Кинематическая вязкость масла что это такое

9

Кинематическая вязкость — величина не постоянная.

Смена масла в двигателе. Для тех, кто привык доверять в этом вопросе мнению сотрудников специализированного сервиса, этот пункт в обслуживании автомобиля особых хлопот не вызывает. Максимум, из-за чего придется наморщить лоб, так это выбрать подходящее по цене масло из предложенных.

Для тех, кто полагается исключительно на свои знания и опыт, выбор масла стал довольно мучителен. А как иначе? Ведь то масло, которое ранее заливали в двигатель, либо пропало с полок, либо ценник на него взлетел в несколько раз. Вот и приходится пытливым умам искать подходящую альтернативу. Кто-то смотрит на то, что дешевле, кто-то обращает свои взоры на новые бренды. Но, так или иначе, первое, на что смотрит хоть немного сведущий в масле автолюбитель, так это на вязкостный показатель масла.

Именно он является первоопределяющим при выборе масла, и именно он прописывается автопроизводителем в рекомендациях к применению в том или ином двигателе. Это уже потом добавляют различные допуски и требования, которым должно соответствовать масло в том или ином двигателе. Но первое, что ищет потребитель, шаря по полке глазами, это нужные цифры до и после «W». Цифра «до» отражает способность к работе масла при отрицательных температурах, цифра «после» — способность масла работать при положительных температурах.

Распределение температуры в двигателе.

Так что же такое вязкость масла? Это одно из важнейших свойств, определяющее его применимость в двигателях различных типов. Нужно заметить, что создать действительно качественно масло, отвечающее множеству показателей, довольно сложно. Не менее сложно сделать его текучим и способным защищать детали, как при отрицательных, так и положительных температурах. Посудите сами. Масло в двигателе должно работать как при, например, — 50оС во время запуска двигателя где-нибудь в Якутске, так и выдерживать + 200оС непосредственно при работе двигателя. В районе поршневых колец как раз такая температура.
Для того чтобы готовое масло было работоспособным при таком широком диапазоне температур, в базовое масло или масла, из которых оно состоит (базовых масел может быть от несколько), добавляют модификаторы вязкости и депрессоры.

Модификаторы вязкости – это полимеры. Их особенность заключается в том, что, в зависимости от температуры, их молекулы способны изменять конфигурацию. Чем ниже температура, тем меньше в размерах клубки ими образованные. И, чем выше, тем больше эти клубки разворачиваются, загущая масло. Все это обеспечивает требуемые показатели масла при высоких температурах.

Неправильно подобранное масло сулит не мало проблем при пуске двигателя в мороз.

Для того, чтобы масло сохраняло свою текучесть при низких температурах, в него вводят депрессоры. Базовые масла содержат углеводородные цепочки (парафины) которые при отрицательных температурах довольно охотно кристаллизуются, что вызывает загущение масла. Депрессоры блокируют рост их кристаллической решетки при отрицательных температурах и, тем самым, предотвращают застывание масла.
Наибольшее распространение в средних широтах получили масла 5W-30 и 5W-40. В первом случае температурный диапазон работы масла – от- 35оС до +35оС, во втором случае – от -35оС до +40оС. Для того чтобы это быстро определить без лишних вычислений уже давно существует соответствующая таблица.

С первым числом все относительно просто. В случае если вязкость масла не соответствует климатическим условиям, при которых эксплуатируется автомобиль, то использовать его нельзя по причине застывания. Стартер просто не провернет коленчатый вал с необходимой частотой вращения (вязкость проворачивания), а масло не потечет по масляной системе двигателя ввиду того, что его вязкость будет чрезмерной (вязкость прокачки).

Куда сложнее обстоят дела с числом после дефиса. Изначально оно так же завязано на климатические условия эксплуатации, однако помимо учета внешних температур, оно так же привязано и к температурным характеристикам двигателя. И вот тут на арене появляется такой показатель, как кинематическая вязкость, которая определяется при температуре в +100оС. Именно этот показатель характеризует поведение масла в узлах трения двигателя. И именно от нее зависит, насколько прочна будет масляная пленка, защищающая двигатель от износа, а так же будет ли масло способствовать экономии топлива. Если цифра ниже минимального порога, то это вызовет разрыв масляной пленки. Если цифра выше, то масло будет препятствовать вращению деталей двигателя и, тем самым, вызывать дополнительное механические потери.

Кинематическая вязкость масла – величина не постоянная. Со временем, полимеры, которые в большей степени отвечают за этот показатель, разрушаются, и масло все меньше и меньше начинает соответствовать тем показателям, которые были заявлены изначально. Существует мнение, что уже к середине пробега масла кинематическая вязкость падает чуть ли не в половину. Особенно это актуально для масел, в которых используются не очень качественные пакеты присадок.

Именно поэтому мы при производстве масла решили отказаться от готовых пакетов присадок. Пакет присадок в нашем масле свой. Это позволяет не зависеть от характеристик предлагаемых на рынке готовых пакетов и, как следствие, можем наделять масла именно теми свойствами, которые необходимы в зависимости от той или иной классификации. В частности, уже сейчас полимеры из нашего пакета присадок позволяют обеспечивать готовому маслу отличные вязкостные характеристики как при высоких, так и при низких температурах. Не стоит забывать и про индекс вязкости. Он, как известно, складывается из вязкостных показателей при двух температурах: 40 оС и 100 оС и характеризует изменение вязкости масла от температуры. Чем индекс вязкости выше, тем меньше масло изменяет свою вязкость в зависимости от температуры.

Для определения кинематической вязкости требуется не более 10 минут.

Для исследования масел по этому показателю нашей компанией был приобретен вискозиметр, который с высокой точностью определяет кинематическую вязкость и позволяет сделать определенные выводы по качеству состава масла.

Заявленные характеристики по кинематической вязкости масла Лукойл совпали с результатом анализа.

Мы так же предлагаем вам принять участие в наших исследованиях. Для этого нужно лишь прислать нам на анализ исходное масло и масло с определенным пробегом. (Подробно здесь) После этого мы опубликуем ваш результат, а вы сделаете для себя вывод, насколько качественное масло вы приобрели и на каком пробеге его нужно менять, как утратившее способность к предотвращению износа двигателя. Ждем ваши образцы.

Для анализа потребуется исходное масло и масло с пробегом.

Вязкость масла: что означают цифры, таблица вязкости по температуре, кинематическая вязкость

Выбор моторного масла – серьезная задача для каждого автолюбителя. И главный параметр, по которому должен осуществляться подбор — это вязкость масла. Вязкость масла характеризует степень густоты моторной жидкости и ее способность сохранять свои свойства при температурных перепадах.

Попробуем разобраться, в каких единицах должна измеряться вязкость, какие функции она выполняет и почему она играет огромную роль в работе всей двигательной системы.

Для чего используется масло?

Работа двигателя внутреннего сгорания предполагает непрерывное взаимодействие его конструктивных элементов. Представим на секунду, что мотор работает «на сухую». Что с ним произойдет? Во-первых, сила трения повысит температуру внутри устройства. Во-вторых, произойдет деформация и износ деталей. И, наконец, все это приведет к полной остановке ДВС и невозможности его дальнейшего использования. Правильно подобранное моторное масло выполняет следующие функции:

• защищает мотор от перегрева,
• предотвращает быстрый износ механизмов,
• препятствует образованию коррозии,
• выводит нагар, сажу и продукты сгорания топлива за пределы двигательной системы,
• способствует увеличению ресурса силового агрегата.

Таким образом, нормальное функционирование моторного отдела без смазывающей жидкости невозможно.

Индекс вязкости масла

Понятие вязкости масел подразумевает способность жидкости к тягучести. Определяется она с помощью индекса вязкости. Индекс вязкости масла – это величина, показывающая степень тягучести масляной жидкости при температурных изменениях. Смазки, имеющих высокую степень вязкости, обладают следующими свойствами:

• при холодном запуске двигателя защитная пленка имеет сильную текучесть, что обеспечивает быстрое и равномерное распределение смазки по всей рабочей поверхности;
• нагрев двигателя вызывает увеличение вязкости пленки. Такое свойство позволяет удерживать защитную пленку на поверхностях движущихся деталей.

Т.е. масла с высоким значением индекса вязкости легко адаптируются под температурные перегрузки, в то время как низкий индекс вязкости моторного масла свидетельствует о меньших способностях. Такие вещества имеют более жидкое состояние и образуют на деталях тонкую защитную пленку. В условиях отрицательных температур моторная жидкость с низким индексом вязкости затруднит пуск силового агрегата, а при высокотемпературных режимах не сможет предотвратить большую силу трения.

Кинематическая и динамическая вязкости

Степень тягучести моторного материала определяется двумя показателями — кинематической и динамической вязкостями.

Кинематическая вязкость масла — показатель, отображающий его текучесть при нормальных (+40 градусов Цельсия) и высоких (+100 градусов Цельсия) температурах. Методика измерения данной величины основывается на использовании капиллярного вискозиметра. При помощи прибора измеряется время, требуемое для истечения масляной жидкостипри заданных температурах. Измеряется кинематическая вязкость в мм 2 /с.

Динамическая вязкость масла также вычисляется опытным путем. Она показывает силу сопротивления масляной жидкости, возникающий во время движения двух слоев масла, удаленных друг от друга на расстоянии 1 сантиметра и движущихся со скоростью 1 см/с. Единицы измерения данной величины — Паскаль-секунды.

Определение вязкости масла должно проходить в разных температурных условиях, т.к. жидкость не стабильна и изменяет свои свойства при низких и высоких температурах.

Таблица вязкости моторных масел по температуре представлена ниже.

Расшифровка обозначения моторного масла

Как отмечалось ранее, вязкость — это основной параметр защитной жидкости, характеризующий ее способность обеспечивать работоспособность автомобиля в различных климатических условиях.

Масло, предназначенное для зимнего использования, маркируется цифрой и буквой W, например, 5W, 10W, 15W. Первый символ маркировки указывает на диапазон отрицательных рабочих температур. Буква W — от английского слова «Winter» — зима — информирует покупателя о возможности использования смазки в суровых низкотемпературных условиях. Она имеет большую текучесть, чем летний аналог, для того, чтобы обеспечить легкий запуск при низких температурах. Жидкая пленка мгновенно обволакивает холодные элементы и облегчает их прокрутку.

Предел отрицательных температур, при которых масло сохраняет работоспособность следующий: для 0W — (-40) градусов Цельсия, для 5W — (-35) градусов, для 10W — (-25) градусов, для 15W — (-35) градусов.

Летняя жидкость имеет высокую вязкость, позволяющую пленке крепче «держаться» на рабочих элементах. В условиях слишком высоких температур такое масло равномерно растекается по рабочей поверхности деталей и защищает их от сильного износа. Обозначается такое масло цифрами, например, 20,30,40 и т.д. Данная цифра характеризует высокотемпературный предел, в котором жидкость сохраняет свои свойства.

Масло с вязкостью 30 нормально функционирует при температуре окружающей среды до +30 градусов по Цельсию, 40 — до +45 градусов, 50 — до +50 градусов.

Распознать универсальное масло просто: его маркировка включает две цифры и букву W между ними, например, 5w30. Его использование подразумевает любые климатические условиях, будь то суровая зима или жаркое лето. В обоих случаях, масло будет подстраиваться под изменения и сохранять работоспособность всей двигательной системы.

Кстати, климатический диапазон универсального масла определяется просто. Например, для 5W30 он варьируются в пределах от минус 35 до +30 градусов Цельсия.

Всесезонные масла удобны в использовании, поэтому на прилавках автомагазинов они встречаются чаще летних и зимних вариантов.

Для того чтобы иметь более полное представление о том, какая вязкость моторного масла уместна в вашем регионе, ниже представлена таблица, показывающая диапазон рабочих температур для каждого типа смазывающей жидкости.

Стандарт API

Разобравшись, что означают цифры в вязкости масла перейдем к следующему стандарту. Классификация моторного масла по вязкости затрагивает также стандарт API. В зависимости от типа двигателя, обозначение API начинается с буквы S или C. S подразумевает бензиновые моторы, С — дизельные. Вторая буква классификации указывает на класс качества моторного масла. И чем дальше эта буква находится от начала алфавита, тем лучше качество защитной жидкости.

Для бензиновых двигательных систем существую следующие обозначения:

• SC –год выпуска до 1964 г.
• SD –год выпуска с 1964 по 1968 гг.
• SE –год выпуска с 1969 по 1972 гг.
• SF –год выпуска с 1973 по 1988 гг.
• SG –год выпуска с 1989 по 1994 гг.
• SH –год выпуска с 1995 по 1996 гг.
• SJ –год выпуска с 1997 по 2000 гг.
• SL –год выпуска с 2001 по 2003 г.
• SM –год выпуска после 2004 г.
• SN –авто, оборудованные современной системой нейтрализации выхлопных газов.

Для дизельных:

• CB –год выпуска до 1961 г.
• CC –год выпускадо 1983 г.
• CD –год выпускадо 1990 г.
• CE –год выпускадо 1990 г., (турбированный мотор).
• CF –год выпускас 1990 г., (турбированный мотор).
• CG-4 –год выпускас 1994 г., (турбированный мотор).
• CH-4 –год выпускас 1998 г.
• CI-4 – современные авто (турбированный мотор).
• CI-4 plus – значительно выше класс.

Что одному двигателю хорошо, то другому грозит ремонтом

Многие автовладельцы уверены, что выбирать стоит более вязкие масла, ведь они — залог долговечной работы двигателя. Это серьезное заблуждение. Да, специалисты заливают под капоты гоночных болидов масло с большой степенью тягучести для достижения максимального ресурса силового агрегата. Но обычные легковые машины оборудованы другой системой, которая попросту захлебнется при чрезмерной густоте защитной пленки.

Почему класс вязкости так важен в работе механизмов? Представьте на минуту мотор изнутри: между цилиндрами и поршнем есть зазор, величина которого должна допускать возможное расширение деталей от высокотемпературных перепадов. Но для максимального коэффициента полезного действия этот зазор должен иметь минимальное значение, предотвращая попадание в двигательную систему выхлопных газов, образующихся во время горения топливной смеси. Для того, чтобы корпус поршня не нагревался от соприкосновения с цилиндрами, и используется моторная смазка.

Уровень вязкости масла должен обеспечивать работоспособность каждого элемента двигательной системы. Производители силовых агрегатов должны добиться оптимального соотношения минимального зазора между трущимися деталями и масляной пленой, предотвращая преждевременный износ элементов и повышая рабочий ресурс двигателя. Согласитесь, доверять официальным представителям автомобильной марки безопаснее, зная, каким путем эти знания были получены, чем верить «опытным» автомобилистам, полагающимся на интуицию.

Что происходит в момент запуска двигателя?

Если ваш «железный друг» простоял всю ночь на морозе, то наутро показатель вязкости залитого в него масла будет в несколько раз выше расчетной рабочей величины. Соответственно, толщина защитной пленки будет превышать зазоры между элементами. В момент запуска холодного мотора происходит падение его мощности и повышение температуры внутри него. Таким образом, возникает прогрев мотора.

Вязкость моторного масла в рабочих температурах

После того, как двигатель прогрелся, активируется система охлаждения. Один цикл работы двигателя выглядит следующим образом:

1. Нажим на педаль газа повышает обороты мотора и увеличивает нагрузку на него, в результате чего увеличивается сила трения деталей (т.к. слишком вяжущая жидкость еще не успела попасть в междетальные зазоры),
2. температура масла повышается,
3. степень его вязкости снижается (увеличивается текучесть),
4. толщина масляного слоя уменьшается (просачивается в междетальные зазоры),
5. сила трения снижается,
6. температура масляной пленки снижается (частично с помощью охлаждающей системы).

По такому принципу работает любая двигательная система.

Зависимость вязкости масла от рабочей температуры очевидна. Так же, как очевидно то, что высокий уровень защиты мотора не должен снижаться в течение всего периода эксплуатации. Малейшее отклонение от нормы может привести к исчезновению моторной пленки, что в свою очередь негативно отразится на «беззащитной» детали.

Каждый двигатель внутреннего сгорания, хоть и имеет схожую конструкцию, но обладает уникальным набором потребительских свойств: мощностью, экономичностью, экологичностью и величиной крутящего момента. Объясняются эти различия разницей моторных зазоров и рабочих температур.

Последствия заливки масла повышенной вязкости

Бывают случаи, когда автовладельцы, не знают, как определить требуемую вязкость моторного масла для своего автомобиля, и заливают то, которое советуют продавцы. Что случится, если тягучесть окажется выше требуемой?

Если в хорошо прогретом двигателе «плещется» масло с завышенной тягучестью, то для мотора опасности не возникает (при нормальных оборотах). В этом случае, просто повысится температура внутри агрегата, что приведет к снижению вязкости смазки. Т.е. ситуация придет в норму. Но! Регулярное повторение данной схемы заметно снизит моторесурс.

Если резко «дать газу», вызвав увеличение оборотов, степень вязкости жидкости не будет соответствовать температуре. Это приведет к превышению максимально допустимой температуры в моторном отсеке. Перегрев вызовет повышение силы трения и снижение износостойкости деталей. Кстати, само масло также потеряет свои свойства за достаточно короткий промежуток времени.

Слишком низкая вязкость: опасна ли она?

Погубить бензиновые и дизельные двигатели может низкая степень вязкости. Этот факт объясняется тем, что при повышенных рабочих температурах и нагрузках на мотор текучесть обволакивающей пленки повышается, в результате чего не без того жидкая защита попросту «обнажает» детали. Результат: повышение силы трения, увеличение расхода ГСМ, деформация механизмов. Долгая эксплуатация автомобиля с залитой низковязкостной жидкостью невозможна — его заклинит практически сразу.

Некоторые современные модели моторов предполагают использование так называемых «энергосберегающих» масел, имеющих пониженную вязкость. Но использовать их можно только если имеются специальные допуски автопроизводителей: ACEA A1, B1 и ACEA A5, B5.

Стабилизаторы густоты масла

Из-за постоянных температурных перегрузок вязкость масла постепенно начинает уменьшается. И помочь восстановить ее могут специальные стабилизаторы. Их допустимо использовать в двигателях любого типа, износ которых достиг среднего или высокого уровня.

Стабилизаторы позволяют:

• увеличивать вязкость защитной пленки,
• снижать количество нагара и отложений на цилиндрах мотора,
• сокращать выброс вредных веществ в атмосферу,
• восстанавливать защитный масляный слой,
• достигать «бесшумности» в работе двигателя,
• предотвращать процессы окисления внутри корпуса мотора.

Разновидности специальных смазок, применяемых на производствах

Смазка веретенного машинного вида обладает низковязкостными свойствами. Использование такой защиты рационально на моторах, имеющих слабую нагрузку и работающих на больших скоростях. Чаще всего, применяется такая смазка в текстильном производстве.

Турбинная смазка. Ее главная особенность заключается защите всех работающих механизмов от окисления и преждевременного износа. Оптимальная вязкость турбинного масла позволяет использовать его в турбокомпрессорных приводах, газовых, паровых и гидравлических турбинах.

ВМГЗ или всесезонное гидравлическое загущенное масло. Такая жидкость идеально подходит для техники, используемой в районах Сибири, Крайнего Севера и Дальнего Востока. Предназначено такое масло двигателям внутреннего сгорания, оборудованным гидравлическими приводами. ВМГЗ не подразделяется на летние и зимние масла, потому что его применение подразумевает только низкотемпературный климат.

В качестве сырья для гидромасла выступают маловязкие компоненты, содержащие минеральную основу. Для того, чтобы масло достигло нужной консистенции, в него добавляют специальные присадки.

Вязкость гидравлического масла представлена в таблице ниже.

ОйлРайт — еще одна смазка, применяемая для консервации и обработки механизмов. Она имеет водостойкую графитовую основу и сохраняет свои свойства в диапазоне температур от минус 20 градусов Цельсия до плюс 70 градусов Цельсия.

Выводы

Однозначного ответа на вопрос: «какая вязкость моторного масла самая хорошая?» нет и не может быть. Все дело в том, что нужная степень тягучести для каждого механизма — будь то ткацкий станок или мотор гоночного болида — своя, и определить ее «наобум» нельзя. Требуемые параметры смазывающих жидкостей вычисляются производителями опытным путем, поэтому при выборе жидкости для своего транспортного средства в первую очередь руководствуетесь указаниями разработчика. А уже после этого вы можете обратиться к таблице вязкости моторных масел по температуре.

Технические характеристики моторных масел

Технические характеристики моторных масел — это количественное выражение определенных свойств масла в физических величинах или коэффициентах. Они показывают, при каких условиях моторное масло защищать двигатель от износа, коррозии, загрязнений, возникающих в ходе работы. Информацию о типовых характеристиках можно найти в листе технического описания (TDS, Technical Data Sheet).

Вязкость моторных масел

Вязкость – очень важная характеристика моторного масла, которая влияет на множество аспектов: количество отводимой от узла трения теплоты, износ вкладышей подшипников и шеек коленвала, способность обеспечивать гидродинамическое трение.

Один из способов понять, что такое вязкость – представить, что вы пытаетесь плыть. Если жидкость слишком густая, вам сложно двигаться и приходится тратить много энергии. И наоборот, если субстанция слишком жидкая, то вы будете опускаться на дно. Поэтому важен правильный баланс. Масло должно быть достаточно густым, чтобы выдерживать разделение движущихся частей, но достаточно тонким, чтобы обеспечивать топливную экономичность.

Молекулы жидких тел при перемещении вызывают трение. Это трение и называется вязкостью. При повышении давления, уменьшается объем и усиливается взаимное притяжение молекул и увеличивается сопротивление течению, вязкость масла увеличивается. При повышении температуры процесс прямо противоположный — вязкость уменьшается.

Работа, затрачиваемая на перемещение молекул, рассеивается в виде тепла. Если масляная пленка толще зазора, увеличивается сила трения, что приводит к повышению температуры и снижению КПД. Поэтому автопроизводители рассчитывают зазоры под рабочие температуры двигателя, специально заставляя его работать под повышенными нагрузками при прогреве.

Кинематическая вязкость моторного масла

Кинематическая вязкость – это показатель, выражающийся в отношении динамической вязкости к плотности масла. Он характеризует текучесть масла при нормальной и высокой температуре. Измеряется в сантистоксах (1 сСт = 10 -6 мм 2 /с). Для замера используется стеклянный вискозиметр. Принцип измерения достаточно прост: замеряется время вытекания определенного количества масла из сосуда с калиброванным отверстием на дне.

В отчете ASTM 1989 года сообщается, что стремительный рост неньютоновских всесезонных масел сделал кинематическую вязкость практически бесполезным параметром для определения реальной вязкости в критически важных зонах двигателя. Поэтому был разработан параметр HTHS, о котором мы расскажем далее.

Индекс вязкости

Индекс вязкости моторного масла (ИВ, Viscosity index, VI) – это показатель, характеризующий степень изменения вязкости в зависимости от температуры °C. Чем выше индекс вязкости, тем в более широком температурном диапазоне смазочный материал способен сохранять рабочие свойства. Наибольшим индексом вязкости обладают базовые масла III (VHVI – Very High Viscosity Index, очень высокий индекс вязкости), IV (PAO – ПАО, полиальфаолефины) и V групп.

Индекс вязкости определяется по методу ASTM D2270. Для расчета необходимы показатели кинематической вязкости при 40°C и 100°C.

Динамическая вязкость

Высокотемпературная вязкость HTHS

Создание полимерных загустителей позволило производить универсальные всесезонные масла, которые способны обеспечивать уверенный пуск двигателя при отрицательных температурах и сохранять рабочие параметры при высоких. Принцип их действия достаточно прост: при низких температурах они сжимаются, занимая меньше места и снижая вязкость, а при повышении температуры, наоборот, увеличиваются в размерах, увеличивая вязкость.

Однако, у полимеров есть одна интересная особенность. При высокой скорости сдвига полимеры выстраиваются в направлении потока и сжимаются (например, в очень маленьких зазорах, где толщина масляной пленки предельно мала, но скорость движения очень высокая), что приводит к потере вязкости. Она может быть как кратковременной (при снижении скорости сдвига полимер восстановится), так и необратимой (полимер разрушается).

Скорость сдвига — это интенсивность изменения скорости одного слоя потока относительно второго. Величина выражается во взаимно обратных секундах [1/s]. В двигателе моторное заполняет зазоры между двумя поверхностями, которые двигаются с большой скоростью относительно друг друга (например, поршень и цилиндр). При этом процессе происходит скольжение слоев жидкости (моторного масла).

Для определения стойкости полимера к деструкции используется тест Курта Орбана (ASTM D 6278), при котором загущенное масло прокачивается топливным насосом высокого давления под давлением 175 бар. Масла для легковых автомобилей должны выдерживать 30 циклов такого испытания, а для коммерческих – 90. Вязкость после теста должна оставаться в рамках стандарта SAE J300.

Загущенные масла не являются ньютоновскими жидкостями, т.е их характеристики не линейно зависимы от внешних факторов. Поэтому инженерами был разработан параметр HTHS, который определяет вязкость масла в условиях, похожих на условия работы в ДВС – при температуре 150°C и скорости сдвига 106 с -1 .

HTHS – это параметр динамической вязкости, который измеряется при высокой температуре (150°C) и высокой скорости сдвига 106 с -1

В уже упомянутом отчете ASTM 1989 года говорится, что стандарт SAE J300 не совершенен и 12-летние усилия по разработке нового стандарта ни к чему не привели. Однако зафиксированных случаев поломок, связанных с недостаточной вязкостью HTHS, выявлено не было, поэтому редакция SAE J300 и по сей день является актуальной.

Бытует миф, что моторные масла с низким HTHS приводят к ускоренному износу двигателя. Низковязкие масла предназначены только для специально сконструированных двигателей с минимальными зазорами. Кроме того, высокое содержание модификаторов трения позволяет защищать двигатель даже в условиях граничного трения.

Наиболее вредны масла с низким HTHS для изношенных двигателей. Дело в том, что абразивные частицы, которые, как правило, присутствуют в неновом двигателе, могут привести к тому, что тонкая масляная плёнка разрывается и начинается незащищённое трение, которое потом приводит к очень быстрому выходу деталей из строя. Слишком большие зазоры и неоптимальный режим работы топливной системы, работа мотора на малых оборотах и в режиме прогрева, приводят к тому, что топливо попадает в масло, снижая и без того малую вязкость и ухудшая его смазочные свойства.

Динамическая вязкость CCS

Параметр динамической вязкости, определяемый на имитаторе холодного пуска (Cold Cranking Simulator) по методу ASTM D 2983. Иногда его еще называют вязкость проворачивания. Этим методом определяется кажущаяся вязкость в диапазоне от 500 до 200000 сПауз Он показывает, насколько двигателю будет трудно провернуть холодное масло в цилиндро-поршневой группе. Прибор представляет собой низкотемпературную баню, куда погружены миниатюрный электродвигатель соединенный с ротором, установленный внутри статора с очень малым зазором от его стенки. Объем между ротором и статором заполнен маслом, характеристики которого и необходимо измерить. После охлаждения масла до нужной температуры, запускается электродвигатель и ротор начинает вращаться. Причем, чем гуще масло, тем скорость вращения ниже. Измеряя эту скорость, прибор и рассчитывает низкотемпературную вязкость CCS. Единица измерения — мПа*с

Динамическая вязкость MRV

Вязкость прокачивания (pumping viscosity), определяемая на мини-ротационном вискозиметре по методу ASTM D 4684, говорит нам о способности масла течь и создавать необходимое давление в системе смазки в начальной стадии работы холодного двигателя. При испытании определяется либо напряжение сдвига, необходимое для разру­шения желе, либо вязкость при отсутствии напряжения сдвига. Прокачивание обеспечивается только для масел с вязкостью не более 60 000 mPa s. Наименьшая температура, при которой масло может прокачиваться, называется нижней температурой прокачивания, ее значение близко к наименьшей температуре эксплуатации. Тест проводится при температуре на 5 градусов ниже, чем CCS.

Благодаря базовым маслам 4 группы, моторное масло RIXX TP N 5W-30 SP GF-6 демонстрирует прекрасные низкотемпературные свойства. Например, по показателю CCS запас 34%, а по MRV – 41%. Таким образом, на моторном масле RIXX можно с уверенностью запускаться в морозы -35 градусов и даже ниже.

Данные лабораторного анализа МИЦ ГСМ

Стандарт SAE J300

Классификация моторных масел по SAE признана во всем мире. По ней все масла делятся на:

• зимние (обозначаются литерой W: SAE 0W, SAE 5W и т.д.)
• зимние
• всесезонные.

Как определить вязкость моторного масла?

Расшифровка вязкости – дело нехитрое. На канистре обязательно указывается класс вязкости по SAE. По нему можно определить низкотемпературные свойства, а также вязкость при рабочей температуре. Например, SAE 0W-40 означает, что масло гарантированно прокачается по системе при температуре вплоть до -40 градусов Цельсия, а вязкость при 100 градусах составит от 12,5 до 16,3 сСт.

Можно ли смешивать моторные масла разной вязкости?

Можно, но только в экстренных случаях. Не имея специального оборудования, сложно понять, какой вязкости в итоге получится микс смазочных материалов. Но такой микс все равно лучше, чем отсутствие масла в двигателе.

5W-30 и 5W-40 – в чем разница?

5W-30 имеет кинематическую вязкость при 100℃ в пределах 9,3-12,5 сСт, 5W-40 – 12,5-16,3 сСт.

В чем разница между 5W-40 и 10W-40

Технические характеристики моторных масел SAE 10W-XX обеспечивают гарантированный запуск двигателя при температурах до -25°C, а 5W-XX – до минус 30°C. В остальном отличий нет. Однако, чаще всего, масла 5W-40 являются синтетическими, а 10W-40 – полусинтетическими. Но, бывают исключения. Например, многие современные масла для дизельных двигателей.

Температура вспышки (flash point)

Температура вспышки — самая низкая температура, при которой пары смазочного материала образуют смесь с воздухом, воспламеняющуюся при контакте с огнем. Само масло при этом еще не воспламеняется. Параметр характеризует наличие в масле легколетучих фракций, которые при смешивании с воздухом образуют горючую смесь. Чем меньше этот показатель, тем меньше расход на угар и выше качество базовых масел. Определяют в открытом или закрытом тигле, в последнем случае она на 20-25 градусов ниже.

Испаряемость по методу Ноака

Испаряемость по NOACK — показатель, который определяет, сколько масла будет израсходовано за один час при температуре 250 градусов Цельсия. Испаряемость зависит от качества базовых масел, так как этот показатель зависит от наличия легких, летучих фракций. Хорошие масла имеют испаряемость ниже 14%. Испаряемость по NOACK характеризует склонность масла к угару/испарению. Испаряемость по НОАК выражается в процентах, и чем эта цифра меньше, тем меньше расход масла на угар.

Как определяют испаряемость по НОАК?

Стандартизирован тест Селби-Ноака в методе ASTM D5800. Образец масла весом 65 г помещают в специальный аппарат, нагревают до 245,2 °С и в течение 60 минут пропускают над нагретым образцом постоянный поток воздуха с помощью вакуумного насоса.

Для качественных моторных масел показатель испаряемости обычно не превышает 14-15%. Косвенно по этому числу можно оценивать качество базовых масел.

Температура застывания (solidification point)

Температура застывания — это температура, при которой масло теряет свою подвижность и тягучесть. Застывшим считается масло, которое удерживается в неподвижном состоянии 5 секунд под углом 90 градусов.

Производители снижают температуру застывания с помощью специальных присадок — депрессоров, которые не дают парафину укрупняться, увеличивать плотность, создавая псевдокристаллические структуры. Снижение динамической вязкости CCS добивается путем подбора нужного базового масла и полимера-загустителя. Поэтому температура застывания и низкотемпературная вязкость могут быть никак не связаны между собой. Кроме того, чрезмерное содержание депрессора может приводить к увеличению вязкости CCS.

Температура потери текучести (pour point)

Температура потери текучести — это самая низкая температура, при которой моторное масло еще сохраняет текучесть. Она показывает возможность переливания моторного масла без необходимости подогрева. Температура застывания, согласно стандартам, на 3°С выше температуры потери текучести. Метод измерения — ASTM D97.

Кислотное число (Total Acid Number, TAN)

TAN — показатель, характеризующий наличие в масле кислот, которые приводят к коррозии металлов. По этому показателю можно косвенно судить о качестве базового масла. В хорошо очищенных маслах II и III группы, например, TAN будет меньше, чем в I группе. Стандартный метод измерения — ASTM D664

Общее щелочное число (Total Base Number, TBN)

Щелочное число — это показатель, выражающая количество гидроксидов калия в 1 гр моторного масла. Он напрямую влияет на срок службы моторного масла. В обычных маслах этот показатель находится в диапазоне от 5 до 12 мг KOH на грамм.

В процессе сгорания топливно-воздушной смеси неизбежно образуются различные кислоты (особенно при использовании некачественного топлива с высоким содержанием серы), которые вызывают старение масла и даже способны вызывать коррозию. Именно для этого в моторное масло и добавляются щелочные присадки, нейтрализующие их.

Моющие свойства моторного масла характеризует наличие нейтральных солей, а не щелочное число. Поэтому невысокое содержание щелочи не является прямым показателем моющих свойств.

Кроме того, высокий показатель TBN приводит к повышению сульфатной зольности, которая негативно влияет на катализаторы выхлопной системы, турбины, может оседать на маслосъемных кольцах, а в случае угара масла приводить к образованию твердых абразивных веществ.

Именно поэтому в последнее время получили среднезольные и малозольные масла c пониженным содержанием сульфатной золы, фосфора и серы.

Зольность сульфатная

Сульфатная зольность — это важная характеристика моторного масла, которая показывает количество неорганических примесей, которые остаются после полного сгорания. Эти примеси являются следствием содержания в масле присадок на основе соединений металлов.

При сгорании высокозольного масла может образовываться твердый абразив, который при долгом воздействии приведет к полировке стенок цилиндра. Гладкие, как зеркало, поверхности не способны удерживать масляную пленку, а это приводит к высокому расходу масла.

Высокая зольность оказывает негативное влияние на клапаны (особенно актуально для двигателей, работающих на газу, а также оснащенных непосредственным впрыском топлива), подшипники турбин, катализаторы с мелкими сотами.

Для определения зольности используются такие международные стандарты, как DIN 51 575, ASTM D482, ISO 6245.

Полнозольные (Full SAPS) масла

По классификации ACEA — A1/B1, A3/B3, A3/B4, A5/
B5. Такие масла могут негативно сказываться на многоступенчатых каталитических нейтрализаторах и фильтрах DPF. Типичное значение зольности — 0,9 — 1,1%.

Среднезольные (Mid SAPS) масла

Согласно классификации ACEA имеют обозначения C2 и C3. Зольность таких масел колеблется в диапазоне 0,6-0,9%.

Малозольные (Low SAPS) масла

По классификации ACEA — C1 и C4. По стандарту содержание сульфатной золы не должно превышать 0,5%.

Вязкость масла

Вязкость — это мера сопротивления жидкости течению (сдвигу).

Физические свойства смазочных материалов определяются такими характеристиками, как вязкость, устойчивость к сдвигу, высоко- и низкотемпературные характеристики, водостойкость и летучесть. Наука о смазке стремится оптимизировать работу смазочного материала путем управления этими свойствами с помощью различных базовых масел и присадок. Вязкость смазочного материала и то, как она изменяется при различных температурах и условиях эксплуатации, является одним из наиболее важных свойств, определяющих эффективность смазывания, циркуляции в системе смазки и защиты смазываемых деталей от износа. Современные автоматические вискозиметры для масла позволяют измерять вязкость с лабораторной точностью и не требуют специальной подготовки персонала.

Понимание смысла вязкости

Свойство вязкости можно описать как молекулярное трение внутри жидкости, которое препятствует течению. Чем больше внутреннее трение, тем выше вязкость жидкости. То, как меняется вязкость жидкости при изменении температуры и давления, определяет, насколько хорошо жидкость может выполнять основные функции смазочного материала.

Базовые масла смазочных материалов загустевают при охлаждении и застывают, когда температура опускается ниже определенного порога, называемого температурой застывания. Загустевание увеличивает несущую способность смазочного материала, но его способность к циркуляции значительно ухудшается. С другой стороны, при нагревании смазочные материалы становятся тоньше, что снижает их способность нести нагрузку и предотвращать контакт металла с металлом.

Экстремальное давление также может снизить вязкость, что называется механическим сдвигом, уменьшая прочность масляной пленки и способность смазочного материала предотвращать контакт металла с металлом и износ. Однако попытка противостоять этому путем выбора более высокой вязкости может привести к масляному голоданию, поскольку масло не будет свободно проходить через мелкие каналы. Правильная вязкость для предполагаемого применения имеет решающее значение для обеспечения надлежащей циркуляции масла и достаточной прочности пленки масла под давлением.

Измерение вязкости

Измерение вязкости — это измерение внутреннего трения жидкости или ее сопротивления течению. Диапазон вязкости смазочного материала обычно указывается с помощью кинематической и динамической системы градации, например, установленной Обществом автомобильных инженеров (SAE) или Международной организацией по стандартизации (ISO).

Требования к бензиновым и дизельным моторным маслам включают классификацию вязкости моторных масел SAE J-300 и сервисную классификацию Американского института нефти (API), среди прочих. Эти испытания предназначены для воспроизведения конкретных условий эксплуатации, что позволяет разработчикам, производителям оригинального оборудования (OEM) и потребителям понять функциональные характеристики и ограничения каждого смазочного материала.

● Жидкости с низкой вязкостью могут быть описаны как тонкие и легкие.

● Жидкости с высокой вязкостью можно назвать густыми и тяжелыми.

● Моторное масло с низкой вязкостью (0W-20) течет быстрее, чем масло с высокой вязкостью (20W-50).

Кинематическая вязкость

Кинематическая вязкость — это сопротивление смазочного материала течению и сдвигу под действием силы тяжести. Для иллюстрации представьте себе две емкости, одна из которых наполнена водой, а другая — медом. Кинематическая вязкость каждой жидкости определяет скорость, с которой она течет. Поскольку кинематическая вязкость воды ниже, она течет быстрее.

Кинематическая вязкость, измеренная по методологии ASTM D445, определяет высокотемпературный рейтинг вязкости масла SAE при рабочей температуре — «30» в моторном масле 5W-30.

Значение при 100°C используется для определения класса вязкости по SAE путем измерения времени, которое требуется маслу для полного вытекания из капилляра вискозиметра, нагретого до 100°C. Прошедшее время в секундах переводится в сантистокс (сСт). Более низкие значения отражают более легковязкие масла.

Динамическая (абсолютная) вязкость

С помощью испытания на имитаторе холодной прокрутки (CCS) (ASTM D5293) измеряется динамическая вязкость. Она определяет низкотемпературный, зимний или «W» рейтинг вязкости масла — «5W» в моторном масле 5W-30. Чем ниже показатель «W», тем быстрее масло течет в холодном состоянии и тем легче двигатель проворачивается при запуске.

Динамическая вязкость определяется как сопротивление течению смазочного материала, измеряемое сопротивлением. Представьте себе количество энергии, необходимое для перемещения твердого предмета через жидкость. Для перемешивания воды по сравнению с медом требуется меньше энергии, поскольку динамическая вязкость воды ниже.

Тест на вязкость CCS оценивает количество энергии, необходимое для запуска двигателя при определенной температуре; чем ниже класс вязкости, тем ниже температура, при которой проводится тест. Тест присваивает значение в сантипуазах (cP), которое используется для определения класса вязкости.

Если в качестве примера взять 5W-30, то для получения класса 5W его вязкость при температуре -30°C не должна превышать 6600 cP. Более низкие значения отражают более легковязкие масла.

Индекс вязкости

Индекс вязкости смазочной жидкости означает, насколько сильно изменяется вязкость жидкости под воздействием температуры. Высокий показатель индекса вязкости (выше 95) указывает на то, что жидкость практически не изменяет вязкость под воздействием колебаний температуры, в то время как низкий показатель индекса вязкости указывает на относительно большое изменение вязкости.

Жидкости с высоким индексом обеспечивают более надежную защиту критически важных компонентов в широком диапазоне температур, сохраняя толщину масляной пленки и необходимую защиту между деталями. Тест на индекс вязкости (ASTM D2270) основан на кинематической вязкости жидкости при 40°C и 100°C.

Синтетические масла обычно имеют гораздо более высокие показатели индекса вязкости по сравнению с минеральными маслами, что означает, что они обеспечивают улучшенную защиту критически важных компонентов в более широком диапазоне температур.

Выбираем правильную вязкость

Зная, что вязкость жидкости связана с ее способностью переносить нагрузку, можно подумать, что более вязкая жидкость будет лучше. Однако использование смазочных материалов с более высокой вязкостью, чем рекомендовано, может быть столь же вредным, как и использование слишком низкой вязкости, и оба варианта могут привести к сокращению срока службы смазочных материалов и деталей агрегатов.

Главное — выбрать жидкость с вязкостью, подходящей для конкретного применения. Вязкость эффективного смазочного материала должна быть достаточной, чтобы обеспечить разделение движущихся частей при нормальных рабочих температурах и давлениях, и при этом не загустевать в холодном состоянии. В руководстве пользователя производитель оригинального оборудования указывает правильную вязкость для каждого применения.

Смазочные материалы с меньшей вязкостью для конкретного применения могут стать причиной:

● Повышенный контакт металла с металлом, трение и износ

● Повышенный расход масла

Смазочные материалы со слишком высокой вязкостью для применения могут вызвать:

● Повышенное трение жидкости и рабочие температуры

● Плохая текучесть и смазка при низких температурах

Контроль вязкости

Современные синтетические смазочные материалы разрабатываются для обеспечения оптимальной вязкости для каждого применения. Они разработаны на основе передовых рецептур базовых масел и пакетов присадок, призванных обеспечить улучшенные эксплуатационные характеристики, повышенную надежность и защиту от ухудшения характеристик вязкости в экстремальных условиях эксплуатации.

Производитель оборудования затрачивает значительные средства на испытания, чтобы подобрать оптимальное масло для новых моделей двигателей, трансмиссий, редукторов, компрессоров и турбин. Поэтому следование рекомендациям производителя техники и контроль свойств смазочных материалов, как свежих, так и во время эксплуатации позволит избежать непредвиденных поломок и продлит срок эксплуатации машин и агрегатов.

Анализ масла

Анализ масла, включающий контроль вязкости, как одного из наиболее важных показателей, относительно недорог для той информации, которую он предоставляет. Он позволяет вам лучше заботиться о транспортных средствах и производственном оборудовании, чтобы сократить время простоя и расходы на техническое обслуживание и максимально увеличить отдачу от инвестиций.

Анализ масла — это процесс химического анализа образца смазочного материала для определения состояния самого масла, а также двигателя или других смазываемых агрегатов (трансмиссий, компрессоров, редукторов, насосов, моторов, турбин, гидравлических систем), с которыми масло взаимодействует.

Для анализа масла необходимо взять образец смазочного материала и отправить его в квалифицированную лабораторию. Специалисты подвергнут смазочный материал ряду тестов для определения концентрации металлов, подверженных износу, разбавления топливом, общего базового числа смазочного материала (TBN), окисления и другой информации. Лаборатория выдает отчет о состоянии смазочного материала, содержащий краткое объяснение и рекомендации по дальнейшему обслуживанию.

Определение состояния масла в системе смазки дает несколько преимуществ, которые помогут сэкономить вам время и деньги.

Максимально продлить срок службы масла
Мониторинг состояния масла позволяет оптимизировать интервалы замены, чтобы максимально продлить срок службы жидкости. Выполнение меньшего количества замен масла минимизирует затраты на техническое обслуживание и сокращает время простоя для предприятий, которые зависят от готовности оборудования и транспортных средств.

Кроме анализа масел в коммерческой лаборатории (лаборатория “Диамас” — одна из наиболее известных в России) при возрастающем объеме проб на производственном предприятии для входного контроля качества ГСМ и мониторинга состояния масел во время эксплуатации с целью выявления развития тенденций деградации масла и диагностики износа оборудования существует эффективное решение создания собственной аналитической лаборатории. Современные автоматические приборы позволяют на месте эксплуатации оборудования проводить диагностику масла и контролировать износ техники с лабораторной точностью.

При создании собственной лаборатории, кроме лабораторных приборов может потребоваться обучение сотрудников правильной интерпретации результатов анализа, что очень важно для принятия обоснованных решений. Сама по себе работа с автоматическими приборами не требует специальной подготовки. Однако, чтобы сделать верные выводы из полученных результатов исследований и дать специалистам по обслуживанию техники эффективные рекомендации относительно необходимых дальнейших действий требуется более детальное понимание предмета.

Тем не менее, при достаточном объеме проб вложения в создание лаборатории анализа масла на предприятии, включая приобретение приборов и обучение сотрудников, быстро окупаются и сокращают сроки возврата основных инвестиций.