Вязкость моторного масла

Значение вязкости автомобильного масла

Двигатель авто состоит из многих деталей, в ходе работы соприкасающихся между собой. В «сухих» двигателях их работа продолжается недолго, поскольку взаимное трение приводит к истачиванию и сравнительно быстрому выходу из строя. По этой причине в мотор заливается масло. Это техническая жидкость, покрывающая каждую трущуюся деталь специальной плёнкой и предохраняющая эти детали от износа вследствие истирания.

Каждая марка машинного масла имеет свою степень вязкости. Она характеризует состояние, когда масло остаётся в достаточной мере жидким, для выполнения своей основной функции — смазывание рабочих деталей мотора. Моторное масло подвергается влиянию как наружной, так и внутренней температуры, которые могут значительно колебаться (при эксплуатации в определённых условиях машинное масло внутри двигателя может нагреваться до +150), чего не происходит с другими жидкостями в автомобиле.

Закипание масла может повлечь ущерб для двигателя автомобиля. Для избежания этого специалисты по производству измеряют его вязкость, которая характеризует способность масла сохранять своё рабочее состояние в условиях критических температур.

Впервые вязкость машинного масла начали определять специалисты Американской ассоциации автомобильных инженеров (SAE). Данную аббревиатуру можно увидеть на упаковках машинного масла. После неё указываются цифры, которые разделяются буквой W (указывающей на способность моторного масла работать при низких температурах).

%rtb-4%

Если взять ряд цифр 10W-40, то 10W в нём является обозначением низкотемпературной вязкости — это уровень температуры, в условиях которой автомобильный двигатель после заправки его данным маслом заводится «на холодную» и масляный насос прокачивает техническую жидкость, не создавая риск сухого трения компонентов двигателя. В данном случае минимальная температура составляет -30 (от числа, указанного перед W, следует отнять 40), а при отъёме от числа 10 числа 35 получится -25. Именно -25 будет той критической температурой, в условиях которой возможно проворачивание стартером мотора для запуска двигателя. При данной температуре машинное масло сгущается, однако его вязкость остаётся достаточной для смазывания трущихся запчастей. Поэтому, чем выше число перед W, тем ниже отрицательная температура, при которой масло проходит сквозь насос, «поддерживая» стартер. В случае, когда перед W указан 0, масло прокачивается насосом при -40, тогда как стартер прокручивает мотор при температуре минимум -35 с учётом жизнеспособности АКБ и исправности стартера.

Число 40 после W в вышеприведённом случае указывает на высокотемпературную вязкость. Данная характеристика определяет минимальный и максимальный уровни вязкости машинного масла при условиях рабочих температур (+100…+150). Чем выше число после W, тем выше вязкость масла при данных рабочих температурах. Точную информацию относительно высокотемпературной вязкости масла, которая нужна для конкретного мотора, имеет только производитель данного авто. Потому рекомендуется соблюдение требований автомобильного производителя в отношении моторных масел, обычно указывающихся в инструкциях.

Вязкость масла определяется согласно номенклатуре SAE J300, подразумевающей подразделение всех масел по вязкости на 3 вида:

  • Зимние масла — SAE 0W, SAE 5W, SAE 10W, SAE 15W и SAE 20W.
  • Летние — SAE 20, SAE 30, SAE 40, SAE 50 и SAE 60.
  • Всесезонные — SAE 0W-30, SAE 0W-40, SAE 5W-30, SAE 5W-40, SAE 10W-30, SAE 10W-40, SAE 15W-40 и SAE 20W-40.

Всесезонные масла самые практичные, поскольку рабочие температуры их являются оптимально сбалансированными.

Для выбора масла с наиболее подходящей для конкретного мотора степенью вязкости следует придерживаться двух правил.

Выбор масла с вязкостью под климатические условия (внешние температуры использования)

Важно помнить, что средняя температура местности вашего проживания прямо определяет степень вязкости масла, обозначается цифрой стоящей перед W:

SAE 0W-30 от -30° до +20°C
SAE 0W-40 от -30° до +35°C
SAE 5W-30 от -25° до +20°C
SAE 5W-40 от -25° до +35°C
SAE 10W-30 от -20° до +30°C
SAE 10W-40 от -20° до +35°C
SAE 15W-40 от -15° до +45°C
SAE 20W-40 от -10° до +45°C

2. Выбор масла с учетом срока эксплуатации мотора. Чем машина старше, тем сильнее износ в ней трущихся пар — деталей, при работе двигателя соприкасающихся между собой с увеличением зазоров между ними. Чтобы избежать износа деталей, нужно обеспечить высокую вязкость масляной плёнки на поверхностях их. Таким образом, для мотора, который выработал свой ресурс наполовину, нужно приобрести масло, имеющее более высокую степень вязкости, для нового двигателя — масло с меньшей вязкостью.

Дизель и бензиновый силовой агрегат

«Как же – как же, — скажет скептик, — у меня дизельная машина, у меня все по-другому». И никто не станет с ним спорить. Масло для дизельных и бензиновых моторов, действительно, качественно отличается. Связано это с разными принципами работы силовых агрегатов и типа топлива.

Солярка, даже если она качественная, в силу своего химического состава дает больше нагара и сажи, с которыми, кроме основных функций и борется моторное масло. Поэтому масла для дизелей содержат большее количество моющих добавок. Кроме того дизельные масла обладают более высоким щелочным числом, что позволяет снижать вредное воздействие кислотной среды свойственной процессам сгорания соляры.

Американские и Европейские автопроизводители разработали два дополнительных стандарта делящих масла на бензиновые и дизельные: API и ACEA соответственно.

В первом случае литера S – указывает на масло для бензинового двигателя, С – дизельного. Во втором: А – бензин, В – дизель.

Так же указанные стандарты делят масла по типам двигателей в зависимости от сроков выпуска и предназначения (двухтактные, четырехтактные, легковые, грузовые и так далее). О данной классификации говорит вторая буква маркировки.

Для наглядности ниже приведены таблицы:

для бензиновых двигателей

для дизельных двигателей

Несомненно, данные показатели следует учитывать при выборе моторного масла, но они ни коим образом не отменяют стандарта SAE. Степень вязкости и другие сопутствующие параметры одинаковы как для дизельных, так и бензиновых масел.

В любом случае на этикетке каждого масла обязательно будет показатель по SAE, а вот API или ACEA идет уже дополнительной маркировкой и то не всегда.

И уж если говорить о типе масла для эксплуатации дизеля зимой, специалисты советуют использовать именно масло, предназначенное для дизельных двигателей. Дело в том, что в настоящее время производители выпустили на рынок множество универсальных масел, пригодных для обеих типов силовых установок, совместив почти не совместимое.

Но универсальность — это не всегда хорошо и удобно. По результатам проведенных исследований подобные масла очень сильно зависят от качества используемого топлива: чем оно ниже, тем короче срок эксплуатации масла и, соответственно, его полезных свойств. О качестве горючего в нашей стране говорить не будем, это лишнее.

Что такое вязкость

Важной характеристикой вещества является его вязкость. Вязкость жидкости — это ее способность оказывать сопротивление перемещению одних частиц относительно других, то есть противостоять касательным усилиям в потоке

Данный параметр среды нельзя обнаружить в состоянии покоя, он оценивается только во время движения вещества, когда начинают действовать силы сцепления между молекулами.

Существует две разновидности вязкости: динамическая (или абсолютная) и кинетическая. Оба показателя уменьшаются при повышении температуры вещества.

Данное свойство присутствует у всех веществ, которые обладают текучестью. Текучесть — это сдвиг (перемещение) одних частиц по отношению к другим той же самой среды. За счет силы внутреннего трения вязкость противостоит процессу текучести. Данная формулировка относится не только к жидким, но и к газообразным веществам. А вот применительно к твердым это свойство имеет несколько другую природу.

От чего зависит частота замены масла

От температурного диапазона применения смазочного материала зависит частота его замены. Чем больше разбежка между зимней и летней температурой, тем чаще придется менять старое масло на новое.

Это необходимо потому, что в таких автомаслах используются специфические синтетические присадки. Они представляют собой цепочки с различным коэффициентом поверхностного натяжения на обоих концах. Чем больше разница температур, тем длиннее синтетические цепочки.

Поверхностное натяжение зависит от величины температуры окружающей среды. Таким образом, цепочки присадок получают возможность к скручиванию и разворачиванию при разных температурах. При повышении температуры базового масла, цепочки, распределенные по всему объему, разворачиваются и тем самым уменьшают текучесть базовой основы. Она становится гуще, тягучее.

Однако каждая присадка синтезирована так, что цепочки могут сворачиваться и разворачиваться только определенное количество раз. В дальнейшем, они разрушаются. Длинные присадки разрушаются быстрее. Чем больше эксплуатируется масло, тем меньше остается в нем присадки. И оно перестает обладать первоначальными эксплуатационными качествами.

С возрастанием километража пробега, необходимо использовать более густую смазку. Для старых, изношенных автомобилей допускается использовать моторное масло на два класса выше, чем рекомендуемое. Однако, перед тем как отступить от требований указанных в сервисном паспорте, следует пройти полный технический осмотр мотора автомобиля. И только после этого, опытный моторист посоветует применить более густой смазочный материал.

Вязкость муки

Мука — продукт, который получают посредством измельчения зерен с/х культур (в основном злаковых) до порошкообразной консистенции. На муку размалывают преимущественно пшеницу, рожь, в меньших объемах кукурузу, ячмень и прочие зерновые культуры.

Сила муки — показатель, определяющий ее хлебопекарные качества. Он обозначает, как поведет себя тесто при замесе, каким будет его вязкость, эластичность, упругость, водопоглотительная способность. В зависимости от реологических свойств теста классифицируют муку сильную, среднюю, слабую по силе.

Вязкость водно-мучной смеси обусловлена содержанием в муке клейковины, которая разбухает в растворенном виде.

Моторные масла от разных производителей

Как и во всем, при производстве моторного масла существуют свои «фавориты», а также компании, которые предлагают потребителям более дешевые составы.

Mobil

Компания Mobil является одной из крупнейших по производству высококачественных моторных масел. Для примера, возьмем моторное масло 0w30, характеристики которого свидетельствуют о том, что этот продукт больше всего подойдет для тех, кто предпочитает экстремальные условия езды. Синтетическое масло, стоимостью 700 рублей за литр производится исключительно по передовым технологиям, благодаря чему данный состав повышает экономию топлива и защищает двигатель от износа. Присадки, используемые в этом масле, считаются самыми лучшими на сегодняшний день. Они производятся по технологии Supersyn.

Еще один интересный продукт от именитой компании – это моторное масло «Мобил» супер 3000 5w40. Характеристики жидкости отвечают большинству требований автопроизводителей. Синтетический продукт относится к классу «Экстра» и обладает отличными показателями. Масло сохраняет мотор в чистоте и не образует нагара, хорошо показывает себя при холодном старте двигателя, а также позволяет значительно снизить выброс вредных веществ в атмосферу. Стоит такая жидкость от 400 рублей за литр. Применяется как для легковых, так и для грузовых автомобилей, а также внедорожников.

Shell

Еще один «монстр» среди производителей качественного моторного масла – это компания Shell. Производитель давно зарекомендовал себя с самой лучшей стороны, но и как в первом случае продукт с таким брендом стоит недешево. Для примера, возьмем жидкость, пользующуюся большой популярностью среди автовладельцев, а именно — моторное масло Шелл Хеликс 5w40. Характеристики этого продукта внушают доверие, так как, по словам самого производителя, уникальный состав позволяет обеспечить более надежную защиту мотора, нежели дешевые аналоги. Как показывает практика в процессе эксплуатации авто на таком масле действительно остается намного меньше осадков и загрязнений. Полностью синтетическое масло моторное Shell Helix Ultra 5w40, характеристики которого позволяют его использовать на такой машине, как Ferrari, рекомендуется для залива в BMW, Volksvagen, Reno, Fiat, Saab, Porsche и Rover.

Лукойл

Моторные масла Лукойл технические характеристики которого впечатляют, изготавливаются на базе современных синтетических составов. Эта компания также имеет широкую известность в нашей стране. Характеристика моторного масла 5w30 от Лукойл отвечает требованиям высокофорсированных бензиновых «движков», а также дизельных «легковушек», микроавтобусов и грузовиков. Кроме этого, жидкость может использоваться в двигателях, предусматривающих турбонаддув.

Моторное масло 5w30, технические характеристики которого позволяют менять его не так часто как аналоги, хорошо зарекомендовало себя для автомобилей «Форд» и «Рено». В ходе тестирования жидкость продемонстрировала возможность высокоинтеллектуальной защиты мотора. Также продукция Лукойл адаптирована для холодного климата. Стоит такое масло порядка 550 рублей за литр.

Castrol

Говоря о производителях нельзя не упомянуть компанию Castrol. Вся продукция этой фирмы обладает своими отличительными особенностями, для примера возьмем моторное масло «Кастрол» 5w40. Характеристики этой жидкости также отвечают основным требованиям, но, помимо этого, она позволяет уменьшить расход топлива и повысить экологичность мотора. Все дело в присадках, которые входят в состав масла (модификатор трения и загуститель). Эти компоненты позволяют в определенных условиях уменьшать вязкость масла, благодаря чему улучшаются параметры «движка». Стоит такая жидкость от 500 рублей за литр.

Также компания выпускает продукт для особо холодных условий — моторное масло 0w40. Характеристики этой жидкости позволяют использовать ее для новых силовых агрегатов, работающих на бензине или дизеле. Масло отличается отличными показателями при особо низких температурах, благодаря чему вы получите быстрый холодный пуск. Смазывающая пленка масла остается на деталях даже, если нагрузка была превышена. Стоит такое масло около 1 000 рублей за 1 литр.

Зависимость вязкости моторного масла от температуры

С ростом температуры вязкость моторного масла падает, т.е. масло становится более жидким. Вязкость масла может уменьшаться в интервале температур от 0 °С до +100 °С в сотни и тысячи раз. На практике этот эффект используется при замене масла – масло всегда меняют после прогрева двигателя, т.е. когда масло разжижается, иначе слить его максимально полно с двигателя нельзя.

«Обычное минеральное» моторное масло при 0 °С гуще воды более чем в сотни и тысячи раз, а при +100 °С всего лишь в десятки. Кинематическая вязкость моторного масла показывает именно «степень густоты» моторного масла. Она измеряется в сСт (сантиСтоксы или мм /с, 1 сСт = 1 мм /с).

Скорость падения кинематической вязкости с ростом температуры характеризуется ИНДЕКСОМ ВЯЗКОСТИ масла. Проще говоря, индекс вязкости показывает «степень разжижения» масла. Это безразмерная величина, т.е. не измеряется в каких-либо единицах (метрах, километрах, килограммах и т.д.) – это просто цифра!

Чем ниже индекс вязкости моторного масла, тем сильнее масло разжижается, т.е. толщина масляной пленки становится очень маленькой (а за этим следует повышенный износ). Чем выше индекс вязкости моторного масла, тем меньше масло разжижается, т.е. обеспечивается необходимая для защиты трущихся поверхностей толщина масляной пленки.

На практике, в случае реальных моторных масел, низкий индекс вязкости означает плохой запуск двигателя при низких температурах или плохая его защита от износа при высоких температурах.

Пример: отечественное масло M10ДМ (или М10Г2к) – минеральное масло (индекс вязкости ИВ ~100…110), запуск двигателя (при исправном состоянии) при -15 °С затруднен; Shell Rimula D 10W-30 (ИВ~130) – запуск двигателя при его исправном состоянии гарантирован при -25 °С – почувствуйте разницу!

Теоретически, все производители моторных масел хотели бы получить продукт с максимально высоким индексом вязкости (> 300), но к сожалению, это невозможно по причине ряда физических законов. Высококачественные минеральные моторные масла обычно имеют индекс вязкости (ИВ) 120-140, полусинтетические 130-150, синтетические 140-170. На канистрах, этикетках, этот параметр, как правило, не указывается, из-за «излишней сложности восприятия» для потребителя. Вы всегда можете потребовать от представителя производителя масла. Она не является секретной или конфиденциальной!

  • Вязкость – (внутреннее трение) – свойство жидких и газообразных тел оказывать сопротивление их течению – перемещению одного слоя тела относительно другого – под действием внутренних сил. Может быть выражена в единицах вязкости кинематической, динамической, условной и удельной. Физическая модель вязкости жидкого или газообразного тела – это сила, которую необходимо приложить для равномерного перемещения одной пластины относительно покоящейся, при условии, что их разделяет жидкость или газ, отнесенная к площади пластины. В этом случае приложенная сила оказывается равной абсолютной (динамической) вязкости.
  • Кинематическая вязкость – основной эксплуатационный параметр для всех видов моторных и трансмиссионных масел (а также и масел индустриальной номенклатуры). По определению — отношение динамической вязкости ( h ) к плотности ( d ) жидкости или газа при той же температуре: n = h / d

В системе СИ за единицу кинематической вязкости принят квадратный метр за секунду (м2/с), равный кинематической вязкости, при которой динамическая вязкость среды с плотностью 1 кг/м3 равна 1 Па Ч с. В системе СГС принят стокс.

Влияние на работу двигателя: от вязкости масла зависят следующие факторы

  • Толщина образуемой масляной пленки в парах трения (надежность разделения трущихся поверхностей при высоких температурах, стойкость к разрушению до добавления противоизносных присадок)
  • Легкость пуска двигателя в холодную погоду
  • Мощность двигателя (потери на трение, компрессия в ЦПГ)
  • Коэффициент полезного действия двигателя
  • Количество осадков образующихся в картерном масле
  • Расход топлива
  • Расход масла

Сезонные и универсальные масла

Поначалу проблему застывания масла на морозе решали применяя масла с разной вязкостью для зимы и лета и называли их сезонными маслами. Совершим небольшой экскурс в историю. Масла в качестве смазки моторов стали применять практически одновременно в появлением этих самых моторов. Говорят, кстати, что первый ДВС Дизеля не имел системы смазки и проработал около минуты, после чего его заклинило в результате теплового расширения деталей. Так что, хочешь не хочешь, а пришлось вводить в конструкцию эту самую систему смазки.

Однако уровень тогдашней нефтехимии был, прямо скажем, зачаточным, да и требования к маслу у тогдашних моторов были гораздо скромнее. Поэтому кроме нефтепродуктов использовались и более привычные для промышленности того времени вещества – растительные масла. Всемирно известный брэнд Castrol в своё время начинал с использования обычного касторового масла. Это, в общем, и отражено в его названии.

Так вот, о сезонности: как уже упоминалось, базовые минеральные масла состоят из большого количества различных нефтяных фракций в определённом диапазоне свойств (кстати, кому интересно, есть статья о функциях и свойствах моторного масла). Внутри этого диапазона они отличаются, в зависимости от своего состава. Например, чем больше в составе масла парафиновых соединений, тем лучше его смазывающие свойства и хуже низкотемпературные качества (температура застывания выше). Соответственно, у разных масел при одной и той же температуре будет разная вязкость и температура застывания. Поскольку в умеренных широтах колебания температур зимой/летом довольно сильны, то масло, хорошо работающее летом, зимой застынет. Ясно, что смазывать двигатель оно в таком состоянии не может. До появления модификаторов вязкости эту проблему можно было решить только заменой масла на более жидкое, застывающее при более низких температурах (ну или разведением костра под картером двигателя:)). Это позволяло заводить двигатели зимой без искусственного разогрева, но снижало смазываемость. Ведь, как мы помним, вязкость у более жидкого масла при прочих равных меньше, а значит и смазывает оно хуже. Вот примерные цифры по распространённой паре летнее/зимнее масло:

  • «летнее» масло М10Дм с вязкостью при 100°С равной 11 сСт, температура застывания -18°С.
  • «зимнее» масло М8Дм с вязкостью при 100°С – 8 сСт, температура застывания -30°С.

Кому интересно, что означают непонятные сочетания типа М10Дм, могут почитать статью о классификации моторных масел. Ну а  «сСт» – это единица измерения кинематической вязкости, о ней мы поговорим ниже.

Отсюда и происходит термин «сезонных» масел. В английском языке аналогом является слово monograde, то есть «одношкальный», если переводить дословно.

По мере развития химической отрасли появились присадки, позволяющие расширить диапазон рабочих температур масла. Одна из присадок понижает температуру застывания масла, называется такая присадка депрессорной. Другая присадка загущает масло при высоких температурах и называется модификатором вязкости. В статье о составе моторного масла я обещал объяснить механизм работы этих присадок, что и сделаю сейчас.

Как определить вязкость масла

SAE масла выпускаются нескольких типов:

  • с индексом «W» (Winter) – зимние масла 0w, 5w, 10w, 15w и 20w;
  • без индекса – летние масла 30, 40, 50.

Всесезонные жидкости, обладающие смешанной спецификацией, записываются так: моторное масло 0w-20. Характеристики такого продукта свидетельствуют о том, перед нами жидкость которую можно использовать на протяжении всего года. То же самое касается и всех остальных масел, где записаны оба этих индекса. Как вы уже догадались, почти все масла на сегодняшний день являются всесезонными.

Продолжаем разбираться, что же обозначают эти цифры, и отчего зависит их градация. Как уже говорилось ранее, в каждом масле есть особые присадки (полимеры). Их процентное содержание отвечает за густоту состава. При повышении температуры полимеры загущают смазочную жидкость, способствуя большему оседанию частиц масла на деталях двигателя. Соответственно чем больше число после индекса W, тем больше присадок в таком продукте содержится, например:

  • SAE 5w-30 содержит порядка 7-8% присадок;
  • в SAE 10w-30 их чуть меньше – 6-7%;
  • в SAE 5w-40 содержится самое большое количество полимеров – 12-15%.

Для того чтобы понять при каких температурах можно будет без проблем запустить двигатель, рассмотрим пример. Допустим, вы приобрели моторное масло 5w-40. Характеристики этой смазочной жидкости говорят о том, что этот состав является всесезонным. Но запуск двигателя с таким маслом можно будет осуществить при минимальной температуре -35 градусов. Откуда взялась эта цифра? Все просто: от цифры, стоящей перед индексом W (в нашем случае – это 5) необходимо отнять 40. Таким образом, мы получаем -35 – минимальную температуру при которой масляный насос сможет осуществить прокачку, избежав сухого трения деталей двигателя. Но на работу прогретого «движка» эти расчеты никак не влияют. Чтобы понять какая «минималка» будет влиять на «поворачиваемость» двигателя, нам необходимо отнять от 5 не 40, а 35. В итоге получаем -30 градусов.

Как становится очевидно – чем ниже температура, тем больше масло густеет и стартер становится все сложнее завести при холодном запуске. Но, эти параметры относительны, так как реальные показатели будут зависеть от самого движка.

Больше ничего особенного первая цифра 5 не показывает (только что перед нами низкотемпературное масло), но вот с параметром 40 все не так просто. Как первое число эту составляющую сложно удобоваримо перевести, кроме как, что смазочная жидкость обладает высокотемпературной вязкостью, которой удалось добиться за счет большего количества присадок. Для того чтобы понять масло с какой маркировкой лучше выбирать лучше всего обратиться к рекомендациям производителя автомобиля

Решая, какая вязкость больше подходит для «движка» важно не совершить ошибку, с которой часто сталкиваются как опытные, так и не очень умудренные опытом водители

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Adblock
detector