Вязкость моторного масла

При выборе моторного масла необходимо обращать внимание на основные параметры, в которых важно хорошо разбираться для того, чтобы подобрать наиболее оптимальный смазочный материал для конкретного двигателя и определенных климатических условий. Среди этих параметров наиболее важное значение имеет вязкость масла SAE.

Вообще различают несколько видов вязкости (кинематическая, динамическая и т. д.), которые четко прописаны в технической документации автомобиля, а также на самой этикетке продукта. Выбор в пользу масла с правильной вязкостью является гарантией бесперебойной работы двигателя, надежной защиты деталей и нормального расхода топлива. В этой статье рассмотрим температурные нормы, а также основные виды и параметры вязкости, которые помогут не ошибиться при выборе подходящей смазки.

Содержание


Функции моторного масла

Естественно, двигатель не способен нормально функционировать без масла. Это касается и длительной работы мотора с плохой жидкостью, и при этом велик риск сухого трения деталей ДВС, их деформации и преждевременного износа. В результате двигатель становится неработоспособным для дальнейшей эксплуатации. Поэтому всегда надо вовремя проверять уровень и состояние масла, чтобы оно не утратил ряд важных функций:

  • защита от перегрева
  • защита от быстрого износа механизмов
  • защита от образования коррозии
  • защита от окислительных процессов
  • защита от нагара, сажи и других продуктов износа
  • защита от образования задиров, проворота шатунных вкладышей и т. д.
  • обволакивание деталей масляной пленкой для защиты от сухого трения
  • увеличение ресурса двигателя благодаря непрерывной смазке деталей
  • топливная экономичность и экономичность двигателя
  • низкий уровень шумов и вибраций

При какой температуре масло сохраняет свои полезные свойства

Рабочие качества смазки имеют определенный срок годности в зависимости от температурного диапазона, на который рассчитано моторное масло. Если исходить из стандартных значений для автомасел, то они имеют допустимый температурный режим от минус 40 до 180 градусов. Однако для корректной работы двигателя температура масла не должна превышать 105 градусов – это предельно возможный порог. Более высокие значения в целом допустимы, но крайне нежелательны из-за высокой вероятности деградации масла и снижения ресурса ДВС.

Еще важное значение имеет температурная вязкость, которая отличается для каждого конкретного масла. Кроме того, необходимо обращать внимание на тип двигателя – бензиновый или дизельный. Как правило, дизельные агрегаты нагреваются сильнее и быстрее, и поэтому более требовательны к качеству смазки и температурной вязкости.

Что происходит при смешивании масла с топливом?

После смешивания масла с топливом возникает вспыхивание и возгорание концентрированных паров, что способствует повышению летучести масла. Иными словами, происходит постепенное снижение уровня масла, а степень его уменьшения зависит от технологии изготовления рабочей жидкости, типа и объема полезных присадок. Кроме того, от качества масла зависит и уровень вредных выбросов, поскольку при смешивании выделяются концентрированные пары нефти.

Способы подачи масла

В зависимости от типа и конструкции ДВС выделяют два способа транспортировки смазочного вещества:

  1. Граничный – предусматривает движение масла вокруг поршневых колец без какого-либо давления.
  2. Гидродинамический – обеспечивает смазывание коленвала только под давлением.

Виды моторных масел

Минеральные – изготовлены из натуральной переработанной нефти. Такие масла богаты различными присадками, которые в теории должны повышать производительность двигателя, но на практике дела обстоят иначе. Все дело в высокой степени загрязненности минералки, и поэтому такое масло рекомендуется в первую очередь для старых машин с большим пробегом, а также благоприятных климатических условий с умеренно низкими температурами.

Полусинтетические – имеют частично искусственную основу, которая на 60-70% состоит из минерального масла. Остальная часть – это чистая синтетика, которая значительно улучшает качество продукта. Благодаря этому такое масло обладает лучшей устойчивостью к окислению и способно сохранять свои полезные свойства даже при резких температурных перепадах. Но несмотря на это, полусинтетику тоже лучше использовать при умеренных температурах. Данный тип масла также подойдет для поддержанного транспорта, но его можно применять и в самых современных машинах с пробегом.

Синтетические – полностью искусственные масла на очищенной и экологичной основе. Они содержат качественные присадки, усиливающие моющие и защитные свойства для увеличения срока службы двигателя. Кроме того, благодаря особым характеристикам синтетика благоприятно воздействует на детали, уменьшая их трение и повышенный износ. Вместе с тем, обеспечивается топливная экономичность и снижение уровня вредных выбросов СО2. Синтетику лучше заливать в современные автомобили с минимальным пробегом.

Как обозначается вязкость масла

На примере популярного масла 5W-30 рассмотрим расшифровку его вязкости:

  • 5W – указывает на минимальную температуру, при которой может работать двигатель
  • W (Winter) – означает адаптацию к зимним и всесезонным условиям
  • 30 – указывает на максимальную температуру, при которой может работать двигатель

В случае с 5W-30 масло способно работать при температурах до минус 30 и плюс 30 градусов.

Типы масел по вязкости

До появления международного стандарта SAE все смазочные материалы разделялись на три вида:

  • маловязкие
  • средневязкие
  • тяжелые

Международный стандарт и классы вязкости

После изобретения специальных приборов, необходимых для определения типа вязкости, в США был разработан международный стандарт SAE J300. Он позволяет более точно определить тип вязкости рабочей жидкости. Итак, SAE J300 на сегодняшний день включает одиннадцать классов вязкости SAE:

  • 0W
  • 5W
  • 10W
  • 15W
  • 20W
  • 25W
  • SAE 20
  • SAE 30
  • SAE 40
  • SAE 50
  • SAE 60

Сезонность масла. Какое масло более вязкое

Летнее

Летние масла обладают самой высокой вязкостью. Это означает, что такие смазки обеспечивают качественную смазку двигателя в теплое время года, а при низких температурах такое масло становится чересчур плотным, из-за чего могут возникать проблемы при запуске ДВС. Еще такая жидкость более склонна к замерзанию.

Зимнее

Зимнее масло обладает наименьшей вязкостью, что позволяет его эксплуатировать в регионах с продолжительными низкими температурами. А в летнее время года такое масло наоборот становится более текучим и не способным обеспечивать должную защиту механизмов ДВС. Это связано с тонкой и не слишком прочной масляной пленкой, которая обволакивает детали и должна защищать их от сухого трения.

Всесезонное

Всесезонное масло – некая золотая середина между вышеуказанными типами смазок. По отношению к ним всесезонка обладает усредненными значениями вязкости. Иными словами, ее можно использовать практически в любое время года, но при этом желательно избегать экстремально низких или высоких температур.

Как обозначается вязкость масла в зависимости от сезона

Как было сказано выше, вязкость масла на упаковке продукта обозначается с помощью параметров SAE. Раньше с этим было все настолько просто, что по SAE можно было определить даже тип масла. Например, SAE означает минеральный состав, а 10W-40 или 5W-40 – это полусинтетика и синтетика соответственно.

Сегодня же не составит труда найти 15W-40 на полусинтетической основе, а синтетика может иметь вязкость 10W-40, хотя это больше актуально для грузового класса автомобилей. Тип масла постепенно отходит на второй план, а вязкость и сезонность масла приобретают все более важное значение.

В зависимости от сезонности масло имеет следующие обозначения SAE:

  • Зимние: 0W, 5W, 10W, 15W, 20W
  • Летние: 30, 40, 50, 60
  • Всесезонные: 0W-30, 0W-40, 5W-40, 5W-50, 10W-30, 10W-40, 15W-40, 20W-40

Таким образом, можно убедиться, что зимние и всесезонные масла должны обозначаться с индексом W (Winter). Для летних смазок это необязательно, и они могут быть представлены в виде обычных чисел – 30, 40, 50.

Присадки: какие бывают и как влияют на вязкость масла

Присадки – комплексные добавки с определенным назначением и функциями. Производители стараются равномерно распределять присадки, которые имеют разную функциональность и степень ответственности за ту или иную часть двигателя. Равномерный подбор и совместимость присадок является гарантией полного раскрытия потенциала масла с точки зрения его срока годности, моющих и защитных характеристик, антиокислительных и антикоррозионных функций.

Рассмотрим основные виды присадок:

Моющие присадки

  1. Диспергирующие присадки – препятствуют накапливанию продуктов горения, которые попадают в картерный отсек. Главными действующими веществами этих компонентов являются калиевые и кальциевые соединения.
  2. Чистящие присадки – их основой выступают сульфофенаты, сульфонаты и алкилсалцитаты. Их используют вместе или раздельно для обеспечения сбалансированности химического состава. Главной функцией этих присадок является расщепление твердых осадочных отложений, которые собираются в труднодоступных узлах. По эффективности эти присадки вполне можно сравнить с бытовыми моющими средствами.

Еще одной задачей детергентов является нейтрализация кислотных составляющих благодаря наличию щелочи.

Моющие компоненты бывают двух видов:

  1. Активные – имеют агрессивную степень воздействия на осадки. Их удаление происходит настолько быстро и эффективно, что у старых двигателей велика вероятность отшелушивания частиц на стенках цилиндров. В связи с этим масло с такими добавками не рекомендуется заливать в двигатель с большим пробегом, чтобы избежать засорения шелухой смазочных магистралей и сухого голодания отдельных узлов.
  2. Мягкие – принимают непосредственное участие в растворении накипи и шелухи, что позволяет предотвратить засоры и избежать разъедания стенок двигателя. Соответственно такие компоненты больше подходят для старых моторов.

Дисперсные присадки

Формула дисперсных компонентов моторного масла делает его весьма эффективным по отношению к продуктам горения, придерживая их во взвешенном состоянии. Иными словами, это позволяет компенсировать негативное влияние грязевых отложений на механизмы конструкции. Отсутствие дисперсных присадок привело бы к тому, что сернистые осадки накапливались бы на поверхности деталей, что привело бы к разрушению стенок агрегатов и ускоренному износу двигателя. А дисперсные присадки не дают сере, саже и другим вредным веществам оседать на поверхности.

Терморегулирующие присадки

Роль терморегуляторов имеет важное значение в стабилизации вязкости лубриканта при резких температурных перепадах в регионах с интенсивным изменением климата. Эти компоненты отличаются высокой устойчивостью по отношению к термическим процессам и критически низким температурам в зимнее время года. Еще одним важным свойством терморегуляторов является сохранение прочности масляной пленки даже при сильных перегревах ДВС. Кроме того, терморегулятор поддерживает оптимальную вязкость независимо от времени года вплоть до следующей замены масла.

Вторичные присадки

Значение вторичных присадок состоит в дополнительном улучшении базовых присадок моторного масла:

  • молибденовые составляющие
  • ингибиторы коррозии
  • фрикционные элементы
  • депрессоры
  • загустители

Сколько присадок в масле

В зависимости от вязкости SAE моторное масло содержит разное количество присадок.

Рассмотрим их объем на примере самых популярных масел:

  • масло 5W-30 содержит 5-8% присадок
  • масло 10W-30 содержит 6-7% присадок
  • масло 5W-40 содержит 12-15% присадок

Как измерить вязкость

Для измерения кинематической вязкости масла (КВМ) используются следующие типы приборов:

  1. Капилярные – определяют время, за которое жидкое вещество преодолевает капилляр.
  2. Ротационные – универсальные приспособления в виде цилиндра, внутрь которого помещается жидкость (в пространство между сферой и цилиндром) для последующего измерения ее вязкости. Для этого можно задать определенную скорость вращения цилиндра, а само вращение происходит с помощью электропривода.
  3. С шарообразным телом – в таких устройствах вязкость масла определяется по расстоянию, которое преодолевает специальный шар, помещенный в исследуемое вещество.
  4. Пузырьковые – позволяют оценить перемещение газов в масле.
  5. Ультразвуковые – работают под воздействием электромагнитных импульсов, которые испускает зонд.
  6. Вибрационные – их принцип работы заключается в наличии зонда, который начинает вибрировать после помещения в жидкую среду, а кинематическая вязкость определяется в зависимости от степени затухания колебаний зонда.

Кинематическая и динамическая вязкость

Кинематическая вязкость отражает текучесть моторного масла при температурах от 40 до 10 градусов с отметкой плюс. Значение кинематической вязкости получают с помощью вискозиметра. Единица измерения – мм кв./сек.

Динамическая вязкость – позволяет определить реакцию моторного масла с помощью вискозиметра, который имитирует условия при реальных нагрузках в двигателе при температурах до плюс 150 градусов. Вискозиметр также учитывает давление и контролирует характер поведения смазывающего материала. В данном случае важно определить, как меняется вязкость масла при заданных нагрузках.

Другие характеристики, влияющие на вязкость масла

  1. Температура вспышки – с помощью этого показателя можно рассчитать содержание в масле легких фракций, которые подвергаются испарению и выгоранию, тем самым ухудшая качество жидкости. Минимально допустимая температура вспышки, согласно стандарту SAE J300, составляет 220 градусов.
  2. Температура застывания – позволяет определить температуру потери текучести масла в холодных условиях. В данном случае указывается значение, после достижения которого масло начинает кристаллизироваться и переходить в твердообразное состояние.
  3. Индекс вязкости – характеристика, указывающая на зависимость SAE от изменения в температурных условиях окружающей среды. Как правило, более высокий индекс вязкости не позволяет ездить в регионах с широким диапазоном температур. Получается, что такое масло лучше использовать в благоприятных климатических условиях без резкого снижения или повышения температуры. Дело в том, что при нагревании такая жидкость становится настолько жидкой и текучей, что не способна нормально смазывать детали двигателя. Или наоборот, при резком снижении температуры такое масло быстро твердеет и густеет.
  4. Щелочной показатель (TBN) – позволяет определить количество гидроксида калия и других щелочей на каждый грамм масла. Гидроксид калия присутствует в диспергирующих присадках, которые нейтрализуют вредные кислоты и защищают от отложений. С течением времени показатель TBN снижается. Кстати, это является одной из причин коррозии и скопления грязи при несвоевременной замене масла. Причиной резкого снижения щелочного числа является некачественное топливо. Эта проблема особенно актуальна для дизельных двигателей. Топливо для таких моторов содержит большое количество серы. В связи с этим качественная солярка должна иметь более высокий показатель TBN, чем у бензинового масла. Щелочной показатель имеет единицу измерения мгКОН/г.

Индекс вязкости масла

Из всех вышеперечисленных параметров весомое значение имеет индекс вязкости, который позволяет оценить степень изменения вязкости смазочного материала в зависимости от понижения или повышения температуры окружающей среды. При более высоком индексе масло будет меньше реагировать на температурный перепад.

Кроме того, при увеличении индекса вязкости смазка больше подвержена замерзанию, и поэтому такое масло не всегда рекомендуется заливать в зимнее время года. Но не все так однозначно, поскольку синтетика с высоким индексом вязкости может превосходно смазывать двигатель при низких температурах, хотя здесь еще важное значение имеет вязкость SAE.

От чего зависит индекс вязкости

Индекс вязкости различается в зависимости от молекулярной структуры соединений, составляющих базовую основу масла. Иными словами, чем выше индекс вязкости, тем чище моторное масло. Этим можно объяснить, почему полусинтетика и синтетика имеют более высокий индекс вязкости по сравнению с обычной минералкой. При этом важно отметить, что минералка с низким индексом вязкости может быть склонна к замерзанию из-за низкого качества.

Как рассчитывается индекс вязкости

Для определения индекса вязкости в расчет берется фактическая кинематическая вязкость при 40 и 100 градусах. Это одно из значений простой формулы, основой которой являются эмпирические расчеты, выведенные из двух эталонных масел.

Стандартный индекс вязкости для большинства современных смазок имеет значение от 140 до 180 единиц, хотя у японских масел с низкой вязкостью SAE индекс вязкости может достигать 200 ед. Это связано с тем, что подобные смазочные материалы содержат полиальфалеофины, сложные эфиры и большое количество особых присадок. Это позволяет обеспечить сохранение базовых функций масла на протяжении долгого времени.

Какой индекс вязкости у синтетики и полусинтетики

Традиционные синтетические и полусинтетические масла с вязкостью SAE 10W-40 имеют индекс 150-160 ед., а для масла с меньшей вязкостью 5W-30 этот показатель составляет 160-180 ед. Соответственно, с понижением вязкости SAE закономерно увеличивается индекс вязкости, который для маловязких смазок находится на уровне 240 ед. Что же касается новейших ультрамаловязких масел 0W-16 и 0W-10, для этих категорий ГСМ индекс вязкости еще выше. Но подобные масла очень редко встречаются в продаже.

Температура вспышки

В параметрах смазочного продукта указана предельно низкая температура, при которой образуется взрывоопасная смесь в результате соединения масляных паров и воздуха. Это и есть температура вспышки, для определения которой моторное масло нагревают в открытом или закрытом тигле.

Признаки вспышки масла

  1. Резкие скачки в показаниях термостата. Как известно, у каждого ТС есть индикатор для отслеживания уровня нагрева масла. Он показывает среднее значение, а при достижении стрелкой красной отметки нарушается теплообмен масла.
  2. Слышен звук кипения, свидетельствующий о закипании масла, а при последующей вспышке можно услышать характерный звук.
  3. Дым из подкапотного пространства – свидетельствует о закипании и вспышке смазочного материала.
  4. Черный дым из выхлопной трубы – указывает на завышенную температуру масла, которая порой может достигать непредсказуемых значений.

Что делать, если масло закипело

  1. Снизить до минимума нагрузку на мотор или вообще выключить зажигание
  2. Включить печку в режиме максимального обдува, чтобы дать возможность перегретому воздуху выйти из рабочей зоны
  3. Проехать по дороге накатом, чтобы охладить подкапотное пространство
  4. Перед полным выключением ДВС желательно подождать 5 минут после остановки автомобиля.

Температура застывания зимой

Когда масло достигает температуры застывания, оно становится тягучим и практически неподвижным. В конечном итоге масло считается застывшим, если минимальное время его нахождения в неподвижном состоянии достигает 5 секунд под углом 90 градусов.

Для снижения температуры застывания производители используют специальные присадки – депрессоры, которые предотвращают укрупнение парафина и увеличение его плотности. В результате создается псевдокристаллическая структура.

Для снижения динамической вязкости (CCS) производитель подбирает комплекс присадок и использует полимер-загуститель. При этом важно заметить, что температура застывания и низкотемпературная вязкость – абсолютно разные понятия, не связанные между собой. В случае чрезмерного содержания депрессора велика вероятность повышения вязкости CCS.

При какой температуре замерзают масла 0W-30, 5W-30 и 5W-40

Под воздействием температурных колебаний происходит изменение рабочих показателей смазочных материалов. Рассмотрим предельные температуры замерзания для самых популярных масел, имеющих вязкость 5W-40, 5W-30 и 0W-30.

Существует простая формула, позволяющая определить предельную температуру для нормальной работы масла. На примере низкотемпературной вязкости 5W можно сделать вывод, что двигатель с таким маслом можно запускать при температурах до минус 30 градусов (-35 + 5 = минус 30 гр.). Получается, что для 5W безопасный запуск мотора возможен при минус 30 гр., а для 10W допустимая минусовая температура составляет минус 25 гр.

Что касается масла 0W, оно считается наиболее устойчивым к холоду. Подобные смазки могут работать даже при температурах до минус 48 гр. При этом на запуск двигателя воздействует и динамическая вязкость, которая для 0W-30 составляет 5648 мПа *C при минус 35 гр.

Таким образом, чем ниже вязкость, тем больше шансов запустить мотор при низкой температуре. В Европе самым популярным маслом считается 5W-30, для застывания которого температура воздуха должна опуститься до минус 40 гр., а динамическая вязкость при этом будет составлять 4850 мПа *C.

Можно сделать вывод, что серия 5W более склонна к замерзанию при минус 40 гр. по сравнению с 0W. Тем не менее, у двигателя с маслом 5W-30 шансы запуститься при минус 30 гр. заметно выше, чем у 5W-40. В этом заслуга меньшей вязкости.

Заключение

При выборе моторного масла надо прежде всего следовать рекомендациям производителя, который прописывает оптимальные значения динамической и кинематической вязкости, а также SAE и другие параметры масла. В редких случаях возможны незначительные отклонения от заводских норм, но здесь уже все зависит от наличия необходимого масла в магазине.



Add Comment

три + восемь =


Adblock
detector