Вязкость масла для четырехтактных двигателей внутреннего сгорания

Индекс SAE, который мы видим на упаковках, характеризует такой параметр, как температурная вязкость моторного масла. Жидкие лубрикаторы способны менять свои физические свойства в широком диапазоне температур, поэтому с этим фактором всегда приходится считаться как автоконцернам, так и производителям моторных масел.

Sae таблица

Знание того, какие процессы происходят под капотом автомобиля, как взаимодействуют между собой различные компоненты силовой установки и как кинематическая вязкость смазки влияет на ресурс двигателя, будет полезно каждому автолюбителю.

Что такое вязкость моторного масла

Вязкость (другое название — внутреннее трение) в соответствии с официальным определением — это свойство текучих тел оказывать сопротивление перемещению одной их части относительно другой. При этом выполняется работа, которая рассеивается в виде тепла в окружающую среду.

Вязкость — величина непостоянная, и она меняется в зависимости от температуры масла, имеющихся в его составе примесей, значения ресурса (пробега мотора на данном объеме). Однако эта характеристика определяет положение смазывающей жидкости в определенный момент времени.

А при выборе той или иной смазки для двигателя необходимо руководствоваться двумя ключевыми понятиями — динамической и кинетической вязкостью. Их еще называют низкотемпературной и высокотемпературной вязкостью соответственно.

Международный стандарт вязкости масла SAE

Как и для большинства расходных компонентов автомобиля, для смазочных материалов также предусмотрена своя международная классификация.

Сообщество автомобильных инженеров (SAE) собирает и анализирует информацию об эксплуатации транспортных средств и вносит собственные стандарты, на которые ссылаются разработчики и производители смазочных материалов.

Сообщество SAE появилось в начале прошлого века, к его рекомендациям прислушиваются все уважающие себя инженеры и не только автомобильной индустрии.

Существует таблица соответствия SAE, в которой индексы сопоставляются температурным режимам. Различают два режима вязкости:

  1. высокотемпературный,
  2. низкотемпературный.

Таблица приводит классы SAE начиная с 0W. Расшифровка двойного обозначения всесезонных масел, к примеру 10W-40, содержит следующую информацию:

Вязкость низкотемпературная масла 10W-40:

  • по значению «проворачивание»: 7000мПа*с при -25°С;
  • по значению «прокачиваемость» 60000мПа*с при -30°С.

Вязкость высокотемпературная:

  • Минимальная 4.1 мм2/с при 100°С;
  • Минимальная 2.9 мм2/с при 150°С (скорость сдвига 106с-1).

Подробная расшифровка индекса SAE дает специалисту нужные сведения о применимости масла в различных силовых установках, но рядовой автолюбитель в вопросе, моторное масло какой вязкости лить в двигатель, должен руководствоваться прежде всего указаниями производителей автомобиля.

Стандарт J300 характеризует динамическую и кинематическую составляющие вязкости.

В соответствии с этим стандартом существует 17 классов масел, 8 из них зимних ( 0W, 2,5W, 5W, 7,5W, 10W, 15W, 20W, 25W) и 9 летних (2, 5, 7,10, 20, 30, 40, 50, 60). Большинство масел, используемых в странах СНГ имеют обозначение XXW-YY, где XX — обозначение динамической (низкотемпературной) вязкости, а YY — показатель кинематической (высокотемпературной) вязкости.

Буква W означает английское слово Winter — зима. В настоящее время большинство масел являются всесезонными.

Читать:  Полусинтетические моторные масла для бензиновых двигателей

Что такое кинематическая и динамическая вязкость масла

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 жидкости при заданных температурах. Измеряется кинематическая вязкость в мм2/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.

Низкотемпературные показатели вязкости масла

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.

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. 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.

Требования к маслу по SAE

В соответствии со стандартом SAE J300 моторное масло должно соответствовать следующим требованиям:

  1. Прокачиваемость. Особенно это актуально для работы двигателя при низких температурах. Насос должен без проблем качать масло по системе, а каналы не забиваться загустевшей смазывающей жидкостью.
  2. Работа при высоких температурах. Тут обратная ситуация, когда смазывающая жидкость не должно испаряться, угорать, и надежно защищать стенки деталей за счет образования на них надежной защитной масляной пленки.
  3. Защита двигателя от износа и перегрева. Это касается работы во всех температурных диапазонах. Масло должно обеспечивать защиту от перегрева двигателя и механического износа поверхностей деталей во время всего эксплуатационного периода.
  4. Удаление продуктов сгорания топлива из блока цилиндров.
  5. Обеспечение минимальной силы трения между отдельными парами в двигателе.
  6. Уплотнение зазоров между деталями цилиндропоршневой группы.
  7. Отведение тепла от трущихся поверхностей деталей двигателя.
Читать:  Масла Газпромнефть: виды, особенности, применение

На перечисленные свойства моторного масла динамическая и кинематическая вязкости влияют каждая по своему.

Выбор моторного масла по вязкости

Индекс вязкости по SAE одинаково применим для синтетического и минерального масла. Какими бы превосходными химическими свойствами не обладала бы смазка, требования к ее физическим свойствам остаются в силе.

На морозе не завелась

Производители автомобилей в руководстве по сервисному обслуживанию всегда указывают индекс моторного масла оптимальный для определенного типа двигателя.

Чтобы подобрать для двигателя своего автомобиля наиболее подходящее по вязкости масло — следует опираться на два основных показателя:

  1. в каких климатических условиях эксплуатируется автомобиль;
  2. сколько лет эксплуатируется двигатель.

Опираясь на первый показатель, для регионов с высокой температурой воздуха следует выбирать жидкости с более высоким показателем вязкости. Данный параметр представлен цифрой, находящейся перед буквой «W».

Так, к примеру, при эксплуатации транспортного средства при температуре воздуха от -10 и до +45 следует выбирать SAE 20W-40.

Второй параметр: в этом случае следует выбирать смазку согласно выработанному ресурсу двигателя. Так для нового двигателя следует подбирать меньшую вязкость, а для мотора постарше — более вязкое масло. Это необходимо для того, чтобы более выработанные детали, имеющие между собой значительно увеличенные зазоры, могли более или менее нормально функционировать.

Любая смазка содержит показатели вязкости как при низких, так и при высоких температурах, и при выборе это следует обязательно учитывать. Чем выше первая цифра (стоящая перед буквой W), тем рабочий диапазон на низких температурах будет меньше. Чтобы произвести расчеты — необходимо от цифры 40 отнять первый показатель смазки.

Вязкость масла на практических примерах

Лить или не лить рекомендованное масло, каждый решает сам, но рассмотрим ситуации, когда в моторе используется неподходящая смазка.

1). В зимнее время года владелец автомобиля заливает по ошибке масло, индекс которого SAE 40, предполагающий летнюю эксплуатацию. Пока двигатель был еще теплый, машина нормально заводилась и ехала.

Утром, при температуре воздуха -35°С, водитель не смог завести автомобиль – стартер не смог прокрутить коленчатый вал даже на несколько оборотов и аккумулятор быстро разрядился.

Синтетическое масло настолько загустело на морозе, что для запуска двигателя потребовалось отбуксировать машину в отапливаемый бокс. После зарядки аккумулятора и замены летнего масла на зимнее автомобиль нормально завелся и поехал.

Читать:  Щелочные число моторных масел, свойства

2). Другой автолюбитель, забыв какой индекс масла нужен для его двигателя, залил смазку для спортивного мотора, решив, что хуже не будет, но оказался неправ. Вязкость моторного масла для высокофорсированных ДВС имеет иную диаграмму температурных режимов.

В таких моторах смазка должна прокачиваться с максимальной быстротой и создавать надежную защитную пленку на кольцах и поршнях при сравнительно высокой температуре и оборотах. Многие думают, что получат прирост мощности, но это не так.

Если в рядовой «гражданский» двигатель лить спортивное масло, то есть большая вероятность его поломки. Чаще всего недостаточная толщина смазывающей пленки при малых зазорах пары цилиндр-поршень приводит к перегреву и заклиниванию последнего иногда даже с обрывом шатунов.

Есть одно хорошее наблюдение — если автомобиль длительное время и без проблем эксплуатировался на одной и той же марке моторного масла, то двигатель к нему как бы «привыкает», что особенно справедливо для старых машин с большим пробегом.

Отдельно следует отметить, что попадание воды в смазочную систему ДВС абсолютно недопустимо, т.к. приводит к образованию эмульсии, которая не способна столь же эффективно противостоять трению. К тому же вода резко снижает качество присадок, повышая кислотность, что в свою очередь приводит к коррозии и повышенному износу.

Специфика различных двигателей

У каждого поршневого ДВС есть определенные изготовителем нормы допусков по зазорам между поршнем и стенками цилиндров. Эти нормы различаются для двигателей с разной степенью сжатия, ходом поршня и рабочим объемом. Этот зазор также учитывает также наличие смазочной пленки определенной толщины.

Кинематическая вязкость моторного масла — это еще один значимый параметр, стандартизированный по ГОСТ 33-2000/ISO 3104-94. Эта физическая величина определяет насколько быстро будет истекать смазочный материал, сопротивляясь силам гравитации.

Какой смысл знать, как быстро стекает смазка? В ДВС некоторых автомобилей подача смазки в цилиндры происходит за счет ее разбрызгивания движущимся коленвалом. Если масло будет слишком быстро стекать, то оно не обеспечит оптимальной защитной пленки на поверхности движущихся частей. Кинематическая вязкость определяется с помощью вискозиметра.

Для моторного масла кинематическая характеристика измеряется при температуре 40 и 100°С. Достоверно установить свойства текучести возможно только в лабораторных условиях. Визуально можно только наблюдать, как меняется прозрачность масла в процессе эксплуатации и его уровень — ДВС в которых оно слишком быстро расходуется, загрязняется и меняет цвет требуют ремонта.

Стандарты вязкости масла API

Кроме классификации по SAE, на моторные масла распространяются действующие стандарты Американского института нефти (API).

Api oil

Вот расшифровка применяемых буквенных индексов этого стандарта:

  • S — для сервисного(служебного) обозначения категорий масел для карбюраторных ДВС;
  • С — для моторных масел используемых в дизельных двигателях;
  • EC — масла для карбюраторных двигателей с высокой энергоэффективностью.

Подгруппы в категориях API помогают более точно определить предназначение смазки тому или иному типу транспортного средства с учетом года выпуска, типом двигателя и его мощности. Например, подгруппа API SA обозначает смазочные материалы без использования присадок, для двигателей старых моделей машин.

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Автомобильные масла и ГСМ
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: