Вязкость моторного масла: таблица показателей
В настоящее время на российском рынке автомобильной химии наблюдается изобилие продукции. Моторные масла, их марки и характеристики представлены в таком богатом ассортименте, что вызывают затруднение в выборе даже у опытных водителей. Один из главных показателей, по которому необходимо выбрать подходящий продукт для своего авто, – вязкость моторного масла.
Что означает «вязкость»
О вязкости моторных масел существует много различных мнений – как среди профессионалов, так и среди любителей. Некоторые утверждают, что степень вязкости, или текучести – это показатель густоты смазки, то есть чем выше вязкость, тем она гуще. На самом деле вязкость расшифровывается не так просто. Для того чтобы это понять, нужно познакомиться со спецификацией SAE. Данный стандарт определяет температурный диапазон, в котором вязкостные качества масел для автомобилей соответствуют нужному уровню. Эти характеристики измеряются лабораторным путём при определённых температурах.
Классификация SAE
Более 100 лет назад в США образовалось сообщество инженеров, работавших в автомобильном производстве. Уже в то время проблема хороших смазочных материалов для авто стояла остро. Результатом сотрудничества и обмена идеями явился классификатор SAE, которым пользуются сегодня во всём мире.
Согласно SAE, каждый смазочный материал для автомобилей имеет такие характеристики, как низкотемпературная и высокотемпературная вязкость.
Сегодня многие автомобилисты-любители утверждают, что существуют моторные масла, имеющие параметры только низкотемпературной или только высокотемпературной вязкости. Они называют их, соответственно, «зимними» и «летними». А если в обозначении присутствуют оба свойства моторных масел, разделенные буквой W (что, по их утверждению, означает слово «зима») – значит, это всесезонные смазки. На самом деле, подобная трактовка неверна.
- Буква W не является сокращением от слова «зима».
- Каждый смазочный состав всегда имеет два показателя вязкости – как при высоких, так и при низких температурах. Просто если один их них не укладывается в диапазон характеристик, определённых стандартом SAE (см. таблицу ниже), то он не обозначается.
Низкотемпературные показатели
Вязкость моторного масла при низких температурах определяют такие показатели, как «проворачиваемость» и «прокачиваемость» масляного состава. Путём лабораторных исследований определяется, до какой минимальной температуры можно безболезненно запускать двигатель, то есть проворачивать его коленвал. Нормальный старт двигателя авто возможен только тогда, когда смазка ещё не загустела.
Кроме того, смазочный состав за кратчайшее время должен достичь пар трения. Это означает, что при минимальной температуре проворачивания масло должно быть ещё достаточно текучим, чтобы свободно перемещаться по узким каналам системы. Например, для масел категории 0W30 уровень низкотемпературной вязкости – это первая цифра (0). Для этого показателя нижний предел прокачиваемости – 40 градусов мороза. В то же время проворачиваемость мотора возможна до -35°С. Соответственно, такое моторное масло может хорошо работать при температурах до -35°С.
Если взять другой показатель – 5W20, то здесь температуры будут, соответственно, -35 и -30°С. То есть чем больше первая цифра – тем меньше рабочий диапазон в области низких температур. В классификаторе SAE на сегодняшний день есть 6 «зимних» вязкостных категорий – 0W, 5W, 10W, 15W, 20W, 25W. Эти показатели привязаны к температуре окружающей среды, поскольку от неё зависит температура холодного мотора.
Высокотемпературные показатели
Вязкость моторного масла в диапазоне температур работающего двигателя не имеет отношения к температуре окружающего воздуха. Она почти одинакова как при 10 градусах мороза, так и при 30 градусах жары. В авто её держит стабильной система охлаждения двигателя. В то же время в интернете почти каждая таблица рисует разные верхние пределы окружающей температуры для той или иной «летней» вязкости. Наглядный пример – сравнение смазочных жидкостей с показателями 5w30 и 5w20. Считается, что первая из них (5W30) будет хорошо работать до температуры воздуха +35°С. Второй показатель (5W20) в таблицах вообще не отображается.
Такое представление неправильно. Кроме того, термин «летняя» вязкость, или «летнее» масло с профессиональной точки зрения некорректен. Это объясняется на представленном видео. Всё дело в том, что данный параметр представляет собой режим кинематической и динамической вязкости, замеряемых при температурах +40, +100 и +150°С. Хотя рабочий диапазон температур в разных зонах моторов автомобилей колеблется от +40 до +300°С, берут его усреднённое значение.
Кинематическая вязкость – это текучесть (плотность) масляной жидкости в диапазоне температур от +40°С до +100°С. Чем жиже смазка – тем ниже этот показатель, и наоборот. Динамическая вязкость – это сила сопротивления, возникающая при перемещении двух слоёв масла, расположенных на расстоянии 10 мм друг от друга, со скоростью 1 см/сек. Площадь каждого слоя – 1 см2. Другими словами, испытания, проводимые с помощью специальных приборов (ротационных вискозиметров), позволяют имитировать реальные условия работы масел. Этот показатель не зависит от плотности моторного масла.
Ниже представлена таблица вязкостных параметров, по которым определяют те или иные их значения.
Таблица отражает кинематические и динамические вязкостные технические параметры при определённых температурах (+100 и +150°С), а также градиенте скорости сдвига. Этот градиент представляет собой отношение скорости перемещения поверхностей трущейся пары относительно друг друга к толщине зазора между ними. Чем выше этот градиент, тем более вязким оказывается масло для авто. Если говорить простыми словами, уровень вязкости при высоких температурах даёт информацию о том, какова толщина масляной плёнки между зазорами и насколько она прочна. На сегодняшний день спецификация SAE предусматривает 5 уровней высокотемпературных вязкостных показателей масел для автомобилей – 20, 30, 40, 50 и 60.
Индекс вязкости
Кроме вышеуказанных параметров производятся также измерения индекса вязкости. На него часто не обращают внимания. Тем не менее это важнейший параметр.
Индекс вязкости определяет температурный диапазон, в котором вязкостные свойства остаются на уровне, обеспечивающем нормальную работу двигателя. Чем этот индекс выше, тем более качественным является смазочный состав.
Независимо от того какое значение по SAE, будь то 0W30, 5W20 или 5W30, индекс вязкости масла не привязывается к нему. Он напрямую зависит от состава базовой основы. Например, у минеральных масел он имеет величину от 85 до 100, у полусинтетических 120–140, а у настоящих синтетических составов этот показатель доходит до 160–180 единиц. Это значит, что такие маловязкие масла, как 5w20 или 5W30, можно применять в моторах с турбонаддувом, имеющих температурный режим работы с широким диапазоном.
Для того чтобы увеличить индекс вязкости, в масляную смесь часто добавляют так называемые вяжущие присадки. Они расширяют диапазон температур, в котором масло будет сохранять свои основные вязкостные качества. То есть двигатель будет хорошо запускаться в морозную погоду. А при высоких температурах смазочный состав будет создавать устойчивую и вязкую плёнку в зоне соприкосновения поверхностей деталей.
Какую вязкость лучше выбрать?
По этому поводу есть много суждений, и большинство из них – ошибочные. Например:
- «Чем больше вязкостный показатель, тем лучше будет работать двигатель». Оправдывают этот тезис утверждениями, что вязкие смазки используются в спортивных гонках на авто. Если такой состав (к примеру, 10W60) заливать в двигатели серийных автомобилей, их ждёт печальная участь. Сначала произойдет падение мощности и возрастание потребления топлива. Чуть позже придётся делать капремонт.
- «Вязкая смазка создаёт прочную плёнку, которая не разорвётся даже на предельных режимах работы мотора». Такое суждение верно. Но при этом забывают, что в моторах предусмотрены определённые зазоры между трущимися поверхностями деталей. Они совсем небольшие, особенно в новых двигателях. Толстая плёнка не сможет поместиться между соприкасающимися поверхностями. Таким образом, в этих зонах появится «сухое» трение. Причём таких зон будет довольно много.
- Если авто ещё новое и не прошло 25% от заявленного ресурса до первого капремонта – следует применять маловязкие смазывающие составы. Такие как 5W20 или 5W30. Кстати, именно малая вязкость (5W20) рекомендуется для сервисной заливки во многие марки японских гарантийных авто.
- Если пробег составляет от 25 до 75%, должны использоваться составы с вязкостями 5W В зимний период рекомендуется также применять 5W30.
- Если мотор уже изношен и проехал более 75% от своего ресурса – для таких автомобилей рекомендуют летом использовать 15W50, а зимой подойдёт 5W
Чем старше двигатель авто, тем больше изнашиваются его детали. Соответственно, зазоры между парами трения увеличиваются. Маловязкие составы уже не могут обеспечить нормальную смазку, масляная плёнка рвётся. Вот почему рекомендуют переводить свои авто на более вязкие моторные масла.
Исходя из всего вышеизложенного, подбор наилучшего моторного масла для тех или иных марок автомобилей – не такая простая задача, как кажется на первый взгляд. Кроме вязкостных показателей следует учесть ещё много других качественных параметров.
Вязкость моторного масла по SAE / Блог АвтоТО — Обслуживание автомобиля
Запись опубликована 21.01.2008 автором admin.
Одними из основных свойств моторного масла являются его вязкость и ее зависимость от температуры в широком диапазоне (от температуры окружающего воздуха в момент холодного пуска зимой до максимальной температуры масла в двигателе при максимальной нагрузке летом). Наиболее полное описание соответствия вязкостно-температурных свойств масел требованиям двигателей содержится в общепринятой на международном уровне классификации SAE J300.
Эта классификация подразделяет моторные масла 12 классов от 0W до 60: 6 зимних (0W, 5W, 10W, 15W, 20W, 25W) и 6 летних (10, 20, 30, 40, 50, 60) классов вязкости.
Буква W перед цифрой означает, что масло приспособлено к работе при низкой температуре (Winter — зима). Для этих масел кроме минимальной вязкости при 100°C дополнительно дается температурный предел прокачиваемости масла в холодных условиях. Предельная температура прокачиваемости означает минимальную температуру, при которой насос двигателя в состоянии подавать масло в систему смазки. Это значение температуры можно рассматривать как минимальную температуру, при которой возможен безопасный пуск двигателя.
Всесезонные масла обозначаются сдвоенным номером, первый из которых указывает максимальные значения динамической вязкости масла при отрицательных температурах и гарантирует пусковые свойства, а второй — определяет характерный для соответствующего класса вязкости летнего масла диапазон кинематической вязкости при 100°С и динамической вязкости при 150°С.
Методы испытаний, заложенные в оценку свойств масел по SAE J300, дают потребителю информацию о предельной температуре масла, при которой возможно проворачивание двигателя стартером и масляный насос прокачивает масло под давлением в процессе холодного пуска в режиме, который не допускает сухого трения в узлах трения.
Аббревиатура HTHS расшифровывается как High Temperature High Shear Rate, т.е. «высокая температура — высокая прочность на сдвиг». С помощью данного испытания измеряется стабильность вязкостной характеристики масла в экстремальных условиях, при очень высокой температуре.
Большинство присутствующих сегодня на рынке моторных масел являются всесезонными, т. е. удовлетворяют требованиям по вязкости как при низких, так и при высоких температурах.
Таблица вязкости масла по SAE
Класс по SAE | Вязкость низкотемпературная | Вязкость высокотемпературная | |||
Проворачивание | Прокачиваемость | Вязкость, мм2/с при t = 100 °C | Min вязкость, мПа·с при t = 150 °C и скорости сдвига 106 с-1 | ||
Max вязкость, мПа·с, при температуре, °С | Min | Max | |||
0 W | 6200 при — 35 °С | 60000 при — 40 °C | 3,8 | — | — |
5 W | 6600 при — 30 °С | 60000 при — 35 °С | 3,8 | — | — |
10 W | 7000 при — 25 °С | 60000 при — 30 °С | 4,1 | — | — |
15 W | 7000 при — 20 °С | 60000 при — 25 °С | 5,6 | — | — |
20 W | 9500 при — 15 °С | 60000 при — 20 °С | 5,6 | — | — |
25 W | 13000 при — 10 °С | 60000 при — 15 °С | 9,3 | — | — |
20 | — | — | 5,6 | < 9,3 | 2,6 |
30 | — | — | 9,3 | < 12,6 | 2,9 |
40 | — | — | 12,6 | < 16,3 | 2,9 (0W-40; 5w-40;10w-40) |
40 | — | — | 12,6 | < 16,3 | 3,7 (15W-40; 20W-40; 25W-40) |
50 | — | — | 16,3 | < 21,9 | 3,7 |
60 | — | — | 21,9 | 26,1 | 3,7 |
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.).
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;
Редакция SAE J-300APR97 от 1 августа 2001 г. включает в себя 6 зимних и 5 летних классов моторных масел.
Зимние содержат в обозначении букву «W» (от англ. «Winter» — зима): OW, 5W, 10W, 15W, 20W, 25W.
Летние обозначаются — 20, 30, 40, 50, 60 (чем больше число, тем выше вязкость масла).
Всесезонные масла имеют двойное обозначение, например SAE 15W-40.
Ориентировочные диапазоны температур окружающего воздуха, при которых обеспечивается холодный пуск и надежное смазывание двигателя моторными маслами некоторых классов вязкости по SAE приведены в таблице:
Для разных моделей двигателей температурные диапазоны могут несколько отличаться…
Интересно. SHELL Helix Ultra Extra — современное моторное масло.
Первый параметр – вязкость – Основные средства
К. Закурдаев
Вязкость – важнейший параметр, позволяющий подобрать моторное масло в полном соответствии с температурой воздуха, характерной для определенного времени года, и климатическими особенностями местности, где эксплуатируется автомобиль. Недаром именно вязкость стала самой первой характеристикой, по которой моторные масла были классифицированы.
В настоящее время общепринято подразделять моторные масла по их вязкостно-температурным свойствам. Сделать это помогает так называемая классификация SAE, а точнее, стандарт SAE J-300 JUN 2001. Аббревиатура SAE расшифровывается как Society of Automotive Engineers, по-русски – Общество автомобильных инженеров. Это сочетание латинских букв можно найти на этикетке любой канистры с моторным маслом, потому что именно указываемые следом за аббревиатурой SAE характеристики дают покупателю однозначный ответ, к какому типу принадлежит масло – зимнему, летнему или всесезонному и в каком диапазоне температур его допустимо применять.
У зимних масел после аббревиатуры SAE идет одно из шести обозначений: 0W, 5W, 10W, 15W, 20W или 25W – чем меньше значение, тем ниже допустимая температура использования. Точнее, более грамотно сказать так: чем меньше значение, указанное перед буквой W, тем меньше вязкость масла при низких температурах окружающей среды, а потому легче осуществить холодный пуск двигателя. Согласитесь, очень нужный в суровую зимнюю пору показатель!
У летних масел пять классов: 20, 30, 40, 50 и 60, и в противоположность зимним маслам здесь чем больше указанное число, тем больше вязкость при высоких температурах, а значит, тем лучше масло смазывает, т. е. лучше защищает двигатель в жаркую погоду.
Наконец, у всесезонных масел за аббревиатурой SAE следует двойное обозначение, в котором первая часть (перед буковой W) указывает на зимнюю характеристику, вторая (за буквой W) – на летнюю. Например, SAE 10W 30, SAE 20W 40. Именно всесезонные масла в последнее время получили наиболее широкое распространение, и это неудивительно, поскольку для нашей страны в течение года характерна смена типично летней погоды на типично зимнюю. При этом менять масло подобно летним и зимним шинам, согласимся, не очень удобно, тем более если современные технологии его изготовления этого вовсе не требуют. Усредненные данные диапазонов температур окружающей среды для наиболее часто применяемых классов масел указаны в табл. 1.
Класс моторного масла | Температурный диапазон |
---|---|
SAE 0W 20 | –30…+15 |
SAE 0W 30 | –30…+20 |
SAE 5W 30 | –25…+20 |
SAE 5W 40 | –25…+30 |
SAE 10W 30 | –20…+30 |
SAE 10W 40 | –20…+35 |
SAE 15W 30 | –15…+35 |
SAE 15W 40 | –15…+40 |
SAE 20W 30 | –10…+40 |
SAE 20W 40 | –10…+45 |
SAE 30 | 0…+40 |
SAE 40 | 0…+45 |
На просторах бывшего Советского Союза многие из выпускаемых моторных масел продолжают классифицировать в соответствии с их вязкостью не только по SАЕ, но и по ГОСТ 17479.1–85. Этот нормативный документ также предусматривает деление моторных масел на «сезонные» классы в зависимости от вязкости. Классы те же: летние, зимние и всесезонные.
Летние масла подразделяют на семь классов: 8, 10, 12, 14, 16, 20 и 24; зимние масла – на четыре класса: 4, 5, 6, 8. Как видим, масло класса 8 допустимо использовать как летом, так и зимой. В обозначении всесезонных масел указывают сразу два параметра: до косой черты – зимний класс, после косой черты – летний. Например, 4з/8 или 5з/10. Буква «з» говорит о том, что в составе масла применены загущающие присадки. В табл. 2 приведено ориентировочное соответствие классов вязкости моторных масел по ГОСТ 17479.1–85 и SAE J-300.
ГОСТ 17479.1–85 | SAE J-300 |
---|---|
3з | 5W |
4з | 10W |
5з | 15W |
6з | 20W |
6 | 20 |
8 | 20 |
10 | 30 |
12 | 30 |
14 | 40 |
16 | 40 |
20 | 50 |
24 | 60 |
3з/8 | 5W 20 |
4з/6 | 10W 20 |
4з/8 | 10W 20 |
4з/10 | 10W 30 |
5з/10 | 15W 30 |
5з/12 | 15W 30 |
5з/16 | 15W 40 |
6з/10 | 20W 30 |
6з/14 | 20W 40 |
6з/16 | 20W 40 |
Многие, конечно, знают о том, что при изготовлении большинства современных масел не обходится без использования различных присадок. Можно сказать, что без них свойства базовых масел не будут отвечать требуемому качеству. Присадки бывают самые разные. Это антиокислители, которые тормозят окисление масла при высокой температуре, беззольные дисперсанты, предотвращающие образование низкотемпературных отложений и выпадение осадка, зольные детергенты, обеспечивающие чистоту поршней и улучшающие подвижность поршневых колец, а также ряд других. Загущающие присадки, или, как их более правильно называют, модификаторы вязкости, одни из самых, пожалуй, главных – они повышают индекс вязкости масла, улучшая одно из важнейших для его работоспособности свойств.
Что такое индекс вязкости? Это безразмерная величина, рассчитанная по значениям кинематической вязкости при температурах 40 и 100 °С. Для сезонных масел значение этого индекса находится в пределах 90…105, для всесезонных – 130…160. Более высокий индекс вязкости всесезонных масел позволяет, с одной стороны, сохранять их достаточную вязкость летом, когда температура в картере двигателя нередко достигает 100 °С, а с другой – обеспечивает уверенный пуск холодного двигателя в мороз.
Как уже сказано, повышенного индекса вязкости моторного масла удается достичь, применяя загущающие макрополимерные присадки. Но есть от подобных присадок и другая польза – экономия топлива. Дело в том, что всесезонные загущенные масла – не ньютоновские жидкости, их вязкость зависит не только от температуры, но и от градиента скорости сдвига, т. е. от отношения скорости движения одной поверхности трения относительно другой к величине зазора между ними, который заполнен маслом. Благодаря этому вязкость всесезонных масел в отличие от незагущенных сезонных падает с увеличением скорости сдвига, причем абсолютная величина подобного временного падения вязкости значительно возрастает со снижением температуры, т. е. в случае, когда двигатель прогрет не сильно. А в каком случае температура масла и охлаждающей жидкости в двигателе движущегося автомобиля не достигает своего максимального значения? Прежде всего в городских условиях, когда поездки в своем большинстве непродолжительны и двигатель попросту не успевает по-настоящему нагреться: именно в подобных условиях благодаря изменению градиента скорости сдвига всесезонные загущенные масла позволяют экономить топливо.
Впрочем, экономия топлива в условиях города благодаря использованию присадок – модификаторов вязкости это лишь небольшая часть такой обширной темы, как энергосберегающие свойства моторных масел. Эта тема сама по себе заслуживает отдельного рассмотрения. А нам, завершая разговор о вязкостно-температурных свойствах моторных масел, остается акцентировать внимание на том, что применение излишне вязких масел увеличивает потери на трение (результат – затрудненный «холодный» пуск двигателя и снижение экономичности), а недостаточно вязких масел приводит к возрастанию износа трущихся деталей (снижается ресурс двигателя), а также повышает расход масла на угар (ухудшаются экологические показатели).
Вязкость моторного масла – выбираем нужный состав + Видео » АвтоНоватор
Выбрать смазку для двигателя своего автомобиля несложно, если выяснить, что представляет собой вязкость моторного масла и некоторые иные его параметры. Разобраться в данном вопросе может любой водитель.
Вязкость масла – что это?
Данная жидкость выполняет несколько важных задач, обеспечивающих работоспособность двигателя: удаление продуктов износа, обеспечение оптимального показателя герметичности цилиндров, смазка сопряженных элементов. Учитывая, что температурный диапазон функционирования силовых агрегатов современных транспортных средств достаточно широк, производителям сложно изготовить «идеальный» состав для мотора.
Зато они могут выпускать такие масла, которые помогают добиваться оптимального КПД двигателя, обеспечивая при этом его незначительный эксплуатационный износ. Важнейшим показателем любого моторного масла является класс его вязкости, который обуславливает способность состава сохранять свою текучесть, оставаясь на поверхности узлов силового агрегата. То есть достаточно знать, какой вязкости лить моторное масло в ДВС, и уже не беспокоиться о нормальной его работе.
Динамическая и кинематическая вязкость моторного масла
Американский Союз автомобильных инженеров SAE создал понятную систему, которая устанавливает классы вязкости моторных масел. Она учитывает два вида вязкости – кинематическую и динамическую. Первая измеряется в капилляр-вискозиметрах или (что отмечается чаще) в сантистоксах.
Кинематическая вязкость описывает показатели его текучести при высоких и нормальных температурах (100 и 40 градусов по Цельсию, соответственно). А вот динамическая вязкость, которую также называют абсолютной, обозначает силу сопротивления, образующуюся при движении двух, отдаленных друг от друга на 1 сантиметр слоев жидкости со скоростью 1 см/с. Площадь каждого слоя устанавливается равной 1 см. Замеряют ее вискозиметрами ротационного типа.
Как определить вязкость моторного масла по стандарту SAE?
Данная система не устанавливает качественные параметры смазки. Другими словами, индекс вязкости моторного масла не способен дать автомобилисту четких сведений о том, какую конкретно жидкость ему лучше всего заливать в двигатель своего «железного коня». Зато цифро-буквенная либо цифровая маркировка состава по SAE описывает температуру воздуха, когда можно эксплуатировать масло, и сезонность его применения.
Расшифровка вязкости моторного масла по SAE не представляет труда. Всесезонные смазки маркируются следующим образом – SAE 0W–20, где:
- число 20 является показателем высокотемпературной вязкости состава;
- английская литера W «дает разрешение» на применение масла в зимний период;
- цифра 0 определяет самое малое значение температуры, при которой допускается заводить двигатель до -40 °С.
Классификация моторных масел по вязкости для сезонных составов еще более проста. Летние имеют вид SAE 50, зимние – SAE 20W.
На практике класс SAE выбирается на основании того, какой средний зимний температурный режим характерен для пояса, где используется транспортное средство. Российские водители обычно выбирают продукцию с индексом 10W–40, так как она оптимальна для эксплуатации при температуре до -25 градусов. А максимально подробную информацию о соответствии отечественных групп вязкости и международных классов содержит таблица вязкости масел моторных. Найти в интернете ее совсем нетрудно.
Кроме описанной классификации масел по вязкости используется их разделение по индексам ACEA и API. Они характеризуют моторные смазки по качеству, но об этом мы поговорим в другом материале, посвященном вязкости смазок для двигателей авто.
Оцените статью: Поделитесь с друзьями!Индекс вязкости моторного масла. Классификация SAE 5w30 и 5w40 | SUPROTEC
Зависимость вязкости масла от температуры называется вязкостно-температурной характеристикой (ВТХ) масла.
Современные двигатели — это чрезвычайно сложные механизмы, состоящие из различных агрегатов и узлов, которые в разной степени подвергаются действию агрессивных продуктов сгорания нефтепродуктов, топлива, высоких температур, скоростей, давлений и т. д. В двигателе внутреннего сгорания не один десяток поверхностей трения нуждается в смазочном масле, роль и требования к качеству которого возрастают по мере совершенствования конструкций.
За последние годы значительно изменились параметры современных двигателей. Так, на 45 % увеличилась литровая мощность, примерно на 18—20 % повысились скорость и среднее эффективное давление, причем эти изменения произошли при уменьшении литрового веса (32-35 %). Предусмотрено дальнейшее повышение литровой мощности и снижение металлоемкости. Повышение экономичности и эффективности, снижение затрат металла на единицу мощности возможны только за счет дальнейшего форсирования двигателей, т. е. еще будут увеличены среднее эффективное давление, степень сжатия, частота вращения, предполагается более широко использовать наддув. Все это повышает теплонапряженность деталей двигателя и ужесточает требования к качеству моторных масел.
Мы живем в России, в которой раз от раза бывает зима. В течение года температура за бортом может меняться от плюс сорока летом до минус сорока зимой, а ездить все равно надо. Здесь нужно вспомнить, что моторное масло имеет одну неприятную особенность — его вязкость сильно зависит от температуры, причем очень сильно (читать подробнее о моторных маслах «Супротек»…). При отрицательных температурах кинематическая вязкость моторного масла может составлять тысячи сантистоксов (единица измерения вязкости, мм2/с), а в зоне рабочих температур она снижается до единиц этих же сантистоксов. Это огромный разброс. Для одного и того же моторного масла вязкость может отличаться в тысячу раз! Лучшее решения для верного выбора автомобильного масла — консультация со специалистом у дилера. Но немного понимать вопрос необходимо и самому.
Вязкость моторного масла
Вязкость моторного масла зависит от температуры и называется вязкостно-температурной характеристикой (ВТХ) масла. Это его важнейший параметр. Для того, чтобы описать вязкостно-температурную характеристику масла, его производители в техническом описании продукта дают две вязкости: при 40 С и при 100 С, а также указывают еще один параметр, смысл которого понимают не все – индекс вязкости. Что же это такое?
Что такое индекс вязкости?
Индекс вязкости – эмпирическое число, которое указывает на степень изменения вязкости масла при изменении температуры. Масла с высоким индексом вязкости проявляют меньшую зависимость вязкости от температуры, чем масла с низким индексом вязкости. Для повышения индекса вязкости проводят глубокую гидроочистку базовых масел или используют вязкостные присадки (маслорастворимые полимеры) или синтетические (полимерные) масла.
Индекс вязкости это расчетная величина, характеризующая вид зависимости кинематической вязкости масла от температуры. Как рассчитывают вязкость моторного масла? При расчете берутся два эталонных автомобильных масла ГОСТ, у которых при 100 С вязкость будет одинаковой, но одно очень сильно густеет при понижении температуры, а вязкость второго от температуры зависит слабо. Индекс вязкости первого эталона принимается равным нулю, второго – ста. Вязкостно-температурная характеристика испытуемого масла сравнивается с эталонными и по специальной формуле определяется его индекс вязкости. Чем он выше, тем лучше.
Вязкостно-температурная характеристика зависит от углеводородного состава базового масла, состава и процента добавки загущающих полимерных присадок. У базовых масел на основе парафиновых углеводородов индекс вязкости достаточно высокий, около 100. У масел на основе ароматических углеводородов существенно более низкий, около 30-40. У синтетических компонентов, например, полиальфаолефинов (ПАО) выше 150.
Вязкостно-температурная характеристика базового масла для двигателя определяет индекс вязкости и конечного продукта. У сезонных «минералок» индекс вязкости самый низкий: 80-90. У всесезонных загущенных «минералок» он повышается до 90-110. Высоко ценятся улучшенные «минералки» с частичным содержанием синтетических компонентов, в том числе гидрокрекингового происхождения, имеют вязкостно-температурную характеристику с индексом порядка 120-140.
А так называемые «полные синтетики» могут похвастаться индексом вязкости, доходящим до 170-180.
Величина этого параметра связана с первой цифрой спецификации масел по SAE (которая указывается перед W: 0W, 5W и т.д.). Чем она ниже, тем в соответствующем классе масел должен быть выше индекс вязкости.
Таблица значений вязкости моторного масла по классификации SAE
Автомобильные масла — классификация SAE J-300 DEC99
Класс по SAE | Вязкость низкотемпературная | Вязкость высокотемпературная | |||
Проворачивание | Прокачиваемость | Вязкость, мм2/с при t=100°C | Min вязкость, мПа⋅с, при t=150°C и скорости сдвига 106 с-1 | ||
Max вязкость, мПа⋅с, при температуре, °C | Min | Max | |||
0 W | 6200 при -35°C | 60000 при -40°C | 3,8 | — | — |
5 W | 6600 при -30°C | 60000 при -35°C | 3,8 | — | — |
10 W | 7000 при -25°C | 60000 при -30°C | 4,1 | — | — |
15 W | 7000 при -20°C | 60000 при -25°C | 5,6 | — | — |
20 W | 9500 при — 15°C | 60000 при -20°C | 5,6 | — | — |
25 W | 13000 при -10°C | 60000 при -15°C | 9,3 | — | — |
20 | — | — | 5,6 | <9,3 | 2,6 |
30 | — | — | 9,3 | <12,6 | 2,9 |
40 | — | — | 12,6 | <16,3 | 2,9 (0W-40; 5W-40; 10W-40) |
40 | — | — | 12,6 | <16,3 | 3,7 (15W-40; 20W-40; 25W-40) |
50 | — | — | 16,3 | <21,9 | 3,7 |
60 | — | — | 21,9 | 26,1 | 3,7 |
Значение индекса вязкости в летний и зимний сезон
Понятно, что чем выше индекс вязкости масла, тем проще запустить двигатель холодной зимней ночью. Именно поэтому для зимней эксплуатации «синтетика» подходит лучше. Как показывает практика, есть и определенная связь между износом пар трения двигателя и индексом вязкости. Это, в первую очередь, связано с пусковым износом. Известно, что значительная доля изнашивания пар трения двигателя «сидит» в зоне холодного пуска двигателя.
Пока загустевшее на морозе масло не начнет активно прокачиваться через каналы системы смазывания, подшипники и поршневые кольца работают без смазки.
Скорость изнашивания при этом на порядок выше. И только после повышения температуры масла до такого уровня, когда оно становится текучим, пары трения перейдут в нормальный режим работы. У масел с высоким индексом вязкости такой момент настанет значительно быстрее, потому пусковая пытка пар трения будет короче и мягче.
Так выглядят вязкостно-температурные характеристики моторных масел разных видов. Черная линия – реальная «полная синтетика» с высоким содержанием ПАО, красная – типичная НС-синтетика, «гидрокрекинг» с 10% ПАО, зеленая – «полусинтетика». И все они – «сороковки» по SAE. Разница – только при пуске-прогреве, но это – важно!
Определяем качество моторного масла по индексу
Индекс вязкости очень важный параметр, по которому предварительно можно оценить качество приобретаемого моторного масла. Не ленитесь обращать на него внимание! Если увидели в описании якобы «полной синтетики» величину индекса вязкости порядка 140, знайте, в нем процентов 70-80 обычного гидрокрекингового базового масла. В этом случае применимость термина «синтетика» для этой банки остается полностью на совести его производителя.
Кстати, высокий индекс вязкости для «минералки», например, выше 115, тоже подозрителен! Это относительный показатель большого процента содержания полимерных загустителей. Полимеры в масле под действием температур и давлений со временем меняют свою структуру, активно окисляются и разрушаются. Масла с их высоким содержанием будут быстро ухудшать свои смазывающие свойства в процессе работы, то есть иметь малый срок службы. Менять их придется чаще. Чаще чем вы планировали, и чаще, чем обещал вам продавец или мастер СТО.
Дата публикации: 22-03-2017 Дата обновления: 09-02-2021
Юрий Лавров (Руководитель департамента научно-технического развития) Кандидат-технических наук. Работал начальником научно-исследовательской лаборатории кафедры ДВС 12 лет ВМА им.Кузнецова. Руководитель департамента научно-технического развития
Вязкость моторного масла | Таблица вязкости масла
24.03.2017
Любое транспортное средство не сможет правильно функционировать без использования смазочных материалов, например, масла. Данный вид жидкости должен меняться в зависимости от рекомендаций производителя вашего авто и подбираться исходя из многих факторов. Поэтому чтобы выбрать оптимально подходящий продукт следует немного разобраться в этом вопросе.
Что такое вязкость масла?
Вязкость моторного масла – это важнейший показатель такого продукта, который характеризует его текучесть, а также способность оставаться на внутренних рабочих элементах мотора. При этом нужно помнить о том, что показатель вязкость является переменной величиной и будет меняться в зависимости от многих факторов, например, температуры окружающей среды или температуры внутри двигателя при наивысшей нагрузке. Для того чтобы не запутаться в выборе такого продукта была специально разработана так называемая таблица вязкости масла.
Что представляет собой таблица вязкости масла?
Основанным в 1905 году Сообществом Автомобильных Инженеров была разработана классификация вязкости моторных масел J300, которая впоследствии была принята на международном уровне. Считается, что она наиболее полно описывает соответствие между температурными и другими показателями такого продукта. Согласно данной таблице все моторные масла делятся на различные классы вязкости. При этом часть из них предназначена для использования в холодное время года, некоторые — в теплое и основная масса более универсальна, и может использоваться как в теплое так и холодное время.
В чем измеряют вязкость моторных масел?
Если вспомнить школьные уроки физики, то можно припомнить, что вязкостью принято называть величину, с помощью которой можно охарактеризовать текучесть жидкости. При этом такая величина может быть двух видов, а именно кинетическая и динамическая. В первом случае ее измерение происходит в Стоксах, если речь идет о технической системе измерений. Когда же нужно измерить кинетическую вязкость в системе СИ, то используют значение м2/с.
Показатель динамической вязкости моторного масла получают путем умножения кинематической вязкости на плотность продукта в температуре измерения. В технической системе единицей измерения такой вязкости считается Пуаз, а вот в системе СИ используются Паскаль-секунды.
Для чего нужны показатели вязкости моторного масла?
Для большинства автомобилистов сложные физические термины единицы измерения вроде м2/с не говорят ни о чем. Поэтому для того чтобы можно было без проблем подобрать данный смазочный материал для своего «железного коня» используется простая и понятная система показателей. Она базируется на применении простых чисел, расположенных по обе стороны от английской буквы «W» и дефиса.
Итак, вот что нужно знать:
- Первое число — перед буквой «W» является показателем низкотемпературной вязкости продукта. От него нужно отнять цифру 40 для того чтобы понять, при какой температуре окружающей среды вокруг можно использовать моторное масло.
- Второе число — после буквы «W» называется высокотемпературной вязкостью. Нужно помнить, что чем выше будет данный показатель, тем лучше становится вязкость моторного масла при высоких температурах. Хорошо это или плохо для вашей машины зависит от того, какой именно двигатель в нее установлен. Поэтому это значение подбирают, исключительно опираясь на рекомендации марки-производителя каждого конкретного транспортного средства.
Что такое SAE?
Аббревиатура SAE – это сокращенное название Сообщества Автомобильных Инженеров (на английском языке Society of Automotive Engineers). Именно этой организацией впервые была создана классификация моторных масел для авто в зависимости от показателя их вязкости. Сообщество было основано еще в самом начале двадцатого века и первое время насчитывало всего двадцать человек. В наши дни членами данного сообщества является более 120 тысяч человек по всему миру. Это инженеры, директора автомобильных брендов, преподаватели и студенты.
Что такое индекс вязкости масла?
Индексом вязкости принято называть относительную величину, которая показывает, насколько меняется вязкость масла исходя из температурного показателя (измеряемого в градусах по Цельсию). Кроме того, именно эта величина определяет зависимость кинематической вязкости от температуры.
Так же следует заметить, что не взирая на показатели вязкости указанные на канистрах (5W-30, 5W-40, 10W-40 и т.п.), необходимо всегда отталкиваться от характеристик того либо иного продукта, и рекомендаций производителя Вашего транспортного средства.
Густота моторного масла таблица
На Вязкость масла поверку, вязкость моторного масла — один из самых не очевидных параметров, который часто стает камнем преткновения при выборе масла. Проблема в том, что существует множество различных точек зрения — у продавцов, официальных сервис-менов, «гаражных» автомехаников и просто опытных автолюбителей. И эти мнения зачастую противоречат одно другому.
На самом же деле, если понимать хотя бы в общем назначение масла в двигателе, вопрос о вязкости не должен быть слишком сложным.
Вместо вступления:
Самые популярные заблуждения автолюбителей относительно вязкости моторного масла, навязанные производителями автомасла и мотористами СТО:
1. «Если я люблю ездить быстро – мне стандартное моторное масло не подходит – нужно заливать более спортивные автомобильные масла» — реальная потеря мощности и быстрый капитальный ремонт двигателя Вам обеспечены – действуйте!
2. «Когда разрабатывался мой мотор – еще не было современных масел с большой вязкостью, так что автопроизводитель и не мог их рекомендовать» — не было тогда не только современных марок моторного масла, не было еще и технологий производства двигателей, рассчитанных на современное автомасло, так что начинайте подыскивать хорошего мастера для капремонта мотора.
Что такое вязкость масла?
Главная задача автомасла – не допустить сухого трения движущихся внутренних деталей двигателя, а также обеспечить минимальную силу трения при максимальной герметичности рабочих цилиндров. Очевидно, что сделать субстанцию, которая обладала бы необходимыми для этого свойствами, и при этом имела бы стабильные характеристики в широком диапазоне температур невозможно, а диапазон рабочих температур масла в двигателе достаточно широк.
Необходимо Вязкость масла заметить, что та температура, которую большинство автолюбителей наблюдают на приборной доске, и которую принято называть температурой двигателя – на самом деле является температурой охлаждающей жидкости, которая действительно стабильна в прогретом двигателе и должна составлять около 90 градусов. Температура масла при этом существенно «гуляет» и может доходить до 140-150 градусов в зависимости от скорости и интенсивности движения.
Исходя из этого, для каждого отдельно взятого двигателя производитель определяет компромиссные оптимальные параметры автомасла. Именно эти параметры, как считает производитель мотора, должны обеспечить максимальный коэффициент полезного действия (КПД) при минимальном износе внутренних деталей мотора при заданных «типичных» условиях эксплуатации.
Наиболее важным из параметров автомасла считается его вязкость.
Простым языком, понятным автолюбителю, можно сказать так: вязкость масла – это его способность оставаться на поверхности внутренних деталей мотора и при этом сохранять текучесть. Вроде не сложно? Но ведь именно вязкость масла более всего меняется в зависимости от температуры, являясь «переменной» величиной?
Именно поэтому, Американской ассоциацией автомобильных инженеров (SAE) разработана классификация моторного масла по вязкости, которая описывает вязкость того или иного автомасла при разных рабочих температурах. По сути, эта классификация дает диапазон температур, в котором работа двигателя является безопасной, при условии, что производитель мотора допустил моторное масло с такими параметрами к использованию в этом двигателе.
Что означают цифры обозначения вязкости масла на этикетке?
После аббревиатуры SAE мы видим несколько чисел, разделенных буквой W и тире, например 5W-30 (для всесезонного масла, которое, как правило и используют все автолюбители). Не вдаваясь в физику и сложную терминологию (это есть ниже), расшифровать эту надпись можно так:
5W Расшифровка кодировки вязкости масла – это низкотемпературная вязкость, которая означает, что холодный запуск двигателя возможен при температуре не ниже -35°С (т.е. от цифры перед W нужно отнять 40). Это та минимальная температура этого автомасла, при которой масляный насос двигателя сможет прокачать масло по системе, не допустив при этом сухого трения внутренних деталей. На работу прогретого двигателя этот параметр никак не влияет.
Если отнять от этой же цифры 35 (в данном случае – это -30°С), то мы получим минимальную температуру «проворачиваемости» двигателя. Очевидно, что с понижением температуры масло становится гуще и стартеру все сложнее становится провернуть мотор при холодном запуске. Но это усредненный параметр, реальная картина очень сильно зависит от самого двигателя, а потому очень важно при выборе вязкости не отступать от рекомендаций производителя Вашего авто.
Все, больше первая цифра перед W ровным счетом ничего не означает, и на работу прогретого двигателя ровным счетом никак не влияет. Так что если Вы живете в регионе, где температура воздуха зимой редко опускается ниже -20°С – Вам по этому параметру подойдет практически любое масло из продающихся на рынке. Другой вопрос, в каком состоянии Ваши стартер и аккумулятор, если они уже слегка подуставшие, им безусловно легче будет завести мотор при -20°С на масле 0W-30, чем если это будет 15W-40.
Гораздо интереснее второе число в обозначении – высокотемпературная вязкость (в данном случае это 30). Его нельзя так просто, как первое, перевести на понятный автолюбителю язык, ибо это сборный показатель, указывающий на минимальную и максимальную вязкость масла при рабочих температурах 100-150°С. Чем больше это число, тем выше вязкость моторного масла при высоких температурах. Хорошо это, или плохо именно для Вашего мотора – знает только производитель автомобиля.
Какая вязкость лучше подходит для двигателя?
Принято считать, что чем выше вязкость при высоких температурах – тем лучше. В частности, масла с высоким показателем высокотемпературной вязкости рекомендуют для спортивных автомобилей. Но это абсолютно не означает, что если Вы зальете в свой гражданский мотор спортивное масло, он от этого станет спортивным или лучше поедет. Скорее всего, будет как раз наоборот – вы таким образом потеряете мощность и быстро уложите двигатель.
Повторюсь рекомендации о вязкости масла в сервисной книжке уже в который раз – ни в коем случае не следует заливать в двигатель масло, вязкость которого не предусмотрена производителем автомобиля именно для Вашего мотора! Производитель авто учел все возможные режимы езды на Вашем двигателе и рекомендовал именно те параметры вязкости, которые для ЭТОГО мотора являются оптимальными.
Очень показательным является эксперимент, произведенный Михаилом Колодочкиным и Александром Шабановым, описанный в журнале «ЗА РУЛЕМ» № 3/2008. Они попробовали залить в двигатель ВАЗовской восьмерки масло с высокотемпературной вязкостью в 50 единиц и обнаружили (и доказали) существенное падение мощности, а также увеличение износа двигателя по сравнению с предусмотренным производителем моторным маслом с верхней вязкостью в 40 единиц.
Только не надо улыбаться, приговаривая: «а, Жигули, ну понятно…». На любой иномарке эксперимент дал бы те же результаты, потому что суть там именно в том, какую максимальную вязкость предусмотрел производитель авто!
Таблица значений вязкости моторного масла по классификации SAE
Автомобильные масла — классификация SAE J-300 DEC99
Какую вязкость масла выбрать?
5W-50 или 0W-30?
Или что хуже для двигателя, завышенная или заниженная вязкость?
Вроде по вязкости автомобильных масел уже все разжевали, да видно не совсем. Вопросы, которые часто задаются на форуме сайта, подсказывают, что нужно написать еще на тему вязкости масла. Итак, что лучше выбрать, большую или меньшую вязкость моторного масла? И как быть, если гарантийный сервис заливает автомобильное масло с непредусмотренной в инструкции по эксплуатации вязкостью?
Сразу скажу в который раз: вязкость автомасла должна соответствовать требованиям автопроизводителя, не зависимо от возраста, пробега, стиля вождения, бюджета и «авторитетного» мнения сервис-менов, даже если это официальный сервис. Эта статья написана для сомневающихся и тех, кому просто интересно, почему так. Если Вы – из таких – читайте дальше, если нет – читайте инструкцию по эксплуатации (либо сервисную книжку), и требуйте, чтобы Вам заливали исключительно предусмотренное конструкторами двигателя моторное масло (по всем параметрам, включая вязкость).
Итак, углубляемся в вопрос вязкости моторного масла. Самая понятная большинству автолюбителей пара трения в двигателе – это «поршень-цилиндр», поэтому берем для наглядности именно эту пару трения в свою небольшую логическую экспертизу.
Что такое зазоры в парах трения и зачем они нужны?
Для начала, риторический вопрос: диаметр поршня (в сборе с кольцами), и внутренний диаметр цилиндра, одинаковы? Конечно, нет! Для того, чтобы поршень мог сотни раз за минуту сделать поступательные движения в цилиндре, его диаметр просто обязан быть немного меньше, иначе трение мгновенно нагреет обоих участников нашей подследственной пары трения до температур, при которых они разрушатся.
Итак, разница в диаметрах (зазор) есть, вопрос следующий – насколько велик этот зазор, чем он заполнен и на что он влияет? Исходя из принципа работы двигателя внутреннего сгорания (ДВС), именно этот зазор и определяет в результате КПД мотора (коэффициент полезного действия), ибо именно через этот зазор происходит «утечка» толкательной силы взрыва топливной смеси в цилиндре. Таким образом получается, что чем меньше зазор – тем больше мощность?
С другой стороны, как уже говорилось, зазор (пусть минимальный) все-таки необходим, кроме того, как и любой другой паре трения, нашей паре также обязательно нужна постоянная смазка. Поэтому, главная задача конструкторов сделать этот зазор точно соответствующим той масляной пленке, которую создает моторное масло, имеющее такое свойство, как вязкость. В этом случае мощность двигателя будет максимально возможной (при прочих равных) для его конструкции.
Вот на этом месте как раз и начинаются проблемы. Почему? Да потому, что вязкость масла – величина переменная, существенно зависящая от температуры в обратной пропорции. Например, у стандартного масла 5W-40, при прогреве двигателя, скажем от 40 до 100°С, реальная вязкость падает с примерно 90 до 14 мм2/с, т.е. более, чем в 6 раз! И падает вязкость не одномоментно, а постепенно, по кривой. И кривая эта у каждого масла своя. Соответственно, если температура масла ниже 40 – вязкость будет еще больше, если выше 100 – еще меньше. Очевидно, что вместе со значением вязкости изменяется и толщина пленки на парах трения.
Прогрев двигателя и вязкость автомасла
Что-же происходит в двигателе, когда он холодный и вязкость масла в разы превышает расчетную рабочую? Вспоминаем школьный курс физики и делаем вывод: если масляная пленка толще зазора, увеличивается сила трения, что приводит к падению мощности и повышению температуры. Именно в этом и заключается «секрет» моторостроителей: они рассчитывают зазоры именно под рабочие температуры двигателя (каковыми для большинства моторов считается диапазон 100-150 °С), сознательно заставляя двигатель работать под повышенными нагрузками при прогреве.
Именно завышенная вязкость холодного масла помогает двигателю прогреться быстрее. И именно поэтому автопроизводители категорически не рекомендуют нагружать двигатель до полного прогрева. Ну и именно по этой причине специалисты утверждают, что один (каждый) прогрев мотора в сильные морозы отнимает порядка 300-500 километров у общего моторесурса нового двигателя (не путать с ресурсом моторного масла – на сервисный интервал это влияет не так сильно).
Нужно отметить, что со временем внутренние поверхности двигателя постепенно изнашиваются, зазоры увеличиваются, соответственно, степень влияния повышенной вязкости холодного автомасла на износ уменьшается.
Вязкость масла при рабочих температурах
Что же происходит, когда двигатель, и, соответственно, моторное масло, прогрелись до рабочей температуры? А в этот момент начинает работать система охлаждения двигателя. Происходит все примерно по такой схеме (очень упрощенно): при повышенной нагрузке или оборотах коэффициент трения увеличивается => температура масла растет => вязкость масла падает => толщина масляной пленки уменьшается => коэффициент трения уменьшается => температура масла падает (не без помощи системы охлаждения), или во всяком случае, ее рост существенно замедляется. Круг замкнулся, мотор работает. Но вязкость и температура моторного масла при этом не стоят на месте – они динамически изменяются в определенных, строго рассчитанных производителем мотора диапазонах.
Таким образом, на самом деле, эффективность работы двигателя зависит не от абсолютного значения вязкости при определенной температуре, а от динамики ее изменения при работе в определенном диапазоне рабочих температур и соответствия этой динамики конструкции конкретного мотора.
Не следует забывать о том, что любой двигатель, особенно современный – очень точный механизм, и от этой самой точности в основном и зависят все те параметры, по которым мы, обычно, оцениваем потребительскую привлекательность двигателя: мощность, крутящий момент, топливная экономичность.
И вот тут как раз приобретает особенную ценность главный вопрос: а есть ли разница в зазорах и рабочих температурах двигателей разных типов, объемов и производителей? Есть, и разница эта очень существенна, особенно если речь идет о последних моделях двигателей. Именно поэтому существуют разные допуски автопроизводителей для моторных масел, а также различные по температурно-вязкостным требованиям классы качества некоторых международных классификаций (наиболее яркий пример – классификация ACEA).
Подчеркну, речь идет далеко не только о маслах с разным индексом вязкости по SAE! Индекс высокотемпературной вязкости по SAE присваивается исходя из абсолютных значений вязкости масла при температурах 100 и 150 °С (детальнее, см. таблицу вязкости масла – там есть все диапазоны). А вот до, между, и после указанных промежуточных значений, кривая изменения вязкости разных масел при изменении температуры может достаточно сильно отличаться. Уже не говоря о том, что даже в указанных контрольных точках температуры, требования SAE предполагают не точные значения вязкости, а достаточно широкий их диапазон.
Таким образом, даже два разных масла, на этикетках которых написано, скажем, 5W-40, вполне могут иметь разную абсолютную вязкость при температуре 90, 120, или 145 °С. И именно эта динамика, в числе прочих параметров, зашифрована в тех самых таинственных буквах и цифрах допусков автопроизводителей и классификаций качества моторных масел. Причем, следует в который раз подчеркнуть: динамика вязкости масла не может быть хорошей или плохой – она должна быть подходящей, т.е. соответствующей конструкции конкретного двигателя!
Что происходит, когда вязкость масла выше нормы?
Итак, двигатель прогрелся до рабочих температур, но вязкость масла не упала до нужного (рассчитанного конструктором) значения, что произойдет? На нормальных оборотах и нагрузках в принципе ничего страшного – температура двигателя несколько повысится и вязкость упадет до необходимой нормы, которая уже будет компенсироваться системой охлаждения. В этом случае рабочая температура двигателя будет выше нормы для этих оборотов и нагрузки, но при этом все еще будет, скорее всего, укладываться в допустимый диапазон. Другой вопрос в том, что двигатель будет большую часть времени работать на более высокой температуре, что однозначно не способствует увеличению его моторесурса.
Совсем другое дело, если Вы, к примеру, резко увеличите обороты мотора (экстренный разгон при обгоне на затяжном подъеме, например). скорость сдвига резко возрастает, а вязкость не соответствует текущей температуре (опять таки речь идет о расчетах конструктора двигателя), поэтому двигателю в этот момент придется прогреться несколько больше (до более высокой температуры), чтобы снизить уровень вязкости масла до допустимого значения. И в этот момент температура масла и двигателя вполне может перейти предельно допустимую безопасную норму.
Результат этого всего примерно таков (если перевести на понятный автолюбителю язык): если вязкость масла выше нормы, предусмотренной производителем, двигатель постоянно работает в режиме повышенных температур, от чего быстрее изнашиваются его детали. Кроме того, рабочие температуры еще напрямую влияют и на ресурс самого моторного масла: чем выше температура, тем скорее масло окисляется и приходит в негодность. Так что такое масло и менять нужно гораздо чаще.
В любом случае, все негативные последствия завышения вязкости масла Вы никак не сможете, без сложных замеров и вскрытия двигателя, заметить или почувствовать в относительно коротком промежутке времени, это вылезет не через 10 ил 20 тысяч км, а скорее через 100-150 тысяч. И доказать, что причина повышенного износа двигателя именно в неподходящем автомобильном масле практически невозможно – поэтому многие сервисмены, и даже официальные СТО часто не особенно утруждают себя вопросом соответствия вязкости масла, которое они заливают, требованиям автопроизводителя для данного конкретного мотора. Помните – им выгодно, если после окончания гарантийного срока Ваш мотор придет в негодность, даже если Вы не будете у них ремонтироваться!
Заниженная вязкость масла – угроза клина?
Совершенно обратная ситуация возникает, когда вязкость масла ниже нормы. Сейчас практически все производители автомобильных масел делают так называемые энергосберегающие масла, с пониженной высокотемпературной вязкостью. Причем, речь идет именно о вязкости при высоких температурах и скорости сдвига HTTS (более 100 °С), поэтому индекс вязкости по SAE у этих масел такой-же, как у обычных. Отличаются эти масла от обычных классами качества и допусками автопроизводителей. В частности, низковязкие масла соответствуют классам качества ACEA A1/B1 и ACEA A5/B5.
Проблема заключается в том, что для таких масел делают специальные моторы! А в обычном двигателе, не рассчитанном на такую низкую вязкость, применять такое автомасло просто опасно. Речь идет о том, что при высоких температурах и на высоких оборотах пленка, создаваемая на парах трения становится слишком тонкой, в результате чего снижается эффективность смазки и существенно возрастает расход масла на угар. При определенном стечении обстоятельств мотор может даже заклинить.
Таким образом, занижать вязкость масла по сравнению с требованиями автопроизводителя гораздо опаснее, чем завышать. Поэтому ни в коем случае не следует применять автомасла классов ACEA A1/B1 и ACEA A5/B5, а также специальные, на которых написан только один допуск (одобрение) автопроизводителя, если эти классы качества либо допуски не значатся в Вашей сервисной книжке или инструкции по эксплуатации.
Основным параметром при выборе моторного масла является степень его вязкости. Многие автолюбители слышали этот термин, встречали его на этикетках канистр с маслом, но вот что означают изображенные там цифры и буквы, а также зачем нужно применять эту технологическую жидкость с определенной степенью вязкости на определенном моторе, знают не все. Сегодня мы раскроем секреты вязкости моторных масел.
Прежде всего, определим значимость степени вязкости масла для двигателя. В двигателе множество деталей, которые во время работы соприкасаются друг с другом. В «сухом» двигателе работа таких деталей продлится недолго, так как из-за взаимного трения они истачиваются и относительно быстро выходят из строя. Поэтому в двигатель заливают моторное масло – техническую жидкость, которая покрывает все трущиеся детали масляной пленкой и предохраняет их от трения и износа. У каждого масла есть своя степень вязкости – то есть, состояние, в котором масло остается достаточно жидким для выполнения своего главной функции (смазки рабочих частей двигателя). Как известно, в отличие от охлаждающей жидкости, температура которой во время езды всегда стабильна и находится на уровне 85-90 градусов, моторное масло более подвержено воздействию внешних и внутренних температур, колебания которых весьма существенны (при некоторых условиях эксплуатации масло в двигателе разогревается до 150 градусов).
Чтобы избежать закипания масла, вследствие которого может быть нанесен ущерб двигателю машины, специалисты по изготовлению этой технической жидкости определяют его вязкость – то есть способность оставаться в рабочем состоянии при воздействии критических температур. Впервые степени вязкости масла были определены специалистами Американской ассоциации автомобильных инженеров (SAE). Именно эта аббревиатура встречается на упаковках масла. Следом за ней идут цифры, разделенные латинской буквой W (она означает приспособленност ь моторного масла к работе при низкой температуре) – например, 10W-40.
В этом ряду цифр 10W обозначает низкотемпературн ую вязкость – порог температуры, при которой двигатель автомобиля, заправленный этим маслом, может завестись «на холодную», а масляный насос прокачает техническую жидкость без угрозы сухого трения деталей мотора. В указанном примере минимальной температурой является «-30» (от цифры, стоящей перед буквой W отнимаем 40), в то время как, отняв от цифры 10 цифру 35, получаем «-25» — это так называемая критическая температура, при которой стартер сможет провернуть мотор и завестись. При этой температуре масло становится густым, но его вязкости все еще хватает, чтобы смазать трущиеся части двигателя. Таким образом, чем больше цифра перед буквой W, тем при меньшей минусовой температуре масло сможет пройти через насос и оказать «поддержку» стартеру. Если же перед буквой W стоит 0, то это означает, что масло прокачается насосом при температуре «-40», а стартер прокрутит двигатель при минимально возможной температуре «-35» — естественно, учитывая жизнеспособность аккумуляторной батареи и исправность стартера.
Цифра «40», стоящая после буквы W в приведенном нами примере, обозначает высокотемператур ную вязкость – параметр, определяющий минимальную и максимальную вязкость масла при его рабочих температурах (от 100 до 150 градусов). Считается, что чем число после буквы W больше, тем вязкость моторного масла выше при указанных рабочих температурах. Точной информацией о том, с какой высокотемператур ной вязкостью масло необходимо для определенного двигателя, располагает исключительно производитель автомобиля. Так что рекомендуем соблюдать требования автопроизводител я к моторным маслам, которые обычно указываются в руководстве по эксплуатации.
Определяется степень вязкости масла по принятой международной номенклатуре SAE J300, в которой масла по степени вязкости делятся на три типа: зимние, летние и всесезонные. К зимним маслам по степени вязкости относят жидкости с параметрами SAE 0W, SAE 5W, SAE 10W, SAE 15W, SAE 20W. К летним маслам по степени вязкости относят жидкости с параметрами SAE 20, SAE 30, SAE 40, SAE 50, SAE 60. Наконец, к самым распространенным в настоящее время маслам по степени вязкости относятся всесезонные — SAE 0W-30, SAE 0W-40, SAE 5W-30, SAE 5W-40, SAE 10W-30, SAE 10W-40, SAE 15W-40, SAE 20W-40. Они – наиболее практичные из всех, так как их температурные параметры оптимально сбалансированы для применения при различных критических температурах.
Чтобы подобрать масло с оптимальной для вашего двигателя степенью вязкости, нужно руководствоватьс я двумя правилами.
1. Выбор степени вязкости масла по климатическим условиям. Не секрет, что масло с одной и той же степенью вязкости (например, SAE 0W-40) будет вести себя по-разному, когда автомобиль эксплуатируется в регионе страны с жарким или, напротив, холодным климатом. Поэтому при подборе масла нужно помнить, что чем выше температура воздуха в регионе, в котором эксплуатируется автомобиль, тем больше должен быть класс вязкости моторного масла, который можно определить по цифре, стоящей перед буквой W. Вот как выглядят температурные режимы, при которых рекомендуется использовать масло с той или иной степенью вязкости:
SAE 0W-30 — от -30° до +20°C;
SAE 0W-40 — от -30° до +35°C;
SAE 5W-30 — от -25° до +20°C;
SAE 5W-40 — от -25° до +35°C;
SAE 10W-30 — от -20° до +30°C;
SAE 10W-40 — от -20° до +35°C;
SAE 15W-40 — от -15° до +45°C;
SAE 20W-40 — от -10° до +45°C.
2. Выбор степени вязкости масла по сроку эксплуатации двигателя. Чем старше автомобиль, тем более изнашиваются в нем трущиеся пары – детали, которые в процессе работы силового агрегата соприкасаются друг с другом, и зазоры между ними увеличиваются. Соответственно, чтобы эти детали и в дальнейшем могли выполнять свои функции, необходимо, чтобы масляная пленка на их поверхностях была более вязкой. То есть, для двигателей, выработавших половину своего ресурса, необходимо покупать масла с большей степенью вязкости, а для новых – с меньшей.
Выбор моторного масла – серьезная задача для каждого автолюбителя. И главный параметр, по которому должен осуществляться подбор – это вязкость масла. Вязкость масла характеризует степень густоты моторной жидкости и ее способность сохранять свои свойства при температурных перепадах.
Попробуем разобраться, в каких единицах должна измеряться вязкость, какие функции она выполняет и почему она играет огромную роль в работе всей двигательной системы.
Для чего используется масло?
Работа двигателя внутреннего сгорания предполагает непрерывное взаимодействие его конструктивных элементов. Представим на секунду, что мотор работает “на сухую”. Что с ним произойдет? Во-первых, сила трения повысит температуру внутри устройства. Во-вторых, произойдет деформация и износ деталей. И, наконец, все это приведет к полной остановке ДВС и невозможности его дальнейшего использования. Правильно подобранное моторное масло выполняет следующие функции:
- защищает мотор от перегрева,
- предотвращает быстрый износ механизмов,
- препятствует образованию коррозии,
- выводит нагар, сажу и продукты сгорания топлива за пределы двигательной системы,
- способствует увеличению ресурса силового агрегата.
Таким образом, нормальное функционирование моторного отдела без смазывающей жидкости невозможно.
Индекс вязкости масла
Понятие вязкости масел подразумевает способность жидкости к тягучести. Определяется она с помощью индекса вязкости. Индекс вязкости масла – это величина, показывающая степень тягучести масляной жидкости при температурных изменениях. Смазки, имеющих высокую степень вязкости, обладают следующими свойствами:
- при холодном запуске двигателя защитная пленка имеет сильную текучесть, что обеспечивает быстрое и равномерное распределение смазки по всей рабочей поверхности;
- нагрев двигателя вызывает увеличение вязкости пленки. Такое свойство позволяет удерживать защитную пленку на поверхностях движущихся деталей.
Т.е. масла с высоким значением индекса вязкости легко адаптируются под температурные перегрузки, в то время как низкий индекс вязкости моторного масла свидетельствует о меньших способностях. Такие вещества имеют более жидкое состояние и образуют на деталях тонкую защитную пленку. В условиях отрицательных температур моторная жидкость с низким индексом вязкости затруднит пуск силового агрегата, а при высокотемпературных режимах не сможет предотвратить большую силу трения.
Кинематическая и динамическая вязкости
Степень тягучести моторного материала определяется двумя показателями – кинематической и динамической вязкостями.
Кинематическая вязкость масла – показатель, отображающий его текучесть при нормальных (+40 градусов Цельсия) и высоких (+100 градусов Цельсия) температурах. Методика измерения данной величины основывается на использовании капиллярного вискозиметра. При помощи прибора измеряется время, требуемое для истечения масляной жидкостипри заданных температурах. Измеряется кинематическая вязкость в мм 2 /с.
Динамическая вязкость масла также вычисляется опытным путем. Она показывает силу сопротивления масляной жидкости, возникающий во время движения двух слоев масла, удаленных друг от друга на расстоянии 1 сантиметра и движущихся со скоростью 1 см/с. Единицы измерения данной величины – Паскаль-секунды.
Определение вязкости масла должно проходить в разных температурных условиях, т.к. жидкость не стабильна и изменяет свои свойства при низких и высоких температурах.
Таблица вязкости моторных масел по температуре представлена ниже.
Расшифровка обозначения моторного масла
Как отмечалось ранее, вязкость – это основной параметр защитной жидкости, характеризующий ее способность обеспечивать работоспособность автомобиля в различных климатических условиях.
Масло, предназначенное для зимнего использования, маркируется цифрой и буквой W, например, 5W, 10W, 15W. Первый символ маркировки указывает на диапазон отрицательных рабочих температур. Буква W – от английского слова “Winter” – зима – информирует покупателя о возможности использования смазки в суровых низкотемпературных условиях. Она имеет большую текучесть, чем летний аналог, для того, чтобы обеспечить легкий запуск при низких температурах. Жидкая пленка мгновенно обволакивает холодные элементы и облегчает их прокрутку.
Предел отрицательных температур, при которых масло сохраняет работоспособность следующий: для 0W – (-40) градусов Цельсия, для 5W – (-35) градусов, для 10W – (-25) градусов, для 15W – (-35) градусов.
Летняя жидкость имеет высокую вязкость, позволяющую пленке крепче “держаться” на рабочих элементах. В условиях слишком высоких температур такое масло равномерно растекается по рабочей поверхности деталей и защищает их от сильного износа. Обозначается такое масло цифрами, например, 20,30,40 и т.д. Данная цифра характеризует высокотемпературный предел, в котором жидкость сохраняет свои свойства.
Масло с вязкостью 30 нормально функционирует при температуре окружающей среды до +30 градусов по Цельсию, 40 – до +45 градусов, 50 – до +50 градусов.
Распознать универсальное масло просто: его маркировка включает две цифры и букву W между ними, например, 5w30. Его использование подразумевает любые климатические условиях, будь то суровая зима или жаркое лето. В обоих случаях, масло будет подстраиваться под изменения и сохранять работоспособность всей двигательной системы.
Кстати, климатический диапазон универсального масла определяется просто. Например, для 5W30 он варьируются в пределах от минус 35 до +30 градусов Цельсия.
Всесезонные масла удобны в использовании, поэтому на прилавках автомагазинов они встречаются чаще летних и зимних вариантов.
Для того чтобы иметь более полное представление о том, какая вязкость моторного масла уместна в вашем регионе, ниже представлена таблица, показывающая диапазон рабочих температур для каждого типа смазывающей жидкости.
Стандарт API
Разобравшись, что означают цифры в вязкости масла перейдем к следующему стандарту. Классификация моторного масла по вязкости затрагивает также стандарт API. В зависимости от типа двигателя, обозначение API начинается с буквы S или C. S подразумевает бензиновые моторы, С – дизельные. Вторая буква классификации указывает на класс качества моторного масла. И чем дальше эта буква находится от начала алфавита, тем лучше качество защитной жидкости.
Для бензиновых двигательных систем существую следующие обозначения:
- SC –год выпуска до 1964 г.
- SD –год выпуска с 1964 по 1968 гг.
- SE –год выпуска с 1969 по 1972 гг.
- SF –год выпуска с 1973 по 1988 гг.
- SG –год выпуска с 1989 по 1994 гг.
- SH –год выпуска с 1995 по 1996 гг.
- SJ –год выпуска с 1997 по 2000 гг.
- SL –год выпуска с 2001 по 2003 г.
- SM –год выпуска после 2004 г.
- SN –авто, оборудованные современной системой нейтрализации выхлопных газов.
- CB –год выпуска до 1961 г.
- CC –год выпускадо 1983 г.
- CD –год выпускадо 1990 г.
- CE –год выпускадо 1990 г., (турбированный мотор).
- CF –год выпускас 1990 г., (турбированный мотор).
- CG-4 –год выпускас 1994 г., (турбированный мотор).
- CH-4 –год выпускас 1998 г.
- CI-4 – современные авто (турбированный мотор).
- CI-4 plus – значительно выше класс.
Что одному двигателю хорошо, то другому грозит ремонтом
Многие автовладельцы уверены, что выбирать стоит более вязкие масла, ведь они – залог долговечной работы двигателя. Это серьезное заблуждение. Да, специалисты заливают под капоты гоночных болидов масло с большой степенью тягучести для достижения максимального ресурса силового агрегата. Но обычные легковые машины оборудованы другой системой, которая попросту захлебнется при чрезмерной густоте защитной пленки.
Почему класс вязкости так важен в работе механизмов? Представьте на минуту мотор изнутри: между цилиндрами и поршнем есть зазор, величина которого должна допускать возможное расширение деталей от высокотемпературных перепадов. Но для максимального коэффициента полезного действия этот зазор должен иметь минимальное значение, предотвращая попадание в двигательную систему выхлопных газов, образующихся во время горения топливной смеси. Для того, чтобы корпус поршня не нагревался от соприкосновения с цилиндрами, и используется моторная смазка.
Уровень вязкости масла должен обеспечивать работоспособность каждого элемента двигательной системы. Производители силовых агрегатов должны добиться оптимального соотношения минимального зазора между трущимися деталями и масляной пленой, предотвращая преждевременный износ элементов и повышая рабочий ресурс двигателя. Согласитесь, доверять официальным представителям автомобильной марки безопаснее, зная, каким путем эти знания были получены, чем верить “опытным” автомобилистам, полагающимся на интуицию.
Что происходит в момент запуска двигателя?
Если ваш “железный друг” простоял всю ночь на морозе, то наутро показатель вязкости залитого в него масла будет в несколько раз выше расчетной рабочей величины. Соответственно, толщина защитной пленки будет превышать зазоры между элементами. В момент запуска холодного мотора происходит падение его мощности и повышение температуры внутри него. Таким образом, возникает прогрев мотора.
Вязкость моторного масла в рабочих температурах
После того, как двигатель прогрелся, активируется система охлаждения. Один цикл работы двигателя выглядит следующим образом:
- 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.
Зависимость вязкости масла от рабочей температуры очевидна. Так же, как очевидно то, что высокий уровень защиты мотора не должен снижаться в течение всего периода эксплуатации. Малейшее отклонение от нормы может привести к исчезновению моторной пленки, что в свою очередь негативно отразится на “беззащитной” детали.
Каждый двигатель внутреннего сгорания, хоть и имеет схожую конструкцию, но обладает уникальным набором потребительских свойств: мощностью, экономичностью, экологичностью и величиной крутящего момента. Объясняются эти различия разницей моторных зазоров и рабочих температур.
Последствия заливки масла повышенной вязкости
Бывают случаи, когда автовладельцы, не знают, как определить требуемую вязкость моторного масла для своего автомобиля, и заливают то, которое советуют продавцы. Что случится, если тягучесть окажется выше требуемой?
Если в хорошо прогретом двигателе “плещется” масло с завышенной тягучестью, то для мотора опасности не возникает (при нормальных оборотах). В этом случае, просто повысится температура внутри агрегата, что приведет к снижению вязкости смазки. Т.е. ситуация придет в норму. Но! Регулярное повторение данной схемы заметно снизит моторесурс.
Если резко “дать газу”, вызвав увеличение оборотов, степень вязкости жидкости не будет соответствовать температуре. Это приведет к превышению максимально допустимой температуры в моторном отсеке. Перегрев вызовет повышение силы трения и снижение износостойкости деталей. Кстати, само масло также потеряет свои свойства за достаточно короткий промежуток времени.
Слишком низкая вязкость: опасна ли она?
Погубить бензиновые и дизельные двигатели может низкая степень вязкости. Этот факт объясняется тем, что при повышенных рабочих температурах и нагрузках на мотор текучесть обволакивающей пленки повышается, в результате чего не без того жидкая защита попросту “обнажает” детали. Результат: повышение силы трения, увеличение расхода ГСМ, деформация механизмов. Долгая эксплуатация автомобиля с залитой низковязкостной жидкостью невозможна – его заклинит практически сразу.
Некоторые современные модели моторов предполагают использование так называемых “энергосберегающих” масел, имеющих пониженную вязкость. Но использовать их можно только если имеются специальные допуски автопроизводителей: ACEA A1, B1 и ACEA A5, B5.
Стабилизаторы густоты масла
Из-за постоянных температурных перегрузок вязкость масла постепенно начинает уменьшается. И помочь восстановить ее могут специальные стабилизаторы. Их допустимо использовать в двигателях любого типа, износ которых достиг среднего или высокого уровня.
- увеличивать вязкость защитной пленки,
- снижать количество нагара и отложений на цилиндрах мотора,
- сокращать выброс вредных веществ в атмосферу,
- восстанавливать защитный масляный слой,
- достигать «бесшумности» в работе двигателя,
- предотвращать процессы окисления внутри корпуса мотора.
Разновидности специальных смазок, применяемых на производствах
Смазка веретенного машинного вида обладает низковязкостными свойствами. Использование такой защиты рационально на моторах, имеющих слабую нагрузку и работающих на больших скоростях. Чаще всего, применяется такая смазка в текстильном производстве.
Турбинная смазка. Ее главная особенность заключается защите всех работающих механизмов от окисления и преждевременного износа. Оптимальная вязкость турбинного масла позволяет использовать его в турбокомпрессорных приводах, газовых, паровых и гидравлических турбинах.
ВМГЗ или всесезонное гидравлическое загущенное масло. Такая жидкость идеально подходит для техники, используемой в районах Сибири, Крайнего Севера и Дальнего Востока. Предназначено такое масло двигателям внутреннего сгорания, оборудованным гидравлическими приводами. ВМГЗ не подразделяется на летние и зимние масла, потому что его применение подразумевает только низкотемпературный климат.
В качестве сырья для гидромасла выступают маловязкие компоненты, содержащие минеральную основу. Для того, чтобы масло достигло нужной консистенции, в него добавляют специальные присадки.
Вязкость гидравлического масла представлена в таблице ниже.
ОйлРайт – еще одна смазка, применяемая для консервации и обработки механизмов. Она имеет водостойкую графитовую основу и сохраняет свои свойства в диапазоне температур от минус 20 градусов Цельсия до плюс 70 градусов Цельсия.
Выводы
Однозначного ответа на вопрос: “какая вязкость моторного масла самая хорошая?” нет и не может быть. Все дело в том, что нужная степень тягучести для каждого механизма – будь то ткацкий станок или мотор гоночного болида – своя, и определить ее “наобум” нельзя. Требуемые параметры смазывающих жидкостей вычисляются производителями опытным путем, поэтому при выборе жидкости для своего транспортного средства в первую очередь руководствуетесь указаниями разработчика. А уже после этого вы можете обратиться к таблице вязкости моторных масел по температуре.
Система классификации вязкости моторных масел
Первые попытки классифицировать моторные масла были сделаны, когда впервые появились автомобили. Даже на этой ранней стадии вязкость была признана одной из важнейших характеристик масла. По этой причине Общество автомобильных инженеров (SAE) в сотрудничестве с производителями двигателей разработало систему классификации моторных масел, основанную на измерениях вязкости. Маслам присваиваются номера в зависимости от вязкости, отображаемой при определенных температурах.
Совсем недавно было признано, что вязкость масла при более низких температурах, а также при высоких рабочих температурах очень важна для долгого срока службы двигателя. Поэтому SAE разработал два отдельных измерения вязкости: одно при низких температурах, а другое — при высоких.
Наиболее распространенные температуры в диапазоне высоких температур — 40 ° C и 100 ° C. С введением измерения вязкости при низких температурах с использованием вращающегося вискозиметра, называемого имитатором холодного запуска; сообщается о низких температурах до -30 ° C.Поскольку вязкость тестируется в двух разных диапазонах температур, результаты представлены в двух разных единицах.
Первая единица — сантипуаз (сП). Он используется для определения абсолютной вязкости моторного масла при более низких температурах. Это число указывает на легкость перемещения масла. Другой единицей измерения является сантисток (сСт), который используется для определения кинематической вязкости моторного масла при высоких температурах. Число отражает время, необходимое для прохождения фиксированного количества жидкости через отверстие определенного размера на испытательном устройстве.
Масла, подходящие для использования при более низких температурах, обозначаются буквой «W» при обозначении степени вязкости по SAE. Эти сорта масла должны соответствовать максимальной вязкости при указанных температурах, а также должны соответствовать максимальным требованиям к пограничным температурам перекачки, как показано в таблице ниже. Масла, подходящие для использования при более высоких температурах, имеют вязкость в пределах диапазонов, также указанных в таблице ниже.
ТАБЛИЦЫ ВЯЗКОСТИ
КЛАССИФИКАЦИЯ ВЯЗКОСТИ МОТОРНОГО МАСЛА
КЛАСС ВЯЗКОСТИ SAE |
ПОГРАНИЧНАЯ ТЕМПЕРАТУРА НАСОСА ° C | ЦЕНТРАЛЬНЫЙ СИМУЛЯТОР ХОЛОДНОЙ ПРОВЕРКИ (сП) ПРИ ТЕМПЕРАТУРЕ ° C |
КИНЕМАТИЧЕСКИЕ СЕНТИСТОКИ (сСт) ПРИ 100 ° C | |
МАКС. | МАКС. | МИН. | МАКС. | |
0W | -35 | 3250 при -30 | 3.8 | — |
5 Вт | -30 | 3500 при -25 | 3,8 | — |
10 Вт | -25 | 3500 при -20 | 4.1 | — |
15 Вт | -20 | 3500 при -15 | 5,6 | — |
20 Вт | -15 | 4500 при -10 | 5.6 | — |
25 Вт | -10 | 6000 при -5 | 9,3 | — |
20 | — | — | 5.6 | 9,3 |
30 | — | — | 9,3 | 12,5 |
40 | — | — | 12.5 | 16,3 |
50 | — | — | 16,3 | 21,9 |
Примечание: 1 сП = 1 мПа с 1 сСт = 1 мм2 / с |
Вязкость моторного масла. Выдержка из «Практического руководства по смазке машин».
Моторное и трансмиссионное масло — внешние температуры и рекомендованная вязкость
Все смазочные материалы имеют практические ограничения по рабочим температурам.
- Более низкие температуры и повышенная вязкость могут ограничивать смазку, вызывая контакт металла с металлом и повреждение машин
- Более высокие температуры и пониженная вязкость могут ограничивать толщину смазочной пленки, вызывая контакт металла с металлом и повреждение машин
Для большинства машин, таких как автомобильные двигатели, критической точкой работы является запуск до достижения рабочих температур.В холодную погоду требуются смазочные материалы с адекватной вязкостью при температуре запуска.
Моторное масло
В таблице ниже указаны соответствующие вязкости моторного масла в зависимости от температуры окружающей среды (запуска).
Моторное масло Вязкость по SAE | Температура | |||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|
-20 o F (-29 o C) | 0 o F (- o C) ) | 20 o F (-6.7 o C) | 40 o F (4,4 o C) | 60 o F (15,6 o C) | 80 o (26,7 o C) | 100 o F (37,8 o C) | ||
20W-20 | 4 | |||||||
20W-40 | ||||||||
20W-50 | ||||||||
10W-40 | ||||||||
10 Вт | ||||||||
5W-30 | 904 904 904 904 | |||||||
5W-20 |
Обратите внимание на то, что рабочие температуры машины и температуры смазочного материала не меняются существенно в зависимости от температуры окружающей среды.В большинстве случаев рабочие температуры двигателей выше температур, указанных в таблице выше.
Gear Oil
В таблице ниже указаны рекомендованные вязкости трансмиссионного масла в зависимости от внешних (пусковых) температур.
Моторное масло Вязкость по SAE | Температура | |||||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
-20 o F (-29 o C) | 0 o F (- o C) ) | 20 o F (-6.7 o C) | 40 o F (4,4 o C) | 60 o F (15,6 o C) | 80 o (26,7 o C) | 100 o F (37,8 o C) | ||||||
75W | 904 904 80 Вт | |||||||||||
80W-90 | ||||||||||||
90 | 900 29 | |||||||||||
140 |
Обратите внимание, что в приведенных выше таблицах указаны средние данные.Для получения конкретной информации — проверьте данные производства.
Таблица вязкости масла: марки, вес и часто задаваемые вопросы | Castrol® США | ДОБРО ПОЖАЛОВАТЬ
Что означают числа вязкости масла?
Вязкость — это сопротивление потоку жидкости. Классы вязкости моторных масел основаны на шкале, разработанной организацией по смазочным материалам API (Американский институт нефти). Значения определены в спецификации, известной как API 1509, и основаны на сопротивлении масла течению при двух разных температурах — низкой и высокой.Измерение вязкости при высоких и низких температурах — свойство всесезонных масел. Много лет назад в большинстве автомобилей использовалось масло одного класса вязкости летом и масло другого класса вязкости зимой. Но по мере развития технологии моторных масел добавки, такие как улучшители индекса вязкости, позволили использовать один и тот же сорт масла круглый год.
Низкотемпературная вязкость масла — это измерение, имитирующее запуск автомобиля в холодный зимний день. Это значение имеет букву «W» после числа и тире после W.Например, если масло 5W-30, часть 5W описывает вязкость масла при низких температурах. Чем меньше число, тем быстрее будет течь масло при запуске автомобиля.
Высокотемпературная вязкость — это число после тире, связанное с вязкостью масла при его движении по двигателю после прогрева автомобиля и при нормальной температуре двигателя. В примере 5W-30 30 определяет вязкость масла при нормальной температуре двигателя.Опять же, чем меньше число, тем ниже вязкость масла и тем быстрее масло перемещается по двигателю.
В качестве примера сравним моторные масла 5W-20, 5W-30 и 10W-30. 5W-20 и 5W-30 будут иметь очень похожую, если не равную вязкость при более низких температурах запуска. Но когда двигатель нагревается, 5W-20 будет двигаться с меньшим сопротивлением, чем 5W-30. Меньшее сопротивление приводит к улучшенной экономии топлива, но масло не такое густое и образует меньший слой защиты между металлическими поверхностями.Если мы сравним 5W-30 и 10W-30, они будут вести себя очень похоже при нагревании двигателя, но при запуске 5W-30 будет обеспечивать меньшее сопротивление и легче запускаться, чем 10W-30. 5W-20 будет иметь более низкую вязкость и меньшее сопротивление, чем 10W-30, как при пусковых, так и при нормальных рабочих температурах двигателя.
В прошлом для автомобилей было обычным делом требовать масла с более высокой вязкостью, такие как 20W-50, 10W-40 и 10W-30. Но по мере развития технологий двигателей с годами размеры двигателей и проходов в двигателе, через которые проходит масло, становились все меньше и тоньше.Со временем это привело к снижению вязкости моторного масла — в настоящее время 5W-30 и 5W-20 являются самыми популярными сортами, а 0W-20 — наиболее быстрорастущими сортами. Эти моторные масла с более низкой вязкостью необходимы для движения по тонким дорожкам двигателя, чтобы защитить и очистить металлические поверхности. Моторные масла с более низкой вязкостью также приводят к лучшей экономии топлива.
Класс вязкости по SAE
Классы вязкости моторных масел по SAEСистема классификации вязкости моторных масел, разработанная Обществом автомобильных инженеров (SAE), состоит из классов «W», которые определяют низкотемпературную вязкость, и «прямых» марок, которые устанавливают дополнительные ограничения на вязкость при высоких температурах.Диаграмма, показанная в нижней части страницы, графически представляет зависимость вязкости от температуры в системе классификации SAE с линиями, показывающими характеристики вязкости для некоторых популярных моторных масел.
Классы вязкости по SAE для моторных масел — SAE J300 Dec 99 График вязкости и температуры Сервисное обозначение API для трансмиссионных смазокАвтомобильная и нефтяная промышленность в сотрудничестве с Американским обществом испытаний и материалов (ASTM), Обществом автомобильных инженеров (SAE) и Американским институтом нефти (API) разработали систему классификации услуг, которая служит руководством для рекомендаций и маркетинга. трансмиссионные смазки.Ниже приводится описание API:
Классы вязкости по SAE для трансмиссионных смазокОбщество автомобильных инженеров (SAE) также разработало метод классификации вязкостных характеристик трансмиссионных смазок. Классы вязкости трансмиссионного масла не следует путать с классами вязкости моторного масла. Трансмиссионное масло и моторное масло, имеющие одинаковую вязкость, будут иметь очень разные обозначения класса вязкости SAE, как это определено в двух классификациях вязкости.Например, трансмиссионное масло SAE 80W может иметь ту же вязкость, что и моторное масло SAE 20W или SAE 30, а вязкость трансмиссионного масла SAE 90 может быть аналогична вязкости моторного масла SAE 40 или SAE 50. Ниже представлена таблица с классами вязкости трансмиссионного масла по SAE:
.- Класс вязкости масла для мостов и механической трансмиссии
- SAE J306 OCT 91 Краткое описание
Классификация классов вязкости по AGMA и ISO
Американская ассоциация производителей зубчатых передач (AGMA) и Международная организация по стандартизации (ISO) установили стандарты вязкости для гидравлических жидкостей и промышленных трансмиссионных смазок.Ниже приведены номера смазочных материалов AGMA, соответствующий класс по ISO и диапазоны вязкости:
.Примечание : Компаундированные масла должны содержать 3-10% подходящих животных жиров. Смазочные материалы без противозадирных присадок обладают ингибитором ржавчины и окисления, только смазки с противозадирными присадками относятся к мягким противозадирным смазкам.
Классы вязкости моторного масла, понятные неспециалисту
SAE 40 |
10 Вт-40 |
5 Вт-30 |
20 Вт-50 |
5 Вт-20 |
SAE 30 |
15W-40 |
Что означает рейтинг вязкости SAE на баллоне с моторным маслом?
Как они придумали этот рейтинг.. .В самом деле?
В большинстве случаев при объяснении вязкости используются слова, которые слишком технические для среднего человека, чтобы их быстро уловить. Это оставляет их по-прежнему интересно, что на самом деле означают цифры вязкости на бутылке моторного масла. Проще говоря, вязкость — это сопротивление масла течению или, для непрофессионала, скорость потока масла, измеренная с помощью устройства, известного как вискозиметр. Чем гуще (выше вязкость) масло, тем медленнее оно течет. Ты увидит измерение вязкости масла в смазочных материалах, указанное в кинематическом (kv) и абсолютном (cSt) выражении.Они переведены на более простые понимать значения вязкости по SAE, которые вы видите на бутылке с маслом.
ОК. . Что делает 5W-30 такого, чего не делает SAE 30?
Когда вы видите W в рейтинге вязкости, это означает, что эта вязкость масла была протестирована при температуре холоднее . Число
без W все проходят испытания при 210 ° F или 100 ° C, что считается приблизительной рабочей температурой двигателя. Другими словами,
моторное масло SAE 30 имеет ту же вязкость , что и 10w-30 или 5W-30 при 210 ° (100 ° C).Разница в том, когда проверяется вязкость.
при гораздо более низкой температуре. Например, моторное масло 5W-30 работает так же, как моторное масло SAE 5 при указанной низкой температуре, но
по-прежнему имеет вязкость SAE 30 при 210 ° F (100 ° C), что является рабочей температурой двигателя. Это позволяет двигателю быстро подавать масло, когда он
запускается в холодном режиме или всухую до тех пор, пока смазочный материал не нагреется в достаточной степени или не пройдет через масляную систему двигателя. Преимущества
очевиден низкий показатель вязкости W .Чем быстрее масло течет холодным, тем реже работает всухую. Менее сухой ход означает гораздо меньший износ двигателя.
|
Очевидно, что при низких температурах или Вт рейтинги проверяются иначе, чем обычные рейтинги вязкости SAE. Проще говоря, эти тесты проводятся с разная температурная система. Существует шкала для классов вязкости W или зимней вязкости, и, в зависимости от того, какая марка выбрана, проводятся испытания. делается при разной температуре.См. Таблицы справа ниже для получения дополнительной информации.
В основном для определения вязкости не зимнего класса с помощью вискозиметра измеренное количество масла при 100 ° C может течь через отверстие. и рассчитан. Используя таблицу, они определяют вязкость по SAE на основе различных диапазонов. Для более густых или тяжелых масел потребуется больше времени для прохождения через отверстия в вискозиметре и попадут в более высокие диапазоны чисел, например, SAE 50 или SAE 60. Если масло течет быстрее тоньше / легче, тогда он будет попадать в диапазон низких чисел, например, SAE 10 или SAE 20.Иногда масло почти не попадают в один диапазон вязкости. Например, масло едва соответствует SAE 30, имея время, которое ставит его на очень низкую отметку. Затем приурочивают еще одно масло быть SAE 20 на высокой стороне, не совсем входя в число SAE 30. С технической точки зрения эти масла будут иметь примерно одинаковую вязкость даже хотя один — SAE 20, а другой — SAE 30. Но вы должны где-то провести черту, и именно так устроена система SAE. Другая система учитывает более точные числа, известные как сСт, сокращенно от сантистоксов.Вы увидите, что эти числа часто используются для промышленных смазок, таких как как компрессорные или гидравлические масла. Таблица справа, Таблица вязкости SAE (высокотемпературная) , показывает эквиваленты для сСт и SAE числа вязкости. Вы увидите диапазоны сСт по сравнению с номерами SAE. Вязкость масла 9,2 сСт будет почти такой же, как у масла 9,3 сСт, но один — SAE 20, а другой — SAE 30. Вот почему числа в сантистоксах сСт более точно показывают вязкость масла.
Теперь, если вы посмотрите на таблицу с надписью Winter или «W» Классы , вы сможете получить ценную информацию о том, как W или зимний класс вязкости измеряются. В основном, как показано на диаграмме, когда масло понижается до более холодной температуры, измеряются рабочие характеристики. Если при более низкой температуре оно работает как моторное масло SAE 0, то оно получит класс вязкости SAE 0W. Следовательно, если моторное масло работает как моторное масло SAE 20 при пониженных температурах (шкала меняется — см. диаграмму), тогда это будет моторное масло SAE 20W.
Если моторное масло выдерживает низкие температуры или W (зимний класс) для SAE 15W и при 210 ° F (100 ° C) течет через вискозиметр, как моторное масло SAE 40, тогда на этикетке будет написано 15W-40. Получили картину? Следовательно, если моторное масло работает как мотор SAE 5 масло по шкале пониженных температур и течет как SAE 20 при 210 ° F (100 ° C), тогда на этикетке этого моторного масла будет указано 5W-20. И так далее и так далее!
Я не могу сказать вам, сколько раз я слышал, как кто-то, обычно автомеханик, говорил, что они не будут использовать моторное масло 5W-30, потому что это: «Слишком тонкий.«Тогда они могут использовать моторное масло 10W-30 или SAE 30. При рабочих температурах двигателя эти масла одинаковы. Единственный раз, когда масло 5W-30 «тонкий» — это при холодном запуске, когда вам нужно, чтобы он был «тонким».
Итак, как они заставляют моторное масло течь на холоде, когда оно имеет более густую вязкость при 210 ° F?
Добавление присадок, понижающих температуру застывания (VI), предотвращает слипание парафина в базовых нефтяных маслах при понижении температуры. Налить
Точечные депрессанты могут удерживать масляную жидкость при экстремально низких температурах, например, в арктических регионах.Мы не будем вдаваться в депрессию точки застывания.
присадки в настоящее время, за исключением того, что они используются только при очень экстремальных температурах, чтобы моторное масло не стало полностью
обездвижены экстремально низкой температурой. Сейчас мы просто обсудим добавки, улучшающие вязкость (VI).
Почему бы нам просто не использовать моторное масло SAE 10, чтобы получить мгновенную смазку при запуске двигателя?
Причина проста: это будет моторное масло SAE 10 при температуре 210 ° F! Чем ниже вязкость, тем больше неизбежен износ.Вот почему это
Лучше всего использовать масло надлежащей вязкости, рекомендованное производителем автомобиля, так как оно защищает при горячем и холодном пуске. Очевидно моторное масло 10W-10
не будет обладать прочностью пленки для предотвращения износа двигателя при полной рабочей температуре, как, например, моторное масло 5W-20, 10W-30 или 5W-30.
Добавки VI препятствуют чрезмерному разжижению масла при нагревании. Фактическая механика этой системы немного больше комплекс в том, что эти присадки добавляются в масло , разбавитель , так что оно будет жидким при низких температурах.Добавки VI затем предотвращают разжижается по мере нагрева масла, так что теперь оно может соответствовать рейтингу вязкости 210 по SAE. Например; если у вас моторное масло SAE 10, оно будет течь как 10 Вт при более низкой температуре. Но при 210 градусах это будет SAE 10, что даст нам рейтинг вязкости 10W-10 или SAE 10. Очевидно, это хорошо на холоде запускается, но ужасно при рабочей температуре двигателя, особенно в более теплом климате. Но добавляя присадки VI, мы можем предотвратить попадание масла в разбавление при нагревании для достижения более высоких значений вязкости при 210 градусах.Вот как они заставляют моторное масло на нефтяной основе работать в Рейтинг 10W-30. Чем дальше диапазон температур, как у 10W-40, тем больше присадок используется. Со мной так далеко? Хорошо, теперь о плохом Новости.
Недостатки присадок, улучшающих вязкость
Всесезонные моторные масла отлично справляются с работой, не будучи слишком густыми при холодном пуске, чтобы предотвратить износ двигателя, обеспечивая более мгновенный поток масла в
критические детали двигателя. Однако здесь есть недостаток. Эти добавки сдвигаются обратно при высоких температурах или во время работы с высокими усилиями сдвига и разрушаются.
вызывая некоторое образование отложений.Что еще хуже, когда присадка начинает истощаться, моторное масло перестает сопротивляться разбавлению, поэтому теперь у вас есть разбавитель моторного масла на 210 градусов. Ваше моторное масло 10W-30 может легко превратиться в моторное масло 10W-20 или даже SAE 10 (10W-10). Мне не нужно рассказывать
ты почему это плохо. Чем больше присадок VI, тем хуже проблема, поэтому автопроизводители решили отвести владельцев автомобилей от моторных масел.
с добавками вязкости 10W-40 и 20W-50.
Чем меньше изменений в моторном масле при переходе от высоких к низким температурам, тем выше индекс вязкости .Синтетические моторные масла, которые производятся базовые компоненты ПАО группы IV (4) имеют индекс вязкости более 150, потому что они производятся как смазочные материалы и не содержат парафинов. что вызывает утолщение по мере остывания. Но моторные масла на нефтяной основе (Группа I (1) и II (2)) обычно имеют индекс вязкости менее 140 потому что они имеют тенденцию к более густому при более низкой температуре из-за парафина, несмотря на добавление присадок, улучшающих вязкость. Чем выше Число индекса вязкости тем меньше разжижения и загустения моторного масла.Другими словами, большое число — хорошо, меньшее — плохо. Низкие числа загустевают больше по мере того как они остывают и разжижаются, становятся более горячими. Вы видите эти значения индекса вязкости в технических паспортах моторных масел, предоставленных производителем.
Как уже упоминалось, присадки, улучшающие ИВ, могут сдвигаться обратно под давлением и в условиях высокой температуры, в результате чего моторное масло не может защитить двигатель должным образом в условиях высокой температуры и вызвать образование отложений. Также существует ограничение на количество добавок, улучшающих вязкость, без влияя на остальную химию моторного масла.Автопроизводители отказались от некоторых моторных масел, требующих значительного улучшения вязкости. присадки, такие как моторные масла 10W-40 и 20W-50, к смесям, требующим меньших вязкостных присадок, таких как моторные масла 5W-20, 5W-30 и 10W-30. Поскольку стрессовые нагрузки на многовязкие моторные масла также могут вызывать истончение, многие гонщики предпочитают использовать бензиновые моторные масла с прямой массой или синтетика на основе ПАО, не содержащая добавок VI. Но только синтетические материалы на основе ПАО группы IV (4) обычно не нуждаются в добавках VI.Читать дальше чтобы узнать почему:
А как насчет синтетических моторных масел? Нужны ли им добавки для вязкости?
Базовое масло Группы IV (4) и Группы V (5) (синтетика) химически состоит из однородных молекул без парафина и, как правило, не требует вязкости
Добавки. Однако в последние годы масла на основе Группы III (3) были названы «синтетическими» из-за лазейки в законодательстве. Это нефтяная группа
II (2) масла, очищенные от серы, что делает их более чистыми и долговечными. «Синтетические» моторные масла группы III (3) должны иметь вязкость.
Присадки на нефтяной основе.
Синтетика на основе группы V (5) обычно несовместима с нефтью или нефтяным топливом и имеет плохое набухание уплотнения. Они используются для воздуха компрессоры, гидравлика и т. д. Лучшие моторные масла производятся из синтетических материалов на основе ПАО группы IV (4). Совместимы с маслами на нефтяной основе. и топливо, плюс они лучше набухают, чем нефть. Обычно моторные масла на основе ПАО не содержат присадок индекса вязкости, но проходят всесезонный требования к вязкости как прямая гиря! Это делает их идеальными для работы в более широком диапазоне температур.Одно из преимуществ отсутствия использования вязкости Улучшение присадок заключается в получении более чистой неразбавленной смазки, в которую можно добавить более долговечные и эксплуатационные присадки, чтобы сохранить масло. чище дольше с лучшим пробегом / мощностью.
Современные моторные масла — это несомненно чудо химии. В игре гораздо больше добавок, чем несколько упомянутых здесь. API (Американский институт нефти — устанавливает стандарты масла в США), ILSAC (International Lubricants Комитет по стандартизации и аттестации — У.Стандарты южных и японских производителей автомобилей и грузовиков для моторных масел) и ACEA (Association des Constructeurs Europeens d’Automobiles — европейские автомобили и грузовики). стандарты производителя масла) — это некоторые из различных организаций, которые вы увидите, предоставляя рейтинговую информацию по классам обслуживания различных моторные масла. Кроме того, есть некоторые производители автомобилей, такие как Mercedes, BMW и Volkswagen, которые имеют уникальные стандарты масла для своих автомобилей. Вам нужно прочитать четкое руководство пользователя, чтобы убедиться, что вы используете подходящее масло для вашего применения.
Некоторые из этих организаций, например API и ILSAC, снизили количество модификаторов трения в
чтобы продлить срок службы каталитических нейтрализаторов и уменьшить загрязнение. Это приведет к увеличению износа, но останется в пределах «допустимого износа».
Из-за повышенного износа и затрат на лицензирование этих масел некоторые компании не будут проходить сертификацию по API и ILSAC для достижения более высоких показателей.
уровень производительности. Люди со старыми двигателями, не имеющими роликовых кулачков, считают эти масла особенно привлекательными для поддержания пониженного уровня
износ двигателя.По этой причине AMSOIL имеет только 5 моторных масел, сертифицированных по API и ILSAC (четыре моторных масла марки XL-7500 и
полусинтетическое 15W-40 PCO). Остальные из почти 30 синтетических моторных масел не сертифицированы для поддержания более высокого уровня трения.
модификатор для поддержания повышенного уровня производительности, необходимого для их целевого рынка. Другими словами, менее дорогие моторные масла производства
AMSOIL сертифицированы API и ILSAC, в то время как моторные масла с более высокими эксплуатационными характеристиками — нет.Одна из причин, по которой такие компании, как AMSOIL и Mobil,
противоречит стандартам модификаторов пониженного трения, поскольку они не принимают во внимание пониженную летучесть моторных масел на основе ПАО, что приводит к
к гораздо меньшему загрязнению и, следовательно, меньшим проблемам с каталитическим нейтрализатором. Даже с добавками, предотвращающими износ, эти масла не производят
загрязнение нефтяных моторных масел. По этой причине AMSOIL оставил уровни модификатора трения высокими и пропускает сертификацию для этих более высоких уровней.
исполнение моторных масел.Для получения дополнительной информации прочтите:
Как читать информацию о вязкости в бюллетене данных (бюллетень данных
значения вязкости объяснены)
Качество моторного масла улучшается с технологией двигателя (Хорошая информация о
рейтинги обслуживания моторного масла)
и почему качество моторного масла ухудшается?
Полное руководство по вязкости моторного масла
На упаковке автомобильного моторного масла есть комбинации букв и цифр, и вы думаете, что, черт возьми, такое SAE 5W-20 или 5W-30? Вы хотите узнать, что это значит.Некоторые люди сочли это слишком техническим или сложным для понимания. Эта статья поможет вам понять, насколько легко вы можете понять вязкость моторного масла.
Что такое вязкость?
Вязкость — это показатель сопротивления потоку жидкости. Все мы знаем, что вода, бензин и керосин текут очень легко. Эти жидкости имеют низкую вязкость и называются «жидкими» или «легкими»; с другой стороны, мед, патока и асфальт текут очень медленно и, как говорят, имеют высокую вязкость или «густые» или «тяжелые».
Единица вязкости
Для измерения вязкости необходимы единицы измерения. Представьте себе жидкость, состоящую из нескольких слоев, причем один слой движется относительно другого с определенной скоростью.
Сопротивление движению является мерой абсолютной вязкости: и если слои находятся на расстоянии одного метра друг от друга и скорость движения один метр в секунду, вязкость равна одному паскаль-секунде, что является единицей абсолютной вязкости.
Это довольно большая единица измерения, и обычно мы используем одну тысячную или миллипаскаль секунды.Это численно эквивалентно старой единице, известной как сантипуаз, которая все еще очень часто используется.
Абсолютную вязкость неудобно измерять с высокой точностью, поэтому были разработаны более простые методы измерения вязкости в зависимости от потока через отверстия или капиллярные трубки.
Время протекания здесь зависит не только от абсолютной вязкости, но и от напора, перемещающего жидкость через диафрагму.
Для данной высоты жидкости это пропорционально плотности жидкости.Итак, у нас есть еще одно измерение вязкости, которое зависит как от плотности, так и от абсолютной вязкости, и мы называем это кинематической вязкостью.
Нормальной единицей для этого является сантисток или квадратный миллиметр в секунду, единственное утвержденное сокращение для этого — сантисток (сСт).
Определяется в специально разработанных вискозиметрах на основе колб и капиллярных трубок с приспособлениями для воспроизводимого напора жидкости во время измерения.
Время, необходимое для прохождения под этим верхом жидкости от одной временной метки до другой, пропорционально кинематической вязкости.Ее преобразуют в абсолютную, иногда называемую динамической, вязкость путем умножения на плотность при той же температуре.
Существуют и другие способы измерения вязкости в зависимости от времени прохождения через отверстие. Они выражаются в секундах, которые представляют время прохождения потока через отверстие. Они выражаются в секундах, которые представляют время прохождения известного объема в конкретном устройстве.
В промышленности США использовался прибор Saybolt Universal Seconds (S.U.S.), тогда как в Великобритании использовался прибор Redwood, измеряющий номер Redwood в 1 секунду.Эти агрегаты прочны, но обычно используются сантистоксы, за исключением некоторых приложений.
Поскольку масла всегда становятся тоньше при нагревании и повышают вязкость при охлаждении, измеренная вязкость зависит от температуры. Поэтому при указании вязкости всегда следует указывать температуру.
Для кинематической вязкости нормальные температуры смазочных материалов составляют 40 ° C (104 ° F) и 100 ° C (212 ° F), но часто встречаются температуры 20, 50, 60, 70 и 80 ° C (68, 122, 140, 158 и 176 ° F) или ниже. — нулевые температуры для топлива.Секунды Сейболта обычно выражались при 100F и 210F, Редвуд — при 70F и 140F.
Значение вязкости
Почему важно обеспечить правильную вязкость нефтепродуктов. Что касается смазочных материалов, основная функция заключается в устранении контакта металла с металлом путем размещения пленки смазки между движущимися поверхностями.
Оптимальная вязкость
Если масло слишком жидкое, оно будет стекать с поверхности и оставлять их сухими или протечет через уплотнения или поршневые кольца, если масло слишком густое, оно будет вязкое «сопротивление» между поверхностями и эффективность машины будут снижены.
Каждый смазочный материал имеет оптимальную вязкость; и масло указанной вязкости. Как правило, лучше всего использовать как можно более жидкое масло, которое останется на поверхностях без утечек и не будет чрезмерно расходоваться.
Вязкость зависит от оптимального значения для области применения, спецификации коммерческого органа, если она существует, юридических требований, связанных с соответствием заявленной или рекламируемой вязкости, а также соответствия спецификации однородной вязкости.
Основные органы
Есть два основных органа, которые классифицируют вязкость смазочных материалов во всем мире; Общество автомобильных инженеров (SAE), базирующееся в США, и Международная организация по стандартизации (ISO).
SAE традиционно классифицирует вязкость моторных и трансмиссионных масел, тогда как промышленные смазочные материалы подпадают под действие системы ISO-VG (класс вязкости).
Примечание
Следует пояснить, что эти органы не устанавливают вязкость, которая должна использоваться в двигателе или машине — это зависит от изготовителя оборудования или пользователя.
Следует пояснить, что эти органы не устанавливают вязкость, которая должна использоваться в двигателе или машине — это зависит от производителя оборудования или пользователя.
Однако они устанавливают числовые пределы, которые определяют степень вязкости, указанную производителем оборудования. Более того, они определяют продукт только по вязкости и соответствию, которое не имеет никакого отношения к качеству в соответствии с ограничениями SAE или ISO VG.
Индекс вязкости
Вязкость масел зависит от их температуры, и, поскольку вязкость является важным свойством любого смазочного материала, нам необходимо изучить эти изменения более подробно.
Влияние изменения температуры неоднородно.
Например, вязкость любого масла в диапазоне от 10 ° C (50 ° F) до 15 ° C (59 ° F) будет меняться намного сильнее, чем при изменении вязкости при температуре от 80 ° C (176 ° F) до 85 ° C (185 ° F).
При практическом проектировании систем смазки они часто сталкиваются с необходимостью выяснить, какой будет вязкость масла, скажем, при 60 ° C (140 ° F), когда известны его вязкости при 40 ° C (104 ° F) и 100 ° C (212 ° F). .
Проблема возникает из-за того, что вязкость изменяется неравномерно.Конечно, одним из способов решения этой проблемы является отправка образца масла в лабораторию и определение его вязкости при 60 ° C (140 ° F) (или любой другой желаемой температуре) прямым измерением.
Это редко возможно, но, к счастью, есть альтернатива.
Он включает использование специальной миллиметровой бумаги с нелинейными шкалами, построенными таким образом, что зависимости вязкости от температуры для большинства углеводородов будут отображаться в виде прямых линий.
Этот документ опубликован ASTM.С его помощью вы можете определить вязкость углеводорода при любой температуре, если известны вязкости при двух других температурах.
Не все масла ведут себя одинаково
Было обнаружено, что не все масла ведут себя одинаково в том, что касается зависимости их температуры / вязкости.
Например, предположим, что у нас есть два масла, которые мы будем называть A и B. Когда их вязкость измеряется при 100 ° C (212F), оказывается, что оба масла равны 20 сСт. Пока нет проблем.
Теперь мы определяем их вязкость при 40 ° C (104 ° F) и находим, что при этой температуре вязкость A составляет 240 сСт, а B — 450 сСт. Очевидно, между ними есть какое-то фундаментальное различие: B гораздо сильнее зависит от температуры, чем A.
Отличие — это свойство, называемое индексом вязкости, обычно сокращенно VI.
VI не является фундаментальным свойством материи. Это совершенно произвольная шкала, разработанная специально для нужд нефтяной отрасли.
Первоначальная концепция была создана в 1929 году двумя американскими исследователями по имени Дин и Дэвис. Смазочные материалы с наименьшим изменением вязкости получили индекс вязкости 100. С другой стороны, наибольшему изменению был присвоен индекс вязкости 0.
Высокое значение вязкости означает небольшое изменение вязкости, а низкое. Цифра VI означает большое изменение.
У них не было возможности знать, что в будущем будут производиться масла со значениями VI, намного превышающими 100, их система в том виде, в каком была создана, не могла приспособиться к этому типу продукта, и ее пришлось модифицировать.
Индекс вязкости более 100
Многие продукты, представленные сегодня на рынке, имеют значения индекса вязкости значительно выше 100. Это можно производить в прямом масле с помощью улучшенных методов рафинирования.
Другой источник — синтезированные углеводороды, индекс вязкости которых составляет 140 и более. Но, безусловно, самый распространенный путь к высокому ИВ — это использование добавки, называемой «присадка, улучшающая ИВ».
Расчеты VI по методу Дина и Дэвиса приводят к аномальным и противоречивым результатам для продуктов с высоким индексом вязкости, поэтому используется другой метод.Вы можете узнать больше в ASTM D-2270 для более полной информации.
Значение индекса вязкости
Помните
«В отрасли широко распространено мнение, что масло с более высоким индексом вязкости« лучше ». Хотя в некоторых обстоятельствах это верно, это ни в коем случае нельзя считать общей истиной».
Давайте сначала рассмотрим точность, с которой можно определить VI. Поскольку он рассчитывается непосредственно из значений вязкости, любая ошибка будет отражена в VI.
Кроме того, очень небольшая ошибка в определении вязкости может привести к значительному изменению индекса вязкости, особенно для продуктов с низкой вязкостью.
Рассмотрим пример использования масла с вязкостью SAE 20: —
Здесь у нас есть два набора определений вязкости, которые согласуются в рамках отраслевых стандартов воспроизводимости, но при этом дают числа VI, отличающиеся на четыре. Любое большее отклонение в определении вязкости, очевидно, приведет к еще большим расхождениям.
При использовании материалов с более высокой вязкостью точность улучшается, но даже в этом случае разница менее пяти чисел вряд ли будет значительной.
Что ВИ говорят нам о масле
Получив представление о точности, с которой может быть определен ВИ, мы должны рассмотреть его значение. Ниже перечислены некоторые вещи, которые ВИ говорит нам о масле.
VI & OIL
Нажмите, чтобы узнать больше …
Масло с более высоким индексом вязкости меньше меняет вязкость с температурой.
Иногда считают, что это имеет значение, например, в случае станков с гидравлическим приводом, время цикла которых изменяется по мере прогрева станка.
В целом такое мнение окажется ошибочным, потому что даже все продукты с высоким индексом вязкости все равно имеют большое изменение вязкости и, следовательно, не окажут большого влияния на этот тип проблемы.
VI даст некоторое представление о типе углеводородов в нефти.
Цифра 95-105 указывает на парафиновый материал, тогда как нижние цифры указывают на запасы нафтенов.
В течение многих лет Electron-Motive Division корпорации General Motors указывал максимальный индекс вязкости 70 для смазочного масла для дизельных локомотивов. Это потому, что они предпочли нафтеновый продукт.
VI как проверка условия обработки
При очистке смазки VI используется как проверка состояния обработки, не столько потому, что важен сам VI.
Это потому, что это легко определяемое свойство, и было обнаружено, что оно хорошо коррелирует с другими свойствами, такими как стойкость к окислению, , когда все остальное равно .
Это привело к широко распространенному мнению, упомянутому выше, что чем выше индекс вязкости, тем «лучше» масло.
Чем выше индекс вязкости, тем «лучше» масло?
Это имеет определенную силу, если две сравниваемые нефти произведены из одной и той же сырой нефти и с помощью одного и того же процесса очистки с аналогичными условиями процесса, и разница в VI является значительной.
Однако, когда сравнение проводится между двумя марочными продуктами, у нас, по всей вероятности, будут разные виды сырья и методы обработки, и любое сравнение становится бессмысленным, если разница действительно очень велика.
Система SAE
Origins
Всем следует знать, что на упаковке автомобильного моторного масла есть комбинации букв и цифр, такие как «SAE 30» или «SAE 20W-50» и т. Д. Они говорят нам кое-что о содержимом упаковки и, в частности, они передают некоторую информацию о том, когда и где их следует использовать.
«SAE» — это Общество инженеров автомобильной промышленности — орган, который, помимо своей деятельности, публикует стандарты на автомобильные компоненты и материалы по решению своих членов.
Один из этих стандартов определяет вязкость моторных и трансмиссионных масел. Следовательно, первое, что необходимо понять, это то, что номера SAE относятся только к , к вязкости и не подразумевают никаких других свойств.
Первые классификации смазочных материалов SAE были опубликованы в 1911 году, их цель заключалась в том, чтобы предоставить производителям автомобилей и пользователям общий язык, который обеспечил бы использование смазки, которая была, по крайней мере, подходящей по вязкости.
Смазочные материалы были классифицированы по вязкости по Сейболту при 210F.Эта температура была выбрана, во-первых, потому, что она приближалась к фактическим температурам картера двигателя, которые можно было ожидать летом, а во-вторых, потому что это была стандартная эталонная температура в отрасли.
Это были хорошо известные классы 20, 30, 40, 50 и 60, которые используются до сих пор. Масло SAE 20 определялось как масло, вязкость которого составляла от 45 до 58 SUS при 210 ° F, SAE 30 — от 58 до 70 и так далее.
Интересно отметить, что в 1981 году эти классификации по существу остались прежними, хотя теперь они выражаются в сантистроках и при 100 ° C (212F).Большинство изменений в системе коснулись метода описания низкотемпературных эксплуатационных свойств.
Низкотемпературные свойства
В 1911 году большинство автомобилистов поставили свои автомобили на хранение на зимние месяцы, и поэтому низкотемпературные смазочные свойства не считались важными. Но все изменилось. Круглогодичный автомобиль стал более распространенным явлением, как и электрические стартеры.
Эти разработки привлекли внимание к низкотемпературному поведению смазочного масла, и в 1923 году SAE добавила требования к температуре застывания, которые, по крайней мере, гарантировали, что смазочный материал будет жидким при указанных температурах.
Десять лет спустя, в 1933 году, была добавлена спецификация, устанавливающая фактические пределы вязкости. Вязкости были указаны, все еще в секундах Сейболта, при 0 ° F, поэтому цифры были получены путем экстраполяции на диаграмме ASTM из измеренных вязкостей ar 100 ° F и 210 ° F.
Теперь непросто измерить вязкость при 100F и 210F. Сначала были представлены две классификации: 10 Вт и 20 Вт. Классификация 20W была выбрана таким образом, чтобы смазочный материал с вязкостью 90-100 VI также соответствовал ограничениям SAE 20, и поэтому он был обозначен как SAE 20W-20.
В 1950 году была добавлена классификация 5W. Суффикс «W» означал «зимний» сорт.
В пятидесятые годы всесезонные масла, содержащие присадки, улучшающие ИВ, начали проникать на рынок, а в США также произошел значительный переход на восьмицилиндровые двигатели легковых автомобилей.
Эта комбинация привела к возникновению ряда проблем с запуском в холодную погоду, во-первых, потому что более крупные двигатели было труднее проверять, а, во-вторых, потому, что масла с улучшенным VI более или менее неньютоновские, особенно при низких температурах, и, следовательно, экстраполированные вязкости не надежный справочник по низкотемпературным характеристикам.
Таким образом, в 1967 году экстраполированные вязкости были заменены фактическими вязкостями (в пуазах), измеренными в устройстве, известном как имитатор холодного проворачивания, первоначально при 0 ° F, а в последнее время при -18 ° C.
Имитатор холодного пуска — это относительно простое устройство, состоящее из двухплоскостного двухплоскостного цилиндрического двигателя, вращающегося в цилиндрическом корпусе, через который может циркулировать охлажденная жидкость. Приведенная выше диаграмма проясняет детали. Измеряется ток приводного двигателя, и прибор необходимо откалибровать с использованием масел известной вязкости.
SAE 15W
В середине семидесятых годов европейские производители настаивали на введении классификации 15W. Чтобы понять необходимость этого, следует немного отвлечься и изучить природу всесезонных масел.
Всесезонное средство состоит из базового масла и присадки, улучшающей ИВ. Как мы видели, требуется соблюдение определенных пределов вязкости при -18 ° C / 0F (при измерении CCS) и при 100 ° C / 212F (при измерении кинематическим вискозиметром).
В целом можно сказать, что низкотемпературные свойства всесезонного масла определяются базовым маслом, используемым в смеси, тогда как высокотемпературные свойства зависят от природы и количества присадки, улучшающей ИВ.
Следовательно, смесь 10W-X будет содержать базовое масло более низкой вязкости, чем смесь 20W-X.
Теперь измерение вязкости при 100 ° C в лаборатории даст определенные и повторяемые результаты, но эти измерения проводятся при очень низких скоростях сдвига, тогда как при реальной эксплуатации в двигателе смазочный материал подвергается очень высоким скоростям сдвига.
Учитывая неньютоновскую природу масел с улучшенными характеристиками VI, некоторые наблюдатели полагают, что лабораторные измерения вязкости не обязательно коррелируют с эффективной вязкостью, предотвращающей износ, которую видит двигатель.
Короче говоря, европейские производители считают, что смесь 10W-X, проще говоря, слишком тонкая, чтобы обеспечить адекватную защиту их небольших мощных двигателей, работающих на высоких скоростях на автомагистралях.
За Атлантикой у большого V-8 американского автомобилиста, работающего на законодательно установленных умеренных скоростях, такой проблемы не было.
Таким образом, очевидным решением для Европы была смесь 20W-X, но это привело к проблемам с запуском, потому что, проще говоря, она слишком густая при низких температурах.
Компромиссным решением является классификация 15W, введенная в 1977 году. Это не отдельная классификация. Он просто указывает на то, что это масло SAE 20W, но в нижней части диапазона.
Как правило, смесители смазочного масла поддерживают низкотемпературную вязкость, близкую к верхнему пределу диапазона, потому что для понижения этого показателя потребуется больше добавки, улучшающей вязкость, в смеси, а улучшители вязкости являются дорогостоящими добавками.
Подводя итог, можно сказать, что масло SAE 20W — это масло, вязкость которого по CCS при -18 ° C (0F) составляет от 25 до 100 пуаз.Процитируем собственные слова SAE: «SAE 15W может использоваться для обозначения масел SAE 20W, которые имеют максимальную вязкость при -18C (0F) 50 пуаз.
Дальнейшие разработки
Несмотря на то, что вязкость CCS определяет один из аспектов низкотемпературных характеристик, производители обнаружили, что у них иногда возникали отказы двигателей, приводящие к претензиям по гарантии из-за нехватки масла в двигателях при холодном пуске. Следовательно, возникла необходимость в измерении «прокачиваемости», а также вязкости.
Теперь разработан еще один тест с использованием прибора, известного как «мини-роторный вискозиметр» (MRV).Не вдаваясь в подробности, этот инструмент чем-то напоминает Брукфилд, в котором используется вращающийся цилиндр.
В то же время SAE предложила некоторую дополнительную классификацию, и теперь диапазон приведен ниже.
Классификация вязкости моторного масла по SAE: SAE J300
Источник
Для моторных масел «W» (0W, 5W, 10W, 15W, 20W, 25W) относится к вязкости при 0F (-18C), определяемой на холоде. симулятор проворачивания.
Прямая цифра (16, 20,30, 40, 50,60) относится к вязкости при 100 ° C (212F)
Что означает 5W-30?
W означает «зима» и относится к низкотемпературным характеристикам, связанным с частотой вращения коленчатого вала двигателя и прокачиваемостью масла.
Grade 5W, указанное в верхней половине таблицы, это масло будет иметь максимальную вязкость при запуске 6600 мПа.с даже холодной зимней ночью, если его температура упадет до -30C (-22F), а максимальная вязкость при перекачке составит 61000 мПа.с при температуре -35 ° C (-31 ° F).
Grade 30, из нижней половины таблицы, это масло будет иметь кинематическую вязкость при низкой скорости сдвига в диапазоне 9,3-12,5 сСт при 100 ° C (212F) и вязкость при высокой скорости сдвига не менее 2,9. мПа.с в части двигателя с высокой температурой (150 ° C / 302 ° F) и высоким давлением.
В чем разница между 5W30 и 5W20?
5W30 или 5W20? В основном, чем выше число, тем выше вязкость и гуще масло.
Моторное масло SAE 5W-XX можно использовать при температуре до -35C (-31F). SAE 0W-XX может использоваться при более низкой температуре как более тонкий, а SAE 10W-XX при более высокой температуре как более толстый.
Для SAE 5W-20 и SAE 5W-30 разница заключается в вязкости при высоких температурах (100 ° C / 212F) и HTHS (высокотемпературная вязкость при высоком сдвиге 150 ° C / 302F.5W-30 имеет более высокую вязкость, чем 5W-20. Чем выше вязкость, тем гуще масло.
SAE XW-20 обеспечивает лучшую экономию топлива или большую мощность, чем масло SAE XW-30, поскольку оно менее вязкое и более тонкое, обеспечивая меньшее трение.
Однако менее вязкие и более жидкие масла могут не обеспечивать долговечность оборудования, что приводит к повышенному износу двигателя.
Почему 5W30 и 5W20 так распространены?
SAE 5W30 и SAE 5W20 настолько распространены, потому что это очень жидкие масла, обеспечивающие максимальную экономию топлива, которую сегодня хотят производители двигателей и правительства США, Японии и Европы.Сэкономьте расход топлива с меньшим количеством выхлопных газов.
Какое моторное масло мне следует использовать?
Класс вязкости SAE, который следует использовать для нового автомобиля, соответствует заявлению производителя, поскольку он представляет собой комбинацию заявлений об экономии топлива и долговечности двигателя. Двигатель должен быть специально разработан для моторных масел с низкой вязкостью.
Масла становятся все тоньше, но для обеспечения необходимой защиты от износа, как и в случае более старых более густых масел, требуется усовершенствованный химический состав.
Будущее за двигателями со сверхнизким коэффициентом трения, так что SAE ввела классификацию SAE XW-16, возможно также SAE XW-4, 8 и 12.
Для получения более подробной информации см. Классы вязкости по SAE, SAE J300 .
Поздравляем! Вы дошли до конца полного руководства по вязкости! Мы надеемся, что эта статья окажется полезной и поможет объяснить вещи так, чтобы их было легко понять.
Если у вас есть какие-либо комментарии или вопросы, пожалуйста, оставьте их в разделе комментариев под этим сообщением. Если вы хотите, чтобы наше новое содержимое доставлялось на ваш почтовый ящик, подпишитесь на наш список рассылки ниже.Спасибо за прочтение.
Вязкость масла и марки масла
Вязкость моторного масла
Вязкость моторного масла означает, насколько легко масло течет при определенной температуре. Жидкие масла имеют более низкую вязкость и легче текут при низких температурах, чем более густые масла с более высокой вязкостью. Разжиженные масла уменьшают трение в двигателях и помогают двигателям быстро запускаться в холодную погоду. Густые масла лучше сохраняют прочность пленки и давление масла при высоких температурах и нагрузках.
Измерение вязкости моторного масла
Общество автомобильных инженеров разработало шкалу как для моторных (марок моторных масел), так и для трансмиссионных масел.
Вязкость обозначается по общепринятой классификации «XW-XX». Число перед буквой «W» (зима) обозначает текучесть (вязкость) масла при нулевом градусе Фаренгейта (-17,8 градуса Цельсия). Чем меньше число, тем меньше загустевает масло в холодную погоду.
Цифры после «XW» обозначают вязкость при 100 градусах Цельсия и показывают устойчивость масла к разжижению при высоких температурах.
Например, масло класса 5W-30 в холодную погоду загустевает меньше, чем масло класса 10W-30. Масло марки 5W-30 быстрее разжижается при высоких температурах по сравнению с маслами марки 5W-40.
Зимой и для автомобилей, эксплуатируемых в более прохладных регионах, ваш двигатель будет лучше использовать масло с низкой зимней вязкостью. Летом и в более жарких регионах ваш двигатель получит больше пользы от масла с более высокой вязкостью при 100 градусах Цельсия.
При сравнении масел важно учитывать место эксплуатации автомобиля.Разжиженные масла, которые менее склонны к загустеванию при низких температурах, помогут вам быстрее запустить двигатель зимой, в то время как густые масла, которые менее склонны к разжижению при высоких температурах, улучшат работу вашего двигателя летом. В результате масла 0W-20 и 5W-30 были разработаны для более холодного климата, а масла 15W-40 и 20W-50 были разработаны для более жаркого климата.
.