Вязкость моторных масел


Маркировка и классификация моторных масел по вязкости с использованием системы SAE

Физическое понятие, что такое вязкость моторного масла, трактуется, как способность сопротивляться движению одной части вещества относительно другой. Это трение слоев друг о друга внутри жидкости. Чем менее подвижна жидкость, тем больше ее вязкость. Она зависит: от рода вещества, примесей, добавок (для этого используют присадки), температуры самой жидкости.

Для автомобилиста важно учитывать и знать:

  • какой смазочный материал лучше выбрать для двигателя;
  • как разобраться с надписями на этикетке;
  • что обозначает маркировка моторного масла, какая у нее расшифровка;
  • как повлияет на работу двигателя неправильный выбор автомобильного масла;
  • что значит стандарт SAE.

К чему может привести использование неправильно подобранного масла по вязкости

При проектировке автомобилей, конструкторы закладывают определенные параметры и характеристики двигателя. Для номинальной работы, определяется класс вязкости соответствующих ему моторных масел. При выборе, покупке, следует обращать внимание на то, что индекс вязкости масла, динамическая, кинематическая вязкость, базовая основа, температурные диапазоны, должны совпадать с требованиями производителя двигателя.

При заливке в двигатель масла не соответствующего паспортному требованию, может произойти следующее:

  • Большая вязкость отрицательно влияет на долговечность двигателя. Экспериментально проверено и подтверждено, что каждый прогрев нового двигателя во время сильных морозов забирает до 200 км ресурсного пробега.
  • Эксплуатация двигателя с завышенной, относительно паспортных требований, вязкостью приведет к его быстрому разогреву. Увеличится расход горючего. Большее количество продуктов сгорания топлива осядет на стенках. Кислая среда приведет к ускоренной коррозии. При этом, масло потребуется чаще менять. Детали, моторные комплектующие будут быстро изнашиваться. Уже через сотню тысяч пробега двигателю потребуется капитальный ремонт.
  • Энергоэффективные моторные смазочные материалы предназначены только для специально спроектированных двигателей. Они не подходят к каждому автомобилю. Применение жидкости с низкой вязкостью при рабочей высокой температуре, приведет к тому, что детали двигателя будут смазаны недостаточно. Масляная пленка окажется тонкой. Соответственно, возникшее большое трение, вызовет неправильную работу механизма, и даже заклинивание.

Использование автомасла разной вязкости опасно для мотора. Причем заниженная вязкость машинных масел, по сравнению с номинальной, гораздо опаснее, чем завышенная.

Классификация автомобильных масел по системе SAE

Авторская классификация моторных масел по SAE принадлежит американской ассоциации автомобильных инженеров. Система, в первой своей редакции, введена в 1911 году. Классификация по системе SAE опирается на характеристики вязкости в зависимости от температур окружающей среды, условий в которых двигатель будет эксплуатироваться безопасно, оптимально.

Для рассмотрения что такое вязкость масла, какова подробная расшифровка показателей по системе SAE, введем понятия кинематической, динамической вязкости в моторном масле.

С повышением температуры, начинается снижение вязкости любой жидкости, так как уменьшается взаимное притяжение молекул. Этот процесс характеризует кинематическая вязкость любого моторного масла. В связи с этим, вводится еще одна величина характеризующая свойства масел, индекс вязкости, которая показывает скорость снижения густоты моторного масла за единицу времени.

Вторая характеристика, динамическая вязкость машинного масла, показывает какую силу нужно приложить, чтобы сдвинуть порцию вещества, по отношению к площади сдвига.

Эти две характеристики очень важны! Можно привести цепочку рассуждений при использовании в моторе смазки с недостаточным индексом вязкости.

  1. С повышением температуры, быстро уменьшается вязкость (малый индекс вязкости масла по SAE).
  2. Смазка покрывает комплектующие мотора очень тонкой пленкой.
  3. Возрастает трение между соприкасающимися межу собой деталями.
  4. В результате – поломка двигателя.

Или другой вариант:

  1. Динамическая вязкость не достаточная.
  2. Стартер не может провернуть двигатель.
  3. Смазка не доходит до всех составляющих.
  4. Двигатель заводится на сухую.
  5. Большое трение.
  6. Двигатель клинит.

На этикетках зачастую индекс не печатают. Его можно узнать только у продавца. Обычные границы таковы:

  • ИВ минерального – 120-140;
  • ИВ синтетического – 140-170;
  • ИВ полусинтетики – 130-150.

Масло с большим Индексом Вязкости (ИВ) при низких минусовых температурах остается достаточно жидким, а при высоких плюсовых, и хорошо разогретом двигателе, достаточно густым. Это обеспечивает его отличное функционирование.

Важно знать нужное для данного двигателя моторное масло. Использовать оптимальный вариант, рекомендуемый по системе SAE. От правильного выбора зависит:

  • рабочая мощность мотора;
  • легкость, быстрота пуска непрогретого двигателя;
  • КПД двигателя;
  • количество хлопьев окисла, образующихся при сгорании топлива;
  • расход топлива;
  • расход и сроки замены масла.

Классификация автомасел подразумевает разделение на три группы по температуре окружающей среды, в которой происходит запуск двигателя: летнее, зимнее и всесезонное. При этих температурах вязкость моторных масел оптимальна, приведенная ниже таблица, показывает их границы применения.

Чем больше разница между максимальной и минимальной температурами в холодное и теплое время года, тем выше должен быть индекс вязкости. Имея такие характеристики, автомасло считается высококачественным.

Таблица вязкости и классификация масел

Внимание! Для разных моделей двигателей у различных производителей, данные таблицы немного могут отличаться.

Маркировка масел Нижняя граница температуры Верхняя граница температуры
sae 0w30 -35 +35
sae 0w40 -35 +40
sae 5w30 -30 +35
sae 5w40 -30 +40
sae 5w50 -30 +50
sae 0w -35 -10
sae 5w -30 -10
sae 10w -25 0
sae 15w -20 +5
sae 20w -15 +15
sae 10w30 -25 +35
sae 10w40 -25 +40
sae 15w30 -20 +35
sae 15w40 -20 +40
sae 20w50 -15 +50
sae 30 -5 +35
sae 40 +10 +40
sae 50 +10 +50

По таблице видно что маркируются смазочные материалы буквами и цифрами. Летние – цифрой, зимние буквой w и цифрой, всесезонные – буквенно-цифровым обозначением.

Классификация по SAE, приняла следующие обозначения. Первая цифра в маркировке обозначает динамическую вязкость жидкости. Если от нее отнять 40, получится нижняя температура при которой насос подаст смазку внутрь мотора к соприкасающимся деталям. Если отнять 35, получится наименьшая температура воздуха при которой стартер сможет безопасно провернуть холодный двигатель.

Например: на канистре есть надпись, SAE 5w40. Означает что это всесезонный смазочный материал. Оптимально применять его в местах, где климатические условия зимой средней суровости. Температура там обычно не опускается ниже минус 30 градусов, а в самые жаркие дни теплого периода года, не поднимается выше 40.

От чего зависит частота замены масла

От температурного диапазона применения смазочного материала зависит частота его замены. Чем больше разбежка между зимней и летней температурой, тем чаще придется менять старое масло на новое.

Это необходимо потому, что в таких автомаслах используются специфические синтетические присадки. Они представляют собой цепочки с различным коэффициентом поверхностного натяжения на обоих концах. Чем больше разница температур, тем длиннее синтетические цепочки.

Поверхностное натяжение зависит от величины температуры окружающей среды. Таким образом, цепочки присадок получают возможность к скручиванию и разворачиванию при разных температурах. При повышении температуры базового масла, цепочки, распределенные по всему объему, разворачиваются и тем самым уменьшают текучесть базовой основы. Она становится гуще, тягучее.

Однако каждая присадка синтезирована так, что цепочки могут сворачиваться и разворачиваться только определенное количество раз. В дальнейшем, они разрушаются. Длинные присадки разрушаются быстрее. Чем больше эксплуатируется масло, тем меньше остается в нем присадки. И оно перестает обладать первоначальными эксплуатационными качествами.

С возрастанием километража пробега, необходимо использовать более густую смазку. Для старых, изношенных автомобилей допускается использовать моторное масло на два класса выше, чем рекомендуемое. Однако, перед тем как отступить от требований указанных в сервисном паспорте, следует пройти полный технический осмотр мотора автомобиля. И только после этого, опытный моторист посоветует применить более густой смазочный материал.

Вязкость моторного масла

Темой этой статьи является вязкость моторного масла. В работе масла этот параметр – важнейший, поскольку именно от вязкости зависит, насколько хорошо будет выполняться основная функция масла, а именно смазывание деталей двигателя. Тема не очень маленькая и затрагивает несколько аспектов, и поначалу я хотел разбить её на несколько небольших статей, однако потом решил всё же поднапрячься и свести всё воедино. Думается, что при подаче информации одним куском получится более наглядно показать взаимосвязи между различными сторонами явления в процессе:). Так что готовьтесь, букв будет много:).

Что такое вязкость?

Для начала сунемся в «академические» источники, ну или в Википедию:). Там даётся такое определение:

Вязкость (внутреннее трение) — одно из явлений переноса, свойство текучих тел (жидкостей и газов) оказывать сопротивление перемещению одной их части относительно другой.

А теперь попробуем усвоить «на пальцах»: представим стопку листов бумаги на столе. Кладём руку на верхний лист стопки и начинаем сдвигать его в сторону. Вместе с верхним листом будут двигаться и те, что под ним, причём каждый нижеследующий будет получать меньше энергии и, соответственно, двигаться на меньшее расстояние, чем верхний лист. Только не надо пытаться изобразить это на практике, чистого наглядного результата не будет, поскольку там есть ещё куча дополнительных факторов, нарушающих чистоту эксперимента (у меня, например, стол очень скользкий, двигается вся стопка целиком:)). Да и бумага – это всё-таки не жидкость, и не газ. Однако идею о распределении движения между слоями жидкости этот пример вполне нормально иллюстрирует. На картинке это движение представлено стрелками, уменьшающимися книзу.

Теперь представим, что «рука» двигает стопку туда-сюда с небольшой амплитудой. Получится, что верхний лист не двигается относительно руки, а нижний – относительно стола. При этом стопка не распадается и в ней не возникает никаких промежутков и пустот. Также и масло между двумя трущимися деталями образует так называемый «масляный клин» (это, грубо говоря, масло, сдавленное между поверхностями трения, а поскольку жидкости практически несжимаемы, то детали надо сильно постараться, чтобы продавить его и потереться о другую деталь). Кроме предотвращения сухого трения (железа по железу), есть ещё один момент – это целостность масляной плёнки. Если вязкость у моторного масла достаточно большая, масло будет «растягиваться» не разрываясь, то есть будет работать уплотнением, через которое не прорвутся продукты горения и прочий мусор (в ЦПГ, например).

Вывод из предыдущего абзаца таков: большая вязкость моторного масла с точки зрения смазывания деталей – это хорошо (как пример, вода и мёд: наклони ложку, вода стечёт сама, оставив голый металл, а мёд устанешь ждать, пока с ложки слезет). Однако у смазочных материалов есть одно неприятное качество, они изменяют вязкость в зависимости от своей температуры. Соответственно, масло, вязкость которого в разогретом работающем двигателе была идеальной, в холодном моторе будет гуще, а в перегретом, наоборот, жиже (в данном случае мы понимаем, что масло имеет температуру двигателя, и тоже естественно, разогретое, холодное, или перегретое). На практике это означает, что возможно одно из двух: либо масло хорошо работает в моторе, либо позволяет запустить его при сильно отрицательных температурах.

Сезонные и универсальные масла

Поначалу проблему застывания масла на морозе решали применяя масла с разной вязкостью для зимы и лета и называли их сезонными маслами. Совершим небольшой экскурс в историю. Масла в качестве смазки моторов стали применять практически одновременно в появлением этих самых моторов. Говорят, кстати, что первый ДВС Дизеля не имел системы смазки и проработал около минуты, после чего его заклинило в результате теплового расширения деталей. Так что, хочешь не хочешь, а пришлось вводить в конструкцию эту самую систему смазки.

Кстати, первым в мире официально зарегистрированным брэндом моторного масла был Valvoline, запатентованный доктором (в смысле, врачом) Джоном Эллисом в 1873 году. Смазывали им тогда клапана больших паровых машин.

Однако уровень тогдашней нефтехимии был, прямо скажем, зачаточным, да и требования к маслу у тогдашних моторов были гораздо скромнее. Поэтому кроме нефтепродуктов использовались и более привычные для промышленности того времени вещества – растительные масла. Всемирно известный брэнд Castrol в своё время начинал с использования обычного касторового масла. Это, в общем, и отражено в его названии.

Так вот, о сезонности: как уже упоминалось, базовые минеральные масла состоят из большого количества различных нефтяных фракций в определённом диапазоне свойств (кстати, кому интересно, есть статья о функциях и свойствах моторного масла). Внутри этого диапазона они отличаются, в зависимости от своего состава. Например, чем больше в составе масла парафиновых соединений, тем лучше его смазывающие свойства и хуже низкотемпературные качества (температура застывания выше). Соответственно, у разных масел при одной и той же температуре будет разная вязкость и температура застывания. Поскольку в умеренных широтах колебания температур зимой/летом довольно сильны, то масло, хорошо работающее летом, зимой застынет. Ясно, что смазывать двигатель оно в таком состоянии не может. До появления модификаторов вязкости эту проблему можно было решить только заменой масла на более жидкое, застывающее при более низких температурах (ну или разведением костра под картером двигателя:)). Это позволяло заводить двигатели зимой без искусственного разогрева, но снижало смазываемость. Ведь, как мы помним, вязкость у более жидкого масла при прочих равных меньше, а значит и смазывает оно хуже. Вот примерные цифры по распространённой паре летнее/зимнее масло:

  • «летнее» масло М10Дм с вязкостью при 100°С равной 11 сСт, температура застывания -18°С.
  • «зимнее» масло М8Дм с вязкостью при 100°С – 8 сСт, температура застывания -30°С.

Кому интересно, что означают непонятные сочетания типа М10Дм, могут почитать статью о классификации моторных масел. Ну а  «сСт» – это единица измерения кинематической вязкости, о ней мы поговорим ниже.

Отсюда и происходит термин «сезонных» масел. В английском языке аналогом является слово monograde, то есть «одношкальный», если переводить дословно.

По мере развития химической отрасли появились присадки, позволяющие расширить диапазон рабочих температур масла. Одна из присадок понижает температуру застывания масла, называется такая присадка депрессорной. Другая присадка загущает масло при высоких температурах и называется модификатором вязкости. В статье о составе моторного масла я обещал объяснить механизм работы этих присадок, что и сделаю сейчас.

Депрессорные присадки и модификаторы вязкости

Для понимания принципа работы депрессорной присадки посмотрим, почему же застывает масло. Виноваты в этом уже упоминавшиеся парафиновые соединения, входящие в состав нефти, и, соответственно, некоторых продуктов его перегонки, используемых для производства масла и дизельного топлива. С понижением температуры эти соединения начинают образовывать кристаллы. Это можно проследить визуально, масло (или дизельное топливо) становится мутным. Кристаллы слипаются между собой, пока весь объём нефтепродукта не превращается сначала в кашу, а затем и вовсе теряет текучесть. Форма у этих кристаллов игольчатая с торчащими в разные стороны «хвостами», которыми они очень легко сцепляются друг с другом.  Депрессорная присадка позволяет изменить форму образующихся кристаллов с игольчатой на сферическую, предотвращая их слипание между собой и сохраняя, таким образом подвижность масла. Поэтому-то при применении депрессоров масло всё равно мутнеет (то есть кристаллы образуются, просто другой формы), но при этом остаётся жидким при дальнейшем снижении температуры.

Теперь посмотрим, как работает модификатор вязкости, или, по-другому, вязкостная присадка. Молекулы этой присадки выглядят как сжатая пружина «хаотичной завивки». Визуально это похоже на скомканный кусок проволоки. При повышении температуры эта пружина постепенно расжимается, занимая всё больший объём и удерживая внутри этого объёма молекулы масла, тем самым снижая его текучесть. Добавлю, что у синтетических базовых масел таких больших проблем с запарафиниванием нет, поскольку в них все молекулы одинаковы и имеют заданные параметры, в которых заложена очень низкая температура застывания. Например, масло Shell Helix Ultra Extra с вязкостью 5w-30 имеет температуру застывания -48°С, и это далеко не предел. Здесь, правда, кроется подвох: именно парафины отвечают за смазывание, поэтому их отсутствие понятно как скажется на этой функции масла. Так что в синтетику PAO приходится всё же добавлять минеральную базу, чтобы улучшить смазываемость. Подробно этот вопрос рассмотрен в статье о составе моторного масла.

Вот такими средствами и раздвигается диапазон температур, в котором масло работоспособно. Вниз депрессором, вверх – вязкостной присадкой. А чтобы измерять и контролировать изменения вязкости, а также сравнивать характеристики разных масел, придумали параметр, называемый индексом вязкости.

Индекс вязкости

Как обычно, обратимся к «первоисточникам». Из статьи Википедии узнаём, что вязкость – «это относительная величина, показывающая степень изменения вязкости масла в зависимости от температуры…». То, что идёт дальше, нам пока без надобности. Исходя из этого определения можно понять, что у разных масел разная степень изменения вязкости, то есть одно масло при изменении температуры от нуля до ста градусов изменится не очень значительно, а другое в этом же диапазоне вполне может превратиться из каши в воду. Это если утрировать. А то, что величина относительная означает в данном случае её безразмерность. То есть просто число-коэффициент, без всяких Ньютонов, квадратных миллиметров, секунд и прочей физики, получаемое путём сравнения с двумя эталонными маслами, у одного из которых ИВ принимают за 100, у другого за 0, а затем по специальным формулам рассчитывают вязкость исследуемого масла относительно эталонов. Методику придумали до появления синтетики, когда ИВ=100 был наилучшим из возможных. Сейчас большинство масел (даже минералка) имеет ИВ больше сотни. Ну, например:

  • индекс вязкости (ИВ) полусинтетического моторного масла Shell Helix HX7 10w40 равен 154
  • синтетика Shell Helix Ultra 5w40 имеет ИВ 168
  • у минералки Shell Helix HX3 15w40 ИВ равен 132

если мы возьмём ту же минералку ShellHelix HX3, но уже с другим классом низкотемпературной (или «зимней») вязкости, 10w-40, то ИВ этого масла имеет значение 155. Замечаем, что ИВ практически такой же, как у полусинтетики с таким же классом вязкости (10w-40). Делаем вывод, что одинаковый индекс вязкости можно получить разными способами. В полусинтетике свой эффект (или его часть) даёт добавка синтетической базы, которая сама по себе имеет увеличенный относительно минералки индекс вязкости. В минералке ИВ растягивают за счёт добавки модификатора вязкости и депрессорной присадки. Первый увеличивает вязкость в горячем масле, а вторая уменьшает вязкость на морозе.

Классы вязкости

Разберёмся, что же означают «наболевшие» цифры вида 10w-40. Чтобы как-то стандартизировать все масла по их вязкостным характеристикам, смышлёные американцы (контора с названием SAE – Society of Automotive Engeeners) придумали присваивать им классы вязкости. Существует два вида классов: низкотемпературный, и при 100°С. Изначально низкотемпературный класс применялся для зимних сезонных масел, а высокотемпературный для летних. Собственно, буква «w» как раз и означает слово «winter», зима по-английски. В принципе, сезонные масла выпускаются и сейчас (например, для тракторов, или судовых дизелей). Если вы увидели масло с цифрой вязкости, к которой добавлена буква w (например, 10w), это зимнее масло, а если с вязкостью 40 (или другое число без буквы w) – летнее.

Выведем все возможные на данный момент классы вязкости в табличку для наглядности. Всего существует 6 «зимних» и 5 «летних» классов. Для зимних классов нормируется 3 параметра: максимальная вязкость в тесте на проворачиваемость, максимальная вязкость в тесте на прокачиваемость и минимальная вязкость при 100°С (условно рабочая температура двигателя). Первые два параметра вытекают из условий, необходимых для запуска двигателя, то есть, чтобы двигатель запустился масло во-первых, должно прокачиваться по системе смазки (понятно зачем, да?:)), а во-вторых, должно позволить провернуть стартёру коленвал (ведь если масло, находящееся между коленвалом и вкладышами шатунов будет слишком густым, может и не получится). Ну а третий параметр говорит нам, что кроме обеспечения запуска двигателя нужно ещё худо-бедно заниматься его смазкой в процессе работы. Если сравнить этот показатель с аналогичным у летних масел и вспомнить, что теоретически чем выше вязкость, тем лучше держится масляная плёнка (повторюсь, до разумных пределов), понятно, что смазывают зимние масла именно «худо-бедно».

Здесь пора уже сказать о том, что вязкость моторного масла бывает динамическая и кинематическая. Их отличие в том, что динамическая вязкость не учитывает плотность жидкости, поскольку характеризует её внутреннее трение. Кинематическая вязкость может быть выражена через отношение динамической вязкости к плотности жидкости (то есть нужно поделить ДВ на плотность:)). Экспериментально её определяют замером времени вытекания определённого количества жидкости через калиброванное отверстие. Большого практического смысла это для нас не имеет, достаточно запомнить, что динамическая вязкость фигурирует в низкотемпературных тестах на прокачиваемость и проворачиваемость, а кинематическая в определении вязкости при рабочей температуре. Ну и единицы измерения у них, конечно, разные (да ещё и по несколько вариантов у каждой). Общеупотребительны сантиПуазы (сП) для динамической вязкости и сантиСтоксы(сСт) для кинематической.

Со значением предельной прокачиваемости вроде всё понятно, она должна быть равной (в смысле, не превышать) 60000 сантиПуазов. Для каждого класса эта вязкость должна достигаться на 5 градусов ниже предыдущего. То есть берём цифру зимней вязкости, вычитаем 40, получаем темперутуру достижения максимально допустимой вязкости прокачивания.

С проворачиваемостью чуть сложнее: с понижением цифры класса снижается не только температура (на 5°С каждый шаг), но и допустимая вязкость. То есть масло с вязкостью 10w при температуре -25°С будет более вязким, чем масло с вязкостью 0w при температуре -35°С.

С минимальной вязкостью при 100°С, думаю, всё ясно. Измеряется сантиСтоксами (потому что кинематическая), чем выше, тем лучше.

У летних классов изначально контролировался один параметр – вязкость при 100°С, поскольку больше ничего и не интересовало тогдашних инженеров. Это, как видим, вилка значений минимальная и максимальная, поскольку в одну цифру при производстве влезть нереально, а в диапазон уже можно. Да и по сути это некие границы между классами, по цифрам заметно – следующий класс начинается с цифры, которой закончился предыдущий. Однако читатели повнимательнее заметили ещё одну колонку с названием HTHS. Она появилась позже, когда выяснилось, что в современных моторах гораздо более напряжённые условия. Оно и правильно, технологии улучшаются, с удельного килограмма железа в двигателе собирают всё больше лошадиных сил (или киловатт, кому как нравится). А это приводит к увеличению температуры внутри двигателя. Поэтому в колонке HTHS даётся значение вязкости масла при 150°С и высокой скорости сдвига (1 000 000 1/с).

Кстати, в развёрнутом виде аббревиатура HTHS выглядит так — High Temperature High Shear (rate) и переводится как «высокая температура, высокая скорость сдвига».

Деформация сдвига – это скольжение слоев жидкости относительно друг друга, и в классификации приведено потому, что при высокой скорости сдвига масла временно снижают свою вязкость. Причём у синтетических масел это изменение более выражено, нежели у минералки. Именно этим объясняется наличие двух строчек вязкости 40. Верхняя для универсальных масел, в состав которых в значительных количествах входит синтетика, а вторая для минералки. Значение HTHS – это минимально приемлемый для данного класса порог вязкости в описанных условиях, за которым возможен разрыв масляной плёнки и возникновения участков трения металла по металлу. В общем, этим параметром характеризуется поведение масла при высоких оборотах двигателя.

Каким же должен быть параметр HTHS? С одной стороны, меньшая вязкость моторного масла – это экономия топлива (в пределах 2-5%), с другой – более высокая вероятность повышенного износа деталей двигателя. Я, конечно, не считал, но навскидку сэкономленные на бензине деньги вряд ли покроют ремонт. Поэтому я езжу на «сороковке», хотя и не кручу двигатель сильно, и в машине у меня (Хонда японка 2003 года) прописана возможность применения «двадцатки». Возможно, для нестарых машин оптимальным выбором будет вязкость 30, её минимальный HTHS такой же, как у сороковки, и в то же время будет наличествовать некоторая экономия мощности. Ещё один момент в пользу меньшей вязкости моторных масел – они быстрее протекают по масляным каналам и попадают на точку смазывания. Для некоторых новых машин это может быть критично, в этом случае в рекомендациях автопроизводителя прописана вязкость не выше 30, либо вообще один вариант высокотемпературной вязкости моторного масла (в основном та же тридцатка). В любом случае, как я уже неоднократно говорил, не нужно противоречить рекомендациям автопроизводителя.

Вязкость трансмиссионных масел

Напоследок прольём свет на ситуацию с вязкостью трансмиссионных масел. Ведь параметр вязкости классифицируется SAE и для них тоже. Наверняка каждый встречался с обозначениями вида 75w-90, 80w-90, 85w-140 и другими вариантами. Казалось бы, раз цифры выше, то и вязкость выше. Однако на самом деле вязкость у них такая же, как и у моторки, а цифры изменили, чтобы эти масла не путали друг с другом. Например, трансмиссионное масло 75w-90 по вязкости соответствует моторному маслу 10w-40.Одно время ВАЗ даже прописывал в тех.документации на машины заливку моторного масла в коробку передач. Можно было бы, конечно, оставить вязкость в покое (на мой взгляд, для исключения путаницы вполне достаточно надписи на банке «трансмиссионное масло»), однако на этот шаг пошли, видимо для того, чтобы исключить возможность заливки трансмиссии в мотор. Если моторка, в принципе, может удовлетворительно работать в коробке, то обратная замена крайне нежелательна (я бы сказал, противопоказана), поскольку у трансмиссионного масла гораздо меньший запас антиокислительных, детергентных и дисперсантных присадок. В коробке нет такой высокой температуры и взаимодействия с продуктами горения топлива, поэтому они там просто не нужны. Так что в моторе срок жизни трансмиссионки будет в разы меньше, нежели у моторного масла.

Таблица вязкости моторных масел. Как определить вязкость моторного масла :

Автомобильное масло – незаменимый помощник любого автомобилиста. Оно обеспечивает смазывание трущихся между собой механизмов, сглаживание поверхностей, а также удаление излишнего мусора, возникающего при взаимодейтсвии деталей друг с другом.

От правильного выбора смазочных материалов зависит многое. Во-первых, качество выбираемых масел в дальнейшем определяет износостойкость автомобильных частей. Помимо этого, характеристики приобретаемого масла определяют способность функционировать в условиях различных температурных режимов. В-третьих, использование слабокачественной продукции влечет за собой увеличение зазоров между взаимодейтсвующими механизмами, которые сопровождается увеличением расхода топлива, износом дорогостоящих деталей и механизмов и рядом других серьезных проблем.

Вязкость как один из ключевых параметров моторного масла

Выбор моторных масел определятся различными параметрами. Но для многих покупателей ключевым параметром является вязкость смазочного материала. Благодаря такому параметру автомобильное масло дольше задерживается на поверхности двигателя, правильно распределяется между трущимися деталями.

Основные параметры вязкости

Анализируя информацию, которую производители заявляют на этикетках продукции, каждому покупателю следует отличать такие понятия, как вязкость кинематическая и динамическая. Они отличаются по плотности, единицам и методам измерения и используются для показателей разных классов смазочных материалов.

Кинематическая вязкость указывает на такое свойство масла, как его текучесть. Она определяется при нормальной и максимальной рабочих температурах. Обычно для испытания выбирают такие режимы, как сорок и сто градусов по Цельсию. Измеряется данная величина в сантистоксах.

По показателям кинематической вязкости рассчитывается индекс вязкости моторного масла. Если вы хотите выбрать действительно лучший смазочный материал, индекс должен быть более 200, его имеют обычно всесезонные масла.

Динамическая вязкость характеризует силу сопротивления при перемещении жидкостей друг относительно друга вне зависимости от плотности. Единица измерения – сантипуаз.

Международный стандарт, который регламентирует вязкость масел

На сегодняшний день самой популярной классификацией смазочных материалов является SAE. Данная спецификация признана единственным международным стандартом, на основании которого рассчитывается вязкость масла исходя из температурного режима среды.

Society of Automotive Engineers – аббревиатура, которая принадлежит Обществу Автомобильных Инженеров Соединенных Штатов Америки.

Вязкость моторного масла по SAE должна отвечать таким условиям:

  • прокачиваемость – благодаря этому свойству в условиях минимальных температур обеспечивается быстрый доступ масла к маслоприёмнику;
  • проворачиваемость – способствует повышению пусковых свойств, обеспечивает необходимое сопротивление и достижение пусковых оборотов в мороз;
  • наиболее эффективная вязкость в жарких условиях;
  • кинематическая вязкость – определяет класс вязкости моторных масел.

Спецификацию SAE употребляют при определении уровня вязкости смазочного материала, учитываются требования к маслам при выпуске новой продукции, а также для исследования и детального изучения старых и новых составов.

Виды масел в зависимости от температурного режима

Вязкость смазочных материалов может меняться при различных условиях. Она находится в прямой зависимости от температуры окружающей среды, от скорости прогрева механизмов, режима работы двигателя. При низких температурах вязкость для обеспечения запуска автомобиля в холодную погоду не должна быть слишком высокой. В условиях высоких температур – наоборот, смазывающий материал помогает обеспечивать надлежащее давление и создает защитный слой между поверхностями, которые соприкасаются.

По показателю вязкости смазочные материалы делятся на зимние, летние и всесезонные. Всесезонная продукция более удобна. Она является более энергосберегающей, а также такие масла можно не менять так часто, как материалы для определенного сезона.

Диапазоны рабочих температур для разных масел по SAE

Таблица наглядно демонстрирует, в условиях каких температур можно применять разные виды смазочных материалов.

Таблица вязкости моторных масел по температуре представлена ниже.

Таблица вязкости моторных масел имеет цифровые и цифробуквенные обозначения, благодаря которым определяют сезонность масла и окружающая температура.

Зимние масла

В качестве примера можно рассмотреть вязкость моторного масла 5w30. Расшифровка вязкости моторного масла для зимних масел следующая.

Для зимних масел создано международное обозначение буквой «w». При расчетах от цифры перед ней необходимо отнять 40, в результате получаем температурный режим, при котором можно использовать смазочный материал. Чтобы узнать температуру проворачиваемости двигателя, необходимо отнять 35.

Выше приведена таблица вязкости моторных масел по температуре. Зимние масла находятся в её верхней части.

Зимние смазочные материалы пригодны к использованию при таких температурных режимах:

  • 0W - рекомендуемо к использованию при морозах до -35-30 оС;
  • 5W - рекомендуемо к использованию при морозах до -30-25 оС;
  • 10W - рекомендуемо к использованию при морозах до -25-20 оС;
  • 15W - масло рекомендуемо к использованию при морозах до -20-15 оС;
  • 20W - масло рекомендуемо к использованию при морозах до -15-10 оС.

Как было уже сказано, вязкость зимних масел также должна отвечать требованиям проворачиваемости, прокачиваемости (не должна быть выше шестидесяти тысяч сантипуаз) и обладать необходимой кинетической вязкостью.

Таблица вязкости моторных масел для холодных условий представлена ниже.

Летние виды смазочных материалов

Летняя продукция обозначена, согласно со стандартом, только цифрами (к примеру, SAE 30) и означает усредненный параметр, указывающий на вязкость материала в условиях работы при повышенных температурах.

Таблица вязкости моторных масел для летнего сезона имеет следующий вид.

Всесезонные масла

Всесезонные смазочные материалы применимы при различных тепловых режимах. В зависимости от сезона, вязкость способна меняться и обеспечивать надлежащую смазку механизмов автомобиля. Таким образом, масла для всех сезонов соответствуют критериям наивысшей вязкости проворачиваемости при холодах, и наименьшей – при жаре.

Они представлены в нижней части таблицы вязкости по температуре и состоят из комбинации летних и зимних масел.

Расшифровка следующая: допустим, вязкость моторного масла 5W-30: класс вязкости «5W» разрешает использование масла в холодный сезон, показывает, насколько легко запускается мотор в условиях низких температур; «30» - обозначает летний класс, с помощью этого показателя можно рассчитать возможность работоспособности при высоких температурах.

Выбор моторного масла по его вязкости

Как определить вязкость моторного масла? Это могут подсказать рекомендации производителя. Учитываются особенности строения двигателя, его нагрузки на смазочные материалы, уровень сопротивления, степень износа масленого насоса, степень возможного нагрева масла при разных режимах работы во всех местах мотора.

При выборе вязкости материала для зимнего сезона нужно учитывать средние температуры региона проживания. Правильный выбор масла поможет справиться автомобилю с холодным пуском, при котором возникает дополнительное трение и износ деталей. Таблица вязкости моторных масел поможет сориентироваться в большом выборе. Производители рекомендуют среди зимних масел использовать SAE 0W.

При выборе летнего масла нужно учитывать то, что детали в жаркое время года особенно могут перегреваться, обдув может быть недостаточным, поэтому масло должно быть вязким.

Заключение

Производители предлагают достаточно большой выбор смазочных материалов. Основной характеристикой которых является их вязкость. А она, в свою очередь, напрямую зависит от температурного режима.

Даже в очень умеренных климатических условиях разница в температурах между двигателя и его деталей может достигать двухсот градусов. Международный стандарт SAE предлагает на выбор масла для разных сезонов. Универсальное масло – всесезонное. Но как показывает опыт автолюбителей, при слишком большой разнице в температурных режимах, больших морозах и слишком жарком лете всесезонные смазочные материалы – далеко не самые лучшие.

Выбирая класс вязкости смазочного материала для личного автомобиля, необходимо руководствоваться такими критериями:

  • особенности строения автомобиля и мотора;
  • степень коррозии деталей, уровень изношенности двигателя;
  • основные режимы работы мотора;
  • температуру в различные сезоны по региону.

Благодаря такому параметру, как вязкость, автомобильное масло может дольше задерживаться на поверхности двигателя, правильно распределяться между трущимися деталями, не допуская пересыхания.

Вязкость моторного масла. Таблица - Ведущий авто портал

Содержание статьи

  • 1 Введение
  • 2 Стандарты вязкости
  • 3 Спецификации
  • 4 Выбор

Введение

Моторное масло выполняет одну из самых важных функций в двигателе: смазывает трущиеся детали, отвечает за герметичность цилиндров и выводит отработанные продукты горения бензина или солярки. К тому же, наравне с охлаждающей жидкостью, моторное масло помогает охлаждать двигатель.

Ключевое свойство масла – вязкость и обозначает возможность сохранять заданные параметры в определённом диапазоне температур. Правильно подобранное масло должно сохранять текучесть при любом диапазоне температур, характерных в климате, где котором эксплуатируется автомобиль. Из этого следует, что показатель вязкости не постоянный и зависит от погодных условий и степени прогрева двигателя. Основная задача – исключить трения «на сухую» движущихся деталей и при этом обеспечивать минимальное трение. Производитель двигателя определяет нужные параметры, исходя из многих параметров, обеспечивающих в итоге наиболее высокий КПД в нормальных условиях работы. За основу взята классификация, которая была разработана в США ассоциацией автомобильных инженеров. Стандарт описывает вязкость при разных температурах. В этой классификации указаны рабочие температуры, при которых эксплуатировать двигатель безопасно.

Моторное масло бывает трёх типов:

Минеральное. Производится путём перегонки нефти. Содержит большое количество присадок, быстро теряет свойства. С другой стороны, оно дёшево. Оптимально применять на старых автомобилях.

Синтетическое. Получается при синтезе химических соединений, при этом маслу придаются заранее обозначенные качества. Стоит гораздо дороже минерального, однако, обладает множеством неоспоримых преимуществ.

  • уменьшенное трение между деталями;
  • стабильная работа при низких температурах;
  • слабая чувствительность к перегреву;
  • не парафинизируется;
  • увеличенный срок службы.

Полусинтетическое – смесь «синтетики» и «минералки». Альтернатива дорогой «синтетике». Имеет лучшие характеристики, чем минеральное, но, конечно, хуже, чем настоящее синтетическое.

Стоит рассказать ещё и о гидрокрекинговом масле. По сути, это обычное минеральное, которое прошло дополнительную обработку. По своим свойствам близко к синтетическому, однако, быстро теряет свойства. К выбору такого масла нужно подходить крайне внимательно.

Масло следует применять, исходя из рекомендаций производителя. Некоторые конструкции двигателей не позволяют заливать определённые виды масла.

Стандарты вязкости

Как уже было отмечено выше – международный стандарт вязкости SAE принят за основу и применяется во всех странах мира. Этот стандарт делит виды масел на три категории: зимнее, летнее и всесезонное. Именно на цифры этой классификации обычно смотрят при выборе. На определённый сезон масло встречается крайне редко. Наклейки на «всесезонке» выглядят примерно так: 5w-30, 0w-40, 15-40 и так далее. Разберём обозначение этих цифр.

Первая цифра в описании обозначает зимний класс. После неё идёт буква «W», которая, собственно, и указывает на то, что эта цифра – зимняя (английское слово «winter» — зима). Приблизительно можно посчитать, при каких температурах оно будет нормально выполнять смазывающие функции и гарантированно запустится: необходимо вычесть 35. Так, 5W-40 подойдёт при температуре окружающей среды -30 С°, 0w-30 — минус 35 C°, а 15w-40 подойдёт при запуске в двадцатиградусный мороз. Для минерального этот показатель работает на 100 %, чуть больше допуски у полусинтетики и синтетики. Важное замечание: эта цифра показывает только ориентировочное значение вязкости при низкой температуре.

Бытует мнение, что вторая цифра – это температура окружающего воздуха, при которой допускается эксплуатация. Эта версия в корне неправильная. На самом деле это диапазон кинематической и динамической вязкости (при 100 С° и 150С° соответственно). Грубо говоря, кинематическая вязкость отображает время вытекания масла под действием силы тяжести, а динамическая – силу сопротивления при перемещении с определённой скоростью на 1 сантиметр. Всё это измеряется профессионалами в лабораторных условиях с полноценным набором нужных инструментов. Обычному автовладельцу это не нужно, можно лишь приблизительно ориентироваться на вторую цифру: чем «убитее» двигатель, тем больше должна быть эта цифра и наоборот. Кстати, масло низкой вязкости вдобавок помогает немного экономить топливо. Правда, уменьшение расхода будет крайне незначительно, в пределах 1-2 %.

Не стоит забывать и об отдельных видах масла. В этом случае маркировка будет состоять из одной «половинки». К примеру, маркировка исключительно зимней серии будет выглядеть так: SAE 5W, а летней — SAE 40. В условиях нашей страны целесообразно менять масло одно на другое, в зависимости от сезона, лишь в условиях Крайнего Севера, где температура нередко падает до -50 C°.

Спецификации

Помимо вязкости, на бочке или канистре находятся другие обозначения. Это так называемые значения API и ACEA. Классификация API – Соединённых Штатов Америки, а ACEA – Европейского Союза.

API подразделяется на 2 разных категории:

  • S показывает то, что предназначение — бензиновые двигатели легковушек, небольших грузовиков или микроавтобусов;
  • Категория С – для грузовых автомобилей, работающих на солярке. При этом для легковых автомобилей с «дизелем» отдельной категории нет, в этом случае применяется масло S/C.

За буквой S можно увидеть A, B, C, D и другие буквы на латинице, следующие по порядку. Чем позже написана спецификация – тем дальше буква будет смещена к краю алфавита. Само собой, это же означает и улучшенные свойства данных масел. Из этого следует, что новым двигателям подойдёт только масло с последними спецификациями. Хотя в спецификациях API заявлено об обратной совместимости, но владельцы старых автомобилей предпочитают лить старые масла.

За буквой С следуют буквы на латинице, и обозначают ровно тоже самое, что и в бензиновом двигателе. Единственное, что после обозначение буквами, может быть написана и цифра. В этом случае она будет означать количество тактов дизеля: 2 и 4 соответственно. Кроме того, последние типы масел применяются только с автомобилями, оборудованными системой очистки двигателя.

Немного по-другому выглядит обозначение спецификаций у европейских производителей. Масла делятся на три типа:

  • A/B – легковые автомобили, работающие на бензине или солярке;
  • С – дизельные и бензиновые двигатели с установленным катализатором;
  • E – грузовые автомобили.

Дальше следует цифровое значение, показывающее свойства. Опционально указывается год, в который категория была принята.

Помимо европейских и американских стандартов встречаются спецификации ILSAC и DHD. Это попытки провести стандарты API и ACEA к японским стандартам качества. Попытка не удалась, но такие масла изредка встречаются. Для японских и корейских мотоциклов использует JASO. Буква А — для двухтактных двигателей, M – четырёхтакных.

Конечно же, существуют и требования ГОСТ, однако, можно с уверенностью сказать, что они были вытеснены зарубежными аналогами. Российская маркировка устанавливается ГОСТ № 17479.1-85 и включает в себя следующие значения:

  • М – моторное масло;
  • числа, разделённые дробью, указывают на классы вязкости;
  • буквы от А до Е означают свойства и область применения;

Обычный вид спецификации масла имеет такой вид: М-6з/10В1Г. Подробная информация и расшифровка содержится в ГОСТ.

Трансмиссионные масла в МКПП предназначены для уменьшения трения между зубчатыми передачами. Они постоянно должны иметь масляную плёнку, поэтому вязкость их гораздо больше моторного. Точно так же, как и для моторного масла, имеются свои спецификации SAE и могут быть как зимними, так летними или всесезонными. Типичное обозначение трансмиссионного масла, например, 75w-85. По аналогии с моторными маслами, практически не осталось отдельных масел по сезону, все повсеместно применяется всесезонное.

Немного иначе обстоит дело с трансмиссионным маслом «автомата». Единой общепринятой классификации до сих пор нет. При этом каждый автопроизводитель выдвигает определённые требования к своей технике. Вообще, не факт, что вам когда-либо придётся менять «коробочное» масло, обычно оно меняется довольно редко или не меняется совсем.

Выбор

Лучше всего выбирать масло, указанное в сервисной книжке автомобиля. Там указаны и вязкость и рекомендуемые производители. Желательно следовать этим советам весь срок эксплуатации автомобиля. Могут быть указаны несколько типов вязкости. Это связано с особенностями конструкции двигателя, потом что все они имеют разные каналы смазки, при заливке другого масла возможно масляное голодание и, как следствие, повышенный износ трущихся деталей.

В случае, если вы всё же решили заливать другое, следует произвести его диагностику мотористом и следовать советам. Да, действительно, можно немного продлить срок службы «умирающего» двигателя, немного увеличив вязкость, но вы должны понимать, что мера эта временная.

Помните, что правильно подобранное моторное масло и его своевременная замена – залог стабильной работы двигателя в течение многих лет. Если всё делать правильно, вплоть до самой продажи или списания, вы не будете иметь с этим важнейшим узлом никаких проблем.

Классификация и характеристики моторных масел по вязкости

Довольно часто, особенно среди начинающих автовладельцев, вязкость моторного масла становится определяющим параметром при выборе данного расходного материала. Решение, как правило, принимается на основе мнения товарищей: «Я лью 10W-40 (5W-40)», и т.п.

На самом деле, чтобы правильно выбрать, какое масло заливать, важно знать не только необходимый класс вязкости, но и другие его характеристики, которых не так много, но все их желательно знать, если к выбору вы решили подойти самостоятельно.

Что такое вязкость моторных масел

Основная задача моторного масла – смазывание сопряженных деталей, обеспечение максимальной герметичности цилиндров двигателя и удаление продуктов износа.

Очевидно, что невозможно создать смазку, способную сохранять весь заданный набор эксплуатационных свойств в неопределенно широком диапазоне температур, который у двигателя автомобиля очень широк. В мороз оно будет становиться более густым, при высоких же температурах наоборот, текучесть его резко увеличивается. Не следует считать, что температура прогретого мотора стабильна. Датчик температуры, показания с которого выведены на приборную панель, отображает лишь температуру охлаждающей жидкости, которая, в самом деле, остается практически неизменной (около 90 градусов), благодаря правильной работе системы охлаждения двигателя. Температура смазки при этом значительно меняется в зависимости от места, скорости и интенсивности циркуляции и может достигать 140 – 150 градусов.

Учитывая это, автопроизводители вычисляют оптимальные характеристики моторных масел, которые должны обеспечить максимально возможный КПД силового агрегата при его минимальном износе, в нормальных для данного двигателя условиях эксплуатации.

Наиболее значимым параметром принято считать класс вязкости моторного масла, иными словами его способность оставаться на поверхности деталей и сохранять при этом текучесть.

Поскольку с изменением температуры вязкость меняется, ассоциацией автомобильных инженеров США (SAE) разработана и принята классификация по вязкости.

Кинематическая и динамическая вязкость

Следует различать такие понятия, как кинематическая и динамическая вязкость. Кинематическая характеризует текучесть моторного масла в условиях нормальных и высоких температурах. По общепринятому стандарту ее измеряют при 40 и 100 градусах по Цельсию.

Измеряется кинематическая вязкость в сантистоксах (cST или сСт), либо в капилляр-визкозиметрах – в этом случае кинематическая вязкость отражает время вытекания определенного количества масла из сосуда с калиброванным отверстием на дне (капиллярный вискозиметр) под действием силы тяжести. В зависимости от плотности смазочного материала кинематическая и динамическая вязкость численно отличаются друг от друга. Если речь идет о парафиновых маслах, то кинематическая больше на 16 — 22%, а у нафтеновых масел эта разница куда как меньше – от 9 до 15% в пользу кинематической.

Динамическая или абсолютная вязкость µ – это сила, которая действует на единичную площадь плоской поверхности, перемещающейся с единичной скоростью относительно другой плоской поверхности, находящейся на единичном расстоянии от первой.

В отличие от кинематической, динамическая не зависит от плотности самой смазки. Определяется динамическая вязкость при помощи ротационных вискозиметров, которые имитируют реальные условия работы моторных масел.

Как выбрать класс вязкости по SAE

Классификация SAE является международным стандартом, определяющим значение вязкости моторных масел. Не следует забывать, что класс SAE не расшифровывает качественные характеристики масла, данный индекс не говорит о возможности его применения для конкретной модели автомобиля.

Вязкость по стандарту SAE имеет цифровое или цифро-буквенное обозначение, из которого можно определить сезонность смазочного материала и температуру окружающей среды, при которой его можно использовать.

Например, класс SAE 0W – 20 говорит о том, что масло всесезонное:

  1. буква W (от английского winter) указывает на то, что его можно применять зимой;
  2. 0, идущий следом, указывает на минимально допустимую температуру запуска мотора до -40 градусов (от цифры перед W нужно отнять 40);
  3. цифра 20 определяет высокотемпературную вязкость масла, ее довольно трудно перевести на понятный рядовому автовладельцу язык.

Можно сказать лишь, что чем выше значение индекса, тем выше вязкость масла при высоких температурах. О том, насколько эти характеристики подходят для данного авто, может сказать только производитель.

Проще говоря, чтобы правильно выбрать класс SAE, нужно знать, до каких значений в среднем опускается температура зимой в местности, где эксплуатируется машина. Если она в среднем не падает ниже -25, то вполне подойдет масло, имеющее индекс SAE 10W – 40, наиболее часто встречающееся в магазинах. По той же самой причине, оно и самое используемое.

Для сезонных масел классификация SAE имеет более короткий вид:

  • зимние – SAE 0W, SAE 5W и т.д.;
  • летние обозначаются просто двузначным числом SAE 30, SAE 40, SAE 50.

Более подробную информацию о свойствах содержит таблица, которая приведена ниже. Представлена расшифровка параметров вязкости моторных масел по классификации SAE. Первая таблица содержит информацию о температурных диапазонах работы масла, в удобном, графическом формате, а вторая содержит данные о численных характеристиках вязкости. Нередко начинающие автовладельцы по неопытности ошибаются, собираясь приобрести масло для коробки передач. Придя в магазин, они теряются, поскольку вязкость трансмиссионного масла имеет совершенно другое обозначение, не имеющее ничего общего с моторным, и выбирая его, необходимо руководствоваться совершенно иными знаниями.

Другая классификация моторных масел

Помимо классификации по SAE существует классификация моторных масел по качеству. Данные характеристики определяет индекс API или ACEA. Индекс по классификации API имеет вид для бензиновых моторов SA, SB, …, SF (устаревшие классы моторных масел), и далее SG, SH, SJ, SL, SM – действующие классы. Индекс для дизелей вместо буквы S имеет в своем составе литеру C. На данный момент максимальным действующим классом является CI-4 plus. В магазинах канистры с индексом ниже SG и CF найти практически невозможно. Индексы в классификации ACEA записываются по-другому. Смазочные материалы для бензиновых моторов обозначаются A1, A2, и т.д. для дизелей – B1, B2, … Высшие индексы – A5 и B5.

Расшифровка качественных характеристик масел по спецификациям API и ACEA в рамках данной статьи приводиться не будет. Эта тема подробно освещается на специализированных ресурсах в интернете, где приводятся как сравнительные данные, так и многочисленные таблицы с измерениями.


Смотрите также


Оцените статьюПлохая статьяСредненькая статьяНормальная статьяНеплохая статьяОтличная статья (проголосовало 13 средний балл: 5,00 из 5)
Загрузка...