Класифікація і маркування моторного масла по в'язкості SAE. HTHS - високотемпературна в'язкість на зрушення Стабілізатори густоти масла

При виборі моторного масла для зимової експлуатації слід звертати увагу на наступні технічні характеристики, Які виробники мастильних матеріалів зазвичай вказують в технічних описах.

1. Температура замерзання (втрати плинності) або Pour Point.Вимірюється по ГОСТ 20287 або DIN ISO 3016 або ASTM D97. Цей параметр не має особливого фізичного сенсу для експлуатації двигуна. Він вказується в цілях зберігання масла і вказує на те, що масло можна перелити з однієї ємності в іншу. Тим більше що існують спеціальні присадки - депрессори, які знижують температуру замерзання у мінеральних масел. Додавши велика кількість депресорних присадок в мінеральне гидрокрекинговоє базове масло можна домогтися температури замерзання готового масла навіть нижче мінус 40 С.

2. Динамічна в'язкістьпри низькій температурі вимірюється за допомогою імітатора запуску холодного двигуна CCS (Cold Cranking Simulator) за методами DIN 51 377 або ASTM D 2602. Цей важливий параметр показує наскільки двигуну буде важко провернути холодне масло в циліндро-поршневої групи. Вимірюється в мПа * с. Чим нижче цей параметр, тим краще. Граничні значення в'язкості для різних класів масел визначає міжнародний стандарт SAE J300.

Стандарт SAE J300 остання редакція

3. Динамічна в'язкість при низькій температурі вимірюється на мініротаціонном візкозіметре MRV (Mini Rotary Viscometer). Вона вимірюється при температурі на 5 ° С нижче, ніж CCS і називається ще «в'язкістю прокачування». Це показник говорить про те, чи зможе загусло масло прокачати маслонасосів двигуна і з якою швидкістю холодне масло буде подано по маслоканалам до точок змащення. Вимірюється в мПа * с. Всі три параметра - температура замерзання, динамічна в'язкість CCS і динамічна в'язкість MRV, чим менше, тим краще. Параметри CCS і MRV, беруть участь в визначення класу в'язкості по SAE. Стандарт SAE визначає бокові значення в'язкості при певних температурах. Наприклад масла в'язкістю 5W-XX (20, 30, 40, 50) не повинні мати в'язкість CCS при мінус 30 С більше, ніж 6600, а в'язкість MRV не повинна бути більше, ніж 60000. Тоді це масло має право маркуватися, як 5W- XX.

У побутових умовах можна так само оцінити низькотемпературні властивості за допомогою різних пристосувань. І якщо для багатьох регіонів Росії морози під 40 С це рідкість, то для Якутії це будні. Ось приклад таких випробувань від драйвовчаніна Андрія Тоскин АКА Белководус.

загальновизнаний технічний факт - масла, що виготовляються на основі поліальфаолефінів (ПАТ), мають кращі низькотемпературні властивості в порівнянні з мінеральними гидрокрекинговиє маслами. При цьому масла на ПАТ мають явні переваги і при річній експлуатації: нижча випаровуваність - параметр NOACK в тех. описах, більш висока термостабільність, низька окислюваність і коксованість, краще відведення тепла від змащуваних поверхонь.

найважливішими експлуатаційними властивостями моторних масел є: в'язкісно-температурні (в'язкість, індекс в'язкості, температура застигання), протизносні, протиокислювальні, диспергуючі (миючі), корозійні та ін.

Вязкостно-температурні властивості.В'язкість і її залежність від температури є найважливішим показником якості моторних масел.

Від в'язкості масла залежить його здатність забезпечити рідинне, гідродинамічний тертя в підшипниках, а, отже, їх нормальну роботу. В'язкість масла впливає на зношування шийок колінчастого вала і вкладишів підшипників. Від в'язкості масла залежить кількість відводиться від вузла тертя теплоти. Чим менше в'язкість, тим краще охолоджується підшипник, так як через нього прокачується більше масла, а отже, і більше теплоти відводиться разом з ним із зони тертя.

Вибір оптимальної в'язкості масла ускладнюється тим, що вона дуже залежить від температури. Наприклад, при зниженні температури від 100 до 50 ° С в'язкість може збільшитися в 4-5 разів. При охолодженні моторних масел до 0 С і тим більше до негативних температур їх в'язкість збільшується в сотні і тисячі разів.

За багато років вивчення залежності в'язкості від температури було запропоновано багато способів побудови в'язкісно-температурних характеристик і формул, що виражають цю залежність. Але лише деякі з них дають задовільну збіжність результатів розрахунку і практичного визначення в'язкості віскозиметром. Це пояснюється в першу чергу тим, що масла являють собою рідини, молекули яких, маючи складну будову, утворюють різні структури, залежні як від молекулярної маси, так і від групового хімічного складу масла.

Для опису залежності в'язкості моторних масел від температури практично використовують рівняння Вальтера і радянського хіммотологія Рамайях.

Формула Вальтера в експоненційної формі має вигляд

де - кінематична в'язкість, Мм 2 / с, при температурі t , ° С; Т- абсолютна температура; а- коефіцієнт, що залежить від індивідуальних властивостей рідини.

Для сучасних масел кращі збіги з досвідченими даними виходять при а \u003d0,6.

Формула Рамайях має вигляд

,

де - динамічна в'язкість масла; Т- абсолютна температура;

Аі В- коефіцієнти, постійні для даного масла.

Формула дозволяє уявити в'язкісно-температурну характеристику масла в координатах аргумент 1 / Т - функція
.

Практичне застосування обох формул показало задовільний збіг результатів розрахунку з дослідними даними. Дещо більшу точність дає формула Рамайях. Принциповим недоліком цих рівнянь є їх емпіричний характер, не розкриває суті фізичних явищ, що відбуваються в оліях при зміні їх температури.

На основі рівнянь Вальтера і Рамайях побудовані і надруковані спеціальні координатні сітки, на яких можна швидко побудувати в'язкісно-температурні криві різних моторних масел.

Практично залежність кінематичної в'язкості від температури можна зображувати в трьох системах координат. У діапазоні температур 50-100 ° С найпростіше в'язкісно-температурну характеристику будувати в координатах t і (Рис. 1). При більш широкому діапазоні температур, наприклад, від температури застигання масла до 100 ° С, рекомендується застосовувати сітку координат Рамайях (рис. 2).

Дуже важливим є завдання кількісної оцінки крутизни в'язкісно-температурною кривою. Запропоновано кілька таких оціночних параметрів.

1. ставлення кінематіче ських вязкостей v so іv 100 . Цей простий і надійний параметр характеризує крутизну в'язкісно-температурною кривою у відносно вузькому діапазоні температур прогрітого масла, але не дозволяє оцінити її в найбільш важливій галузі низьких температур, що надають вирішальний вплив на пускові характеристики двигуна. Для моторних масел, що застосовуються влітку або в умовах жаркого клімату, v 50 / v 100< 6; для масел, предназначенных к применению зимой и особенно в северных районах, v 50 /v 100 < 4.

2. Температурний коефіцієнт в'язкості (ТКВ) при температурах від 0 до 100 ° С

ТКВ 0 -100 \u003d (v 0 - v 100) / v 50.

При оцінці крутизни в'язкісно-температурною кривою в умовах низьких температур ТКВ дає більш чітку картину, ніж ставлення v 50 / v 100. для зимових масел ТКВ 0-100<: 22, для всесезонных < 25, для летних < 35-40.

3. індекс в'язкості (ІВ). У сучасних вітчизняних і зарубіжних стандартах для оцінки крутизни в'язкісно-температурною кривою застосовують показник ІВ, заснований на порівнянні масла з двома еталонами.

Один з цих еталонів характеризується крутий в'язкісно-температурною кривою, а інший - пологої. еталону:

- з крутої кривоїпривласнений індекс в'язкості, що дорівнює 0,

- а еталону з пологої кривої - 100.

Чим вище ІВ масла, тим більш полога в'язкісно-температурна крива і тим краще масло для зимової експлуатації.

На рис. 3 наведено графік, що пояснює принцип визначення в'язкісно-температурних властивостей масел за допомогою ІВ. На графіку зображені в'язкісно-температурні характеристики трьох масел: двох еталонних (верхня і нижня криві) і одного досліджуваного (середня крива).

Практично ІВ обчислюють за формулою (ГОСТ 25371-82)

ІВ \u003d (v - v 1) / (v - v 2), або ІВ \u003d (v - v 1) / v 3,

де v - кінематична в'язкість масла при 40 ° С з ІВ \u003d 0 і мають при 100 ° С таку ж кінематичну в'язкість, як випробний масло, мм 2 / с; v 1 - кінематична в'язкість випробуваного масла при 40 ° С, мм 2 / с; v 2 - кінематична в'язкість масла при 40 ° С з ІВ \u003d 100 і мають при 100 ° С таку ж кінематичну в'язкість, як випробний масло, мм 2 / с; v 3 \u003d v-v 2.

в'язкістю називається властивість рідини чинити опір при переміщенні її шарів під дією зовнішньої сили. Ця властивість є наслідком тертя, що виникає між молекулами рідини. Розрізняють динамічну і кінематичну в'язкість.

В'язкість істотно змінюється зі зміною температури. Зі зниженням температури взаємодія між молекулами посилюється, і в'язкість масла збільшується. Так, наприклад, при зміні температури на 100 ° С в'язкість масла може змінюватися в 250 разів. З огляду на лінійний характер залежності, можна по номограмі визначити в'язкість масла при будь-якій температурі.

З підвищенням тиску в'язкість масла зростає. Величини тиску в масляній плівці, укладеної між поверхнями, що труться, можуть бути значно вище, ніж самі навантаження на ці поверхні. В олійною плівці корінного підшипника колінчастого вала двигуна величина тиску досягає 500 МПа.

З підвищенням тиску в'язкість більш рідких масел (з пологої в'язкісно-температурною характеристикою) зростає в меншій мірі, ніж більш в'язких масел (з більш крутою в'язкісно-температурною характеристикою).

При тиску (1,5-2,0) 10 3 МПа мінеральне масло твердне. Введені присадки в базове масло сприяють збереженню несучої здатності масляного шару при збільшенні навантаження.

в'язкість є основним параметром при підборі масла, тому вона завжди вказана в маркуванні масла. Для маркування в'язкість визначають при тих температурах, при яких працюють вузли тертя. Моторні масла для двигунів внутрішнього згоряння маркують по кінематичної в'язкості мм 2 / с (сСт) при температурі 100 ° С, яка прийнята в якості середньої температури масла в двигуні (картер, система мастила).

Для отримання масел з хорошими вязкостно-температурними властивостями в якості базових використовують маловязкие масла, які мають в'язкість менше 5 мм 2 / с при температурі 100 ° С, і додають в них вязкостниє присадки (загусники). Як присадок застосовують такі полімерні сполуки, як поліізобутилен, поліметакрилат, поліалкілстіроли і ін.

З зниженням температури обсяг макромолекул полімеру зменшується (молекули «згортаються» в клубки). при підвищенні температури клубки макромолекул «розгортаються» в довгі розгалужені ланцюги, приєднуючи молекули базового масла, обсяг їх стає більше, і в'язкість масла зростає.

Загущені присадками масла володіють необхідним рівнем в'язкості при позитивних температурах 50-100 ° С, пологої кривої зміни в'язкості (рис. 4) і, отже, високим індексом в'язкості, рівним 115-140. Такі масла отримали назву всесезонних, так як мають одночасно властивості одного з зимових класів і одного з літніх.

Мал. 4. Вплив вязкостной присадки на в'язкість масла

при різних температурах:

1 - маловязкое масло; 2 - те ж масло з вязкостной

присадкою (загущенное)

У системах змащення сучасних автомобільних двигунів застосовуються саме загущені всесезонні масла. При їх використанні потужність двигуна підвищується на 3-7% (що забезпечується високим індексом в'язкості і здатністю загущених масел знижувати в'язкість в парах тертя при високих швидкостях зсуву), полегшується пуск і скорочується час прогріву, знижуються механічні втрати на тертя, і, як наслідок, витрата палива, збільшуються довговічність деталей і термін служби масел. Економія палива досягає 5% при великих пробігах і 15% при коротких пробігах в зимовий час з частими пусками двигуна (рис. 5).

Мал. 5. Зниження витрат на бензин під час руху автомобіля

в міру прогріву двигуна

До недоліків загущених маселвідносять низьку стабільність загущених присадок при високих температурах, що викликає погіршення вязкостно-температурних характеристик масел при тривалій беззмінною роботі їх в двигунах.

Індекс в'язкості (ІВ), оцінює в'язкісно-температурні властивості масел, є умовним показником, що характеризує ступінь зміни в'язкості масла в залежності від температури і визначається шляхом порівняння в'язкості даного масла з двома еталонними маслами, в'язкісно-температурні властивості одного з яких прийняті за 100, а другого - за 0 одиниць.

Індекс в'язкості визначають по номограмі (рис. 6), розрахунковим шляхом або за спеціальними таблицями. Для визначення ІВ по номограмі необхідно знати значення кінематичної в'язкості масла при температурах +50 ° С і +100 0 С.

Мал. 6. Номограма для визначення індексу в'язкості моторних масел

Чим вище ІВ, тим більш пологою кривою (рис. 7) характеризується масло і тим краще його вязкостно-температурні властивості. З двох масел з однаковою в'язкістю при температурі +100 ° С, але з різними ІВ, одне (1) можна застосовувати тільки в теплу пору, так як при низьких температурах воно втрачає рухливість, а інше (2) - всесезонно, так як воно забезпечить легкий пуск двигуна при низьких температурах повітря і рідинне тертя при робочих температурах.

Мал. 7. Залежність в'язкості моторних масел від температури

для різних значень індексу в'язкості: 1 - ІВ 90; 2 - ІВ 140

З огляду на ту обставину, що в'язкість масла і індекс в'язкості визначають працездатність вузла тертя, то в стандартах на олії ці параметри нормуються в кількісному вираженні. Для автомобільних масел ІВ повинен бути не менеї 90.

Тому при виробництві моторних масел необхідно любимі доступними й ефективними методами зменшити залежністьв'язкості масла від температури, т. е. збільшити їх ІВ і знизититемпературу застигання. Це стосується в першу чергу до зимовихі гарєєвим маркам масел.

Температурні характеристики моторних масел наступні:

Температура спалаху - найнижча температура, при якій пари, що нагрівається в стандартних умовах масла утворюють з повітрям суміш, яка спалахує від відкритого вогню, але швидко гасне через недостатньо інтенсивного випаровування.

температура займання - та температура, при якій пари, що нагрівається в стандартних умовах масла утворюють з повітрям таку суміш, яка запалюється і горить від відкритого вогню не менше 5 с. Температура спалаху є показником пожежонебезпечного масла. По ній можна судити про присутність в маслі летючих фракцій, які можуть швидко випаровуватися в працюючому двигуні і збільшувати витрата масла на чад. Зниження температури спалаху масла свідчить про розбавлення масла паливом.

Температура застигання (Температура початку плинності) - найнижча температура, при якій масло ще володіє деякою плинністю. Обумовлена \u200b\u200bв стандартних умовах температура застигання на 3 ° С вище за діючу ціну температури затвердіння, при якій протягом 5 з масло знаходиться в нерухомому стані.

температура помутніння - та, при якій з'являються дрібні кристали парафіну і масло мутніє. В подальшому кристали утворюють каркас і масло втрачає рухливість. Між кристалами масло залишається ще рідким і при сильному струшуванні плинність масла може відновитися. Температура помутніння залежить від швидкості охолодження, термічної обробки масла і від механічних впливів.

Температура застигання служить граничної мінімальної температурою розливання і, частково, експлуатації масла. Мінімальна температура експлуатації моторних масел визначається по низькотемпературним характеристикам в'язкості і перекачування.

застигання - властивість, що визначає втрату плинності масла. При зниженні температури до певної величини плинність масла знижується, а при подальшому зниженні воно застигає. Зі збільшенням в'язкості масла з нього виділяються найбільш високоплавкі вуглеводні (парафін, церезин), а при повній втраті плинності масла мікрокристали твердих вуглеводнів (парафіну) утворюють просторову кристалічну решітку, яка б пов'язала все масло в єдину нерухому масу.

Температуру, при якій масло втрачає текучість, називають температурою застигання. Нижній температурний межа застосування масла приблизно на 8-12 ° С вище температури застигання, тобто .:

t ОВ \u003d t 3 - (8-12) ° C,

де: t ів - нижній температурний межа навколишнього повітря (застосування даної марки моторного масла), 0 С;

t 3 - температура застигання певної марки масла, що регламентується стандартом, 0 С.

Зниження температури застигання масел домагаються шляхом депарафінізації (часткового видалення парафінів) або додаванням присадок-депрессоров в процесі їх виробництва. Депрессори запобігають утворенню кристалічної решітки, коли кристали парафіну об'єднуються в об'ємні структури. Знижуючи температуру застигання масла, депрессори не впливають на його в'язкісні властивості.

Протизносні (змащующие) властивості характеризують здатність масла перешкоджати зносу поверхонь тертя. Утвориться на поверхнях, що труться міцна плівка виключає безпосередній контакт деталей. Високі протизносні властивості масла особливо затребувані при невеликих частотах обертання колінчастого вала, коли високі питомі навантаження, а також коли геометричні форми або розміри деталей мають суттєві відхилення, що загрожує задираками, схоплюванням і руйнуванням, що труться.

Протизносні властивості масла залежать від його в'язкості, в'язкісно-температурною характеристики, здатності, що змазує, чистоти масла.

З підвищенням температури масла адсорбційний шар послаблюється, а при досягненні критичної температури 150-200 ° С, на межі міцності плівки і сухого тертя, руйнується. Масла з високими протизносними властивостями здатні формувати для попередження зношування такий режим тертя, який виключає безпосередній контакт поверхонь тертя металів. Тому можливе в даному випадку зношування викликається циклічністю навантажень на окремих ділянках поверхонь тертя і втомного руйнування металу (втомні тріщини в галтелях колінчастих валів).

Про здатності, що змазує ( «маслянистості») масла судять по його хімічним складом, в'язкості, наявності присадок. На жирність впливають містяться в оліях і володіють високими поверхнево-активними властивостями смолисті речовини, високомолекулярні кислоти, сірчисті з'єднання.

Правильний вибір в'язкості масла в значній мірі впливає на швидкість зношування. Високов'язкі масла при низькій температурі загустевают і погано надходять до поверхонь, що труться деталей. У той же час пуск і прогрів двигуна на менш в'язких (рідких) маслах полегшується, режим рідинного тертя настає швидше.

Для зниження втрат на тертя в моторні масла вводять антифрикційні присадки, основою яких служать беззольні органічні сполуки, що містять благородні елементи (нікель, кобальт, хром, молібден). Малорозчинні поверхнево-активні речовини такого типу утворюють у вузлах тертя багатошарові захисні плівки з впровадженням легуючих металів в зону тертя. Особливе місце при цьому належить молібдену, атоми якого здатні зв'язувати атоми заліза і утворювати структури, стійкі до питтингов (місцевим викришування металу), фреттинг-корозії та ін. Більш того, тільки цей метал утворює в результаті окислення поверхневих шарів оксиди, температура плавлення і твердість яких на порядок нижче, ніж у металу поверхні тертя.

Мастильні властивості моторного масла, Як і масел для інших машин і механізмів, обумовлені його в'язкістю і олійністю, вплив і механізм дії яких різні.

В'язкість як властивість, пов'язане з внутрішнім (молекулярним) тертям, проявляє себе при рідинному (гидродинамическом) терті. Жирність ж масла важлива при виникненні граничного тертя. У цих умовах міцність масляної плівки є вирішальним фактором, що перешкоджає безпосередньому контакту тертьових деталей.

Встановлено, що міцність масляної плівки залежить від полярної активності молекул масла, т. Е. Від їх здатності утворювати міцні шари строго орієнтованих молекул.

Орієнтовний поле полярно-активних молекул утворює на поверхні деталей, що труться своєрідний ворс. Чим довше полярно-активні молекули масла і чим міцніше вони з'єднуються з поверхнею деталей, що труться, тим вище жирність масла. Але це дуже спрощене пояснення, що дозволяє зрозуміти лише основну сутність цього явища.

Насправді в реальних умовах виникають зазвичай не мономолекулярні, а мультимолекулярних орієнтовані шари, в яких внутримолекулярное тертя набуває особливого характеру, що полягає в тому, що відбувається тертя між окремими шарами молекул, а не між окремими молекулами. При відповідному підборі полярно-активних речовин, що входять в масло, число шарів може доходити до тисячі і більше, а їх сумарна товщина до 1,5-2 мкм. З підвищенням температури верхні шари, які не мають міцного зв'язку з поверхнею деталі, дестабілізуються і руйнуються, але перший мономолекулярний шар зруйнувати важко.

Експериментально встановлено, що коефіцієнт тертя між деталями мало залежить від числа мономолекулярних шарів і практично однаковий як при одному, так і при декількох десятках таких шарів. Цим можна пояснити той факт, що досить додати в масло дуже небагато речовин, що володіють високою полярної активністю, як жирність масла, т. Е. Міцність його масляної плівки різко зростає.

Процеси, пов'язані з олійністю, вивчають на спеціальних машинах тертя. Кількісне визначення змащувальних властивостей масел ведуть за допомогою четирехшаріковой машини (ГОСТ 9490-75 *). Принцип дії цієї машини полягає в наступному.

Три кульки діаметром 12,7 мм зі сталі ШХ-15 (підшипникової серії) встановлюють нерухомо у вигляді трикутника в спеціальній чашеобразной обоймі, в яку потім наливають випробувані масло. На ці кульки накладають зверху такий же кулька (четвертий), закріплений в обертовому, як у дриля, шпинделі.

Частота обертання шпинделя 1460 ± 70 хв -1. Провертання нижніх кульок при випробуванні не допускається.

На четирехшаріковой машині проводять серію визначень, кожне з яких виконують на новій пробі випробуваного масла і нових кульках. На машині визначають критичне навантаження, навантаження зварювання, індекс задирака і показутель зносу. При визначенні перших трьох параметрів тривалість випробувань становить 10 0,2 с, при оцінці показника зносу - 60 0,5 хв. Режімосевой навантаження повинен бути витриманий у відповідності зі стандартом.

Індекс задирака і критичне навантаження характеризують здатність масла захищати тертьові поверхні від ушкоджень і задирів, а навантаження зварювання оцінює граничне навантаження, яке може витримати дане масло. Показник зносу визначає вплив мастильного матеріалу на зношування змащуваних поверхонь.

Його оцінюють по діаметру плям (слідів) на всіх трьох нижніх кульках. Вимірювання здійснюють за допомогою мікроскопа з 24-кратним збільшенням та відлікової шкалою з ціною поділки не більше 0,01 мм. Кожна пляма вимірюють в двох напрямках: в напрямку ковзання і перпендикулярному йому.

Результатом вважається середнє арифметичне всіх вимірювань за трьома нижнім кулькам.

Принцип дії четирехшаріковой машини показаний на рис. 8.

Мал. 8. Принцип дії четирехшаріковой машини

для визначення протизносних і протизадирних властивостей масел:

а- схема навантаження кульковою піраміди; б - схема

четирехшаріковой обойми; в- конструкція основного вузла;

1 - нерухомі кульки; 2 - обертається кулька;

3 - досліджуване масло

протиокислювальні властивості характеризуються стійкістю масла до окислення і полімеризації в процесі роботи двигуна, а також розкладання при зберіганні і транспортуванні.

Тривалість роботи масла в двигуні залежить від його хімічної стабільності, під якою розуміється здатність масла зберігати свої первинні властивості і протистояти зовнішньому впливу при нормальних температурах.

На стабільність моторних масел впливають наступні фактори: Хімічний склад, температурні умови, тривалість окислення, каталітична дія металів і продуктів окислення, площа поверхні окислення, присутність води і механічних домішок. Підвищений тиск повітря прискорює процес окислення масла, так як посилюється процес його взаємної дифузії з повітрям.

На процес окислення вирішальний вплив справляє температура. Масла, що зберігаються при температурі 18-20 ° С, зберігають свої первинні властивості протягом 5 років. Починаючи з 50-60 ° С, швидкість окислення подвоюється зі збільшенням температури на кожні 10 ° С. Тому висока теплова напруженість деталей форсованих двигунів, з якими доводиться контактувати моторного масла, і взаємодія з прориваються в картер газами з камер згоряння (на такті стиснення їх температура становить близько 150-450 ° С для бензинових двигунів і близько 500-700 ° С для дизелів ) різко погіршують умови їх роботи. Підвищення теплової напруженості моторних масел пов'язано також з окремими конструктивними рішеннями: використання наддуву; застосування герметизированной системи охолодження (збільшує температуру поршня на 10-20 0 С); зменшення обсягу системи змащення двигуна; масляне охолоджування поршнів та ін.

термоокислювальну стабильность визначають як стійкість масла до окислення в тонкому шарі при підвищеній температурі методом оцінки міцності масляної плівки.

Для уповільнення реакцій окислення і зменшення утворення відкладень в двигуні в олії вводять протиокислювальні присадки.

Детергентно - диспергирующим (миючим) властивістю масла називають його здатність перешкоджати злипання вуглецевих частинок і утримувати їх в стані стійкої суспензії, що значно знижує процеси утворення лакових відкладень і нагару на гарячих поверхнях деталей двигуна.

При використанні масел з хорошими диспергуючими властивостями деталі двигунів виглядають чистими, як би вимитими, звідси і поява терміна «миючі».

Диспергуючі властивості масел оцінюють в балах від 0 до 6 по методу ПЗВ. Освіта лакових відкладень на деталях двигуна, що працює на маслах з миючими присадками, зменшується в 3-6 разів, тобто з 3-4,5 до 0,5-1,5 бала.

миючі присадки бувають зольними і беззольного. Зольні присадки містять барієві і кальцієві солі сульфікіслот (сульфонати), а також алкілфеноляти лужноземельних металів барію і кальцію. Масла з зольними присадками в кількості 2-10%, згораючи, утворюють золу, прилипає до поверхні деталей. Беззольні миючі присадки не утворюють золи при згоранні масел, так як не містять металів.

корозійні властивості масел залежать від наявності в них органічних кислот, перекисів та інших продуктів окислення, сірчистих сполук, неорганічних кислот, лугів і води.

Корозійність свіжого масла, в якому присутні природні органічні кислоти і сірчисті з'єднання, незначна, але різко зростає в процесі експлуатації. Присутність в свіжих маслах органічних (нафтенових) кислот пов'язано з їх неповним видаленням в процесі очищення.

Корозійне дію масел пов'язано також з вмістом в них 15-20% сірчистих сполук у вигляді сульфідів і. компонентів залишкової сірки, які при високих температурах призводять до виділення сірководню, меркаптанів та інших активних продуктів. В умовах високих температур сірчисті з'єднання особливо агресивні по відношенню до срібла, міді, свинцю. У процесі використання масла зміст кислот в ньому зростає в 3-5 разів, що залежить від його хімічної стабільності, змісту антиокислювачів і умов роботи.

Оцінку корозійної стійкості виробляють по кислотному числу, яке для свіжих масел не перевищує 0,4 мг КОН на 1 г масла. У корозійному відношенні ця концентрація практично не є небезпечною.

Корозійні процеси в двигунах уповільнюють нейтралізацією кислих продуктів шляхом введення антикорозійних присадок; уповільненням процесів окислення шляхом додавання в олії антиокислювальних присадок; створенням на поверхні металу (при виготовленні деталей) стійкої захисної пасивувати плівки з органічних сполук, що містять сірку і фосфор.

Відомі присадки та інгібітори корозії і їх композиції, які знижують всі види зносу.

Підбір масла з оптимальними значеннями експлуатаційних властивостей залежить від конструкції і режиму роботи вузла тертя.

в'язкість - одне з найважливіших властивостей масла, що має багатостороннє експлуатаційне значення. Від в'язкості в значній мірі залежить режим змащення пар тертя, відвід тепла від робочих поверхонь і ущільнення зазорів, енергетичні втрати в двигуні, його експлуатаційні властивості. Швидкість пуску двигуна, прокачування масла через систему змащування, охолодження, що труться деталей і їх очищення від забруднень також залежать від в'язкісно-температурних властивостей масла.

Масла підвищеної в'язкості використовуються для високонавантажених, низькооборотних або працюють в умовах напруженого теплового режиму двигунів. При цьому, чим вище в'язкість масла в працюючому двигуні, тим надійніше ущільнення, менше ймовірність прориву газів, нижче угар масла. Тому масла з великою в'язкістю застосовують у випадках, коли двигун зношений, зазори збільшені або умови експлуатації характеризуються високою запиленістю, підвищеною температурою, що змінюються в великих межах навантаженнями.

Масла з меншою в'язкістю застосовують для легконавантажених високотехнологічних двигунів. Вони полегшують пуск двигуна, краще прокачиваются по системі змащення і очищаються від механічних домішок, забезпечують хороше відведення тепла від робочих поверхонь деталей.

температура масла значно впливає на його кінематичну в'язкість. Зі зниженням температури в'язкість збільшується, а з підвищенням - зменшується. Чим менше перепад в'язкості в залежності від температури, тим більшою мірою масло задовольняє експлуатаційним вимогам.

Збільшення в'язкості масел з пониженням температури призводить до значних труднощів при використанні автомобілів, особливо в зимову пору року при пуску двигунів. При негативних температурах в діапазоні від -10 ° С до -30 ° С різко збільшується момент опору проворачиванию колінчастого вала двигуна, повільніше досягається мінімальна пускова частота обертання, погіршується подача масла до поверхонь, що труться деталей.

Надійний пуск бензинових двигунів здійснюється при значеннях частоти обертання колінчастого вала в межах 35 - 50 хв -1 при температурі навколишнього повітря -10 0 С ... -20 0 С, а дизелів з різним способом сумішоутворення - в середньому в інтервалі 100 - 200 хв -1 при температурі 0 0 С. В'язкість моторного масла, при якій пускова система сучасних двигунів різної конструкції не забезпечує обертання колінчастого вала, змінюється в межах (4 - 10) · 10 3 мм 2 / с. Тому для забезпечення пуску двигуна в холодну пору моторні масла повинні володіти низькою в'язкістю при негативних температурах.

Будь-який сучасний автомобіль не обходиться без масла, яке крім того, як в двигун, також заливається в трансмісію. На ринку існує ціле розмаїття цього витратного матеріалу і існує ціла таблиця в'язкості моторних масел. Позначення в'язкості в ній дає можливість з легкістю підібрати необхідний для свого транспортного засобу склад. Потрібно тільки добре розбиратися в такому показнику як в'язкість.

Що це таке? Чому в'язкість так важлива? І взагалі, яку важливу роль відіграє масло в двигуні або в елементах трансмісії? Відповіді на ці та інші питання будуть представлені в даній статті.

Ключова роль масла

Важливість наявності масла в двигуні складно переоцінити, оскільки на неї покладено сама відповідальне завдання - знизити тертя поверхонь деталей. На жаль, не всі водії надають цьому значення. Бувають і ті, хто забуває про масло взагалі і тоді, в кінцевому підсумку, двигун повністю виходить з ладу через істотних пошкоджень.

Однак у моторного масла є ще одна не менш важлива властивість залежно від індексу в'язкості. Справа в тому, що завдяки олійною мастилі помітно поліпшується ефективність роботи антифризу, а це запобігає перегріванню двигуна.

Під час роботи двигуна в ньому постійно відбуваються механічні і термічні процеси, через які він може піддатися перегріву. Завдяки циркуляції моторного масла, яке добирається до багатьох деталей, ефективним чином відбувається відведення зайвого тепла від силової установки. При цьому воно розподіляється між усіма поверхнями, до яких надходить.

Але, крім відведення тепла і зниження тертя, моторне масло збирає різний «сміття». В результаті тертя деталей утворюється металевий пил, який на деяких моделях автомобілів виглядає як стружка. Циркулюючи по двигуну, масло за рахунок своєї в'язкості, збирає цю пил, яка потім осідає в фільтрі.

Згідно таблиці в'язкості ефективність роботи залежить від кінематичної в'язкості. Тому варто докладніше вивчити цю характеристику.

Що розуміти під терміном в'язкість?

Всі ми чули, що масло володіє в'язкістю, але що це конкретно, розуміє далеко не кожен. Під цим визначенням можна вважати основний показник якості витратного матеріалу. Іншими словами, в'язкість - це здатність зберігати свої текучі властивості під впливом перепадів температури. Тобто, від найнижчих показників в зимовий час до найвищих значень влітку, при максимальних навантаженнях на двигун.

При цьому величина носить не постійний, а тимчасовий характер і залежить від ряду факторів, в числі яких:

• конструкція двигуна;
• режим роботи;
• ступінь зносу деталей;
• температура навколишнього середовища.

У всіх країнах світу без винятку введена єдина масел - SAE J300, яка може бути представлена \u200b\u200bу вигляді таблиці в'язкості моторних масел. Перші три букви - це позначення американського Товариства Автомобільних Інженерів. Англійською виглядає так: Society of Automotive Engineers.

Згідно з цією системою, умовні одиниці, якими маркується та чи інша марка, позначають ступінь в'язкості по SAE VG (Viscosity Grade). Варто докладніше розглянути, як саме підрозділяється витратний матеріал.

Кінематична і динамічна в'язкість

Існують два поняття в'язкості моторних масел:

1. кінематична;
2. динамічна.

кинематической в'язкістю називається здатність масла зберігати свою текучість в умовах нормальної або високої температури. При цьому, нормою вважається 40 ° C, а підвищеної - 100 ° C. Для вимірювання кінематичної в'язкості моторного масла застосовують спеціальні одиниці - сантістокс.

У динамічної або абсолютної в'язкості немає ніякої залежності від щільності самого витратного матеріалу. Тут враховується сила опору двох шарів масла, розташованих на відстані сантиметра і рухаються зі швидкістю 1 см / с. Вимірювання проводиться за допомогою спеціального обладнання - ротаційного віскозиметра. Апарат здатний відтворювати роботу моторного масла в умовах максимально наближеними до реальних.

Особливості класифікації моторних масел

Залежно від ступеня показника плинності всього налічується 12 класів мастильних матеріалів. При цьому всі рідини відносяться до зимовим і літнім сортам (по 6 класів відповідно). Кожна маркування має цифрове або буквено-цифрове позначення (або індекс в'язкості).

За великим рахунком, будь-яке масло здатне працювати при будь-яких умовах. Однак для показників SAE важлива роль відводиться нижньої межі температури. У масел з приставкою W до індексу (від слова winter - зима) є максимально низький температурний поріг прокачуваності. Це означає, що запуск двигуна взимку (в особливо морозних умовах) буде проведений безпечно.

Окремою класифікацією удостоюються всесезонні моторні масла. За SAE вони мають подвійне позначення. Тобто спочатку вказується значення кінематичної в'язкості в ході успішних випробувань при найнижчій, наскільки це можливо, температурі. Друге значення, як уже можна зрозуміти, при самій максимальній.

Деякі виробники в позначенні певних масел використовують букву W. Так відразу можна здогадатися, що це зимовий моторне масло. Всі шість класів маркуються таким чином:

При необхідності дізнатися, при якій мінусовій температурі успішно заведеться автомобіль, слід від позначення, що стоїть перед буквою W, відняти 40. Наприклад, цікавить масло під з індексом SAE 10W. Після легкого обчислення отримуємо шукане значення -30 ° C.

Тобто спеціальною таблицею в'язкості можна навіть не користуватися. Хоча для надійності не завадить упевнитися в правильному виборі.

літні масла

У класифікації масел по SAE у літніх витратних матеріалів в позначенні немає ніяких букв, воно і зрозуміло. І їх класи в таблиці виглядають вже так:

Чим більше індекс, тим вище показник в'язкості у масла. Тобто, для жаркого клімату воно має більш густу консистенцію. З цієї причини такі масла не допускається використовувати при температурі навколишнього середовища менше 0 ° C. За рахунок своєї в'язкості вони найкращим чином проявляють свої властивості лише в літню спеку.

Всесезонні моторні масла

Поєднують в собі всі властивості зимових і літніх масел. Тому мають також спільне позначення, розділене тире. Наприклад:

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

Використання іншого позначення для всесезонних масел не допускається (SAE 10w / 40 або SAE 10w / 40).

Саме такий тип витратного матеріалу набув найбільшого поширення серед більшості водіїв, в силу особливого класу в'язкості моторного масла. Немає необхідності міняти масло двічі за сезон. Однак всесезонна олива підходить лише тим, хто проживає в середній смузі, де клімат більш сприятливий.

На що впливає неправильний вибір моторного масла?

Зазвичай виробники автомобілів для кожного двигуна підбирають індивідуальні показники плинності масла. Це дозволяє збільшити ККД двигуна при мінімальному його зносі. Саме з цієї причини варто дотримуватися рекомендацій автовиробника щодо кожної конкретної моделі. А поради знайомих і друзів, тим більше сторонніх осіб, якими є працівники СТО, краще не сприймати за істину.

Однак людському цікавості ніколи не буде меж. Що ж може статися, якщо використовувати «невідповідний» моторне масло? Тут можливо два результати:

• Низькотемпературна в'язкість. У сильні морози таке масло має дуже густу консистенцію, що ускладнює його подачу насосом в двигун. У моторних масел з низькотемпературної в'язкістю таких проблем немає (наприклад - 5W). В результаті якийсь час мотор після запуску буде працювати «в суху». І поки мастило все-таки добереться до деталей, що труться, вони встигнуть перегрітися і зноситися.
• У спеку ситуація буде складатися не кращим чином. Моторне масло стає занадто рідким, а тому не здатне затримуватися на деталях і створювати необхідну змазує прошарок. Першою жертвою такого масляного голодування, як правило, є распредвал.

У зв'язку з цим, необхідно правильно вибирати масло для свого автомобіля, щоб уникнути серйозних наслідків. Головне, щоб в'язкість відповідала тим умовам, при яких експлуатується автомобіль.

поширені помилки

На жаль, не всі водії вважають за краще вибирати мастило відповідно до класифікації масел по SAE. Серед них популярні дві основні помилки. Любителі швидкої їзди відмовляються від стандартної мастила і віддають перевагу спортивним сортам. Однак це вірний спосіб довести двигун свого автомобіля до «смертного одра». Це перша помилка.

Інші дотримуються другого помилкової думки. Як вважають власники старих автомобілів, на той час ще не було хорошого моторного масла, яке б повною мірою задовольняло потреби «бабусь». Більшість з них вже налаштовані на капітальний ремонт.

Це в корені невірно, оскільки на кожному етапі вдосконалення технологій виробництва автомобілів, одночасно велися і розробки відповідного моторного масла. Два поняття (двигун і масло) як би є одним цілим, і роз'єднувати їх неприпустимо.

До того ж, багато склади крім нафтової складової мали різні присадки синтетичного походження. Тому стаж транспортного засобу тут не має значення.

На закінчення

Таблиця складена не просто так, оскільки саме завдяки ній можна підібрати необхідне змащення для більш довгої і ефективної роботи двигуна. Слід пам'ятати, що двигун потребує не тільки в регулярному технічному обслуговуванні, а й у своєчасній заміні всіх витратних матеріалів, включаючи змащувальні засоби.

Що таке HTHS?

Як відомо при високих температурах в'язкість моторного масла знижується, масляна плівка стає тоншою. параметр HTHS - це високотемпературна в'язкість при високій швидкості зсуву. HTHS вимірюється в мілліпаскалях в секунду. Найбільш поширений метод випробування ASTM D 4683. Цей метод включає в себе, визначення в'язкості масла при високій температурі 150С. Отже HTHS - це в'язкість моторного масла при температурі 150С і високій швидкості зсуву 106 с -1. Нічого важкого для розуміння тут немає - просто потрібно запам'ятати, що для кожного автомобіля свій інтервал допустимої HTHS. У двигун, що не призначений для використання моторних масел з низьким HTHS,ні в якому разі не можна лити такі масла. Чому і потрібно звертати увагу на рекомендації виробника, вибирати масло відповідно до рекомендованої в'язкістю, рекомендованими допусками і рекомендованими стандартами.

Застосування масла зі зниженим HTHS, в не призначених для цього двигунах може призвести до їх прискореного зносу. У моторах, спроектованих для використання в них масла зі зниженим HTHS, Є ряд істотних відмінностей:

• відстань між поверхнями, що труться зменшено. Більш висока точність складання і підгонки деталей один до одного (мінімальні зазори між деталями).
• застосування широко-поверхневих підшипників, в яких масло високої в'язкості надходить повільніше.
• спеціальне нанесення мікропрофілю поверхні на деталях - на подобі хона в циліндрах, для утримування на деталях низьков'язких масел.

Якщо двигун не спроектований під низковязкие масла з низьким HTHS, Використання таких масел в ньому неприпустимо!

Для чого використовують масла з низьким HTHS?

В останнє десятиліття серед світових автовиробників, спостерігається тенденція до зниження високотемпературної в'язкості при високій швидкості зсуву - HTHS.Використання таких масел економічно і екологічно виправдане. Масла з низьким HTHS дають велику економію палива в порівнянні зі звичайними маслами вищої в'язкості. Менша в'язкість масла призводить до меншого опору деталей двигуна, що призводить до збільшення потужності двигуна, меншому зносу в деяких вузлах двигуна. Застосування таких масел, так само позитивно впливає на екологію. Викид CO2 в атмосферу на низьков'язких маслах значно нижче, ніж на маслах вищої в'язкості.

Який параметр HTHS безпечніше для двигуна?

Спробуємо показати наочно, при яких значеннях HTHS небезпечна, а за яких не представляє ніякої небезпеки для двигуна.

Документ, опублікований в японському науковому виданні інституту Toyota R & D в 1997 році. (Тут потрібно зробити знижку на рік, пройшло багато років і нізкоковязкіе масла стали набагато стабільніше і безпечніше, ніж це було на момент 1997 року.)

Отже група японських вчених:
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 експеримент на чотирициліндрових двигунах 1.6 DOHC. Головна мета експериментів - дізнатися, як масла з різними HTHS впливають на знос двигуна. Як впливає на знос, додавання модифікаторів тертя в моторні масла, на основі MoDTC (органічного молібдену). У двигуни заливалися масла різних вязкостей з різним HTHS (Високотемпературна в'язкість при високій швидкості зсуву) після деякого «пробігу» двигуни розбирали і досліджували на предмет зносу деталей.

HTHS масел двох головних асоціацій.

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

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

Рис 1. Знос поршневих кілець при температурі 90С і при екстремальній температурі 130 С.

При в'язкості HTHS 2.6 спостерігається «прикордонна зона зносу» - поріг нижче якого починається значне збільшення зносу, якщо HTHS менше 2.6, то знос дуже сильно збільшується, якщо більше 2.6, то лінія зносу майже на одному рівні. На 2.6 знос трохи вище, ніж на 3.5. Чим вище обороти двигуна - тим пропорційніше збільшується знос поршневих кілець.

Рис 2. Знос кулачків. При 90 градусах на HTHS 2.6 спостерігається навіть менший знос кулачків, ніж чим на HTHS 3.5. Але з підвищенням температури до 130С - все змінюється - знову 2.6 прикордонна зона. HTHS менше ніж 2.6 - знос підвищується, більше ніж 2.6 - знос мінімальний.

Рис 3. Знос шатунних підшипників. Зносу особливого не видно - лінії прямі, але все одно є невелика тенденція зменшення зносу в сторону HTHS 3.5

Рис 4. Додали різні модифікатори тертя і порівняли зі звичайним маслом без модифікаторів.

Мал. 5 a) перша картинка на звичайному маслі, b) друга картинка на маслі з модифікатором тертя MoDTC - органічний молібден. MoDTC дійсно знижує тертя і запобігає знос, і чим нижче в'язкість масла і HTHS, тим більше необхідність такої добавки.

PS. Дослідження було проведено більше 10 років тому, з того часу низковязкие масла змінилися в кращу сторону! Тому «прикордонна зона зносу» - цілком може виявитися нормальної точкою де до зносу ще далеко. А може й ні - фізика! Нам ще належить дізнатися!

Так чи варто лити низковязкие масла?

1. Поряд з плюсами низьков'язких масел - економія палива, екологія, більш високий ККД, є мінуси! Наприклад, багато виробників в мануалах, де рекомендуються низковязкие масла, пишуть «5W-20 не рекомендується використовувати при високих швидкостях». Тобто виробники вважають, що на високих швидкостях, при високих температурах навколишнього повітря, при важкої навантаженості автомобіля - такі масла краще не застосовувати. Справа в тому, що занадто тонка плівка на високій швидкості, при супутніх факторах може недостатньо захищати пари тертя від зносу. Останнім часом з плином прогресу масла 5W-20, 0W-20 покращилися! З'явилися нові модифікатори тертя (трьох-ядерний молібден, оксиди титану ітд), покращилися базові масла і протизносні присадки. Такі написи в мануалах стали пропадати - вони перестали бути актуальними. Автовиробники зараз навпаки пишуть в мануалах «Використання моторного масла 0W-20 в вашому двигуні переважно» вважаючи що це масло конкретно цього двигуна не зашкодить. У будь-якому випадку потрібно прислухатися до мануали виробників, у них більше досвіду і підстав так вважати.
2. При позаштатних сітуаціяхнапрімер, ви не запустили автомобіль в морози, не запалиться паливо потрапляє в моторне масло і розріджує його. Низковязкую масло, при попаданні в нього палива - стає ще меншою в'язкості. Паливо, звичайно ж, випаровується з часом нагріваючись, але якийсь час там може виявитися масло дуже низькою в'язкості.

Приклад 1: Якщо хто думає що, «низковязкие масла обов'язково приведуть двигун до підвищеного зносу» - він помиляється. Наведу результати випробувань на трибологічних установці - 4х кульковою машинці тертя.

Трибологічні випробування масел на діаметр зносу під навантаженням 392Н і 1 годину:
Бачите хто в лідерах тестів? Масла 0W-20.

Приклад 2:Лабораторні аналізи відпрацювань 0W-20, 5W-20 в важких російських умовах:

висновок: Ця стаття листувалася мною два рази з перервою в 4 роки. Спочатку я налякав публіку низковязкую масламі- вже, але час ішов, ми набиралися досвіду, робили лабораторні аналізи і прийшли до висновку - що нічого поганого в оліях 0W-20, 5W-20, 0W-16 - немає. Якщо вони рекомендовані виробником Вашого автомобіля! Низковязкі масла швидше виходять на робочу в'язкість - вони самі по собі меншою в'язкості. Такі масла економлять паливо при прогревах автомобіля вранці. Низковязкі масла економлять паливо при робочій температурі двигуна - коли двигун повністю прогрітий. У деяких двигунах оснащених гідрокомпенсаторами, вони тихіше працюють в гідрокомпенсатор. При низькотемпературному запуску, низковязкие масла швидше надходять в усі важкодоступні місця двигуна. У багатьох двигунах конструкційно передбачені форсунки охолодження поршнів, які поливають поршень маслом - в цьому випадку краще і швидше охолоджують знову ж низковязкие масла. Тобто при невеликих мінусах або їх повній відсутності, ми отримуємо дуже багато плюсів від використання низьков'язких масел.

Мал. 5 a) перша картинка на звичайному маслі, b) друга картинка на маслі з модифікатором тертя MoDTC - органічний молібден. MoDTC дійсно знижує тертя і запобігає знос, і чим нижче в'язкість масла і HTHS, тим більше необхідність такої добавкі.PS. Дослідження було проведено більше 10 років тому, з того часу масла низковязкие змінилися в кращу сторону! Тому «прикордонна зона зносу» - цілком може виявитися нормальним маслом. А може й ні - фізика ... Нам ще належить дізнатися!

Який параметр HTHS вибрати?

Основними негативними факторами при використанні низьков'язких масел є:

Високі швидкості, навантаженість автомобіля, високі температури навколишнього повітря. Але поряд з плюсами низьков'язких масел - економія палива, екологія, більш високий ККД, є мінуси! Наприклад, багато виробників в мануалах, де рекомендуються низковязкие масла, пишуть «5W-20 не рекомендується використовувати при високих швидкостях». Тобто виробники вважають, що на високих швидкостях, при високих температурах навколишнього повітря, при важкої навантаженості автомобіля - такі масла краще не застосовувати. Справа в тому, що занадто тонка плівка на високій швидкості, при супутніх факторах може недостатньо захищати пари тертя від зносу. Інші ж автовиробники навпаки пишуть в мануалах «Використання моторного масла 0W-20 в вашому двигуні переважно» вважаючи що це масло конкретно цього двигуна не зашкодить. В обох випадках потрібно прислухатися до мануали виробників, у них більше досвіду і підстав так вважати. Тому завжди при виборі в'язкості масла керуйтеся вашим мануалом!

Абразивні відкладення в двигуні. Ще одна проблема при використанні низьков'язких масел - абразивні відкладення в двигуні. Такими є частинки пилу, зола, сажа. Ці відкладення в двигуні згубно впливають на занадто тонку масляну плівку, як би розриваючи її - що неминуче призводить до підвищеного зносу. У наших важких умовах експлуатації - такі відкладення можна отримати дуже просто. Заправилися поганим бензином при згорянні, якого утворилася абразивний зерниста зола, поставили неякісний повітряний фільтр, нештатний підсос повітря крім повітряного фільтра. і т.д.

Розрідження моторного масла паливом. У важких умовах експлуатації, на території Росії - морози не рідкість. При низькотемпературному запуску двигуна, дуже часто не запалився паливо потрапляє в моторне масло і розріджує його. Не без того рідке низковязкую масло, при попаданні в нього палива - стає «як вода». Паливо, звичайно ж, випаровується з часом, але масло не відновлює свої початкові характеристики.

висновок: У наших умовах, з нашим бензином, пробками, спекою, навантаженням, неякісними витратними матеріалами ітд, «прикордонні зони» (поріг нижче якого починається значне збільшення зносу) з HTHS 2.6 ні до чого! При HTHS ≥ 2.9 і вище - знос деталей двигуна менше! Якщо Ваш виробник рекомендує поряд з 0W-20, в'язкість 5W-30 - то ця в'язкість буде краще! Якщо виробник рекомендує тільки 0W-20, йдемо шукати мануал від свого ж двигуна, на інших ринках США, Європи, Японії. Якщо на той же двигун, в іншій країні рекомендують 5W-30 - то ця в'язкість краще!

Є автовласники, яким масла 0W-20 і 5W-20 навпаки краще, наприклад, автолюбитель машину міняє раз в 3-5 років, швидко їздити ніде, заправляється тільки на перевіреної заправці, де за замовчуванням хороший бензин, на xW-20 машина відмінно проходить, і заощадить купу грошей на бензин, за ці 3-5 років.

Кінцевий вибір за автолюбителем! Чи потрібна Вам «прикордонна зона зносу» на догоду економії бензину, або Вам потрібно мати певний, невеликий запас спокою, але трохи більший витрата. Звичайно ж, потрібно обов'язково дивитися на рекомендації виробника і вибирати з рекомендованих вязкостей! Не можна думати, що 5W-50 врятує ваш двигун від зносу, якщо в усьому світі в Ваш двигун рекомендується тільки 0W20 і 5W30. Більш того при негативних температурах 5W50 як правило значно густіше ніж 5W-20, і знос на маслі, такий в'язкості при низькотемпературних запусках - набагато вище, ніж на маслах в'язкості 5W-20! Моторні масла 5W-30 незалежно від того Ilsac GF-4 це або ACEA A3 або ACEA A5 - є якоюсь золотою серединою, де і масляна плівка не дуже тонка, і взимку запуск не такий страшний!

В'язкість моторного масла - основна характеристика, за якою обирають мастильну рідину. Вона може бути кінематичної, динамічної, умовної і питомої. Однак найчастіше для вибору того чи іншого масла користуються показниками кінематичної і динамічної в'язкості. Їх допустимі показники чітко вказує виробник двигуна автомобіля (найчастіше допускається два або три значення). Правильний підбір в'язкості забезпечує нормальну роботу двигуна з мінімальними механічними втратами, надійний захист деталей, нормальний витрата палива. Для того, щоб підібрати оптимальну мастило, необхідно ретельно розібратися в питанні в'язкості моторного масла.

Класифікація в'язкості моторних масел

В'язкість (інша назва - внутрішнє тертя) відповідно до офіційного визначенням - це властивість текучих тіл чинити опір переміщенню однієї їх частини щодо іншої. При цьому виконується робота, яка розсіюється у вигляді тепла в навколишнє середовище.

В'язкість - величина непостійна, і вона змінюється в залежності від температури масла, наявних в його складі домішок, значення ресурсу (пробігу мотора на даному обсязі). Однак ця характеристика визначає положення змазує рідини в певний момент часу. А при виборі тієї чи іншої змазує рідини для двигуна необхідно керуватися двома ключовими поняттями - динамічної і кінетичної в'язкістю. Їх ще називають низькотемпературного та високотемпературного в'язкістю відповідно.

Історично так склалося, що автолюбителі по всьому світу визначають в'язкість по так званому стандарту SAE J300. SAE - це абревіатура назви організації Товариства автомобільних інженерів, яке займається стандартизацією і уніфікацією різних систем і понять, що використовуються в автомобілебудуванні. А стандарт J300 характеризує динамічну і кінематичну складові в'язкості.

Відповідно до цього стандарту існує 17 класів масел, 8 з них зимових і 9 літніх. Більшість масел, використовуваних в країнах СНД мають позначення XXW-YY. Де XX - позначення динамічної (низькотемпературної) в'язкості, а YY - показник кінематичного (високотемпературної) в'язкості. Буква W означає англійське слово Winter - зима. В даний час більшість масел є всесезоннимі, що і знаходить відображення в такому позначенні. Вісім же зимових - це 0W, 2,5W, 5W, 7,5W, 10W, 15W, 20W, 25W, дев'ять літніх - 2, 5, 7,10, 20, 30, 40, 50, 60).

Відповідно до стандарту SAE J300 моторне масло повинне відповідати наступним вимогам:

• Прокачиваемость. Особливо це актуально для роботи двігателяпрі низьких температурах. Насос повинен без проблем качати масло по системі, а канали не забиватися загусла змазує рідиною.
• Робота при високих температурах. Тут зворотна ситуація, коли змазує рідина не повинно випаровуватися, чадіти, і надійно захищати стінки деталей за рахунок утворення на них надійною захисною масляної плівки.
• Захист двигуна від зносу і перегріву. Це стосується роботи у всіх температурних діапазонах. Масло має забезпечувати захист від перегріву двигуна і механічного зносу поверхонь деталей під час всього експлуатаційного періоду.
• Видалення продуктів згоряння палива з блоку циліндрів.
• Забезпечення мінімальної сили тертя між окремими парами в двигуні.
• Ущільнення зазорів між деталями циліндро-поршневої групи.
• Відведення тепла від тертьових поверхонь деталей двигуна.

На перераховані властивості моторного масла динамічна і кінематична в'язкості впливають кожна по своєму.

динамічна в'язкість

Відповідно до офіційного визначенням, динамічна в'язкість (вона ж абсолютна) характеризує силу опору маслянистої рідини, яка виникає під час руху двох шарів масла, віддалених на відстань один сантиметр, і рухаються зі швидкістю 1 см / с. Одиниця її виміру - Па с (мПа с). Має позначення в англійській абревіатурі CCS. Тестування окремих зразків виконується на спеціальному обладнанні - вискозиметре.

Відповідно до стандарту SAE J300 динамічна в'язкість всесезонних (і зимових) моторних масел визначається так (по суті, температура проворачиваємості):

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

також варто відрізняти температуру застигання і температуру прокачуваності. В позначенні в'язкості мова йде саме про прокачуваності, тобто, стані. коли масло може безперешкодно поширитися по масляній системі в допустимих температурних рамках. А температура його повного застигання зазвичай на кілька градусів нижче (на 5 ... 10 градусів).

Як ви можете бачити, для більшості регіонів Російської Федерації масла зі значенням 10W і вище НЕ можуть бути рекомендовані для використання як всесезонне. Це знаходить пряме відображення в допуски різних автовиробників для машин, що реалізуються на російському ринку. Оптимальними для країн СНД будуть масла з низькотемпературної характеристикою 0W або 5W.

Кінематична в'язкість

Інша її назва - високотемпературна, з нею розбиратися набагато цікавіше. Тут, на жаль, немає такої ж чіткої прив'язки, як у динамічній, і значення мають інший характер. Фактично ця величина показує час, за яке деяка кількість рідини виливається через отвір певного діаметра. Вимірюється високотемпературна в'язкість в мм² / с (інша альтернативна одиниця виміру сантістокс - сСт, існує наступна залежність - 1 сСт \u003d 1 мм² / c \u003d 0,000001 м² / c).

Найбільш популярні коефіцієнти високотемпературної в'язкості за стандартом SAE - 20, 30, 40, 50 і 60 (перераховані вище менші значення використовуються рідко, наприклад, їх можна зустріти у деяких японських машинах, що використовуються на внутрішньому ринку цієї країни). Якщо сказати в двох словах, то чим менше цей коефіцієнт, тим масло рідині, і навпаки, чим вище - тим воно густіше. Лабораторні тести проводять при трьох температурах - + 40 ° С, + 100 ° С і + 150 ° С. Прилад, за допомогою якого проводять досліди - ротаційний віскозиметр.

Три ці температури вибрані не випадково. Вони дозволяють побачити динаміку зміни в'язкості при різних умовах - нормальних (+ 40 ° С і + 100 ° С) і критичних (+ 150 ° С). Випробування проводяться і при інших температурах (а за їх результатами будуються відповідні графіки), проте ці температурні значення прийняті за основні точки.

І динамічна і кінематична в'язкості безпосередньо залежать від щільності. Залежність між ними така: динамічна в'язкість є твором кінематичної в'язкості на щільність масла при температурі +150 градусів за Цельсієм. Це цілком відповідає законам термодинаміки, адже відомо, що при підвищенні температури щільність речовини зменшується. А це означає, що при постійній динамічній в'язкості кінематична при цьому буде знижуватися (про що відповідають і її низькі коефіцієнти). І навпаки при зниженні температури кінематичні коефіцієнти збільшуються.

Перш ніж перейти до опису відповідностей описаних коефіцієнтів, зупинимося на такому понятті як High temperature / High shear viscosity (скорочено - HT / HS). Це відношення температури роботи двигуна до високотемпературної в'язкості. Воно характеризує плинність масла при випробуваної температурі, рівній + 150 ° С. Це значення було введено організацією API в кінці 1980-х років для кращої характеристики випускаються масел.

Таблиця високотемпературної в'язкості

Зверніть увагу, що в нових версіях стандарту J300 масло з в'язкістю SAE 20 має нижню межу, рівну 6,9 сСт. Ті ж змащувальні рідини, у яких це значення нижче (SAE 8, 12, 16), виділені в окрему групу під назвою енергозберігаючі масла. За класифікацією стандарту ACEA вони мають позначення A1 / B1 (застарілий після 2016 року) і A5 / B5.

індекс в'язкості

Існує ще один цікавий показник - індекс в'язкості. Він характеризує зниження кінематичної в'язкості зі збільшенням робочої температури масла. Це відносна величина, по якій можна умовно судити про придатність змазує рідини працювати при різних температурах. Його обчислюють емпірично, зіставляючи властивості при різних температурних режимах. В хорошому маслі цей індекс повинен бути високим, оскільки тоді його експлуатаційні характеристики мало залежать від зовнішніх факторів. І навпаки, якщо індекс в'язкості певного масла маленький, то такий склад дуже залежить від температури та інших робочих умов.

Іншими словами можна сказати, що при низькому коефіцієнті масло швидко розріджується. А через це товщина захисної плівки стає дуже маленькою, що призводить до значного зносу поверхонь деталей двигуна. А ось масла з високим індексом здатні працювати в широкому температурному діапазоні і повністю справлятися зі своїми завданнями.

Індекс в'язкості безпосередньо залежить від хімічного складу масла. Зокрема, від кількості в ньому вуглеводнів і легкості використовуваних фракцій. Відповідно, мінеральні склади матимуть найгірший індекс в'язкості, зазвичай він знаходиться в діапазоні 120 ... 140, у напівсинтетичних змащувальних рідин аналогічне значення буде 130 ... 150, а "синтетика" може похвалитися найкращими показниками - 140 ... 170 (іноді навіть до 180).

Високий індекс в'язкості синтетичних масел (на відміну від мінеральних при їх однаковій в'язкості по SAE) дозволяє використовувати такі склади в широкому температурному діапазоні.

Чи можна змішувати масла різної в'язкості

Досить поширеною буває ситуація, коли автовласникові з якої-небудь причини потрібно долити в картер двигуна інше масло, ніж те, яке вже знаходиться там, особливо за умови, що вони мають різні в'язкості. Чи можна так робити? Відповімо відразу - так, можна, проте з певними застереженнями.

Основне, про що варто сказати відразу - всі сучасні моторні масла можна змішувати між собою (Різної в'язкості, синтетику, напівсинтетику і мінералку). Це не викличе ніяких негативних хімічних реакцій в картері двигуна, не приведе до утворення осаду, піноутворюваність або інших негативних наслідків.

Падіння щільності і в'язкості при підвищенні температури

Довести це дуже легко. Як відомо, все масла мають певну стандартизацію по API (американський стандарт) і ACEA (європейський стандарт). В одних і інших документах чітко прописані вимоги безпеки, відповідно до яких допускається будь-змішування масел таким чином, щоб це не викликало будь-яких руйнівних наслідків для двигуна машини. А оскільки змазує рідини відповідають цим стандартам (в даному випадку не важливо, якого саме класу), то і вимога це дотримується.

Інше питання - чи варто змішувати масла, тим більше різної в'язкості? Робити таку процедуру допускається лише в крайньому випадку, наприклад, якщо в даний момент (в гаражі або на трасі) у вас немає відповідного (ідентичного тому, що знаходиться в даний момент в картері) масла. У цьому екстреному випадку можна долити змазує рідина до потрібного рівня. Однак подальша експлуатація залежить від різниці старого і нового масел.

Так, якщо в'язкості дуже близькі, наприклад, 5W-30 і 5W-40 (а тим більше виробник і їх клас однакові), то з такою сумішшю цілком можна їздити і далі до чергової зміни масла за регламентом. Аналогічно допускається змішувати і сусідні за значенням динамічної в'язкості (наприклад, 5W-40 і 10W-40. В результаті ви отримаєте якесь середнє значення, яке залежить від пропорцій того і іншого складу (в останньому випадку вийде якийсь склад з умовною динамічною в'язкістю 7,5W -40 за умови змішування їх однакових обсягів).

Також допускається до тривалої експлуатації суміш близьких за значенням в'язкості масел, які проте відносяться до сусідніх класах. Зокрема, допускається змішувати напівсинтетику і синтетику, або мінералку і напівсинтетику. На таких складах можна їздити тривалий час (хоча і небажано). А ось змішувати мінеральне масло і синтетичне, хоча і можна, але краще доїхати на ньому лише до найближчого автосервісу, і там вже виконати повну заміну масла.

Що стосується виробників, то тут аналогічна ситуація. Коли у вас є масла різної в'язкості, але від одного виробника - змішуйте сміливо. Якщо ж до хорошого і перевіреного маслу (в якому ви впевнені, що це не підробка) від відомого світового виробника (наприклад, таких як або) додаєте схоже як по в'язкості, так і за якістю (в тому числі стандартам API і ACEA), то в такому випадку на машині теж можна їздити ще тривалий час.

Також зверніть увагу на допуски автовиробників. Для деяких моделей машин їх виробник прямо вказує, що використовується масло повинно обов'язково відповідати допуску. У разі, якщо додається змазує рідина не має такого допуску, то тривалий час на такий суміші їздити не можна. Треба якомога швидше виконати заміну, і залити мастило з необхідним допуском.

Іноді виникають ситуації, коли змазує рідина потрібно залити в дорозі, і ви під'їжджаєте до найближчого автомагазину. Але в його асортименті немає такої змазує рідини, як і в картері вашого авто. Що робити в такому випадку? Відповідь проста - залити аналогічне або краще. Наприклад, ви пользуете напівсинтетикою 5W-40. У цьому випадку бажано підібрати 5W-30. Однак тут потрібно керуватися тими ж міркуваннями, які були наведені вище. Тобто, масла не повинні сильно відрізнятися один від одного за характеристиками. В іншому випадку отриману суміш потрібно якомога швидше замінити на новий відповідний для даного двигуна змазує склад.

В'язкість і базове масло

Багатьох автолюбителів цікавить питання про те, яку в'язкість має, і повністю масло. Він виникає тому що існує поширена помилка, що у синтетичного засобу нібито в'язкість краще і саме тому «синтетика» краще підходить для двигуна автомобіля. І навпаки, нібито мінеральні масла мають погану в'язкістю.

Насправді це не зовсім так. Справа в тому, що зазвичай мінеральне масло саме по собі набагато густіше, тому на полицях магазинів така змазує рідина найчастіше зустрічається з показаннями в'язкості такими як 10W-40, 15W-40 і так далі. Тобто, маловязких мінеральних масел практично не буває. Інша справа синтетика і напівсинтетика. Використання в їх складах сучасних хімічних присадок дозволяє домогтися зниження в'язкості, саме тому масла, наприклад, з популярною в'язкістю 5W-30 можуть бути як синтетичними, так і напівсинтетичних. Відповідно, при виборі масла потрібно звертати увагу не тільки на значення в'язкості, а й на тип масла.

базове масло

Якість кінцевого продукту багато в чому залежить від бази. Моторні масла не виняток. При виробництві масел для двигуна автомобіля використовують 5 груп базових масел. Кожне з них відрізняється способом добування, якістю та характеристиками

У різних виробників в асортименті можна знайти найрізноманітніші змащувальні рідини, що відносяться до різних класів, але мають однакову в'язкість. Тому при покупці тієї або іншої змазує рідини вибір його виду - це окреме питання, яке потрібно розглядати, виходячи зі стану двигуна, марки і класу машини, вартості безпосередньо масла і так далі. Що стосується наведених вище значень динамічної і кінематичної в'язкості, то вони мають однакове позначення за стандартом SAE. Але ось стабільність і довговічність захисної плівки у різних типів масел будуть іншими.

вибір масла

Підбір змазує рідини для конкретного двигуна машини - процес досить трудомісткий, оскільки потрібно проаналізувати багато інформації для прийняття правильного рішення. Зокрема, крім безпосередньо в'язкості бажано поцікавитися моторного масла, його класами по стандартам API і ACEA, тип (синтетика, напівсинтетика, мінералка), конструкцію двигуна і багато чого ще.

Яке масло краще заливати в двигун

Вибір моторного масла дол ґрунтується на в'язкості, специфікації API, АСЕА, допуски і тих важливих параметрах, на які ви ніколи не звертаєте увагу. Підбирати потрібно по 4 основними параметрами.

Що стосується першого кроку - вибору в'язкості нового моторного масла, то варто відзначити, що спочатку потрібно виходити з вимог заводу-виготовлювача двигуна. Чи не масла, а двигуна! Як правило, в мануалі (технічної документації) є конкретна інформація про те, що змазують рідини який в'язкості допускається використовувати в силовому агрегаті. Найчастіше допускається застосовувати два або три значення в'язкості (наприклад,).

Зверніть увагу, що товщина утвореною захисній масляної плівки не залежить від її міцності. Так, мінеральна плівка витримує навантаження близько 900 кг на квадратний сантиметр, а така ж плівка, утворена сучасними синтетичними маслами на основі естерів вже витримує навантаження 2200 кг на квадратний сантиметр. І це при однаковій в'язкості масел.

Що буде, якщо неправильно підібрати в'язкість

В продовження попередньої теми перерахуємо можливі неприємності, які можуть виникнути в разі, якщо буде вибрано масло в невідповідному для цього в'язкістю. Так, якщо воно занадто густе:

• Робоча температура двигуна буде підвищуватися, оскільки теплова енергія буде відводитися гірше. Однак при їзді на невисоких оборотах і / або в холодну погоду це можна не брати до уваги критичним явищем.
• При їзді на високих оборотах і / або при високому навантаженні на двигун температура може значно зрости, через що виникне значний знос як окремих частин, так і двигуна в цілому.
• Висока температура двигуна призводить до прискореного окислення масла, через що воно швидше зношується і втрачає свої експлуатаційні властивості.

Однак якщо залити в двигун дуже рідке масло, то також можуть виникнути проблеми. Серед них:

• Масляна захисна плівка на поверхні деталей буде дуже тонкою. Це означає, що деталі не отримують належний захист від механічного зносу і впливу високих температур. Через це деталі швидше зношуються.
• Велика кількість мастильної рідини зазвичай йде в угар. Тобто, буде мати місце.
• Виникає ризик появи так званого клина мотора, тобто, його виходу його з ладу. А це дуже небезпечно, оскільки загрожує складними і дорогими ремонтами.

Тому, щоб уникнути подібних неприємностей намагайтеся підбирати масло тієї в'язкості, яку допускає виробник двигуна машини. Цим ви не тільки продовжите термін його експлуатації, а й забезпечите нормальний режим його роботи в різних режимах.

висновок

Завжди дотримуйтеся рекомендацій автовиробника і заливайте мастильну рідину з тими значеннями динамічної і кінематичної в'язкості, яка прямо їм вказана. Незначні відхилення допускаються лише в рідкісних і / або аварійних випадках. Ну а вибір того чи іншого масла потрібно проводити за кількома параметрами, А не тільки по в'язкості.