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.
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.
Важно! Заливать в мотор транспортного средства нужно только то масло, вязкость которого соответствует требованиям автопроизводителей. В этом случае коэффициент полезного действия будет максимальным, а износ рабочих узлов – минимальным. Доверять мнениям продавцов-консультантов, друзей и специалистов автосервисов, если они расходятся с инструкцией к автомобилю, не стоит. Ведь только производитель может знать наверняка, чем стоит заправлять мотор.
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.
Расчет индекса вязкости осуществляется по ГОСТу 25371-82. Рассчитать его можно с помощью онлайн-сервисов сети Интернет.
Кинематическая и динамическая вязкости
Степень тягучести моторного материала определяется двумя показателями – кинематической и динамической вязкостями.
Моторное масло
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.
Согласно международной системе классификации SAE, моторные смазки могут быть трех видов: зимние, летние и всесезонные.
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.
Важно! Что означают цифры? Цифры летнего параметра ни в коем случае не означают максимальную температуру, при которой возможна работа автомобиля. Они – условные, и к градусной шкале отношения не имеют.
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.
Усредненные диапазоны работоспособности масел
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
Моторное масло
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.
О том, какую вязкость масла допустимо использовать в двигателе той или иной машины, описано в любом руководстве по эксплуатации.
Ведь до запуска массовых продаж моделей, автопроизводители проводили большое количество тестов, учитывая возможные режимы езды и эксплуатацию технического средства в различных климатических условиях. Благодаря анализу поведения мотора и его способности поддерживать стабильную работу в тех или иных условиях, инженеры устанавливали допустимые параметры моторной смазки. Отклонение от них может спровоцировать снижение мощности двигательной системы, ее перегрев, увеличение расхода топлива и многое другое.
Моторное масло в двигателе
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.
Важно! Во время прогрева нельзя давать ему повышенную нагрузку. Слишком густой смазочный состав затруднит движение основных механизмов и приведет к сокращению срока эксплуатации автомобиля.
Вязкость моторного масла в рабочих температурах
После того, как двигатель прогрелся, активируется система охлаждения. Один цикл работы двигателя выглядит следующим образом:
- 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),
- температура масла повышается,
- степень его вязкости снижается (увеличивается текучесть),
- толщина масляного слоя уменьшается (просачивается в междетальные зазоры),
- сила трения снижается,
- температура масляной пленки снижается (частично с помощью охлаждающей системы).
По такому принципу работает любая двигательная система.
Вязкость моторных масел при температуре – 20 градусов
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.
Для того, чтобы максимально точно подобрать масло для транспортного средства, были разработаны международные классификации моторных жидкостей.
Предусмотренная стандартом SAE классификация информирует автовладельцев об усредненном диапазоне рабочих температур. Более четкие представления о возможности использования смазочной жидкости в определенных автомобилях дают классификации API, ACEA и т.д.
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.
О том, что вязкость масла не подошла транспортному средству, моментально узнать вы не сможете.
Первые “симптомы” появятся лишь через 100-150 тысяч км пробега. И главным показателем станет увеличение зазоров между деталями. Однако, определенно связать завышенную вязкость и быстрое снижение ресурса мотора не смогут даже опытные специалисты. Именно по этой причине официальные автомастерские зачастую пренебрегают требованиями производителей транспортных средств. К тому же им выгодно производить ремонт силовых агрегатов автомобилей, у которых уже закончился срок гарантийного обслуживания. Вот почему выбор степени вязкости масла – сложная задача для каждого автолюбителя.
Слишком низкая вязкость: опасна ли она?
Моторное масло
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:
Стабилизаторы
- 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.
Использование стабилизаторов позволяет не только увеличить срок между «масляными» заменами, но и восстановить утраченные полезные свойства защитного слоя.
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.
Справка:
| ВЯЗКОСТЬ
- это свойство жидкости, определяющее ее текучесть и чем выше вязкость — тем гуще жидкость
(чем меньше ее текучесть, тем больше в ней вязкость)
. Когда двигатель холодный, масло обладает тенденцией сгущаться. В этом случае важно, чтобы оно оставалось жидким даже при низких температурах, чтобы протекать через двигатель, защищать его детали и способствовать пуску. Чем меньше вязкость, тем в большей степени масло будет сохранять свою текучесть в холодную погоду или при пуске двигателя.
ИНДЕКС ВЯЗКОСТИ — зависимость изменения вязкости масла от температуры (чем выше индекс вязкости, тем лучше масло и тем меньше вязкость масла зависит от температуры) . Масло с более высоким индексом вязкости имеет лучшую текучесть при низкой температуре (запуск холодного двигателя) и более высокую вязкость при рабочей температуре двигателя. |
ВЯЗКОСТЬ МАСЛА
— это основной показатель качества, который является общим для всех масел. От этого показателя зависит диапазон температуры окружающей среды, в котором данное масло обеспечивает пуск двигателя без предварительного подогрева
, беспрепятственное прокачивание масла насосом по смазочной системе, надежное смазывание и охлаждение деталей двигателя при наибольших допустимых нагрузках и температуре окружающей среды.
Для двигателя или любого другого механизма необходимо применять масла с оптимальной вязкостью, величина которой зависит от конструкции, режима работы и степени износа, температуры окружающей среды и других факторов.
Вязкость моторного масла, во-первых, является показателем его смазывающих свойств, так как от вязкости зависит качество смазывания, распределение масла на поверхностях трения и, тем самым износ двигателя. Во-вторых, от вязкости зависят потери энергии при работе двигателя. Чем выше вязкость тем толще масляная пленка и надежнее смазывание, но тем больше потери мощности на преодоление жидкостного трения
.
В настоящее время единственной признанной в зарубежных странах системой классификации автомобильных моторных масел является спецификация SAE J300 (Общества Автомобильных Инженеров США (Society of Automotive Engineers )).
Класс SAE говорит о диапазоне температуры окружающей среды, в котором масло обеспечит проворачивание двигателя стартером, прокачивание масла масляным насосом по смазочной системе двигателя под давлением при холодном пуске в режиме, не допускающем сухого трения в узлах трения, и надежное смазывание летом при длительной работе в максимальном скоростном и нагрузочном режиме.
Справка:
Степени вязкости SAE
В условиях городского движения и при спортивном вождении, а также когда высока температура воздуха, двигатель подвергается воздействию высоких температур. Важно пользоваться маслом, которое при высокой температуре в большой степени сохраняет свою вязкость для защиты двигателя.
Когда двигатель холодный, наоборот, масло обладает тенденцией сгущаться. В этом случае важно, чтобы оно оставалось жидким даже при низких температурах, чтобы протекать через двигатель, защищать его детали и способствовать пуску.
Надежная работа двигателя в значительной степени зависит от вязкости масла, которая должна подбираться согласно температуре окружающей среды и условиям работы.
Во избежание неправильного подбора масла по уровню вязкости, вместо понятий «жидкое», «вязкое», «высоковязкое» была разработана особая классификация моторных масел по вязкости.
Эта классификация подразделяет моторные масла на 11 классов вязкости
:
на
6 зимних
(0W, 5W, 10W, 15W, 20W, 25W)
и
5 летних
(20,30,40,50,60)
классов вязкости.
Масла, имеющие класс вязкости превышающий SAE 60
, относятся к трансмиссионным
.
Летнее масло
имеет достаточную вязкость, чтобы обеспечить надежное смазывание при высокой температуре, но оно слишком вязкое при низкой температуре, в результате чего при низкой температуре воздуха затрудняется пуск двигателя.
Маловязкое зимнее масло
облегчает холодный пуск двигателя при низкой температуре, но не обеспечивает его смазывание летом, когда температура масла в двигателе превышает 100°С. Именно по этим причинам наибольшее распространение сегодня получили всесезонные сорта масел, имеющие меньшую зависимость вязкости от температуры.
Всесезонные масла
обозначаются сдвоенным номером xxWxx
, первый
из которых указывает максимальные значения динамической вязкости масла при отрицательных температурах
и гарантирует пусковые свойства (прокачиваемость масел при низких температурах), а второй
— определяет вязкость масла при рабочей температуре двигателя
(диапазон кинематической вязкости при 100°С и динамической вязкости при 150°С). Индекс W
(«winter», то есть «зима») означает «зимнее». Чем больше разница между двумя цифрами, тем равномернее будут характеристики масла при изменении температуры
.
Например, SAE 10W40,
где: 10W
= зимняя степень вязкости, 40
= летняя степень вязкости
Чем меньше
число перед индексом
W
, тем меньше вязкость и тем легче пускается двигатель зимой (т.е.
тем в большей степени масло будет сохранять свою текучесть в холодную погоду или при пуске двигателя)
. Чем больше
число после индекса
W
, тем в большей степени масло будет сохранять свою вязкость при нагревании
.Однако вязкость всесезонных масел изменяется не сильно, т.е. смазывающие качества как летом так и зимой остаются достаточно высокими.
Серия всесезонных
масел: SAE 0W-20, 0W-30, 0W-40, 0W-50, 0W-60, 5W-20, 5W-30, 5W-40, 5W-50, 5W-60, 10W-30, 10W-40, 10W-50, 10W-60, 15W-30, 15W-40, 15W-50, 15W-60, 20W-30, 20W-40, 20W-50, 20W-60
.
Масла по SAE 10W-20, 15W-20, 20W20, 20W-30, 25W-30 не являются всесезонными.
Моносезонные масла обычно применяются, когда рабочие температуры отличаются не намного (или для выполнения специальных задач).
Таким образом степень вязкости SAE помогает определить диапазон температуры окружающей среды, при котором масло обеспечит нормальную работу двигателя — его проворачивание стартером, прокачивание масла насосом по смазочной системе при холодном пуске и надежное смазывание летом при длительной работе в режиме максимальных скоростей и нагрузок.
По обозначению вязкости можно практически со 100%-ной точностью определить природу моторного масла. Если оно синтетическое, то типичные обозначения вязкости будут — 0W40, 5W40; если масло полусинтетическое — 10W40, 10W30; при минеральной природе масла вязкость, как правило, обозначают так: 15W40, 20W50. Хотя бывают и исключения.
Масло с маpкиpовкой 5W
— наиболее жидкое на холоде и годится для любой стужи.
Масло с маpкиpовкой 10W
обеспечивает пуск мотоpа до -30 гpад.С, т.е. годится для ежедневной зимней езды в зоне умеpенного климата.
Масло с маpкиpовкой 15W
может создать пусковые тpудности пpи темпеpатуpе около -25 гpад.С, хотя пpи мощном стаpтеpе и хоpошем аккумулятоpе возможно и pасшиpение диапазона. В умеpенном климате — подходящее масло для кpуглогодичной езды.
Масло с маpкиpовкой 20W
— для достаточно теплых мест, где исключительно pедко темпеpатуpа может опуститься до -20 гpад.С. Hаиболее часто такое масло используют в гоночных и pаллийных авто.
Взаимосвязь между маpкиpовкой вязкости и pабочим диапазоном темпеpатуp.
| Значение вязкости, по SAE | |
| 5W – 20
5W – 30 5W – 40 5W – 50 10W – 30 10W – 40 10W – 50 15W – 40 15W — 50 20W – 40 20W — 50 | -40 …… -10
-40 …… -10 -40 …… +20 -40 …… +10/+20 -30/-20 …… +40 -30 …… +50 -30 …… +50 -22/-15 …… +50 -22 …… +50 -10 …… +50 -10 …… +50 |
Чтобы не ошибиться в выборе масла к зиме, полезно помнить так называемое «правило 35»
. Надо из числа 35 вычесть зимний индекс вязкости (первую цифру в обозначении вязкости масла), к получившейся цифре приставляем «минус» — получите предельную температуру прокачиваемости масла. Например, масло 10W-40 (летний индекс 40 роли не играет) сохраняет текучесть до -25 градусов по Цельсию (35-10=25).
Правило 35 идеально применимо к минералке, но, к сожалению, мало подходит для оценки синтетики — у нее совершенно особые вязкостно-температурные характеристики. Применение синтетики или полусинтетики как правило меняет это соотношение, понижая температуру пуска еще на 5 градусов. Так, например, синтетика класса 10W-40 может быть рассчитана и на -50. Вообще, синтетика всегда холоднее минералки того же класса вязкости, поэтому с ней ошибиться (и замерзнуть) почти невозможно.
Необходимо обратить внимание на то, что для двигателей различной конструкции температурные диапазоны работоспособности масла данного класса по SAE существенно отличаются. Они зависят от мощности стартера, минимальной пусковой частоты вращения коленчатого вала, требуемой для пуска двигателя, от производительности масляного насоса, от гидравлического сопротивления маслоприемного тракта и многих других конструкционных, технологических и эксплуатационных факторов (техническое состояние автомобиля, качество бензина или дизтоплива, квалификации водителя и др.). Каждая автомобильная фиpма с учетом типа двигателя pекомендует свой диапазон пpименения одного и того же масла в зависимости от темпеpатуpы окpужающей сpеды. Этот диапазон обязательно указывают в инстpукциях по эксплуатации.
В таблице пpедставлены pабочие диапазоны темпеpатуp для автомобилей ВАЗ в зависимости от маpкиpовки вязкости по SAE pаспpостpаненных гpупп масел.
Взаимосвязь pабочих диапазонов темпеpатуp и маpкиpовки
вязкости моторных масел для автомобилей ВАЗ
| Группа по SAE | Рабочий диапазон темпеpатуp, гpад.С |
| 5W – 30
5W – 40 5W – 50 10W – 30 10W – 40 10W – 50 15W – 30 15W – 40 15W – 50 20W – 30 20W – 40 20W — 50 | -30 …… +20
-30 …… +35 -30 …… +45 -25 …… +30 -25…… +35 -25 …… +45 — 20 …… + 35 -2 0 …… + 45 — 2 0 …… + 45 -1 5 …… + 4 0 -1 5 …… + 45 -1 5 …… + 45 |
Из масел, разработанных в бывшем СССР и хорошо себя зарекомендовавших необходимо упомянуть следующие моторные масла:
- М-6 /12Г (всесезонное, от -20 град.С до +45 град.С);
- М-5 /10Г (всесезонное, от -30 град.С до +30 град.С).
Следует помнить, что Класс масла по SAE характеризует только вязкость масла и не дает информации об его эксплуатационных свойствах. Таким образом, если на канистрах стоят обозначения SAE 15W40, SAE 20W50, SAE 30, SAE 5W, то это указывает только на вязкость масла, его текучесть, но еще абсолютно не говорит о том, подходит ли оно для Вашего автомобиля. Классификация по вязкости оценивает только свойства, связанные с текучестью, вязкостью масла, но не дает информации обо всех остальных его свойствах.
Предварительные рекомендации по подбору масел по вязкости:
— при пробеге автомобиля менее 25%
от планового ресурса двигателя (или новый двигатель
) необходимо применять масла классов SAE 5W-30
или 10W-30
всесезонно;
— при пробеге автомобиля 25-75%
от планового ресурса двигателя (технически исправный двигатель) целесообразно применять летом
масла классов SAE 10W-40, 15W-40
, а зимой
— SAE 5W-30
и 10W-30
, всесезонно
— SAE 5W-40
;
— при пробеге автомобиля более 75%
от планового ресурса двигателя (старый двигатель
) следует применять летом
масла классов SAE 15W-40
и 20W-50
, зимой
— SAE 5W-40
и 10W-40
, всесезонно
— SAE 5W-50.
При эксплуатации двигателя зимой (при температурах ниже -15оС) ведущие производители двигателей рекомендуют применять синтетические, полусинтетические и минеральные масла с вязкостью SAE 0W40, 5W40, 10W40, 0W30, 5W30, 10W30, летом (при температурах от -15оС и выше) — минеральные масла с вязкостью SAE 15W40 . При спортивном использовании
Лет около 40 назад, в мировой практике начали появляться т.н. "мультигрейдовые" масла - масла с выраженным фактором всесезонности. Базы там используются "полегче" - синтетические, более текучие... Вот от чрезмерного разжижения при рабочих температурах, их и догоняют полимерными загустителями. Заметное качественное отличие таких масел от чисто "летних" аналогов - изрядное полимерное загущивание. Характеристики текучести прокачиваемости таких жидкостей несколько теряют "линейность" в зависимости от температуры, обретают, так сказать, определенную непредсказуемость...
Озаботившись этой несущественной несуществующей проблемой, прогрессивная маслопрофессиональная общественность начала городить изобретать новый критерий HTHS - "вязкость высокотемпературного сдвига". Из названия следует, что это некий "динамический" критерий, более специализированный, чем скоростное истечение масла через капилляр... Зачем же?
Не все жидкости текут одинаково, - сказали масляные профессионалы и перестали переливать масло в бутылочках стали изобретать и стандартизировать(*) критерии текучести жидкостей, привязанные к неким динамическим процессам...
***Обратите особое внимание: низкотемпературные свойства современных масел давно нормируются только в динамике. Худо-бедно, но при помощи установок, где холодному маслу дают нагрузку и пытаются что-то там имитировать:
Невероятно, но факт: доморощенные переливатели масла в бутылочках ожесточенно равняются на HTHS: то есть, не доверяют свободному истечению жидкости при высокой температуре. Благоговейно смотрят на цифры "динамических испытаний" горячего масла. Ну допустим. Но одновременно(!), они делают с низкотемпературной вязкостью ровно противоположное: плюют на стандартизированные динамические методики, принимаясь заниматься тем, от чего ASTM/SAE и прочие давно уже отказались (а может даже и вообще не пробовали) - даже до них дошло, что тупо сливать замороженное масло в капилляр, при наличии неизбежной подачи его масляным насосом.
Не только тупо, но и глупо - нету в двигателе такой динамики. Динамики смазывания самотеком нет - зато есть целый масляный насос, который в холодную погоду аж 18 бар может накачать. Парадоксально: в очередной раз наблюдаю двойные стандарты. Только что ты говорил, что не доверяешь методике "А", предпочитая методику "Б", но тут же используешь эту методику там, где она заведомо не работает. Более того: говорят тебе об этом как раз те, кто и изобрел обе эти методики!
Если кто-то может объяснить, в чем здесь логика, не молчите.
Ну так вот, закончим лирическое отупление... вспомним, чем закончилась попытка стандартизации HTHS (попытки оценки динамики масла при высокой температуре)...
А чем это закончилось, написано даже в Википедии и на этом можно было бы закончить статью:
A 1989 American Society for Testing and Materials (ASTM) report stated that its 12-year effort to come up with a new high-temperature, high-shear (HTHS) standard was not successful. Referring to SAE J300, the basis for current grading standards, the report stated:
Целых 12 лет(!) признанной бессмысленной деятельности, этих же самых профессионалов, привели к отсутствию результата.
На этом, им бы тоже и закончить...
Но, похоже, тут снова не место логике: параметр все равно (назло, чтобы добро не пропадало?!) закрепили в стандарте вязкости SAE J300. Закрепили "минимум" HTHS для каждого класса вязкости... HTHS изначально создавался как замена устаревшему стандарту - на потребу новым реалиям. Он должен был заменить , а был, за очевидной бессмысленностью, просто оставлен в стандарте дополняющим и... замыкающим - только лишь, как браковочный критерий! Вместо замены - бессмысленное дополнение.
И знаете, что более всего забавно?! Так это то, как начинают использовать этот браковочный "снизу" критерий.
SAE нормирует вязкость капиллярного истечения в довольно широком диапазоне. Посмотрите на табличку - для распространенной SAE40 это почти точно плюс-минус 15%. От 12,5 до 16,3 сСт - это широкая, в 30% полоса допуска. При соответствующем этому диапазону минимуме по "динамической" вязкости - HTHS. Ну казалось бы - диапазон и диапазон, минимум и минимум. Один незначимый параметр совсем не мешает другому, ненужному. Но настоящее волшебство начинается, когда профессионал снова принимается за излюбленный кунштюк: начинает выбирать лучшее из стандартного.
Снова идет кровавая жатва в поле допуска. Пока все в допуске - не существует проблем. Но наши доморощенные любители начинают выбирать самые стандартные гайки для самых стандартных болтов. Отселе начинается невиданное: масла ранжируются по HTHS... внутри целого поля допуска вязкости по SAE.
Вот, например, для масел SAE 10W40, впечатляет:
Я же просто проведу красную черту там, где сам стандарт просит:
Дикое несоответствие! Когда такая разница между стандартом и реальными результатами - нужно увольнять нормировщика. Зачем нужна "норма", которую можно выполнять вообще ничего не делая?! Просто являясь маслом...
Еще смешнее, когда вы ищете рекордные значения минимальной нормы, известным только вам одному путем: выбираете максимальное значение HTHS в поле допуска вязкости по SAE.
Представляете профессионала, который ищет масло погуще , но не просто, а чтобы по стандарту SAE40... но погуще! В стандарте SAE40 могут быть масла от 12,5 до 16,3 сСт. Никто не мешает (раз уж вашему двигателю прописано, как вы считаете, "строго SAE40") искать масло SAE40, но погуще - давайте-ка мне масло стандарта SAE40, но с вязкостью 16 сСт! Смешно? А вот выше, это что такое тогда? Тут еще хуже: поиск "лучшего масла" осуществляется не по реально существующему диапазону, а хуже того - по браковочному параметру!
HTHS - нормируемый минимум для целого семейства "капиллярных" вязкостей. Задача браковочного критерия - только установить нижнюю планку.
Я не поленился, составил табличку из широкого ассортимента разных масел разных рецептур и вязкостей. Цветовой градиент показывает тенденцию и она неприлично скучная - чем больше... тем больше:
Из самого этого стандарта с указанными минимумами, торчат уши вязкостной зависимости - чем выше высокотемпературная вязкость, тем выше нормируемое значение HTHS...
Ну какой же это аргумент, когда в таблице есть очевидные несоответствия - фактические значения параметров иногда едва-едва выбиваются из общего ряда. Иногда вязкость чу-у-у-точку пониже соседа, а HTHS - чуточку повыше. Победа: это и есть то самое, "неньютоновское" проявление - существуют какие-то рецептуры с едва нелинейной зависимостью.
Осталась самая малость: доказать то, чего не удалось группе ученых ASTM за 12 лет: хоть какую-то связь взятого от фонаря параметра с хотя бы(!) с каким-то браковочным критерием состояния двигателя.
Даже не знаю каким. Хотите позлить профессионала - спросите, известен ли ему какой-то факт доказывающий преимущество масла SAE30 над маслом, например, SAE40 в рамках одного двигателя. Нет, не слышал, ответствует профессионал и пойдет выбирать масла с бОльшим HTHS...
Скажите, а каким именно образом и какими высокими технологиями достигаются лидирующие результаты? Какие усилия прилагают производители (и что мешает остальным?!), чтобы добиться столь впечатляющего преимущества над конкурентами в рамках стандарта(?).
Вас чем-то не устраивает стандартная вязкость масла , что вы усиленно ищите его густоту?
Вы говорите, что вам нужно HTHS "повыше" - ну а что мешает лить просто масло "погуще"? Если SAE40 с лучшей в классе HTHS имеет впечатляющие 4,5 единицы, то насколько будет лучше какие-нибудь 6, а то и целых 7 единиц! Будьте добры, дайте ссылку на методику (да хотя бы на излюбленное измерение износа в отработке), где 4 единицы по HTHS первенствовали бы над маслом с HTHS единицы так в 2. Хотя бы в чем-то!
Потрясающе, но "занормировав вязкость для двигателя", уверенно заявив, что для вашего двигателя подойдет только "SAE40", рецептурный допуск для разных всезезонных масел по HTHS оказывается неожиданно широк - под 30%! И это даже отражено в стандарте:
Я покорнейше прошу любого масляного профессионала пояснить мне один единственный факт: почему вдруг некоторой части масел SAE40 разрешено(sic!) иметь HTHS побольше, а другой - поменьше? Интересно, что эти "побольше" и "поменьше" от стандарта к стандарту у инженеров SAE прыгают.
Вязкость SAE40 оказалась особенной - это "срединная вязкость", где встречаются разнообразные масла от 0W40, до 25W40 и даже просто "SAE40". Очевидно, что масла с меньшим количеством загустителя "зажаты" построже - эдакая игра в подавки второй группе "сороковок". Это не первая ситуация, когда не продукт подтягивается под стандарт, а вымученный "стандарт" подчеркивает свойства продукта.
Снизу подчеркивает. На уровне плинтуса нам показывают минимальную высоту навешивания люстры.
Зебра?! - Только в полоску! - Слон? - Исключительно с хоботом! И не дай тебе божЕ, если зоопарк будет собран не по нашему строжайшему стандарту! Все товарные масла с потрясающим запасом укладываются в "строжайшие" допуски.
Обратите внимание, какие жесточайшие ограничения ждут загущенные сорта SAE50/60. Им строжайшим образом запрещено быть неHTHSснее чем SAE40! Наряду с этим, "жидким" маслам типа SAE30 приказано быть столь же стойкими к разжижению, как часть масел SAE40. Но мы-то понимаем, что это как-раз таки наоборот: части масел SAE40 дозволено быть такими же, как SAE30...
В общем, вы попробуйте найти хотя бы одно реальное масло, которое балансировало бы хотя бы на грани стандарта. Как начнете искать, сразу заметите: чем ниже вязкость, тем ближе к пророговому HTHS. Логично: сами цифры не резиновые - SAE20 имеет порог всего HTHS 2,6. С появлением инновационных масел типа "SAE12" и даже "SAE8", на горизонте забрезжил "HTHS 1" - особо-то не разгуляешься занижать. Не отрицательные же значения придумывать.
Достаточно взять реальные параметры единой продуктовой линейки, чтобы увидеть - зависимость просто линейная, почти пропорциональная "тяжести" базовых масел. И лишь на верхнем пределе начинается незначительное "неньютоновское" отклонение в виду всеподавляющего количества загустителя. Но "отклонение" это с таки-и-и-им запасом от "минимума", что неловко за "стандарт" становится.
HTHS - совершенно искусственное новообразование, направленное на эмуляцию несуществующих условий, невнятно нормированное абсурдными цифрами, с заведомо преодолимым всеми участниками рынка порогом. Это нормальная практика масляных профессионалов. Хуже того - параметр фактически полностью и линейно зависит от высокотемпературной вязкости и является "приклеенным" к фактической вязкости среднестатистического масла с "ньютоновскими" характеристиками - без значительного содержания загустителя.
Но если вдруг, кому-то потребовалось послабление - ничего страшного! - норма стандарта внезапно опускается на 30%, как и в случае широкодиапазонных масел SAE40... и норма допуска становится равной "SAE30"... То есть, мы не тянем технологию "вверх", а опускаем норму "вниз". Казалось бы - химмотологи должны яростно решать задачу приведения широкодиапазонных масел стандарта SAE 0W40 к маслам менее универсальным. Вместо этого, в виду очевидного отсутствия "технологий", таким маслам просто роняют планку стандарта на 30%!
Представим, что вы наконец-то доказали, что HTHS хоть что-то, да значит и вам всенепременно необходимо, чтобы ваше сложное масло SAE 0W40 было аналогичным простому летнему маслу SAE40. Так как (а это не новость) реальных химических чудес для этого не существует, мы просто в стандарте прописываем, что SAE 0W40 имеет право быть таким же по HTHS, как масло SAE30... Ну и так далее, подобные этому, много раз уже встреченные маслопрофессиональные чудеса.
Забавный и очевидный вывод, который, кстати, неведом абсолютно всем любителям высоких масляных технологий: HTHS это не попытка что-то повысить и улучшить. Это по-определению лишь попытка удержать качество современных всесезонных масел на уровне допотопной минералки, в которой почти не было полимерного загустителя. Вы бы хоть стандарт внимательно читали:
А вы-то думали, что HTHS даже не указывается для дешевых масел по причине того, что им с таким рылом среди новомодной синтетики и делать-то нечего?! Типа куда там позорному минеральному "лукойлу" за 100 рублей литр до новомодного синтетического мобила?! Ничего подобного: для минеральных масел вообще не существует проблем с HTHS - сам HTHS, это всего лишь попытка привести динамические характеристики вязкости масел с загустителем к "минеральному стандарту".
Еще раз обращу внимание: не существует не только известной зависимости состояния двигателя от значения HTHS, но не существует хотя бы доказанной зависимости состояния двигателя от вязкости использованного в нем масла! И много хуже того - не существует признаных (стандартизированных) методик для определения такой зависимости. Зато самих "параметров" и "тестов" у нас завались...
Что такое HTHS?
Вариантов ответа много. Самый правильный - ничто. Чуть подробнее: параметр, который призван характеризовать "нелинейность" текучести масел с присутствующим в них полимерным загустителем. Попытка "подтянуть" современные всесезонные масла типа 0W40 под "минеральные"(!) стандарты вязкости. Некоторые современнные масла содержат слишком много загустителя и вязкость свою могут незначительно терять. Отсюда и весь сыр-бор.
Стоит ли выбирать масло по HTHS?
Примерно с тем же мотивом, что искать более густое масло из диапазона стандартных вязкостей по SAE. Но делать это еще изощреннее - по минимальному браковочному критерию.
Как подсказали, конкретно этим и занимается "Mercedes" с допуском MB229.5 - ищет SAE30 погуще, да поHTTSснее. Все SAE30 масла с таким допуском имеют KV@100 около 12 и выше. Это почти что масла SAE40 в канистре SAE30! Если кажется, что похоже на анекдот, то можете проверить лично...
Почему у минеральных и многих дешевых масел не указывается HTHS? Только крутая синтетика может похвастаться хорошими результатами?
Если вашего соседа каждый месяц заставляют отмечаться в милиции, то это совсем не значит, что он - почетный гражданин города с особыми почестями, а вы чем-то хуже его, раз вас обошли подобным вниманием. HTHS штампуют только маслам категории "склонны к побегу из вязкости".
Даже сам производитель масла как бы забивает на столь важный параметр, к которому его обязывает(!) стандарт. Производителю ясно: у таких масел он гарантированно превышает допуск - там загустителя мало (меньше). А вы-то думали...
Почему столь важный параметр, присутствующий даже в основном стандарте, не нормируется при анализе отработанного масла?!
Да, забавно: загуститель при некоторых режимах эксплуатации может разрушаться. HTHS - падать. Но даже попытки измерения HTHS в лабораториях никто не предпринимает.
Если отработка нормально загустилась в конце эксплуатации - HTHS вероятно даже вырос. А если разрушился загуститель - то достаточно контролировать обычную вязкость - разрушение загустителя приближает масло к его базовой вязкости. Тут даже лаборанту понятно: HTHS вообще не нужен даже в лаборатории. Вот бы сосредоточить усилия в борьбе за создание стойкого ко всему загустителя... Но это отдельная тема.
Почему у маловязких масел реальные параметры HTHS так близки к браковочному порогу? Это же значит, что идет научная битва прямо на острие прогресса?!
Рецептуры таких масел почти не содержат загустителя - невозможно сделать незагущенные масла "неньютоновскими". Ограничивать HTHS таких масел можно только подгоняя цифры под их реальные характеристики. Что и происходит. Как только вы покажете масло SAE20 с HTHS как у SAE40, или хотя бы 30 - поговорим о "научной битве". Вот почему, скажите, до сих пор почему-то не существует масла SAE 0W20 с HTHS, скажем, в 4 единицы? Слишком далеко от требований стандарта, сложно сделать? Тогда почему HTHS SAE60, например, превышает "требования" стандарта почти в два раза? Что удалось там, чего "не удалось" для SAE20?))))
Ну и почему стандарт так щадит масла густых стандартов типа SAE50/SAE60? Требования к ним аналогичны маслам SAE40!
Причина в том, что требования, очевидно, подгоняются под базовые компоненты масла (без загущивания). Базовые масла таких всесезонок аналогичны многим SAE40 рецептурам. Получается парадокс - эти масла становятся "рекордсменами" без особых на то усилий - заведомо превышают требования стандарта почти в два раза. Кроме того, сложно нормировать общий индустриальный минимум, который почему-то все время беспричинно растет - для масел SAE80 и SAE100 по J300 потребовались бы какие-то атипичные значения HTHS. Вот как раз тут есть логика (цените!): а кто сказал, что двигателю(!) нужные такие значения вязкости? Для таких масел, по этой причине, даже внятно мотивировать особое минимальное требование оказалось просто нечем! Параметр HTHS для них так и остался на уровне более "жидких" масел - SAE40...
Постскриптум
Я всесторонне поддерживаю "переклассификацию" масел любым иным образом, который будет более информативен(?) по отношению к двигателю, по сравнению с капиллярным истечением. Вот только то, что происходит (но не произошло, хотя и произошло - HTHS-то красуется в J300) с HTHS - это лишь имитация. Симулякр. Да еще и признанно неудачный.
Чтобы заново изобрести информативную величину, ее нужно обосновать. HTHS-изобретатели же занимались тем, что подгоняли абстрактные цифры под цифры имеющиеся у "чистых" масел без загустителей. Да еще и, грубо говоря, делили полученный результат пополам, чтобы в "стандарт" могли вписаться все желающие.
Сейчас же, мы по-прежнему имеем исторически сложившиеся SAE, но уже с подпоркой в виде HTHS. Эдакая свая, но с надписью "ниже уровня земли не вбивать". Не хватает Навального, чтобы проверил финансирование 12-летнего(!) труда инженеров из SAE. Две-над-ца-ти-лет-не-го!
Более-менее этот параметр будет играть роль для сильно загущенных легкотекучих баз, типа 0W40. Но и там - на уровне погрешности измерения. Самые сильные контрасты (при сырье одного качества) будут доходить едва до 10%. Например: Motul 300V 0W40 и 10W40 - 7% разницы в сторону более загущенного масла 0W40. Семь процентов. При допуске в классе SAE - 30% или +-15%.
Что такое HTHS?
Как известно при высоких температурах вязкость моторного масла снижается, масляная пленка становится тоньше. Параметр HTHS — это высокотемпературная вязкость при высокой скорости сдвига. HTHS измеряется в миллипаскалях в секунду. Наиболее распространенный метод испытания ASTM D 4683. Этот метод включает в себя, определение вязкости масла при высокой температуре 150С. Итак HTHS — это вязкость моторного масла при температуре 150С и высокой скорости сдвига 106 с -1 . Ничего трудного для понимания здесь нет — просто нужно запомнить, что для каждого автомобиля свой интервал допустимой HTHS . В двигатель, не предназначенный для использования моторных масел с низким HTHS, ни в коем случае нельзя лить такие масла. Почему и нужно обращать внимание на рекомендации производителя, выбирать масло в соответствии с рекомендованной вязкостью, рекомендованными допусками и рекомендованными стандартами.
Применение масла с пониженным HTHS, в не предназначенных для этого двигателях может привести к их ускоренному износу. В моторах, спроектированных для использования в них масла с пониженным HTHS , имеется ряд существенных отличий:
- расстояние между трущимися поверхностями уменьшено. Более высокая точность сборки и подгонки деталей друг к другу (минимальные зазоры между деталями).
- применение широко-поверхностных подшипников, в которых масло высокой вязкости поступает медленнее.
- специальное нанесение микропрофиля поверхности на деталях — на подобии хона в цилиндрах, для удерживания на деталях низковязких масел.
Если двигатель не спроектирован под низковязкие масла с низким HTHS , использование таких масел в нем недопустимо!
Для чего используют масла с низким HTHS?
В последнее десятилетие среди мировых автопроизводителей, наблюдается тенденция к снижению высокотемпературной вязкости при высокой скорости сдвига — HTHS. Использование таких масел экономически и экологически оправдано. Масла с низким HTHS дают большую экономию топлива по сравнению с обычными маслами более высокой вязкости. Меньшая вязкость масла приводит к меньшему сопротивлению деталям двигателя, что приводит к увеличению мощности двигателя, меньшему износу в некоторых узлах двигателя. Применение таких масел, так же положительно влияет на экологию. Выброс CO2 в атмосферу на низковязких маслах значительно ниже, чем на маслах более высокой вязкости.
Какой параметр HTHS безопаснее для двигателя?
Попробуем показать наглядно, при каких значениях HTHS опасна, а при каких не представляет никакой опасности для двигателя.
Документ, опубликованный в японском научном издании института Toyota R&D в 1997 году. (здесь нужно сделать скидку на год, прошло много лет и низкоковязкие масла стали гораздо стабильнее и безопаснее, чем это было на момент 1997 года.)
Итак группа японских ученых:
Toshihide Ohmori
Mamoru Tohyama
— Toyota Central R&D Labs., Inc.
Masago Yamamoto
— Toyota Central R&D Labs., Inc.
Kenyu Akiyama
— Toyota Motor Corp.
Kazuyuoshi Tasaka
— Toyota Motor Corp.
Tomio Yoshihara
— Lubrizol Japan Ltd.
Провели эксперимент на четырехцилиндровых двигателях 1.6 DOHC. Главная цель экспериментов — узнать, как масла с разным HTHS влияют на износ двигателя. Как влияет на износ, добавление модификаторов трения в моторные масла, на основе MoDTC (органического молибдена). В двигатели заливались масла разных вязкостей с разным HTHS (Высокотемпературная вязкость при высокой скорости сдвига) после некоторого «пробега» двигатели разбирали и исследовали на предмет износа деталей.
HTHS масел двух главных ассоциаций.
ACEA A1
HTHS ≥ 2.9 и ≤ 3.5 xW-20 ≥ 2.6
ACEA A5
HTHS ≥ 2.9 and ≤ 3.5
ACEA A3
HTHS ≥ 3.5
ILSAC GF-4
ссылающийся на J300
5W20 HTHS не менее 2.6.
5W30 HTHS не менее 2.9
0W-40, 5W-40, 10W-40 HTHS ~ не менее 3.5
Рис 1. Износ поршневых колец при температуре 90С и при экстремальной температуре 130С
При вязкости HTHS 2.6 наблюдается «пограничная зона износа» — порог ниже которого начинается значительное увеличение износа, если HTHS меньше 2.6, то износ очень сильно увеличивается, если больше 2.6, то линия износа почти на одном уровне. На 2.6 износ чуть выше, чем на 3.5. Чем выше обороты двигателя — тем пропорциональнее увеличивается износ поршневых колец.
Рис 2. Износ кулачков. При 90 градусах на HTHS 2.6 наблюдается даже меньший износ кулачков, нежели чем на HTHS 3.5. Но с повышением температуры до 130С — все меняется — опять 2.6 пограничная зона. HTHS меньше чем 2.6 — износ повышается, больше чем 2.6 — износ минимальный.
Рис 3. Износ шатунных подшипников. Износа особого не видно — линии прямые, но все равно есть небольшая тенденция уменьшения износа в сторону HTHS 3.5
Рис 4. Добавили различные модификаторы трения и сравнили с обычным маслом без модификаторов.
Рис. 5 a) первая картинка на обычном масле, b) вторая картинка на масле с модификатором трения MoDTC — органический молибден. MoDTC действительно снижает трение и предотвращает износ, и чем ниже вязкость масла и HTHS, тем больше необходимость такой добавки.
PS. Исследование было проведено более 10 лет назад, с того времени низковязкие масла изменились в лучшую сторону! Поэтому «пограничная зона износа» — вполне может оказаться нормальной точкой где до износа еще далеко. А может и нет — физика! Нам еще предстоит узнать!
Так стоит ли лить низковязкие масла?
- Наряду с плюсами низковязких масел — экономия топлива, экология, более высокий КПД, есть минусы! Например, многие производители в мануалах, где рекомендуются низковязкие масла, пишут «5W-20 не рекомендуется использовать при высоких скоростях». То есть производители считают, что на высоких скоростях, при высоких температурах окружающего воздуха, при тяжелой нагруженности автомобиля — такие масла лучше не применять. Дело в том, что слишком тонкая пленка на высокой скорости, при сопутствующих факторах может недостаточно защищать пары трения от износа. В последнее время с течением прогресса масла 5W-20, 0W-20 улучшились! Появились новые модификаторы трения (трех-ядерный молибден, оксиды титана итд), улучшились базовые масла и противоизносные присадки. Такие надписи в мануалах стали пропадать — они перестали быть актуальными. Автопроизводители сейчас наоборот пишут в мануалах «Использование моторного масла 0W-20 в вашем двигателе предпочтительно» считая что это масло конкретно этому двигателю не навредит. В любом случае нужно прислушиваться к мануалам производителей, у них больше опыта и оснований так полагать.
- При нештатных ситуацияхнапример, вы не запустили автомобиль в морозы, не воспламенившееся топливо попадает в моторное масло и разжижает его. Низковязкое масло, при попадании в него топлива — становится еще меньшей вязкости. Топливо, конечно же, испаряется со временем нагреваясь, но какое то время там может оказаться масло очень низкой вязкости.
Пример 1: Если кто то думает что, «низковязкие масла обязательно приведут двигатель к повышенному износу» — он ошибается. Приведу результаты испытаний на трибологической установке — 4х шариковой машинке трения.
Трибологические испытания масел на диаметр износа под нагрузкой 392Н и 1 час:
Видите кто в лидерах тестов? Масла 0W-20.
Пример 2:
Лабораторные анализы отработок 0W-20, 5W-20 в тяжелых российских условиях:
Вывод: Эта статья переписывалась мной два раза с перерывом в 4 года. Сначала я напугал публику низковязкими маслами- уж, но время шло, мы набирались опыта, делали лабораторные анализы и пришли к выводу — что ничего плохого в маслах 0W-20, 5W-20, 0W-16 — нет. Если они рекомендованы производителем Вашего автомобиля! Низковязкие масла быстрее выходят на рабочую вязкость — они сами по себе меньшей вязкости. Такие масла экономят топливо при прогревах автомобиля по утрам. Низковязкие масла экономят топливо при рабочей температуре двигателя — когда двигатель полностью прогрет. В некоторых двигателях оснащенных гидрокомпенсаторами, они тише работают в гидрокомпенсаторах. При низкотемпературном запуске, низковязкие масла быстрее поступают во все труднодоступные места двигателя. Во многих двигателях конструкционно предусмотрены форсунки охлаждения поршней, которые поливают поршень маслом — в этом случае лучше и быстрее охлаждают опять же низковязкие масла. То есть при небольших минусах или их полном отсутствии, мы получаем очень много плюсов от использования низковязких масел.
Рис. 5 a) первая картинка на обычном масле, b) вторая картинка на масле с модификатором трения MoDTC — органический молибден. MoDTC действительно снижает трение и предотвращает износ, и чем ниже вязкость масла и HTHS, тем больше необходимость такой добавки.PS. Исследование было проведено более 10 лет назад, с того времени масла низковязкие изменились в лучшую сторону! Поэтому «пограничная зона износа» — вполне может оказаться нормальным маслом. А может и нет — физика… Нам еще предстоит узнать!
Какой параметр HTHS выбрать?
Основными отрицательными факторами при использовании низковязких масел являются:
Высокие скорости, нагруженность автомобиля, высокие температуры окружающего воздуха. Но наряду с плюсами низковязких масел — экономия топлива, экология, более высокий КПД, есть минусы! Например, многие производители в мануалах, где рекомендуются низковязкие масла, пишут «5W-20 не рекомендуется использовать при высоких скоростях». То есть производители считают, что на высоких скоростях, при высоких температурах окружающего воздуха, при тяжелой нагруженности автомобиля — такие масла лучше не применять. Дело в том, что слишком тонкая пленка на высокой скорости, при сопутствующих факторах может недостаточно защищать пары трения от износа. Другие же автопроизводители наоборот пишут в мануалах «Использование моторного масла 0W-20 в вашем двигателе предпочтительно» считая что это масло конкретно этому двигателю не навредит. В обоих случаях нужно прислушиваться к мануалам производителей, у них больше опыта и оснований так полагать. Поэтому всегда при выборе вязкости масла руководствуйтесь вашим мануалом!
Абразивные отложения в двигателе. Еще одна проблема при использовании низковязких масел — абразивные отложения в двигателе. Таковыми являются частицы пыли, зола, сажа. Эти отложения в двигателе пагубно влияют на слишком тонкую масляную пленку, как бы разрывая ее — что неминуемо приводит к повышенному износу. В наших тяжелых условиях эксплуатации — такие отложения можно получить очень просто. Заправились плохим бензином при сгорании, которого образовалась абразивная зернистая зола, поставили некачественный воздушный фильтр, нештатный подсос воздуха помимо воздушного фильтра. итд.
Разжижение моторного масла топливом. В тяжелых условиях эксплуатации, на территории России — морозы не редкость. При низкотемпературном запуске двигателя, очень часто не воспламенившееся топливо попадает в моторное масло и разжижает его. Не без того жидкое низковязкое масло, при попадании в него топлива — становится «как вода». Топливо, конечно же, испаряется со временем, но масло не восстанавливает свои первоначальные характеристики.
Вывод: В наших условиях, с нашим бензином, пробками, жарой, нагрузкой, некачественными расходными материалами итд, «пограничные зоны» (порог ниже которого начинается значительное увеличение износа) с HTHS 2.6 не к чему! При HTHS ≥ 2.9 и выше — износ деталей двигателя меньше! Если Ваш производитель рекомендует наряду с 0W-20, вязкость 5W-30 — то эта вязкость будет предпочтительнее! Если производитель рекомендует только 0W-20, идем искать мануал от своего же двигателя, на других рынках США, Европы, Японии. Если на тот же двигатель, в другой стране рекомендуют 5W-30 — то эта вязкость предпочтительнее!
Есть автовладельцы, которым масла 0W-20 и 5W-20 наоборот предпочтительнее, к примеру, автолюбитель машину меняет раз в 3-5 лет, быстро ездить негде, заправляется только на проверенной заправке, где по умолчанию хороший бензин, на xW-20 машина отлично проходит, и сэкономит кучу денег на бензин, за эти 3-5 лет.
Конечный выбор за автолюбителем! Нужна ли Вам «пограничная зона износа» в угоду экономии бензина, или Вам нужно иметь некоторый, небольшой запас спокойствия, но чуть больший расход. Конечно же, нужно обязательно смотреть на рекомендации производителя и выбирать из рекомендованных вязкостей! Нельзя думать, что 5W-50 спасет ваш двигатель от износа, если во всем мире в Ваш двигатель рекомендуется только 0W20 и 5W30. Более того при отрицательных температурах 5W50 как правило значительно гуще чем 5W-20, и износ на масле, такой вязкости при низкотемпературных запусках — намного выше, нежели на маслах вязкости 5W-20! Моторные масла 5W-30 независимо от того Ilsac GF-4 это или ACEA A3 или ACEA A5 — являются некой золотой серединой, где и масляная пленка не слишком тонкая, и зимой запуск не так страшен!
Вязкость моторного масла - один из главных параметров, по которому определяют, подходит ли конкретному автомобилю в условиях определённого диапазона температур. Но отнюдь не всегда точки зрения разных людей на этот счёт являются одинаковыми. Так что гораздо проще разобраться во всём самому и решить, какую жидкость заливать и почему.
Моторное масло смазывает все трущиеся детали механизма
Что называют вязкостью?
Вязкость моторного масла - это его способность сохранять свою текучесть, находясь между внутренними деталями движка автомобиля. Автомобильная моторная смазка выполняет очень важную функцию - она смазывает внутренние детали мотора, не давая им тереться друг об друга «на сухую», а также обеспечивает минимальную силу трения между ними. Невозможно создать такую смазку, которая бы не изменяла свои характеристики при повышении или понижении температуры двигателя. Показатели вязкости будут существенно варьироваться при езде, так как разброс температур между внутренними деталями двигателя очень высок и может достигать 140–150 градусов Цельсия.
Автопроизводители подбирают и определяют для каждой оптимальную текучесть масла, при которой коэффициент полезного действия будет максимальным, а износ движка, наоборот, минимальным. Именно поэтому лучше выбрать ту смазку, которая рекомендована фирмой-производителем автомобиля для конкретной модели, а не ту, что советуют друзья или даже специалисты из автосервиса.
Динамическая и кинематическая вязкость масла
Кинематическая вязкость масла определяет характеристики моторной жидкости при нормальной и повышенной температурах. Как правило, нормальной температурой считается 40 градусов Цельсия, высокой - 100 градусов. Измеряется кинематическая вязкость в сантистоксах. Кроме этого, эту величину можно измерить в капилляр-вискозиметрах - в этом случае определяют вытекание некоторого количества смазки через отверстие на дне резервуара за определённый промежуток времени.
Динамическая (абсолютная) вязкость никак не зависит от плотности самого вещества и определяет сопротивление, возникающее при перемещении с определённой скоростью слоёв масла, находящихся на небольшом расстоянии. Измеряется динамическая вязкость с помощью аппаратуры, имитирующей работу моторной жидкости в реальных условиях - ротационных вискозиметров.
Как правильно выбрать вязкость?
Для того чтобы как-то классифицировать смазки, а также облегчить поиск моторной жидкости с нужными характеристиками, был введён международный стандарт SAE.
SAE является индексом вязкости масла, он должен указываться на этикетке канистры. Но важно знать, что вязкость масла по SAE никаким образом не определяет качество смазки или её совместимость с конкретно вашим двигателем. За это отвечают другие индексы, также указанные на этикетке канистры.
SAE может иметь цифровое или цифробуквенное обозначение, это зависит от того, для какого типа климата подходит смазка. Всего существуют три вида сезонности:
- летние (обозначаются как SAE 20, SAE 30);
- зимние (SAE 20W, SAE 10W);
- всесезонные (тут маркировка уже «гибридная» - SAE 10W-40, SAE 20W-50).
Все зимние моторные жидкости имеют в индексе SAE букву W, которая означает winter (зима). Чтобы узнать, на какой минимальной температуре ваше авто заведётся с определённой моторной жидкостью, нужно отнять 40 от цифры, идущей перед буквой W. То есть если ваша смазка имеет индекс SAE 10W, то вы спокойно заведётесь при температуре в минус тридцать по Цельсию.
Цифры в индексе SAE, которые указывают «летнюю» составляющую вязкости смазки, то есть цифры после W, довольно-таки сложно перевести на понятный обывателю язык. Можно лишь сказать, что чем больше эти цифры, тем более вязкой будет жидкость при высоких значениях температуры. Чтобы узнать, подходит ли летнее или всесезонное масло для вашего мотора по вязкости, необходимо воспользоваться таблицей вязкости моторных масел. Однако не забудьте, что самый верный источник информации о том, какая вязкость масла лучше - это ваша автомобильная документация или на крайний случай консультация в официальном дилерском центре от производителя.
Что хуже - заниженная или завышенная вязкость?
Что будет происходить, если на низкой температуре вязкость масла будет выше нормы? Увеличится сила трения. Температура двигателя вследствие этого станет увеличиваться и остановится только тогда, когда вязкость упадёт до необходимой нормы (и, следовательно, уменьшится сила трения). С одной стороны, ничего плохого не случится, но двигатель будет работать при более высокой температуре, не рассчитанной производителями. А это может плохо сказаться на его ресурсе - детали станут быстрее изнашиваться. То есть, увеличивается вероятность поломки двигателя. А кроме этого, моторную жидкость придётся менять чаще, так как из-за высокой температуры она быстрее израсходуется.
Гораздо хуже и опаснее, когда вязкость смазки ниже, чем требуется. Вследствие этого значительно возрастёт расход смазки, а также есть вероятность, что мотор просто заклинит на высоких оборотах. Именно поэтому настоятельно рекомендуется выбирать моторные жидкости, имеющие допуск автопроизводителя.
Синтетика, полусинтетика, минералка - какое масло лучше?
Минеральное масло - это моторная жидкость, созданная из нефтепродуктов. Вследствие этого этот тип масел подразделяется на нефтяные и парафиновые. Они имеют определённую текучесть, а также строгий температурный режим, так что изменять эти параметры можно только с помощью присадок (из-за которых, кстати, жидкость быстро приходит в негодность).
Синтетическое масло является более универсальным аналогом минерального, так как синтетика - продукт синтеза определённых химических элементов, и изменяя его параметры, можно добиться практически любой вязкости, которая востребована на рынке автомобильных жидкостей.
Полусинтетическое масло - гибрид синтетики и минералки. Оно обладает многими плюсами как синтетической, так и минеральной смазки, но подобрать оптимальное для конкретного двигателя порой бывает очень сложно.
Существенная разница между тремя типами масел возникает только зимой, когда сильно выигрывает именно синтетика. За счёт своей химической структуры синтетическое масло обладает хорошей текучестью при низкой температуре, а также стабилизирует работу движка. И кроме этого, оно почти не боится окисления и гораздо дольше «выдыхается».
Классификация масла по другим параметрам
Кроме индекса SAE существуют другие индексы, классифицирующие моторные жидкости по классам качества. Например, стандарт API предусматривает две буквы латинского алфавита, первая буква - либо S (для бензинового двигателя), либо С (для дизеля). Вторая буква - это непосредственно сам класс качества. Чем она дальше находится в алфавите, тем позднее разрабатывался этот стандарт, и как следствие, тем выше качество моторной жидкости. Для бензиновых движков высшим классом качества является SM. Для дизельных - Cl-4 plus.
В стандарте ACEA классы качества записываются по-другому: с А1 по А5 для бензиновых моторов и с B1 по B5 для дизельных. Кстати, A5 и B5 по классификации ACEA имеют очень низкую вязкость, поэтому подходят только для определённых типов двигателей, так что будьте аккуратны с их эксплуатацией.
Заключение
Лучшая моторная жидкость - это та, которая будет полностью соответствовать инструкциям автопроизводителя и требованиям вашего автомобиля. К подбору моторной жидкости нужно подойти грамотно и правильно. Обращайте внимание на производителя, срок годности, тип и классификацию - это убережёт двигатель, продлит срок его службы. Но лучше всего искать те масла, которые указаны в документации на конкретную модель автомобиля как рекомендованные, и неважно при этом, насколько стар автомобиль, сколько тысяч километров вы проездили и что советуют «авторитетные» мнения.
