Про масло.
vk.com/topic-12695246_22527032
По наводке racemaster скопирую инфу по маслам.
Репост обязателен!
Вязкость масла — это его способность протекать сквозь калиброванное отверстие в воронке, за единицу времени — Сантистокс (cSt) это и есть куб.см. в секунду. Исходя из этого видим, что искомое 0W20 по консистенции то же самое, что и вода из-под крана, и предназначено оно для эксплуатации в режимах вращения двигателя выше 5000 об. Вряд ли кто-то всерьез собирается юзать такое масло в повседневной езде.
Собственно, вот данные именно Мотюля для режимов эксплуатации своей линейки масел:
0W20 — квалификации, драг-рейсинг, короткие трассы;
5W30 — квалификации, короткие трассы;
5W40 — кольцевые гонки, ралли, повседневная езда*;
10W40 — квалификации GT;
15W50 — длительные гонки, повседневная езда*;
20W60 — многочасовые гонки.
* — для форсированных атмосферных и турбированных моторов.
Как видим, только два класса вязкости рекомендовано для повседневной езды, и то с некоторыми оговорками. После окончания гонки масло рекомендуется поменять.
это если мы речь ведем в контексте спорт. если речь вести в контексте гражданский автомобиль то
0w20 — новый автомобиль, с данной рекомендованной вязкостью для двигателя
привожу примеры автомобилей
королла с 00 года с двс 2nz-fe, 1nz-fe
x-trail с двс qr20de
nissan cube cr14de
nissan tino qg18de
civic от 15 до 17 и многие другие
5w20 тоже много машин, не буду перечислять, новые автомобили. калдины все в новом кузове, кроме 3sgte
5w30 многие авто даже 246 с 3sgte новые
5w40 тоже много машин новые
0w40 по характеристикам больше для горячих турбо в т.ч. в стоке, круглогодично, отличная прочность на сдвиг и «тонкая» основа
5w50 машины с пробегом больше 100 (рекомендация Mobil1) тоже ни один производитель не рекомендует такую вязкость
10w60 двигатель умер, а ремонтировать денег нет…
Насчет проворачивания вкладышей — оно может происходить из-за отсутствия масляного клина (контакт металл в металл), а наш любимый масляный клин может отсутствовать потому что:
— основа тонкая и вязкость слабая, прочность на сдвиг никакая (получаем металл в металл)
— основа толстая и вязкость высокая, промазки нет (получаем металл в металл)
Тонкое масло как раз ради надежности и только для этого! И как раз-таки практично.
Просто есть пара мулек, в силу которых многие думают обратное.
Сейчас попробую прояснить цифрами.
Вводные:
Многие современные моторы оптимально смазываются на высоких оборотах при вязкости 10-12 сСт или менее
Излишняя вязкость масла на высоких оборотах приводит к:
— вспениванию
— кавитации
— появлению воздушных включений
что приводит к:
— большему трению в парах
— большему теплообразованию в моторе
— росту расхода топлива
в итоге:
к падению мощности и утилитарному неудобству — необходимости правильно прогревать мотор (определенное время на определенной нагрузке)
В высокоскоростных подшипниках к вязкости масла особенные требования — слишком толстые могут не давать возможность создать клин — я знаю, что сие звучит необычно, но чем быстрее крутится хрень, тем тоньше должно быть масло! Вкладыш диаметром 4 см истирается обоймой подшипника с частотой 12 тысяч оборотов/минуту уже на скорости в 90 км/ч! В таких парах масло должно иметь вязкость менее 10 сСт во избежание кавитации и отсутствия масляного клина!
Вязкость в 30 сСт на высоких оборотах (от 6 000 и далее) = все вышеупомянутое
— САЕ 60 при 100 градусах имеет 24 сСт!
Для примера: вязкость в 15 сСт наступает у:
* 5W40 при 90 градусах
* 10W40 при 99 градусах
* 10W50 при 109 градусах
* 10W60 при 119 градусах
вязкость в 10 сСт наступает у:
* 5W40 при 117 градусах
* 10W40 при 118 градусах
* 10W50 при 130 градусах
* 10W60 при 142 градусах
Обрати внимание на достижение правильной вязкости для 50 и 60 индексов — твой мотор до таких температур просто не греется! Ни о каком надежном масляном клину говорить просто нельзя! Все как раз-таки сухонько.
Теперь о волнующе надежном масляном клину — подойдем с другой стороны: в плане прочности на сдвиг: вязкость при 150 градусах и скорости сдвига 10 в 5 степени с минус 1:
САЕ 20 = 2,6
САЕ 60 = 3,7 (аналогично САЕ 40, кстати)
О температурных режимах — для рабочих 100 градусов минимальная вязкость САЕ 60 в зависимости от основы все равно не будет ниже 21,9…
Копеечно к вопросу о минералке и синтетике:
возьмем САЕ 50 — и у синтетики, и у минералки на 100 градусах вязкость будет бродить в районе 18 сСт, но у синтетики при, например, более низких 40 градусах =
148 сСт – 10W
130 сСт – 15W
117 сСт – 20W
а у минералки при тех же 40 градусах = 205 сСт!
То есть синтетика на более низких температурах быстрее "легчает", или, по-иному, гораздо быстрее по мере нагрева доходит до вязкости оптимальной промазки. Потому холодные пуски и старты на непрогретом моторе на синтетике — гораздо меньшее зло. Самое смешное здесь то, что: чем жестче зимний индекс, тем тоньше полимеры, создающие основу, тем меньше потерь (указаны в начале) идет в начале прогрева мотора.
Потому (подходим к главному вопросу) для такого летнего безобразия, как драг, прошаренные товарищи юзают жесткач по зиме типа 0W20. Оно максимально (резюмирую вышесказанное) защищает мотор и создает упомянутый надежный масляный клин + не гнобит мотор потерями.
Комменты: высокооборотистые моторы, собранные на точных узлах и деталях, работающие на масляных насосах высокого давления, имеют вариант работать на специфичных синтетических маслах с низкой кавитацией и торможения трением, позволяющих получить большую мощность без потерь в надежности!
Да, никто об этих маслах не пишет в мануалах, но они могут использоваться на дорожных машинах! Хотя не уверен, по-моему, в мануалах на хондовские моторы о 0W20 идет упоминание. В свежих мануалах. Моторы, по большому счету, теряют мощность в силу термодинамических явлений, но, примерно 6% мощности мотора теряется из-за торможения трения (данные Хонды, кстати), создаваемого торможением масла в каналах, появляющегося в силу насосных потерь и вязкостного торможения (коряво выразился, но не понимаю, как лучше сказать), возникающего в парах трения. Указанные спецмасла являются жесткими, но тонкими.
Вот данные замеров по мощности для разной синтетики (один и тот же мотор и все прочее, естественно!):
* 15W50 = 228 л.с.
* 5W40 = + 2,8%
* 0W20 = + 5% к 15W50
Вот что нашел по подобным маслам в плане продаваемого: (копал лениво, потому лучше сами пошукайте по 0W20)
Важно учесть, что речь идет только о эстеровых маслах! это дорогая 100% синтетика, не путать с минеральным 0W20
и синтетикой на основе РАО и МС
Верный ход: подобрать максимально тонкое масло, тонкость которого будет ограничивать только требование к способности масла поддержать давление в системе; иным языком — настолько тонкое, насколько возможно при условии сохранения уровня давления масла
Хочу в каждом индексе найти самое лучшее масло, потому как параметров кроме вязкости (как результирующего показателя ряда моментов) есть много и все заслуживают пристального анализа.
Насчет Кастрола — сразу скажу, что в их ходовой линейке нет искомого масла 0В20.
И еще повторюсь — эстеровое 0В20 все же не совсем гражданское масло, только для драга и, за некоторым исключением, для кольца. Для ралли его я не вижу
Вчера пообщался с человеком, который 12 лет обеспечивает маслом несколько крупных торговых точек на рынках в Южном порту, авторынке на территории рынка "Садовод", Кунцево, Мытищах и еще где-то. Разговор шел о масле в принципе и Мотюле в частности. Ездит чел на форсанутой 21093 (свыше 200 л.с., атмосферник). Что говорил:
1. Ни один производитель масел не такой дурак, чтобы продавать масло, работающее 1 гонку — очень короткий промежуток времени В СВОБОДНОЙ ПРОДАЖЕ. Производителей завалили бы исками о спаленных движках. По его словам все "супэрсынтетычные масла" СПОКОЙНО ХОДЯТ 5-6 ТЫЩ КМ! А ВОТ БОЛЬШЕ ТОЧНО НЕ НАДО!
2. Конкретно о Мотюле — сам он юзает серию 300 V. Зимой 5W30, летом 15W50 — по его мнению оно больше похоже на 5-10W50. Утверждает, что лучше этого масла для форсированных и турбомоторов щас просто нет. Любопытно, что сам Мотюлем не занимается и покупает его на стороне.
Прим.ред.: а зачем W50 лить-то, в свете всего вышеописанного? В пустыне Сахара живем, что-ли? С +42 в тени? Не-ет, торговать маслом и понимать, для чего оно, две большие разницы, однако…
3. О масле 0w20 сказал что оно ИСКЛЮЧИТЕЛЬНО для машин с сухим картером и/или очень мощным маслонасосом. При эксплуатации в обычном движке есть вероятность что давление масла будет таким низким, что будет гореть лампочка.
4. Положительно отозвался о моем выборе 300 V 5w40, единственное рекомендовал в зиму 0w30 или 5W30.
Вот еще о том же чуть по другому написано (не объединил еще две этих статьи в одну):
gt-four.ru
Масло в ДВС — теория и практика…всем читать, перед тем как спросить…
Масло: какие его показатели имеют реально важное значение:
. прочность на сдвиг в паре трения
. стабильность (способность сохранять свойства во времени и под нагрузкой)
. универсальность (наличие улучшенных вязкостных характеристик для разных, особенно низких температур)
Вязкость – способность субстанции сопротивляться течению.
. вязкость измеряется в сантистоксах (единица измерения названа в честь сэра Джорджа Стокса, британского инженера), или сокращенно — сСт
. Стокс измерял вязкость по времени, которое требуется для того, чтобы утопить в некой субстанции тарированный стальной шарик
(сорри, но без деталей по весу шарика, диаметру, марке стали и т.п. – все эти показатели мы подразумеваем под словом «тарированный»)
. в случае с маслами данный шарик должен тонуть в масле за некое время
. в наше время вязкость определяют другим методом, не менее корректным, чем метод автора, но зато более удобным – сколько времени потребуется маслу определенной температуры и в определенном количестве для истекания сквозь тарированный просвет
. вязкость масла определяется экспериментальным путем – при неких условиях масло должно вытечь через просвет за некое время
. то, за какое время при определенных температурных условиях и при определенном количестве, истечет масло сквозь просвет, и характеризует вязкость масла
. чем больше результат по времени, тем более вязким является масло
. так как вязкость напрямую зависит от температуры, ее значение не может рассматриваться вне контекста значения температуры, при котором проводилось испытание
Вязкость устанавливается тестовым путем по САЕ, замеряется при ‘–‘ гр. по Цельсию (как бы для зимы, Winter – W, вот откуда буковка W на упаковке) и при ‘+’ гр. по Цельсию
. масла имеют индекс вязкости, характеризующий, какие требования тестов САЕ при указанных 2-х температурах оно прошло (для универсальных масел)
. 10W40 – означает, что при -25 пройден тест САЕ типа 10W, а при 100 пройден тест САЕ типа 40
. «зимних» тестов есть 6 типов, от теста, проводимого -35 гр. (прошедшее его условия масло будет иметь тип 0W) до -10 гр. (тип 25W)
. «зимние» типы характеризуют то, насколько, тупо говоря, масло помогает мотору образовывать пленку в парах трения при холодных пусках
. правильное «зимнее» масло может быстро циркулировать в контуре, и позволяет избежать потерь мощности (топлива) в тот период работы, пока мотор холодный
. как только произошел разогрев мотора, вязкость «зимняя» перестает иметь какое-либо физическое значение (т.е. это св-во описывает только отдельные аспекты LC мотора)
. это значит, что вязкость масла 5В-40, 0В-40, 10В-40 – в рабочем режиме мотора, уже после холодного пуска – абсолютно одинакова, «зимняя» вязкость тут уже роли не имеет
. «горячих» тестов есть 5 типов – они индексируются как 20, 30, 40, 50, 60 – и все проводятся при одной и той же температуре в 100 гр. по Цельсию («зимние» — при разной Т)
. также есть тест для выяснения «горячего» значения вязкости при 40 гр. По Цельсию, но он применяется реже
. индекс «горячего» теста 30 характеризует, например, что масло имеет вязкость в пределах от 9,3 до 12,5 сантистоксов
. индекс «горячего» теста 40 характеризует, например, что масло имеет вязкость в пределах от 12,5 до 16,3 сантистоксов (в среднем масла такого индекса имеют 14 сантистоксов)
. индекс «горячего» теста 50 характеризует, например, что масло имеет вязкость в пределах от 16,3 до 18,5 сантистоксов
. индекс «горячего» теста 60 характеризует, например, что масло имеет вязкость в пределах от 18,5 до 24,0 сантистоксов
. очень важный момент – «горячие» индексы есть условная мера, при разных температурах масло будет иметь разную вязкость!
. в качестве примера – значения сСт для «масла с собственной вязкостной характеристикой»* с индексом 40 при разных температурах (количество жижи для тестов бралось одинаковое, все прочие условия были уравнены)
• Приведены значения неуниверсального масла, т.е. monograde, пишутся без буковки W, еще есть универсальные масла, т.е. multigrade
• Неуниверсальные масла не проходят утвержденных тестов при минусовых температурах, т.е. они проходят тесты при минусовых температурах, но полученные значения вязкости при этом носят справочный характер, не являясь каким-либо стандартом
• Универсальные масла тем и отличаются от неуниверсальных, что способны при минусовых тестах показывать гораздо меньшую вязкость, например неуниверсальное САЕ 40, как показано в таблице выше, при 0 градусов имеет 2 579 сСт, тогда как универсальное 5В40 с той же плюсовой вязкостью в 14 сСт при 0 градусов будет иметь вязкость всего 800 сСт, что, конечно же, гораздо «тоньше», чем 2 579 сСт у неуниверсального.
• Универсальность масла напрямую зависит от его основы – если по-тупому, самое синтетическое масло и будет самым универсальным, т.е. универсальность масла напрямую зависит от того, на какой основе данное масло изготовлено (пока, наверное, звучит мутно – но читайте дальше – и поймете)
— «горячий» индекс 40 означает, что при 100 гр. масло имеет 14 сСт, но это же масло в поддоне при 90 гр. будет иметь 18 сСт (как будто при САЕ 50), при 130 гр – 11 сСт (индекс 30)
— моторы не знают, на каком индексе бегает масло внутри! (они не настолько «умны»)
— любому современному мотору (в общем и целом) при любой рабочей температуре идеально подходит реальная вязкость в 10 сСт
— при такой вязкости по эмпирике мотор везде успевает смазаться – во всех своих парах трения
— при большей вязкости для данного режима работы мотора пары трения не будут успевать смазаться, при меньшей вязкости – не будут успевать создать пленку на парах трения
— иным языком, как бы мотор не прогревался, вязкость должна быть для данного температурного режима в районе 10 сСт
— фишка в том, чтобы определить, в каком температурном режиме будет находиться масло в твоем моторе большую часть времени и именно такую вязкость и надо подобрать
— если твой мотор греет масло до 100 градусов, то идеалом будет заливать индекс 30 – как раз при 100 гр. будешь иметь искомую вязкость
— если твой мотор греет масло до 130 гр., то какое масло при такой температуре даст 10 сСт? Ответ – с индексом САЕ в 50
Какие есть здесь закавыки:
— если ты залил в свой мотор индекс 50, но масло греешь только до 100 градусов, то при 100 гр. вязкость твоего масла будет 18 сСт! Это слишком много! Слишком «толстое» масло! оно не будет успевать смазать все пары трения с той частотой, как того требуют циклы, по которым происходит соприкосновение в ПТ – не будет доходить до них вовремя = потери мощности (на трении), повышенный расход топлива, забив масла хим. продуктами работы мотора (многие из которых, кстати, не останавливаются в фильтре, как думают многие, потому что их молекулярный вес слишком мал для того, чтобы быть зацепленными шторой МФ)
— если ты залил в свой мотор индекс 30, но нагреваешь масло до 130 гр., то оно будет слишком «легким» — его вязкость будет ниже искомых 10 сСт, будет «свистеть» меж пар трения, не даст пленки в ПТ, достаточно прочной на сдвиг, предохраняющей мотор от потерь мощности (топлива)
* для справки – нагревание до 130 градусов – стандартная величина для спортивных моторов (гоночных, чтобы не было иллюзий, а не сракерских)
Что делать на сракерских/овощных машинах?
— брать масло с хорошей прочностью на сдвиг, что-то вроде САЕ «Х»W/40 – верхний «горячий» лимит вполне правилен по сСт для тех температур, которые достижимы сракером
— нижний предел «зимний» — стоит подбирать исходя из климатических условий места обитания сракера в тот момент времени, когда он юзает свою машину (зимой; летом)
— если живешь/ездишь в холодных краях, то чем синтетичнее масло, тем лучше (потому что тем тоньше его основа, значит, оно менее вязкое при холоде, чем малосинтетичные или несинтетичные масла)
— вдаваться в страшные зимние индексы не стоит – уйдете совсем не туда, потому что они исчисляются так – чем меньше цифра, тем меньше вязкость, при одной и той же забортной температуре 5В течет лучше 10В, и тем более лучше, чем 15В, не надо брать масло с большим цифренным индексом!
0В = -35 пройден
10В = -25 пройден
25В = -10 пройден
Т.е. масло 0В при -10 градусах будет более текучим, чем масло 25В при -10 градусах.
— прочность на сдвиг в данной ситуации имеет гораздо большее значение, чем тип масла по роду – минерального или синтетического
— прочность на сдвиг обеспечивается наличием и характером связующих основу масла полимеров
— самые пестатые в этом плане – эстеровые масла, содержат полимер эстер
— лучше взять эстеровое с хорошей прочностью на сдвиг на минеральной основе, чем «синтетическое» со слабой прочностью на сдвиг, приготовленное на основе модифицированного минерального
— если есть маза взять полусинтетику с эстером – вообще замечательно
Если ты спорцмен или живешь за полярным кругом?
– полностью синтетическое масло с наименьшей возможной плотностью рулез, но, естественно, его тонкость д.б. достаточной для сохранения давления масла в системе — на макс. температурных режимах работы мотора оно д. давать вязкость в районе 10 сСт
«Синтетика» бывает полностью синтетическим, полусинтетическим маслом, или, более стремный вариант – модифицированным минеральным маслом.
Минеральное масло, содержащее несколько процентов модифицированного минерального (гидрокрекингового) синтетического – не подходит для спорта (никакого).
С юридической точки зрения производитель имеет при некой деликатности право именовать такое масло синтетическим (все зависит от формулировки). В н.в. нет законов, запрещающих именовать такое масло синтетическим, особенно если производитель проводит это именование с применением хитрых формулировок. Из-за этого и понятие универсальности масла запутывается – если масло прошло холодный тест, то оно универсально, но ведьтребования тестов либеральны, и чтобы их пройти, не обязательно быть акуительно синтетичным маслом! Т.е. получается что универсальность универсальности рознь, т.к. синтетичность синтетичности рознь.
Более «легкие» полностью синтетические масла более уместны для спортивных моторов или супербольших годовых пробегов, иначе это просто экстравагантный способ профукать деньги без толку и попасть на ремонт мотора (если ты сракер или тошнот).
Если на малом набеге мотора поимели место траблы в виде износа в парах трения, значит, если речь вести о масле, оно со 100% гарантией было (все симптомы):
— со слабой прочностью на сдвиг
— слишком легким
— минеральным или модифицированным минеральным
Замена масла:
— частая актуальна только в тех случаях, когда мотор имеет малый набег, и он складывается из коротких и медленных рейсов. Масло при таком набеге напитывается топливом и водой, а характер езды не оставляет шанса выпарить все указанное гумно из него (= коррозия, износ колец и горшков). Даже если рекомендованный пробег мотора не набежал, раз в год при таком раскладе масло надо менять обязательно!
— при интенсивном характере набега (много километров за раз и в хорошем темпе), если в мотор залито нормальное и правильное масло, можно даже немного задерживать его замену относительно рекомендаций по пробегу (сейчас не говорим о случаях промывок мотора в течении 4-5 подходов по тысяче километров и т.п.)
— полностью синтетические масла – настоящие синтетические масла – позволяют раздвигать сроки замены масла примерно в 2 раза по пробегу на тюненых моторах. В этом плане, они кстати, очень даже экономичны, если мерить по шкале руб/км
Моющие свойства масел:
Если только ты не покупаешь какой-то откровенный отстой, то можно особенно не париться – если мотор в принципе был в надлежащем состоянии, то моющих свойств практически любых не паленых современных масел достаточно, чтобы поддерживать его в чистоте. Если мотор в хреновом состоянии, эксплуатировался как парой строк выше и при этом масло не меняли, то есть смысл его помыть маслами с хорошим (дизельного характера) щелочным числом по Ильсак
Прогрев масла:
Нужно ли его греть? Да! Однозначно! И не только стоя, но и на ходу – в течение первых 5 километров рейса без больших нагрузок на мотор. Помните нужный сСт! Пока не доведёте масло до нужного по сСт значения вязкости, пары трения не будут смазываться надлежащим образом. Для сракерства и спорта – его вообще надо хорошо прогревать! (за исключением драговых масел 0В/20). В высокоскоростных парах трения (вкладыши, например), масло может быть слишком вязким для поддержания смазки, поэтому гидродинамического клина в этих парах может не быть – поэтому, каким бы странным это ни казалось, масло для таких пар трения должно быть максимально легким (потому что вязкость и прочность на сдвиг – разные понятия). Подшипник коленчатого вала 4 см в диаметре трется при 12 тысячах оборотов на скорости 100 км/ч, для избежания кавитации вязкость масла должна быть ниже 10 сСт
Разница между дорожными и гоночными маслам:
Хорошие синтетические масла одинаково уместны для дорожного и гоночного пользования. С тонкими настройками мотора, масляными помпами высокого давления, на высоких оборотах мотора уместны синтетические масла, устойчивые к кавитации – типа 0В/20. Их вполне можно использовать и для дорожных автомобилей (см. выше – если денег не жалко). Двигатель теряет мощность разными путями, но большинство из них обусловлено законами термодинамики, однако около 6% потери мощности приходится на потери смазки в парах трения: — из-за насосных потерь помпы и сдвига пленки с поверхности трущихся компонентов, включая трансмиссию. Устранение износа в парах трения путем использования масел с хорошей прочностью на сдвиг и низкой вязкостью в основных режимах работы мотора позволяет вернуть до половины потери мощности на трении (от 3% и выше из указанных 6%) – для достижения такого результата могут подойти и не специальные «гоночные» масла. Из моей практики – на стенде с мотора, залитого синтетикой 15В/50 с высоким содержанием эстеров получили 128 л.с. (мото), заменили масло на аналогичную синтетику с эстерами и вязкостью 5В/40 – 132 л.с.; затем залили специальную синтетику 0В/20 –сняли 134 л.с.; при смене масла проводили замеры износа в доступных парах трения – все Ок, как и должно быть, учитывая, что масло оставалось условно паритетным по прочности на сдвиг, но с большей текучестью/меньшей вязкостью
Жор масла мотором:
Свойственен большеобъемным моторам с воздушным охлаждением, моторам с большими зазорами по горшкам, высоконагруженным моторам с жидкостным охлаждением – с деформациями под нагрузками или с легкими поршнями с малым числом колец – для указанных моторов склонность жрать масло – данность и норма. Сгоревшее масло оставляет твердые отложения в камерах сгорания, способствуя возникновению детонации – потому такие моторы надо регулярно чистить — жор масла свойственен и обычным моторам – это часто происходит из-за поднятия уровня масла в картере благодаря удержанию воздуха, что приводит к выходу масла через
вентиляцию картера – во избежание этого надо лить менее вязкие масла – тогда воздух не будет задерживаться, и масло перестанет уходить.
Насколько важно при замене масла использовать ту же марку и тип:
Можно кроме шуток, особо не париться – чтобы ни рекомендовали производители, в основном их писульки на банках – всего лишь защита от дурака. По факту никакого вреда не будет, даже если смешать, например, минералку 20В/40 с синтетикой 5В/30 – лучше, конечно, из перестраховки, масла не смешивать, но и паниковать при отсутствии другого выхода не стоит. Нельзя смешивать только масла для 2-х тактных моторов с маслами для 4-х тактных моторов!
Как понимать характеристику: кинематическая вязкость масла
Как всем известно, вязкость является одним из наиболее важных физических свойств смазки. Вязкость является мерой сопротивления масла к давлению, или упрощенно это мера толщины масла. Именно вязкость масла имеет решающее значение при создании масляной пленки (по научному гидродинамического клина), который держит трущиеся движущиеся поверхности двигателя отдельно.
Один стокс равен кинематической вязкости, при которой динамическая вязкость среды плотностью 1 г/см³ равна 1 Пуаз. Кинематическая вязкость равна отношению динамической вязкости к плотности среды и дает понятие о вязкости среды в определенных условиях — под действием силы тяжести. Это связано с методом измерения вязкости в капиллярном вискозиметре, когда измеряется время вытекания жидкости из калиброванной ёмкости через отверстие под действием силы тяжести. На практике часто применяется в 100 раз меньшая единица — сантистокс (сСт, cSt): 1 сСт = 1 мм²/с = 10 -6 степени м²/с
Вязкость влияет на температуру в местах трения, которая зависит и от контакта металл-металл и внутреннего трения масла. Вязкость регулирует уплотнительный эффект масла и скорость потребления смазочного материала. Вязкость определяет также легкость, с которой машины могут быть запущены и работу в различных температурных условиях, особенно в холодном климате. Вязкость также зависит от наличия загрязнений в масле, очень высоких давлениях, высоких температур, летучести и сдвигающих сил.
Дистиллированная вода имеет вязкость 1 сСт. Трансмиссионное масло с вязкостью 8200 сСт будет 8200 раз более вязким чем дистиллированная вода. Моторное масло с вязкостью 5000 сСт будет 5000 раз более вязким чем вода. Только представьте себе разницу в усилиях пробежаться по воде или по этим смазкам! Для сравнения, вязкость меда около 10000 сантистоксов при комнатной температуре. Вода, мед — моторное масло будет где-то посередине. Трансмиссионные или моторные масла конечно вещества совсем другого рода чем вода или мед. Очевидно, что масла во-первых будут иметь намного более высокий уровень смазывающей способности, но характеристики вытекающего под давлением потока будут аналогичны.
В современных моторах производители требуют применять масла с низкими значениями сСт вязкости, для уменьшения внутреннего сопротивления двигателя, и как следствие экономии топлива и уменьшению вредных выбросов в атмосферу.
Как правило, масла с высоким числом сСт вязкости используются для работы с открытыми зубчатыми передачами или для других типов медленно движущихся зубчатых передач. Небольшие или слабо нагруженные коробки передач обычно требуют масла в этом диапазоне вязкости.
ХИМИЯ НЕФТИ
Вязкость является важнейшей физической константой, характеризующей эксплуатационные свойства котельных и дизельных топлив, нефтяных масел, ряда других нефтепродуктов. По значению вязкости судят о возможности распыления и прокачиваемости нефти и нефтепродуктов.
Различают динамическую, кинематическую, условную и эффективную (структурную) вязкость.
[μ], или внутренним трением, называют свойства реальных жидкостей оказывать сопротивление сдвигающим касательным усилиям. Очевидно, это свойство проявляется при движении жидкости. Динамическая вязкость в системе СИ измеряется в [Н·с/м 2 ]. Это сопротивление, которое оказывает жидкость при относительном перемещении двух ее слоев поверхностью 1 м 2 , находящихся на расстоянии 1 м друг от друга и перемещающихся под действием внешней силы в 1 Н со скоростью 1 м/с. Учитывая, что 1 Н/м 2 = 1 Па, динамическую вязкость часто выражают в [Па·с] или [мПа·с]. В системе СГС (CGS) размерность динамической вязкости — [дин·с/м 2 ]. Эта единица называется пуазом (1 П = 0,1 Па·с).
Переводные множители для расчета динамической [μ] вязкости.
| Единицы | Микропуаз (мкП) | Сантипуаз (сП) | Пуаз ([г/см·с]) | Па·с ([кг/м·с]) | кг/(м·ч) | кг·с/м 2 |
| Микропуаз (мкП) | 1 | 10 -4 | 10 -6 | 10 7 | 3,6·10 -4 | 1,02·10 -8 |
| Сантипуаз (сП) | 10 4 | 1 | 10 -2 | 10 -3 | 3,6 | 1,02·10 -4 |
| Пуаз ([г/см·с]) | 10 6 | 10 2 | 1 | 10 3 | 3,6·10 2 | 1,02·10 -2 |
| Па·с ([кг/м·с]) | 10 7 | 10 3 | 10 | 1 3 | 3,6·10 3 | 1,02·10 -1 |
| кг/(м·ч) | 2,78·10 3 | 2,78·10 -1 | 2,78·10 -3 | 2,78·10 -4 | 1 | 2,84·10 -3 |
| кг·с/м 2 | 9,81·10 7 | 9,81·10 3 | 9,81·10 2 | 9,81·10 1 | 3,53·10 4 | 1 |
[ν] называется величина, равная отношению динамической вязкости жидкости [μ] к ее плотности [ρ] при той же температуре: ν = μ/ρ. Единицей кинематической вязкости является [м 2 /с] — кинематическая вязкость такой жидкости, динамическая вязкость которой равна 1 Н·с/м 2 и плотность 1 кг/м 3 (Н = кг·м/с 2 ). В системе СГС (CGS) кинематическая вязкость выражается в [см 2 /с]. Эта единица называется стоксом (1 Ст = 10 -4 м 2 /с; 1 сСт = 1 мм 2 /с).
Переводные множители для расчета кинематической [ν] вязкости.
| Единицы | мм 2 /с (сСт) | см 2 /с (Ст) | м 2 /с | м 2 /ч |
| мм 2 /с (сСт) | 1 | 10 -2 | 10 -6 | 3,6·10 -3 |
| см 2 /с (Ст) | 10 2 | 1 | 10 -4 | 0,36 |
| м 2 /с | 10 6 | 10 4 | 1 | 3,6·10 3 |
| м 2 /ч | 2,78·10 2 | 2,78 | 2,78·10 4 | 1 |
Нефти и нефтепродукты часто характеризуются , за которую принимается отношение времени истечения через калиброванное отверстие стандартного вискозиметра 200 мл нефтепродукта при определенной температуре [t] ко времени истечения 200 мл дистиллированной воды при температуре 20°С. Условная вязкость при температуре [t] обозначается знаком ВУ, и выражается числом условных градусов.
Условная вязкость измеряется в градусах ВУ (°ВУ) (если испытание проводится в стандартном вискозиметре по ГОСТ 6258-85), секундах Сейболта и секундах Редвуда (если испытание проводится на вискозиметрах Сейболта и Редвуда).
Перевести вязкость из одной системы в другую можно при помощи номограммы.
В нефтяных дисперсных системах в определенных условиях в отличие от ньютоновских жидкостей вязкость является переменной величиной, зависящей от градиента скорости сдвига. В этих случаях нефти и нефтепродукты характеризуются эффективной или структурной вязкостью:
Для углеводородов вязкость существенно зависит от их химического состава: она повышается с увеличением молекулярной массы и температуры кипения. Наличие боковых разветвлений в молекулах алканов и нафтенов и увеличение числа циклов также повышают вязкость. Для различных групп углеводородов вязкость растет в ряду алканы — арены — цикланы.
Для определения вязкости используют специальные стандартные приборы — вискозиметры, различающиеся по принципу действия.
Кинематическая вязкость определяется для относительно маловязких светлых нефтепродуктов и масел с помощью капиллярных вискозиметров, действие которых основано на текучести жидкости через капилляр по ГОСТ 33-2000 и ГОСТ 1929-87 (вискозиметр типа ВПЖ, Пинкевича и др.).
Для вязких нефтепродуктов измеряется условная вязкость в вискозиметрах типа ВУ, Энглера и др. Истечение жидкости в этих вискозиметрах происходит через калиброванное отверстие по ГОСТ 6258-85.
Между величинами условной °ВУ и кинематической вязкости существует эмпирическая зависимость:
-
для ν от 1 до 120 мм 2 /с:
Вязкость наиболее вязких, структурированных нефтепродуктов определяется на ротационном вискозиметре по ГОСТ 1929-87. Метод основан на измерении усилия, необходимого для вращения внутреннего цилиндра относительно наружного при заполнении пространства между ними испытуемой жидкостью при температуре t.
Кроме стандартных методов определения вязкости иногда в исследовательских работах используются нестандартные методы, основанные на измерении вязкости по времени падения калибровочного шарика между метками или по времени затухания колебаний твердого тела в испытуемой жидкости (вискозиметры Гепплера, Гурвича и др.).
Во всех описанных стандартных методах вязкость определяют при строго постоянной температуре, поскольку с ее изменением вязкость существенно меняется.
Вязкость жидкости
При подборе насосов мы задаем нашим клиентам ряд вопросов:
-
1. Какую именно жидкость вы перекачиваете?
-
2. Её температура?
-
3. Плотность?
-
4. Вязкость?
И если первые три пункта чаще всего не вызывают затруднений при ответе, то про вязкость нечасто услышишь конкретные цифры, например 100 сантипуаз или 235 сантистокс.
Обычно ответы в стиле:
- как сметанка,
- вроде жидкого мёда,
- как масло машинное в Якутии,
- я посмотрел в интернете похожее, думаю, что у меня глицерин вязкостью 10000 Ст.
И это нормально, потому что не все покупатели имеют под рукой вискозиметры или технологов,
паспорта на жидкости, или реальную таблицу зависимости вязкости перекачиваемой жидкости от температуры.
Что такое вязкость жидкости простыми словами
Вязкость (кинематическая или динамическая) — это свойство жидкости (или газа) оказывать сопротивление относительному движению (сдвигу) её частиц. Все жидкости обладают вязкостью, которая проявляется в виде внутреннего трения при смещении прилегающих друг к другу слоёв этой жидкости. Вследствие тормозящего влияния стенок/стенки, слои жидкости будут двигаться с разными скоростями, значения которых возрастают по мере отдаления от стенки.
Рис. 1. Пример перемещения слоёв жидкости при неподвижной нижней стенке.
Свойство, обратное вязкости (1/μ) – текучесть.
Динамическая вязкость жидкости
Динамическая вязкость – это свойства реальных жидкостей (в науке есть ещё понятие идеальной жидкости, это теоретическая упрощённая субстанция, придумана для облегчения решения задач гидромеханики) оказывать сопротивление сдвигающим касательным усилиям. Проявляется при движении жидкости. Динамическую вязкость (η) ещё называют абсолютной.
Физический смысл динамического коэффициента вязкости заключается в том, что он численно равен касательному напряжению, возникающему между слоями жидкости, движущимися друг относительно друга со скоростью, равной единице, при расстоянии между этими слоями, равном единице длины.
Размерность динамического коэффициента вязкости η в системе СИ есть Па*с:
1 Па*с = 1 кг*с/м2, чаще пользуемся мПа -1/1000 Па.
В системе СГС динамический коэффициент вязкости измеряется в Пуазах (по имени французского ученого Пуазейля)
1 Пуаз = 0,1 кг*с/м2.
Обычно пользуются в сто раз меньшей единицей — сантипуазом, которой соответствует динамическая вязкость воды при +20,5°С.
Кинематическая вязкость жидкости
Наряду с динамическим коэффициентом вязкости, широко применяется кинематический коэффициент вязкости ν, представляющий собой отношение первого к плотности ρ жидкости или газа:
ν= η/ρ.
Согласно системе СИ, обозначение кинематического коэффициента вязкости ν есть м2/с.
В системе СГС кинематический коэффициент вязкости измеряется в Стоксах (1 Ст = 1 см2/с = 10-4 м2/с) или в сантистоксах (1 сСт = 10-2 (0,01) Ст).
Ниже в таблицах приведены значения коэффициентов вязкости трансформаторного масла, воды и воздуха при различных температурах. Из данных таблиц следует, что с ростом температуры коэффициенты вязкости жидкостей уменьшаются, а газов увеличиваются.
Вязкость довольно сильно зависит от температуры жидкости. Она уменьшается при повышении температуры и увеличивается при повышении давления.
Определение кинематической вязкости производится в классическом случае измерением времени вытекания под воздействием силы тяжести определённого объёма жидкости через калиброванное отверстие.
Как уже упоминалось выше, измерение кинематической и динамической вязкости возможно благодаря специализированным приборам – вискозиметрам, различным по принципу действия: ротационным, капиллярным, вибрационным, пузырьковым, с падающим шариком. Их существует много типов и разновидностей — Брукфилда, Стокса, по чашкам Форда, но нам это сейчас не столь первостепенно необходимо, и полученного общего понимания достаточно, чтобы двигаться дальше.
Рис. 2 Различные вискозиметры.
В практическо-бытовом понимании каждый знает, что есть разница, как течёт из половника бульон, кисель или мёд.
И, при подборе оборудования для перекачивания жидкости, в связи с этим возникает некая вариативность,
так как невозможно качать мёд насосами для воды, а битум — шестерёнными насосами без рубашки обогрева.
Часто бывает так, что при использовании различных типов вискозиметров для измерения вязкости, возникает необходимость перевода одних единиц измерения в другие, или в единицы измерения Метрической Системы.
Таблицы конверсии различных величин измерения вязкости и примерной вязкости всем знакомых жидкостей приведены ниже.
Таблица соответствия различных единиц измерения вязкости жидкости
Универсальные секунды Сейболта ssu
Кинематическая вязкость сантистоксы
Секунды по чашке Партина № 10
Секунды по чашке Партина № 15
Секунды по чашкеПартина № 20
Секунды по чашке Форда № 3
Секунды по чашке Форда № 4
Таблица вязкости ряда распространенных жидкостей
Принципы действия насосов под различные виды жидкости
Ампика – фирма насосная, поэтому нам вязкость интересна прежде всего с точки зрения правильного выбора принципа действия насосов под различные жидкости. Упрощая, подбор насосов, исходя из критерия вязкости, осуществляется по примерно такой градации:
Невязкие жидкости, 0-50 сСт
– Вода, ДТ, бензин – подходящие типы насосов: центробежные, вихревые, шиберные, многосекционные.
Жидкости с невысокой вязкостью, 50-300 сСт
– Масла – шиберные, шестерённые, винтовые.
Средней вязкости, 300-3000 сСт
— Мазут, лак – шиберные, шестерённые, винтовые, перистальтические, мембранные, ламинарные.
Высокой вязкости, до 70000 сСт
— Смазки, шпаклевки, пасты — винтовые, мембранные, шестерённые.
Видео 1. Образцы жидкостей с вязкостью 1/50/100/500/1000/5000/10000/50000/100000 CP.
При подборе насосов для вязких жидкостей очень важна информация о том, как жидкость будет попадать в насос:
самотёком, или необходимо всасывание, если да, то с какой глубины, по трубе какого диаметра?
Довольно часто бывает ситуация, когда создаваемое насосом разряжение недостаточно для того, чтобы жидкость попала в насос (т.к. жидкость поддавливается во всасывающий трубопровод атмосферным давлением, которое на поверхности планеты Земля составляет всего 1 атм.). На практике разряжения больше чем 0,3…0,5 атм на входе в насос для вязких жидкостей получить не удаётся (из-за особенностей конструкций таких насосов) + есть ещё сопротивление перекачиванию самой жидкости = жидкость может просто не потечь по всасывающей трубе и насос будет молотить впустую.
Рис. 3 Схема поступления жидкости в насос самотеком
При перекачке вязких жидкостей следует устанавливать насос как можно ближе к ёмкости и, по возможности, ставить насос ниже уровня жидкости, чтобы она попадала в насос самотёком.
Обязательно нужно рассчитывать достаточный диаметр трубы на входе и выходе насоса, учитывать количество задвижек, клапанов и поворотов трубопровода. Всё это сильно влияет на сопротивление перекачиванию. Нельзя просто выбрать насос без привязки к гидравлической системе, т.к. в противном случае он может просто не качать, или не выдавать требуемые параметры.
В ряде случаев помогает уменьшение длины всасывающего шланга и увеличение его диаметра.
Либо можно использовать полупогружной насос, который не всасывает жидкость, а сразу толкает её (внизу заборной трубы находится насосная часть, погружённая в жидкость, а двигатель находится выше её уровня).
Но достаточно часто это не помогает, и жидкость отказывается затекать даже в погружной насос. Тогда нужно устраивать поддавливание жидкости (например, создавать наддув в закрытой ёмкости или использовать систему с прижимным диском).
Рис. 4 Схема поступления жидкости в насос с наддувом/доп. нагнетанием
Существуют установки с прижимным диском (иногда его называют следящей плитой) двух видов:
1) когда диск опускается под действием атмосферного давления (а оно теоретически равно 1 кг/см2, хотя по факту несколько меньше).
Например, диск диаметром 600 мм (60 см), теоретически будет поджимать жидкость с таким давлением:
π*D2/4 (площадь диска) = 3,14*3600/4=2826 см2. То есть 2826 кг/см2 (
2,8 тонны).
2) когда диск механически прижимается с помощью пневморамы (или электроприводом).
Рис. 5 Система подачи вязких жидкостей с прижимным диском (прижим атмосферным давлением
Система подачи вязких жидкостей с прижимным диском (прижим атмосферным давлением).
Порой жидкость при рабочей температуре настолько высоковязкая, что для её перемещения проще либо использовать
механический способ (лопатой), или же нагревать её до приемлемого уровня вязкости.
Нельзя не учитывать возможность застывания (кристаллизации) жидкости в насосе, особенно это касается битумных насосов. Именно поэтому такие насосы снабжаются рубашкой обогрева (нагрев проточной части паром, горячим маслом или электричеством).
Также важно на какое расстояние/высоту и по какой трубе/шлангу требуется переместить жидкость. Очень большую важность приобретает подбор оборотов двигателя, ведь для высоковязких жидкостей с большой инерцией сдвига требуются двигатели с меньшим числом оборотов/минуту, нежели для жидкостей невязких.
И это мы ещё не учитываем градацию жидкостей по типу – ньютоновская/неньютоновская. Если кратко,
вязкость ньютоновских жидкостей – константа при конкретной температуре, вязкость неньютоновских зависит от скорости и направления сдвига. Ярким примером таких являются, например, томатные пасты/кетчупы – у них вязкость уменьшается от приложенной силы сдвига, или крахмало-водяная смесь – у неё вязкость возрастает от приложенной силы, практически до состояния твёрдого вещества.
Переход вещества из жидкого состояния в стеклообразное обычно связывают с достижением вязкости порядка 1011—1012 Па·с.
Рис. 6 График зависимости напряжения/скорости сдвига для ньютовскихи неньютоновских жидкостей.
Советы экспертов компании Ампика
Подведём итог. Подбирая оборудование самостоятельно, старайтесь учесть все нюансы происходящего тех. процесса. Подробности очень важны. Если есть сомнения, лучше опишите вашу задачу нам.
Мы уточним всё, что нужно, и подберём насосы, которые реально будут работать. У нас есть для этого и опыт, и возможности расчёта и подбора самого подходящего насосного оборудования.