Вязкость моторного масла

Оглавление

• 1 Что такое вязкость масла?
• 2 Определение вязкости по стандарту SAE
• 3 Какая вязкость лучше двигателю
• 4 Прогрев двигателя
• 5 Вязкость при рабочей температуре
• 6 Опасность завышенной вязкости масла
• 7 Опасность низкой вязкости масла

Проблема выбора моторного масла – основной камень преткновения, так как на этот неочевидный параметр у продавцов, работников автосервиса, автомехаников и автолюбителей приходится своя точка зрения, причем противоречащая друг другу. Но при четком понимании назначения и функций масла в двигателе, вопрос вязкости сложностей не вызывает.

Что такое вязкость масла?

Вязкость масла – величина не постоянная, которая изменяется в зависимости от температуры. Но эта амплитуда температур не настолько велика, чтобы масло перестало выполнять свою задачу. Под вязкостью понимают способность масла оставаться на поверхности деталей двигателя, при этом сохраняя текучесть. Данное свойство обусловлено способностью молекул материала взаимно перемещаться, не теряя определенных связей.

При движении молекул происходит их трение относительно друг друга, и чем оно выше, тем показатель вязкости будет больше. Практически это выражается в том, насколько легко масло стекает при определенной температуре. Вязкость также характеризуется способностью приклеивания к поверхностям: более устойчивая пленка образуется после более вязкого масла, а материал с низким показателем быстрее стечет под действием гравитации.

Определение вязкости по стандарту SAE

Американским союзом автомобильных инженеров SAE была разработана система, устанавливающая классы вязкости моторного масла, которая учитывает динамическую и кинематическую вязкость. Динамическая (абсолютная) характеризует силу сопротивления при движении двух взаимно удаленных на 1 см. слоев жидкости при скорости 1 см/с. Кинематическая показывает текучесть смазки при высокой и нормальной температуре (100 и 40оС).

Данный стандарт не отвечает за качественные параметры смазки, то есть индекс вязкости не даст информации автомобилисту о том, какое именно масло ему лучше заливать в двигатель своего автомобиля. Но буквенно-цифровая маркировка стандарта регламентирует температурный диапазон, при котором его можно эксплуатировать, а также сезонность применения.

Расшифровывается стандарт вязкости SAE следующим образом: в всесезонном масле SAE 0 W-20:

• Буква Wозначает «разрешение» на зимнее применение смазочного материала;
• Цифра 0 – это минимальное значение температуры, при которой допустим запуск двигателя (в данном случае это -40оС);
• Число 20 – это показатель высокотемпературной вязкости материала.

Сезонные составы классифицируется еще проще, к примеру, летнее масло – SAE50, а зимнее SAE 20W. На практике масло выбирают в зависимости от среднего температурного режима того или иного региона или климатической зоны. В России пользуется популярностью продукция с индексом 10W-40, как самая оптимальная при tо до -25оС.

Какая вязкость лучше двигателю

Среди автолюбителей сложилось мнение, что высокая вязкость масла при рабочих температурах – это хорошо.

Вязкий смазочный материал заливают в спортивные автомобили, но это не значит, что, если его залить в двигатель обычного легкового автомобиля, ресурс агрегата станет выше. Вероятно, произойдет обратное – мощность двигателя упадет, при этом значительно приблизится срок очередного капремонта.

Всеми производителями приведены рекомендации о применении определенного вида масла в сервисной книге. Для этого были учтены возможные режимы езды, и выведены оптимальные параметры вязкости. Заливать масло, отличное от приведенных данных, не рекомендуется, так как это вызовет заметное падение мощности и увеличение износа трущихся деталей.

Данный показатель зависит от технологических параметров, заложенных в двигатель разработчиком. К примеру, между поршнем и цилиндрами существует определенный зазор для возможности температурного расширения деталей. Но для максимального КПД это пространство должно быть минимально, чтобы в него не прорывались газы после взрыва топливной смеси. Для того, чтобы поршень осуществлял движение и не нагрелся до критического состояния, место соприкосновения деталей смазывается.

Главная задача конструктора – обеспечить соответствие величины зазора и масляной пленки, имеющей определенные параметры вязкости, при этом мощность двигателя будет максимальной для данного типа конструкции. Проблема в том, что свойства масла меняются в зависимости от температуры. Например, у широко применяющегося 5W-40 при разогреве от 40 до 100оС реальная вязкость падает в 6 раз, но не сразу, а по кривой, и она своя для каждого материала. Вместе с этой величиной меняется и толщина пленки на трущихся парах.

Прогрев двигателя

В холодном двигателе показатель вязкости намного превышает расчетную рабочую, при этом толщина масляной пленки выше зазоров между деталями, что после запуска мотора ведет к снижению мощности и росту температуры, заставляя агрегат работать с повышенной нагрузкой. При этом двигатель прогревается быстрее.

Но по этой же причине во время прогрева нельзя на него давать нагрузку, так как любой запуск мотора при сильном морозе сокращает его моторесурс на 300-500 км., хотя на ресурс самого масла это никак не влияет.

С течением времени поверхности деталей изнашиваются, увеличивая зазоры, и влияние степени вязкости на износ при пуске холодного двигателя уменьшается.

Вязкость при рабочей температуре

После прогрева двигателя и масла, начинает работать система охлаждения. Это происходит по следующей упрощенной схеме: повышенные обороты или нагрузка увеличивают силу трения -> температура масла повышается -> вязкость падает -> толщина пленки уменьшается -> трение уменьшается -> температура масла снижается (в том числе из-за системы охлаждения). В таком цикле работает двигатель.

Но температура и вязкость масла изменяются в рамках рассчитанного производителем двигателя диапазона. И его эффективность определяется не абсолютной вязкостью при определенных температурных показателях, а от динамики изменений при определенной амплитуде рабочих температур и соответствии этого показателя конструктивным особенностям конкретного мотора.

Каждый двигатель – это сложный механизм, от точности исполнения которого зависят главные потребительские параметры, влияющие на привлекательность силового агрегата: мощность, величина крутящего момента, экономичность. При этом разница в рабочих температурах и зазорах двигателей разных производителей и типов очень существенна, особенно касаемо последних моделей.

По этой причине и существуют различные требования автопроизводителей к моторным маслам, имеющие разные температурно-вязкостные классы и требования качества. Вязкость по SAE– это усредненный показатель при температурах от 100 до 150оС, но для разных масел величина промежуточных значений может отличаться, и данный стандарт не предполагает точных значений, а только обозначает их широкий диапазон.

Так, два разных масла, имеющих один и тот же индекс на этикетке, могут быть разной вязкости при разных температурах. Именно эту характеристику учитывают при подборе списка рекомендованных смазочных материалов для конкретного автомобиля. Индекс вязкости не бывает плохой или хороший, он должен подходить по характеристикам для конкретного двигателя.

Опасность завышенной вязкости масла

При прогретом двигателе в случае завышенной вязкости масла на нормальных оборотах для двигателя опасности нет – температура в системе несколько повысится и вязкость упадет до нормы. В данном случае несоответствие параметров масла повлияет на рабочую температуру двигателя, которая все равно должна оставаться в пределах нормы. Но постоянная повышенная температура отрицательно скажется на его моторесурсе.

При резком увеличении оборотов вязкость не будет соответствовать температуре, при этом двигатель разогревается до значений, переходящих предельно допустимую норму. В итоге он работает при постоянно повышенной температуре, что быстро изнашивает его детали. Также падает и ресурс самого масла, которое быстрее окисляется и приходит в негодность.

Любое завышение вязкости нельзя ощутить в течение короткого промежутка времени. Результаты будут чувствоваться только через 100-150 тыс. км., причем доказать связь повышенной вязкости и снижение ресурса агрегата практически невозможно, поэтому даже официальные автосервисы не отслеживают соответствие показателей вязкости требованиям к конкретному двигателю. Тем более, сервисам выгодна поломка двигателя после окончания срока гарантии.

Опасность низкой вязкости масла

Сейчас большинство производителей автомасел выпускают «энергосберегающие» разновидности с пониженным показателем высокотемпературной вязкости. Причем это свойство проявляется при температуре более 100оС, поэтому вязкость по SAE таких масел не отличается от обычных. Их отличие заключается в классах качества и допуске автопроизводителей. Так, масла с низкой вязкостью имеют следующие классы качества: ACEA A1/B1 и ACEA A5/B5.

Для таких материалов создают специальные двигатели, но в обычном силовом агрегате, не рассчитанном на низкую вязкость, применение подобных материалов опасно. При высокой температуре и оборотах пленка на трущихся деталях становится очень тонкой, эффективность смазки резко падает и появляется повышенный ее расход. При долгой эксплуатации в таких условиях двигатель может заклинить.

Занижать вязкость относительно требований производителя намного опаснее, чем завышать. Для этого при использовании материала в простом двигателе, нельзя заливать в него специальное масло, на котором прописан допуск только одного производителя, или классов ACEA A1/B1, ACEA A5/B5, если они не значатся в сервисной книге автомобиля.