и воды минимизируют высокотемпературную вязкость продукта, вызывая стекание защитной пленки и износ нагруженных частей.

Этим объясняется густота жидкости при сливе из картера и отсутствие необходимой защиты во время активной эксплуатации ДВС.

Нужно ли промывать двигатель при смене вязкости масла

Рекомендации заводов говорят о необходимости промывки при каждом переходе с одного типа лубриканта на другой. Это аргументируется тем, что для смесей, каждый изготовитель применяет уникальные формулы, способные вызвать непредвиденную реакцию при контакте. Однако факт нивелируется спецификациями ACEA и API. При получении сертификата жидкости проходят обязательное тестирование на совместимость. Иными словами, если синтетика одного бренда 0W30 меняется на аналог 5W30, промывку можно не делать, но и лишней она не будет.

rus-avtomir.ru

Индекс вязкости моторного масла. Классификация SAE 5w30 и 5w40 | SUPROTEC

Зависимость вязкости масла от температуры называется вязкостно-температурной характеристикой (ВТХ) масла.

Мы живем в России, в которой раз от раза бывает зима. В течение года температура за бортом может меняться от плюс сорока летом до минус сорока зимой, а ездить все равно надо. Здесь нужно вспомнить, что моторное масло имеет одну неприятную особенность - его вязкость сильно зависит от температуры, причем очень сильно (читать подробнее о моторных маслах "Супротек"...). При отрицательных температурах кинематическая вязкость моторного масла может составлять тысячи сантистоксов (единица измерения вязкости, мм2/с), а в зоне рабочих температур она снижается до единиц этих же сантистоксов. Это огромный разброс. Для одного и того же моторного масла вязкость может отличаться в тысячу раз! Лучшее решения для верного выбора автомобильного масла - консультация со специалистом у дилера. Но немного понимать вопрос необходимо и самому.

Вязкость моторного масла

Вязкость моторного масла зависит от температуры и называется вязкостно-температурной характеристикой (ВТХ) масла. Это его важнейший параметр. Для того, чтобы описать вязкостно-температурную характеристику масла, его производители в техническом описании продукта дают две вязкости: при 40 С и при 100 С, а также указывают еще один параметр, смысл которого понимают не все – индекс вязкости. Что же это такое?

Что такое индекс вязкости?

Индекс вязкости это расчетная величина, характеризующая вид зависимости кинематической вязкости масла от температуры. Как рассчитывают вязкость моторного масла? Берутся два эталонных автомобильных масла ГОСТ, у которых при 100 С вязкость будет одинаковой, но одно очень сильно густеет при понижении температуры, а вязкость второго от температуры зависит слабо. Индекс вязкости первого эталона принимается равным нулю, второго – ста. Вязкостно-температурная характеристика испытуемого масла сравнивается с эталонными и по специальной формуле определяется его индекс вязкости. Чем он выше, тем лучше.

Вязкостно-температурная характеристика зависит от углеводородного состава базового масла, состава и процента добавки загущающих полимерных присадок. У базовых масел на основе парафиновых углеводородов индекс вязкости достаточно высокий, около 100. У масел на основе ароматических углеводородов существенно более низкий, около 30-40. У синтетических компонентов, например, полиальфаолефинов (ПАО) выше 150.

Вязкостно-температурная характеристика базового масла для двигателя определяет индекс вязкости и конечного продукта. У сезонных «минералок» индекс вязкости самый низкий: 80-90. У всесезонных загущенных «минералок» он повышается до 90-110. Улучшенные «минералки» с частичным содержанием синтетических компонентов, в том числе гидрокрекингового происхождения, имеют вязкостно-температурную характеристику с индексом порядка 120-140.

А так называемые «полные синтетики» могут похвастаться индексом вязкости, доходящим до 170-180.

Величина этого параметра связана с первой цифрой спецификации масел по SAE (которая указывается перед W: 0W, 5W и т.д.). Чем она ниже, тем в соответствующем классе масел должен быть выше индекс вязкости.

Значение индекса вязкости в летний и зимний сезон

Понятно, что чем выше индекс вязкости масла, тем проще запустить двигатель холодной зимней ночью. Именно поэтому для зимней эксплуатации «синтетика» подходит лучше. Есть и определенная связь между износом пар трения двигателя и индексом вязкости. Это, в первую очередь, связано с пусковым износом. Известно, что значительная доля изнашивания пар трения двигателя «сидит» в зоне холодного пуска двигателя.

Пока загустевшее на морозе масло не начнет активно прокачиваться через каналы системы смазывания, подшипники и поршневые кольца работают без смазки.

Скорость изнашивания при этом на порядок выше. И только после повышения температуры масла до такого уровня, когда оно становится текучим, пары трения перейдут в нормальный режим работы. У масел с высоким индексом вязкости такой момент настанет значительно быстрее, потому пусковая пытка пар трения будет короче и мягче.

Так выглядят вязкостно-температурные характеристики моторных масел разных видов. Черная линия – реальная «полная синтетика» с высоким содержанием ПАО, красная – типичная НС-синтетика, «гидрокрекинг» с 10% ПАО, зеленая – «полусинтетика». И все они – «сороковки» по SAE. Разница – только при пуске-прогреве, но это – важно!

Определяем качество моторного масла по индексу

Индекс вязкости очень важный параметр, по которому предварительно можно оценить качество приобретаемого моторного масла. Не ленитесь обращать на него внимание! Если увидели в описании якобы «полной синтетики» величину индекса вязкости порядка 140, знайте, в нем процентов 70-80 обычного гидрокрекингового базового масла. В этом случае применимость термина «синтетика» для этой банки остается полностью на совести его производителя.

Кстати, высокий индекс вязкости для «минералки», например, выше 115, тоже подозрителен! Это означает, что в нем очень большой процент содержания полимерных загустителей. Полимеры в масле под действием температур и давлений со временем меняют свою структуру, активно окисляются и разрушаются. Масла с их высоким содержанием будут быстро ухудшать свои смазывающие свойства в процессе работы, то есть иметь малый срок службы. Менять их придется чаще. Чаще чем вы планировали, и чаще, чем обещал вам продавец или мастер СТО.

suprotec.ru

Вязкость трансмиссионных масел — DRIVE2

Вязкость — одна из основных характеристик трансмиссионного масла, отвечающая за долгую и правильную работу узла

Трансмиссионные масла обладают рядом свойств, но вязкость – одна из главных характеристик. Ведь именно от показателей вязкости зависит слаженная работа всех деталей трансмиссии. В инструкции к автомобилю всегда есть сведения о том, какая вязкость масла лучше всего подойдет для КПП.

Каким должно быть трансмиссионное масло?

Трансмиссионное масло подвергается высокому давлению, работает при высокой скорости скольжения и при разной температуре. Поэтому качество трансмиссионной жидкости оценивается согласно жестким требованиям.

Трансмиссионное масло, прежде всего, должно хорошо смазывать детали трансмиссии и, тем самым, продлевать срок их службы. Противозадирные и противоизносные свойства масла не дадут деталям разрушиться раньше времени, антикоррозионные свойства сохранят их от коррозии, а способность отталкивать воду – от ржавчины. Кроме того, трансмиссионная жидкость не должна разрушать резиновые детали системы. Масло также не должно окисляться, менять свои свойства при перепадах температуры.

Также жидкость для трансмиссий помогает снизить ударные нагрузки на детали, отвести лишнее тепло, созданное при трении, а также снизить энергозатраты.

На что влияет вязкость?

Именно оптимальная вязкость масла влияет на его способность бесперебойно смазывать как поверхность механизмов, так и места соединения деталей между собой. В частности, такие характеристики трансмиссии, как скорость скольжения и нагрузки на зубья, определяют, масло какой вязкости нужно применить. Ведь при увеличении вязкости, смазывающие свойства масла могут ухудшиться.

Также вязкость влияет на срок службы деталей – масло с нужной вязкостью существенно продлевает их жизнь.

Масло с нужными показателями вязкости обеспечивает возможность автомобиля трогаться с места в условиях низкой температуры воздуха, способно уменьшить гидравлические потери, а также повысить КПД трансмиссии и уменьшить расход топлива.

Если характеристики вязкости масла не подходят автомобилю, то возможны поломки деталей коробки передач и сцепления.

Классы вязкости по SAE

Безусловно, вязкость масла напрямую зависит от температуры. Так называемые вязкостно-температурные свойства трансмиссионных жидкостей определяют по классификации SAE J 300 DEC 95. Нормативы этой классификации были разработаны Американским обществом автомобильных инженеров и именно их придерживаются многие мировые марки.

Вязкость масла, согласно этой классификации, определяют в условных единицах, их называют «степени вязкости».

Разделение масла на классы по SAE основано на показателях вязкости в условиях низких и высоких температур. При выборе масла нужно учитывать, в каких условиях используется автомобиль и какая самая высокая и самая низкая температура будет за бортом.

Что означают степени вязкости?

Жидкости для трансмиссий разделены на зимние и летние.

Маркировки зимних классов — 70W, 75W, 80W, 85W. Буква W означает «зима» (winter). Чем меньше цифра, тем жидкость температурно стабильней, то есть сохраняет оптимальную вязкость при низкой температуре. К примеру, для масла 70W максимальная температура, при которой жидкость не теряет своих свойств, -50°С, а для масла 75W – уже -40°С.

Летние классы обозначаются числами 80, 85, 90, 140 и 250. Чем больше показатель, тем при более высокой температуре жидкость сохранит свои вязкостные свойства.

Все большую популярность набирают всесезонные масла. Их обозначают двойной маркировкой. К примеру — SAE 80W-90, SAE 75W-90.

Свойства масла определяются лабораторно – просчитывается предел нормальной вязкости при 100°С и определяется минусовая температура, при воздействии которой динамическая вязкость не превышает показателя 150 000 сантипуазов (сП). Пределы нормального состояния масла важны, так как при изменении вязкости начинают разрушаться детали трансмиссии.

Можно ли смешивать?

Смешивать масла разных по SAE не рекомендуется. Нарушится баланс вязкости, который определил производитель, и гарантии того, что трансмиссия будет работать исправно, никто не даст. Перед заливкой нового масла детали трансмиссии стоит промыть.

Полезно? Лайкаем и делимся со своими подписчиками!

www.drive2.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

Какая бывает синтетика. Вязкость — DRIVE2

Синтетика – масло, построенное на основе базового, полученного путем химического синтеза продуктов переработки нефти. Эти базовые масла, согласно действующей классификации API, делят на ряд основных групп.

углубление статьи, "На заметку: масло Nissan для Ниссанов. Классификация" — решил остановиться на последнем слове (в первую очередь для себя)

основные типы моторных масел

(источники: zr.ru № от 21 марта 2011, 30 октября 2010, 12 Декабря 2012, smotra.ru

По классификации Американского института нефти (источник: API 1509, Приложение E) базовые масла подразделяются на пять категорий:

Первые три группы — масло, очищенное от сырой нефти

Группа III – базовые масла с высоким индексом вязкости, полученные по технологии каталитического гидрокрекинга (НС-технология). По сути, это минеральные масла, чьи свойства приближены к синтетическим. Однако некоторые фирмы называют их либо полусинтетическими, либо синтетическими, либо гидросинтетическими.

Группа IV – синтетические базовые масла на базе ПАО, извлекаемых преимущественно из газов этилена и бутилена. Такие масла обладают предсказуемыми свойствами, стабильны, имеют оптимальную вязкостно-температурную характеристику, низкую летучесть. Синтетичнеское моторное масло (ПАО) имеет более широкий диапазон температур и прекрасно подходит для использования в условиях экстремального холода и высокой температуры. Их называют полной синтетикой (full synthetic), они сегодня занимают основную часть рынка синтетики.

Группа V – базовые масла, не вошедшие в предыдущие группы; в частности, масла на растительной основе, в том числе на основе эстеров. Эстеры – сложные эфиры, продукты нейтрализации карбоновых кислот спиртами. Сырьем служат не нефтяные, а растительные масла – кокосовое, рапсовое или др. Такие масла более стабильны, биологически разлагаемы и т. п. Главный недостаток – высокая цена.

"поскольку эстеровые технологии – будущее моторных масел"

Характеристики моторного масла эксплуатационные

Характеристики масла эксплуатационные, условные (по возрастанию качества), в %
* базовое минеральное масло принято считать за 100 %:

• Минеральное масло простое – 100 %;
• Гидрокрекинговое масло, (улучшенное минеральное) – 200 %;
• Синтетическое масло, (полиальфаолефиновое) – 300 %;
• Синтетическое масло, (эстеровое) – 500 %.

Про вязкость:

Главный показатель масла – вязкость. От нее напрямую зависит если не всё, то многое: качество смазывания узлов трения, скорость изнашивания, потери на трение. А еще, косвенно, его расход на угар, токсичность отработавших газов и даже температуры деталей двигателя

Дело в том, что полностью синтетические масла обладают не только хорошей текучестью при низких температурах, но и хорошо противостоят окислению при работе мотора на пределе тепловых режимов и с перегревом.

Но что интересно: два основных параметра, которые характеризуют условия пуска на морозе, – температура застывания и условная температура проворачиваемости коленвала как бы в противофазе! Смотрите сами: рекордная температура застывания обнаружилась у …EDGE: аж за –52 °С, но у него же и самая высокая условная температура проворачиваемости: «всего» –25 °С!

Застывшее масло полностью теряет свою текучесть, а значит, коренные и шатунные подшипники коленчатого вала, поршень и цилиндр будут работать на сухую. Итог – интенсивный износ, задиры, сваривание поверхностей трения. Да и если масло, что называется, застыло, то провернуть коленчатый вал даже исправному стартеру, питаемому от полностью заряженных аккумуляторов, практически нереально.

Полностью синтетические масла вязкостью 5W-40 и 5W-30 рекомендованы для машин, не оборудованных предпусковыми подогревателями и работающих в северных регионах России.

Полностью синтетические масла вязкостью 5W-40 и 5W-30 благодаря хорошим показателям низкотемпературной прокачиваемости способствуют облегчению запуска двигателя при низких температурах ( благодаря высокому индексу вязкости и пониженному внутреннему жидкостному трению снижают нагрузку на стартер и аккумуляторную батарею при запуске двигателя). В зависимости от конкретных условий эксплуатации потребители могут счесть выгодным для себя отказ от применения предпусковых подогревателей.

Подбор хорошего масла – это лишь полдела. О свечах, аккумуляторе при смене сезона забывать тоже не следует.

www.drive2.ru

Автор: admin

Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о