Autokombi.ru

Авто-портал
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Классификация и характеристики моторных масел по вязкости

Классификация и стандарты

Выбирая правильное моторное масло, водитель транспортного средства должен учитывать как вязкость масла, так и сервисные требования к смазочным материалам для его автомобиля. Для того, чтобы облегчить выбор моторного масла, производители двигателей и нефтеперерабатывающие предприятия используют две взаимодополняющие системы классификации.

Классификация вязкости моторных масел общества автомобильных инженеров (SAE)

Самая первая попытка классифицировать или каким-либо способом идентифицировать моторные масла была сделана, когда появился первый автомобиль. Даже тогда было известно, что вязкость – это одна из наиболее важных характеристик масла. В зависимости от вязкости масла разделялись на три типа: маловязкие, средневязкие и тяжелые. Когда изобрели инструменты для более точного определения вязкости, Общество автомобильных инженеров (SAE) разработало систему классификации, основанную на таких измерениях. Эта система (Классификация вязкости моторных масел – SAE J300), которая по мере развития изменялась, в настоящее время насчитывает 11 отдельных классов или марок вязкости моторного масла: SAE 0W, SAE 5W, SAE 10W, SAE 15W, SAE 20W, SAE 25W, SAE 20, SAE 30, SAE 40, SAE 50, SAE 60 (для трансмиссионных масел используются другие марки вязкости).

Классы вязкости SAE для моторных масел (SAE J300, Апрель 2013 г.)
Класс вязкости SAEМаксимальная вязкость (сП) при температуре (°C)Вязкость (сСт) при 100°CМинимальная вязкость при высокой скорости сдвига (сП) при 150°C и 10 6 c -1
проворачиванияпрокачиванияminmax
0W6200 при -3560000 при -403.8
5W6600 при -3060000 при -353.8
10W7000 при -2560000 при -304.1
15W7000 при -2060000 при -255.6
20W9500 при -1560000 при -205.6
25W13000 при -1060000 при -159.3
166.1< 8.22.3
206.9< 9.32.6
309.3< 12.52.9
4012.5< 16.33.5 (0W-40, 5W-40, 10W-40)
4012.5< 16.33.7 (15W-40, 20W-40, 25W-40, 40)
5016.3< 21.93.7
6021.9< 26.13.7

Буква «W», следующая за маркой вязкости SAE, расшифровывается как winter («зима») и означает, что масло подходит для использования при низких температурах. Масла, марка вязкости которых содержит букву «W», должны иметь подходящую вязкость, которая измеряется при соответствующих низких температурах. Те марки SAE, которые не содержат буквы «W», предназначены для использования при высоких температурах. Вязкость этих масел (SAE 20, 30, 40, 50 и 60) имеет ограничение и измеряется при 100 и 150˚С и высокой скорости сдвига.

Как уже было отмечено выше, изобретение различных присадок, повышающих индекс вязкости, привело к производству всесезонных масел. В Северной Америке эти масла (SAE 0W-30, 5W-20, 5W-30, 5W-40, 10W-30, 10W-40, 15W-40 и 20W-50) продаются уже десятки лет.

Всесезонные масла, например SAE 5W-30, SAE 10W-30 и т. д., широко распространены, так как они достаточно жидкие, чтобы обеспечивать легкое проворачивание при низких температурах, но и довольно густые, чтобы надёжно защищать двигатель при высоких.

Рекомендации производителей автомобильной техники по вязкости масла при проворачивании должны соблюдаться в любом случае. Однако основные требования, содержащиеся в руководствах для владельцев транспортных средств, следующие:

Руководство по классам вязкости SAE для моторных масел
Перепад температур окружающего
воздуха, °C
Класс SAE
Всесезонные классы SAE
от –40° до +40°0W-20, 0W-30
от –35° до +40°5W-20, 5W-30
от –30° до более +40°10W-30, 10W-40
от –25° до более +40°15W-40
от –20° до более +40°20W-50
Сезонные классы SAE
от –30° до +20°10W
от –20° до +30°20W
от –0° до более +40°30
от +5° до более +40°40
от +10° до более +40°50
  1. Минимальные температуры окружающего воздуха, указанные выше, определяются для оборудования без средств облегчения запуска. Все дополнительные облегчающие пуск средства, в том числе обогреватели охлаждающей жидкости блока цилиндров, масляной ванны и аккумуляторной батареи, еще больше снижают минимальную температуру запуска.
  2. Температуры окружающего воздуха, указанные выше, должны рассматриваться только как рекомендации. Точный класс SAE, необходимый для вашего автомобиля, указана в Руководстве владельца транспортного средства.

Очень важно понимать, что система классификации марок вязкости SAE определяет только вязкость масел и ничего не говорит о его качестве или о том, как его применять.

Сервисная классификация моторных масел американского института нефти (API)

В 1970 году Американский институт нефти (API), Американское общество по испытаниям материалов (ASTM) и Общество автомобильных инженеров (SAE) в сотрудничестве разработали совершенно новую систему сервисной классификации моторных масел API. Она дает возможность определять и подбирать моторные масла на основе их рабочих характеристик и типа обслуживания, для которого они предназначены.

Нужно отметить, что Система сервисной классификации моторных масел API не имеет никакой связи с Системой классификации вязкости моторных масел SAE. Последняя используется только для определения марки вязкости моторного масла SAE. Обе необходимы для точного определения характеристик моторного масла, чтобы покупатель мог выбрать нужное масло, которое будет отвечать требованиям двигателя.

Система сервисной классификации моторных масел API в настоящее время содержит 25 классов обслуживания, которые перечислены в следующей таблице.

Система сервисной классификации моторных масел API
ОбозначениеКатегория APIОписание масла
SAУниверсальное обслуживание бензиновых и дизельных двигателей (устаревшая)Масло без добавок
SBЭксплуатация бензиновых двигателей с минимальной нагрузкой (устаревшая)Некоторые антиокислительные и противозадирные свойства
SCГарантийные требования к бензиновым двигателям 1964 года выпуска (устаревшая)Отвечает требованиям производителей автомобильной техники 1964–1967 годов
SDГарантийные требования к бензиновым двигателям 1968 года выпуска (устаревшая)Отвечает требованиям производителей автомобильной техники 1968–1971 годов
SEГарантийные требования к бензиновым двигателям 1972 года выпуска (устаревшая)Отвечает требованиям производителей автомобильной техники 1972–1979 годов
SFГарантийные требования к бензиновым двигателям 1980 года выпуска (устаревшая)Отвечает требованиям производителей автомобильной техники 1980–1988 годов
SGГарантийные требования к бензиновым двигателям 1989 года выпуска (устаревшая)Отвечает требованиям производителей автомобильной техники 1989–1993 годов
SHГарантийные требования к бензиновым двигателям 1994 года выпуска (устаревшая)Отвечает требованиям производителей автомобильной техники 1994–1996 годов
SJГарантийные требования к бензиновым двигателям 1997 года выпускаОтвечает требованиям производителей автомобильной техники 1997–2000 годов
SLГарантийные требования к бензиновым двигателям 2001 года выпускаОтвечает требованиям производителей автомобильной техники 2001 года и позднее
SMГарантийные требования к бензиновым двигателям 2004 года выпускаОтвечает требованиям производителей автомобильной техники 2004 года и позднее
SNГарантийные требования к бензиновым двигателям 2011 года выпускаОтвечает требованиям производителей автомобильной техники 2011 года
САОбслуживание двигателей, работающих на высококачественном топливе в легком режиме (устаревшая)Отвечает требованиям военной спецификации MIL-L-2104A (1954г.)
CBОбслуживание двигателей, работающих на топливе более низкого качества в умеренно тяжелом режиме (устаревшая)Отвечает требованиям военной спецификации MIL-L-2104A, но испытания проводились на топливе с большим содержанием серы (Прил. 1).
CCОбслуживание дизельного и бензинового двигателей, работающих в умеренно тяжелом или тяжелом режиме (устаревшая)Отвечает требованиям военной спецификации MIL-L-2104В (1964 г.)
CDОбслуживание дизельного двигателя, работающего в тяжелом режиме (устаревшая)Для среднескоростных дизельных двигателей с наддувом. Отвечает требованиям спецификаций MIL-L-2104C и Caterpillar Серия 3
CD-IIОбслуживание двухтактных дизельных двигателей, работающих в тяжелом режиме (устаревшая)Отвечает сервисным требованиям API CD и имеет одобрение Detroit Diesel 6V53T
СЕОбслуживание дизельных двигателей с наддувом и турбонаддувом, работающих в тяжелом режиме и произведенных не ранее 1983 г. (отмененав 2010 г.)Отвечает сервисным требованиям API CD, а также имеет одобрения по спецификациям Mack E0-K/2 и Cummins NTC-400
CF (отменена в 2010 г.)Обслуживание дизельных двигателей с непрямым впрыском и других моделей дизельных двигателей, работающих на различных видах топлива, в том числе с повышенным содержанием серы (> 0,5%)Обеспечивает эффективную защиту от отложений, износа и коррозии поршневой системы в дизельных двигателях без наддува, с наддувом и турбонаддувом. Может заменять масла категории CD
CF-2Обслуживание двухтактных дизельных двигателей, работающих в тяжелом режимеОбслуживание, типичное для двухтактных дизельных двигателей, работающих в тяжелом режиме, для которых требуется надежная защита от износа и образования отложений. Может заменять масла категории CD-II
CF-4Обслуживание четырехтактных дизельных двигателей с турбонаддувом, работающих в тяжелом режиме, особенно последних моделей (не ранее 1988 года) с пониженной токсичностью выхлопаОтвечает требованиям спецификации Caterpillar 1-K, а также имеет одобрения по спецификациям Mack EO-K/2 и Cummins NTC-400
CG-4Обслуживание четырехтактных дизельных двигателей, работающих на топливе с пониженным содержанием серы (от < 0,05% до < 0,5%) в тяжелом режиме, разработанных с учетом норм токсичности выхлопа 1994 годаОбеспечивает эффективную защиту от образования отложений на поршневой системе при высоких температурах, износа, коррозии, пенообразования, накопления сажи, а также обладает стабильностью к окислению. Может заменять масла категорий CD, CE, CF-4
СН-4Обслуживание высокоскоростных четырехтактных дизельных двигателей, работающих на топливе с пониженным содержанием серы (от < 0,05% до < 0,5%), разработанных с учетом норм токсичности выхлопа 1998 годаОбеспечивает наилучшую защиту от образования отложений на поршневой системе при высоких температурах, износа, коррозии, пенообразования, накопления сажи, а также обладает стабильностью к окислению. Может заменять масла категорий CD, CE, CF-4 и CG-4
CI-4Представляет собой значительное увеличение качества по сравнению с категорией СН-4. Предназначена для высокоскоростных четырехтактных дизельных двигателей, работающих на топливе с пониженным содержанием серы (от < 0,05% до < 0,5%) в тяжелом режиме, разработанных с учетом норм токсичности выхлопа 2002 года и суровых условий эксплуатации, возникающих в результате использования систем рециркуляции отработавших газовОбладает более эффективными свойствами по сравнению с категорией СН-4, в частности повышенной стабильностью вязкости, защитой от сажеобразования и отложений в поршневой системе, стабильностью к окислению. Может заменять масла категорий CD, CE, CF-4, CG-4 и СН-4
CJ-4Для использования в высокооборотных четырехтактных дизельных двигателях, отвечающих последним требованиям по эмиссии выхлопных газов 2007 года. Данные масла составлены для использования в любом сочетании с любым дизельным топливом с содержанием серы до 500 ppm, или 0,05% от весаЭта новая категория специально разработана в соответствии со строгим законодательством по выбросам в окружающую среду и более суровыми условиями работы двигателей, оборудованных системами очистки выхлопных газов
Читайте так же:
Устраняем поломку шаровой опоры

Ниже мы даем более детальное описание каждой сервисной категории API, однако это всего лишь рекомендации по подбору моторных масел для значительно раз личающихся условий эксплуатации двигателей.

Описание стандартов от SA до SF не дается, так как они считаются устаревшими. Все действующие категории могут заменять масла этих устаревших классов.

Все о характеристиках моторных масел

Опубликовано: 2019-12-05 8142

Все о характеристиках моторных масел

Характеристики моторных масел регламентируют стандарты международного уровня.

Содержание

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 (мм 2 /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/см 2 ).

Индекс вязкости

Вязкость смазочных материалов меняется обратно пропорционально температуре. При нагревании масла показатель снижается, а при охлаждении – увеличивается. В продуктах разных марок изменение характеристики происходит с различной скоростью. Для измерения динамики существует специальное понятие – индекс вязкости. Чем выше его значение, тем меньше вязкостные свойства материала зависят от температуры. Продукты с большим индексом обеспечивают надежную защиту двигателя в разных климатических условиях. Масла с низким значением показателя эксплуатируются в узком диапазоне температур, так как при нагревании материалы утрачивают смазывающую способность, а при охлаждении быстро густеют.

Температура застывания

Показатель определяют в момент увеличения вязкости масла вплоть до потери текучести. В лабораторных условиях температурой застывания считают нижний предел, при котором жидкость в пробирке под наклоном 45 градусов не стекает в течение 1 минуты и остается неподвижной. Низкотемпературные характеристики масла напрямую зависят от состава, от качества компонентов. В продуктах переработки нефти вязкость возрастает при кристаллизации парафинов нормального строения. Поэтому основа проходит тщательную очистку или химическую модификацию для разветвления структуры компонентов и снижения температуры застывания. Синтетические масла имеют более однородный и прогнозируемый состав, что снижает порог кристаллизации и обеспечивает материалу стабильные свойства на морозе.

Читайте так же:
Каким транспортом можно управлять, если есть права категории А

Температура вспышки

Величина этой характеристики зависит от вида и количества легколетучих фракций в составе масла. Температура вспышки косвенно указывает на потери масла на угар, испарение через вентиляционную систему картера. Параметр также позволяет оценить риск самопроизвольного воспламенения или взрыва материала при экстремальном нагревании.

Щелочное число (Total Base Number, TBN)

Общая щелочность моторного масла зависит от характеристик диспергирующих и моющих присадок, от антиокислительных свойств материала. Параметр указывает на стойкость продукта к окислению при высоких температурах и давлении в присутствии химически активных сред. От щелочного числа также зависит скорость образования отложений, величина межсервисного интервала. Характеристика определяется в (мг КОН/г). Значения щелочного числа варьируются в широком диапазоне. Выбор зависит от типа топлива, а точнее, от содержания серы, которая является главным окисляющим агентом. Например, в двигателях, работающих на мазуте, требуется высокая степень защиты, поэтому выбирают масло с показателем щелочности до 40 мг КОН/г. Моторы легковых авто работают с материалами 7–15 мг КОН/г.

Зольность

Сульфатная зола образуется при сгорании смазочного материала. Базовые масла очищаются и являются практически беззольными, но присадки вносят в состав нежелательные примеси, такие как магний, кальций, фосфор, цинк и другие. В процессе сгорания веществ на поверхности деталей двигателя образуются отложения, которые способствуют преждевременному воспламенению топливной смеси, то есть повышают детонацию. Зола также загрязняет каталитические нейтрализаторы выхлопных газов, сажевые фильтры. Соответственно, чем ниже показатель, тем меньше отложений на деталях.

Стандарты и спецификации

SAE J300

Классификация вязкостно-температурных свойств смазывающих материалов SAE J300 разработана американским обществом автомобильных инженеров Society of Automotive Engineers. Система делит масла на два типа: летние и зимние (маркировка W – winter). Для материалов, предназначенных для эксплуатации при низких температурах, дополнительно регламентируют предел прокачиваемости (тест MRV – Mini Rotary Viscometer) и проворачиваемости (CCS – Cold Cranking Simulator) коленвала. Для летних сортов определяют прочность на сдвиг при экстремальном нагревании (тест HTHS – High Temperature High Shear Rate). Класс вязкости по SAE J300 указывает на диапазон температур эксплуатации конкретной марки моторного масла. Обозначение всесезонных сортов сочетает два показателя: зимний и летний. Например, 5W-40.

Классы вязкости зимних моторных масел SAE J300

Низкотемпературная вязкость

Высокотемпературная вязкость

CCS, МПа-с. Max, при темп.,°С

MRV, МПа-с, Max, при темп.,°С

Кинематическая вязкость, мм 2 /с при 100 °С

HTHS, МПа-с. Min при 150 °С и 10 Л 6 с-1,

Классы вязкости летних моторных масел SAE J300

Класс вязкости SAE

Высокотемпературная вязкость

Кинематическая вязкость, мм 2 /с при 100 °С

HTHS, МПа-с. Min при 150 °С и 10 Л 6 с-1,

Классификация разработана специалистами American Petroleum Institute (API) совместно с American Society for Testing and Materials (ASTM) и Society of Automobile Engineers (SAE). Система опирается на эксплуатационные характеристики моторных масел и устанавливает стандарты для бензиновых, дизельных, двухтактных моторов и трансмиссий. По API смазочные материалы делятся на три категории:

  • S – Service (spark ignition). Категория включает масла для бензиновых двигателей легковых автомобилей;
  • C – Commercial (compression ignition). В нее включена продукция для дизельных двигателей;
  • EC – Energy Conserving. Категория описывает энергосберегающие масла.

Классификация материалов внутри категорий начинается с буквы А (SA, SB, SC…) и далее в алфавитном порядке. Каждая последующая марка может использоваться в двигателях, для которых рекомендованы предыдущие. Категории с SA до SG являются устаревшими. Знак SH маркируют только в качестве дополнения к C. Начиная с SJ все категории действующие, а SN считается высшей на сегодняшний день. Марки масел с API CA до API CG-4 признаны устаревшими. Остальные категории действующие, высшей является API CK-4.

ILSAC

Классификация международного комитета по стандартизации и апробации моторных масел ILSAC (INTERNATIONAL LUBRICANTS STANDARDISATION AND APPROVAL COMMITTEE) – это результат совместного труда американской ассоциации American Automobile Manufacturers Association (AAMA) и японских специалистов Japan Automobile Manufacturers Association (JAMA). Стандарт устанавливает требования к смазочным материалам для бензиновых двигателей легковых автомобилей. Знак ILSAC получают масла с высокими показателями экономии топлива, энергосбережения, фильтруемости в условиях низких температур. Для продуктов характерна низкая испаряемость, стойкость к вспениванию и сдвигу, минимальное содержание фосфора. Категории моторных масел по ILSAC:

GF-1. Устаревшая спецификация с минимально допустимыми требованиями к качеству материалов для японских и американских автомобилей. Категория охватывает масла классов SAE: 0W-30, -40, -50, -60, 10W-30, -40, -50, -60 и 5W-30, -40, -50, -60. Спецификация соответствует EC-II и API SH;

GF-2. Соответствует EC-II и API SJ. Категория включает все марки масел GF-1 и дополнительно 0W-20, 5W-20. Строгие ограничения по содержанию фосфора, улучшенные низкотемпературные свойства, стойкость к пенообразованию и образованию отложений;

GF-3. Соответствует EC-II и API SL. Улучшены противоизносные и противоокислительные свойства, снижена испаряемость, увеличены показатели экономии топлива, стабильности вязкостных свойств. Спецификация устанавливает строгие требования к долгосрочным последствиям влияния моторных масел на системы нейтрализации выхлопных газов;

GF-4. Соответствует API SM. Масла проходят испытания на топливную экономичность. Категория включает классы вязкости SAE: 0W-20, 5W-20, 5W-30, 10W-30. Улучшены моющие и противоизносные свойства, снижен риск образования отложений. Содержание фосфора – не более 0,08 %;

Читайте так же:
Представительский и бизнес класс автомобилей — престижно и дорого

GF-5. Соответствуют API SM с жесткими требованиями к совместимости к системам катализаторов, к топливной экономичности, к испаряемости, к стойкости к образованию отложений. Спецификация устанавливает параметры совместимости с эластомерами, защиту систем турбонаддува, возможность применения биотоплива.

Знание основных характеристик необходимо для грамотного выбора моторного масла.

Классификация и характеристики моторных масел по вязкости

Наличие двух цифр, разделенных буквой W говорит о всесезонности масла. При этом первая цифра фиксирует минимальную отрицательную температуру, при которой двигатель можно будет провернуть. Так, масло 0W40 должно прокачиваться от -35ºС, 15W40 – от -20ºС. Вторая цифра определяет вязкость масла при температуре 100ºС, точнее – не саму вязкость, а допустимый диапазон ее изменения. Так, для «тридцатки» вязкость при 100ºС может меняться в диапазоне от 9.3 до 12.5 сСт (сантистоксов – единиц измерения вязкости), для «сороковки» — от 12.5 до 16.5 сСт, а для «пятидесятки» — от 16.3 до 21.9 сСт. То есть кинематическая вязкость в пределах допустимого диапазона может меняться на 10…15%. Российская классификация по вязкости дает значительно более жесткий допуск по диапазону изменения вязкости – чаще всего не более 2 сСт, а для наиболее ответственных масел – не более 1 сСт…
Чем больше вязкость масла, тем толще масляные пленки образуются в парах трения двигателя – в подшипниках коленчатого вала, под поршневыми кольцами … И чем толще – тем лучше, ведь они защищают от износа.
Но и мощность мотора, и расход масла на угар, и даже, как это не парадоксально, температуры его деталей, а значит, общая надежность двигателя, зависят от вязкости масла.
Для начала, давайте разберемся, откуда берутся пленки и от чего зависит их толщина? Наверное, все видели, как покатушки на водных лыжах. Явление это называется глиссированием, и, чтобы оно возникло, требуется три условия. Во-первых, нужна скорость – то есть относительное движение поверхностей. Во-вторых, нужно определенное положение лыж относительно поверхности воды – так называемый «угол атаки». И, наконец, нужна сама вода – то есть некая вязкая среда, на которую будет опираться лыжник.
В моторе все это есть. Скорость – от вращения коленчатого вала, угол атаки формируется либо зазором в круглом подшипнике коленчатого вала, либо обеспечивается на стадии производства деталей заданием нужных профилей рабочих поверхностей и корректируется в процессе обкатки. А вместо воды — масло.
Кстати, если в пленках в подшипниках никто не сомневался, то в том, что они есть под поршневыми кольцами, сомнения были развеяны только в 80-х годах прошлого века. Тогда практически одновременно и у нас, и в Штатах, и в Японии были поставлены эксперименты, с помощью которых были измерены их толщины и выявлены некоторые законы их жизни в цилиндрах двигателя, в том числе – зависимость от вязкости масла. Кстати, автор этой статьи в этих работах принимал непосредственное участие. Но это так, к слову…
И, кроме всего прочего, была выявлена очень забавная особенность зависимости мощности мотора от толщины масляного слоя и, в частности, от вязкости моторного масла. Есть определенная, оптимальная толщина масляного слоя, при котором мощность потерь трения будет минимальной. То есть что более тонкая, что более толстая пленка приведет к снижению мощности мотора. Следовательно, эффективная мощность мотора при оптимальной толщине пленки будет максимальной. Но эта оптимальная толщина слоя масла своя для каждого режима и, более того, она зависит от конструкции и реального состояния мотора, потому что зазоры весь период жизни мотора меняются, а они в большой степени определяют те самые углы атаки, формирующие подъемную силу.
Но общая зависимость едина – чем больше обороты, точнее – скорость поршня, тем больше оптимальная толщина масляной пленки. Но это – для повышения мощности двигателя. Казалось бы, все понятно – хочешь форсировать мотор, лей масло погуще… И опять все не так просто – ведь та самая мощность трения, которую мы пытаемся минимизировать, с ростом вязкости тоже растет, причем практически прямо пропорционально. И снова – надо искать некий оптимум.
Это можно сделать с помощью современных методов математического моделирования процессов трения в двигателе – они работают достаточно надежно. Но нам будет интереснее и показательнее обратиться непосредственно к мотору – где и на каких режимах какое масло ему выгоднее…
Итак, понятно, что оптимального общего рецепта по выбору масла для всех моторов сразу нет и быть не может. Но попробуем подобрать нечто наилучшее для какого-то конкретного мотора. В нашем случае это будет полуторолитровый мотор для ВАЗа 08-10 семейств. Причем можно смело утверждать, что большой разницы в рекомендациях для восьми- или шестнадцатиклапанников не будет – по «низу» они практически одинаковы. Мотор – прилично собранный и качественно обкатанный, то есть мы находимся в области нормальных моторов с невысокой степенью износа, составляющих немалый процент парка отечественных автомобилей.
И задачу мы поставим достаточно прозрачную- как влияет первая и вторая цифра классификации вязкости по SAE (те, что до и после буковки W) на основные характеристики мотора – мощность, экономичность и скорость износа, то бишь – ресурс. Для этого выбрано по две канистры шести моторных масел Shell Helix – с различным набором соотношений интересующих нас цифр – от 5 до 15 для первой и от 30 до 60 для второй.
Чтобы увеличить количество вариантов вязкости, испытания будут вестись для различных сроков наработки каждого масла. Сначала замеры мощности и расхода топлива на фиксированных режимах для свежего масла, потом наработка на нем двадцати моточасов, а потом – повтор измерений. По мере наработки вязкость масла меняется, и характеристики мотора будут несколько различаться. Естественно, будем отбирать пробы масла на каждой стадии испытаний для того, чтобы измерить реальную вязкость. А накатывать мотор будем на тех режимах, где скорость износа практически нулевая – средних оборотов и нагрузок.
Что показали испытания? Первая цифра классификации SAE при прогретом моторе практически ни на что не влияет. Все замеренные показатели мощности и расхода топлива для трех масел SAE 5W40, 10W40 и 15W40 легли в пределы погрешности измерений, причем для каждого из циклов замеров – свежего и поработавшего масла. Итак, низкотемпературная вязкость и минимальная температура прокачиваемости на мощность и расход практически не влияет.

Читайте так же:
Как правильно перестраиваться по полосам?

SAE-3.jpg

Чем вязче масло, тем меньше изнашивается мотор

А ресурс? Проверить экспериментом это сложно, но по логике очевидно, что чем быстрее масло начинает прокачиваться через систему смазывания, тем ниже интенсивность «пускового» износа. Поэтому чем меньше первая цифра, тем меньше мотор изнашивается при холодом пуске. Кстати, это будет заметно и по самому поведению автомобиля – на таком масле он быстрее начинает принимать нагрузку по мере прогрева:

SAE-4.jpg

Так меняется «оптимальность» масла в зависимости от сезона эксплуатации мотора. Зимой масло в поддоне холоднее, значит, его температура и в узлах трения будет ниже. Отсюда – отходим от «сороковки» и приближаемся к «тридцатке».

Со второй цифрой сложнее. Мы построили графики зависимости крутящего момента двигателя при работе на маслах с различной вязкостью и сразу прорисовались те самые оптимумы. Причем, что интересно, подтвердилось и то, что по мере увеличения оборотов двигателя этот оптимум смещался в зону более высоких вязкостей. Так, если мотор преимущественно работает на режимах умеренных оборотов (2000…3000 об/мин), то есть на режимах обычной эксплуатации по городскому циклу, то «сороковка» близка к оптимуму. А вот при высоких оборотах, выше 4000 об/мин, оптимум смещается ближе к «пятидесятке»:

SAE-2.jpg

«Оптимумы» механических потерь двигателя. Чем выше обороты, тем в область более вязких масел приходится сдвигаться

С ресурсом эксперимент не поможет, слишком много времени он потребует. Но, используя методы математического моделирования процессов изнашивания деталей ДВС, можно показать, в общем-то, очевидное. Если исключить пусковой износ, на который влияют в основном присадки, включенные в состав базового пакета, то зависимость очевидна – чем больше вязкость, тем меньше износ.

Так ли все очевидно? И настолько ли лучше масло с большей вязкостью? Вот здесь стоит обратиться к случаю из нашей реальной практики, весьма показательному.
Единожды, доводя на стенде тюнинговый мотор, собранный с индивидуальной подгонкой по зазорам в цилиндропоршневой группе, мы столкнулись со странной, на первый взгляд, ситуацией. Мотор обкатывался на стенде на обычной «сороковке», после чего на этом же масле сняли кривую крутящего момента. Все было прогнозируемо, получили практически то, чего ожидали при использованных настройках мотора. А потом, к приезду клиента, залили «пятидесятку», на которой в дальнейшем планировалось гонять мотор. И ожидали еще прибавки момента. Но мотор по всем оборотам неожиданно «затупел»:

SAE-1.jpg

Измерения на стенде все подтвердили — потеряно 12% (!) мощности на высоких оборотах.
А решение задачи было вовсе нетривиально! Вскрытие мотора показало интересную картину, характерную для начала температурного задира поршней во всех цилиндрах:

SAE-5.jpg

Вот она, причина падения мощности. Из-за повышенных температур поршни стало «раздувать» и они начали подклинивать. Свидетельство этого – сбитый до металла нагар на головке поршня и начало задира..

Ответ дало математическое моделирование. Дело в том, что масляные пленки, формируемые поршневыми кольцами, дают серьезное тепловое сопротивление – ведь то тепло, которое принимается поршнем от газов в камере сгорания, процентов на 60 отводится через кольца. А теплопроводность масла очень низкая! И чем толще пленки, тем меньше тепла отводится от поршня. Вот его температуры и растут! А с температурами увеличивается и сам размер поршня – ведь все металлы при нагревании расширяются. А исходные зазоры и так были достаточно малыми – уж так собирали мотор.
Так вот, наши оценки показали, что простой переход с «сороковки» на «пятидесятку» для нашего мотора дает увеличение температур поршня градусов на 8…12 градусов в зависимости от режима его работы. А это – очень даже немало. Но кто это учитывает в выборе масла?
И еще… Очевидно, что чем толще пленки масла остаются в цилиндре, тем больше его улетит в трубу, то есть израсходуется на угар. Поэтому при использовании более вязких масел чаще всего придется столкнуться с ситуацией большего их расхода. Но, если мотор исправен, заметно это будет только при длительной работе на режимах с высокими оборотами…
И, наконец, последний и самый главный вопрос – так какое масло лить? А ответ прост – только масла тех групп вязкости, которые рекомендованы производителем. Причем – МОТОРА, а не МАСЛА!

Классификация моторных масел по SAE

Сегодня на емкостях с автомаслом указывают данные о его вязкости, спецификациях и допусках автоизготовителей. Самой распространенной считается классификация SAE. Итак, на этикетке канистры может указываться:

Классификация моторных масел по SAE

  • класс вязкости по SAE. Ключевым показателем смазки считается ее вязкостный индекс. От него зависит, как будет распределяться моторное масло по трущимся элементам и ресурс мотора. Для всесезонных смазок 1-ое число (перед «w») – зимний класс SAE, 2-ое – летний. Чем меньше числа, тем жиже смазка. От класса вязкости зависит качество смазывания силового агрегата, в особенности при его запуске и прогревании зимой. Чем жиже автомасло, тем лучше оно выполняет свою задачу в морозы, сохраняет горючее. Густое моторное масло оптимально для перегревающихся силовых агрегатов, в знойных климатических условиях и для старых износившихся двигателей. Большой популярностью пользуются 5w30 и 5w В очень морозных условиях (от минус сорока) желательно применять 0w20 и 0w30. В старые и износившиеся моторы нужно лить 15w40. Стоит соблюдать осторожность, используя 0w40 и 0w50 – они способны повредить силовой агрегат. ;
  • спецификации API и ACEA. Спецификации создали, чтобы упростить подбор смазки водителям. Заливая автомасло подходящей спецификации, можно уменьшить изнашивание и шанс поломки мотора, шумность, снизить масляный «угар», расход горючего, сделать лучше ходовые показатели силового агрегата (в особенности при отрицательных температурах), продлить время службы катализатора и системы очищения выхлопа. Распространены классы API SN (моторы на бензине из Азии и США от 2010 года), ACEA A3/B3 (смазки с высокими показателями эксплуатации для сегодняшних моторов на бензине/дизеле);
  • допуски авто изготовителей. У изготовителей из Европы популярна система допусков. Если есть допуск, это значит, что качество смазки проконтролировано автопроизводителем. Подобное масло рекомендовано к использованию на определенных машинах и в определенных условиях. Пример допуска: FORD WSS M2C;
  • штрих-код. Обычно на канистре не пишут место изготовления, но по штрих-коду всегда возможно верно определить, где произведена смазка. Отечественное автомасло, соответственно со специальной таблицей, имеет штрих-код 460-469;
  • номер партии и время изготовления. Номер партии пишется обычно непосредственно на емкости. Это уникальный номер, который дается партии смазки, сделанной в один и тот же день, на одной мешалке. Хоть срок годности автомасла и равен 3-м годам, стоит удостовериться, что изделие не просрочено. Если вы заподозрили, что смазка поддельная, сообщите номер партии и отправьте фотоснимок емкости изготовителю. Ваше обращение будет рассмотрено, вам вскорости ответят;
  • псевдо маркировка. Обыкновенно изготовители автомасел пишут на емкости много информации, не относящейся к официальной маркировке, однако выделяющей смазку из остальных и показывающей ее достоинства. Часто подобная маркировка – простой маркетинговый ход, эксплуатирующий человеческие заблуждения. Примеры: эстеровое, противостоящее износу, с умными молекулами;
  • Особые группы смазок. Есть масла, которые применяются в промышленности. Они сильно отличаются от обыкновенных автомасел по техническим характеристикам, используются строго по собственному назначению. Примеры: смазки для судов, самолетов, газопоршневых моторов, тракторов.
Читайте так же:
Как снять подшипник с генератора передний и задний

Классификация смазок по вязкостному индексу

Вязкость масла по SAE устанавливается при больших температурах и высоких скоростях сдвига соприкасающихся деталей. Вязкостные характеристики масел представлены 3-мя параметрами: динамической и кинематической вязкостью, индексом вязкости.

К примеру, по перемене 1-го параметра возможно понять, как поведет себя смазка под давлением. Единица измерения динамическая вязкость моторного масла – пуз. 2-ой параметр – это обозначение перемены характеристик автомобильной смазки под воздействием, допустим, центробежной силы.

Измерение осуществляется в сантистоксах. Индекс вязкости указывает на то, как зависит вязкость от температуры. Чем больше диапазон температур, в котором масло сохраняет свои текучие и вязкие свойства, тем выше вязкостный индекс.

Классификация моторных масел по SAE

По вязкости SAE смазки возможно классифицировать на всесезонные, летние, зимние.

  • 0w30;
  • 0w40;
  • 5w30;
  • 5w40;
  • 10w30;
  • 10w40;
  • 15w40;
  • 20w.

В маркировке SAE для всесезонных автомасел должно содержаться две цифры вязкости. Первая – это обозначение низкотемпературной вязкости, вторая – высокотемпературной.

  • 20;
  • 30;
  • 40;
  • 50;
  • 60.

В SAE расшифровке данных масел цифра обозначает вязкостный индекс.

  • 0w;
  • 5w;
  • 10w;
  • 15w;
  • 20w.

Межсезонные автомасла сегодня почти нельзя нигде увидеть, они вытеснены всесезонными.

API и ACEA

Классификация моторных масел по SAE

Кроме классификации моторных масел по вязкости, сегодня используется API. Данная классификация масел была разработана в Америке. Ввиду этого применяется она обыкновенно изготовителями из США и Азии. Смазки подразделяются на пару групп:

  • S. Предназначается для силовых агрегатов на бензине, установленных в легковушках, микроавтобусах, грузовом транспорте;
  • C. Применяется в моторах на дизеле, установленных в коммерческом транспорте;
  • S/C. Универсальные автомасла.

После указанных выше букв ставится еще одна (от A до N). Чем дальше она стоит в алфавите, тем выше характеристики эксплуатации автомасла.

Затем через дефис пишется число, указывающее на то, каким должен быть двигатель (двухтактным, четырехтактным).

Спецификация ACEA несколько другая. Автомасла подразделяются на:

  • A/B – для моторов легковушек на бензине/дизеле;
  • C – для моторов на бензине/дизеле, которые оснащены катализатором;
  • E – для моторов грузового транспорта на дизеле.

После буквы идет число, характеризующее главные показатели эксплуатации смазки. Иногда в конце указывается год принятия категории.

Иные классификации

Классификация моторных масел по SAE в настоящее время считается самой распространенной. Кроме классификации SAE, иногда используются API и ACEA.

Не слишком часто, обычно в машинах из Японии, возможно увидеть спецификации Global DHD и ILSAC. Они были созданы, чтобы подогнать требования API/ACEA под автоизготовителей из Японии. Стоит отметить, что данная разработка особо не развивалась.

В мотоциклах из Японии/Кореи часто применяется классификация JASO. Соответственно с ней, для двухтактных моторов подойдут масла FA, FB, FC, FD (расположены по улучшению показателей), для четырехтактных – MA и MB. Если вы являетесь владельцем гидроцикла/снегохода – используйте классификацию NMMA.

Перечисленные классификации являются достаточно редко используемыми, их нечасто возможно встретить на территории Российской Федерации.

Выбор масляной жидкости

Классификация моторных масел по SAE

Выбор моторного масла по техническим характеристикам SAE

Для того чтобы верно подобрать смазку к определенному мотору, надо принимать во внимание некоторые факторы, влияющие на этот выбор:

  • рекомендации автоизготовителя, которые изложены в эксплуатационном руководстве. При создании современных двигателей разработчики опираются на определенную вязкость автомасла. Моторы могут конструктивно значительно различаться один от другого. Потому у различных моделей – разная мощность масляных насосов, диаметр пропускных каналов, хонинговка, скорость теплоотвода. Ввиду этого перед тем, как приобретать автомасло, прочтите эксплуатационное руководство;
  • климат, при котором эксплуатируется машина. Все достаточно несложно. Чем ниже температура воздуха, тем меньше должен быть класс вязкости;
  • период использования и текущее состояние силового агрегата. При продолжительной езде на машине промежутки между соприкасающимися деталями становятся намного больше, следовательно, нужно применять смазку с высокой вязкостью, чтобы обеспечить оптимальное давление в моторе. В особенности это значимо летом, когда автомобильный силовой агрегат способен греться до высоких температур.

Для старых износившихся моторов, ресурс которых заканчивается, советуют применять смазки с более высоким классом, чем написан в эксплуатационном руководстве. Используя автомасло более высокого класса, учитывайте температуру. Вязкая смазка в сильные холода не защитит, а наоборот, уничтожит мотор.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию