Температурные характеристики моторных масел

2013-05-28 00:00:00

Одними из самых важных характеристик моторного масла являются вязкостно-температурные свойства. Эти свойства имеют прямое влияние на температуру окружающей среды, при которой двигатель способен запуститься без предварительного прогрева. Кроме того, температурные характеристики моторных масел влияют на беспрепятственную прокачку насосом масла по смазочной системе, а также надежность смазывания и охлаждения деталей двигателя, когда допустимые нагрузки и температура окружающей среды самые большие.

Сезонные масла

Даже если климатические условия умеренные, температурные характеристики моторных масел должны находиться в диапазоне от холодного зимнего запуска до максимального прогревания в подшипниках коленчатого вала, а также в зоне поршневых колец (180-190°С). Минеральные масла в температурном интервале от -30 до +150°С изменяют в тысячи раз свои характеристики.

Масла летние, которые обладают достаточной вязкостью при высокой температуре, способны обеспечить запуск двигателя при 0°С. Задача зимних масел – обеспечить при отрицательных температурах холодный пуск. Но, при высокой температуре у них недостаточная вязкость. Поэтому, независимо от наработки (пробега), сезонные масла следует менять два раза в год. От этого эксплуатация двигателя усложняется и дорожает. Эту проблему способны решить всесезонные масла, которые загущены полимерными присадками.

Всесезонные загущенные масла

Загущенные автомасла обладают свойствами, которые при отрицательных температурах делают их характеристики подобными зимним. А если область температур высокая – характеристики «превращаются» в летние. При низкой температуре вязкостные присадки способны относительно немного повысить вязкость базового масла. По при высокой температуре они их значительно увеличивают температурные характеристики моторных масел

. Обусловлено это тем, что объем макрополимерных молекул увеличивается с повышением температуры.

Всесезонные загущенные масла могут изменять вязкость не только под давлением температур. Здесь играет роль и скорость сдвига и изменение это временное. Когда скорость относительного перемещения деталей, которые смазываются, уменьшается – возрастает вязкость, а если скорость увеличивается – вязкость снижается. Эффект этот имеет место, в большей степени, при низких температурах, однако при высоких также сохраняется.

Здесь имеют место два позитивных последствия:

• в начале, когда холодный двигатель поворачивается стартером, вязкость снижается и это облегчает пуск;
• когда вязкость масла в зазорах прогретого двигателя между поверхностями трения деталей снижается, то уменьшаются затраты энергии на трение и это экономит топливо.

Вязкостно-температурные характеристики это:

• кинематическая вязкость, которая определяется в капиллярных вискозиметрах;
• динамическая вязкость, которая измеряется при разных градациях скорости сдвига в ротационных вискозиметрах;
• индекс вязкости, который является безразмерным показателем пологости вязкостно-температурных зависимостей.

Базовые компоненты на синтетической основе с индексом вязкости 120-150, предоставляют возможность на их основе получать такие характеристики моторных масел, у которых широкий диапазон работоспособных температур.

Диапазон низких температур

Низкотемпературные характеристики масла включают температуру застывания. Масло при такой температуре не способно течь под действием силы тяжести, оно теряет текучесть. Температура застывания должна быть ниже на 5-7°С, от температуры, которая обеспечивает прокачиваемость. Застывание моторных масел, в большинстве случаев, случается из-за образования кристаллов парафинов в объеме охлаждаемого масла. Температура застывания, согласно нормативной документации, достигается депарафинизацией базовых компонентов, а также введением депрессорных присадок в состав моторного масла.

Сульфатная зольность масла

Если масло сгорает – образуется зола, которая, в свою очередь способна образоваться из солей минералов, находящихся во взвешенном состоянии в масле. В базовых маслах практически нет зольности. Высокая сульфатная зольность обусловлена наличием моющих присадок в составе масла, а в них содержаться металлы. Присадки нужны для предотвращения образования нагара и лака на поршнях. Они также позволяют маслам нейтрализовать кислоты.

Следующий материал

 

Предыдущие материалы

Технические характеристики моторных масел: свойства, вязкость

Вязкость моторного масла

Характеристика определяет способность жидкого материала сопротивляться течению за счет внутреннего трения. Значение рассчитывают при разных условиях, поэтому различают два ее типа:

• кинематическая вязкость показывает способность материала сопротивляться течению под действием силы тяжести. Измеряется в стоксах (Ст) или в квадратных миллиметрах в секунду (мм²/с). Чаще всего характеристику определяют для температур 40 и 100 °С;
• динамическая вязкость определяет отношение силы к скорости сдвига. Характеристика показывает способность моторного масла к течению при разных температурах, измеряется в сантипуазах (Сп) или в (Н·с/см²).

Индекс вязкости

Вязкость смазочных материалов меняется обратно пропорционально температуре. При нагревании масла показатель снижается, а при охлаждении – увеличивается. В продуктах разных марок изменение характеристики происходит с различной скоростью. Для измерения динамики существует специальное понятие – индекс вязкости. Чем выше его значение, тем меньше вязкостные свойства материала зависят от температуры. Продукты с большим индексом обеспечивают надежную защиту двигателя в разных климатических условиях. Масла с низким значением показателя эксплуатируются в узком диапазоне температур, так как при нагревании материалы утрачивают смазывающую способность, а при охлаждении быстро густеют.

Температура застывания

Показатель определяют в момент увеличения вязкости масла вплоть до потери текучести. В лабораторных условиях температурой застывания считают нижний предел, при котором жидкость в пробирке под наклоном 45 градусов не стекает в течение 1 минуты и остается неподвижной. Низкотемпературные характеристики масла напрямую зависят от состава, от качества компонентов. В продуктах переработки нефти вязкость возрастает при кристаллизации парафинов нормального строения. Поэтому основа проходит тщательную очистку или химическую модификацию для разветвления структуры компонентов и снижения температуры застывания. Синтетические масла имеют более однородный и прогнозируемый состав, что снижает порог кристаллизации и обеспечивает материалу стабильные свойства на морозе.

Температура вспышки

Величина этой характеристики зависит от вида и количества легколетучих фракций в составе масла. Температура вспышки косвенно указывает на потери масла на угар, испарение через вентиляционную систему картера. Параметр также позволяет оценить риск самопроизвольного воспламенения или взрыва материала при экстремальном нагревании.

Щелочное число (Total Base Number, TBN)

Общая щелочность моторного масла зависит от характеристик диспергирующих и моющих присадок, от антиокислительных свойств материала. Параметр указывает на стойкость продукта к окислению при высоких температурах и давлении в присутствии химически активных сред. От щелочного числа также зависит скорость образования отложений, величина межсервисного интервала. Характеристика определяется в (мг КОН/г). Значения щелочного числа варьируются в широком диапазоне. Выбор зависит от типа топлива, а точнее, от содержания серы, которая является главным окисляющим агентом. Например, в двигателях, работающих на мазуте, требуется высокая степень защиты, поэтому выбирают масло с показателем щелочности до 40 мг КОН/г. Моторы легковых авто работают с материалами 7–15 мг КОН/г.

Зольность

Сульфатная зола образуется при сгорании смазочного материала. Базовые масла очищаются и являются практически беззольными, но присадки вносят в состав нежелательные примеси, такие как магний, кальций, фосфор, цинк и другие. В процессе сгорания веществ на поверхности деталей двигателя образуются отложения, которые способствуют преждевременному воспламенению топливной смеси, то есть повышают детонацию. Зола также загрязняет каталитические нейтрализаторы выхлопных газов, сажевые фильтры. Соответственно, чем ниже показатель, тем меньше отложений на деталях.

Стандарты и спецификации

SAE J300

Классификация вязкостно-температурных свойств смазывающих материалов SAE J300 разработана американским обществом автомобильных инженеров Society of Automotive Engineers. Система делит масла на два типа: летние и зимние (маркировка W – winter). Для материалов, предназначенных для эксплуатации при низких температурах, дополнительно регламентируют предел прокачиваемости (тест MRV – Mini Rotary Viscometer) и проворачиваемости (CCS – Cold Cranking Simulator) коленвала. Для летних сортов определяют прочность на сдвиг при экстремальном нагревании (тест HTHS – High Temperature High Shear Rate). Класс вязкости по SAE J300 указывает на диапазон температур эксплуатации конкретной марки моторного масла. Обозначение всесезонных сортов сочетает два показателя: зимний и летний. Например, 5W-40.

Классы вязкости зимних моторных масел SAE J300

	Низкотемпературная вязкость		Высокотемпературная вязкость
Класс вязкости SAE	CCS, МПа-с. Max, при темп.,°С	MRV, МПа-с, Max, при темп.,°С	Кинематическая вязкость, мм2/с при 100 °С		HTHS, МПа-с. Min при 150 °С и 10Л6 с-1,
			Min	Max
0W	3250 при -30	30000 при -35	3,8	–	–
5W	3500 при -25	30000 при -30	3,8	–	–
10W	3500 при -20	30000 при -25	4,1	–	–
15W	3500 при -15	30000 при -20	5,6	–	–
20W	4500 при -10	30000 при -15	5,6	–	–
25W	6000 при -5	30000 при -10	9,3	–	–

Классы вязкости летних моторных масел SAE J300

Класс вязкости SAE	Высокотемпературная вязкость
	Кинематическая вязкость, мм2/с при 100 °С		HTHS, МПа-с. Min при 150 °С и 10Л6 с-1,
	Min	Max
8	4,0	6,1	1,7
12	5,0	7,1	2,0
16	6,1	8,2	2,3
20	6,9	9,3	2,6
30	9,3	12,5	2,9
40	12,5	16,3	2,9*
40	12,5	16,3	3,7**
50	16,3	21,9	3,7
60	21,9	26,1	3,7
* Для классов 10W40, 5W40, 10W40. ** Для классов 15W40, 20W40, 25W40, 40.

API

Классификация разработана специалистами American Petroleum Institute (API) совместно с American Society for Testing and Materials (ASTM) и Society of Automobile Engineers (SAE). Система опирается на эксплуатационные характеристики моторных масел и устанавливает стандарты для бензиновых, дизельных, двухтактных моторов и трансмиссий. По API смазочные материалы делятся на три категории:

• S – Service (spark ignition). Категория включает масла для бензиновых двигателей легковых автомобилей;
• C – Commercial (compression ignition). В нее включена продукция для дизельных двигателей;
• EC – Energy Conserving. Категория описывает энергосберегающие масла.

Классификация материалов внутри категорий начинается с буквы А (SA, SB, SC…) и далее в алфавитном порядке. Каждая последующая марка может использоваться в двигателях, для которых рекомендованы предыдущие. Категории с SA до SG являются устаревшими. Знак SH маркируют только в качестве дополнения к C. Начиная с SJ все категории действующие, а SN считается высшей на сегодняшний день. Марки масел с API CA до API CG-4 признаны устаревшими. Остальные категории действующие, высшей является API CK-4.

ILSAC

Классификация международного комитета по стандартизации и апробации моторных масел ILSAC (INTERNATIONAL LUBRICANTS STANDARDISATION AND APPROVAL COMMITTEE) – это результат совместного труда американской ассоциации American Automobile Manufacturers Association (AAMA) и японских специалистов Japan Automobile Manufacturers Association (JAMA). Стандарт устанавливает требования к смазочным материалам для бензиновых двигателей легковых автомобилей. Знак ILSAC получают масла с высокими показателями экономии топлива, энергосбережения, фильтруемости в условиях низких температур. Для продуктов характерна низкая испаряемость, стойкость к вспениванию и сдвигу, минимальное содержание фосфора. Категории моторных масел по ILSAC:

GF-1. Устаревшая спецификация с минимально допустимыми требованиями к качеству материалов для японских и американских автомобилей. Категория охватывает масла классов SAE: 0W-30, -40, -50, -60, 10W-30, -40, -50, -60 и 5W-30, -40, -50, -60. Спецификация соответствует EC-II и API SH;

GF-2. Соответствует EC-II и API SJ. Категория включает все марки масел GF-1 и дополнительно 0W-20, 5W-20. Строгие ограничения по содержанию фосфора, улучшенные низкотемпературные свойства, стойкость к пенообразованию и образованию отложений;

GF-3. Соответствует EC-II и API SL. Улучшены противоизносные и противоокислительные свойства, снижена испаряемость, увеличены показатели экономии топлива, стабильности вязкостных свойств. Спецификация устанавливает строгие требования к долгосрочным последствиям влияния моторных масел на системы нейтрализации выхлопных газов;

GF-4. Соответствует API SM. Масла проходят испытания на топливную экономичность. Категория включает классы вязкости SAE: 0W-20, 5W-20, 5W-30, 10W-30. Улучшены моющие и противоизносные свойства, снижен риск образования отложений. Содержание фосфора – не более 0,08 %;

GF-5. Соответствуют API SM с жесткими требованиями к совместимости к системам катализаторов, к топливной экономичности, к испаряемости, к стойкости к образованию отложений. Спецификация устанавливает параметры совместимости с эластомерами, защиту систем турбонаддува, возможность применения биотоплива.

Знание основных характеристик необходимо для грамотного выбора моторного масла.

Как выбрать моторное масло для жаркого и холодного климата

Менеджеры по оборудованию должны понимать различные требования к смазочным материалам в горячих и холодных условиях, а также риск использования масла, не подходящего для окружающей среды.

3 августа 2020 г.

Darryl Purificati

Petro-Canada Lubricants

При выборе масла крайне важно учитывать рабочую температуру оборудования.

Менеджеры по оборудованию часто задают вопрос: «Как температура влияет на смазку?» Это особенно верно в местах, где климат может меняться от очень холодной зимы до жаркого лета, например, в Калгари, Альберта, Канада, или Чикаго, Иллинойс. Поскольку при обслуживании строительного оборудования необходимо учитывать так много всего, понятно, что ответственные лица хотят найти способы ведения своего бизнеса максимально эффективно, надежно и безопасно.

Хорошая новость заключается в том, что консолидация возможна. Благодаря доступности и популярности всесезонных масел, таких как 10W-30, 10W-40 или 5W-40 Общества автомобильных инженеров (SAE), а также их способности выдерживать оба конца спектра рабочих температур, оборудование может извлечь выгоду из не требующие сезонной смены. Тем не менее, для менеджеров по оборудованию важно понимать различные требования, предъявляемые к смазочным материалам в горячих и холодных условиях, а также риск использования масла, не подходящего для окружающей среды.

В руководстве производителя оригинального оборудования для двигателей (OEM) указан температурный диапазон, в котором каждый сорт моторного масла SAE может работать оптимально. В соответствии с классификацией вязкости моторного масла SAE число перед буквой «W» указывает на пригодность масла для запуска при более низких температурах, а более низкие числа обеспечивают улучшенную прокачиваемость.

Как высокие температуры влияют на смазочные материалы?

С наступлением лета одной из основных проблем для тех, кто управляет оборудованием, работающим в жарких условиях, является уменьшение толщины смазочной пленки из-за более низкой вязкости.

Вязкость масла имеет решающее значение, поскольку она определяет его способность течь и образовывать масляную пленку, достаточно толстую для разделения смазываемых деталей двигателя. Если вязкость масла слишком низкая, толщина масляной пленки может быть недостаточной, что может нарушить защиту деталей двигателя, вызвать трение, которое может привести к ускоренному износу и перегреву. Это может вызвать серьезные эксплуатационные проблемы, такие как разрушение масляной пленки, снижение мощности, увеличение скорости окисления и снижение расхода топлива из-за загущения масла.

Очень важно, чтобы при выборе масла учитывалась рабочая температура оборудования. В климате с более высокими температурами в течение всего года может потребоваться более тяжелое моторное масло, такое как класс SAE XW-30 или XW-40, способное противостоять поломке, связанной с более высокими рабочими температурами, за счет обеспечения надлежащей и адекватной толщины пленки и защиты. критических компонентов двигателя.

Значения классификации SAE, которые не включают букву «W» (что означает «зима»), известны как моносортные и определяют масла, предназначенные для использования при более высоких температурах. Чем выше численное значение, тем толще масляная пленка при повышенных температурах. Более высокое второе число в рейтинге вязкости всесезонного моторного масла — например, «40» в 10W-40 — также указывает на более толстую пленку при более высоких температурах.

Какую нагрузку на двигатели могут оказывать низкие температуры?

Заглядывая в остальную часть года, когда температура окружающей среды падает, главной задачей является поддержание двигателя в тепле и его эффективной работы без риска заклинивания или возникновения других неблагоприятных последствий. Это особенно актуально для предприятий, работающих в условиях нехватки времени, таких как уборка снега, утилизация отходов и добыча полезных ископаемых, где любой незапланированный простой из-за снижения производительности может быстро привести к потере производительности и доходов.

В более холодном климате требуется моторное масло с более низким классом вязкости, чтобы обеспечить надлежащий и достаточный поток масла для защиты критически важных компонентов двигателя. компонентов двигателя, особенно при холодном пуске. Это связано с тем, что эти масла способны быстрее течь через компоненты, поддерживая правильную смазку всех движущихся частей и снижая нагрузку при проворачивании коленчатого вала. Кроме того, работа при низких температурах в сочетании с продолжительными периодами работы на холостом ходу может привести к чрезмерному образованию конденсата воды и загрязнению моторного масла.

Масла с обозначением «W» должны иметь надлежащее значение вязкости при измерении при соответствующих низких температурах. Обратитесь к руководству пользователя, чтобы узнать, какое масло подходит для ожидаемых температур окружающей среды по стандарту SAE.

Планирование и подготовка имеют ключевое значение

Независимо от климата и условий, в которых работает оборудование, крайне важно, чтобы владельцы и менеджеры оборудования подготовились и обдумали выбор не только моторного масла, но и всесезонного гидравлического, трансмиссионного и трансмиссионного масла. чтобы обеспечить защиту всех компонентов двигателя. Операторы также должны регулярно проверять состояние охлаждающей жидкости и аккумуляторов, чтобы обеспечить безопасную и эффективную работу двигателей независимо от погоды и времени года.

Дэррил Пурификати является техническим представителем компании Petro-Canada Lubricants.

Почему дизельные двигатели для тяжелых условий эксплуатации переходят на масло с более низкой вязкостью

6 факторов, которые необходимо учитывать при выборе смазки

Как обеспечить работу вашего строительного оборудования и двигателей в холодное время года

2

6 Don

6

6 Не полагайтесь на мифы о моторных маслах

Renewable Lubricants предлагает биоразлагаемое трансмиссионное масло

S6E18: 6 шагов по сокращению времени простоя

Когда используют колесные и следственные экскаваторы

BKT Зимние шины для строительных автомобилей в следующем дни

Top 10 Trend Согласно недавнему техническому документу, опубликованному Ассоциацией производителей оборудования, искусственный интеллект

и возможность подключения к сети, наряду с возобновляемыми источниками энергии и альтернативными видами топлива, окажут существенное влияние на строительную площадку в ближайшие 10 лет.

Детройт I-375: снос, реконструкция и столкновение с реальностью обновления городов

Новая серия, исследующая сложную историю городского планирования, прогресса, расы и строительства дорог через призму пострадавших сообществ. Каждая история оценивает наследие и представляет переоценку крупных инфраструктурных проектов в городах Америки.

Увеличьте срок службы за счет более качественного масла.

Ваше стремление продлить срок службы оборудования продолжает расти. Это означает, что дорогостоящие простои из-за незапланированного ремонта и технического обслуживания не являются частью плана. Правильно подобранное масло помогает бороться с износом и загрязнениями, которые могут привести к преждевременному выходу двигателя из строя.

BKT предлагает шины для тяжелых условий эксплуатации для мини-погрузчиков

JUMBO TRAX HD отличается блочной конструкцией, а также устойчивостью к порезам и сколам для работы в тяжелых условиях.

DECKED Выпуск набора инструментов из 80 предметов

Набор из 80 предметов, на который распространяется ограниченная пожизненная гарантия, предназначен для установки, ремонта и технического обслуживания оборудования или транспортных средств.

IntelliShift запускает инструмент технического обслуживания парка

IntelliShift Fleet Maintenance объединяет данные, собранные в результате цифровых проверок, расширенной телематики и диагностики двигателя, чтобы гарантировать, что происходящее в полевых условиях правильно передается внутренним и внешним сервисным партнерам.

Составление бюджета на техническое обслуживание 101

Определение того, какая часть вашего бюджета должна быть направлена ​​на техническое обслуживание оборудования, является сложным расчетом, и для каждой операции он разный. Вот советы о том, как определить ваши расходы на техническое обслуживание.

Continental выпускает шины General Grabber OA 2-го поколения для строительной техники

Эти шины второго поколения имеют новый состав протектора, повышающий пробег, устойчивость к сколам и осколкам, а также защищающий каркас, что позволяет выполнять многократное восстановление протектора. Continental постепенно отказывается от шин General Grabber OA и OA WB первого поколения.

Увеличьте срок службы за счет более качественного масла.

Ваше стремление продлить срок службы оборудования продолжает расти. Это означает, что дорогостоящие простои из-за незапланированного ремонта и технического обслуживания не являются частью плана. Правильно подобранное масло помогает бороться с износом и загрязнениями, которые могут привести к преждевременному выходу двигателя из строя.

Защита колесных пар, критически важных для внедорожной техники и тяжелых условий эксплуатации

Руководителям автопарка и операторам необходимо защищать колесные пары для внедорожной техники и тяжелых условий эксплуатации, где пыль и грязь могут быстро скапливаться и повреждать компоненты.

Как обслуживание оборудования экономит ваши деньги

Разработайте план профилактического обслуживания, чтобы сэкономить деньги и улучшить имидж вашей компании.

Yokohama выпускает радиальные шины для мини-погрузчиков

Радиальные шины Galaxy AT Grip со стальным ремнем доступны в размерах 260/70R16,5, 300/70R16,5 и 360/70R17,5.

Goodyear выпускает шины для пересеченной местности

Специально разработанные для тяжелой строительной, лесозаготовительной, нефтяной и горнодобывающей техники, их состав протектора защищает от порезов, сколов и разрывов и обеспечивает долговечность.

Взвешивание вариантов мини-экскаватора: выбор подходящего мини-экскаватора для вашего бизнеса

По мере того, как технологии и проектирование мини-экскаваторов продолжают совершенствоваться, эти машины обещают большую производительность и окупаемость инвестиций для подрядных предприятий любого размера.

Увеличьте срок службы за счет более качественного масла.

Ваше стремление продлить срок службы оборудования продолжает расти. Это означает, что дорогостоящие простои из-за незапланированного ремонта и технического обслуживания не являются частью плана. Правильно подобранное масло помогает бороться с износом и загрязнениями, которые могут привести к преждевременному выходу двигателя из строя.

Термические свойства моторных масел

Введение

Качество моторного масла играет решающую роль в определении эффективности автомобильного двигателя, а также влияет на его долговечность и рабочие характеристики. Большая часть моторного масла используется в двигателях внутреннего сгорания для смазки и охлаждения, поэтому его тепловые свойства играют важную роль в определении качества масла. Основной функцией масла является предотвращение коррозии, помощь в очистке, повышение герметичности, снижение износа, а также охлаждение других движущихся частей двигателя. Многие моторные масла обладают достаточной теплопроводностью для передачи тепла, отводимого от двигателя автомобиля. Неиспользованные масла при температуре 60°C имеют теплопроводность 0,145 Вт/(м/К). Теплопроводность — это лишь одно из многих тепловых свойств, позволяющих моторному маслу выполнять свои обязанности в качестве эффективной охлаждающей жидкости двигателя.

Тепловые свойства

Тепловые свойства материала относятся к его реакции на изменение температуры после того, как он столкнулся со значительным повышением температуры окружающей среды. Твердый материал обычно поглощает энергию в виде тепла, его температура повышается, а размеры увеличиваются. Различные материалы по-разному реагируют на воздействие тепла. Некоторые ключевые тепловые свойства материала, которые учитываются при рассмотрении его потенциального использования в высокотемпературных средах, включают теплоемкость, тепловое расширение, теплопроводность и тепловое сопротивление.

Рисунок 1: Диаграмма, изображающая передачу тепла от более теплого объекта к более холодному до достижения равновесия.

Другие основные свойства моторного масла

Помимо теплопроводности, плотность, вязкость и удельная теплоемкость моторных масел могут иметь большое влияние на их эффективность в качестве охлаждающей жидкости двигателя. Теплоемкость материала показывает, сколько энергии требуется на грамм вещества, чтобы вызвать повышение температуры на 1°C. Это свойство объясняет, почему масло может нагреваться значительно быстрее, чем вода, потому что теплоемкость масла ниже, чем у воды, а это означает, что для инициирования изменения температуры требуется меньше энергии. Масла с более высокой удельной теплоемкостью потребуют меньшего повышения температуры, чтобы вызвать большую степень поглощения тепла. В настоящее время проводится значительный объем исследований в попытке увеличить теплоемкость моторных масел, чтобы сделать их более эффективными и продлить срок службы. Увеличение срока службы масла будет означать меньшее количество замен масла и проверок и сэкономит владельцам транспортных средств много времени и денег.

Рисунок 2: Автомобильный двигатель.

Плотность моторного масла зависит от оптимальной рабочей температуры двигателя, при этом плотность уменьшается по мере увеличения температуры, создаваемой двигателем. Цвет моторного масла может быть отличным показателем износа масла из-за того, что масло подвергается горению, вызванному огромным количеством тепла, выделяемого двигателем во время внутреннего сгорания. Тепло, выделяемое двигателем во время этого процесса, может оказывать существенное влияние на другие характеристики масла, такие как вязкость и плотность.

Теплопроводность моторного масла

Теплопроводность и вязкость являются двумя наиболее важными характеристиками моторного масла, поскольку они оказывают значительное влияние на общую производительность двигателя. Теплопроводность описывает способность материала передавать тепло. Материалы с высокой теплопроводностью, такие как медь или серебро, могут способствовать быстрой передаче тепла, в то время как изоляционные материалы, такие как пена или хлопок, медленно поглощают и передают тепло из окружающей среды. Моторное масло поглощает тепло от контактных поверхностей и переносит его в другое место, например, в масляный пень, где его можно безопасно рассеять. Большинство масел предназначены для охлаждения ряда деталей двигателя, включая узел поршня, головки и клапаны. Как правило, большинство составов масел состоят из минерального, полусинтетического или полностью синтетического базового материала в сочетании с различным количеством присадок. Качество моторного масла зависит от базового масла, а также свойств присадок. Моторное масло доступно в различных классах SAE, разработанных для лучшего соответствия климату, в котором оно используется. Взаимосвязь между теплопроводностью и эффективностью двигателя сильно коррелирует, поскольку моторные масла с более высоким значением теплопроводности будут иметь более высокую эффективность и минимизировать потери на трение.

Рисунок 3: Добавление масла в автомобильный двигатель.

Масло как моторная смазка

Повышенное трение в двигателе может оказать серьезное влияние на общее функционирование и исправность двигателя, и без эффективного моторного масла большинство автомобилей быстро перегреются и получат значительные повреждения. Масло представляет собой чрезвычайно эффективную смазку, которая обеспечивает жидкий барьер между движущимися частями двигателя, предотвращая трение и износ. Этот процесс смазки достигается за счет того, что масло оставляет тонкую пленку на поверхности движущихся частей, что позволяет им плавно скользить во время работы. Способность масла оставаться «застрявшим» и продолжать покрывать оборудование после длительного периода времени является основным фактором, препятствующим износу двигателя при холодном пуске. Под холодным пуском понимается попытка запустить двигатель либо при очень низких температурах, либо после того, как он простоял в течение длительного периода времени. Многочисленные исследования показали, что именно в это время обычно происходит наибольшее повреждение двигателя.

Второстепенные свойства моторного масла

Термические свойства часто используются для характеристики эффективности моторного масла, однако существуют некоторые другие второстепенные компоненты, которые также могут играть роль в обеспечении бесперебойной работы двигателя автомобиля. Одним из таких вторичных свойств является способность масла минимизировать коррозию внутренних компонентов двигателя. Хотя моторное масло не обладает естественной способностью противостоять коррозии, благодаря использованию присадок оно способно образовывать барьер между ключевыми компонентами двигателя и коррозионно-активным материалом. Масло также может действовать как динамическое уплотнение в таких местах, как поверхность контакта поршневого кольца и цилиндра. Динамическое уплотнение помогает удерживать продукты сгорания в камере сгорания, что максимально увеличивает мощность автомобиля и помогает предотвратить утечку горячих газов и загрязнение моторного масла в поддоне картера. Высокофункциональное масло может эффективно смягчить удар механического удара, поглощая и рассеивая выбросы энергии на широкой площади контакта. Снижение механических ударов продлит общий срок службы двигателей.

Хотя масло само по себе выглядит очень грязным, оно чрезвычайно важно для поддержания общей чистоты двигателя. Одним из ключевых свойств, способствующих самоочищению масла, является его растворяющая способность. Растворимость — это способность жидкости растворять твердое вещество, жидкость или газ, а также может изменяться из-за присутствия добавок, таких как детергенты или диспергаторы. Моющие средства — это добавки, которые предотвращают прилипание загрязняющих веществ к компонентам двигателя, особенно горячим компонентам, таким как поршни или поршневые кольца. Диспергаторы помогают удерживать загрязняющие вещества во взвешенном состоянии в жидкости и действуют как растворитель, помогая маслу поддерживать чистоту и предотвращая образование шлама.

Состав моторного масла

Моторное масло состоит из смеси базовых масел в сочетании с различными добавками. Эти материалы работают в тандеме, чтобы произвести конечный продукт, который вы добавляете в свой двигатель, чтобы помочь ему функционировать должным образом. Базовые масла вносят наибольший вклад в общий объем вещества и могут быть изготовлены из нефти, химически синтезированных материалов или комбинации нефти и синтетического материала, которая известна как полусинтетическая или синтетическая смесь.

Нефть перерабатывается из сырой нефти и содержит такие элементы, как сера, азот, кислород и другие металлические компоненты, включая никель и ванадий, поскольку они не могут быть полностью удалены в ходе начального процесса очистки. Этот процесс очистки направлен на то, чтобы различать различные типы молекул, присутствующих в масле, по весу, оставляя молекулы, которые имеют одинаковый размер, но различаются по структуре.

Рисунок 4: Нефтеперерабатывающий завод.

Синтетическое моторное масло подвергается глубокой очистке и разработано таким образом, чтобы включать только наиболее желательные и полезные молекулы, поскольку оно содержит очень мало компонентов, которые не служат определенной цели. Это чрезвычайно универсальное и чистое вещество с очень специфической молекулярной структурой, предназначенное для обеспечения лучшего снижения трения, оптимизации топливной экономичности, максимальной прочности пленки и высокого уровня производительности при экстремальных температурах. Присадки — еще один компонент моторного топлива, который помогает оптимизировать его эффективность и обеспечивает максимально эффективное выполнение задач. Несколько примеров химических добавок включают цинк, фосфор и бор. Поиск идеального соотношения присадок и базового масла является сложной задачей для разработчиков рецептур масел, особенно в связи с тем, что технология автомобильных двигателей становится все более специализированной и сложной.

Заключение

Моторное масло представляет собой очень впечатляющий материал, обладающий некоторыми уникальными термическими свойствами, а также некоторыми желательными химическими свойствами, которые способствуют его использованию в специализированном оборудовании для двигателей. Поскольку моторное масло несжимаемо, оно представляет собой превосходную среду для передачи тепла и энергии, которая предотвращает перегрев двигателя и повреждение автомобиля. Современные моторные масла имеют множество функций и работ, в которых они должны преуспеть, чтобы соответствовать постоянно растущим требованиям потребителей. Состав этих масел становится все более специализированным, поскольку современные двигатели по-прежнему проектируются так, чтобы они были меньше, производили больше лошадиных сил и максимально повышали эффективность использования топлива при одновременном снижении выбросов. Эти цели увеличивают рабочую нагрузку на моторные масла и спрос на производственные компании, поскольку они продолжают исследовать и тестировать эффективность новых соотношений базового масла и присадок, пытаясь найти правильный баланс. Правильный баланс присадок поддерживает двигатель, защищая каждый компонент двигателя и продлевая его срок службы.

Автор: Каллиста Уилсон | Младший технический писатель | Thermtest

 

Каталожные номера

Trey. (2019, 03 июня). Что такое моторное масло? Руководство для начинающих по моторному маслу. Что тебе нужно знать. Получено 10 ноября 2020 г. с https://synthetic-oildepot.com/a-beginners-guide-to-motor-oil-what-you-need-to-know/

Trey. (2020, 07 марта). 7 функций моторного масла — как они продлевают срок службы вашего двигателя. Получено 10 ноября 2020 г. с сайта https://synthetic-oildepot.com/a-beginners-guide-to-motor-oil-what-you-need-to-know-part-2/ 9.0003

Вишвешвара, Южная Каролина, Аль-Бади, О.К.Х. (2015, октябрь). Изменение плотности и теплопроводности моторного масла в течение его жизненного цикла: экспериментальное исследование. Журнал междисциплинарных наук и техники. 6(10): 24-28

Изображения:

Изображение на обложке: фото Анны Швец из Pixel.