Как выбрать масло для автомобиля?
Содержание
- Что означают цифры на масле
- Виды масел
- Какое масло предпочтительнее в конкретных случаях
Каждый автолюбитель сталкивался с проблемой подбора масла для двигателя своего автомобиля. Выбор масла – чрезвычайно важный шаг и от него зависит срок службы силового агрегата автомашины.
Прежде всего, выбор моторного масла осуществляется по рекомендациям производителя двигателя. В сервисной книге любой автомашины обозначаются рекомендуемые марки и виды смазок. Однако не всегда рекомендации из сервисной книги можно применить на практике. Дело в том, что каждый год выпускаются новые виды моторных масел, которые могут быть не указаны производителем.
Второй способ подбора масла для машины – это использование каталогов подбора моторных масел. Такие сервисы сейчас чрезвычайно распространены в интернете. Все каталоги работают по одному принципу: сначала выбирается производитель смазочных материалов, потом надо ввести марку, модель и год выпуска авто. После введения этой информации, сервис покажет пользователю все рекомендуемые для данного автомобиля продукты.
Что означают цифры на масле
Если вы решили заняться подбором масла для двигателя самостоятельно, необходимо иметь представление о маркировке смазочных продуктов, или, другими словами, знать что обозначают цифры и буквы на упаковке.
Прежде всего, масло разделяется по типу силовых агрегатов.
- Буква А обозначает, что масло предназначено для бензиновых двигателей.
- Буква В – для дизельных.
- Литера С ставится на продукцию, подходящую для обоих типов моторов, требующих особых марок топлива.
Вместе с этими буквами обычно ставятся цифры от 1 до 5, определяющие уровень защиты от износа.
Кроме того, на упаковках моторного масла, рядом с названием, проставляется так называемая классификация по температурной вязкости (SAE). Такие обозначения, как правило, имеют вид 5W-30, где 5W – обозначение нижнего температурного порога, при котором масло не теряет текучести.
Высчитывают это так: от обозначения 5W-30 отнимают 35 градусов Цельсия. 5–35= -30. Значит, масло с таким обозначением не теряет своей текучести в морозы до -30 градусов. Ну а цифра 5W-30 обозначает верхний предел температуры воздуха в градусах Цельсия.
Таким образом, продукцию с маркировкой 5W-30 можно использовать от -30 до +30 градусов Цельсия.
Виды масел
Моторные масла бывают трех основных типов:
- Минеральные масла – самые распространенные на территории бывшего союза.
Они изготавливаются на основе минерального сырья – нефти. Эксплуатационные показатели такой продукции не самые передовые.
Минеральное масло быстро утрачивает свои свойства, теряет текучесть при отрицательных температурах и выделяет шлаковые компоненты при перегреве. Кроме того, минералка требует частой замены. - Синтетические масла изготавливаются из компонентов синтетического происхождения.
В такую продукцию еще на этапе производства закладываются все необходимые параметры по текучести, моющим свойствам, защите от трения и коррозии.
Синтетическое моторное масло имеет боле высокую стоимость, однако обеспечивает лучшую защиту деталей автомашины. - Полусинтетические масла содержат в себе и синтетические и минеральные компоненты.
Основа полусинтетики обычно минеральная, но в нее добавляют большое количество синтетических присадок, приближающих характеристики моторного масла к синтетике.
Цена такой продукции ниже, чем у синтетики.
Какое масло предпочтительнее в конкретных случаях
В последние годы на территории бывшего союза происходит «масляная революция». Большинство автолюбителей стали использовать синтетическое масло просто потому, что это считается престижным. Конечно, синтетические масла имеют более высокие эксплуатационные характеристики и лучше защищают детали двигателя, но это отнюдь не панацея от всех проблем.
Если автомобиль новый и только прошел обкатку, то синтетическое масло подойдет для него как нельзя лучше. Зачастую производители указывают в сервисных книжках последних моделей авто именно синтетику.
В том случае, если автомашина произведена в прошлом веке, и имеет солидный моторесурс, заливать в нее синтетику не только не желательно, но и опасно.
Дело в том, что синтетическое масло имеет высокоэффективные моющие и адгезионные присадки, которые растворят многолетний приработавшийся нагар. Частицы нагара могут существенно увеличить износ деталей и закупорить масляные магистрали. Кроме того, синтетические масла имеют большую текучесть, что позволяет им проходить через микротрещины в сальниках двигателя.
Существует целый ряд автомашин, использование в которых синтетического моторного масла категорически не рекомендуется, например, автомашины Газель, Волга и УАЗ, выпушенные до 2003 года. В конструкции двигателей данных автомобилей используются набивные сальники, проницаемые для синтетических смазок. Также к этой категории относятся некоторые старые модели автомобилей Рено.
Какое масло стоит заливать в авто с большим пробегом?
Разновидностей моторного масла довольно много, поэтому для неопытных пользователей авто выбрать подходящий продукт не очень просто. Постараемся разобраться в этом вопросе и узнать, какое автомобильное масло необходимо для вашего транспортного средства. Для автомобилей, выпущенных с 2005 по 2010 год, подобрать необходимую смазочную жидкость будет немного сложнее. Если ваше авто находится в длительном пользовании нужно смотреть на существующие проблемы и неисправности. Также следует уделить внимание таким вопросам: «Как часто приходится доливать масло при наличии угара, присутствуют ли звуки несвойственные для нормальной работы мотора».
Какое масло подходит для моего автомобиля
При выборе смазывающей жидкости необходимо смотреть на ее эксплуатационные свойства и возможности. Для конкретного автомобиля подбирается смазка, которая полностью подходит по своим характеристикам и допускам. Купить моторное масло лучше в среднем или высшем ценовом сегменте. Не советуем выбирать продукты, в которых необходимые требования дотягивают только до минимальных показателей. Например, хорошими свойствами и характеристиками обладают масла финского бренда Neste.
Созданные для работы в различных погодных условиях они хорошо справляются со своими обязанностями. Можно подобрать необходимую вязкость и все остальные параметры. Продукт отлично справляется с моющими функциями, двигатель с ним работает четко и без посторонних шумов.
Масло автомобильное ни в коем случае нельзя приобретать с показателями, которые ниже допустимых, для эксплуатации в вашем авто. Такой продукт только принесет вред вашей машине, маленькая экономия на моторном масле может обернуться большими затратами на ремонте автомобиля.
Основные свойства автомобильного масла
Купить автомобильное масло сейчас довольно просто. На рынке представлен большой выбор различных марок и модификаций этого продукта. Необходимо правильно подобрать масло, чтобы оно полностью подходило для двигателя вашего автомобиля. Какие функции и свойства должны быть у качественного продукта:
Необходимо чтобы масло хорошо проходило по смазочной системе машины. Проверка выполняется при холодном пуске авто.
Масляная пленка должна оставаться стабильной при разных температурах и нагрузках.
Масло обеспечивает качественную защиту деталей двигателя от износа.
Предотвращает возникновение коррозии.
Имеет хорошие «моющие» свойства, удаляя нагар в моторе.
Охлаждать поверхности деталей в зоне трения.
Масла автомобильные Neste имеют все указанные выше свойства и характеристики. Продукция от финского производителя на рынке продаж более 70 лет, пользуется высокой популярностью у владельцев транспортных средств.
Если для вашего автомобиля необходимо купить моторное масло Несте высокого качества и по низкой цене, сделать это можно в компании Агро-Союз. В наличии большой выбор продукта для всех видов автомобилей, а также масла для промышленности. Коэффициент вязкости у продукта, выпускаемого компанией, имеет хорошие показатели.
Покупка масла для вашего автомобиля
Купить масло для авто, если оно выпущено больше 10 лет назад не так просто, но лучше выбирать продукцию среди новых разработок с современной классификацией. Бывают исключения, когда применение современных масел в двигателях более старых автомобилей может быть ограничено. Это касается продуктов, имеющих пониженную вязкость.
В новых автомобилях их применяют, чтобы уменьшить расход топлива. В таких моделях авто двигатель имеет конструкцию, специально разработанную под использование подобных смазывающих жидкостей. Применение такого продукта для машин, выпущенных ранее, чревато нарушением правильной работы мотора, в худшем случае он может прийти в негодность.
Масла автомобильные марки Neste бывают разных видов. Поэтому не составит труда подобрать его для вашего авто. Приобретая продукцию в компании «Агро-Союз» вы получите максимум выгод:
качественный товар от известных мировых производителей;
высокий сервис и обслуживание;
быструю доставку;
минимальные на продукцию Neste цены;
скидки для оптовых покупателей.
Цены на автомобильное масло
Купить авто масло можно по разным ценам. Для каждого покупателя понятно, что чем дешевле стоит масло, тем хуже его качество и меньше возможности. На хорошее качественное масло, отменно выполняющее свои функции, соответственно цена не может быть слишком низкой. Но ее можно снизить, приобретая продукцию у непосредственных изготовителей или их представителей. При этом вы значительно сэкономите. Плюс при покупках оптовых партий также можно получить скидки, приобрести продукцию по более низкой стоимости. Кроме того, интернет магазин масло моторное часто продает по акциям, которым могут воспользоваться покупатели. Необходимо только узнать условия проводимых мероприятий. Сделать это можно онлайн или завязав обратный звонок.
Моторное масло от Neste от финского производителя будет одним из лучших вариантов по соотношению цены и качества. По своим характеристикам и свойствам этот продукт имеет очень высокие показатели. Он полностью выполняет все необходимые функции для работы с двигателем.
Для легковых автомобилей в нашей компании представлены такие виды масел:
На все представленное в магазине моторное масло цена будет доступной для любого покупателя. Также каждый клиент может сэкономить, купив наборы.
Они бывают разными, можно подобрать тот который подходит для вашего автомобиля. Для оптовых покупателей продукции компания предоставляет хорошие скидки.
Польза для автомобиля при замене моторного масла
Сейчас для всесезонного применения одним из лучших считаются смазывающие жидкости, имеющие вязкость, как у синтетического продукта 5W-30. Индекс вязкости у него 166, что указывает на то, что работать масло может при широком диапазоне температур, кроме того, в его составе имеются моющие компоненты. Такое моторное масло купить по хорошей цене можно в нашей компании. Оно отлично подходит для большинства авто от японских, немецких и американских производителей, независимо от времени их эксплуатации и года выпуска.
Для машин, выпускаемых в Европе и имеющих большой пробег, лучшим вариантом будет продукт, имеющий вязкость по SAE 5W-40 или 10W-40. Выбирая масло следует правильно подобрать его эксплуатационные свойства. Грамотный подбор вязкости и характеристик продукта, даст возможность увеличить время работы изношенного двигателя.
Если вам необходимо качественное масло автомобильное, купить его будет выгодно в компании «Агро-Союз». В продаже представлен большой выбор продукции от известного финского производителя – компании «Neste». Интернет-магазин осуществляет доставку купленного товара по территории всей Украины. Также можно посетить наши магазины, находящиеся во многих крупных городах страны. Покупая продукцию у нас, вы гарантировано получаете высококачественный продукт и достойное обслуживание. Двигатель вашего автомобиля работая с нашими маслами, будет чувствовать себя превосходно, получит надежную защиту на длительное время.
6098
Ун.
– 100% — https://text.ru/antiplagiat/5f2d1ee8a63d5
Что делает автомобильное масло? (сделай сам)
Обновлено: 11 июня 2020 г.
Разберитесь с автомобильным маслом
Следующий проект›
Семейный мастер на все руки
Узнайте, что нового в моторном масле (много!), что делает масло, а что нет, как часто вам нужно его менять и как правильный тип может улучшить работу вашего двигателя.
Эксперты DIY из журнала The Family Handyman Magazine
Важность автомобильного масла
Автомобильное масло с годами стало намного лучше. А благодаря индикаторам срока службы автомобильного масла на новых автомобилях водителям не нужно гадать, когда менять масло. Тем не менее, даже с лучшими лампами напоминания о замене масла и масла ремонтные мастерские сообщают о шокирующем увеличении количества двигателей, поврежденных из-за износа и накопления шлама.
Оказывается, многие автолюбители и даже некоторые мастерские по замене масла используют неподходящее автомобильное масло, а водители просто слишком долго меняют масло. Не менее тревожно и то, что многие водители почти полностью отказались от проверки уровня масла в автомобиле при заправке бензином, и многие другие вызывают повреждение двигателя, ездя с низким уровнем масла. Кажется, слишком много водителей следуют собственным представлениям о том, какое масло они могут использовать и как долго они могут эксплуатировать его в своем двигателе. Но это приводит к неприятностям. Независимо от того, меняете ли вы масло самостоятельно или отвозите свой автомобиль в магазин, вам нужна фактическая информация прямо от экспертов. Пристегнитесь. Пришло время задуматься о нефти.
Автомобильное масло: это больше, чем просто вязкость
Фото 1: Найдите автомобильное масло для конкретного двигателя
На этикетке под капотом этого VW указано, что следует использовать только масло, соответствующее спецификации VW 502. 00. Чтобы найти масло, соответствующее этому стандарту, найдите спецификацию на этикетке бутылки с маслом.
В каждом руководстве по эксплуатации указана рекомендуемая вязкость масла для двигателя. Но знание правильной вязкости — это только отправная точка. Вашему автомобилю также может потребоваться синтетическое масло или масло, соответствующее определенному отраслевому рейтингу (API и ILSAC — два примера). Самые последние рейтинги — API-SN и ILSAC GF-5. Оба обратно совместимы, поэтому, если в вашем руководстве указан более низкий рейтинг, вы можете безопасно заменить более новое масло.
Но не все автопроизводители пользуются этими двумя службами отраслевой оценки. Европейские автопроизводители могут потребовать стандартное масло с рейтингом ACEA в некоторых двигателях и другое масло, отвечающее более жестким спецификациям, в другом двигателе. Масла для конкретных производителей и двигателей — это растущая тенденция, и когда автопроизводитель указывает конкретное масло для двигателя, это единственное масло, которое вы можете использовать (фото 1).
На самом деле все сводится к следующему: конструкторы двигателей знают больше, чем вы или ваши приятели. Если вы используете неподходящее автомобильное масло, вы можете вывести из строя свой двигатель. Повреждение не будет покрываться заводской гарантией на силовую передачу или вашей расширенной гарантией, даже если замена масла была произведена профессионалом.
Где купить автомобильное масло
Если вы пользуетесь магазином для замены масла, убедитесь, что там есть нужное масло. Магазин может взимать дополнительную плату за специальное масло, но оно позволит вашему двигателю работать дольше. При самостоятельной замене масла у вас могут возникнуть проблемы с поиском подходящего масла в крупных магазинах, но вы всегда можете получить его (или заказать) в любом магазине автозапчастей.
Следует ли использовать синтетическое автомобильное масло?
Если вашему автомобилю не требуется синтетическое масло, вот почему вам все равно следует перейти на него. Синтетическая нефть производится из сырья природного газа или сырой нефти, которые проходят химическую реакцию, в результате которой образуются молекулы одинакового размера. Единый размер снижает трение, нагрев и износ двигателя. Синтетическое масло известной марки содержит более качественные и долговечные присадки, которые сохраняют чистоту вашего двигателя. А поскольку оно не содержит парафина (парафина), как обычное масло, оно течет быстрее и быстрее создает давление при холодном пуске. Конечно, это стоит на пару долларов больше за кварту, но это гораздо лучшая смазка. Это стоит дополнительных затрат, особенно если вы любите свой автомобиль и/или планируете сохранить его на долгие годы.
Советы по замене масла
- Если двигатель холодный, запустите его и дайте ему поработать пять минут, чтобы масло нагрелось. Если жарко, подождите не менее 30 минут, чтобы не обжечься.
- Никогда не используйте разводной ключ или головку на сливной пробке. Используйте накидной ключ подходящего размера, обычно метрический, для заглушки.
- Всегда используйте домкраты. Никогда не работайте под автомобилем, который поддерживается только домкратом.
- Используйте новое масло, чтобы смазать прокладку масляного фильтра, прежде чем прикручивать его.
- Всегда затягивайте фильтр вручную. Никогда не используйте ключ для фильтра.
- Найдите ближайший к вам центр утилизации масла/масляных фильтров (см. ниже).
- Выстройте в ряд все бутылки с маслом, которые вам понадобятся для заливки, чтобы не сбиться со счета во время наливания.
Как насчет масла для старых автомобилей?
Фото 2: Старые двигатели нуждаются в более сильном лекарстве
Заправляйте старые двигатели синтетическим маслом с большим пробегом, чтобы поддерживать их чистоту и обеспечить максимальную защиту от износа.
Вы можете утверждать, что ваша старая машина прекрасно проехала 100 000 миль на обычном автомобильном масле. Большой. Но теперь у него есть некоторый износ поршневых колец, и он генерирует больше «прорыва» (проскальзывание дымовых газов через поршневые кольца). Это увеличение прорыва газов означает большее образование кислоты, сажи, коррозии, нагара и шлама по всему двигателю. Именно поэтому переход на синтетическое масло так важен для старых автомобилей. Более прочный пакет присадок особенно хорошо подходит для поддержания чистоты старого двигателя и увеличения его срока службы. Если вы меняете собственное масло, переход на синтетическое стоит всего около 10 долларов за замену. Мы считаем, что это стоит дополнительных затрат.
Знания в Интернете советуют выполнить промывку двигателя перед переходом на синтетическое масло. Это ужасная идея. Просто слейте старое масло и снимите масляный фильтр. Затем вставьте фильтр премиум-класса и залейте синтетическое масло. И пришло время отказаться от вековой практики добавления масла с более высокой вязкостью для борьбы с низким давлением масла. Масло с более высокой вязкостью фактически увеличивает трение и снижает скорость потока, в результате чего масло (и двигатель) нагреваются сильнее. Таким образом, вы получаете меньший расход бензина, больший износ и накопление отложений.
Синтетическое масло с большим пробегом содержит присадки, укрепляющие пленку, для улучшения уплотнения колец и повышения давления масла. Многие бренды также включают кондиционеры для уплотнений для смягчения жестких уплотнений, а также дополнительные антиоксидантные, антикоррозионные, противоизносные и моющие присадки для обработки грязи в картере. Итак, если ваш двигатель проехал более 100 000 миль, переключитесь на масло с большим пробегом. Он стоит всего на 1 доллар за литр больше, чем обычный синтетический.
Купите подходящий масляный фильтр
Выберите масляный фильтр, срок службы которого соответствует интервалу замены масла. Масляные фильтры эконом-класса служат около 3000 миль. Поэтому, если ваш интервал замены составляет 7000 миль, он не будет выполнять свою работу в течение последних 4000 миль. Чтобы получить фильтр, который прослужит столько же, сколько и ваше масло, планируйте потратить не менее 6 долларов. Ищите такие термины, как «увеличенная производительность» или «увеличенный срок службы» на коробке.
Когда следует менять автомобильное масло?
У всех полно советов о том, как долго вы можете проходить между заменами масла. Но если они не знают ваших привычек вождения, этот совет будет пустым звуком. Частые холодные пуски, короткие поездки (менее 4 миль), вождение с частыми остановками, буксировка тяжелых грузов и пуск с опережением очень вредны для масла и быстро истощают присадки. В вашем руководстве по эксплуатации указан другой график замены масла для таких суровых условий вождения, к которым относится большинство водителей. К сожалению, те самые водители меняют масло по оптимистичному «нормальному» графику. Поэтому следуйте графику замены масла, соответствующему вашему стилю вождения. Или, если у вас более новый автомобиль с датчиком срока службы масла, положитесь на него.
Вы суровый водитель?
Хотите верьте, хотите нет, но большинство людей попадают в классификацию тяжелого вождения. Центр автомобильной безопасности сообщает следующее:
Увеличенные интервалы замены масла в 7 500 или 10 000 миль или более основаны на идеальных условиях эксплуатации, а не на коротких поездках с частыми остановками, которые типичны для многих автомобилистов. Следовательно, большинству водителей следует следовать «жесткому» графику технического обслуживания, а не «нормальному», чтобы защитить свои двигатели.
Тяжелое вождение включает:
- Большинство поездок не превышает 4 миль.
- Большинство поездок составляет менее 10 миль, когда наружная температура остается ниже точки замерзания.
- Длительная езда на высокой скорости в жаркую погоду.
- Работа на холостом ходу в течение продолжительного времени и постоянная работа на низкой скорости (например, при движении в условиях частых остановок).
- Буксировка прицепа.
- Вождение в пыльных или сильно загрязненных местах.
В некоторых двигателях, например, в дизельных, прорыв газов больше, чем в других, и обычно требуется более частая замена масла и фильтров. В большинстве дизельных двигателей легковых автомобилей и легких грузовиков масло следует менять каждые 3000 миль без исключения, особенно в дизельных двигателях с турбонаддувом.
Бензиновые двигатели с турбонаддувом также требуют более частой замены масла из-за высоких температур внутри турбокомпрессора, которые могут окислять масло. Для всех бензиновых двигателей с турбонаддувом также рекомендуется интервал замены масла в 3000 миль.
zhao jiankang/Shutterstock
Доверьтесь индикатору замены масла в автомобиле, если он у вас есть
В некоторых автомобилях есть индикатор напоминания о замене масла, который загорается при достижении установленного пробега. Эти системы не учитывают ваши привычки вождения. Таким образом, вы должны отрегулировать интервалы замены масла в соответствии с тем, как вы ездите. Однако системы контроля срока службы масла отслеживают ваши привычки вождения. Компьютер записывает количество холодных пусков, температуру окружающей среды и двигателя во время запуска, время движения между пусками, нагрузку на двигатель, а также то, пройдены ли мили по шоссе или с частыми остановками. Он пропускает эти данные через алгоритм для оценки оставшегося срока службы масла. Если вы часто ездите по городу на короткие расстояния, свет загорается раньше, чем если вы совершаете длительные поездки на работу.
Вы можете доверять системам контроля срока службы масла автопроизводителей, только если вы используете рекомендованное масло и не используете никаких присадок послепродажного обслуживания. Залейте каким-нибудь чудодейственным стабилизатором масла и все ставки сняты.
А как насчет моторных масел для дальних поездок?
А как насчет заявлений о том, что некоторые масла могут проходить 15 000 или 25 000 миль без замены? Действительно ли существует масло с гарантией пробега двигателя в 300 000 миль? Поскольку интенсивное вождение приводит к более быстрому износу масляных присадок, производители масел часто указывают свои рекомендации по замене масла мелким шрифтом. В некоторых случаях ваши привычки вождения могут потребовать от вас сократить заявленный интервал пробега наполовину. Так что не думайте, что вы соответствуете лучшему сценарию: прочитайте инструкции и условия гарантии. И какими бы ни были обещания компаний, если вы пропустите рекомендуемые автопроизводителями интервалы замены, ваша заводская или расширенная гарантия будет аннулирована. Таким образом, вам придется зависеть от производителя масла, чтобы заплатить за ремонт.
Как защитить свою гарантию
Если вы самостоятельно меняете масло и хотите сохранить заводскую или послепродажную гарантию, вам придется доказать, что вы меняли масло вовремя. Это легко документировать.
Если замена масла производится в магазине, убедитесь, что в квитанции указана вязкость масла и класс обслуживания.
Проверка уровня масла в автомобиле
Фото 3. Проверяйте уровень масла каждые 500 миль
Долейте масло, чтобы довести уровень до отметки FULL, даже если щуп показывает, что уровень масла упал всего на пол-литра. Это предотвратит быструю деградацию масла.
Фото 4: Перелив повреждает масло и двигатель
Перелив создает пену, которая быстро разлагает масло и вызывает дополнительный износ двигателя. Пена не так эффективно отводит тепло, как жидкое масло, поэтому двигатель и масло сильно нагреваются. Дополнительное тепло и воздух быстро разрушают масло.
Если вы не являетесь владельцем роскошного автомобиля, оснащенного датчиком уровня масла, ваш автомобиль не сообщит вам о низком уровне масла, поскольку его сигнальная лампа показывает только давление масла. К тому времени, когда загорается сигнальная лампочка, у вас уже опасно низкий уровень (или полное отсутствие) масла.
Итог: все двигатели потребляют масло. А с более длительными интервалами между заменами масла вы можете рассчитывать на то, что потеряете до 1 литра до того, как придет время для следующей замены масла. Езда на литровом топливе создает огромную нагрузку на оставшееся масло, резко сокращая срок его службы. Так что заведите привычку проверять щуп при каждой второй заправке. Добавьте масло, чтобы поднять уровень до полной отметки, даже если он упал всего на пол-литра (фото 3). Но не переполняйте (Фото 4).
Экономьте деньги на автомобильном масле
Покупка масла кувшинами экономит около 17 долларов на каждой замене масла. Слейте отработанное масло в пустой кувшин и сдайте его в центр утилизации. Чтобы найти ближайший центр переработки отработанного моторного масла, введите в поиск «переработка масла», указав свой почтовый индекс. Магазины автозапчастей либо предлагают эту услугу, либо могут подсказать, куда обратиться.
Первоначально опубликовано: 28 августа 2019 г.
Похожие проекты
Популярные обучающие видео
ⓘ
фактов и трений – Physics World
Физики разрабатывают более качественные масла и смазочные материалы, которые обещают улучшить топливную экономичность автомобилей и сократить выбросы парниковых газов.
Плавный ходСмазочные материалы необходимы в современной жизни. Автомобильные двигатели и коробки передач работают безотказно благодаря сложным маслам и смазкам, в то время как в жестких дисках компьютеров используются тонкие органические пленки, гарантирующие, что головка «считывания/записи» может надежно перемещаться на высоких скоростях по носителе записи.
Однако, по мнению некоторых аналитиков, прямые затраты на трение и износ могут составлять почти 10% валового национального продукта (ВНП) во многих промышленно развитых странах. Более того, по их оценкам, снижение затрат до 1% от ВНП может быть достигнуто просто за счет использования подходящего смазочного материала для работы.Смазочные материалы — замечательные жидкости. Зимой в Детройте, например, одно и то же автомобильное моторное масло должно надежно работать при температурах от -40 °C до свыше 250 °C — температура вблизи верхнего поршневого кольца. Он также должен выдерживать давление от 10 5 до 10 9 паскалей, а также загрязнения, включая частицы металла и сажу. Последней каплей является то, что эта жидкость должна надежно справляться с этими условиями каждый день в течение двух лет — рекомендуемого времени между заменами масла, согласно некоторым производителям автомобилей.
Двуокись углерода является естественным побочным продуктом сгорания топлива и относится к наиболее значительным загрязнителям, сокращение которых необходимо. Действительно, автомобили с высоким расходом топлива выделяют большое количество углекислого газа. Однако Европейский союз играет ведущую роль в решении этой проблемы и указал, что среднее количество углекислого газа, выбрасываемого каждым транспортным средством, должно быть снижено с сегодняшних средних 200 граммов на километр до менее 140 граммов на километр по сравнению с 2008 годом. Это примерно эквивалентно улучшению среднего расхода топлива с 33 до 47 миль на галлон. Такое увеличение приведет к большому сокращению выбросов углекислого газа. Только в Великобритании, где насчитывается около 20 миллионов автомобилей, каждый из которых проезжает в среднем 16 000 км в год, общее годовое снижение выбросов CO 2 будет около 19 миллионов тонн.
Очевидно, что производители вносят ряд технических изменений в свои автомобили, чтобы попытаться улучшить экономию топлива. Менее известен, однако, тот факт, что расход топлива можно значительно снизить, просто заменив смазочные материалы. Например, можно уменьшить количество потребляемого современными автомобилями топлива до 5%, просто заменив обычное всесезонное масло на «модифицированное трением» смазочное масло с меньшей вязкостью. Это привело бы к годовому выбросу CO
Что такое смазка?
Автомобильные смазочные материалы выполняют четыре основные функции: контролируют трение и износ в двигателе, защищают двигатель от ржавчины, охлаждают поршни и защищают моторное масло, хранящееся в картере, от продуктов сгорания.
Примерно 75-95% типичного моторного масла состоит из базового масла – минерального масла, полученного непосредственно с нефтеперерабатывающего завода. Эти базовые масла могут естественным образом содержать прямые или разветвленные цепи углеводородов, молекулы углеводородов с присоединенными ароматическими кольцами, или эти цепи могут быть получены в результате дальнейших химических реакций базовых масел.
Остальная часть смазочного материала содержит различные присадки, которые используются для улучшения характеристик. Обычно к ним относятся противоизносные присадки, ингибиторы коррозии, антиоксиданты, детергенты, диспергаторы, противопенные присадки и крупные полимерные молекулы, известные как модификаторы вязкости, которые добавляют для улучшения изменения вязкости смазочного материала в зависимости от температуры.
Действительно, вязкость является наиболее важным физическим свойством смазочного материала. То, как оно изменяется в зависимости от температуры, скорости сдвига и давления, в значительной степени определяет поведение смазочного материала в двигателе. Но важен и химический состав смазки: она должна быть устойчива к окислению и способна «складывать» защитную пленку для борьбы с износом там, где контакт с металлом неизбежен.
Поведение масляной пленки, захваченной между двумя движущимися поверхностями, количественно определяется динамической вязкостью, которая измеряется в миллипаскалях-секундах (мПа с). Точнее, динамическая вязкость связана с напряжением сдвига, силой сдвига, действующей на масло на единицу площади, и скоростью сдвига, разницей в скорости между двумя поверхностями, деленной на их расстояние. Однако часто удобнее измерять величину, известную как кинематическая вязкость, которая представляет собой динамическую вязкость, деленную на плотность жидкости и измеряемую в мм 9 .0157 2 s -1 или сантистокс (сСт).
Смазочные материалы делятся на две широкие категории – моносезонные и всесезонные – в зависимости от того, существенно ли изменяется их вязкость в зависимости от температуры или нет.
Более подробная система классификации была разработана Обществом автомобильных инженеров (SAE) (см. таблицу). Одна распространенная смазка описана в соответствии с этой схемой как всесезонная SAE-10W/30. Первое число (10W) относится к динамической вязкости, измеренной при низких температурах, а второе (30) описывает кинематическую вязкость при 100 o C. Меньшие числа обозначают более текучие смазочные материалы — например, вязкость всесезонного масла SAE-5W/30 в пять раз ниже, чем у SAE-20W/50 при температуре -20 °C. Грубо говоря, потери энергии на трение зависят от квадратного корня из вязкости: при -20 °C потери на трение маловязкого масла будут примерно вдвое меньше, чем у более густого масла, что позволит двигателю легче запуститься.Класс вязкости всесезонного масла различается при высоких и низких температурах из-за присадок, известных как модификаторы вязкости. Например, SAE-10W/30 имеет такую же вязкость, что и моносезонная смазка SAE-30 при 100 °C. Однако при более низких температурах SAE-10W/30 намного жиже, чем сезонное масло.
Смазочные материалы марки
Класс вязкости | Кинематическая вязкость при 40 °C (сСт) | Кинематическая вязкость при 100 °C (сСт) | Динамическая вязкость при -15 °C (мПа·с) |
САЭ-30 | 91,3 | 10,8 | 3950 |
SAE-20W/50 | 144,8 | 17,8 | 5870 |
SAE-15W/40 | 114,3 | 14,9 | 2940 |
SAE-10W/30 | 72,3 | 10,8 | 1900 |
SAE-5W/30 | 57,4 | 9,9 | 1090 |
SAE-0W/20 | 44,4 | 8,3 | 690 |
Типичная вязкость обычных смазочных материалов согласно классификации J300 Общества автомобильных инженеров. Например, всесезонное масло, описанное как SAE-15W/40, соответствует классу 15 при низких температурах и классу 40 при высоких температурах. Чтобы масло относилось к классу 15, динамическая вязкость при -15 °C должна быть менее 3500 мПа·с, а кинематическая вязкость масла класса 40 должна составлять от 12,5 до 16,3 сСт при 100 °C.
Хорошо смазанные компоненты
В обычном бензиновом двигателе внутреннего сгорания топливо поступает в камеру сгорания при открытии впускного клапана. Затем этот клапан закрывается, и поршень движется вверх, сжимая топливно-воздушную смесь. Когда поршень достигает своего верхнего положения, активируется свеча зажигания и происходит сгорание, толкая поршень обратно вниз. Затем поступательное движение поршня преобразуется во вращательное движение через шатун и подшипники коленчатого вала.
Для эффективной работы двигателя контакты между кулачками (которые толкают клапаны, управляющие впуском и выпуском в камеру сгорания) и толкателями (которые управляют клапанами) должны быть надлежащим образом смазаны, чтобы компоненты не изнашивались чрезмерно . Полная масляная пленка также должна образовываться между поршневыми кольцами и гильзой поршня, чтобы предотвратить износ, изолировать газы камеры сгорания от остальной части двигателя и минимизировать потери на трение. Наконец, толстая пленка масла должна покрывать подшипники двигателя, чтобы металлические поверхности в подшипнике не соприкасались.
Рисунок 1
Состав типичного моторного масла тщательно разработан для защиты клапанного механизма, подшипников и узла поршня, несмотря на различные требования к смазке этих компонентов. Фактически толщина масла определяет его коэффициент трения и определяет четыре различных области смазки (рис. 1).
Подшипники двигателя и поршень в основном работают в зоне «гидродинамической смазки», где толстая пленка разделяет движущиеся металлические поверхности, исключая возможность их соприкосновения. Однако, когда поршни на мгновение останавливаются, слой масла, покрывающий их, может иметь толщину, аналогичную шероховатости поверхности компонентов. В этой области «смешанной смазки» металлические поверхности периодически вступают в непосредственный контакт. Если толщина масляной пленки намного меньше шероховатости поверхности, металлические поверхности многократно трутся друг о друга – это известно как «граничная смазка». Контакт между кулачками и толкателями в клапанном механизме охватывает смешанную и граничную области.
Последний тип смазки – эластогидродинамическая смазка – возникает при высоких нагрузках и обычно встречается с маслами на углеводородной основе. Здесь давление, создаваемое в смазке, достаточно велико, чтобы упруго деформировать металлические поверхности по обе стороны от масляной пленки. Это происходит потому, что вязкость этих жидкостей значительно увеличивается при повышении давления. Клапаны и поршневые кольца иногда работают в этой области.
Смазочные материалы также используются в других важных компонентах автомобиля, включая коробку передач. Это сложная среда, где давление обычно превышает 10 9 Па и шестерни работают в режиме упругогидродинамической смазки. Более того, во многих автомобилях трансмиссионная смазка заливается один раз и ни разу не заменяется в течение всего срока службы автомобиля. Тем не менее, исследователи из Torotrak в Лейланде, Великобритания, в настоящее время разрабатывают новые системы трансмиссии, которые фактически представляют собой коробки передач с бесконечным диапазоном передаточных чисел. Эти бесступенчатые трансмиссии предназначены для максимального повышения эффективности использования топлива, и для них требуются смазочные материалы, обладающие особыми свойствами, такими как очень высокие коэффициенты трения, которые наша группа в Чеширском инновационном парке Shell разрабатывает в сотрудничестве с Torotrak.
Консистентные смазки также обычно используются для смазывания шарниров равных угловых скоростей, которые соединяют оси с ведущим колесом, позволяя подвеске перемещаться вверх и вниз. Эти шарниры являются важными компонентами многих современных моделей полноприводных автомобилей и внедорожников, поэтому для них требуются высокоэффективные смазки.
Измерения облегчают путь
Большинство производителей двигателей разрабатывают свои компоненты для работы с маслами и смазками в определенном диапазоне вязкости. Поэтому важно уметь точно измерять свойства смазочных материалов.
Кинематическая вязкость нефти обычно определяется при низких скоростях сдвига, просто путем измерения времени, которое требуется мениску, чтобы течь вертикально вниз между двумя отметками на капиллярной трубке. Капиллярные трубки разного диаметра используются для более жидких или более густых масел.
Между тем, динамическая вязкость обычно измеряется в условиях высокого сдвига, а иногда и при высоких температурах, которые обычно встречаются в подшипниках и других критических контактах в двигателях. Эти измерения проводятся приборами, в которых тонкая пленка масла заключена между двумя поверхностями, движущимися относительно друг друга. Например, в «вискозиметре с вращающимся цилиндром» динамическая вязкость оценивается по сдвиговому моменту, создаваемому вращающимся внешним цилиндром на неподвижном внутреннем цилиндре. Другой прибор, который используется, в частности, для измерения очень малых количеств смазки, содержит коническую поверхность, вращающуюся относительно плоской пластины, покрытой маслом.
Рисунок 2
Эти измерения также могут рассказать нам кое-что о том, как вязкость зависит от скорости сдвига. Наша группа в Shell и другие, включая Джагадиша Сораба в Ford, подогнали эти данные к реалистичным уравнениям, описывающим, как вязкость меняется в зависимости от температуры и скорости сдвига (рис. 2). Например, мы обнаружили, что вязкость обычного моторного масла снижается при высоких скоростях сдвига. Причина в том, что большие полимерные молекулы, используемые в качестве модификаторов вязкости, выстраиваются в направлении силы сдвига при высоких скоростях сдвига. Такое выравнивание уменьшает эффект «сгущения», который имеют эти полимеры, когда они выровнены случайным образом.
Рисунок 3
Действительно, моделирование неравновесной молекулярной динамики модельных смазочных материалов, проведенное физиками Shell в начале 1990-х годов, ясно показывает, как молекулы выстраиваются в линию, когда к жидкости применяется высокая скорость сдвига (рис. 3). Эффект, однако, временный – вязкость возвращается к прежнему значению при уменьшении скорости сдвига.
Что особенно важно для автомобильной промышленности, такие эксперименты также показали, как вязкость смазочного материала зависит от давления. Например, вязкость типичного смазочного материала при 500 МПа может быть в 10 000–100 000 раз выше, чем при атмосферном давлении. Грубо говоря, вязкость увеличивается экспоненциально с ростом давления. Это экспоненциальное изменение известно как закон Баруса и действует при давлении до нескольких сотен мегапаскалей. Однако при очень высоких давлениях (2-4 ГПа) это простое соотношение приводит к завышению оценки увеличения вязкости. Вместо этого смазка становится похожей на стекло и ведет себя скорее как твердое тело, чем как жидкость, упруго деформируя металлические поверхности по обе стороны от смазки — это режим эластогидродинамической смазки.
Упругие эффекты
Рисунок 4
Для исследования поведения масел и смазок в эластогидродинамической области были разработаны другие оптические и механические методы. Одним из наиболее распространенных инструментов, используемых для этой цели, является так называемый реометр с шариком на пластине, который впервые широко использовался группой Хью Спайкса в Имперском колледже в Лондоне в 1980-х годах. По сути, инструмент состоит из стального шарика, прижатого к прозрачному вращающемуся диску из стекла или сапфира. Когда диск вращается, толщина масляной пленки между двумя компонентами измеряется путем пропускания света через прозрачный диск и наблюдения за результирующими интерференционными полосами (рис. 4, вверху).
Когда шар слегка прижимается к диску, поверхность остается неизменной и наблюдается ряд концентрических окружностей. Однако если шар сильно прижать к диску, то пластина упруго деформируется, о чем свидетельствует характерная подковообразная интерференционная картина (рис. 4, внизу). Такая форма свидетельствует о том, что толщина масляной пленки в центральной точке контакта примерно постоянна, а увеличение количества полос за пределами центральной области свидетельствует о том, что по краям пленка утолщается. В этой эластогидродинамической области плоская центральная область ведет себя аналогично шарику пластилина, прижатому к плоской поверхности, с той разницей, что поверхности возвращаются к своей первоначальной форме при снятии давления.
Упругогидродинамическая смазка происходит в зубчатых передачах, клапанных механизмах и в «подшипниках качения», находящихся в ступицах колес, которые должны справляться с большими радиальными и осевыми нагрузками при минимальном трении. Таким образом, реометр с шариком на пластине идеально подходит для оценки характеристик смазочных материалов в реальных условиях, характерных для многих компонентов машин.
Другие методы измерения вязкости смазочных материалов под высоким давлением включают эксперименты с «падающим мячом», впервые предложенные Бо Якобсоном, в настоящее время работающим в Лундском университете в Швеции, и его коллегами в 1985. В этих опытах стальной шарик роняют либо вертикально, либо, чаще, под углом, на пластину, смазанную каплей масла или жира. Таким образом, в смазочной пленке можно создать давление до 7,5 ГПа. А коэффициент трения можно определить либо по движению мяча после контакта, либо по датчикам силы на поверхности. Различные смазочные материалы имеют разные коэффициенты трения из-за того, что вязкость зависит от температуры, скорости сдвига и давления.
Наконец, стоит отметить, что многие смазочные материалы также проявляют некоторые эластичные эффекты – другими словами, их поведение нельзя полностью объяснить, просто предполагая, что они являются чисто вязкими жидкостями. Смазка, например, является вязкоупругой: при определенных условиях она ведет себя как вязкая жидкость — например, когда она свободно течет по трубе под приложенным давлением; в других случаях он ведет себя как твердое тело, например, до течения. Большинство других коммерчески доступных смазочных материалов также проявляют вязкоупругие свойства, хотя и в меньшей степени.
Реометры также можно использовать для измерения вязкоупругих свойств и вязкости. Однако мало что известно о том, как эти характеристики меняются в зависимости от температуры, давления и скорости сдвига, потому что эти измерения трудно провести для коммерческих смазочных материалов со слабой вязкоупругостью. Однако несколько исследователей, в том числе Брайан Уильямсон из Shell и Кен Уолтерс из Уэльского университета в Аберистуите, в настоящее время предполагают, что вязкоупругие смазки образуют более толстые масляные пленки в подшипниках двигателя в экстремальных условиях, чем менее эластичные жидкости.
Моделирование молниеносной смазки
Благодаря возросшей производительности компьютеров, которая стала доступной за последнее десятилетие, теперь стало возможным точно моделировать характеристики смазочных материалов в двигателях, коробках передач и других компонентах. Например, если мы знаем минимальную толщину масляной пленки, мы можем предсказать долговечность компонента и потери мощности из-за трения. Эта возможность может помочь исследователям, разрабатывающим новые смазочные материалы, прогнозировать, как производительность машины связана с вязкостью смазочного материала и как на нее будут влиять температура, скорость сдвига и давление.
Теория упругогидродинамической смазки была впервые разработана Дунканом Доусоном из Университета Лидса и другими в 1950-х годах, когда компьютерное моделирование было невозможно. В эластогидродинамической смазке необходимо моделировать как уравнения жидкости, так и упругую деформацию поверхностей, и теперь эти сложные симуляции могут быть выполнены на современных компьютерах относительно быстро. Между тем, гидродинамическая смазка в подшипниках скольжения и поршневых кольцах может быть проанализирована за считанные секунды. Моделирование смешанной и граничной смазки более сложно, так как требуется детальное понимание шероховатости поверхностей, а также свойств смазки. В целом выходом моделей является минимальная толщина масляной пленки и потери на трение.
Многие группы точно оценили минимальную толщину масляной пленки в упругогидродинамическом контакте. Однако оценка коэффициента трения оказалась гораздо более проблематичной из-за большого изменения вязкости в зависимости от давления, которое не всегда точно известно. Недавно Лоуренс Скейлз из Shell показал, что стоит приложить усилия, чтобы найти точные соотношения между вязкостью, температурой, давлением и скоростью сдвига, поскольку они позволяют оценить как минимальную толщину масляной пленки, так и коэффициент трения. Однако для этого требуется не менее восьми параметров, характеризующих смазку.
Рисунок 5
Но, комбинируя модели подшипников скольжения, узла поршня и клапанного механизма, исследователи обнаружили, что они могут моделировать условия смазки в полном двигателе внутреннего сгорания. Поскольку подшипники и поршневые кольца смазываются преимущественно в гидродинамическом режиме, смазка с меньшей вязкостью должна приводить к более тонкой масляной пленке и, следовательно, к меньшему трению. Однако клапанный механизм работает в режиме смешанной граничной смазки, что означает, что более низкое трение может быть достигнуто только при использовании более густых смазочных материалов. Модели трения двигателя позволяют нам изучить компромисс между вязкостью и трением и, следовательно, выбрать оптимальную смазку для повышения топливной экономичности автомобиля (рис. 5).
Проблемы будущего
При разработке смазочных материалов будущего предстоит решить множество задач. Автомобили становятся мощнее, водители хотят реже менять моторное масло, а производители хотят еще больше снизить потери на трение. Чтобы разработать смазочные материалы, отвечающие этим требованиям, физики и инженеры должны более детально изучить характеристики смазочного материала.
Во-первых, нам необходимо полностью понять роль, которую эластичные свойства смазочных материалов играют в экстремальных условиях. Для этого нам потребуется измерить вязкоупругие свойства смазочных материалов при различных температурах, давлениях и скоростях сдвига и разработать подходящую модель. Наши текущие модели основаны на уравнении Рейнольдса, которое предполагает, что толщина масляной пленки составляет порядка нескольких микрон, а диаметр компонентов — несколько миллиметров. Более серьезный недостаток уравнения Рейнольдса заключается в том, что оно предполагает, что упругие эффекты не важны.
Вторая важная задача — включить химию в физические модели. В конце концов, смазочные материалы изменяются химически во время своего пребывания в двигателе. Проще говоря, свежая смазка подобна чистому углеводороду. Однако со временем он окисляется и химически разлагается с образованием спиртов, кетонов, альдегидов, кислот и сложных эфиров. Эти химические изменения могут привести к увеличению вязкости. Автор настоящей статьи в настоящее время разрабатывает химическую модель, которая также моделирует реакции в двигателе, в сотрудничестве с Мартином Пристом из Университета Лидса и Джоном Линдси-Смитом из Йоркского университета, оба в Великобритании. Цель состоит в том, чтобы определить химический состав смазки в поддоне в любой момент и, в принципе, увеличение вязкости, которое затем будет учитываться в рассмотренных ранее физических моделях. Однако остается проблема понимания физики и химии в области граничной смазки.
Охрана окружающей среды
Физики играют все более важную роль в решении экологических проблем загрязнения и глобального потепления, а также в понимании природных климатических явлений, таких как Эль-Ниньо.