Классификация и маркировка моторного масла по вязкости SAE. HTHS - высокотемпературная вязкость на сдвиг Стабилизаторы густоты масла

При выборе моторного масла для зимней эксплуатации следует обращать внимание на следующие технические характеристики, которые производители смазочных материалов обычно указывают в технических описаниях.

1. Температура замерзания (потери текучести) или Pour Point. Измеряется по ГОСТ 20287 или DIN ISO 3016 или ASTM D97. Этот параметр не имеет особого физического смысла для эксплуатации двигателя. Он указывается в целях хранения масла и указывает на то, что масло можно перелить из одной ёмкости в другую. Тем более что существуют специальные присадки – депрессоры, которые понижают температуру замерзания у минеральных масел. Добавив большое количество депрессорных присадок в минеральное гидрокрекинговое базовое масло можно добиться температуры замерзания готового масла даже ниже минус 40 С.

2. Динамическая вязкость при низкой температуре измеряемая при помощи имитатора запуска холодного двигателя CCS (Cold Cranking Simulator) по методам DIN 51 377 или ASTM D 2602. Этот важный параметр показывает насколько двигателю будет трудно провернуть холодное масло в цилиндро-поршневой группе. Измеряется в мПа*с. Чем ниже этот параметр, тем лучше. Граничные значения вязкости для разных классов масел определяет международный стандарт SAE J300.

Стандарт SAE J300 последняя редакция

3. Динамическая вязкость при низкой температуре измеряемая на миниротационном визкозиметре MRV (Mini Rotary Viscometer) . Она измеряется при температуре на 5 С ниже, чем CCS и называется ещё «вязкостью прокачивания». Это показатель говорит о том, сможет ли загустевшее масло прокачать маслонасос двигателя и с какой скоростью холодное масло будет подано по маслоканалам к точкам смазки. Измеряется в мПа*с. Все три параметра – температура замерзания, динамическая вязкость CCS и динамическая вязкость MRV, чем меньше, тем лучше. Параметры CCS и MRV, участвуют в определения класса вязкости по SAE. Стандарт SAE определяет придельные значения вязкости при определённых температурах. Например масла вязкостью 5W-XX (20, 30, 40, 50) не должны иметь вязкость CCS при минус 30 С больше, чем 6600, а вязкость MRV не должна быть больше, чем 60000. Тогда это масло имеет право маркироваться, как 5W-XX.

В бытовых условиях можно так же оценить низкотемпературные свойства с помощью различных приспособлений. И если для многих регионов России морозы под 40 С это редкость, то для Якутии это будни. Вот пример таких испытаний от драйвовчанина Андрея Тоскина АКА Белководус.

Общепризнанный технический факт - масла, изготавливаемые на основе полиальфаолефинов (ПАО), имеют лучшие низкотемпературные свойства по сравнению с минеральными гидрокрекинговыми маслами. При этом масла на ПАО имеют явные преимущества и при летней эксплуатации: более низкая испаряемость - параметр NOACK в тех. описаниях, более высокая термостабильность, низкая окисляемость и коксуемость, лучший отвод тепла от смазываемых поверхностей.

Важнейшими эксплуатационными свойствами моторных масел являются: вязкостно-температурные (вязкость, индекс вязкости, температура застывания), противоизносные, противоокислительные, диспергирующие (моющие), коррозионные и др.

Вязкостно-температурные свойства. Вязкость и ее зависимость от температуры являются важнейшим показателем качества моторных масел.

От вязкости масла зависит его способность обеспечить жидкостное, гидродинамическое трение в подшипниках, а, следовательно, их нормальную работу. Вязкость масла влияет на изнашивание шеек коленчатого вала и вкладышей подшипников. От вязкости масла зависит количество отводимой от узла трения теплоты. Чем меньше вязкость, тем лучше охлаждается подшипник, так как через него прокачивается больше масла, а следовательно, и больше теплоты отводится вместе с ним из зоны трения.

Выбор оптимальной вязкости масла усложняется тем, что она очень зависит от температуры. Например, при понижении температуры от 100 до 50 °С вязкость может увеличиться в 4-5 раз. При охлаждении моторных масел до 0 С и тем более до отрицательных температур их вязкость увеличивается в сотни и тысячи раз.

За многие годы изучения зависимости вязкости от температуры было предложено много способов построения вязкостно-температурных характеристик и формул, выражающих эту зависимость. Но лишь немногие из них дают удовлетворительную сходимость результатов расчета и практического определения вязкости вискозиметром. Это объясняется в первую очередь тем, что масла представляют собой жидкости, молекулы которых, имея сложное строение, образуют различные структуры, зависящие как от молекулярной массы, так и от группового химического состава масла.

Для описания зависимости вязкости моторных масел от температуры практически используют уравнения Вальтера и советского химмотолога Рамайя.

Формула Вальтера в экспоненциальной форме имеет вид

где - кинематическая вязкость, мм 2 /с, при температуре t , °С; Т - абсолютная температура; а - коэффициент, зависящий от индивидуальных свойств жидкости.

Для современных масел лучшие совпадения с опытными данными получаются при а = 0,6.

Формула Рамайя имеет вид

,

где - динамическая вязкость масла;Т - абсолютная температура;

А и В - коэффициенты, постоянные для данного масла.

Формула позволяет представить вязкостно-температурную характеристику масла в координатах аргумент 1/Т - функция
.

Практическое применение обеих формул показало удовлетворительное совпадение результатов расчета с опытными данными. Несколько большую точность дает формула Рамайя. Принципиальным недостатком этих уравнений является их эмпирический характер, не вскрывающий сущности физических явлений, происходящих в маслах при изменении их температуры.

На основе уравнений Вальтера и Рамайя построены и напечатаны специальные координатные сетки, на которых можно быстро построить вязкостно-температурные кривые различных моторных масел.

Практически зависимость кинематической вязкости от температуры можно изображать в трех системах координат. В диапазоне температур 50-100 °С проще всего вязкостно-температурную характеристику строить в координатах t и (рис. 1). При более широком диапазоне температур, например, от температуры застывания масла до 100 °С, рекомендуется применять сетку координат Рамайя (рис. 2).

Очень важной является задача количественной оценки крутизны вязкостно-температурной кривой. Предложено несколько таких оценочных параметров.

1. Отношение кинематиче ских вязкостей v so и v 100 . Этот простой и надежный параметр характеризует крутизну вязкостно-температурной кривой в относительно узком диапазоне температур прогретого масла, но не позволяет оценить ее в наиболее важной области низких температур, оказывающих решающее влияние на пусковые характеристики двигателя. Для моторных масел, применяемых летом или в условиях жаркого климата, v 50 /v 100 < 6; для масел, предназначенных к применению зимой и особенно в северных районах, v 50 /v 100 < 4.

2. Температурный коэффициент вязкости (ТКВ) при температурах от 0 до 100 °С

ТКВ 0 -100 = (v 0 - v 100)/v 50 .

При оценке крутизны вязкостно-температурной кривой в условиях низких температур ТКВ дает более четкую картину, чем отношение v 50 /v 100 . Для зимних масел ТКВ 0-100 <: 22, для всесезонных < 25, для летних < 35-40.

3. Индекс вязкости (ИВ). В современных отечественных и зарубежных стандартах для оценки крутизны вязкостно-температурной кривой применяют показатель ИВ, основанный на сравнении масла с двумя эталонами.

Один из этих эталонов характеризуется крутой вязкостно-температурной кривой, а другой - пологой. Эталону:

- с крутой кривой присвоен индекс вязкости, равный 0,

- а эталону с пологой кривой - 100.

Чем выше ИВ масла, тем более пологая вязкостно-температурная кривая и тем лучше масло для зимней эксплуатации.

На рис. 3 приведен график, поясняющий принцип определения вязкостно-температурных свойств масел с помощью ИВ. На графике изображены вязкостно-температурные характеристики трех масел: двух эталонных (верхняя и нижняя кривые) и одного исследуемого (средняя кривая).

Практически ИВ вычисляют по формуле (ГОСТ 25371-82)

ИВ = (v - v 1)/(v - v 2), или ИВ = (v - v 1)/v 3 ,

где v - кинематическая вязкость масла при 40 °С с ИВ = 0 и имеющим при 100 °С такую же кинематическую вязкость, как испытуемое масло, мм 2 /с; v 1 - кинематическая вязкость испытуемого масла при 40 °С, мм 2 /с; v 2 - кинематическая вязкость масла при 40 °С с ИВ = 100 и имеющим при 100 °С такую же кинематическую вязкость, как испытуемое масло, мм 2 /с; v 3 = v-v 2 .

Вязкостью называется свойство жидкости оказывать сопротивление при перемещении ее слоев под действием внешней силы. Это свойство является следствием трения, возникающего между молекулами жидкости. Различают динамическую и кинематическую вязкость.

Вязкость существенно меняется с изменением температуры. С понижением температуры взаимодействие между молекулами усиливается, и вязкость масла увеличивается. Так, например, при изменении температуры на 100 °С вязкость масла может изменяться в 250 раз. Учитывая линейный характер зависимости, можно по номограмме определить вязкость масла при любой температуре.

С повышением давления вязкость масла возрастает. Величины давления в масляной пленке, заключенной между трущимися поверхностями, могут быть значительно выше, чем сами нагрузки на эти поверхности. В масляной пленке коренного подшипника коленчатого вала двигателя величина давления достигает 500 МПа.

С повышением давления вязкость более жидких масел (с пологой вязкостно-температурной характеристикой) возрастает в меньшей степени, чем более вязких масел (с более крутой вязкостно-температурной характеристикой).

При давлении (1,5-2,0)10 3 МПа минеральное масло затвердевает. Вводимые присадки в базовое масло способствуют сохранению несущей способности масляного слоя при увеличении нагрузки.

Вязкость является основным параметром при подборе масла, поэтому она всегда указана в маркировке масла. Для маркировки вязкость определяют при тех температурах, при которых работают узлы трения. Моторные масла для двигателей внутреннего сгорания маркируют по кинематической вязкости мм 2 /с (Сст) при температуре 100 °С, которая принята в качестве средней температуры масла в двигателе (картер, система смазки).

Для получения масел с хорошими вязкостно-температурными свойствами в качестве базовых используют маловязкие масла, имеющие вязкость менее 5 мм 2 /с при температуре +100 °С, и добавляют в них вязкостные присадки (загустители). В качестве присадок применяют такие полимерные соединения, как полиизобутилен, полиметакрилаты, полиалкилстиролы и др.

С понижением температуры объем макромолекул полимера уменьшается (молекулы «свертываются» в клубки). При повышении температуры клубки макромолекул «разворачиваются» в длинные разветвленные цепи, присоединяя молекулы базового масла, объем их становится больше, и вязкость масла возрастает.

Загущенные присадками масла обладают необходимым уровнем вязкости при положительных температурах 50-100 °С, пологой кривой изменения вязкости (рис. 4) и, следовательно, высоким индексом вязкости, равным 115-140. Такие масла получили название всесезонных, так как имеют одновременно свойства одного из зимних классов и одного из летних.

Рис. 4. Влияние вязкостной присадки на вязкость масла

при различных температурах:

1 – маловязкое масло; 2 – то же масло с вязкостной

присадкой (загущенное)

В системах смазки современных автомобильных двигателей применяются именно загущенные всесезонные масла. При их использовании мощность двигателя повышается на 3-7 % (что обеспечивается высоким индексом вязкости и способностью загущенных масел снижать вязкость в парах трения при высоких скоростях сдвига), облегчается пуск и сокращается время прогрева, снижаются механические потери на трение, и, как следствие, расход топлива, увеличиваются долговечность деталей и срок службы масел. Экономия топлива достигает 5 % при больших пробегах и 15 % при коротких пробегах в зимнее время с частыми пусками двигателя (рис. 5).

Рис. 5. Снижение расхода бензина при движении автомобиля

по мере прогрева двигателя

К недостаткам загущенных масел относят низкую стабильность загущенных присадок при высоких температурах, что вызывает ухудшение вязкостно-температурных характеристик масел при длительной бессменной работе их в двигателях.

Индекс вязкости (ИВ), оценивающий вязкостно-температурные свойства масел, является условным показателем, характеризующим степень изменения вязкости масла в зависимости от температуры и определяемый путем сравнения вязкости данного масла с двумя эталонными маслами, вязкостно-температурные свойства одного из которых приняты за 100, а второго - за 0 единиц.

Индекс вязкости определяют по номограмме (рис. 6), расчетным путем или по специальным таблицам. Для определения ИВ по номограмме необходимо знать значения кинематической вязкости масла при температурах +50 °С и +100 0 С.

Рис. 6. Номограмма для определения индекса вязкости моторных масел

Чем выше ИВ, тем более пологой кривой (рис. 7) характеризуется масло и тем лучше его вязкостно-температурные свойства. Из двух масел с одинаковой вязкостью при температуре +100 °С, но с разными ИВ, одно (1) можно применять только в теплое время, так как при низких температурах оно теряет подвижность, а другое (2) - всесезонно, так как оно обеспечит легкий пуск двигателя при низких температурах воздуха и жидкостное трение при рабочих температурах.

Рис. 7. Зависимость вязкости моторных масел от температуры

для различных значений индекса вязкости: 1 – ИВ 90; 2 – ИВ 140

Учитывая то обстоятельство, что вязкость масла и индекс вязкости определяют работоспособность узла трения, то в стандартах на масла эти параметры нормируются в количественном выражении. Для автомобильных масел ИВ должен быть не ме нее 90.

Поэтому при производстве моторных масел необходимо лю быми доступными и эффективными методами уменьшить зависимость вязкости масла от температуры, т. е. увеличить их ИВ и понизить температуру застывания. Это относится в первую очередь к зимним и всесезонным маркам масел.

Температурные характеристики моторных масел следующие:

Температура вспышки – самая низкая температура, при которой пары нагреваемого в стандартных условиях масла образуют с воздухом смесь, которая вспыхивает от открытого огня, но быстро гаснет из-за недостаточно интенсивного испарения.

Температура воспламенения – та температура, при которой пары нагреваемого в стандартных условиях масла образуют с воздухом такую смесь, которая воспламеняется и горит от открытого огня не менее 5 с. Температура вспышки является показателем пожароопасного масла. По ней можно судить о присутствии в масле летучих фракций, которые могут быстро испаряться в работающем двигателе и увеличивать расход масла на угар. Понижение температуры вспышки масла свидетельствует о разбавлении масла топливом.

Температура застывания (температура начала текучести) – самая низкая температура, при которой масло еще обладает некоторой текучестью. Определяемая в стандартных условиях температура застывания на 3 °С выше действующей температуры затвердевания, при которой в течение 5 с масло находится в неподвижном состоянии.

Температура помутнения – та, при которой появляются мелкие кристаллы парафина и масло мутнеет. В последующем кристаллы образуют каркас и масло теряет подвижность. Между кристаллами масло остается еще жидким и при сильном встряхивании текучесть масла может восстановиться. Температура помутнения зависит от скорости охлаждения, термической обработки масла и от механических воздействий.

Температура застывания служит предельной минимальной температурой разливки и, частично, эксплуатации масла. Минимальная температура эксплуатации моторных масел определяется по низкотемпературным характеристикам вязкости и перекачки.

Застывание - свойство, определяющее потерю текучести масла. При понижении температуры до определенной величины текучесть масла снижается, а при дальнейшем понижении оно застывает. С увеличением вязкости масла из него выделяются наиболее высокоплавкие углеводороды (парафин, церезин), а при полной потере текучести масла микрокристаллы твердых углеводородов (парафина) образуют пространственную кристаллическую решетку, связывающую все масло в единую неподвижную массу.

Температуру, при которой масло теряет текучесть, называют температурой застывания. Нижний температурный предел применения масла примерно на 8-12 °С выше температуры застывания, т.е.:

t ОВ = t 3 - (8-12) °C,

где: t ов - нижний температурный предел окружающего воздуха (применения данной марки моторного масла), 0 С;

t 3 - температура застывания определенной марки масла, регламентируемая стандартом, 0 С.

Снижения температуры застывания масел добиваются путем депарафинизации (частичного удаления парафинов) или добавлением присадок-депрессоров в процессе их производства. Депрессоры предотвращают образование кристаллической решетки, когда кристаллы парафина объединяются в объемные структуры. Понижая температуру застывания масла, депрессоры не влияют на его вязкостные свойства.

Противоизносные (смазываю щие) свойства характеризуют способность масла препятствовать износу поверхностей трения. Образующаяся на трущихся поверхностях прочная пленка исключает непосредственный контакт деталей. Высокие противоизносные свойства масла особенно востребованы при небольших частотах вращения коленчатого вала, когда высоки удельные нагрузки, а также когда геометрические формы или размеры деталей имеют существенные отклонения, что чревато задирами, схватыванием и разрушением трущихся поверхностей.

Противоизносные свойства масла зависят от его вязкости, вязкостно-температурной характеристики, смазывающей способности, чистоты масла.

С повышением температуры масла адсорбционный слой ослабляется, а при достижении критической температуры 150-200 °С, на грани прочности пленки и сухого трения, разрушается. Масла с высокими противоизносными свойствами способны формировать для предупреждения изнашивания такой режим трения, который исключает непосредственный контакт трущихся поверхностей металлов. Поэтому возможное в данном случае изнашивание вызывается цикличностью нагрузок на отдельных участках поверхностей трения и усталостными разрушениями металла (усталостные трещины в галтелях коленчатых валов).

О смазывающей способности («маслянистости») масла судят по его химическому составу, вязкости, наличию присадок. На маслянистость влияют содержащиеся в маслах и обладающие высокими поверхностно-активными свойствами смолистые вещества, высокомолекулярные кислоты, сернистые соединения.

Правильный выбор вязкости масла в значительной мере влияет на скорость изнашивания. Высоковязкие масла при низкой температуре загустевают и плохо поступают к трущимся поверхностям деталей. В то же время пуск и прогрев двигателя на менее вязких (жидких) маслах облегчается, режим жидкостного трения наступает быстрее.

Для снижения потерь на трение в моторные масла вводят антифрикционные присадки, основой которых служат беззольные органические соединения, содержащие благородные элементы (никель, кобальт, хром, молибден). Малорастворимые поверхностно-активные вещества такого типа образуют в узлах трения многослойные защитные пленки с внедрением легирующих металлов в зону трения. Особое место при этом принадлежит молибдену, атомы которого способны связывать атомы железа и образовывать структуры, стойкие к питтингу (местному выкрашиванию металла), фреттинг-коррозии и др. Более того, только этот металл образует в результате окисления поверхностных слоев оксиды, температура плавления и твердость которых на порядок ниже, чем у металла поверхности трения.

Смазочные свойства моторного масла , как и масел для других машин и механизмов, обусловлены его вязкостью и маслянистостью, влияние и механизм действия которых различны.

Вязкость как свойство, связанное с внутренним (молекулярным) трением, проявляет себя при жидкостном (гидродинамическом) трении. Маслянистость же масла важна при возникновении граничного трения. В этих условиях прочность масляной пленки является решающим фактором, препятствующим непосредственному контакту трущихся деталей.

Установлено, что прочность масляной пленки зависит от полярной активности молекул масла, т. е. от их способности образовывать прочные слои строго ориентированных молекул.

Ориентировочное поле полярно-активных молекул образует на поверхности трущихся деталей своеобразный ворс. Чем длиннее полярно-активные молекулы масла и чем прочнее они соединяются с поверхностью трущихся деталей, тем выше маслянистость масла. Но это очень упрощенное объяснение, позволяющее понять лишь основную сущность этого явления.

В действительности в реальных условиях возникают обычно не мономолекулярные, а мультимолекулярные ориентированные слои, в которых внутримолекулярное трение приобретает особый характер, заключающийся в том, что происходит трение между отдельными слоями молекул, а не между отдельными молекулами. При соответствующем подборе полярно-активных веществ, входящих в масло, число слоев может доходить до тысячи и более, а их суммарная толщина до 1,5-2 мкм. С повышением температуры верхние слои, не имеющие прочной связи с поверхностью детали, дестабилизируются и разрушаются, но первый мономолекулярный слой разрушить трудно.

Экспериментально установлено, что коэффициент трения между деталями мало зависит от числа мономолекулярных слоев и практически одинаков как при одном, так и при нескольких десятках таких слоев. Этим можно объяснить тот факт, что достаточно добавить в масло очень немного веществ, обладающих высокой полярной активностью, как маслянистость масла, т. е. прочность его масляной пленки резко возрастает.

Процессы, связанные с маслянистостью, изучают на специальных машинах трения. Количественное определение смазывающих свойств масел ведут с помощью четырехшариковой машины (ГОСТ 9490-75*). Принцип действия этой машины заключается в следующем.

Три шарика диаметром 12,7 мм из стали ШХ-15 (подшипниковой серии) устанавливают неподвижно в виде треугольника в специальной чашеобразной обойме, в которую затем наливают испытуемое масло. На эти шарики накладывают сверху такой же шарик (четвертый), закрепленный во вращающемся, как у сверлильного станка, шпинделе.

Частота вращения шпинделя 1460±70 мин -1 . Проворачивание нижних шариков при испытании не допускается.

На четырехшариковой машине проводят серию определений, каждое из которых выполняют на новой пробе испытуемого масла и новых шариках. На машине определяют критическую нагрузку, нагрузку сваривания, индекс задира и показа тель износа . При определении первых трех параметров продолжительность испытаний составляет 100,2 с, при оценке показателя износа - 600,5 мин. Режимосевой нагрузки должен быть выдержан в соответствии со стандартом.

Индекс задира и критическая нагрузка характеризуют способность масла защищать трущиеся поверхности от повреждений и задиров, а нагрузка сваривания оценивает предельную нагрузку, которую может выдержать данное масло. Показатель износа определяет влияние смазочного материала на изнашивание смазываемых поверхностей.

Его оценивают по диаметру пятен (следов) на всех трех нижних шариках. Измерения осуществляют посредством микроскопа с 24-кратным увеличением и отсчетной шкалой с ценой деления не более 0,01 мм. Каждое пятно измеряют в двух направлениях: в направлении скольжения и перпендикулярном ему.

Результатом считается среднее арифметическое всех измерений по трем нижним шарикам.

Принцип действия четырехшариковой машины показан на рис. 8.

Рис. 8. Принцип действия четырехшариковой машины

для определения противоизносных и противозадирных свойств масел:

а - схема нагружения шариковой пирамиды; б - схема

четырехшариковой обоймы; в - конструкция основного узла;

1 - неподвижные шарики; 2 - вращающийся шарик;

3 - исследуемое масло

Противоокислительные свойства характеризуются стойкостью масла к окислению и полимеризации в процессе работы двигателя, а также разложению при хранении и транспортировании.

Продолжительность работы масла в двигателе зависит от его химической стабильности, под которой понимается способность масла сохранять свои первоначальные свойства и противостоять внешнему воздействию при нормальных температурах.

На стабильность моторных масел оказывают влияние следующие факторы : химический состав, температурные условия, длительность окисления, каталитическое действие металлов и продуктов окисления, площадь поверхности окисления, присутствие воды и механических примесей. Повышенное давление воздуха ускоряет процесс окисления масла, так как усиливается процесс его взаимной диффузии с воздухом.

На процесс окисления решающее влияние оказывает температура . Масла, хранящиеся при температуре 18-20 °С, сохраняют свои первоначальные свойства в течение 5 лет. Начиная с 50-60 °С, скорость окисления удваивается с увеличением температуры на каждые 10 °С. Поэтому высокая тепловая напряженность деталей форсированных двигателей, с которыми приходится контактировать моторному маслу, и взаимодействие с прорывающимися в картер газами из камер сгорания (на такте сжатия их температура составляет около 150-450 °С для бензиновых двигателей и около 500-700 °С для дизелей) резко ухудшают условия их работы. Повышение тепловой напряженности моторных масел связано также с отдельными конструктивными решениями: использование наддува; применение герметизированной системы охлаждения (увеличивает температуру поршня на 10-20 0 С); уменьшение объема системы смазки двигателя; масляное охлаждение поршней и др.

Термоокислительную ста бильность определяют как устойчивость масла к окислению в тонком слое при повышенной температуре методом оценки прочности масляной пленки.

Для замедления реакций окисления и уменьшения образования отложений в двигателе в масла вводят противоокислительные присадки.

Детергентно - диспергирующим (моющим) свойством масла называют его способность препятствовать слипанию углеродистых частиц и удерживать их в состоянии устойчивой суспензии, что значительно снижает процессы образования лаковых отложений и нагара на горячих поверхностях деталей двигателя.

При использовании масел с хорошими диспергирующими свойствами детали двигателей выглядят чистыми, как бы вымытыми, отсюда и появление термина «моющие».

Диспергирующие свойства масел оценивают в баллах от 0 до 6 по методу ПЗВ. Образование лаковых отложений на деталях двигателя, работающего на маслах с моющими присадками, уменьшается в 3-6 раз, т.е. с 3-4,5 до 0,5-1,5 балла.

Моющие присадки бывают зольными и беззольными. Зольные присадки содержат бариевые и кальциевые соли сульфикислот (сульфонаты), а также алкилфеноляты щелочноземельных металлов бария и кальция. Масла с зольными присадками в количестве 2-10 %, сгорая, образуют золу, прилипающую к поверхности деталей. Беззольные моющие присадки не образуют золы при сгорании масел, так как не содержат металлов.

Коррозионные свойства масел зависят от наличия в них органических кислот, перекисей и других продуктов окисления, сернистых соединений, неорганических кислот, щелочей и воды.

Коррозионность свежего масла, в котором присутствуют природные органические кислоты и сернистые соединения, незначительна, но резко возрастает в процессе эксплуатации. Присутствие в свежих маслах органических (нафтеновых) кислот связано с их неполным удалением в процессе очистки.

Коррозионное действие масел связано также с содержанием в них 15-20 % сернистых соединений в виде сульфидов и. компонентов остаточной серы, которые при высоких температурах приводят к выделению сероводорода, меркаптанов и других активных продуктов. В условиях высоких температур сернистые соединения особенно агрессивны по отношению к серебру, меди, свинцу. В процессе использования масла содержание кислот в нем возрастает в 3-5 раз, что зависит от его химической стабильности, содержания антиокислителей и условий работы.

Оценку коррозионной стойкости производят по кислотному числу, которое для свежих масел не превышает 0,4 мг КОН на 1 г масла. В коррозионном отношении эта концентрация практически не опасна.

Коррозионные процессы в двигателях замедляют нейтрализацией кислых продуктов путем введения антикоррозионных присадок; замедлением процессов окисления путем добавления в масла антиокислительных присадок; созданием на поверхности металла (при изготовлении деталей) стойкой защитной пассивированной пленки из органических соединений, содержащих серу и фосфор.

Известны присадки и ингибиторы коррозии и их композиции, которые снижают все виды износа.

Подбор масла с оптимальными значениями эксплуатационных свойств зависит от конструкции и режима работы узла трения.

Вязкость - одно из важнейших свойств масла, имеющее многостороннее эксплуатационное значение. От вязкости в значительной степени зависит режим смазки пар трения, отвод тепла от рабочих поверхностей и уплотнение зазоров, энергетические потери в двигателе, его эксплуатационные свойства. Быстрота пуска двигателя, прокачивание масла по системе смазки, охлаждение трущихся поверхностей деталей и их очистка от загрязнений также зависят от вязкостно-температурных свойств масла.

Масла повышенной вязкости используются для высоконагруженных, низкооборотных или работающих в условиях напряженного теплового режима двигателей. При этом, чем выше вязкость масла в работающем двигателе, тем надежнее уплотнения, меньше вероятность прорыва газов, ниже угар масла. Поэтому масла с большой вязкостью применяют в случаях, когда двигатель изношен, зазоры увеличены или условия эксплуатации характеризуются высокой запыленностью, повышенной температурой, изменяющимися в больших пределах нагрузками.

Масла с меньшей вязкостью применяют для легконагруженных высокооборотных двигателей. Они облегчают пуск двигателя, лучше прокачиваются по системе смазки и очищаются от механических примесей, обеспечивают хороший отвод тепла от рабочих поверхностей деталей.

Температура масла значительно влияет на его кинематическую вязкость. С понижением температуры вязкость увеличивается, а с повышением - уменьшается. Чем меньше перепад вязкости в зависимости от температуры, тем в большей степени масло удовлетворяет эксплуатационным требованиям.

Увеличение вязкости масел с понижением температуры приводит к значительным трудностям при использовании автомобилей, особенно в зимнее время года при пуске двигателей. При отрицательных температурах в диапазоне от -10 °С до -30 °С резко увеличивается момент сопротивления проворачиванию коленчатого вала двигателя, медленнее достигается минимальная пусковая частота вращения, ухудшается подача масла к трущимся поверхностям деталей.

Надежный пуск бензиновых двигателей осуществляется при значениях частоты вращения коленчатого вала в пределах 35 - 50 мин -1 при температуре окружающего воздуха -10 0 С... -20 0 С, а дизелей с различным способом смесеобразования - в среднем в интервале 100 - 200 мин -1 при температуре 0 0 С. Вязкость моторного масла, при которой пусковая система современных двигателей различной конструкции не обеспечивает вращения коленчатого вала, изменяется в пределах (4 - 10) ·10 3 мм 2 /с. Поэтому для обеспечения пуска двигателя в холодное время моторные масла должны обладать низкой вязкостью при отрицательных температурах.

Любой современный автомобиль не обходится без масла, которое кроме того, как в двигатель, также заливается в трансмиссию. На рынке существует целое многообразие этого расходного материала и существует целая таблица вязкости моторных масел. Обозначение вязкости в ней дает возможность с легкостью подобрать необходимый для своего транспортного средства состав. Нужно только хорошо разбираться в таком показателе как вязкость.

Что это такое? Почему вязкость так важна? И вообще, какую важную роль играет масло в двигателе или в элементах трансмиссии? Ответы на эти и прочие вопросы будут представлены в данной статье.

Ключевая роль масла

Важность наличия масла в двигателе сложно переоценить, поскольку на нее возложена самая ответственная задача - снизить трение поверхностей деталей. К сожалению, не все водители придают этому значение. Бывают и те, кто забывает про масло вообще и тогда, в конечном итоге, двигатель полностью выходит из строя из-за существенных повреждений.

Однако у моторного масла есть еще одно не менее важное свойство в зависимости от индекса вязкости. Дело в том, что благодаря масляной смазке заметно улучшается эффективность работы антифриза, а это предотвращает перегрев двигателя.

Во время работы двигателя в нем постоянно происходят механические и термические процессы, из-за которых он может подвергнуться перегреву. Благодаря циркуляции моторного масла, которое добирается до многих деталей, эффективным образом происходит отвод лишнего тепла от силовой установки. При этом оно распределяется между всеми поверхностями, к которым поступает.

Но, помимо отвода тепла и снижения трения, моторное масло собирает разный «мусор». В результате трения деталей образуется металлическая пыль, которая на некоторых моделях автомобилей выглядит как стружка. Циркулируя по двигателю, масло за счет своей вязкости, собирает эту пыль, которая потом оседает в фильтре.

Согласно таблице вязкости эффективность работы зависит от кинематической вязкости. Поэтому стоит подробнее изучить эту характеристику.

Что понимать под термином вязкость?

Все мы слышали, что масло обладает вязкостью, но что это конкретно, понимает далеко не каждый. Под данным определением можно считать основной показатель качества расходного материала. Иными словами, вязкость - это способность сохранять свои текучие свойства под воздействием перепадов температуры. То есть, от самых низких показателей в зимнее время до самых высоких значений летом, при максимальных нагрузках на двигатель.

При этом величина носит не постоянный, а временный характер и зависит от ряда факторов, в числе которых:

• конструкция двигателя;
• режим работы;
• степень износа деталей;
• температура окружающей среды.

Во всех странах мире без исключения введена единая масел - SAE J300, которая может быть представлена в виде таблицы вязкости моторных масел. Первые три буквы - это обозначение американского Общества Автомобильных Инженеров. На английском выглядит так: Society of Automotive Engineers.

Согласно этой системе, условные единицы, которыми маркируется та или иная марка, обозначают степень вязкости по SAE VG (Viscosity Grade). Стоит подробнее рассмотреть, как именно подразделяется расходный материал.

Кинематическая и динамическая вязкость

Существуют два понятия вязкости моторных масел:

1. кинематическая;
2. динамическая.

Кинематической вязкостью называется способность масла сохранять свою текучесть в условиях нормальной или высокой температуры. При этом, нормой считается 40°C, а повышенной - 100°C. Для измерения кинематической вязкости моторного масла применяют специальные единицы - сантистоксы.

У динамической или абсолютной вязкости нет никакой зависимости от плотности самого расходного материала. Здесь учитывается сила сопротивления двух слоев масла, расположенных на расстоянии сантиметра и движущихся со скоростью 1 см/с. Измерение проводится при помощи специального оборудования - ротационного вискозиметра. Аппарат способен воссоздавать работу моторного масла в условиях максимально приближенными к реальным.

Особенности классификации моторных масел

В зависимости от степени показателя текучести всего насчитывается 12 классов смазочных материалов. При этом все жидкости относятся к зимним и летним сортам (по 6 классов соответственно). Каждая маркировка имеет цифровое либо буквенно-цифровое обозначение (или индекс вязкости).

По большому счету, любое масло способно работать при любых условиях. Однако для показателей SAE важная роль отводится нижнему пределу температуры. У масел с приставкой W к индексу (от слова winter - зима) имеется максимально низкий температурный порог прокачиваемости. Это означает, что запуск двигателя зимой (в особенно морозных условиях) будет произведен безопасно.

Отдельной классификацией удостаиваются всесезонные моторные масла. По SAE они имеют двойное обозначение. То есть сначала указывается значение кинематической вязкости в ходе успешных испытаний при самой низкой,насколько это возможно, температуре. Второе значение, как уже можно понять, при самой максимальной.

Некоторые производители в обозначении определенных масел используют букву W. Так сразу можно догадаться, что это зимнее моторное масло. Все шесть классов маркируются следующим образом:

При необходимости узнать, при какой отрицательной температуре успешно заведется автомобиль, следует от обозначения, стоящего перед буквой W, отнять 40. Например, интересует масло под с индексом SAE 10W. После легкого вычисления получаем искомое значение -30°C.

То есть специальной таблицей вязкости можно даже не пользоваться. Хотя для надежности не помешает удостовериться в правильном выборе.

Летние масла

В классификации масел по SAE у летних расходных материалов в обозначении нет никаких букв, оно и понятно. И их классы в таблице выглядят уже так:

Чем больше индекс, тем выше показатель вязкости у масла. То есть, для жаркого климата оно имеет более густую консистенцию. По этой причине такие масла не допускается использовать при температуре окружающей среды менее 0°C. За счет своей вязкости они лучшим образом проявляют свои свойства лишь в летний зной.

Всесезонные моторные масла

Сочетают в себе все свойства зимних и летних масел. Поэтому имеют также совместное обозначение, разделенное тире. К примеру:

1. 0w-50;
2. 5w-30;
3. 15w-40;
4. 20w-30.

Использование иного обозначения для всесезонных масел не допускается (SAE 10w/40 либо SAE 10w/40).

Именно такой тип расходного материала получил наибольшее распространение среди большинства водителей, в силу особого класса вязкости моторного масла. Нет необходимости менять масло дважды за сезон. Однако всесезонное масло подходит лишь тем, кто проживает в средней полосе, где климат более благоприятен.

На что влияет неправильный выбор моторного масла?

Обычно производители автомобилей для каждого двигателя подбирают индивидуальные показатели текучести масла. Это позволяет увеличить КПД двигателя при минимальном его износе. Именно по этой причине стоит придерживаться рекомендаций автопроизводителя в отношении каждой конкретной модели. А советы знакомых и друзей, тем более посторонних лиц, коими являются работники СТО, лучше не воспринимать за истину.

Однако человеческому любопытству никогда не будет предела. Что же может произойти, если использовать «неподходящее» моторное масло? Тут возможно два исхода:

• Низкотемпературная вязкость. В сильные морозы такое масло имеет очень густую консистенцию, что затрудняет его подачу насосом в двигатель. У моторных масел с низкотемпературной вязкостью таких проблем нет (например - 5W). В результате какое-то время мотор после запуска будет работать «в сухую». И пока смазка все-таки доберется до трущихся деталей, они успеют перегреться и износиться.
• В жару ситуация будет складываться не лучшим образом. Моторное масло становится слишком жидким, а поэтому не способно задерживаться на деталях и создавать необходимую смазывающую прослойку. Первой жертвой такого масляного голодания, как правило, является распредвал.

В связи с этим, необходимо правильно выбирать масло для своего автомобиля во избежание серьезных последствий. Главное, чтобы вязкость соответствовала тем условиям, при которых эксплуатируется автомобиль.

Распространенные ошибки

К сожалению, не все водители предпочитают выбирать смазку согласно классификации масел по SAE. Среди них популярны две основные ошибки. Любители быстрой езды отказываются от стандартной смазки и отдают предпочтение спортивным сортам. Однако это верный способ довести двигатель своего автомобиля до «смертного одра». Это первая ошибка.

Другие придерживаются второго ошибочного мнения. Как считают владельцы старых автомобилей, на то время еще не было хорошего моторного масла, которое бы в полной мере удовлетворяло потребности «старушек». Большинство из них уже настроены на капитальный ремонт.

Это в корне неверно, поскольку на каждом этапе совершенствования технологий производства автомобилей, одновременно велись и разработки подходящего моторного масла. Два понятие (двигатель и масло) как бы являются одним целым, и разъединять их недопустимо.

К тому же, многие составы помимо нефтяной составляющей имели различные присадки синтетического происхождения. Поэтому стаж транспортного средства здесь не имеет значения.

В заключение

Таблица составлена не просто так, поскольку именно благодаря ней можно подобрать необходимую смазку для более долгой и эффективной работы двигателя. Следует помнить, что двигатель нуждается не только в регулярном техническом обслуживании, но и в своевременной замене всех расходных материалов, включая смазывающие средства.

Что такое HTHS?

Как известно при высоких температурах вязкость моторного масла снижается, масляная пленка становится тоньше. Параметр HTHS — это высокотемпературная вязкость при высокой скорости сдвига. HTHS измеряется в миллипаскалях в секунду. Наиболее распространенный метод испытания ASTM D 4683. Этот метод включает в себя, определение вязкости масла при высокой температуре 150С. Итак HTHS — это вязкость моторного масла при температуре 150С и высокой скорости сдвига 106 с -1 . Ничего трудного для понимания здесь нет — просто нужно запомнить, что для каждого автомобиля свой интервал допустимой HTHS . В двигатель, не предназначенный для использования моторных масел с низким HTHS, ни в коем случае нельзя лить такие масла. Почему и нужно обращать внимание на рекомендации производителя, выбирать масло в соответствии с рекомендованной вязкостью, рекомендованными допусками и рекомендованными стандартами.

Применение масла с пониженным HTHS, в не предназначенных для этого двигателях может привести к их ускоренному износу. В моторах, спроектированных для использования в них масла с пониженным HTHS , имеется ряд существенных отличий:

• расстояние между трущимися поверхностями уменьшено. Более высокая точность сборки и подгонки деталей друг к другу (минимальные зазоры между деталями).
• применение широко-поверхностных подшипников, в которых масло высокой вязкости поступает медленнее.
• специальное нанесение микропрофиля поверхности на деталях — на подобии хона в цилиндрах, для удерживания на деталях низковязких масел.

Если двигатель не спроектирован под низковязкие масла с низким HTHS , использование таких масел в нем недопустимо!

Для чего используют масла с низким HTHS?

В последнее десятилетие среди мировых автопроизводителей, наблюдается тенденция к снижению высокотемпературной вязкости при высокой скорости сдвига — HTHS. Использование таких масел экономически и экологически оправдано. Масла с низким HTHS дают большую экономию топлива по сравнению с обычными маслами более высокой вязкости. Меньшая вязкость масла приводит к меньшему сопротивлению деталям двигателя, что приводит к увеличению мощности двигателя, меньшему износу в некоторых узлах двигателя. Применение таких масел, так же положительно влияет на экологию. Выброс CO2 в атмосферу на низковязких маслах значительно ниже, чем на маслах более высокой вязкости.

Какой параметр HTHS безопаснее для двигателя?

Попробуем показать наглядно, при каких значениях HTHS опасна, а при каких не представляет никакой опасности для двигателя.

Документ, опубликованный в японском научном издании института Toyota R&D в 1997 году. (здесь нужно сделать скидку на год, прошло много лет и низкоковязкие масла стали гораздо стабильнее и безопаснее, чем это было на момент 1997 года.)

Итак группа японских ученых:
Toshihide Ohmori
Mamoru Tohyama — Toyota Central R&D Labs., Inc.
Masago Yamamoto — Toyota Central R&D Labs., Inc.
Kenyu Akiyama — Toyota Motor Corp.
Kazuyuoshi Tasaka — Toyota Motor Corp.
Tomio Yoshihara — Lubrizol Japan Ltd.

Провели эксперимент на четырехцилиндровых двигателях 1.6 DOHC. Главная цель экспериментов — узнать, как масла с разным HTHS влияют на износ двигателя. Как влияет на износ, добавление модификаторов трения в моторные масла, на основе MoDTC (органического молибдена). В двигатели заливались масла разных вязкостей с разным HTHS (Высокотемпературная вязкость при высокой скорости сдвига) после некоторого «пробега» двигатели разбирали и исследовали на предмет износа деталей.

HTHS масел двух главных ассоциаций.

ACEA A1 HTHS ≥ 2.9 и ≤ 3.5 xW-20 ≥ 2.6
ACEA A5 HTHS ≥ 2.9 and ≤ 3.5
ACEA A3 HTHS ≥ 3.5

ILSAC GF-4 ссылающийся на J300
5W20 HTHS не менее 2.6.
5W30 HTHS не менее 2.9
0W-40, 5W-40, 10W-40 HTHS ~ не менее 3.5

Рис 1. Износ поршневых колец при температуре 90С и при экстремальной температуре 130С

При вязкости HTHS 2.6 наблюдается «пограничная зона износа» — порог ниже которого начинается значительное увеличение износа, если HTHS меньше 2.6, то износ очень сильно увеличивается, если больше 2.6, то линия износа почти на одном уровне. На 2.6 износ чуть выше, чем на 3.5. Чем выше обороты двигателя — тем пропорциональнее увеличивается износ поршневых колец.

Рис 2. Износ кулачков. При 90 градусах на HTHS 2.6 наблюдается даже меньший износ кулачков, нежели чем на HTHS 3.5. Но с повышением температуры до 130С — все меняется — опять 2.6 пограничная зона. HTHS меньше чем 2.6 — износ повышается, больше чем 2.6 — износ минимальный.

Рис 3. Износ шатунных подшипников. Износа особого не видно — линии прямые, но все равно есть небольшая тенденция уменьшения износа в сторону HTHS 3.5

Рис 4. Добавили различные модификаторы трения и сравнили с обычным маслом без модификаторов.

Рис. 5 a) первая картинка на обычном масле, b) вторая картинка на масле с модификатором трения MoDTC — органический молибден. MoDTC действительно снижает трение и предотвращает износ, и чем ниже вязкость масла и HTHS, тем больше необходимость такой добавки.

PS. Исследование было проведено более 10 лет назад, с того времени низковязкие масла изменились в лучшую сторону! Поэтому «пограничная зона износа» — вполне может оказаться нормальной точкой где до износа еще далеко. А может и нет — физика! Нам еще предстоит узнать!

Так стоит ли лить низковязкие масла?

1. Наряду с плюсами низковязких масел — экономия топлива, экология, более высокий КПД, есть минусы! Например, многие производители в мануалах, где рекомендуются низковязкие масла, пишут «5W-20 не рекомендуется использовать при высоких скоростях». То есть производители считают, что на высоких скоростях, при высоких температурах окружающего воздуха, при тяжелой нагруженности автомобиля — такие масла лучше не применять. Дело в том, что слишком тонкая пленка на высокой скорости, при сопутствующих факторах может недостаточно защищать пары трения от износа. В последнее время с течением прогресса масла 5W-20, 0W-20 улучшились! Появились новые модификаторы трения (трех-ядерный молибден, оксиды титана итд), улучшились базовые масла и противоизносные присадки. Такие надписи в мануалах стали пропадать — они перестали быть актуальными. Автопроизводители сейчас наоборот пишут в мануалах «Использование моторного масла 0W-20 в вашем двигателе предпочтительно» считая что это масло конкретно этому двигателю не навредит. В любом случае нужно прислушиваться к мануалам производителей, у них больше опыта и оснований так полагать.
2. При нештатных ситуацияхнапример, вы не запустили автомобиль в морозы, не воспламенившееся топливо попадает в моторное масло и разжижает его. Низковязкое масло, при попадании в него топлива — становится еще меньшей вязкости. Топливо, конечно же, испаряется со временем нагреваясь, но какое то время там может оказаться масло очень низкой вязкости.

Пример 1: Если кто то думает что, «низковязкие масла обязательно приведут двигатель к повышенному износу» — он ошибается. Приведу результаты испытаний на трибологической установке — 4х шариковой машинке трения.

Трибологические испытания масел на диаметр износа под нагрузкой 392Н и 1 час:
Видите кто в лидерах тестов? Масла 0W-20.

Пример 2: Лабораторные анализы отработок 0W-20, 5W-20 в тяжелых российских условиях:

Вывод: Эта статья переписывалась мной два раза с перерывом в 4 года. Сначала я напугал публику низковязкими маслами- уж, но время шло, мы набирались опыта, делали лабораторные анализы и пришли к выводу — что ничего плохого в маслах 0W-20, 5W-20, 0W-16 — нет. Если они рекомендованы производителем Вашего автомобиля! Низковязкие масла быстрее выходят на рабочую вязкость — они сами по себе меньшей вязкости. Такие масла экономят топливо при прогревах автомобиля по утрам. Низковязкие масла экономят топливо при рабочей температуре двигателя — когда двигатель полностью прогрет. В некоторых двигателях оснащенных гидрокомпенсаторами, они тише работают в гидрокомпенсаторах. При низкотемпературном запуске, низковязкие масла быстрее поступают во все труднодоступные места двигателя. Во многих двигателях конструкционно предусмотрены форсунки охлаждения поршней, которые поливают поршень маслом — в этом случае лучше и быстрее охлаждают опять же низковязкие масла. То есть при небольших минусах или их полном отсутствии, мы получаем очень много плюсов от использования низковязких масел.

Рис. 5 a) первая картинка на обычном масле, b) вторая картинка на масле с модификатором трения MoDTC — органический молибден. MoDTC действительно снижает трение и предотвращает износ, и чем ниже вязкость масла и HTHS, тем больше необходимость такой добавки.PS. Исследование было проведено более 10 лет назад, с того времени масла низковязкие изменились в лучшую сторону! Поэтому «пограничная зона износа» — вполне может оказаться нормальным маслом. А может и нет — физика… Нам еще предстоит узнать!

Какой параметр HTHS выбрать?

Основными отрицательными факторами при использовании низковязких масел являются:

Высокие скорости, нагруженность автомобиля, высокие температуры окружающего воздуха. Но наряду с плюсами низковязких масел — экономия топлива, экология, более высокий КПД, есть минусы! Например, многие производители в мануалах, где рекомендуются низковязкие масла, пишут «5W-20 не рекомендуется использовать при высоких скоростях». То есть производители считают, что на высоких скоростях, при высоких температурах окружающего воздуха, при тяжелой нагруженности автомобиля — такие масла лучше не применять. Дело в том, что слишком тонкая пленка на высокой скорости, при сопутствующих факторах может недостаточно защищать пары трения от износа. Другие же автопроизводители наоборот пишут в мануалах «Использование моторного масла 0W-20 в вашем двигателе предпочтительно» считая что это масло конкретно этому двигателю не навредит. В обоих случаях нужно прислушиваться к мануалам производителей, у них больше опыта и оснований так полагать. Поэтому всегда при выборе вязкости масла руководствуйтесь вашим мануалом!

Абразивные отложения в двигателе. Еще одна проблема при использовании низковязких масел — абразивные отложения в двигателе. Таковыми являются частицы пыли, зола, сажа. Эти отложения в двигателе пагубно влияют на слишком тонкую масляную пленку, как бы разрывая ее — что неминуемо приводит к повышенному износу. В наших тяжелых условиях эксплуатации — такие отложения можно получить очень просто. Заправились плохим бензином при сгорании, которого образовалась абразивная зернистая зола, поставили некачественный воздушный фильтр, нештатный подсос воздуха помимо воздушного фильтра. итд.

Разжижение моторного масла топливом. В тяжелых условиях эксплуатации, на территории России — морозы не редкость. При низкотемпературном запуске двигателя, очень часто не воспламенившееся топливо попадает в моторное масло и разжижает его. Не без того жидкое низковязкое масло, при попадании в него топлива — становится «как вода». Топливо, конечно же, испаряется со временем, но масло не восстанавливает свои первоначальные характеристики.

Вывод: В наших условиях, с нашим бензином, пробками, жарой, нагрузкой, некачественными расходными материалами итд, «пограничные зоны» (порог ниже которого начинается значительное увеличение износа) с HTHS 2.6 не к чему! При HTHS ≥ 2.9 и выше — износ деталей двигателя меньше! Если Ваш производитель рекомендует наряду с 0W-20, вязкость 5W-30 — то эта вязкость будет предпочтительнее! Если производитель рекомендует только 0W-20, идем искать мануал от своего же двигателя, на других рынках США, Европы, Японии. Если на тот же двигатель, в другой стране рекомендуют 5W-30 — то эта вязкость предпочтительнее!

Есть автовладельцы, которым масла 0W-20 и 5W-20 наоборот предпочтительнее, к примеру, автолюбитель машину меняет раз в 3-5 лет, быстро ездить негде, заправляется только на проверенной заправке, где по умолчанию хороший бензин, на xW-20 машина отлично проходит, и сэкономит кучу денег на бензин, за эти 3-5 лет.

Конечный выбор за автолюбителем! Нужна ли Вам «пограничная зона износа» в угоду экономии бензина, или Вам нужно иметь некоторый, небольшой запас спокойствия, но чуть больший расход. Конечно же, нужно обязательно смотреть на рекомендации производителя и выбирать из рекомендованных вязкостей! Нельзя думать, что 5W-50 спасет ваш двигатель от износа, если во всем мире в Ваш двигатель рекомендуется только 0W20 и 5W30. Более того при отрицательных температурах 5W50 как правило значительно гуще чем 5W-20, и износ на масле, такой вязкости при низкотемпературных запусках — намного выше, нежели на маслах вязкости 5W-20! Моторные масла 5W-30 независимо от того Ilsac GF-4 это или ACEA A3 или ACEA A5 — являются некой золотой серединой, где и масляная пленка не слишком тонкая, и зимой запуск не так страшен!

Вязкость моторного масла - основная характеристика, по которой выбирают смазочную жидкость. Она может быть кинематической, динамической, условной и удельной. Однако чаще всего для выбора того или иного масла пользуются показателями кинематической и динамической вязкости. Их допустимые показатели четко указывает производитель двигателя автомобиля (зачастую допускается два или три значения). Правильный подбор вязкости обеспечивает нормальную работу двигателя с минимальными механическими потерями, надежную защиту деталей, нормальный расход топлива. Для того, чтобы подобрать оптимальную смазку, необходимо тщательно разобраться в вопросе вязкости моторного масла.

Классификация вязкости моторных масел

Вязкость (другое название - внутреннее трение) в соответствии с официальным определением - это свойство текучих тел оказывать сопротивление перемещению одной их части относительно другой. При этом выполняется работа, которая рассеивается в виде тепла в окружающую среду.

Вязкость - величина непостоянная, и она меняется в зависимости от температуры масла, имеющихся в его составе примесей, значения ресурса (пробега мотора на данном объеме). Однако эта характеристика определяет положение смазывающей жидкости в определенный момент времени. А при выборе той или иной смазывающей жидкости для двигателя необходимо руководствоваться двумя ключевыми понятиями - динамической и кинетической вязкостью. Их еще называют низкотемпературной и высокотемпературной вязкостью соответственно.

Исторически так сложилось, что автолюбители по всему миру определяют вязкость по так называемому стандарту SAE J300. SAE - это аббревиатура названия организации Сообщества автомобильных инженеров, которое занимается стандартизацией и унификацией различных систем и понятий, используемых в автомобилестроении. А стандарт J300 характеризует динамическую и кинематическую составляющие вязкости.

В соответствии с этим стандартом существует 17 классов масел, 8 из них зимних и 9 летних. Большинство масел, используемых в странах СНГ имеют обозначение XXW-YY. Где XX - обозначение динамической (низкотемпературной) вязкости, а YY - показатель кинематической (высокотемпературной) вязкости. Буква W означает английское слово Winter - зима. В настоящее время большинство масел являются всесезонными, что и находит отражение в таком обозначении. Восемь же зимних - это 0W, 2,5W, 5W, 7,5W, 10W, 15W, 20W, 25W, девять летних - 2, 5, 7,10, 20, 30, 40, 50, 60).

В соответствии со стандартом SAE J300 моторное масло должно соответствовать следующим требованиям:

• Прокачиваемость. Особенно это актуально для работы двигателяпри низких температурах. Насос должен без проблем качать масло по системе, а каналы не забиваться загустевшей смазывающей жидкостью.
• Работа при высоких температурах. Тут обратная ситуация, когда смазывающая жидкость не должно испаряться, угорать, и надежно защищать стенки деталей за счет образования на них надежной защитной масляной пленки.
• Защита двигателя от износа и перегрева. Это касается работы во всех температурных диапазонах. Масло должно обеспечивать защиту от перегрева двигателя и механического износа поверхностей деталей во время всего эксплуатационного периода.
• Удаление продуктов сгорания топлива из блока цилиндров.
• Обеспечение минимальной силы трения между отдельными парами в двигателе.
• Уплотнение зазоров между деталями цилиндро-поршневой группы.
• Отведение тепла от трущихся поверхностей деталей двигателя.

На перечисленные свойства моторного масла динамическая и кинематическая вязкости влияют каждая по своему.

Динамическая вязкость

В соответствии с официальным определением, динамическая вязкость (она же абсолютная) характеризует силу сопротивления маслянистой жидкости, которая возникает во время движения двух слоев масла, удаленных на расстояние один сантиметр, и движущихся со скоростью 1 см/с. Единица ее измерения - Па с (мПа с). Имеет обозначение в английской аббревиатуре CCS. Тестирование отдельных образцов выполняется на специальном оборудовании - вискозиметре.

В соответствии со стандартом SAE J300 динамическая вязкость всесезонных (и зимних) моторных масел определяется так (по сути, температура проворачиваемости):

• 0W - используется при температуре до -35°С;
• 5W - используется при температуре до -30°С;
• 10W - используется при температуре до -25°С;
• 15W - используется при температуре до -20°С;
• 20W - используется при температуре до -15°С.

Также стоит отличать температуру застывания и температуру прокачиваемости . В обозначении вязкости речь идет именно о прокачиваемости, то есть, состоянии. когда масло может беспрепятственно распространиться по масляной системе в допустимых температурных рамках. А температура его полного застывания обычно на несколько градусов ниже (на 5...10 градусов).

Как вы можете видеть, для большинства регионов Российской Федерации масла со значением 10W и выше НЕ могут быть рекомендованы к использованию как всесезонное . Это находит прямое отражение в допусках различных автопроизводителей для машин, реализуемых на российском рынке. Оптимальными для стран СНГ будут масла с низкотемпературной характеристикой 0W или 5W.

Кинематическая вязкость

Другое ее название - высокотемпературная, с ней разбираться гораздо интереснее. Здесь, к сожалению, нет такой же четкой привязки, как у динамической, и значения имеют другой характер. Фактически эта величина показывает время, за которое некоторое количество жидкости выливается через отверстие определенного диаметра. Измеряется высокотемпературная вязкость в мм²/с (другая альтернативная единица измерения сантистокс - сСт, существует следующая зависимость - 1 сСт = 1 мм²/c = 0,000001 м²/c).

Наиболее популярные коэффициенты высокотемпературной вязкости по стандарту SAE - 20, 30, 40, 50 и 60 (перечисленные выше меньшие значения используются редко, например, их можно встретить у некоторых японских машинах, использующихся на внутреннем рынке этой страны). Если сказать в двух словах, то чем меньше этот коэффициент, тем масло жиже , и наоборот, чем выше - тем оно гуще . Лабораторные тесты проводят при трех температурах - +40°С, +100°С и +150°С. Прибор, при помощи которого проводят опыты - ротационный вискозиметр.

Три эти температуры выбраны не случайно. Они позволяют увидеть динамику изменения вязкости при различных условиях - нормальных (+40°С и +100°С) и критических (+150°С). Испытания проводятся и при других температурах (а по их результатам строятся соответствующие графики), однако эти температурные значения приняты за основные точки.

И динамическая и кинематическая вязкости напрямую зависят от плотности. Зависимость между ними следующая: динамическая вязкость является произведением кинематической вязкости на плотность масла при температуре +150 градусов по Цельсию . Это вполне соответствует законам термодинамики, ведь известно, что при повышении температуры плотность вещества уменьшается. А это значит, что при постоянной динамической вязкости кинематическая при этом будет снижаться (о чем соответствуют и ее низкие коэффициенты). И наоборот при снижении температуры кинематические коэффициенты увеличиваются.

Прежде чем перейти к описанию соответствий описанных коэффициентов, остановимся на таком понятии как High temperature/High shear viscosity (сокращенно - HT/HS). Это отношение температуры работы двигателя к высокотемпературной вязкости. Оно характеризует текучесть масла при испытуемой температуре, равной +150°С. Это значение было введено организацией API в конце 1980-х годов для лучшей характеристики выпускаемых масел.

Таблица высокотемпературной вязкости

Обратите внимание, что в новых версиях стандарта J300 масло с вязкостью SAE 20 имеет нижнюю границу, равную 6,9 сСт. Те же смазывающие жидкости, у которых это значение ниже (SAE 8, 12, 16), выделены в отдельную группу под названием энергосберегающие масла . По классификации стандарта ACEA они имеют обозначение A1/B1 (устаревший после 2016 года) и A5/B5.

Индекс вязкости

Существует еще один интересный показатель - индекс вязкости . Он характеризует снижение кинематической вязкости с увеличением рабочей температуры масла. Это относительная величина, по которой можно условно судить о пригодности смазывающей жидкости работать при различных температурах. Его вычисляют эмпирически, сопоставляя свойства при разных температурных режимах. В хорошем масле этот индекс должен быть высоким, поскольку тогда его эксплуатационные характеристики мало зависят от внешних факторов. И наоборот, если индекс вязкости определенного масла маленький, то такой состав очень зависит от температуры и прочих рабочих условий.

Другими словами можно сказать, что при низком коэффициенте масло быстро разжижается. А из-за этого толщина защитной пленки становится очень маленькой, что приводит к значительному износу поверхностей деталей двигателя. А вот масла с высоким индексом способны работать в широком температурном диапазоне и полностью справляться со своими задачами.

Индекс вязкости напрямую зависит от химического состава масла . В частности, от количества в нем углеводородов и легкости используемых фракций. Соответственно, минеральные составы будут иметь самый плохой индекс вязкости, обычно он находится в диапазоне 120...140, у полусинтетических смазывающих жидкостей аналогичное значение будет 130...150, а “синтетика” может похвастаться самыми лучшими показателями - 140...170 (иногда даже до 180).

Высокий индекс вязкости синтетических масел (в отличие от минеральных при их одинаковой вязкости по SAE) позволяет использовать такие составы в широком температурном диапазоне.

Можно ли смешивать масла разной вязкости

Довольно распространенной бывает ситуация, когда автовладельцу по какой-либо причине нужно долить в картер двигателя иное масло, чем то, которое уже находится там, особенно при условии, что они имеют разные вязкости. Можно ли так делать? Ответим сразу - да, можно, однако с определенными оговорками.

Основное, о чем стоит сказать сразу - все современные моторные масла можно смешивать между собой (разной вязкости, синтетику, полусинтетику и минералку). Это не вызовет никаких негативных химических реакций в картере двигателя, не приведет к образованию осадка, вспениваемости или другим негативным последствиям.

Падение плотности и вязкости при повышении температуры

Доказать это очень легко. Как известно, все масла имеют определенную стандартизацию по API (американский стандарт) и ACEA (европейский стандарт). В одних и других документах четко прописаны требования безопасности, в соответствии с которыми допускается любое смешивание масел таким образом, чтобы это не вызывало каких-либо разрушительных последствий для двигателя машины. А поскольку смазывающий жидкости соответствуют этим стандартам (в данном случае не важно, какому именно классу), то и требование это соблюдается.

Другой вопрос - стоит ли смешивать масла, тем более разной вязкости? Делать такую процедуру допускается лишь в крайнем случае, например, если в данный момент (в гараже или на трассе) у вас нет подходящего (идентичного тому, что находится в данный момент в картере) масла. В этом экстренном случае можно долить смазывающую жидкость до нужного уровня. Однако дальнейшая эксплуатация зависит от разницы старого и нового масел.

Так, если вязкости очень близки, например, 5W-30 и 5W-40 (а тем более производитель и их класс одинаковы), то с такой смесью вполне можно ездить и дальше до очередной смены масла по регламенту. Аналогично допускается смешивать и соседние по значению динамической вязкости (например, 5W-40 и 10W-40. В результате вы получите некое среднее значение, которое зависит от пропорций того и другого состава (в последнем случае получится некий состав с условной динамической вязкостью 7,5W-40 при условии смешивания их одинаковых объемов).

Также допускается к длительной эксплуатации смесь близких по значению вязкости масел, которые однако относятся к соседним классам. В частности, допускается смешивать полусинтетику и синтетику, или минералку и полусинтетику. На таких составах можно ездить длительное время (хотя и нежелательно). А вот смешивать минеральное масло и синтетическое, хотя и можно, но лучше доехать на нем лишь до ближайшего автосервиса, и там уже выполнить полную замену масла.

Что касается производителей, то тут аналогичная ситуация. Когда у вас есть масла разной вязкости, но от одного производителя - смешивайте смело. Если же к хорошему и проверенному маслу (в котором вы уверены, что это не подделка) от известного мирового производителя (например, таких как или ) добавляете похожее как по вязкости, так и по качеству (в том числе стандартам API и ACEA), то в таком случае на машине тоже можно ездить еще длительное время.

Также обратите внимание на допуски автопроизводителей. Для некоторых моделей машин их производитель прямо указывает, что используемое масло должно обязательно соответствовать допуску. В случае, если добавляемая смазывающая жидкость не имеет такого допуска, то длительное время на такой смеси ездить нельзя. Нужно как можно быстрее выполнить замену, и залить смазку с необходимым допуском.

Иногда возникают ситуации, когда смазывающую жидкость нужно залить в дороге, и вы подъезжаете к ближайшему автомагазину. Но в его ассортименте нет такой смазывающей жидкости, как и в картере вашего авто. Что делать в таком случае? Ответ простой - залить аналогичное или лучше. Например, вы пользуете полусинтетикой 5W-40. В этом случае желательно подобрать 5W-30. Однако тут нужно руководствоваться теми же соображениями, которые были приведены выше. То есть, масла не должны сильно отличаться друг от друга по характеристикам. В противном случае полученную смесь нужно как можно быстрее заменить на новый подходящий для данного двигателя смазывающий состав.

Вязкость и базовое масло

Многих автолюбителей интересует вопрос о том, какую вязкость имеет , и полностью масло. Он возникает потому что существует распространенное заблуждение, что у синтетического средства якобы вязкость лучше и именно поэтому «синтетика» лучше подходит для двигателя автомобиля. И напротив, якобы минеральные масла обладают плохой вязкостью.

На самом деле это не совсем так . Дело в том, что обычно минеральное масло само по себе гораздо гуще, поэтому на полках магазинов такая смазывающая жидкость зачастую встречается с показаниями вязкости такими как 10W-40, 15W-40 и так далее. То есть, маловязких минеральных масел практически не бывает. Другое дело синтетика и полусинтетика. Использование в их составах современных химических присадок позволяет добиться снижения вязкости, именно поэтому масла, например, с популярной вязкостью 5W-30 могут быть как синтетическими, так и полусинтетическими. Соответственно, при выборе масла нужно обращать внимание не только на значение вязкости, но и на тип масла.

Базовое масло

Качество конечного продукта во многом зависит от базы. Моторные масла не исключение. При производстве масел для двигателя автомобиля используют 5 групп базовых масел. Каждое из них отличается способом добывания, качеством и характеристиками

У различных производителей в ассортименте можно найти самые разные смазывающие жидкости, относящиеся к разным классам, однако имеющие одинаковую вязкость. Поэтому при покупке той или иной смазывающей жидкости выбор его вида - это отдельный вопрос, который нужно рассматривать, исходя из состояния двигателя, марки и класса машины, стоимости непосредственно масла и так далее. Что касается приведенных выше значений динамической и кинематической вязкости, то они имеют одинаковое обозначение по стандарту SAE. Но вот стабильность и долговечность защитной пленки у разных типов масел будут другими.

Выбор масла

Подбор смазывающей жидкости для конкретного двигателя машины - процесс достаточно трудоемкий, поскольку нужно проанализировать много информации для принятия правильного решения. В частности, кроме непосредственно вязкости желательно поинтересоваться моторного масла, его классами по стандартам API и ACEA, тип (синтетика, полусинтетика, минералка), конструкцию двигателя и много чего еще.

Какое масло лучше заливать в двигатель

Выбор моторного масла дол основывается на вязкости, спецификации API, АСЕА, допусках и тех важных параметрах, на которые вы никогда не обращаете внимание. Подбирать нужно по 4 основным параметрам.

Что касается первого шага - выбора вязкости нового моторного масла, то стоит отметить, что изначально нужно исходить из требований завода-изготовителя двигателя. Не масла, а двигателя! Как правило, в мануале (технической документации) имеется конкретная информация о том, смазывающие жидкости какой вязкости допускается использовать в силовом агрегате. Зачастую допускается применять два или три значения вязкости (например, ).

Обратите внимание, что толщина образуемой защитной масляной пленки не зависит от ее прочности. Так, минеральная пленка выдерживает нагрузку около 900 кг на квадратный сантиметр, а такая же пленка, образованная современными синтетическими маслами на основе эстеров уже выдерживает нагрузку 2200 кг на квадратный сантиметр. И это при одинаковой вязкости масел.

Что будет, если неправильно подобрать вязкость

В продолжение предыдущей темы перечислим возможные неприятности, которые могут возникнуть в случае, если будет выбрано масло в неподходящей для данного вязкостью. Так, если оно слишком густое:

• Рабочая температура двигателя будет повышаться, поскольку тепловая энергия будет отводиться хуже. Однако при езде на невысоких оборотах и/или в холодную погоду это можно не считать критическим явлением.
• При езде на высоких оборотах и/или при высокой нагрузке на двигатель температура может значительно возрасти, из-за чего возникнет значительный износ как отдельных частей, так и двигателя в целом.
• Высокая температура двигателя приводит к ускоренному окислению масла, из-за чего оно быстрее изнашивается и теряет свои эксплуатационные свойства.

Однако если залить в двигатель очень жидкое масло, то также могут возникнуть проблемы. Среди них:

• Масляная защитная пленка на поверхности деталей будет очень тонкой. Это значит, что детали не получают должную защиту от механического износа и воздействия высоких температур. Из-за этого детали быстрее изнашиваются.
• Большое количество смазочной жидкости обычно уходит в угар. То есть, будет иметь место .
• Возникает риск появления так называемого клина мотора, то есть, его выхода его из строя. А это очень опасно, поскольку грозит сложными и дорогостоящими ремонтами.

Поэтому, чтобы избежать подобных неприятностей старайтесь подбирать масло той вязкости, которую допускает производитель двигателя машины. Этим вы не только продлите срок его эксплуатации, но и обеспечите нормальный режим его работы в разных режимах.

Заключение

Всегда придерживайтесь рекомендаций автопроизводителя и заливайте смазочную жидкость с теми значениями динамической и кинематической вязкости, которая прямо им указана. Незначительные отклонения допускаются лишь в редких и/или аварийных случаях. Ну а выбор того или иного масла нужно проводить по нескольким параметрам , а не только по вязкости.