Вязкость моторного масла

Значение вязкости автомобильного масла

Двигатель авто состоит из многих деталей, в ходе работы соприкасающихся между собой. В «сухих» двигателях их работа продолжается недолго, поскольку взаимное трение приводит к истачиванию и сравнительно быстрому выходу из строя. По этой причине в мотор заливается масло. Это техническая жидкость, покрывающая каждую трущуюся деталь специальной плёнкой и предохраняющая эти детали от износа вследствие истирания.

Каждая марка машинного масла имеет свою степень вязкости. Она характеризует состояние, когда масло остаётся в достаточной мере жидким, для выполнения своей основной функции — смазывание рабочих деталей мотора. Моторное масло подвергается влиянию как наружной, так и внутренней температуры, которые могут значительно колебаться (при эксплуатации в определённых условиях машинное масло внутри двигателя может нагреваться до +150), чего не происходит с другими жидкостями в автомобиле.

Закипание масла может повлечь ущерб для двигателя автомобиля. Для избежания этого специалисты по производству измеряют его вязкость, которая характеризует способность масла сохранять своё рабочее состояние в условиях критических температур.

Впервые вязкость машинного масла начали определять специалисты Американской ассоциации автомобильных инженеров (SAE). Данную аббревиатуру можно увидеть на упаковках машинного масла. После неё указываются цифры, которые разделяются буквой W (указывающей на способность моторного масла работать при низких температурах).

%rtb-4%

Если взять ряд цифр 10W-40, то 10W в нём является обозначением низкотемпературной вязкости — это уровень температуры, в условиях которой автомобильный двигатель после заправки его данным маслом заводится «на холодную» и масляный насос прокачивает техническую жидкость, не создавая риск сухого трения компонентов двигателя. В данном случае минимальная температура составляет -30 (от числа, указанного перед W, следует отнять 40), а при отъёме от числа 10 числа 35 получится -25. Именно -25 будет той критической температурой, в условиях которой возможно проворачивание стартером мотора для запуска двигателя. При данной температуре машинное масло сгущается, однако его вязкость остаётся достаточной для смазывания трущихся запчастей. Поэтому, чем выше число перед W, тем ниже отрицательная температура, при которой масло проходит сквозь насос, «поддерживая» стартер. В случае, когда перед W указан 0, масло прокачивается насосом при -40, тогда как стартер прокручивает мотор при температуре минимум -35 с учётом жизнеспособности АКБ и исправности стартера.

Число 40 после W в вышеприведённом случае указывает на высокотемпературную вязкость. Данная характеристика определяет минимальный и максимальный уровни вязкости машинного масла при условиях рабочих температур (+100…+150). Чем выше число после W, тем выше вязкость масла при данных рабочих температурах. Точную информацию относительно высокотемпературной вязкости масла, которая нужна для конкретного мотора, имеет только производитель данного авто. Потому рекомендуется соблюдение требований автомобильного производителя в отношении моторных масел, обычно указывающихся в инструкциях.

Вязкость масла определяется согласно номенклатуре SAE J300, подразумевающей подразделение всех масел по вязкости на 3 вида:

Зимние масла — SAE 0W, SAE 5W, SAE 10W, SAE 15W и SAE 20W.
Летние — SAE 20, SAE 30, SAE 40, SAE 50 и SAE 60.
Всесезонные — SAE 0W-30, SAE 0W-40, SAE 5W-30, SAE 5W-40, SAE 10W-30, SAE 10W-40, SAE 15W-40 и SAE 20W-40.

Всесезонные масла самые практичные, поскольку рабочие температуры их являются оптимально сбалансированными.

Для выбора масла с наиболее подходящей для конкретного мотора степенью вязкости следует придерживаться двух правил.

Выбор масла с вязкостью под климатические условия (внешние температуры использования)

Важно помнить, что средняя температура местности вашего проживания прямо определяет степень вязкости масла, обозначается цифрой стоящей перед W:

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 масла с учетом срока эксплуатации мотора. Чем машина старше, тем сильнее износ в ней трущихся пар — деталей, при работе двигателя соприкасающихся между собой с увеличением зазоров между ними. Чтобы избежать износа деталей, нужно обеспечить высокую вязкость масляной плёнки на поверхностях их. Таким образом, для мотора, который выработал свой ресурс наполовину, нужно приобрести масло, имеющее более высокую степень вязкости, для нового двигателя — масло с меньшей вязкостью.

Расшифровка маркировки 5W30

Прежде всего следует отметить, что маркировка, позволяющая быстро определить основные характеристики смазывающего вещества, осуществляется по общепринятой международной классификации SAE.

Продукт является всесезонным, чем и обусловлена высочайшая популярность среди автомобилистов. Фактически, универсальность масла указывает на допустимость применения в двигателях, работающих на разных видах топлива. А температурный диапазон применения охватывает практически все климатические зоны нашей страны.

Преимущества и недостатки

Полностью синтетическое масло имеет отличные технические характеристики. Масло 5W30 идеально подходит для машин, эксплуатируемых в условиях городской езды, при воздействии достаточно агрессивных внешних факторов.

Автомасла серии 5W30 обладают уникальными свойствами, которые обеспечиваются за счет введения в состав продукта специальной многокомпонентной присадки.

Эти присадки позволяют обеспечить высший уровень усиленной защиты силового агрегата от преждевременного износа, в том числе:

Антикоррозийную устойчивость;
Стойкость к окислительным процессам;
Отменные моющие свойства;
Высокие показатели влагоотделения.

После заливки масла 5W30 в систему смазки, на всех, подвижных и неподвижных деталях мотора, образуется прочная, устойчивая к различным видам нагрузок пленка. Она и обеспечивает высший уровень защиты деталей от всевозможных видов нагрузок.

А достаточно высокий уровень вязкости тонко сбалансирован с показателями текучести. Результат – силовой агрегат надежно защищен как при холодном запуске при низких отрицательных температурах, так и во время работы на максимальной нагрузке.

Все вышеперечисленные характеристики обеспечили полностью синтетическому моторному маслу 5W30 повышенную популярность у самого широкого круга автомобилистов. При правильной эксплуатации, соблюдении рекомендаций производителя и соблюдения всех основных параметров применения, недостатков масло 5W30 не имеет. Равно, как и аналогов!

Вязкость моторного масла

Характеристика определяет способность жидкого материала сопротивляться течению за счет внутреннего трения. Значение рассчитывают при разных условиях, поэтому различают два ее типа:

кинематическая вязкость показывает способность материала сопротивляться течению под действием силы тяжести. Измеряется в стоксах (Ст) или в квадратных миллиметрах в секунду (мм2/с). Чаще всего характеристику определяют для температур 40 и 100 °С;
динамическая вязкость определяет отношение силы к скорости сдвига. Характеристика показывает способность моторного масла к течению при разных температурах, измеряется в сантипуазах (Сп) или в (Н·с/см2).

Причины возникновения данной проблемы

1. Главной причиной данной проблемы является низкое качество применяемого смазочного материала. Если в погоне за более дешевым маслом через некоторое время возникают проблемы с системой смазки авто, то в этом не нечего неожиданного. Ведь низкокачественное масло не может справиться с регулярными скачками уровня температуры внутри агрегата, тем самым провоцируя его на испарение и возгорание. 2. К сожалению такая ситуация может возникать и при использовании качественного материала после его старения. 3. Возникновение проблемы в системе охлаждения, таких как поломка насоса, неисправность гидромуфты вентилятора.

Расшифровка обозначения моторного масла

Как отмечалось ранее, вязкость — это основной параметр защитной жидкости, характеризующий ее способность обеспечивать работоспособность автомобиля в различных климатических условиях.

Согласно международной системе классификации SAE, моторные смазки могут быть трех видов: зимние, летние и всесезонные.

Масло, предназначенное для зимнего использования, маркируется цифрой и буквой W, например, 5W, 10W, 15W. Первый символ маркировки указывает на диапазон отрицательных рабочих температур. Буква W — от английского слова «Winter» — зима — информирует покупателя о возможности использования смазки в суровых низкотемпературных условиях. Она имеет большую текучесть, чем летний аналог, для того, чтобы обеспечить легкий запуск при низких температурах. Жидкая пленка мгновенно обволакивает холодные элементы и облегчает их прокрутку.

Предел отрицательных температур, при которых масло сохраняет работоспособность следующий: для 0W — (-40) градусов Цельсия, для 5W — (-35) градусов, для 10W — (-25) градусов, для 15W — (-35) градусов.

Летняя жидкость имеет высокую вязкость, позволяющую пленке крепче «держаться» на рабочих элементах. В условиях слишком высоких температур такое масло равномерно растекается по рабочей поверхности деталей и защищает их от сильного износа. Обозначается такое масло цифрами, например, 20,30,40 и т.д. Данная цифра характеризует высокотемпературный предел, в котором жидкость сохраняет свои свойства.

Важно! Что означают цифры? Цифры летнего параметра ни в коем случае не означают максимальную температуру, при которой возможна работа автомобиля. Они — условные, и к градусной шкале отношения не имеют.. Масло с вязкостью 30 нормально функционирует при температуре окружающей среды до +30 градусов по Цельсию, 40 — до +45 градусов, 50 — до +50 градусов

Масло с вязкостью 30 нормально функционирует при температуре окружающей среды до +30 градусов по Цельсию, 40 — до +45 градусов, 50 — до +50 градусов.

Распознать универсальное масло просто: его маркировка включает две цифры и букву W между ними, например, 5w30. Его использование подразумевает любые климатические условиях, будь то суровая зима или жаркое лето. В обоих случаях, масло будет подстраиваться под изменения и сохранять работоспособность всей двигательной системы.

Кстати, климатический диапазон универсального масла определяется просто. Например, для 5W30 он варьируются в пределах от минус 35 до +30 градусов Цельсия.

Всесезонные масла удобны в использовании, поэтому на прилавках автомагазинов они встречаются чаще летних и зимних вариантов.

Для того чтобы иметь более полное представление о том, какая вязкость моторного масла уместна в вашем регионе, ниже представлена таблица, показывающая диапазон рабочих температур для каждого типа смазывающей жидкости.

Усредненные диапазоны работоспособности масел

Вязкостно-температурные свойства масел

Классификация масел по SAE основана на прямой зависимости между температурой и вязкостью смазочного материала. Что такое вязкость? Это характеристика масла, которая показывает его способность к образованию пленки на поверхностях трущихся элементов. Чем выше вязкость, тем толще слой масла и тем ниже износ деталей. В то же время слишком вязкие материалы увеличивают потери энергии на трение. Это приводит к повышению расхода топлива и затрудняет пуск мотора.

Вязкость

– не постоянная величина. В зависимости от температуры материала ее значение может изменяться в тысячи раз. При охлаждении масла вязкость увеличивается, при нагревании – снижается. Например, смазки низкого качества в летнюю жару разжижаются, теряют способность к образованию стойкой пленки. В итоге ускоряется износ внутренних деталей двигателя в результате трения. Зимой, при низкой температуре, вязкость смазочного материала возрастает. Жидкость становится густой и не прокачивается по шлангам вплоть до их закупорки.

Поэтому при выборе масла важно учитывать его вязкостно-температурныехарактеристики по SAE, а именно:

требования производителя транспортного средства к свойствам технических жидкостей;
температурный диапазон эксплуатации автомобиля;
техническое состояние машины, которое определяет требования к свойствам масла и параметрам смазочной пленки.

Что собой представляет таблица вязкости

Для рядовых автомобилистов, не занимающихся детальным изучением параметров моторных масел, таблица вязкости масла по SAE означает диапазон температур, при которых разрешена его заливка в силовой агрегат.

В общем смысле это правильное утверждение. Однако при более внимательном рассмотрении становится понятно, что данные в таблице не совсем соответствуют общепринятому мнению.

Сначала рассмотрим, что же включает в себя таблица вязкости масел по SAE. В ней имеется разделение в двух плоскостях: вертикальной и горизонтальной.

Классическая версия таблицы разделена горизонталью на зимние и летние смазки (в верхней части таблицы находятся зимние, в нижней – летние и всесезонные). По вертикали идет разделение на ограничения при использовании смазок при температурах выше и ниже нуля (сама черта проходит через отметку 0 °C).

В интернете, и некоторых печатных источниках, часто встречаются две различные версии этой таблицы. Например, для масла вязкостью 5W-30 в одной из версий графического исполнения стандарта SAE J300, оно способно работать при температурах от –35 до +35 °C.

Другие же источники ограничивают область применения масла стандарта 5W-30 диапазоном от –30 до +40 °C.

Почему так происходит?

Следуя голосу логики, таблица вязкости моторных масел по температуре, которая предусмотрена единым стандартом, не должна иметь разных версий.

Напрашивается вполне закономерный вывод: в одном из источников ошибка. Но если углубиться в изучение темы можно прийти к неожиданному выводу: обе таблицы верные, давайте разбираться.

Принцип классификации SAE J300

Система SAE делит смазочные материалы на две группы: летние и зимние. Первые не имеют специального обозначения, а вторые маркируются буквой W (winter). Для жидкостей обеих групп определяют следующие показатели:

минимальное значение кинематической вязкости при температуре 100 °С. Система SAE устанавливает допустимый диапазон значений. Испытания проводят по методике ASTM D 445;
показатель HTHS – High Temperature High Shear Rate. Характеристика определяет устойчивость пленки к сдвиговым деформациям при высокой температуре. Показатель позволяет понять, насколько конкретная марка масла пригодна к работе в зоне экстремального повышения температур, насколько стабильными являются его вязкостные характеристики. Методика испытаний – ASTM D 468з.

Что на самом деле могут значить данные буквы и цифры? Попробуем понять

По современной классификации SAE моторные смазки стоит подразделять на зимние (это емкости, которые имеют на этикетке значение “w”), на летние и многосезонный вариант.
Классические нормы вязкости смазки обозначаются таким способом
Зимние масла имеют такую маркировку (она зависит от температуры): SAE 0w, 5w (и другие).
Летние имеют свои обозначения.

Также стоит отметить многосезонные смазки — они выпускаются в смешенной спецификации, другими словами они объединили в себе различные параметры вязкости и имеют разделение тире: SAE 0w-30, 0w-40 (и другие).

Как думаю, уже поняли читатели, почти все упомянутые смазки для двигателей, имеющиеся к настоящему моменту в продаже, можно считать универсальными.

SAE — классы вязкости моторных масел

В настоящее время единственной признанной в мире системой классификации моторных масел является спецификация SAE J300. SAE – Society of AutomotiveEngineers (Общество Автомобильных инженеров). В данной классификации указаны классы (грейды) вязкости.

В таблице указаны два ряда классов вязкости:

Зимние – с буквой W (Winter). Масла, удовлетворяющие этим категориям – маловязкие и применяются зимой – SAE 0W, 5W, 10W, 15W, 20W, 25W

Летние – без буквенного обозначения. Масла, удовлетворяющие этим категориям – высоковязкие и применяются летом – SAE 20, 30, 40, 50, 60.

По спецификации SAE J300, вязкости масел определяются при условиях, близких к реальным. Летнее масло отличается высокой вязкостью, а соответственно, и высокой несущей способностью, что обеспечивает надежное смазывание при рабочих температурах, но оно слишком вязкое при отрицательных температурах, в результате чего у потребителя возникают проблемы с запуском двигателя. Маловязкое зимнее масло облегчает холодный пуск двигателя при отрицательных температурах, но не обеспечивает надежное смазывание летом. Именно поэтому в настоящий момент наибольшее распространение получили всесезонные масла, которые применяются и зимой и летом.

Обозначаются такие масла комбинацией зимнего и летнего ряда:

5W-30

10W-40

Всесезонные масла должны удовлетворять одновременно двух критериям:

— не превышать значения низкотемпературных характеристик динамической вязкости (CCS и MRV)

— удовлетворять требованиям по рабочей кинематической вязкости при 100 оС

Класс вязкости	Динамическая вязкость, мПа-с,не выше, при температуре, °С	Кинематическая вязкостьпри 100 °С, мм2	Вязкость HTHS при 150°С и скорости сдвига 106 с-1, мПа-с, не ниже
проворачиваемость (CСS)	прокачиваемость (MRV)	не ниже	не выше
0W	6200 при — 35°С	60000 при -40°С	3,8	—	—
5W	6600 при — 30°С	60000 при -35°С	3,8	—	—
10W	7000 при — 25°С	60000 при — 30°С	4,1	—	—
15W	7000 при — 20°С	60000 при -25°С	5,6	—	—
20W	9500 при — 15°С	60000 при -20°С	5,6	—	—
25W	13000 при -10°С	60000 при -15°С	9,3	—	—
20	—	—	5,6	<9,3	2,6
30	—	—	9,3	<12,5	2,9
40	—	—	12,5	<16,3	2,9*
40	—	—	12,5	<16,3	3,7**
50	—	—	16,3	<21,9	3,7
60	—	—	21,9	<26,1	3,7

* — для классов вязкости 0W-40, 5W-40, 10W-40

** — для классов вязкости 15W-40, 20W-40, 25W-40, 40

Показатели низкотемпературных свойств

Проворачиваемость (определяется на имитаторе холодного пуска CCS) – критерий низкотемпературной текучести. Представляет собой максимальную допустимую динамическую вязкость моторного масла при запуске холодного двигателя, которая обеспечивает проворачиваемость коленчатого вала со скоростью, необходимой для успешного запуска двигателя.

Прокачиваемость (определяется на миниротационном визкозиметре MRV) – определяется на 5 оС ниже для гарантии того, что масляный насос не будет засасывать воздух. Выражается значением динамической вязкости при температуре конкретного класса. Не должна превышать величину в размере 60 000 мПа*с, обеспечивающей прокачивание по масляной системе

Показатели высокотемпературной вязкости

Кинематическая вязкость при температуре 100 оС. Для всесезонных масел данная величина должна находится в определенных диапазонах. Уменьшение вязкости ведет к преждевременному износу трущихся поверхностей – подшипников коленвала и распредвала, кривошипно-шатунного механизма. Увеличение вязкости приводит к масляному голоданию и как следствие также преждевременному износу и выходу двигателя из строя.

Динамическая вязкость HTHS (High Temperature High Shear) — с помощью данного испытания измеряется стабильность вязкостной характеристики масла в экстремальных условиях, при очень высокой температуре. Является одним из критериев определения энергосберегающих свойств моторного масла

Типичные рекомендации производителей техники для разных температур:

Перед выбором моторного масла внимательно ознакомитесь с инструкцией по эксплуатации и рекомендациями производителя. Эти рекомендации основываются на конструктивных особенностях двигателя – степень нагрузок на масло,гидродинамическое сопротивление масляной системы, производительность масляного насоса.

Производитель может допускать применение различных классов вязкости моторного масла в зависимости от температуры, характерной для Вашего региона. Выбор оптимальной вязкости моторного масла обеспечит стабильно надежную работу Вашего двигателя.

На что влияет

Рассматривая HTHS автомобильных моторных масел, следует учитывать ужесточение требований в отношении токсичности отработанного газа в двигателе машины. Из-за этих требований производители начали работу над снижением показателей высокотемпературной вязкости.

Наиболее активными в этом компоненте считаются автокомпании из Южной Кореи и Японии. Здесь чаще всего для применения в моторах рекомендуют заливать моторные масла с вязкостью 0W20 или 5W20. Использование подобных смазок ведёт к тому, что уровень вредности, то есть токсичности, выхлопа заметно падает. Параллельно это положительно влияет на снижение расхода топлива.

Но следует также узнать про физическое обоснование этого значения. Нельзя сказать, что высокий параметр HTHS для моторного масла – это очень плохо. Если значение высокое, тогда повышается толщина образующейся масляной плёнки на внутренних поверхностях ДВС. То есть двигатель оказывается под лучшей защитой, предотвращая износ.

Но современные производители активно работают над тем, чтобы минимально уменьшить зазоры. Из-за этого острой необходимости в создании плёнки большой толщины попросту нет. Мотор и с более тонкой плёнкой прекрасно справляется со своими задачами, не изнашивается так интенсивно, как это происходило бы с моторами предыдущих поколений.

Основными присадками, выполняющими эти функции, считается моноолеат глицерина, также трёхъядерный молибден.

Учитывая адаптированность многих двигателей под низкую вязкость моторного масла, снижение показателя HTHS в действительности не влечёт за собой тяжёлые последствия в виде активного износа. Конструкция адаптированных под низковязкие масла ДВС и точная подгонка деталей с минимальным расстоянием позволяет отказаться от высоковязкого масла, создающего толстые плёнки для защиты поверхностей. В таких моторах попросту нет в них необходимости.

В ходе испытаний была представлена не одна таблица и множество наглядных графиков, которые отражали реальную пользу от перехода на низковязкие масла при условии адаптации к ним двигателей.

На практике заливка смазки, где предусмотрен сниженный показатель HTHS, давал следующие результаты:

снижается расход топлива;
снижается сопротивление деталей;
увеличивается мощность двигателя;
увеличивается ресурс компонентов мотора;
падает уровень вредности выхлопа и пр.

Проведённые опыты доказали, что переход на такие смазки способствует падению объёмов вырабатываемого CO2 системами автомобильного выхлопа. Но если заливать более высоковязкие составы, уровень выбросов в атмосферу увеличивается.

Кинематическая вязкость

Этот показатель отражает время, за которое фиксированное количество жидкости проходит через отверстие. Кинематическая вязкость важна при высоких температурах. Если она будет недостаточной, то трение станет слишком высоким — это сделает применение масла малоэффективным.

Чем ниже число, тем более жидкое моторное масло – и чем выше значение, тем состав более густой. Для определения кинематической вязкости проводятся тесты. Для достоверных сведений применяется вискозиметр. Особое положение занимает температура +150.

Она связывает динамику, кинематику:

Тестируемое моторная смазка нагревается до температуры +150 градусов и эмпирическими методами определяется ее плотность. Некоторые компании наносят этот показатель на этикетку к канистре.
Если Вы знаете динамическую вязкость, то умножьте этот показатель на плотность при +150 градусов. Так Вы получите кинематический показатель для выбранной смазки.
Знаете плотность при +150 градусах? И кинематическую вязкость? Тогда разделите второй показатель на первый – так Вы получите значение динамической вязкости.

Для центральных и северных регионов России можно применять смазку с любым показателем кинетической вязкости. Ведь при низких и умеренных температурах вязкость достаточно стабильна и не меняется со временем.

Жителям южных областей следует покупать 30, 40, 50 или выше. Такие моторные масла сохраняют свои технические свойства при высокой температуре окружающей среды, что поможет сохранить движок на ходу в течение долгого времени.