Вязкость масла

Вязкость масла – один из наиболее важных параметров автомобильного моторного масла. Моторное масло выполняет важную функцию в работающем двигателе автомобиля.

Масла бывают:

  • моторные – универсальные, карбюраторные, дизельные;
  • турбинные – газотурбинные и турбинные общего назначения;
  • трансмиссионные – для механических передач, для гидромеханических передач; для гидростатических передач;
  • индустриальные;
  • масла различного назначения – компрессорные, цилиндровые, холодильные, изоляционные.

Для чего используется масло

Автомобильное масло обеспечивает правильное функционирование различных систем. Оно используется для уменьшения трения, охлаждения, смазки, передачи давления на детали и узлы автомобиля, вывода продуктов сгорания. Самые тяжелые условия работы приходятся на моторные масла. Они должны не терять своих свойств в случае мгновенных перепадов тепловых и механических нагрузок, под воздействием кислорода воздуха и агрессивных веществ, возникающих при неполном сгорании топлива.

Масло создает масляную пленку на поверхности трущихся деталей и снижают износ, защищает от ржавчины, снижает воздействие химически активных компонентов, которые возникают в процессе работы двигателя. Циркулируя в картере двигателя, масло обеспечивает отвод тепла, выводит из зоны контакта трущихся деталей продукты износа (металлическую стружку), уплотняет зазоры между стенками цилиндров и деталями поршневой группы.

Масло всегда имеет масляную основу, в которую добавляют специальные вещества (присадки) для улучшения качества масла.

Масляная основа бывает:

  • минеральная;
  • гидрокрекинговая;
  • полусинтетическая (смесь минерального и синтетического);
  • синтетическая (направленный синтез).

В современных маслах доля присадок составляет 15-20%.

По назначению присадки разделяются на:

  • моющие и диспергирующие – не дают слипаться мелким остаткам (смолы, битум и т. д.) и, имея в своем составе щелочь, нейтрализуют кислоты, не дают уплотняться шламовым отложениям;
  • противоизносные – создают защитный слой на металлических деталях и за счет снижения трения снижают износ трущихся поверхностей;
  • индексные – увеличивают вязкость масла в случае высоких температур, а на низких увеличивают его текучесть;
  • пеногасители – уменьшают образование пены (воздушно-масляной смеси), которая ухудшает отвод тепла и качество смазки;
  • модификаторы трения – снижают коэффициент трения между металлическими деталями.

Что такое вязкость масла

Вязкость – самая важная характеристика для моторного масла, которая меняется в зависимости от температуры. Масло не должно быть слишком вязким в морозы, чтобы у стартера была возможность провернуть коленчатый вал и у масляного насоса была возможность прокачать масло в системе смазки. При высоких температурах у масла не должна быть малая вязкость, чтобы создавать масляную пленку между трущимися деталями и обеспечивать необходимое давление в системе.

Кроме вязкости у масла существуют следующие характеристики:

  • температура вспышки;
  • температура застывания;
  • индекс вязкости;
  • щелочное число;
  • кислотное число.

Температура вспышки – это величина, характеризующая наличие в масле легких фракций, которые испаряются и выгорают очень быстро, ухудшая качество масла. Минимальная температура вспышки не должна быть ниже 220оC.

Температура застывания – величина, при которой масло теряет текучесть. Температура указывает момент кристаллизации парафина и полного твердения масла.

Индекс вязкости – характеризует зависимость вязкости масла от изменения температуры. Чем выше этот показатель, тем выше температурный диапазон работоспособности масла. Продукты с низким индексом вязкости позволяют эксплуатировать двигатель только в узком диапазоне температур. Так как при нагревании становятся слишком жидкими и перестают смазывать, а при охлаждении быстро густеют.

Щелочное число (TBN) показывает количество щелочных материалов (гидроксида калия) в одном грамме моторного масла. Единица измерения — мгKOH/г. Наличествует в моторной жидкости в виде моющих диспергирующих присадок. Их присутствие помогает нейтрализовать вредные кислоты и бороться с отложениями, появляющимися во время работы мотора. Со временем TBN падает. Большое падение щелочного числа приводит к коррозии и грязи в картере двигателя. Самым главным фактором падения щелочного числа — наличие серы в топливе. Поэтому масла для дизельных двигателей, где сера в присутствует в большем количестве, должны иметь более высокое TBN.

Кислотное число (TAN) характеризует наличие продуктов окисления в результате длительной работы и перегрева моторной жидкости. Его увеличение говорит об уменьшении ресурса работы масла.

Кинематическая и динамическая вязкости масла

Для определения качества масла определяют его кинематическую и динамическую вязкость.

Кинематическая вязкость – это показатель текучести при нормальных (+40 оC) и высоких (+100 оC) температурах. Определяется с помощью капиллярного вискозиметра. Для его определения считается время, которое требуется маслу для истечения при заданных температурах. Измеряется в мм2/сек.

Динамическая вязкость – показатель, определяющий реакцию смазочного материала в имитаторе реальных нагрузок – ротационном вискозиметре. Прибор имитирует реальные нагрузки в двигателе с учетом давления в магистралях и температуре +150 оC и контролирует, как себя ведет смазывающая жидкость, как изменяется ее вязкость именно в моменты нагрузок.

Расшифровка обозначения моторного масла по классификации SAE

Масло – это смесь углеводородов с определенной структурой расположения атомов углерода. Они могут быть соединены в длинные цепочки или разветвляться. Чем длиннее и прямее цепи атомов углерода, тем лучше масло.

Масло получают из нефти различными способами:

  • самый простой способ – перегонка нефти  с экстракцией рафинатов растворителем;
  • более сложный способ – гидрокрекинг;
  • еще более сложный — каталитический гидрокрекинг.

Синтетическое масло получается из природного газа с помощью наращивания длины цепочек углеводородов. Таким способом легче получить более длинные цепочки. «Синтетика» — гораздо качественней, чем минеральные масла, примерно в три-пять раз. Единственный его недостаток – очень высокая цена.

«Полусинтетика» — смесь минерального и синтетического масла.

Классификация SAE (Американское Общество Автомобильных Инженеров) характеризует вязкость и определяет в какой сезон можно использовать масло. В паспорте на автомобиль производитель регламентирует подходящие марки.

Масла по классификации SAE делятся на:

  • Зимние – в маркировке присутствует буква – W (winter) 0W, 5W, 10W, 15W, 20W, 25W;
  • Летние – 20, 30, 40, 50, 60;
  • Всесезонные – 0W-30, 5W-40 и т.д.

Стандарт API

Стандарт API (American Petroleum Institute) определяет, где масло должно использоваться. Состоит из двух латинских букв. Первая буква S – бензиновый двигатель, C – дизель. Вторая буква – дата разработки автомобиля.

Бензиновые двигатели:

  • SC — авто, которые выпускались до 1964 г;
  • SD — авто, которые выпускались 1964-1968 г;
  • SE — экземпляры, которые выпускались в 1969-1972 г.;
  • SF — авто, которые выпускались в период 1973-1988 г.;
  • SG — авто, разработанные 1989-1994 г., для эксплуатации в жестких условиях;
  • SH — авто, разработанные 1995-1996 годов, для жестких условий эксплуатации;
  • SJ — экземпляры, с датой выпуска 1997-2000 г, имеющие лучшее энергосбережение;
  • SL — авто, с началом выпуска 2001-2003 г., и имеющие увеличенный срок эксплуатации;
  • SM — авто, выпускаемые с 2004 г.;
  • SL+повышенная стойкость к окислению.

Для дизельных двигателей:

  • CB — авто выпущенные до 1961 г., высокое содержание серы в топливе;
  • CC — авто выпущенные до 1983 г., работающие в тяжелых условиях;
  • CD — авто выпускавшиеся до 1990 г., котрым пришлось работать в тяжелых условиях и большим количеством серы в топливе;
  • CE — авто выпущенные до 1990 г. и двигатель имеет турбину;
  • CF — авто выпускавшиеся с 1990 г., с турбиной;
  • CG-4 — экземпляры выпускаемые с 1994 г., с наличием турбины;
  • CH-4 — авто с 1998 г выпуска., под нормы токсичности, применяемые в США;
  • CI-4 — турбированые авто с клапаном EGR;
  • CI-4 plus — аналогично предыдущему, под высокие нормы токсичности США.

Какая вязкость масла лучше подходит для двигателя вашего автомобиля

Для Вашего автомобиля подходит только та вязкость, которая указана в сервисной книжке. Все параметры двигателя протестированы производителем, моторное масло подобрано с учетом всех параметров и режимов работы.

Прогрев двигателя и вязкость моторного масла

В начале работы автомобиля масло в двигателе холодное и вязкое. Соответственно, толщина масляной пленки в зазорах толстая, и коэффициент трения в этот момент высокий. При прогреве двигателя масло быстро прогревается и входит в рабочий режим. Именно поэтому, производители не рекомендуют сразу сильно нагружать двигатель (начинать движение без качественного прогрева) в сильные морозы.

Вязкость моторного масла в рабочих температурах

В условиях высокой нагрузки коэффициент трения увеличивается, и растет температура. Из-за высокой температуры масло разжижается и толщина пленки уменьшается. Коэффициент трения уменьшается и масло охлаждается. То есть, температура и толщина пленки изменяются в строго определенных производителем диапазонах. Именно такой режим позволит маслу хорошо выполнять свое назначение.

Что происходит, когда вязкость масла выше нормы

Если вязкость выше нормы, то, даже когда двигатель уже прогрелся, вязкость масла не упадет до рассчитанного инженером значения. В условиях нормальных нагрузок температура двигателя будет повышаться, пока вязкость не придет в норму. Из этого следует вывод – рабочая температура при работе плохо подобранного моторного масла будет постоянно повышена, что увеличивает износ деталей и узлов мотора.

При больших нагрузках – при экстренном разгоне или на длинном крутом подъеме, температура двигателя поднимется еще выше и может превысить температуру, при которой масло сохраняет свои рабочие свойства. Оно окислится, и в нем будут образовываться лак, нагар, кислоты.

Еще один недостаток слишком вязкого масла – часть мощности двигателя будет уходить на потери от больших усилий прокачки в системе.

Что происходит, когда вязкость масла ниже нормы

Вязкость масла ниже нормы не принесет ничего хорошего для двигателя.Масляная пленка в зазорах будет ниже нормы и просто не будет успевать отводить тепло из зоны трения. Поэтому в этих точках под нагрузкой масло будет сгорать. Продукты угара и металлическая стружка в зазорах между поршнем и цилиндром могут привести к заклиниванию двигателя.

Слишком жидкое масло на новом двигателе, когда зазоры еще не слишком большие, будет работать, но когда двигатель уже не новый, и зазоры сами по себе увеличатся, то процесс угара масла будет ускоряться.

Тонкая масляная пленка в зазорах не сможет обеспечить нормальную компрессию и часть продуктов сгорания бензина будет попадать в масло. Мощность падает, рабочая температура повышается, процесс истирания и угара масла ускоряется.

Такие масла используются на специальных автомобилях, режимы которых рассчитаны на работу именно с этими маслами.

Итоги

Масла одного класса вязкости, имеющие одинаковые спецификации, выполненные компанией, входящей в «большую пятерку» и имеющие одну масляную основу, обычно не вступают в агрессивное взаимодействие. Но если Вы не желаете иметь больших неприятностей, доливать лучше не больше 10-15% от общего объема. В ближайшее время после долива масло, лучше масло поменять полностью.поменять

Перед выбором масла следует выяснить:

  • дату выпуска автомобиля;
  • наличие или отсутствии форсирования;
  • наличие турбины;
  • условия эксплуатации двигателя (городской, бездорожье, спортивные соревнования, перевозка грузов);
  • минимальную окружающую температуру воздуха;
  • степень износа мотора;
  • степень совместимости двигателя и масла в Вашем авто.

Чтобы понять, когда следует менять масло, надо ориентироваться на документацию к автомобилю. Для некоторых машин есть увеличенные периоды (30 000- 50 000 км). Для России с учетом качества топлива, условий эксплуатации и сурового климата следует производить замену через 7 500 – 10 000 км.

Требуется периодически контролировать качество и количество масла. Обращайте внимание на его внешний вид. Пробег автомобиля и количество мото-часов (времени работы) двигателя могут не соответствовать друг другу. Находясь в пробке, двигатель работает в нагруженном тепловом режиме, но одометр не крутится (авто не едет). В результате автомобиль проехал не так много, а двигатель проработал много. В таком случае лучше масло менять раньше, не дожидаясь требуемого пробега по одометру.

Ссылка на основную публикацию