Температурный режим моторных масел таблица: Первый параметр – вязкость – Основные средства

Содержание

Первый параметр – вязкость – Основные средства

К. Закурдаев

Вязкость – важнейший параметр, позволяющий подобрать моторное масло в полном соответствии с температурой воздуха, характерной для определенного времени года, и климатическими особенностями местности, где эксплуатируется автомобиль. Недаром именно вязкость стала самой первой характеристикой, по которой моторные масла были классифицированы.

В настоящее время общепринято подразделять моторные масла по их вязкостно-температурным свойствам. Сделать это помогает так называемая классификация SAE, а точнее, стандарт SAE J-300 JUN 2001. Аббревиатура SAE расшифровывается как Society of Automotive Engineers, по-русски – Общество автомобильных инженеров. Это сочетание латинских букв можно найти на этикетке любой канистры с моторным маслом, потому что именно указываемые следом за аббревиатурой SAE характеристики дают покупателю однозначный ответ, к какому типу принадлежит масло – зимнему, летнему или всесезонному и в каком диапазоне температур его допустимо применять.

У зимних масел после аббревиатуры SAE идет одно из шести обозначений: 0W, 5W, 10W, 15W, 20W или 25W – чем меньше значение, тем ниже допустимая температура использования. Точнее, более грамотно сказать так: чем меньше значение, указанное перед буквой W, тем меньше вязкость масла при низких температурах окружающей среды, а потому легче осуществить холодный пуск двигателя. Согласитесь, очень нужный в суровую зимнюю пору показатель!

У летних масел пять классов: 20, 30, 40, 50 и 60, и в противоположность зимним маслам здесь чем больше указанное число, тем больше вязкость при высоких температурах, а значит, тем лучше масло смазывает, т. е. лучше защищает двигатель в жаркую погоду.

Наконец, у всесезонных масел за аббревиатурой SAE следует двойное обозначение, в котором первая часть (перед буковой W) указывает на зимнюю характеристику, вторая (за буквой W) – на летнюю. Например, SAE 10W 30, SAE 20W 40. Именно всесезонные масла в последнее время получили наиболее широкое распространение, и это не­удивительно, поскольку для нашей страны в течение года характерна смена типично летней погоды на типично зимнюю.

При этом менять масло подобно летним и зимним шинам, согласимся, не очень удобно, тем более если современные технологии его изготовления этого вовсе не требуют. Усредненные данные диапазонов температур окружающей среды для наиболее часто применяемых классов масел указаны в табл. 1.

Таблица 1. Диапазоны температуры окружающей среды (усредненные), при которых допустимо применение наиболее распространенных классов масел
Класс моторного маслаТемпературный диапазон
SAE 0W 20–30…+15
SAE 0W 30–30…+20
SAE 5W 30–25…+20
SAE 5W 40–25…+30
SAE 10W 30–20…+30
SAE 10W 40–20…+35
SAE 15W 30–15…+35
SAE 15W 40–15…+40
SAE 20W 30–10…+40
SAE 20W 40–10…+45
SAE 300…+40
SAE 400…+45

На просторах бывшего Советского Союза многие из выпускаемых моторных масел продолжают классифицировать в соответствии с их вязкостью не только по SАЕ, но и по ГОСТ 17479. 1–85. Этот нормативный документ также предусматривает деление моторных масел на «сезонные» классы в зависимости от вязкости. Классы те же: летние, зимние и всесезонные.

Летние масла подразделяют на семь классов: 8, 10, 12, 14, 16, 20 и 24; зимние масла – на четыре класса: 4, 5, 6, 8. Как видим, масло класса 8 допустимо использовать как летом, так и зимой. В обозначении всесезонных масел указывают сразу два параметра: до косой черты – зимний класс, после косой черты – летний. Например, 4з/8 или 5з/10. Буква «з» говорит о том, что в составе масла применены загущающие присадки. В табл. 2 приведено ориентировочное соответствие классов вязкости моторных масел по ГОСТ 17479.1–85 и SAE J-300.

Таблица 2 Соответствие классов вязкости моторных масел (примерное) по ГОСТ 17479.1–85 и SAE J-300
ГОСТ 17479.1–85SAE J-300
5W
10W
15W
20W
620
820
1030
1230
1440
1640
2050
2460
3з/85W 20
4з/610W 20
4з/810W 20
4з/1010W 30
5з/1015W 30
5з/1215W 30
5з/1615W 40
6з/1020W 30
6з/1420W 40
6з/1620W 40

Многие, конечно, знают о том, что при изготовлении большинства современных масел не обходится без использования различных присадок. Можно сказать, что без них свойства базовых масел не будут отвечать требуемому качеству. Присадки бывают самые разные. Это антиокислители, которые тормозят окисление масла при высокой температуре, беззольные дисперсанты, предотвращающие образование низкотемпературных отложений и выпадение осадка, зольные детергенты, обеспечивающие чистоту поршней и улучшающие подвижность поршневых колец, а также ряд других. Загущающие присадки, или, как их более правильно называют, модификаторы вязкости, одни из самых, пожалуй, главных – они повышают индекс вязкости масла, улучшая одно из важнейших для его работоспособности свойств.

Что такое индекс вязкости? Это безразмерная величина, рассчитанная по значениям кинематической вязкости при температурах 40 и 100 °С. Для сезонных масел значение этого индекса находится в пределах 90…105, для всесезонных – 130…160. Более высокий индекс вязкости всесезонных масел позволяет, с одной стороны, сохранять их достаточную вязкость летом, когда температура в картере двигателя нередко достигает 100 °С, а с другой – обеспечивает уверенный пуск холодного двигателя в мороз.

Как уже сказано, повышенного индекса вязкости моторного масла удается достичь, применяя загущающие макрополимерные присадки. Но есть от подобных присадок и другая польза – экономия топлива. Дело в том, что всесезонные загущенные масла – не ньютоновские жидкости, их вязкость зависит не только от температуры, но и от градиента скорости сдвига, т. е. от отношения скорости движения одной поверхности трения относительно другой к величине зазора между ними, который заполнен маслом. Благодаря этому вязкость всесезонных масел в отличие от незагущенных сезонных падает с увеличением скорости сдвига, причем абсолютная величина подобного временного падения вязкости значительно возрастает со снижением температуры, т. е. в случае, когда двигатель прогрет не сильно. А в каком случае температура масла и охлаждающей жидкости в двигателе движущегося автомобиля не достигает своего максимального значения? Прежде всего в городских условиях, когда поездки в своем большинстве непродолжительны и двигатель попросту не успевает по-настоящему нагреться: именно в подобных условиях благодаря изменению градиента скорости сдвига всесезонные загущенные масла позволяют экономить топливо.

Впрочем, экономия топлива в условиях города благодаря использованию присадок – модификаторов вязкости это лишь небольшая часть такой обширной темы, как энергосберегающие свойства моторных масел. Эта тема сама по себе заслуживает отдельного рассмотрения. А нам, завершая разговор о вязкостно-температурных свойствах моторных масел, остается акцентировать внимание на том, что применение излишне вязких масел увеличивает потери на трение (результат – затрудненный «холодный» пуск двигателя и снижение экономичности), а недостаточно вязких масел приводит к возрастанию износа трущихся деталей (снижается ресурс двигателя), а также повышает расход масла на угар (ухудшаются экологические показатели).

Температурный режим масла


Температурные показатели моторного масла

Температурный режим, в границах которого эксплуатируется моторное масло, влияет на качественные показатели и степень защиты силового агрегата. Рассмотрим, какую роль он играет в обеспечении корректной работы ДВС.

Кто хоть немного знаком с законами физики легко сможет представить механизм работы двигателя внутреннего сгорания. При работе агрегата внутри его создается повышенная нагрузка, происходит нагрев, и вследствие чего увеличивается давление. Для того, чтобы при эксплуатации детали и механизмы ДВС были защищены от трения и износа, моторные жидкости должны сохранять свои основные эксплуатационные свойства в условиях высоких температур.

Качество смазки характеризуется вязкостными показателями и температурой вспышки. Температура кипения масла в двигателе должна соответствовать допустимым показателям. Закипание может происходить при повышении нагрузки или при использовании некачественного смазочного материала. Это может привести к поломке силового агрегата. В определении характеристик моторных масел важны два показателя: допустимый предел повышения и температура кипения.

Коэффициент допустимости указывает на оптимальное нагревание смазочной жидкости. При этом важно, чтобы изменение вязкостных показателей смазки не отставало от повышения до рабочей температуры. Чем меньше время этого отставания, тем легче мотору справляться с нагрузкой. В таком случае даже при сильном нагреве защита двигателя от износа будет высокой. Пренебрежение этими показателями ведет к повышенному износу деталей и узлов мотора.

В каком диапазоне меняется температура

Сохранение рабочих качеств смазки напрямую зависит от температурного диапазона. Рабочий режим автомасел находится в границах от -40 до +180℃. Параметры каждого производимого продукта различны по вязкостно-температурным характеристикам. Особого подхода требуют силовые агрегаты на дизельном топливе. В эксплуатации они сильнее нагреваются.

Присадочные компоненты не позволяют моторной жидкости менять свои свойства при изменении температур, как в сторону повышения, так и понижения.

При смешивании с топливом происходит вспыхивание, концентрированные пары возгораются, и это приводит к высокой летучести масла. Насколько при этом увеличится расход смазочного материала, зависит от степени его очистки.

При тестировании в лабораторных условиях, после нагрева происходит выделение концентрированных паров нефти. Любое масло, независимо от базовой основы (синтетика, полусинтетика или минералка) после вспыхивания продолжает гореть.

В спортивных автомобилях с форсированными двигателями, испытывающих чрезхмерные нагрузки устанавливают систему охлаждения. В контуре системы дополнительно устанавливается датчик температур или давления масла.

Для корректной работы смазка не должна нагреваться выше +105℃. Эта цифра считается предельно допустимым порогом.

В ДВС существуют два основных режима транспортировки смазывающей жидкости:

  • граничный;
  • гидродинамический.

При граничном способе подачи, масло движется без давления вокруг поршневых колец. При гидродинамической подаче, смазывание коленвала происходит под давлением.

Температурный режим в процессе эксплуатации должен строго соблюдаться. ДВС на этапе конструирования разрабатываются с учетом изменений, возникающих при нагреве. И только в нормальном диапазоне все системы работают слаженно. При незначительном сдвиге термических норм в обе стороны, работа мотора становится некорректной. Особенно опасны изменения при превышении температуры масла.

Низкий показатель температуры масла в двигателе

Одной из важных характеристик является температура застывание масла. Застывая, смазка теряет эластичность и текучесть. Моторная жидкость меняет свои свойства, не способна обеспечить нормальное поступление к деталям и стабильную масляную пленку. За счет кристаллизации парафинов смазочный материал твердеет.

Резкое снижение температуры вспышки говорит о возможных проблемах силового агрегата:

  • нарушение впрыска;
  • неисправность в топливной системе;
  • поломка карбюратора.

Снижение температуры в картере приводит к тому, что между деталями не возникнет нужного зазора, а масло при этом подвергается окислению. Остывание приводит к загустению смазки, что может привести к протечкам, и всегда приводит к увеличению износа мотора.

Верхняя граница температуры масла

Повышение термических показателей выше положенной нормы сопровождается закипанием, задымлением и пузырением. Возгорание моторной жидкости возникает при повышении температуры до 250. В таком состоянии смазочный материал практически теряет вязкость, происходит его разжижение и частичное испарение. Критическим показателем является динамика повышения t — более 2℃ в минуту. Недопустимо сгорание масла одновременно с топливом, при этом снижается концентрация смазки, увеличивается ее расход, появляется характерный запах и меняется цвет выхлопа.

При сильном нагреве снижается вязкость автомасла, оно больше не способно создать стабильную пленку. Зазоры между деталями становятся слишком маленькими, что приводит к выходу из строя механизма.

Температура кипения моторного масла составляет 250 — 260℃. Жидкость безвозвратно теряет свои рабочие свойства, и становится бесполезной.

Причины чрезмерного нагрева моторного масла

Причинами нагрева становятся окислительные процессы, в результате которых происходит образование отложений. Под воздействием высоких температур ускоряются процессы образования шламов, нагара и лаков. Это приводит к быстрому старению смазки.

Кроме того, образованный нагар опасен тем, что его компоненты могут стать причиной детонационного взрыва. Смесь нагара с лаками приводит к закоксованности поршневых колец, а шламовые осадки к сбоям в работе силового агрегата.

Чем опасна высокая температура в двигателе

Температурный диапазон автомасел достаточно широк. При прогреве силового агрегата до рабочего состояния вязкость моторной жидкости демонстрирует нормальные показатели. При перегреве эти показатели начинают снижаться, смазывание ухудшается, а масляная пленка не способна удержаться на поверхности деталей.

Масло, нагретое до 125℃ начинает подаваться в обход поршневых колец, смешиваясь с топливом начинает выгорать. Происходят необратимые изменения. Смазочная жидкость активно улетучивается. Выявить это можно по увеличенному расходу материала.

Чрезмерное нагревание приводит к закипанию, что может привести к серьезным проблемам с ДВС.

Во избежание перегрева моторного масла в двигателе специалисты рекомендуют:

  • избегать длительных поездок на высокой скорости;
  • своевременно производить замену смазочных материалов;
  • серьезно относиться к выбору автомасла, исключить использование некачественных и сомнительных продуктов;
  • отслеживать температуру.

Еще одним важным условием для бесперебойной работы двигателя автомобиля является следование рекомендациям производителя по обслуживанию транспортного средства, а при выборе смазочного материала следует учитывать официальные допуски моторных масел. Отклонение от заводских рекомендаций могут привести к перегреву двигателя и преждевременному его износу.

Определяем вязкость моторных масел по температуре

Данная статья будет особо полезна «начинающим» автовладельцам, недавно прикупившим свой первый автомобиль. Почему именно так? Название статьи гласит «Таблица вязкости моторных масел по температуре». Водитель, не сталкивавшийся ни разу с подобным понятием, самостоятельно разобраться не сможет. Опытные владельцы в силах «прочитать» содержимое с первого взгляда. О того, что мы заливаем в мотор, зависит срок службы машины. Не всегда водителя придерживаются установленных правил, рекомендаций, в силу различных причин. Зачастую, это незнание основ теории по идентификации смазок, нехватка времени на поездки в специализированные автомагазины, жажда тотальной экономии. В итоге, покупается товар «подешевле», несоответствующий стандартам конкретного транспортного средства. Спустя некоторое время силовой агрегат начинает капризничать, снижается мощность, повышается потребление топлива. Поездка на станцию ТО неизбежна.

Частые ошибки водителей ↑

  • Быстрая, дерзкая езда – базовое мне не подходит, залью спортивное: ошибка. Если вы любите «спортивный» стиль езды ещё не значит, что следует заливать полностью синтетическое масло для спорткаров. Нет. Именно так вы доведёте мотор до «смерти». Бурная езда сильно ударит по карману, когда потребление топлива возрастёт в несколько раз при критических нагрузках;
  • во времена выпуска моей «старушки» хорошей смазки ещё не было. Будем делать капремонт: ошибка. На каждом с этапов производства транспортных средств, разрабатывалось соответствующее масло. Помимо нефтяной основы, включались синтетические присадки с защитными свойствами. Возраст машины абсолютно ни к чему. Капитальный ремонт может подождать, если вовремя начать заливать толковую жидкость.

Что такое вязкость ↑

Основная задача каждого производителя – не допустить длительное соприкосновение деталей между собой без смазывающего вещества. Но при этом учитывать разношёрстность температурных режимов. Химическое вещество ведёт себя по-разному в разных режимах. Соответственно, об однотипности не может идти речи. Необходимо выделить несколько температурных групп, определить для них индексы для идентификации. Часто владельцы авто принимают температуру охлаждающей жидкости за градус масла. Это далеко не так. При стандартном градусе тосола в 90°С, градус смазки может достигать 140°С. Итак, вязкость – это химическая способность смазки оставаться на поверхности детали, сохранив текучесть. Величина не постоянная, а переменная.

Представители американской ассоциации автомобильных инженеров (SAE) предложили систематизировать показатели в виде таблицы. Итак, таблица вязкости масла показывает характеристики любого вещества при разных показателях градуса. При таких показателях, работа мотора считается безопасной. Всё, что выходит за пределы, не подлежит гарантии.

Циферно-буквенные символы ↑

Каждая покупка для неопытного собственника транспорта перерастает в квест по расшифровке таинственных символов. Дабы упростить, читайте пример. Старт начинается с аббревиатуры SAE, после которой идёт ряд букв и чисел. Всего существует три вариации:

  • с буквой: считается чисто зимний вариант смазывающего вещества. SAE 5W;
  • без буквы: аналогично, только летний. SAE 40;
  • смешанный тип: универсальный, всесезонный. SAE 5W40. С целью упрощения процедуры выбора, повышения продаж, производители постепенно переходят на смешанный тип. Мотивируя очередным улучшением и заботой об автомобиле.

В данном примере, 5W означает низкую тягучесть. Жидкость рекомендовано использовать при температуре не ниже -35°С. Алгоритм такой, от стандартного числа «40» отнимаем то, что написано, получаем исходный градус. Вуаля. Если показатель градуса будет ниже, значит двигателю, стартеру будет сложнее проворачивать коленчатый вал со всеми механизмами.

Загадочное второе число показывает вязкость при стандартной рабочей температуре в 110-140°С. Чем оно выше, тем выше показатель, и наоборот. Дабы не уложить «на лопатки» свой мотор, внимательно смотрите показатели в инструкции по эксплуатации транспортным средством.

Интересный факт: профессиональные автомеханики из популярного журнала «За рулём» провели реальный опыт с заменой жидкости. Сначала зафиксировали показатели мощности, расхода топлива, выбросов в экологию при смазке с вязкостью в 40 единиц. После, в Жигули было залито вещество с показателем вязкости 50 единиц. Спустя некоторое время, показатели стали стремительно снижаться. Это говорит о том, что не следует заливать, что попало в двигатель. Учтите это при очередном ТО. Речь не идёт об отечественном автомобиле, иномарка показала бы идентичные показатели.

Холодный старт ↑

Очень важен критерий вязкости при запуске мотора в отрицательные температуры. Компетентные специалисты утверждают, что каждый холодный запуск двигателя это минус 400-500 км. от общего ресурса. Вот, что делает мороз с металлом. Износ деталей увеличивается, зазоры расширяются, прочность маслянистой плёнки ослабевает. Если кто-то думает, что при прогреве износа нет, то он глубоко ошибается. Даже когда автомобиль простаивает, он изнашивается, появляется усталость металла, коррозия вылезает наружу, сквозь толщину грунтовки, лакокрасочного покрытия, антикоррозийной обработки.

Наглядное пособие ↑

Чтобы легче водителю было воспринимать информацию, своевременно её обрабатывать, приводим пример табличного варианта:

  1. SAE 0W: -40 — -15;
  2. 5W: -35 — -15;
  3. 10W: -30 — 0;
  4. 15W: -25 — +5;
  5. 20W: -15 — +15;
  6. 30: -5 — +35;
  7. 40: +10 — +40;
  8. 0W-30: -40 — +35;
  9. 0W-40: -40 — +40;
  10. 0W-50: -35 — +50;
  11. 5W-30: -35 — +35;
  12. 5W-40: -35 — +40;
  13. 5W-50: -35 — +50;
  14. 10W-30: -30 — +35;
  15. 10W-40: -30 — +40;
  16. 10W-50: -30 — +50;
  17. 15W-30: -25 — +35;
  18. 15W-40: -25 — +40.

Итак, исходя из данных видно, что чем выше индекс, тем гуще плёнка масла, а значит и вязкость.

Дополнительные факторы ↑

Помимо качества смазки, на общее техническое состояние автомобиля влияют:

  • стиль, манера управления;
  • октановое число бензина, коэффициент парафина в дизеле;
  • температура и география эксплуатации;
  • перегазовки, количество оборотов в минуту;
  • цикл поездок: городской, загородный;
  • оригинальность и соответствие стандартам нефтяного или синтетического продукта. Товары сомнительного происхождения, которых полно на авторынках, не всегда отвечают заявленным требованиям.
  • вес дополнительно перевозимого багажа, груза.

Хочется очередной раз напомнить о соблюдении сроков прохождения технического осмотра. Допускается разногласия в диапазоне 500 км., не более. Свыше нормы, может восстать вопрос о снятии гарантийного обязательства с технического средства. Не допускайте этого. Некоторые владельцы любят часто экспериментировать с подбором смазывающей жидкости, топлива. Да, подбирать оптимальное следует. Но это не значит, что каждый цикл заливать новое. Помните, частая смена также приводит к негативным последствиям. Успехов. Гладкой дороги. Всех благ.

Автор: Максименко Игорь

Вам будет интересно

Температура масла в двигателе: от чего зависит и какая норма

Принцип работы двигателя внутреннего сгорания (ДВС) таков, что результатом его работы является большое выделение тепла. Жар внутри мотора, особенно в его цилиндропоршневой группе, достигает 300°С и выше, если рассматривать дизельные двигатели. Поэтому температура масла в двигателе достигает больших колебаний по мере того, как смазочная жидкость перемещается по системе смазки внутри ДВС.

Основные функции моторных масел

Автомобильный мотор имеет множество узлов и деталей. Их поверхности постоянно соприкасаются, создавая между собой трение. Результат этого явления – повышенный износ. Кроме того, на трение тратится значительная часть КПД двигателя, который преобразуется в тепло.

Высокие температуры провоцируют расширение материалов, из которых изготовлены детали. Расширительные процессы сопровождаются уменьшением зазора между соприкасающимися поверхностями. Наступит момент, когда этот зазор попросту исчезнет, и ДВС заклинит – вот что произойдёт, если агрегат будет работать без моторного масла.

Моторное масло выполняет важнейшую функцию, без которой агрегат просто не сможет работать. Оно снижает коэффициент трения, образуя тонкую масляную плёнку между соприкасающимися поверхностями. Кроме того, смазка увеличивает КПД движка и уменьшает износ деталей, способствует меньшему выделению тепла, а также эффективно отводит его от трущихся поверхностей. Кроме этих функций реализуются и другие:

  • Активно удаляются побочные продукты сгорания топлива – нагар, шлаки и другие отложения, благодаря детергентным (моющим) добавкам.
  • Антикоррозийная защита предотвращает преждевременное разрушение деталей мотора от коррозии.
  • Диспергирующие – стабилизирующие компоненты позволяют удалять микроскопические нерастворимые частицы, адсорбируя их в свой состав. Они находятся в состоянии взвеси и удаляются из рабочей жидкости фильтром.
  • Смазывающий состав имеет приблизительно одинаковую вязкость при большом разбросе температур, что очень важно для нормального функционирования мотора. Это достигается применением модификаторов вязкости или загущающих присадок. Они повышают такой параметр, как индекс вязкости.
  • Вспенивание жидкости – очень опасный процесс, приводящий к масляному голоданию деталей движка. Чтобы этого не случилось, к смазочному составу добавляют противопенные присадки.
  • Депрессорные добавки обеспечивают малую вязкость и хорошую текучесть масляного состава при низких температурных показателях, что позволяет заводить мотор без проблем и хорошо его смазывать, пока не разогреется.
Рабочая жидкость может также управлять посредством давления на гидравлические компенсаторы зазоров клапанов, гидравлические натяжители ремня газораспределительного механизма (ГРМ), системы регулировки фаз газораспределения.

Устройство системы смазки

Наиболее удачные смазочные системы обеспечивают разную подачу смазки, зависящую от функциональных особенностей деталей. К самым ответственным узлам и деталям масло приходит под давлением. Менее нагруженные участки получают его путём разбрызгивания или естественной течи. Такие смазочные системы принято называть комбинированными.

Для обеспечения давления рабочей жидкости внутри магистрали применяется масляный насос. Испытывая такое давление, смазывающая жидкость из картера двигателя подаётся к масляному фильтру. Там она очищается и поступает к подшипникам, обеспечивающим вращение коленчатого вала. Дальше – к пальцам поршней, распределительному валу, коромыслам клапанов. Если есть турбина, масло потребуется её валу, на котором она вращается. Кроме того, происходит отвод тепла от внутренней поверхности поршней. Смазка уплотняет зазор между маслосъёмными, а также компрессионными кольцами поршней и цилиндрами мотора, не даёт им «залегать». Жидкость попадает туда, разбрызгиваясь из форсунок в нижней части цилиндропоршневого блока.

Далее смазка возвращается обратно к поддону картера. По дороге она разбрызгивается кривошипно-шатунным механизмом, создавая туман. Он смазывает все детали, которые обволакивает. Из тумана смазка конденсируется, возвращаясь к исходному состоянию и положению. Таким образом, цикл повторяется вновь и вновь.

Диапазон изменения температуры масляного состава

Рабочая температура масла изменяется в широких пределах – от окружающего воздуха до 180 градусов при прохождении цилиндропоршневой группы. При этом металлические поверхности поршней и цилиндров нагреваются до 300°С. Циркулируя по двигателю, масляный состав имеет свойство испаряться и угорать. Для того чтобы пары углеводородов не воспламенились внутри мотора, необходимо, чтобы их температура горения была выше той, до которой они обычно нагреваются. Эта способность определяется таким важным параметром, как температура вспышки масла.

Чтобы определить этот параметр, маслопомещают внутрь тигля. Затем его нагревают до тех пор, пока испарения не начнут вспыхивать от пламени. Температура тут же замеряется. Обычно она составляет от 220°С и выше. Этого достаточно, чтобы пары рабочей жидкости не загорались внутри мотора. Такой параметр не является критичным, поэтому производители не указывают на канистрах, какова температура воспламенения масла.

Кстати, дизельные пары вспыхивают при гораздо более низкой температуре, составляющей порядка 55–60°С. Имея эффективное водяное охлаждение, удаётся снизить верхнюю температурную границу работы масляного состава до 105–115°С, что является довольно существенным показателем.

Вязкостно-температурные характеристики

От вязкостных характеристик смазочных материалов зависит стабильность и эффективность их работы. Вязкость, а также индекс вязкости, одни из важнейших показателей, так как они изменяются при переходе от очень низких (-40°С) до высоких рабочих температурных режимов силового агрегата.

Согласно классификатору американского Общества автомобильных инженеров SAE, моторные масла бывают зимними (0W, 5W, 10W, 15W, 20W, 25W), летними (20, 30, 40, 50, 60), а также всесезонными, которые принято использовать повсеместно – например, 5W30 или 10W40. На диаграмме представлены температурные диапазоны использования тех или иных продуктов. Очень важным показателем является уровень вязкости в холодное время, а также температура застывания масла. То есть, например, смазка 0W30 позволит запустить двигатель при -40°С, обеспечивая его нормальную проворачиваемость. 5W30 сделает то же самое до -35°С и так далее.

Очень опасен для мотора перегрев смазочных материалов. Если состав будет нагреваться до +125°С и выше, он потеряет свою вязкость и не сможет образовывать масляную плёнку. Поэтому будет проникать в камеру сгорания сквозь кольца поршней, сгорая там вместе с топливом. Так образуются сажевые отложения, смазка угорает. Вот почему периодически требуется проверка уровня масляного состава. Бывает так, что несоответствие вязкости приводит к расходу смазочной жидкости до 1 литра на 100–200 километров пробега.

Очень важно использовать рабочие жидкости с той вязкостью, которую рекомендует производитель. Данный параметр можно определить по сервисной книжке, выдаваемой к каждому автомобилю.

Первый параметр – вязкость – Основные средства

К. Закурдаев

Вязкость – важнейший параметр, позволяющий подобрать моторное масло в полном соответствии с температурой воздуха, характерной для определенного времени года, и климатическими особенностями местности, где эксплуатируется автомобиль. Недаром именно вязкость стала самой первой характеристикой, по которой моторные масла были классифицированы.

В настоящее время общепринято подразделять моторные масла по их вязкостно-температурным свойствам. Сделать это помогает так называемая классификация SAE, а точнее, стандарт SAE J-300 JUN 2001. Аббревиатура SAE расшифровывается как Society of Automotive Engineers, по-русски – Общество автомобильных инженеров. Это сочетание латинских букв можно найти на этикетке любой канистры с моторным маслом, потому что именно указываемые следом за аббревиатурой SAE характеристики дают покупателю однозначный ответ, к какому типу принадлежит масло – зимнему, летнему или всесезонному и в каком диапазоне температур его допустимо применять.

У зимних масел после аббревиатуры SAE идет одно из шести обозначений: 0W, 5W, 10W, 15W, 20W или 25W – чем меньше значение, тем ниже допустимая температура использования. Точнее, более грамотно сказать так: чем меньше значение, указанное перед буквой W, тем меньше вязкость масла при низких температурах окружающей среды, а потому легче осуществить холодный пуск двигателя. Согласитесь, очень нужный в суровую зимнюю пору показатель!

У летних масел пять классов: 20, 30, 40, 50 и 60, и в противоположность зимним маслам здесь чем больше указанное число, тем больше вязкость при высоких температурах, а значит, тем лучше масло смазывает, т. е. лучше защищает двигатель в жаркую погоду.

Наконец, у всесезонных масел за аббревиатурой SAE следует двойное обозначение, в котором первая часть (перед буковой W) указывает на зимнюю характеристику, вторая (за буквой W) – на летнюю. Например, SAE 10W 30, SAE 20W 40. Именно всесезонные масла в последнее время получили наиболее широкое распространение, и это не­удивительно, поскольку для нашей страны в течение года характерна смена типично летней погоды на типично зимнюю. При этом менять масло подобно летним и зимним шинам, согласимся, не очень удобно, тем более если современные технологии его изготовления этого вовсе не требуют. Усредненные данные диапазонов температур окружающей среды для наиболее часто применяемых классов масел указаны в табл. 1.

Таблица 1. Диапазоны температуры окружающей среды (усредненные), при которых допустимо применение наиболее распространенных классов масел Класс моторного масла Температурный диапазон
SAE 0W 20–30…+15
SAE 0W 30–30…+20
SAE 5W 30–25…+20
SAE 5W 40–25…+30
SAE 10W 30–20…+30
SAE 10W 40–20…+35
SAE 15W 30–15…+35
SAE 15W 40–15…+40
SAE 20W 30–10…+40
SAE 20W 40–10…+45
SAE 300…+40
SAE 400…+45

На просторах бывшего Советского Союза многие из выпускаемых моторных масел продолжают классифицировать в соответствии с их вязкостью не только по SАЕ, но и по ГОСТ 17479. 1–85. Этот нормативный документ также предусматривает деление моторных масел на «сезонные» классы в зависимости от вязкости. Классы те же: летние, зимние и всесезонные.

Летние масла подразделяют на семь классов: 8, 10, 12, 14, 16, 20 и 24; зимние масла – на четыре класса: 4, 5, 6, 8. Как видим, масло класса 8 допустимо использовать как летом, так и зимой. В обозначении всесезонных масел указывают сразу два параметра: до косой черты – зимний класс, после косой черты – летний. Например, 4з/8 или 5з/10. Буква «з» говорит о том, что в составе масла применены загущающие присадки. В табл. 2 приведено ориентировочное соответствие классов вязкости моторных масел по ГОСТ 17479.1–85 и SAE J-300.

Таблица 2 Соответствие классов вязкости моторных масел (примерное) по ГОСТ 17479.1–85 и SAE J-300 ГОСТ 17479.1–85 SAE J-300
5W
10W
15W
20W
620
820
1030
1230
1440
1640
2050
2460
3з/85W 20
4з/610W 20
4з/810W 20
4з/1010W 30
5з/1015W 30
5з/1215W 30
5з/1615W 40
6з/1020W 30
6з/1420W 40
6з/1620W 40

Многие, конечно, знают о том, что при изготовлении большинства современных масел не обходится без использования различных присадок. Можно сказать, что без них свойства базовых масел не будут отвечать требуемому качеству. Присадки бывают самые разные. Это антиокислители, которые тормозят окисление масла при высокой температуре, беззольные дисперсанты, предотвращающие образование низкотемпературных отложений и выпадение осадка, зольные детергенты, обеспечивающие чистоту поршней и улучшающие подвижность поршневых колец, а также ряд других. Загущающие присадки, или, как их более правильно называют, модификаторы вязкости, одни из самых, пожалуй, главных – они повышают индекс вязкости масла, улучшая одно из важнейших для его работоспособности свойств.

Что такое индекс вязкости? Это безразмерная величина, рассчитанная по значениям кинематической вязкости при температурах 40 и 100 °С. Для сезонных масел значение этого индекса находится в пределах 90…105, для всесезонных – 130…160. Более высокий индекс вязкости всесезонных масел позволяет, с одной стороны, сохранять их достаточную вязкость летом, когда температура в картере двигателя нередко достигает 100 °С, а с другой – обеспечивает уверенный пуск холодного двигателя в мороз.

Как уже сказано, повышенного индекса вязкости моторного масла удается достичь, применяя загущающие макрополимерные присадки. Но есть от подобных присадок и другая польза – экономия топлива. Дело в том, что всесезонные загущенные масла – не ньютоновские жидкости, их вязкость зависит не только от температуры, но и от градиента скорости сдвига, т. е. от отношения скорости движения одной поверхности трения относительно другой к величине зазора между ними, который заполнен маслом. Благодаря этому вязкость всесезонных масел в отличие от незагущенных сезонных падает с увеличением скорости сдвига, причем абсолютная величина подобного временного падения вязкости значительно возрастает со снижением температуры, т. е. в случае, когда двигатель прогрет не сильно. А в каком случае температура масла и охлаждающей жидкости в двигателе движущегося автомобиля не достигает своего максимального значения? Прежде всего в городских условиях, когда поездки в своем большинстве непродолжительны и двигатель попросту не успевает по-настоящему нагреться: именно в подобных условиях благодаря изменению градиента скорости сдвига всесезонные загущенные масла позволяют экономить топливо.

Впрочем, экономия топлива в условиях города благодаря использованию присадок – модификаторов вязкости это лишь небольшая часть такой обширной темы, как энергосберегающие свойства моторных масел. Эта тема сама по себе заслуживает отдельного рассмотрения. А нам, завершая разговор о вязкостно-температурных свойствах моторных масел, остается акцентировать внимание на том, что применение излишне вязких масел увеличивает потери на трение (результат – затрудненный «холодный» пуск двигателя и снижение экономичности), а недостаточно вязких масел приводит к возрастанию износа трущихся деталей (снижается ресурс двигателя), а также повышает расход масла на угар (ухудшаются экологические показатели).

Вязкость моторного масла: таблица показателей

В настоящее время на российском рынке автомобильной химии наблюдается изобилие продукции. Моторные масла, их марки и характеристики представлены в таком богатом ассортименте, что вызывают затруднение в выборе даже у опытных водителей. Один из главных показателей, по которому необходимо выбрать подходящий продукт для своего авто, – вязкость моторного масла.

Что означает «вязкость»

О вязкости моторных масел существует много различных мнений – как среди профессионалов, так и среди любителей. Некоторые утверждают, что степень вязкости, или текучести – это показатель густоты смазки, то есть чем выше вязкость, тем она гуще. На самом деле вязкость расшифровывается не так просто. Для того чтобы это понять, нужно познакомиться со спецификацией SAE. Данный стандарт определяет температурный диапазон, в котором вязкостные качества масел для автомобилей соответствуют нужному уровню. Эти характеристики измеряются лабораторным путём при определённых температурах.

Классификация SAE

Более 100 лет назад в США образовалось сообщество инженеров, работавших в автомобильном производстве. Уже в то время проблема хороших смазочных материалов для авто стояла остро. Результатом сотрудничества и обмена идеями явился классификатор SAE, которым пользуются сегодня во всём мире.

Согласно SAE, каждый смазочный материал для автомобилей имеет такие характеристики, как низкотемпературная и высокотемпературная вязкость.

Сегодня многие автомобилисты-любители утверждают, что существуют моторные масла, имеющие параметры только низкотемпературной или только высокотемпературной вязкости. Они называют их, соответственно, «зимними» и «летними». А если в обозначении присутствуют оба свойства моторных масел, разделенные буквой W (что, по их утверждению, означает слово «зима») – значит, это всесезонные смазки. На самом деле, подобная трактовка неверна.

  • Буква W не является сокращением от слова «зима».
  • Каждый смазочный состав всегда имеет два показателя вязкости – как при высоких, так и при низких температурах. Просто если один их них не укладывается в диапазон характеристик, определённых стандартом SAE (см. таблицу ниже), то он не обозначается.
Вряд ли кто-либо встречал в продаже только «летнее» или только «зимнее» моторное масло. На прилавках магазинов присутствуют всесезонные моторные жидкости, имеющие оба вязкостных показателя. Далее подробно рассмотрим эти значения.

Низкотемпературные показатели

Вязкость моторного масла при низких температурах определяют такие показатели, как «проворачиваемость» и «прокачиваемость» масляного состава. Путём лабораторных исследований определяется, до какой минимальной температуры можно безболезненно запускать двигатель, то есть проворачивать его коленвал. Нормальный старт двигателя авто возможен только тогда, когда смазка ещё не загустела.

Кроме того, смазочный состав за кратчайшее время должен достичь пар трения. Это означает, что при минимальной температуре проворачивания масло должно быть ещё достаточно текучим, чтобы свободно перемещаться по узким каналам системы. Например, для масел категории 0W30 уровень низкотемпературной вязкости – это первая цифра (0). Для этого показателя нижний предел прокачиваемости – 40 градусов мороза. В то же время проворачиваемость мотора возможна до -35°С. Соответственно, такое моторное масло может хорошо работать при температурах до -35°С.

Если взять другой показатель – 5W20, то здесь температуры будут, соответственно, -35 и -30°С. То есть чем больше первая цифра – тем меньше рабочий диапазон в области низких температур. В классификаторе SAE на сегодняшний день есть 6 «зимних» вязкостных категорий – 0W, 5W, 10W, 15W, 20W, 25W. Эти показатели привязаны к температуре окружающей среды, поскольку от неё зависит температура холодного мотора.

Высокотемпературные показатели

Вязкость моторного масла в диапазоне температур работающего двигателя не имеет отношения к температуре окружающего воздуха. Она почти одинакова как при 10 градусах мороза, так и при 30 градусах жары. В авто её держит стабильной система охлаждения двигателя. В то же время в интернете почти каждая таблица рисует разные верхние пределы окружающей температуры для той или иной «летней» вязкости. Наглядный пример – сравнение смазочных жидкостей с показателями 5w30 и 5w20. Считается, что первая из них (5W30) будет хорошо работать до температуры воздуха +35°С. Второй показатель (5W20) в таблицах вообще не отображается.

Такое представление неправильно. Кроме того, термин «летняя» вязкость, или «летнее» масло с профессиональной точки зрения некорректен. Это объясняется на представленном видео. Всё дело в том, что данный параметр представляет собой режим кинематической и динамической вязкости, замеряемых при температурах +40, +100 и +150°С. Хотя рабочий диапазон температур в разных зонах моторов автомобилей колеблется от +40 до +300°С, берут его усреднённое значение.

Кинематическая вязкость – это текучесть (плотность) масляной жидкости в диапазоне температур от +40°С до +100°С. Чем жиже смазка – тем ниже этот показатель, и наоборот. Динамическая вязкость – это сила сопротивления, возникающая при перемещении двух слоёв масла, расположенных на расстоянии 10 мм друг от друга, со скоростью 1 см/сек. Площадь каждого слоя – 1 см2. Другими словами, испытания, проводимые с помощью специальных приборов (ротационных вискозиметров), позволяют имитировать реальные условия работы масел. Этот показатель не зависит от плотности моторного масла.

Ниже представлена таблица вязкостных параметров, по которым определяют те или иные их значения.

Таблица отражает кинематические и динамические вязкостные технические параметры при определённых температурах (+100 и +150°С), а также градиенте скорости сдвига. Этот градиент представляет собой отношение скорости перемещения поверхностей трущейся пары относительно друг друга к толщине зазора между ними. Чем выше этот градиент, тем более вязким оказывается масло для авто. Если говорить простыми словами, уровень вязкости при высоких температурах даёт информацию о том, какова толщина масляной плёнки между зазорами и насколько она прочна. На сегодняшний день спецификация SAE предусматривает 5 уровней высокотемпературных вязкостных показателей масел для автомобилей – 20, 30, 40, 50 и 60.

Индекс вязкости

Кроме вышеуказанных параметров производятся также измерения индекса вязкости. На него часто не обращают внимания. Тем не менее это важнейший параметр.

Индекс вязкости определяет температурный диапазон, в котором вязкостные свойства остаются на уровне, обеспечивающем нормальную работу двигателя. Чем этот индекс выше, тем более качественным является смазочный состав.

Независимо от того какое значение по SAE, будь то 0W30, 5W20 или 5W30, индекс вязкости масла не привязывается к нему. Он напрямую зависит от состава базовой основы. Например, у минеральных масел он имеет величину от 85 до 100, у полусинтетических 120–140, а у настоящих синтетических составов этот показатель доходит до 160–180 единиц. Это значит, что такие маловязкие масла, как 5w20 или 5W30, можно применять в моторах с турбонаддувом, имеющих температурный режим работы с широким диапазоном.

Для того чтобы увеличить индекс вязкости, в масляную смесь часто добавляют так называемые вяжущие присадки. Они расширяют диапазон температур, в котором масло будет сохранять свои основные вязкостные качества. То есть двигатель будет хорошо запускаться в морозную погоду. А при высоких температурах смазочный состав будет создавать устойчивую и вязкую плёнку в зоне соприкосновения поверхностей деталей.

Какую вязкость лучше выбрать?

По этому поводу есть много суждений, и большинство из них – ошибочные. Например:

  • «Чем больше вязкостный показатель, тем лучше будет работать двигатель». Оправдывают этот тезис утверждениями, что вязкие смазки используются в спортивных гонках на авто. Если такой состав (к примеру, 10W60) заливать в двигатели серийных автомобилей, их ждёт печальная участь. Сначала произойдет падение мощности и возрастание потребления топлива. Чуть позже придётся делать капремонт.
  • «Вязкая смазка создаёт прочную плёнку, которая не разорвётся даже на предельных режимах работы мотора». Такое суждение верно. Но при этом забывают, что в моторах предусмотрены определённые зазоры между трущимися поверхностями деталей. Они совсем небольшие, особенно в новых двигателях. Толстая плёнка не сможет поместиться между соприкасающимися поверхностями. Таким образом, в этих зонах появится «сухое» трение. Причём таких зон будет довольно много.
К спортивным моделям совсем другие требования. Там главное – чтобы мотор выдержал режим предельных нагрузок и температур на протяжении гонки и не заклинил от перегрева. О долгосрочном его использовании никто не думает. При критических температурах только вязкое масло способно сохранить вяжущие свойства. Другое просто превратится в жидкость. Поэтому после каждого соревнования двигатели разбираются и тщательно диагностируются. Критичные детали тут же меняются. О маленьких зазорах в парах трения не может быть и речи.

Как же определить, какую вязкость лучше всего использовать для своего авто? В технической документации для всех автомобилей есть рекомендации производителей о том, какими должны быть вязкостные значения моторного масла. При первом ознакомлении может возникнуть недоумение – почему, например, производитель допускает применение масел с параметрами 5w20, 5W30 и 5W40? Какое же лучше заливать?

  1. Если авто ещё новое и не прошло 25% от заявленного ресурса до первого капремонта – следует применять маловязкие смазывающие составы. Такие как 5W20 или 5W30. Кстати, именно малая вязкость (5W20) рекомендуется для сервисной заливки во многие марки японских гарантийных авто.
  2. Если пробег составляет от 25 до 75%, должны использоваться составы с вязкостями 5W В зимний период рекомендуется также применять 5W30.
  3. Если мотор уже изношен и проехал более 75% от своего ресурса – для таких автомобилей рекомендуют летом использовать 15W50, а зимой подойдёт 5W

Чем старше двигатель авто, тем больше изнашиваются его детали. Соответственно, зазоры между парами трения увеличиваются. Маловязкие составы уже не могут обеспечить нормальную смазку, масляная плёнка рвётся. Вот почему рекомендуют переводить свои авто на более вязкие моторные масла.

Исходя из всего вышеизложенного, подбор наилучшего моторного масла для тех или иных марок автомобилей – не такая простая задача, как кажется на первый взгляд. Кроме вязкостных показателей следует учесть ещё много других качественных параметров.



ВЛИЯНИЕ ТЕМПЕРАТУРЫ НА ОТЛОЖЕНИЯ В ДВИГАТЕЛЕ

ВЛИЯНИЕ ТЕМПЕРАТУРЫ НА ОТЛОЖЕНИЯ В ДВИГАТЕЛЕ

Исследование отложений в автомобильных двигателях.

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

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

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

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

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

На количество осадков (шламов), образующихся в ДВС, решающее влияние оказывает качество моторного масла, температурный режим деталей, конструкционные особенности двигателя и условия эксплуатации. Отложения этого типа наиболее характерны для условий зимней эксплуатации, интенсифицируются при частых пусках и остановках двигателя.

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

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

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

Эти значения имеют критические уровни:

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

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

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

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

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

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

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

К ним относятся:

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

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

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

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

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

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

Фракционный и химический состав масел может изменяться в достаточно широких
пределах под влиянием различных факторов:

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Масло 5w-40: расшифровка и характеристики

— Если нужного масла не оказалось в продаже?

— Если вы решили попробовать продукт другого производителя?

— Если вы купили подержанный автомобиль и не знаете, какое масло заливали в него ранее?

В каждом случае вам потребуется оперативно найти подходящий аналог. Для того чтобы снизить вероятность ошибки, лучше научиться самому разбираться в моторных маслах. Для этого достаточно знать хотя бы основные детали, а именно классификацию продуктов по различным стандартам. В рамках этой статьи мы займемся расшифровкой одного из наиболее популярных сегодня видов масел 5w40. Мы разберем это сокращение, значение его элементов и поговорим о том, когда его стоит заливать и с чем его можно смешивать.

Для начала скажем, что они означают классификацию масел по стандарту SAE. Данный стандарт был введен Американским сообществом автомобильных инженеров (Society of Automotive Engineers), которое впоследствии превратилось в крупный мировой концерн SAE.

Так как с развитием нефтяной промышленности стандарты и способы производства моторных масел менялись, возникла необходимость их классификации по определенным параметрам. В спецификации SAE за основу была взята вязкость, а точнее ее значения при низких и высоких температурах.

Как известно, на холоде масло густеет, а на жаре, наоборот, становиться более жидким и текучим. Производители обязаны контролировать соответствие показателя вязкости требованиям, необходимым для правильной работы мотора. Необходимо, чтобы смазочный материал одновременно соответствовал двум условиям:

  1. Легко прокачивался по каналами системы смазки при низкой температуре.
  2. Обеспечивал достаточную несущую способность защитной пленке при рабочей температуре двигателя.

Если продукт не отвечал этим требованиям, он не мог быть сертифицирован SAE.

Пользуясь своим влиянием, сообщество (в число его основателей входили Генри Форд и Эндрю Райкер) обязало всех производителей соответствовать новым стандартам и маркировать свои продукты. Такое решение оказалось приемлемым для производителей из других стран, и вскоре SAE стал международным. Разумеется, развитие индустрии не остановилось, и стандарт адаптировался под новые реалии.

Важно!

Сегодня вы сможете выбрать масло по SAE вне зависимости от того, в какой стране мира находитесь. Оно будет соответствовать тем же стандартам.

Как обозначаются масла по SAE?

Из всех стандартов, применяемых сегодня, его можно считать одним из наиболее понятных, так как в наименовании уже содержится вся необходимая информация.

Само обозначение состоит из двух частей и выглядит следующим образом xW-y, где на месте x и y стоят числа. Они показывают параметры динамической и кинематической вязкостей при нормативных температурах.

Если вы не занимаетесь изучением моторного масла с точки зрения физики и химии, то это определение, скорее всего, не будет вам понятно. Поэтому отметим главное:

Важно!

Цифры в обозначении по SAE позволяют понять, при каких температурах масло, залитое в двигатель, будет сохранять необходимые показатели для выполнения своих функций.

Теперь скажем несколько слов о значении каждого показателя. В нашей схеме xW-y:

  • х обозначает низшую планку температуры, поэтому пишется вместе с буквой W, обозначающей Winter («Зима»). Этот показатель присутствует у зимних и всесезонных масел;
  • y обозначает верхнюю планку температурного режима. Этот показатель присутствует у летних и всесезонных масел.

Для того чтобы вам было удобнее воспринимать информацию, предлагаем вам ее в формате таблицы:

Расшифровка масла 5W-40

Перед тем как начать, снова обратим внимание на таблицу из предыдущего пункта.

Масло 5W-40 находится примерно на тех же позициях, что и 5W-30, но прибавляет одно деление справа, в сторону высокой температуры.

Это делает его одним из наиболее универсальных продуктов из всех представленных.

Почему же мы не говорим этого, например, о SAE 0W-50, ведь его температурный диапазон на порядок шире? Такое масло требуется для работы двигателя в экстремальных условиях, с которыми не сталкивается большинство автолюбителей.

Возвращаясь к 5W-40, обратим внимание на его температурный диапазон, который находится в промежутке от -35 ℃ до +40 ℃. Если вы живете в средней полосе России, скорее всего температура держится в этом промежутке весь год.

Важно!

Масло с такими показателями относится к категории всесезонных и сохраняет оптимальные показатели вязкости как в зимний, так и в летний период.

Вот другие его технические характеристики:

Характеристика Показатель Информация
Прокачиваемость -35 ℃ При более низкой температуре масло не будет прокачиваться по каналам.
Проворачиваемость -30 ℃ Это минимальная температура, при которой можно безопасно запускать двигатель.
Кинематическая вязкость при t=100℃ 12,6—16,3 мм2/с В этом пределе должна находиться вязкость в условиях разогретого двигателя.
Кинематическая вязкость при t=40℃ 89—97 мм2/с Вязкость масла при высоких показателях температуры окружающей среды.
Динамическая вязкость CCS при t=-30℃ Показатель определяет возможности масла по энергосбережению при заданной температуре.
Температура вспышки >224℃ При этой температуре происходит возгорание.
Температура замерзания ~-45℃ При этой температуре масло замерзает.

Если на упаковке масла (мы имеем в виду фирменные продукты, а не подделки) есть маркировка 5W-40, то вы можете не сомневаться в том, что оно соответствует всем этим значениям.

Важно!

Это значит, что полностью исправный мотор (с рабочими стартерами, функционирующей системой охлаждения и заряженным аккумулятором), сможет запускаться без проблем при температуре от -35℃ до +40℃.

Какая основа может быть у масел 5W-40?

Спецификация SAE касается только вязкости масла и не накладывает ограничений по его составу. Смазочные материалы на чистой минеральной основе сегодня встречаются все реже и уже доказали свою несостоятельность в конкуренции с синтетикой и полусинтетикой, поэтому затрагивать их в данной статье мы не будем и поговорим о преимуществах современных продуктов.

Масла 5W-40 на полусинтетической основе

Будет точнее сказать, что содержание минеральных компонентов в них составляет примерно 60—70 %, а синтетических — 30—40 %, в зависимости от производителя.

Важно!

Эти компоненты являются базой для продукта. Чем качественнее база, тем качественнее товарный продукт.

В отличие от полностью минеральных масел, полусинтетика отличается бОльшими показателями стабильности. Это значит, что смазочный материал сохраняет свои защитные и чистящие свойства в более широком температурном диапазоне, что как раз соответствует требованиям SAE. Присадки способствуют образованию пленки на элементах двигателя как в жару, так и в холод, а дополнительные присадки увеличивают интервал между заменами масла.

Масла 5W-40 на синтетической основе

Они считаются наиболее эффективными среди аналогов, хотя их стоимость значительно выше. Такие масла производятся искусственно, и все их показатели контролируются. Такие жидкости не нуждаются в частой замене, надежно защищают элементы двигателя от износа, удаляют существующие отложения и препятствуют образованию новых.

Выбор оптимальной основы зависит, в первую очередь, от возможностей вашего автомобиля и ваших предпочтений. Чтобы правильно выбрать масло для авто, воспользуйтесь нашим сервисом и почитайте другие наши статьи.

Несколько слов о смешивании масел 5W-40

Если вам необходимо долить одну смазочную жидкость в другую, вы можете это сделать, но только при условии, что они будут совместимы. Поэтому, при смешивании масел 5W-40 стоит придерживаться следующих правил:

  1. Не снижать качество масла. Это значит, смешивать стоит либо масла с одной основой (минеральные с минеральными, синтетические с синтетическими), либо с более качественной основой (полуминерльное с синтетическим).
  2. По возможности не смешивать масла с одинаковой вязкостью, но от разных производителей. Такая комбинация представляет определенный риск, даже если используются продукты с одинаковой базой. В маслах от разных производителей используются разные комплекты присадок, которые при смешивании могут начать реакцию и выпасть в осадок.
  3. Проявлять осторожность при смешивании масел с разной вязкостью. Даже если это будут продукты от одного производителя, вам стоит учесть, что температурный режим может измениться. Например, если вы доливаете 5W-30 в 5W-40, то вязкость смеси будет не на уровне одного из продуктов, а между ними. Чтобы обезопасить себя, ориентируйтесь на меньшие значения.
  4. Будьте внимательны при смешивании масел с одинаковой вязкостью от одного производителя. У продуктов некоторых производителей состав присадок идентичен, а значит с осадком вы, вероятнее всего, не столкнетесь. В этом случае смешивать их можно без риска.

В то же время, у одного бренда может быть много линеек с одинаковой вязкостью, но с принципиально различным составом присадок. В этом случае смешивать масла запрещено, так как велика вероятность начала реакций.

Какой вывод можно из этого сделать? Если вы можете определить вероятность начала реакций по составу масла, то применяйте собственные знания (и отправьте свое резюме одному из производителей ГСМ). Если же вы не обладаете такими знаниями, не рискуйте, ведь в противном случае вы рискуете серьезно навредить своему автомобилю.

Какие масла 5W-40 мы предлагаем?

Продукты с таким допуском по SAE представлены во всех основных линейках «Шелл». В нашем каталоге вы найдете полусинтетические и синтетические жидкости, в том числе произведенные из газа по технологии GTL. Найти все масла 5W-40 вы сможете на этой странице.

Вязкость моторного масла по SAE / Блог АвтоТО – Обслуживание автомобиля

Запись опубликована 21. 01.2008 автором admin.

Одними из основных свойств моторного масла являются его вязкость и ее зависимость от температуры в широком диапазоне (от температуры окружающего воздуха в момент холодного пуска зимой до максимальной температуры масла в двигателе при максимальной нагрузке летом). Наиболее полное описание соответствия вязкостно-температурных свойств масел требованиям двигателей содержится в общепринятой на международном уровне классификации SAE J300.

Эта классификация подразделяет моторные масла 12 классов от 0W до 60: 6 зимних (0W, 5W, 10W, 15W, 20W, 25W) и 6 летних (10, 20, 30, 40, 50, 60) классов вязкости.
Буква W перед цифрой означает, что масло приспособлено к работе при низкой температуре (Winter – зима). Для этих масел кроме минимальной вязкости при 100°C дополнительно дается температурный предел прокачиваемости масла в холодных условиях. Предельная температура прокачиваемости означает минимальную температуру, при которой насос двигателя в состоянии подавать масло в систему смазки. Это значение температуры можно рассматривать как минимальную температуру, при которой возможен безопасный пуск двигателя.

Всесезонные масла обозначаются сдвоенным номером, первый из которых указывает максимальные значения динамической вязкости масла при отрицательных температурах и гарантирует пусковые свойства, а второй – определяет характерный для соответствующего класса вязкости летнего масла диапазон кинематической вязкости при 100°С и динамической вязкости при 150°С.
Методы испытаний, заложенные в оценку свойств масел по SAE J300, дают потребителю информацию о предельной температуре масла, при которой возможно проворачивание двигателя стартером и масляный насос прокачивает масло под давлением в процессе холодного пуска в режиме, который не допускает сухого трения в узлах трения.

Аббревиатура HTHS расшифровывается как High Temperature High Shear Rate, т.е. “высокая температура – высокая прочность на сдвиг”. С помощью данного испытания измеряется стабильность вязкостной характеристики масла в экстремальных условиях, при очень высокой температуре.

Большинство присутствующих сегодня на рынке моторных масел являются всесезонными, т. е. удовлетворяют требованиям по вязкости как при низких, так и при высоких температурах.

Таблица вязкости масла по SAE

Класс по SAEВязкость низкотемпературнаяВязкость высокотемпературная
ПроворачиваниеПрокачиваемостьВязкость, мм2/с при t = 100 °CMin вязкость, мПа·с при t = 150 °C и скорости сдвига 106 с-1
Max вязкость, мПа·с, при температуре, °СMinMax
0 W6200 при – 35 °С60000 при – 40 °C3,8
5 W6600 при – 30 °С60000 при – 35 °С3,8
10 W7000 при – 25 °С60000 при – 30 °С4,1
15 W7000 при – 20 °С60000 при – 25 °С5,6
20 W9500 при – 15 °С60000 при – 20 °С5,6
25 W13000 при – 10 °С60000 при – 15 °С9,3
205,6< 9,32,6
309,3< 12,62,9
4012,6< 16,32,9 (0W-40; 5w-40;10w-40)
4012,6< 16,33,7 (15W-40; 20W-40; 25W-40)
5016,3< 21,93,7
6021,926,13,7

Необходимо обратить внимание на то, что для двигателей различной конструкции температурные диапазоны работоспособности масла данного класса по SAE существенно отличаются. Они зависят от мощности стартера, минимальной пусковой частоты вращения коленчатого вала, требуемой для пуска двигателя, от производительности масляного насоса, от гидравлического сопротивления маслоприемного тракта и многих других конструкционных, технологических и эксплуатационных факторов (техническое состояние автомобиля, качество бензина или дизтоплива, квалификации водителя и др.).

Предварительные рекомендации по подбору масел по вязкости:
  • при пробеге автомобиля менее 25% от планового ресурса двигателя (или новый двигатель) необходимо применять масла классов SAE 5W-30 или 10W-30 всесезонно;
  • при пробеге автомобиля 25-75% от планового ресурса двигателя (технически исправный двигатель) целесообразно применять летом масла классов SAE 10W-40, 15W-40, а зимой – SAE 5W-30 и 10W-30, всесезонно – SAE 5W-40;

Редакция SAE J-300APR97 от 1 августа 2001 г. включает в себя 6 зимних и 5 летних классов моторных масел.
Зимние содержат в обозначении букву “W” (от англ. “Winter” – зима): OW, 5W, 10W, 15W, 20W, 25W.
Летние обозначаются – 20, 30, 40, 50, 60 (чем больше число, тем выше вязкость масла).
Всесезонные масла имеют двойное обозначение, например SAE 15W-40.

Ориентировочные диапазоны температур окружающего воздуха, при которых обеспечивается холодный пуск и надежное смазывание двигателя моторными маслами некоторых классов вязкости по SAE приведены в таблице:

Для разных моделей двигателей температурные диапазоны могут несколько отличаться…

Интересно. SHELL Helix Ultra Extra – современное моторное масло.

 

Таблица моторных масел

5016,3

Вязкость моторного масла: таблица показателей

В настоящее время на российском рынке автомобильной химии наблюдается изобилие продукции. Моторные масла, их марки и характеристики представлены в таком богатом ассортименте, что вызывают затруднение в выборе даже у опытных водителей. Один из главных показателей, по которому необходимо выбрать подходящий продукт для своего авто, – вязкость моторного масла.

Что означает «вязкость»

О вязкости моторных масел существует много различных мнений – как среди профессионалов, так и среди любителей. Некоторые утверждают, что степень вязкости, или текучести – это показатель густоты смазки, то есть чем выше вязкость, тем она гуще. На самом деле вязкость расшифровывается не так просто. Для того чтобы это понять, нужно познакомиться со спецификацией SAE. Данный стандарт определяет температурный диапазон, в котором вязкостные качества масел для автомобилей соответствуют нужному уровню. Эти характеристики измеряются лабораторным путём при определённых температурах.

Классификация SAE

Более 100 лет назад в США образовалось сообщество инженеров, работавших в автомобильном производстве. Уже в то время проблема хороших смазочных материалов для авто стояла остро. Результатом сотрудничества и обмена идеями явился классификатор SAE, которым пользуются сегодня во всём мире.

Согласно SAE, каждый смазочный материал для автомобилей имеет такие характеристики, как низкотемпературная и высокотемпературная вязкость.

Сегодня многие автомобилисты-любители утверждают, что существуют моторные масла, имеющие параметры только низкотемпературной или только высокотемпературной вязкости. Они называют их, соответственно, «зимними» и «летними». А если в обозначении присутствуют оба свойства моторных масел, разделенные буквой W (что, по их утверждению, означает слово «зима») – значит, это всесезонные смазки. На самом деле, подобная трактовка неверна.

  • Буква W не является сокращением от слова «зима».
  • Каждый смазочный состав всегда имеет два показателя вязкости – как при высоких, так и при низких температурах. Просто если один их них не укладывается в диапазон характеристик, определённых стандартом SAE (см. таблицу ниже), то он не обозначается.
Вряд ли кто-либо встречал в продаже только «летнее» или только «зимнее» моторное масло. На прилавках магазинов присутствуют всесезонные моторные жидкости, имеющие оба вязкостных показателя. Далее подробно рассмотрим эти значения.

Низкотемпературные показатели

Вязкость моторного масла при низких температурах определяют такие показатели, как «проворачиваемость» и «прокачиваемость» масляного состава. Путём лабораторных исследований определяется, до какой минимальной температуры можно безболезненно запускать двигатель, то есть проворачивать его коленвал. Нормальный старт двигателя авто возможен только тогда, когда смазка ещё не загустела.

Кроме того, смазочный состав за кратчайшее время должен достичь пар трения. Это означает, что при минимальной температуре проворачивания масло должно быть ещё достаточно текучим, чтобы свободно перемещаться по узким каналам системы. Например, для масел категории 0W30 уровень низкотемпературной вязкости – это первая цифра (0). Для этого показателя нижний предел прокачиваемости – 40 градусов мороза. В то же время проворачиваемость мотора возможна до -35°С. Соответственно, такое моторное масло может хорошо работать при температурах до -35°С.

Если взять другой показатель – 5W20, то здесь температуры будут, соответственно, -35 и -30°С. То есть чем больше первая цифра – тем меньше рабочий диапазон в области низких температур. В классификаторе SAE на сегодняшний день есть 6 «зимних» вязкостных категорий – 0W, 5W, 10W, 15W, 20W, 25W. Эти показатели привязаны к температуре окружающей среды, поскольку от неё зависит температура холодного мотора.

Высокотемпературные показатели

Вязкость моторного масла в диапазоне температур работающего двигателя не имеет отношения к температуре окружающего воздуха. Она почти одинакова как при 10 градусах мороза, так и при 30 градусах жары. В авто её держит стабильной система охлаждения двигателя. В то же время в интернете почти каждая таблица рисует разные верхние пределы окружающей температуры для той или иной «летней» вязкости. Наглядный пример – сравнение смазочных жидкостей с показателями 5w30 и 5w20. Считается, что первая из них (5W30) будет хорошо работать до температуры воздуха +35°С. Второй показатель (5W20) в таблицах вообще не отображается.

Такое представление неправильно. Кроме того, термин «летняя» вязкость, или «летнее» масло с профессиональной точки зрения некорректен. Это объясняется на представленном видео. Всё дело в том, что данный параметр представляет собой режим кинематической и динамической вязкости, замеряемых при температурах +40, +100 и +150°С. Хотя рабочий диапазон температур в разных зонах моторов автомобилей колеблется от +40 до +300°С, берут его усреднённое значение.

Кинематическая вязкость – это текучесть (плотность) масляной жидкости в диапазоне температур от +40°С до +100°С. Чем жиже смазка – тем ниже этот показатель, и наоборот. Динамическая вязкость – это сила сопротивления, возникающая при перемещении двух слоёв масла, расположенных на расстоянии 10 мм друг от друга, со скоростью 1 см/сек. Площадь каждого слоя – 1 см2. Другими словами, испытания, проводимые с помощью специальных приборов (ротационных вискозиметров), позволяют имитировать реальные условия работы масел. Этот показатель не зависит от плотности моторного масла.

Ниже представлена таблица вязкостных параметров, по которым определяют те или иные их значения.

Таблица отражает кинематические и динамические вязкостные технические параметры при определённых температурах (+100 и +150°С), а также градиенте скорости сдвига. Этот градиент представляет собой отношение скорости перемещения поверхностей трущейся пары относительно друг друга к толщине зазора между ними. Чем выше этот градиент, тем более вязким оказывается масло для авто. Если говорить простыми словами, уровень вязкости при высоких температурах даёт информацию о том, какова толщина масляной плёнки между зазорами и насколько она прочна. На сегодняшний день спецификация SAE предусматривает 5 уровней высокотемпературных вязкостных показателей масел для автомобилей – 20, 30, 40, 50 и 60.

Индекс вязкости

Кроме вышеуказанных параметров производятся также измерения индекса вязкости. На него часто не обращают внимания. Тем не менее это важнейший параметр.

Индекс вязкости определяет температурный диапазон, в котором вязкостные свойства остаются на уровне, обеспечивающем нормальную работу двигателя. Чем этот индекс выше, тем более качественным является смазочный состав.

Независимо от того какое значение по SAE, будь то 0W30, 5W20 или 5W30, индекс вязкости масла не привязывается к нему. Он напрямую зависит от состава базовой основы. Например, у минеральных масел он имеет величину от 85 до 100, у полусинтетических 120–140, а у настоящих синтетических составов этот показатель доходит до 160–180 единиц. Это значит, что такие маловязкие масла, как 5w20 или 5W30, можно применять в моторах с турбонаддувом, имеющих температурный режим работы с широким диапазоном.

Для того чтобы увеличить индекс вязкости, в масляную смесь часто добавляют так называемые вяжущие присадки. Они расширяют диапазон температур, в котором масло будет сохранять свои основные вязкостные качества. То есть двигатель будет хорошо запускаться в морозную погоду. А при высоких температурах смазочный состав будет создавать устойчивую и вязкую плёнку в зоне соприкосновения поверхностей деталей.

Какую вязкость лучше выбрать?

По этому поводу есть много суждений, и большинство из них – ошибочные. Например:

  • «Чем больше вязкостный показатель, тем лучше будет работать двигатель». Оправдывают этот тезис утверждениями, что вязкие смазки используются в спортивных гонках на авто. Если такой состав (к примеру, 10W60) заливать в двигатели серийных автомобилей, их ждёт печальная участь. Сначала произойдет падение мощности и возрастание потребления топлива. Чуть позже придётся делать капремонт.
  • «Вязкая смазка создаёт прочную плёнку, которая не разорвётся даже на предельных режимах работы мотора». Такое суждение верно. Но при этом забывают, что в моторах предусмотрены определённые зазоры между трущимися поверхностями деталей. Они совсем небольшие, особенно в новых двигателях. Толстая плёнка не сможет поместиться между соприкасающимися поверхностями. Таким образом, в этих зонах появится «сухое» трение. Причём таких зон будет довольно много.
К спортивным моделям совсем другие требования. Там главное – чтобы мотор выдержал режим предельных нагрузок и температур на протяжении гонки и не заклинил от перегрева. О долгосрочном его использовании никто не думает. При критических температурах только вязкое масло способно сохранить вяжущие свойства. Другое просто превратится в жидкость. Поэтому после каждого соревнования двигатели разбираются и тщательно диагностируются. Критичные детали тут же меняются. О маленьких зазорах в парах трения не может быть и речи.

Как же определить, какую вязкость лучше всего использовать для своего авто? В технической документации для всех автомобилей есть рекомендации производителей о том, какими должны быть вязкостные значения моторного масла. При первом ознакомлении может возникнуть недоумение – почему, например, производитель допускает применение масел с параметрами 5w20, 5W30 и 5W40? Какое же лучше заливать?

  1. Если авто ещё новое и не прошло 25% от заявленного ресурса до первого капремонта – следует применять маловязкие смазывающие составы. Такие как 5W20 или 5W30. Кстати, именно малая вязкость (5W20) рекомендуется для сервисной заливки во многие марки японских гарантийных авто.
  2. Если пробег составляет от 25 до 75%, должны использоваться составы с вязкостями 5W В зимний период рекомендуется также применять 5W30.
  3. Если мотор уже изношен и проехал более 75% от своего ресурса – для таких автомобилей рекомендуют летом использовать 15W50, а зимой подойдёт 5W

Чем старше двигатель авто, тем больше изнашиваются его детали. Соответственно, зазоры между парами трения увеличиваются. Маловязкие составы уже не могут обеспечить нормальную смазку, масляная плёнка рвётся. Вот почему рекомендуют переводить свои авто на более вязкие моторные масла.

Исходя из всего вышеизложенного, подбор наилучшего моторного масла для тех или иных марок автомобилей – не такая простая задача, как кажется на первый взгляд. Кроме вязкостных показателей следует учесть ещё много других качественных параметров.

Определяем вязкость моторных масел по температуре

Данная статья будет особо полезна «начинающим» автовладельцам, недавно прикупившим свой первый автомобиль. Почему именно так? Название статьи гласит «Таблица вязкости моторных масел по температуре». Водитель, не сталкивавшийся ни разу с подобным понятием, самостоятельно разобраться не сможет. Опытные владельцы в силах «прочитать» содержимое с первого взгляда. О того, что мы заливаем в мотор, зависит срок службы машины. Не всегда водителя придерживаются установленных правил, рекомендаций, в силу различных причин. Зачастую, это незнание основ теории по идентификации смазок, нехватка времени на поездки в специализированные автомагазины, жажда тотальной экономии. В итоге, покупается товар «подешевле», несоответствующий стандартам конкретного транспортного средства. Спустя некоторое время силовой агрегат начинает капризничать, снижается мощность, повышается потребление топлива. Поездка на станцию ТО неизбежна.

Частые ошибки водителей ↑

  • Быстрая, дерзкая езда – базовое мне не подходит, залью спортивное: ошибка. Если вы любите «спортивный» стиль езды ещё не значит, что следует заливать полностью синтетическое масло для спорткаров. Нет. Именно так вы доведёте мотор до «смерти». Бурная езда сильно ударит по карману, когда потребление топлива возрастёт в несколько раз при критических нагрузках;
  • во времена выпуска моей «старушки» хорошей смазки ещё не было. Будем делать капремонт: ошибка. На каждом с этапов производства транспортных средств, разрабатывалось соответствующее масло. Помимо нефтяной основы, включались синтетические присадки с защитными свойствами. Возраст машины абсолютно ни к чему. Капитальный ремонт может подождать, если вовремя начать заливать толковую жидкость.

Что такое вязкость ↑

Основная задача каждого производителя – не допустить длительное соприкосновение деталей между собой без смазывающего вещества. Но при этом учитывать разношёрстность температурных режимов. Химическое вещество ведёт себя по-разному в разных режимах. Соответственно, об однотипности не может идти речи. Необходимо выделить несколько температурных групп, определить для них индексы для идентификации. Часто владельцы авто принимают температуру охлаждающей жидкости за градус масла. Это далеко не так. При стандартном градусе тосола в 90°С, градус смазки может достигать 140°С. Итак, вязкость – это химическая способность смазки оставаться на поверхности детали, сохранив текучесть. Величина не постоянная, а переменная.

Представители американской ассоциации автомобильных инженеров (SAE) предложили систематизировать показатели в виде таблицы. Итак, таблица вязкости масла показывает характеристики любого вещества при разных показателях градуса. При таких показателях, работа мотора считается безопасной. Всё, что выходит за пределы, не подлежит гарантии.

Циферно-буквенные символы ↑

Каждая покупка для неопытного собственника транспорта перерастает в квест по расшифровке таинственных символов. Дабы упростить, читайте пример. Старт начинается с аббревиатуры SAE, после которой идёт ряд букв и чисел. Всего существует три вариации:

  • с буквой: считается чисто зимний вариант смазывающего вещества. SAE 5W;
  • без буквы: аналогично, только летний. SAE 40;
  • смешанный тип: универсальный, всесезонный. SAE 5W40. С целью упрощения процедуры выбора, повышения продаж, производители постепенно переходят на смешанный тип. Мотивируя очередным улучшением и заботой об автомобиле.

В данном примере, 5W означает низкую тягучесть. Жидкость рекомендовано использовать при температуре не ниже -35°С. Алгоритм такой, от стандартного числа «40» отнимаем то, что написано, получаем исходный градус. Вуаля. Если показатель градуса будет ниже, значит двигателю, стартеру будет сложнее проворачивать коленчатый вал со всеми механизмами.

Загадочное второе число показывает вязкость при стандартной рабочей температуре в 110-140°С. Чем оно выше, тем выше показатель, и наоборот. Дабы не уложить «на лопатки» свой мотор, внимательно смотрите показатели в инструкции по эксплуатации транспортным средством.

Интересный факт: профессиональные автомеханики из популярного журнала «За рулём» провели реальный опыт с заменой жидкости. Сначала зафиксировали показатели мощности, расхода топлива, выбросов в экологию при смазке с вязкостью в 40 единиц. После, в Жигули было залито вещество с показателем вязкости 50 единиц. Спустя некоторое время, показатели стали стремительно снижаться. Это говорит о том, что не следует заливать, что попало в двигатель. Учтите это при очередном ТО. Речь не идёт об отечественном автомобиле, иномарка показала бы идентичные показатели.

Холодный старт ↑

Очень важен критерий вязкости при запуске мотора в отрицательные температуры. Компетентные специалисты утверждают, что каждый холодный запуск двигателя это минус 400-500 км. от общего ресурса. Вот, что делает мороз с металлом. Износ деталей увеличивается, зазоры расширяются, прочность маслянистой плёнки ослабевает. Если кто-то думает, что при прогреве износа нет, то он глубоко ошибается. Даже когда автомобиль простаивает, он изнашивается, появляется усталость металла, коррозия вылезает наружу, сквозь толщину грунтовки, лакокрасочного покрытия, антикоррозийной обработки.

Наглядное пособие ↑

Чтобы легче водителю было воспринимать информацию, своевременно её обрабатывать, приводим пример табличного варианта:

  1. SAE 0W: -40 — -15;
  2. 5W: -35 — -15;
  3. 10W: -30 — 0;
  4. 15W: -25 — +5;
  5. 20W: -15 — +15;
  6. 30: -5 — +35;
  7. 40: +10 — +40;
  8. 0W-30: -40 — +35;
  9. 0W-40: -40 — +40;
  10. 0W-50: -35 — +50;
  11. 5W-30: -35 — +35;
  12. 5W-40: -35 — +40;
  13. 5W-50: -35 — +50;
  14. 10W-30: -30 — +35;
  15. 10W-40: -30 — +40;
  16. 10W-50: -30 — +50;
  17. 15W-30: -25 — +35;
  18. 15W-40: -25 — +40.

Итак, исходя из данных видно, что чем выше индекс, тем гуще плёнка масла, а значит и вязкость.

Дополнительные факторы ↑

Помимо качества смазки, на общее техническое состояние автомобиля влияют:

  • стиль, манера управления;
  • октановое число бензина, коэффициент парафина в дизеле;
  • температура и география эксплуатации;
  • перегазовки, количество оборотов в минуту;
  • цикл поездок: городской, загородный;
  • оригинальность и соответствие стандартам нефтяного или синтетического продукта. Товары сомнительного происхождения, которых полно на авторынках, не всегда отвечают заявленным требованиям.
  • вес дополнительно перевозимого багажа, груза.

Хочется очередной раз напомнить о соблюдении сроков прохождения технического осмотра. Допускается разногласия в диапазоне 500 км., не более. Свыше нормы, может восстать вопрос о снятии гарантийного обязательства с технического средства. Не допускайте этого. Некоторые владельцы любят часто экспериментировать с подбором смазывающей жидкости, топлива. Да, подбирать оптимальное следует. Но это не значит, что каждый цикл заливать новое. Помните, частая смена также приводит к негативным последствиям. Успехов. Гладкой дороги. Всех благ.

Автор: Максименко Игорь

Вам будет интересно


В чем различие масел с обозначениями 5w30, 5w40, 5w50, и что означает 0 у масла 0w30?

Luckyres » FAQ » Вопросы, интересующие наших клиентов » В чем различие масел с обозначениями 5w30, 5w40, 5w50, и что означает 0 у масла 0w30?

Вернуться в раздел

В чем различие масел с обозначениями 5w30, 5w40, 5w50, и что означает 0 у масла 0w30?

Вязкость – важнейшее свойство масла. Ее изменение в зависимости от температуры определяет границы температурного диапазона применения масла. При низких температурах масло не должно иметь большую вязкость, чтобы обеспечить холодный пуск двигателя (проворачивание стартером) и прокачивание насосом по системе смазки. При высоких температурах масло не должно иметь очень малую вязкость, чтобы поддерживать необходимое давление в системе и надежно создавать смазывающую пленку между трущимися деталями.

По величине вязкости и ее изменению в зависимости от температуры масла разделяют на:

– зимние – благодаря небольшой вязкости обеспечивают холодный пуск при низких, но не обеспечивают надежного смазывания двигателя при высоких температурах;

– летние – не обеспечивают холодный пуск при температуре окружающего воздуха ниже 0°С, но благодаря большой вязкости надежно смазывают двигатель при высоких температурах;

– всесезонные – при низких температурах обладают вязкостью зимних, а при высоких – летних масел. Всесезонные масла вытесняют летние и зимние по двум причинам: нет необходимости заменять их при смене сезона и они более эффективны как нергосберегающие.

Кроме вязкости эксплуатационные характеристики масла определяются противоизносными моющими, антиокислительными и антикоррозионными свойствами.

Вязкостные характеристики, таким образом, являются первыми и самыми важными элементами классификации моторных масел. Любые добавки, в том числе и модификаторы, повышают его цену, поэтому всегда необходимо выбирать правильное отношение свойств масла и условий его эксплуатации.

Основой для подбора конкретной марки являются требования производителя Вашего автомобиля к применяемым маслам и жидкостям, приведенные в инструкции по эксплуатации. Обычно, помимо формальных требований (спецификаций) на используемые продукты, там также в качестве примера приводятся конкретные марки масел или ссылки на фирмы-производители смазочных материалов. Если же автомобиль уже далеко не новый и сведений, приведенных в инструкции по эксплуатации недостаточно (или они просто устарели), то Вы должны самостоятельно выбрать марку масла для двигателя или трансмиссии.

Что такое “SAE”?

Спецификация SAE (SAE – Society of Automobile Engineers) – Общество Автомобильных Инженеров) является международным стандартом, регламентирующем вязкость масел.

ЭТО НИ В КОЕМ СЛУЧАЕ НЕ МАРКА ПРОИЗВОДИТЕЛЯ МАСЕЛ!!!

Надо помнить, что ни о качественных характеристиках масел, ни их применении для конкретных марок автомобилей и типов двигателей спецификация SAE не говорит.

Прочтите, какие требования предъявляет спецификация SAE к моторным маслам:

Последняя редакция SAE J300 опубликована в декабре 1999 года. Требования этого стандарта :

Кинематическая вязкость. Характеризует принадлежность сезонных масел к тому или иному классу вязкости. Определяется при 100оС и невысоких скоростях сдвига (от 20 до 100 с-1).

Пусковые свойства. Характеризуют сопротивление при пуске холодного двигателя и возможность достижения пусковых оборотов. Определяются при отрицательных температурах от -10 до -35оС в зависимости от класса вязкости и высоких, порядка 105с-1, скоростях сдвига. Иными словами – в условиях, характерных для работы в подшипниках коленчатого вала при холодном пуске.

Прокачиваемость. Характеризует скорость поступления масла к парам трения при холодном пуске и вероятность выхода двигателя из строя из-за проворота вкладышей при холодном пуске. Определяется при отрицательных, от -15 до -40оС, температурах в зависимости от класса вязкости и низких, около 10 с-1, скоростях сдвига. Таким образом, при оценке этой характеристики реализуются условия течения масла в поддоне к маслоприемнику и в маслоприемнике насоса при пуске холодного двигателя.

Вязкость при высокой температуре. Отражает эффективную, реальную вязкость масла при летней эксплуатации современных высоконагруженных двигателей. Характеризует противоизносные свойства масел, потери на трение и влияние на экономичность двигателя. Определяется при 150оС и высоких, порядка 106 с-1, скоростях сдвига. Тем самым имитируются условия нагружения подшипников коленчатого вала при работе с высокими нагрузками и температурами.

Как видите, спецификация SAE – это характеристики масел по классам вязкости. На сегодняшний день она содержит 6 зимних классов и 5 летних классов масел. В обозначении зимних классов присутствует буква “W” от слова “Winter”, что означает “Зима”. Чем больше вязкость масла по этой спецификации, тем выше число, входящее в обозначение класса.

К зимним классам вязкости относятся: SAE 0W, 5W, 10W, 15W, 20W, 25W;
К летним классам вязкости относятся: SAE 20, 30, 40, 50, 60.

Для примера разберем, о чем говорит, например, обозначение SAE 10W-40 для моторных масел. Обозначение класса вязкости “10W” дает нам информацию о зимнем применении данного масла. Иными словами, от правильного выбора этого параметра завистит насколько легко, а самое главное без негативных последствий, Вы сможете запустить двигатель на морозе.
Класс вязкости “40” в нашем примере является так называемым “летним” классом и говорит о том, насколько масло способно сохранять работоспособность в высокотемпературных зонах двигателя.

Присутствие же в обозначении сразу двух классов (как в нашем примере – SAE 10W-40) говорит о всезезонности данного масла.

Как выбрать класс вязкости по SAE?

При выборе класса вязкости моторного масла необходимо следовать инструкциям завода-изготовителя Вашего автомобиля. Если же она отсутствует или не содержит подобных рекомендаций (например, если автомобиль далеко не новый и рекомендации в инструкции или уже устарели или просто отсутствуют), вы должны помнить, что:

а) При выборе так называемого “зимнего” класса вязкости необходимо руководствоваться значениями средних зимних температур в регионе, где эксплуатируется Ваш автомобиль.

Следуя этим рекомендациям Вы и Ваш автомобиль будете застрахованы от проблем с запуском в зимнее время и от негативных последствий для двигателя (таких как повышенный износ и “заклинивание” во время и сразу после запуска, когда двигатель работает в режиме масляного “голодания”), которые возникают обычно при применении масел несоответствущего класса вязкости. Необходимо помнить, что при каждом запуске двигателя (не обязательно на сильном морозе, а даже при плюсовых температурах) требуется некоторое время для того, что бы масляный насос прокачал масло по системе смазки и оно поступило ко всем трущимся частям. В это время двигатель как раз и будет работать в режиме так называемого масляного “голодания”, о котором мы уже упоминали выше. Понятно, что при этом резко возрастает трение и износ. Таким образом, чем более масло способно сохранять текучесть при низких температурах, тем быстрее оно будет прокачано по системе смазки и обеспечит защиту двигателя. Лучшими в этом отношении являются моторные масла класса “0W” .

в) Что касается выбора так называемого “летнего” класса, то следует отметить, что большинство европейских производителей автомобилей рекомендуют использование масел класса “40” по SAE. Это связано с высокой тепловой напряженностью современных двигателей внутреннего сгорания и наличием высоких температур, удельных давлений и скоростей сдвига в различных зонах двигателя (поршневые кольца, распределительный вал, подшипники коленчатого вала и т. д.). В этих жестких условиях масло должно сохранять вязкость, достаточную для образования масляной пленки и охлаждения пар трения. Это задача становится особенно актуальной для предотвращения повышенного износа, задиров и “заклинивания” в жару или во время длительного нахождения в “пробке” (в условиях отсутствия обдува и охлаждения двигателя потоками встречного воздуха и, как следствие, перегрева масла в картере двигателя), а также в случае перегрева двигателя из-за возможных неисправностей в системе охлаждения.

Для всесезонных масел, обладающих свойствами как зимних, так летних сортов масла, спецификация SAE предусматривает двойное обозначение, например, 10W-40, где зимние вяскостно-температурные свойства отражены в левой части обозначения, а летние – в правой.

Вязкостно-температурные свойства — одна из важнейших характеристик моторного масла. От этих свойств зависит диапазон температуры окружающей среды, в котором данное масло обеспечивает пуск двигателя без предварительного подогрева, беспрепятственное прокачивание масла насосом по смазочной  системе, надежное смазывание и охлаждение деталей двигателя при наибольших допустимых нагрузках и температуре окружающей среды. Даже в умеренных климатических условиях диапазон изменения температуры масла от холодного пуска зимой до максимального прогрева в подшипниках коленчатого вала или в зоне поршневых колец составляет до 180—190 °С. Вязкость минеральных масел в интервале температур от -30 до +150 °С изменяется в тысячи раз. Летние масла, имеющие достаточную вязкость при высокой температуре, обеспечивают пуск двигателя при температуре окружающей среды около 0 °С. Зимние масла, обеспечивающие хо¬лодный пуск при отрицательных температурах, имеют недостаточную вязкость при высокой температуре. Таким образом, сезонные масла независимо от их наработки (пробега автомобиля) необходимо менять дважды в год. Это усложняет и удорожает эксплуатацию двигателей. Проблема решена созданием всесезонных масел, загущенные полимерными присадками (полиметакрилаты, сополимеры олефинов, полиизобутилены, гидрированные сополимеры стирола с диенами и др.).

Вязкостно-температурные свойства загущенных масел таковы, что при отрицательных температурах они подобны зимним, а в области высоких температур — летним (рис. 2.3).

Рис. 2.3. Вязкостно-температурные характеристики на примере летнего (7 — SAE 40), зимнего (2 — SAE 10W) и
всесезонного (3 — SAE 10W-40) масел:
4 — максимальная вязкость при холодном пуске;
5 — минимальная необходимая высокотемпературная вязкость

Вязкостные присадки относительно мало повышают вязкость базового масла при низкой температуре, но значительно увеличивают ее при высокой температуpe, что обусловлено увеличением объема макрополимерных молекул с повышением температуры и рядом иных эффектов.
В отличие от сезонных, загущенные всесезонные масла изменя-ют вязкость под влиянием не только температуры, но и скорости сдвига, причем это изменение временное. С уменьшением скорости относительного перемещения смазываемых деталей вязкость возрастет, а с увеличением снижается. Этот эффект больше проявляется при низкой температуре, но сохраняется и при высокой, что имеет два позитивных последствия: снижение вязкости в начале проворачивания холодного двигателя стартером облегчает пуск, а небольшое снижение вязкости масла в зазорах между поверхностями трения деталей прогретого двигателя уменьшает потери энергии на трение и дает экономию топлива.
Характеристиками вязкостно-температурных свойств служат кинематическая вязкость, определяемая в капиллярных вискозиметрах, и динамическая вязкость, измеряемая при различных градиентах скорости сдвига в ротационных вискозиметрах, а также индекс вязкости — безразмерный показатель пологости вязкостно-температурной зависимости (см. рис. 2.3), рассчитываемый по

значениям кинематической вязкости масла, измеренной при 40 и 100 “С (ГОСТ 25371—82). В нормативной документации на зимние масла иногда нормируют кинематическую вязкость при низких температурах. Индекс вязкости минеральных масел без вязкостных присадок составляет 85-100. Он зависит от углеводородного состава и глубины очистки масляных фракций. Углубление очистки повышло индекс вязкости, но снижает выход рафинада.
Синтетические базовые компоненты имеют индекс вязкости 120-150, что дает возможность получать на их основе всесезонные масла с очень широким температурным диапазоном работоспособности.
К низкотемпературным характеристикам масел относят температуру застывания, при которой масло не течет под действия силы тяжести, т. е. теряет текучесть. Она должна быть на 5-7 °С ниже той температуры, при которой масло должно обеспечивать прокачиваемость. В большинстве случаев застывание моторных масел обусловлено образованием в объеме охлаждаемого масла кристаллов  парафинов. Требуемая нормативной документацией температура застывания достигается депарафинизацией базовых компонентов и/или введением в состав моторного масла депрессорных присадок (полиметакрилаты, алкилнафталины и др.).

Вязкость

– Выбор правильной массы масла – СКЛАД CIRCLE TRACK | ДИСТРИБЬЮТОР PERFORMANCE RACING

Вязкость – важнейшее свойство смазочного материала. Понимание вязкости способствует снижению износа, повышению экономии топлива и увеличению мощности.

Во-первых, в номенклатуре масел «W» не означает «вес». Это означает «зима», и это ключ к пониманию классов вязкости. 10W-30 – всесезонное моторное масло (две вязкости), и, как следует из названия, оно соответствует более чем одному классу.Сорок лет назад были зимние сорта для холодной погоды и летние для более теплой погоды. Типичная зимняя комплектация была 10W. Типичным летним сортом было 30. Эти масла были маслами прямого сорта. 10 Вт хорошо течет в холодную погоду, чтобы защитить двигатель при запуске, но он слишком тонкий для использования летом. Для летнего использования рекомендовалось масло сорта 30, достаточно густое, чтобы защищать от жары.

Затем были созданы всесезонные масла. 10W-30 имел характеристики текучести при холодном пуске зимой 10W и летнюю высокотемпературную толщину 30 баллов.Универсальные масла могут оставаться максимально приближенными к оптимальной вязкости в широком диапазоне температур – не слишком густыми в холодное время и не слишком жидкими в горячем состоянии.

Разница между 0W-30 и 10W-30 проявляется в том, насколько хорошо каждый из них течет при более низких температурах. Вязкость горячего масла измеряется с использованием других параметров теста, чем когда масло холодное, поэтому числа после буквы “W” не относятся к числам перед буквой “W”. Разница между 10W-30 и 10W-40 заключается в высокотемпературной вязкости. Очевидно, что 10W-40 толще, чем 10W-30 при высоких температурах.

Вооружившись знанием классов вязкости, как мы можем найти им хорошее применение? Помните, что использование масла со слишком высокой вязкостью может привести к чрезмерной температуре масла и увеличению сопротивления. Использование масла с низкой вязкостью может привести к чрезмерному контакту металла с металлом между движущимися частями. Использование масла правильной вязкости облегчает запуск, снижает трение и замедляет износ.

Для еще более эффективной защиты при запуске используйте синтетический 10W-40 вместо обычного 20W-50.Синтетическое масло 10W-40 легко течет и при этом сохраняет достаточную вязкость для защиты юбок поршней и подшипников при нагревании. Улучшенная температурная стабильность синтетических материалов делает их лучшим выбором для гоночных двигателей и серьезных высокопроизводительных двигателей. Однако даже у синтетических материалов вязкость меняется в зависимости от температуры. Для выбора правильной вязкости для конкретного применения необходимо знать рабочую температуру масла. Для двигателей, которые работают при высоких рабочих температурах масла, требуется масло с более высокой вязкостью.

Разница между 0W-30 и 10W-30 проявляется в том, насколько хорошо каждый из них течет при более низких температурах. Вязкость горячего масла измеряется с использованием других параметров теста, чем когда масло холодное, поэтому числа после буквы “W” не относятся к числам перед буквой “W”. Разница между 10W-30 и 10W-40 заключается в высокотемпературной вязкости. Очевидно, что 10W-40 толще, чем 10W-30 при высоких температурах.

Вооружившись знанием классов вязкости, как мы можем найти им хорошее применение? Помните, что использование масла со слишком высокой вязкостью может привести к чрезмерной температуре масла и увеличению сопротивления.Использование масла с низкой вязкостью может привести к чрезмерному контакту металла с металлом между движущимися частями. Использование масла правильной вязкости облегчает запуск, снижает трение и замедляет износ.

Теперь, зная классы вязкости, вы можете выбрать подходящий для вашего применения. В свою очередь, вы предотвратите износ, улучшите экономию топлива и увеличите мощность. Если у вас есть какие-либо вопросы относительно классов вязкости и выбора смазочного материала с правильной вязкостью, обратитесь к торговому представителю Motor State или в компанию Driven Racing Oil.

Какой класс вязкости масла мне следует использовать в автомобиле? – Select Synthetics

Сегодня все производители автомобилей рекомендуют использовать «всесезонные» моторные масла. Чтобы узнать, какое всесезонное масло

SAE рекомендуется для вашего конкретного автомобиля, обратитесь к руководству по эксплуатации. Рекомендуемый сорт масла также обычно указывается на крышке маслозаливной горловины. Теперь в руководстве может быть указан только один сорт масла для использования во всех диапазонах температур или несколько различных марок масла на выбор в зависимости от температуры окружающей среды.

Например, в Руководстве по эксплуатации моего Sorento EX 2014 года (3,3 л V-6 без турбонаддува) указано: «Для большей экономии топлива рекомендуется использовать моторное масло класса вязкости SAE 5W-30 [ хотя 5W-20 на самом деле лучше для экономии топлива] API SM / ILSAC GF-4 [API SN PLUS / ILSAC GF-5 теперь являются последними спецификациями]. Однако, если моторное масло недоступно в вашей стране выберите подходящее моторное масло по таблице вязкости моторного масла “. В «таблице вязкости» перечислены два других приемлемых универсальных сорта (SAE 5W-20 и SAE 5W-40).

Поскольку это классы вязкости, рекомендованные KIA, означает ли это, что в двигателе моего Sorento можно использовать только универсальные классы ? Не совсем так.

В моем KIA Sorento в настоящее время я использую масло SAE 0W-20 зимой и масло SAE 0W-30 летом (хотя я мог бы использовать любую вязкость круглый год). Обратите внимание, что я живу в Северном Онтарио, Канада – зимой здесь иногда бывает очень холодно (ниже -40 ° C) – таким образом, класс 0W-20 для зимы.

Как упоминалось в моей предыдущей статье «Класс вязкости масла », номера классов вязкости (т.е.е. «5W» и «30» в масле SAE 5W-30) – это просто рейтинг , представляющий «диапазон вязкости» масла. Это НЕ фактическая вязкость масла. Вязкость масла зависит от температуры – конкретный сорт масла будет иметь разную вязкость / толщину при разных температурах.

Для всесезонного масла SAE 5W-30 первая цифра (5W) – это «холодная» вязкость масла, «W» – зима, а последняя цифра (30) – «горячая» вязкость. рейтинг масла.Поэтому, когда масло холодное (например, при минусовых температурах), оно имеет рейтинг «5 Вт». Когда масло горячее (например, циркулирует в горячем двигателе), оно имеет рейтинг «30».

Это означает, что всесезонное масло 0W -30, 5W -30 и 10W -30 будет иметь по существу одинаковую вязкость (толщину) при циркуляции в горячем двигателе (примерно 10 сСт при 100 ° C), но в холодном состоянии будет иметь совершенно другую вязкость. Это второе число (30), которое будет определять толщину масла при рабочих температурах.

Другими словами, все три класса будут обеспечивать одинаковую защиту, когда ваш двигатель находится на «рабочей температуре», но классы с меньшим числом «xW» будут течь лучше, когда двигатель холодный. Поскольку всесезонное масло 0W-xx остается более «текучим» при более низких температурах, чем 5W-xx, имея гораздо более низкие «вязкость при холодном пуске» и «вязкость при холодном насосе», масло будет быстрее попадать в двигатель при запуске. вверх, тем самым сводя к минимуму износ двигателя при запуске. Он также быстрее достигнет надлежащей вязкости в горячем состоянии, что еще больше снизит износ.

С другой стороны, всесезонное масло 5W-30 и всесезонное масло 0W-30 будут иметь одинаковую «жидкую» вязкость при циркуляции в горячем двигателе, но когда двигатель остынет, масло с рейтингом 5W будет иметь одинаковую вязкость. «загустеет» намного больше и намного быстрее, чем масло с рейтингом 0W.

Также важно понимать, что при «температурах окружающей среды» (даже при ВЫСОКИХ температурах окружающей среды) ВСЕ сорта масла являются слишком густыми / вязкими (да, даже масло класса 0W слишком густое). Другими словами, марка 0W толще при температурах окружающей среды , чем марка 30 при рабочих температурах .Только после того, как двигатель прогреется, нагревая масло, масло достигает своей надлежащей «горячей» вязкости.

Говорят, что более 75% износа двигателя происходит при пуске, когда двигатель холодный (и в течение 10-20 минут после запуска при прогреве двигателя). Длительный холостой ход (например, прогрев автомобиля зимой) также ускоряет износ. Поэтому, если вы заинтересованы в долговечности двигателя, вам следует сосредоточиться на снижении и минимизации этого пускового износа. И лучший способ добиться этого – выбрать всесезонное масло с более низким значением «холодной» вязкости, которое будет лучше течь и быстрее попадет в двигатель.

(Я настоятельно рекомендую использовать нагреватель блока цилиндров при минусовых температурах. Чем быстрее двигатель и масло достигают рабочей температуры, тем лучше.)

Ниже приведен пример диапазона температур для различных марок масла

Примечание. В приведенной выше таблице не показаны марки SAE 0W-20 или 5W-20, однако, исходя из этой таблицы, диапазон температур универсального двигателя 0W-20 будет составлять от –40 ° C до +30. ° C », а 5W-20 -« от -35 ° C до + 30 ° C ».

Таким образом, вопрос о , какой класс вязкости масла можно использовать в двигателе вашего автомобиля или , будет зависеть, среди прочего, от типа климата, в котором вы будете ездить – если вы живете в очень жарком климате, вы можете, если хотите, использовать масло более высокой вязкости (например, 10W-40), а если вы живете в гораздо более холодном климате, вы можете выбрать масло более низкой вязкости (0W-20 например). Однако , рекомендуемые классы вязкости должны хорошо работать в любом климате.

Система классификации вязкости моторных масел

Первые попытки классифицировать моторные масла были сделаны, когда впервые появились автомобили. Даже на этой ранней стадии вязкость была признана одной из важнейших характеристик масла. По этой причине Общество автомобильных инженеров (SAE) в сотрудничестве с производителями двигателей разработало систему классификации моторных масел, основанную на измерениях вязкости.Маслам присваиваются номера в зависимости от вязкости, отображаемой при определенных температурах.

Совсем недавно было признано, что вязкость масла при более низких температурах, а также при высоких рабочих температурах очень важна для долгого срока службы двигателя. Поэтому SAE разработал два отдельных измерения вязкости: одно при низких температурах, а другое – при высоких.

Наиболее распространенные температуры в диапазоне высоких температур – 40 ° C и 100 ° C. С введением измерения вязкости при низких температурах с использованием вращающегося вискозиметра, называемого имитатором холодного запуска; сообщается о низких температурах до -30 ° C. Поскольку вязкость тестируется в двух различных диапазонах температур, результаты представлены в двух разных единицах измерения.

Первая единица – сантипуаз (сП). Он используется для определения абсолютной вязкости моторного масла при более низких температурах. Это число указывает на легкость перемещения масла.Другая единица измерения – сантисток (сСт), которая используется для определения кинематической вязкости моторного масла при высоких температурах. Число отражает время, необходимое для прохождения фиксированного количества жидкости через отверстие определенного размера на испытательном устройстве.

Масла, подходящие для использования при более низких температурах, обозначаются буквой «W» при обозначении степени вязкости по SAE. Эти сорта масла должны соответствовать максимальной вязкости при указанных температурах, а также должны соответствовать максимальным требованиям к пограничным температурам перекачки, как показано в таблице ниже. Масла, подходящие для использования при более высоких температурах, имеют вязкость в пределах диапазонов, также указанных в таблице ниже.

ТАБЛИЦЫ ВЯЗКОСТИ
КЛАССИФИКАЦИЯ ВЯЗКОСТИ МОТОРНОГО МАСЛА

КЛАСС ВЯЗКОСТИ SAE

ПОГРАНИЧНАЯ ТЕМПЕРАТУРА НАСОСА ° C

СИМУЛЯТОР ХОЛОДНОЙ ПРОВЕРКИ ЦЕНТИПУАЗЫ (сП) ПРИ ТЕМПЕРАТУРЕ ° C

КИНЕМАТИЧЕСКИЕ СЕНТИСТОКИ (сСт) ПРИ 100 ° C

МАКС.

МАКС.

МИН.

МАКС.

0W

-35

3250 при -30

3.8

5 Вт

-30

3500 при -25

3,8

10 Вт

-25

3500 при -20

4. 1

15 Вт

-20

3500 при -15

5,6

20 Вт

-15

4500 при -10

5.6

25 Вт

-10

6000 при -5

9,3

20

5. 6

9,3

30

9,3

12,5

40

12.5

16,3

50

16,3

21,9

Примечание: 1 сП = 1 мПа с 1 сСт = 1 мм2 / с

Вязкость моторного масла. Выдержка из “Практического руководства по смазке машин”.

Низкие пределы температуры и вязкости

Низкие температуры окружающей среды влияют на текучесть смазочного материала. Падение ниже температуры застывания и более высокая вязкость не только ограничивают поток масла к подшипникам и другим элементам машины, но также приводят к высокому пусковому крутящему моменту. В результате машины часто не запускаются или чрезмерное трение вызывает полный отказ.

Промышленность и транспорт в северных частях Соединенных Штатов, Европы и Канады уязвимы перед суровыми погодными условиями на открытом воздухе в зимние месяцы. Предотвращение высоких потерь от взбивания и разбрызгивания при низких температурах в редукторах; разработка средств более эффективной смазки подшипников и смазываемых соединений; и внедрение надежной и не требующей особого обслуживания технологии, которая позволяет подшипникам колес транспортных средств безопасно работать в широком диапазоне температур, требует тщательного выбора смазочного материала.

К счастью, доступны специально приготовленные минеральные масла или синтетические масла, которые соответствуют требованиям к текучести на холоде.1 В сложных случаях необходимо нагревание трубопроводов, резервуара и фильтров. В других случаях смазка или самосмазывающиеся материалы могут уменьшить или даже устранить неприятные проблемы при низких температурах.

Лимиты масла

Предел низкой температуры для запуска машины с масляной смазкой часто определяется температурой застывания масла.Это самая низкая температура, при которой масло будет течь при охлаждении в заданных лабораторных условиях (ASTM D97). Для большинства промышленных масел на минеральной основе (обозначенных как турбинные, гидравлические, промышленные и машинные масла) эта температура застывания соответствует температуре, при которой молекулы парафина в масле замораживаются в белый кристаллический воск, который в конечном итоге иммобилизует масло в целом.

Присадки, снижающие температуру застывания, которые подавляют гелеобразование воска, используются во многих автомобильных маслах, а также в промышленных смазках. Хотя эти длинноцепочечные молекулы присадок уменьшают гелеобразование, отдельные частицы парафина, отделяющиеся от масла при низких температурах, могут все же забивать фильтры и препятствовать циркуляции.

Благодаря низкому содержанию парафинов синтетические и нафтеновые минеральные масла, не содержащие парафина, можно дополнительно охлаждать до более низкой температуры застывания. В этот момент вязкость становится настолько высокой (обычно около 100 000 сантистоксов, сСт), что устраняет любой видимый поток масла при испытании на температуру застывания.

В то время как точка застывания устанавливает один низкотемпературный рабочий предел, другие высокие требования к низкой вязкости возникают в критически важных областях оборудования и систем смазки, таких как всасывающий и сливной трубопроводы, насосы и фильтры.Этот предел вязкости представляет собой наивысшую вязкость, при которой масло течет и должным образом смазывает систему. При температурах ниже этого предела повышенная жесткость масла мешает адекватной смазке и связанным с ней гидравлическим функциям в машине.

В таблице 1 приведены приблизительные предельные значения вязкости для низкотемпературной работы различного оборудования. Эти значения варьируются от примерно 40 сСт для некоторых приборов с низким крутящим моментом до 50 000 сСт и более для коробок передач и оборудования с высоким крутящим моментом.

Соответствующие температуры застывания и пределы вязкости для типичных минеральных масел в таблице 2 служат основой для удовлетворения требований при низких температурах. Например, для крупного промышленного электродвигателя для тяжелого турбинного масла (класс вязкости по ISO VG 68) требуется низкотемпературный предел 21 ° F для предела вязкости машины 2000 сСт, как указано в таблице 1. Для работы на открытом воздухе При понижении температуры до 0 ° F потребуются либо нагреватели для повышения температуры выше 21 ° F для запуска, либо пользователь должен перейти на легкое турбинное масло с VG 32 сСт.Хотя синтетические полиальфаолефиновые (ПАО) или сложноэфирные масла могут рассматриваться из-за их превосходных низкотемпературных свойств, следует внимательно рассмотреть возможные вредные воздействия на электрическую изоляцию, краску и резиновые уплотнения.

Всесезонные масла

Всесезонные масла были разработаны для улучшения пусковых характеристик при низких температурах и повышения прокачиваемости. Например, 5W-30 обеспечивает низкотемпературную защиту автомобильного двигателя в холодных двигателях, демонстрируя низкую вязкость, эквивалентную маслу SAE 5; тогда как в горячих двигателях его вязкость увеличивается до SAE 30.Масло 20W-50 хорошо подходит для авиационных двигателей, где масло 20W обеспечивает более быстрый и легкий запуск зимой, а его вязкость 50 защищает двигатель от контакта металла с металлом при эксплуатации самолета в нормальных условиях. Аналогичным образом производители шестерен рекомендуют масло 75W-90 для адекватной смазки разбрызгиванием зубьев шестерен.

Эти универсальные автомобильные масла обычно не используются в промышленных применениях, где от 15 до 20 процентов присадок адаптированы к жестким условиям в двигателях внутреннего сгорания, которые могут приводить к образованию пены, эмульсий и сокращению срока службы. Тем не менее, некоторые высокоэффективные гидравлические и циркуляционные индустриальные масла специально смешаны с аналогичными присадками для снижения температуры застывания и улучшения вязкостно-температурных характеристик.

Таблица 2. Типичные пределы низких температур для смазочных масел на минеральной основе A. Самая низкая температура для работы с указанными пределами вязкости. Например, легкое турбинное масло можно использовать при температуре до 0 ° F, если предельная вязкость для машины из Таблицы 1 составляет 2000 сСт.По поводу конкретного оборудования следует обращаться к машиностроителям. B. Эти низкотемпературные пределы представляют собой экстраполяцию значений вязкости 40 ° C и 100 ° C для этих типов минеральных масел на стандартной диаграмме вязкости и температуры ASTM D341. «B» указывает на то, что при понижении температуры на графике температура застывания масла была достигнута раньше его низкотемпературного предела вязкости.

Автономные системы

Компактная компоновка с использованием системы подачи масла рядом с смазываемыми подшипниками и другими элементами машины часто упрощает запуск и работу при низких температурах.Это может включать смазывание фитиля и погружение в масляную ванну для непосредственного контакта масла с поверхностями подшипников и облегчения пуска при низких температурах. Еще одна возможность – масляные кольца.

Фитиль для смазки

Масло в насыщенных фитилях, как в электродвигателях с малой мощностью и в традиционных осевых подшипниках железнодорожных вагонов, страдает от иммобилизации при температуре точки застывания и ниже. В подшипниках железнодорожных осей впитывание масла в целом было удовлетворительным даже до температуры застывания.Кроме того, после запуска электродвигателя его нормальный электрический нагрев быстро увеличивает температуру масляного фитиля, чтобы обеспечить адекватную смазку.

Масляная ванна

Подшипники, погруженные в масляную ванну, имеют широкий диапазон пределов вязкости. Для упорных подшипников с поворотной подушкой в ​​больших вертикальных двигателях и генераторах максимальная вязкость ограничена примерно 2000 сСт (примерно на 20 ° F выше температуры застывания среднего турбинного масла). Более высокая вязкость при более низких температурах или с более вязкими сортами масла не обеспечит адекватную подачу масла через зазоры между отдельными упорными подушками.Аналогичный предел низкой вязкости ожидается для потока в канавки подачи и через них в конструкциях подшипников скольжения.

Однако более высокая вязкость допустима для менее требовательных требований к рабочим характеристикам в небольших установках с ограниченными ограничениями потока. Промышленные редукторы, пожалуй, наиболее устойчивы к высокой вязкости при низких температурах за счет более высоких потерь мощности. Некоторые спецификации трансмиссионных масел высшего качества требуют максимальной вязкости 135 000 сСт при температуре до -30 ° F для применения в низкотемпературных условиях.Предел низкой температуры для смазки зубчатых передач обычно указывается на 10 ° F выше температуры застывания, а не как предельная вязкость при низких температурах2

Масляные кольца

Для маслосъемных колец, подвешенных к вращающемуся валу для подъема масла из ванны для подачи к подшипникам электродвигателей и валов трансмиссии, максимальная вязкость падает примерно до 1000 сСт. Когда вязкость увеличивается до этого предела, трение, приводящее в движение кольцо из загущающего масла на верхней поверхности вала, продолжает преодолевать повышенное сопротивление в нижней масляной ванне.Однако ниже этого предела низких температур на кольцо собирается утолщенная оболочка из жесткого холодного масла. Контакт этого масла со сторонами канавки под кольцо подшипника может привести к нестабильной работе.

Циркуляционные системы

Наибольшие требования к низкой вязкости предъявляют турбогенераторы для производства электроэнергии, большие компрессоры, системы турбомашин, сталелитейные и бумажные комбинаты. Эти системы смазки обычно обрабатывают от 1000 до 2000 галлонов и более масла.Ниже приведены общие чувствительные точки для ограничения потока масла при низких температурах в больших системах.

Насосы

Насосы подвержены повреждению из-за чрезмерных локальных перепадов давления, вызывающих кавитацию на всасывании. В течение нескольких минут этот процесс может привести к повреждению проточных каналов насоса, подшипников и уплотнений. Чтобы свести к минимуму чрезмерное падение давления и кавитацию на всасывании насоса, можно предпринять следующие шаги.

  • Держите трубопровод к насосу прямым и рассчитанным на скорость потока от трех до пяти футов в секунду или ниже.

  • Погрузите всасывающий патрубок центробежных насосов.

  • Стремитесь к максимальному (расчетному) падению давления на впуске в два фунта на квадратный дюйм для поршневых насосов прямого действия при самой низкой температуре подачи масла (наивысшей вязкости масла).

Подающие и сливные линии

Подающие линии обычно рассчитаны на скорость потока масла от пяти до 10 футов в секунду. Сливные линии обычно имеют размер, позволяющий работать наполовину, чтобы оставить место для пены и выхода воздуха, как увлекаемых маслом, так и увлекаемых потоком.Для больших промышленных систем циркуляции масла примерно один фут в секунду является обычной расчетной скоростью полного дренажа при предельной низкотемпературной вязкости в диапазоне от 40 ° F до 65 ° F. с резервным маслом и переливом в стоках.

Фильтры

Падение давления на масляных фильтрах при номинальных условиях эксплуатации обычно находится в диапазоне от пяти до 10 фунтов на квадратный дюйм. Будучи пропорциональным вязкости масла, снижение температуры с 25 ° F до 35 ° F удвоит это падение давления для масла, протекающего через фильтр.Чтобы свести к минимуму это увеличение гидравлического сопротивления, фильтры следует устанавливать в теплом корпусе или оборудовать байпасом с высоким давлением.

Смазка больших турбогенераторов требует комплексных требований к вязкости. Например, для начальной циркуляции масла по трубопроводу системы требуется температура в резервуаре выше 55 ° F и вязкость 100 сСт или меньше. Затем необходимо поддерживать температуру ниже 100 ° F (выше 32 сСт вязкости), чтобы избежать износа подшипников на низких скоростях от 5 до 10 об / мин в течение нескольких часов, когда вал помещается на вращающуюся шестерню во время прогрева турбины.Наконец, температура резервуара 120 ° F поддерживается для того, что обычно является номинальным рабочим режимом.

При рассмотрении применений, включающих подшипники, шестерни и другие элементы машин, может потребоваться первоначальный расчет минимальной толщины масляной пленки для определения минимального класса вязкости и типа смазочного материала, который будет использоваться в номинальных условиях эксплуатации. Используя максимальную вязкость для условий холодного пуска, можно затем выбрать, требуется ли нагрев масляного резервуара или других элементов системы смазки.

Смазочные системы меньшего размера

(Обычно до 50 галлонов). Для большинства электродвигателей и приводимого в них оборудования, а также двигателей легковых и грузовых автомобилей меньше ограничений по потоку масла. Соответственно, они допускают более высокие предельные вязкости (таблица 1) и соответствующие более низкие температуры.

В экстремальных ситуациях автомобильные двигатели могут запускаться при температурах до -25 ° F и даже ниже при использовании всесезонных масел, таких как SAE 10W-30 и 5W-30. Кроме того, авиационные реактивные двигатели можно запускать и эксплуатировать при температуре окружающей среды 65 ° F с использованием синтетических масел.

Проблемы, связанные с запуском автомобиля при низких температурах, часто приводят к истощению подшипников и сопутствующему контакту металла с металлом, что приводит к повреждению и чрезмерному износу. Это происходит из-за того, что смазочный материал является жестким из-за высокой начальной вязкости, что затрудняет его прохождение по трубам и на поверхности подшипников. Густая смазка не только приводит к истощению, но и может вызвать увеличение пробуксовки тел качения в подшипнике. В подшипниках с радиальной нагрузкой ролики, расположенные в ненагруженной части подшипника, имеют тенденцию к скольжению там, где зазор больше.Это приводит к более высокому ускорению различных роликов и уменьшению толщины смазочной пленки с сопутствующим увеличением подповерхностных напряжений и сокращением срока службы подшипников.4,5 Согласно Остенсену6, общее решение проблемы заключается в использовании масла меньшей вязкости с нагревательным устройством. В качестве альтернативы можно рассмотреть систему разбавления масла для закачки небольшого количества топлива в масло для получения масла с более низкой вязкостью во время запуска двигателя.

Таблица 3.Типичный предел низких температур для пластичных смазок

Смазка

Шариковые и роликовые подшипники в настоящее время используются во многих сферах из-за более простой конструкции корпуса, отсутствия необходимости в системе смазки, более низкого пускового трения и более низкой стоимости, чем у традиционных подшипников скольжения. Низкие температуры обычно поддерживаются путем выбора подходящей смазки, которая позволит запускать при низких температурах с крутящим моментом, имеющимся в машине, и без чрезмерного проскальзывания шаровой части.

Пределы в Таблице 3 устанавливаются в основном вязкостью масляного компонента, составляющего от 80 до 90 процентов композиции консистентной смазки. Обычные промышленные смазки, изготовленные на основе минеральных масел с вязкостью порядка 100 сСт при 40 ° C (104 ° F), могут использоваться при температурах от -25 ° F до -30 ° F (где вязкость масляной фазы достигает примерно 100000 сСт) в большинство промышленных электродвигателей и других устройств с умеренным крутящим моментом.7

В слегка нагруженных подшипниках скольжение шариков может установить более строгий предел низких температур.В одной оценке отказов электродвигателя в пассажирских вагонах пригородных поездов при температуре 0 ° F внутренние кольца шарикоподшипников вращались на полной скорости при небольших нагрузках внутри группы шариков подшипников, заблокированных жесткой смазкой. Нормальная работа подшипников стала возможной после перехода на низкотемпературную смазку на диэфире, которая также устранила скольжение шариков, внутренний износ подшипников и ранее встречавшиеся отказы.

Высокий момент трения из-за густой смазки при запуске в холодном климате падает с уменьшением вязкости базового масла.Смазки, созданные на основе минеральных масел с более низкой вязкостью в диапазоне от 25 до 30 сСт при 40 ° C, например, позволяют работать при температуре примерно на 20 ° F ниже, чем стандартные промышленные смазки, использующие масла 100 сСт. Однако повышенная скорость испарения этих масел с более низкой вязкостью сокращает срок службы смазки при работе при температурах от 160 ° F до 170 ° F. Как указано в Таблице 3, консистентные смазки, в которых используются синтетические масла, можно использовать при температуре -100 ° F и ниже.

Канализирующая природа смазки также имеет ярко выраженное влияние.Lindenkamp и Kleinlein 8 наблюдали, что всего за одну минуту работы шарикоподшипника крутящий момент упал до 30-60 процентов от пускового момента. Этот эффект зависит от количества смазки в подшипнике: чем больше смазки, тем выше момент трения отрыва. В стандарте ASTM D14789 можно ознакомиться с описанием измерения крутящего момента шарикоподшипников с консистентной смазкой при низких температурах.

Список литературы

1.М. М. Хонсари и Э. Р. Бузер. Прикладная трибология: конструкция подшипников и смазка . John Wiley & Sons, Нью-Йорк, Нью-Йорк, 2001.

2. Американские национальные стандарты. Промышленная смазка зубчатых передач . ANSI / AGMA 9005-E02.

3. Э. Р. Бузер. «Циркуляционные масляные системы». Справочник по трибологии . CRC Press, стр. 404-412, 1997.

4. В. Викстрем. «Смазка подшипников качения при низкой температуре». Докторская диссертация, Отделение машинных элементов, Технологический университет Лулео, 1996.

5. Р. Гохар. Упругогидродинамика . Ellis Horwood Ltd., Чичестер, Англия, 1988 г.

6. Й. Остенсен. «Смазка эластогидродинамических контактов в основном при низких температурах». Докторская диссертация, Отделение машинных элементов, Технологический университет Лулео, 1995 г.

7. Э. Р. Бузер, А. Бейкер и Э. Джексон. «Характеристики синтетических смазок». Institute Представитель , Национальный институт смазочных материалов, Vol. 16, вып.9, стр. 8-18, 1952 г.

8. Х. Линденламп, Э. Кляйнлайн. «Консистентная смазка элементов качения при низких температурах». Производство шариковых и роликовых подшипников , стр. 40-43, 1985.

9. Метод D1478 Американского общества испытаний материалов (ASTM) «Низкотемпературный крутящий момент консистентных смазок для шарикоподшипников». V. 05.01, Филадельфия, 1987.


Об авторе
Об авторе

Вязкость масла и марки масла

Вязкость моторного масла

Вязкость моторного масла означает, насколько легко масло течет при определенной температуре.Жидкие масла имеют более низкую вязкость и легче текут при низких температурах, чем более густые масла с более высокой вязкостью. Разжиженные масла уменьшают трение в двигателях и помогают двигателям быстро запускаться в холодную погоду. Густые масла лучше сохраняют прочность пленки и давление масла при высоких температурах и нагрузках.

Измерение вязкости моторного масла

Общество автомобильных инженеров разработало шкалу как для моторных (марок моторных масел), так и для трансмиссионных масел.

Вязкость обозначается по общепринятой классификации «XW-XX».Число перед буквой «W» (зима) обозначает текучесть (вязкость) масла при нулевом градусе Фаренгейта (-17,8 градуса Цельсия). Чем меньше число, тем меньше загустевает масло в холодную погоду.

Цифры после «XW» обозначают вязкость при 100 градусах Цельсия и показывают устойчивость масла к разжижению при высоких температурах.

Например, масло класса 5W-30 в холодную погоду загустевает меньше, чем масло класса 10W-30. Масло марки 5W-30 быстрее разжижается при высоких температурах по сравнению с маслами марки 5W-40.

Зимой и для автомобилей, эксплуатируемых в более прохладных регионах, в вашем двигателе будет полезно использовать масло с низкой зимней вязкостью. Летом и в более жарких регионах ваш двигатель получит больше пользы от масла с более высокой вязкостью при 100 градусах Цельсия.

При сравнении масел важно учитывать место эксплуатации автомобиля. Тонкие масла, которые менее склонны к загустеванию при низких температурах, помогут вам быстрее запустить двигатель зимой, а густые масла, которые менее склонны к разжижению при высоких температурах, улучшат работу вашего двигателя летом.В результате масла 0W-20 и 5W-30 были разработаны для более холодного климата, а масла 15W-40 и 20W-50 были разработаны для более жаркого климата.

Классификация вязкости моторного масла

– прошлое, настоящее и будущее в JSTOR

Абстрактный

В настоящее время предпринимаются масштабные усилия по пересмотру системы классификации вязкости моторных масел SAE, чтобы более реалистично отражать потребности пользователей. Чтобы понять, как развивалась нынешняя система, прослеживается история классификации, от первоначальной версии, впервые опубликованной в 1911 году, до нынешней версии 1976 года.Обсуждаются причины для классов вязкости как для высоких, так и для низких температур, для нескольких классов вязкости и примечания к таблице вязкости, а также для других систем классификации, от которых отказались на протяжении многих лет. Критическая оценка настоящей классификации сделана на основе мнений, высказанных на открытом форуме SAE в прошлом году. Отмечается, что система стала довольно сложной с четырьмя низкотемпературными и четырьмя высокотемпературными градациями, пятью сносками и приложением. Кроме того, классы вязкости для высоких температур основаны на нереально низкой температуре 98.9 ° C (210 ° F) и нереально низкую кинематическую вязкость по сравнению с условиями работы двигателя. Предлагается несколько предложений по улучшению системы, хотя не предлагается какой-либо конкретный подход. Сделан вывод, что для адекватного отражения влияния вязкости масла на работу двигателя в полевых условиях система классификации должна быть пересмотрена, чтобы включить в нее показатель текучести масла при низких температурах и показатель вязкости при высоких температурах и больших сдвиговых усилиях, который коррелирует с производительность двигателя – показатель, который еще не разработан.

Информация об издателе

SAE International – это глобальная ассоциация, объединяющая более 128 000 инженеров и технических экспертов в аэрокосмической, автомобильной и коммерческой промышленности. Основные направления деятельности SAE International – обучение на протяжении всей жизни и разработка добровольных согласованных стандартов. Благотворительным подразделением SAE International является SAE Foundation, который поддерживает множество программ, в том числе A World In Motion® и Collegiate Design Series.

Руководство по моторному маслу для начинающих. Часть 3. Класс вязкости SAE

В части 2 мы обсудили, какие «работы» или функции двигатель должен выполнять в современных двигателях. Сегодня мы поговорим о вязкости.

Что такое вязкость?


Вязкость означает сопротивление масла течению и является наиболее важным свойством масла. Вязкость масла меняется в зависимости от температуры: оно становится более жидким в горячем состоянии, гуще – в холодном. Хотя масло должно течь при низких температурах для смазки двигателя при запуске, оно также должно оставаться достаточно густым, чтобы защитить двигатель при высоких рабочих температурах.Когда масло используется при различных температурах, как в большинстве двигателей, изменение вязкости должно быть минимальным.

Разве не удобно иметь номер, указывающий на изменение вязкости масла? Мы это делаем, и это называется индексом вязкости (VI). Он измеряется путем сравнения вязкости масла при 40 ° C (104 ° F) с его вязкостью при 100 ° C (212 ° F). Чем выше индекс вязкости, тем меньше изменяется вязкость при изменении температуры и тем лучше масло защищает двигатель.Синтетические масла обычно имеют более высокий индекс вязкости, чем обычные масла.

Классы вязкости по SAE


Общество автомобильных инженеров (SAE) разработало несколько классификаций или классов вязкости, таких как 5W-30, 10W-40 и 15W-50. Эти классы вязкости обозначают конкретные диапазоны, в которые попадает конкретное масло. Буква «W» указывает на то, что он подходит для использования при низких температурах. (Думайте о букве «W» как о значении «Зима».) Классификация увеличивается численно; чем меньше число, тем ниже температура, при которой масло можно использовать для безопасной и эффективной защиты двигателя.Более высокие значения отражают лучшую защиту в условиях высокой температуры и высоких нагрузок.

Подавляющее большинство современных масел являются мультивязкостными, что означает, что они по-разному ведут себя при разных рабочих температурах, чтобы обеспечить лучшее из обоих миров – хорошую текучесть при понижении температуры и надежную защиту при достижении двигателем рабочей температуры. Например, моторное масло 5W-30 работает как моторное масло SAE 5W при 40ºC и моторное масло SAE 30 при 100ºC.

При выборе всех этих масел лучше всего проконсультироваться с руководством по эксплуатации для определения надлежащей вязкости масла.Некоторые производители рекомендуют вязкость летом, а затем другую вязкость зимой в зависимости от температуры в вашем регионе.