Характеристики моторных масел по вязкости и температуре. Независимый низкотемпературный тест моторных масел

Степени вязкости SAE
В настоящее время единственной признанной в зарубежных странах системой классификации автомобильных моторных масел является спецификация SAE J300. SAE - это аббревиатура Общества Автомобильных Инженеров США (Society of Automotive Engineers). Вязкость масла по этой системе выражается в условных единицах - степенях вязкости SAE (SAE Viscosity Grade - SAE VG). Численные значения степеней являются условными символами комплекса вязкостных свойств (см. табл. 1).

В таблице указаны два ряда степеней вязкости: зимний - с буквой "W" (Winter), и летний - без буквенного обозначения. Сезонные (моновязкие) масла (single viscosity grade oils) зимнего ряда различаются по максимальным вязкостям низкотемпературной проворачиваемости и прокачиваемости, и по минимальной кинематической вязкости при 100°С. Степень вязкости сезонных масел летнего ряда определяется по минимальной и максимальной кинематическим вязкостям при 100°С, и по минимальной вязкости при 150°С и скорости сдвига 106 с-1.
Всесезонные масла (multiviscosity-grade oils) должны удовлетворять одновременно двум следующим критериям:
1. Максимальным вязкостям низкотемпературной проворачиваемости и прокачиваемости со степенью зимнего ряда (W).
2. Максимальной и минимальной кинематическими вязкостями при 100°С и минимальной вязкости при 150°С и скорости сдвига 106 с-1 в соответствии со степенью летнего ряда (без буквы W).

Классификация SAE J300 используется производителями двигателей для определения степеней вязкости моторных масел пригодных для использования в их двигателях и производителями масел при разработке новых составов, производстве и маркировке готовых продуктов.

Стандартные ряды вязкости:
зимний ряд: SAE 0w, 5w, 10w, 15w, 20w, 25w;
летний ряд: SAE 20, 30, 40, 50, 60.

Всесезонные (multigrade) масла, состоят из комбинации зимнего и летнего ряда разделенные знаком "тире" (например, SAE 10w-40), другие виды записи являются неверными, и использование аббревиатуры SAE для них недопустимо (например SAE 10w/40 или SAE 10w40).
Серия всесезонных масел: SAE 0w-20, 0w-30, 0w-40, 0w-50, 0w-60, 5w-20, 5w-30, 5w-40, 5w-50, 5w-60, 10w-30, 10w-40, 10w-50, 10w-60, 15w-30, 15w-40, 15w-50, 15w-60, 20w-30, 20w-40, 20w-50, 20w-60.

Классификация моторных масел по вязкости SAE J300 DEC99
В первый день июня 2001 года прекращено одновременное действие двух спецификаций "SAE J300 APR97" и "SAE J300 DEC99". С этого момента спецификация 99-го года полностью вступила в свои права.

Изменения
Изменения коснулись только лимитов вязкости проворачивания, определяемой на "имитаторе холодного пуска" CCS (Cold Cranking Simulator). Согласно новой спецификации, температура при которой проводят измерение вязкости проворачивания, понижена на 5 °С, а предельные значения вязкости проворачивания значительно увеличены для всех w-степеней.
Новые предельные значения вязкости выбирались не случайно. Для производства моторных масел 10w/15w/20w /25w-XX чаще всего применяют базовые масла с индексами вязкости менее 120 единиц. Низкотемпературная вязкость таких масел повышается приблизительно в 2 раза, при каждом понижении температуры измерения на 5 °С. Предельные значения новой спецификации для этих степеней увеличены в два раза, по сравнению с прежними. При производстве всесезонных моторных масел 0w/5w-XX, все большее применение находят синтетические и высокоочищенные гидрокрекинговые базовые масла с высокими индексами вязкости. Низкотемпературные вязкости таких масел каждый раз повышаются менее чем в два раза при понижении температуры измерения с шагом 5 °С. Предельные значения для этих степеней увеличены менее чем в два раза.
Новые лимиты вязкости подобраны таким образом, чтобы уменьшить вероятность того, что моторные масла ранее классифицированные по спецификации SAE J300 APR97 получат более низкотемпературную степень вязкости W исключительно благодаря изменениям в спецификации SAE J300.

Причины изменения
Известно, что ограничения по максимальной вязкости проворачивания включены в набор требований стандарта SAE J300 не случайно. Производители двигателей получали информацию о температурах, при которых динамическая вязкость масел различных степеней достигает значений 3250-6000 мПа*с (диапазон вязкостей обусловлен различием температур испытаний от - 30 °С до - 5 °С, что существенно влияет на мощность аккумуляторной батареи и воспламеняемость топлива). По результатам прежних испытаний на полноразмерных двигателях было установлено, что при таких вязкостях и соответвующих температурах еще возможно проворачивание коленчатого вала стартером со скоростью, обеспечивающей успешный запуск двигателя.
В отличие от двигателей, которые использовались при определении прежних лимитов, современные двигатели демонстрируют успешный запуск при более высоких значениях вязкости и при более низких температурах. После проведения необходимых испытаний, отдел Топлив и Смазочных материалов SAE утвердил новые значения лимитов температур и вязкостей:

По спецификации SAE J300, вязкости масел определяются при условиях, близких к реальным. Летнее масло имеет достаточную вязкость, чтобы обеспечить надежное смазывание при высокой температуре, но оно слишком вязкое при низкой температуре, в результате чего при низкой температуре воздуха затрудняется пуск двигателя. Маловязкое зимнее масло облегчает холодный пуск двигателя при низкой температуре, но не обеспечивает его смазывание летом, когда температура масла в двигателе превышает 100°С. Именно по этим причинам наибольшее распространение сегодня получили всесезонные сорта масел, имеющие меньшую зависимость вязкости от температуры.

Таким образом степень вязкости SAE помогает определить диапазон температуры окружающей среды, при котором масло обеспечит нормальную работу двигателя - его проворачивание стартером, прокачивание масла насосом по смазочной системе при холодном пуске и надежное смазывание летом при длительной работе в режиме максимальных скоростей и нагрузок.

Показатели низкотемпературной вязкости
максимальная допустимая вязкость масла при запуске холодного двигателя, обеспечивающая проворачиваемость коленчатого вала со скоростью, необходимой для успешного запуска двигателя, а также температура, соответствующая такой вязкости;
прокачиваемость масла определяется как наименьшая температура, при которой вязкость не превышает определенной величины (60 000 мПа с), обеспечивающей прокачивание по масляной системе.

Методы тестирования

Максимальная низкотемпературная вязкость проворачиваемости определяется на имитаторе запуска холодного двигателя (CCS) по стандарту ASTM D 5293 и измеряется в сантипуазах (мПа с). Установлено, что от этой вязкости зависит число оборотов коленвала двигателя во время "зимнего пуска".

Вязкость прокачиваемости определяется по стандарту ASTM D 4684 и характеризует возможность притока масла в масляный насос и создания нужного давления в системе смазки при запуске двигателя. Определение вязкости прокачиваемости было введено после того, как было замечено, что некоторые масла (SAE 10w-30 и SAE 10w-40) после пребывания определенного времени (более 24 часов) при низкой температуре, теряют текучесть и становятся желеобразными.

Производители масел часто приводят сравнение легкости запуска двигателя и скорости достижения маслом удаленных точек смазывания при разных степенях вязкости применяемых масел. Подобные аргументы позволяют убедить потребителей в необходимости применения новых высококачественных продуктов с улучшенными низкотемпературными свойствами (рис. 2).

Рисунок 2 наглядно показывает, что масла зимнего ряда с более низкой степенью низкотемпературной вязкости (SAE 5w....., SAE 10w...) выгодно применять для облегчения запуска двигателя и существенного снижения его износа, поскольку в первые секунды работы двигателя, при недостаточном поступлении масла к удаленным точкам смазывания, проявляется наиболее сильное изнашивание.

Рис. 2. Сравнение вязкости при 0°С масел с разной степенью вязкости по SAE

В качестве дополнительной информации о низкотемпературной вязкости при создании нового масла или при изменении рецептуры, SAE рекомендует определять некоторые новые характеристики: температуру прокачиваемости по методу ASTM D 3829, вязкость при низкой температуре и низкой скорости сдвига (тенденцию к желеобразованию или индекс желатинизации) на сканирующем вискозиметре Брукфильда по методу ASTM D 5133, 5133, а также фильтруемость моторных масел при низкой температуре, которая показывает тенденцию образования твердых парафинов или других неоднородностей, способных к закупориванию масляного фильтра.

Показатели высокотемпературной вязкости
Показатели высокотемпературной вязкости моторных масел оцениваются на основе следующих значений:
. минимальной и максимальной вязкости масла (сСт) при температуре 100°С (по стандарту ASTM D 445);
. минимальной вязкости при температуре 150°С и высокой скорости сдвига (106 с-1) (метод ASTM D 4683 или, в Европе, метод СЕС L-36-А-90).

При эксплуатации двигателя особенно важна высокотемпературная вязкость при большой скорости сдвига, которая показывает поведение масла в узких узлах трения двигателя - в подшипниках коленчатого и распределительного валов, кривошипно-шатунного механизма и т.д.

Необходимая степень вязкости
Необходимая вязкость масла определяется на основании следующих факторов:
. особенности конструкции;
. степень износа двигателя;
. температура окружающей среды;
. режим работы двигателя.

При выборе степени вязкости моторного масла, следует руководствоваться рекомендациями производителя конкретного двигателя. Эти рекомендации основываются на конструктивных особенностях двигателя - степень нагрузок на масло, гидродинамическое сопротивление масляной системы, производительность масляного насоса, максимальные температуры масла в различных зонах двигателя в зависимости от температуры окружающей среды (особенности систем охлаждения).

Категории масел для дизельных двигателей коммерческих автомобилей
Данные категории обозначаются буквой С (commercial). Старые категории API CA и CB не обсуждаются.

категория API CC (устаревшая):
. Категория введена в 1961 году. Масла для дизельных двигателей без наддува. Допускается применение для двигателей с турбонаддувом, работающих в легком или среднем режиме и для бензиновых двигателей большой мощности. Масла данной категории содержат антикоррозийные присадки и присадки предотвращающие образование высоко- и низкотемпературных отложений.

категория API CD (устаревшая):
. Категория введена в 1955 году. Типичная категория масел для дизельных двигателей с турбонаддувом и без, для которых требуется эффективный контроль за накоплением продуктов износа. Допускается применение топлива с повышенным содержанием серы. Масла содержат присадки предотвращающие образование высокотемпературных отложений и предохраняющие подшипники от коррозии.
. Соответствует требованиям MIL-L-2104C/D.

категория API CD + (устаревшая):
. Категория создана для удовлетворения требованиям японских автопроизводителей. Масла обладают повышенной устойчивостью к окислению, загущению (под влиянием накопления сажи) и повышенной защитой клапанного механизма от износа.

категория API CD-II (устаревшая):
. Категория введена в 1987 году. Масла данной категории предназначены для двухтактных дизельных двигателей. Эффективно подавляют износ и образование шлама.
. Соответствует всем требованиям категории API CD.

категория API CE (устаревшая):
. Категория введена в 1987 году. Масла предназначены для форсированных и мощных дизельных двигателей с турбонаддувом и без, работающих как при малых оборотах и больших нагрузках, так и при больших оборотах и больших нагрузках.
. Заменяет масла категорий API CC и CD в более старых двигателях.

категория API CF (действующая):
. Категория введена в 1994 году. Масла предназначены для внедорожной техники, для двигателей с распределенным впрыском, включая двигатели работающие на топливе с содержанием серы более 0,5% от массы. Масла данной категории эффективно подавляют образование нагара на поршнях и коррозию медных сплавов подшипников.
. Заменяет масла категории API CD в более старых двигателях.

категория API CF-2 (действующая):
. Категория введена в 1994 году. Масла предназначены для высоконагруженных двухтактных дизельных двигателей. Эффективно подавляют износ цилиндров и залегание (закоксование) поршневых колец.
. Заменяет масла категории API CD-II в более старых моделях.

категория API CF-4 (действующая):
. Категория введена в 1990 году. Масла предназначены для высокоскоростных мощных четырехтактных дизельных двигателей с турбонаддувом и без него, устанавливаемых на мощных магистральных тягачах. Отвечают всем требованиям качества категории API CE и, кроме того, обладают меньшим расходом на угар и меньшей склонностью к нагарообразованию на поршнях. При согласовании с требованиями категории API SG (API CF-4/SG), могут быть применены для бензиновых двигателей легковых и малых грузовых автомобилей. Отвечают повышенным требованиям по токсичности отработанных газов.
. Заменяет масла категории API CE в более старых двигателях.

категория API CG-4 (действующая):
. Категория представлена в 1995 году. Масла предназначены для высоконагруженных, высокоскоростных, четырехтактных дизельных двигателей грузовых автомобилей магистрального типа использующих топливо с содержанием серы менее 0,05% от массы и немагистрального типа (содержание серы может достигать 0,5% от массы). Эффективно подавляют образование высокотемпературного нагара на поршнях, износ, пенообразоване, окисление, образование сажи (эти свойства необходимы для двигателей новых магистральных тягачей и автобусов). Категория создана для удовлетворения требованиям стандартов США по токсичности отработанных газов (редакция 1994 года).
. Заменяет масла категорий API CD, API CE и API CF-4. Основным недостатком, ограничивающим применение масел данной категории в мире, является относительно большая зависимость ресурса масла от качества применяемого топлива.

категория API CH-4 (действующая):
. Проектное название API PC-7. Категория представлена 1 декабря 1998 года. Масла данной категории предназначены для высокоскоростных, четырехтактных двигателей выполняющих требования жестких стандартов 1998 года по токсичности отработанных газов. Отвечают высочайшим требованиям не только американских, но и европейских производителей дизельных двигателей. Специально сформулированы для применения в двигателях, использующих топливо с содержанием серы до 0,5% от массы. В отличие от категории API CG-4, допускается применение дизельного топлива с содержанием серы более 0,5%, что является важным преимуществом в странах, в которых распространены высокосернистые топлива (Южная Америка, Азия, Африка). Масла удовлетворяют повышенным требованиям по уменьшению износа клапанов и уменьшению образования нагара.
. Заменяют масла категорий API CD, API CE, API CF-4 и API CG-4.

категория API PC-7.5 (проект)
. В январе 1999 года требования по токсичности отработанных газов были существенно ужесточены. Для удовлетворения этим требованиям североамериканские автопроизводители внесли ряд конструктивных изменений в свои двигатели, что привело к увеличению уровня образования сажи в моторных маслах в три-пять раз. Для предотвращения вредных последствий наличия сажи в моторном масле (увеличение степени износа деталей двигателя и загущение масла), необходимо было ввести ряд дополнительных требований и испытаний. С этой целью предполагалось создать новую категорию с проектным названием API PC-7.5. Однако "Mack Truck" и "Cummins" создали новые методы испытаний Mack T-8E, Mack T-9, Cummins M-11 и выпустили собственные спецификации - Mack EO-M Plus и Cummins CES 20076. Требования данных спецификаций были признаны достаточными для удовлетворения требований к новым маслам со стороны других автопроизводителей и были включены, как дополнительные, в категорию API CH-4. Потребность в новой категории API PC-7.5 отпала.

категория API PC-8 (проект)
. Проект создавался для удовлетворения потребностей японских автомобилестроителей. Был рекомендован для двигателей с пониженной эмиссией выхлопных газов. Не получил большой известности в связи с созданием нового японского стандарта JASO DX-1.

категория API PС-9 (проект)
. Эта категория проектируется в связи с новыми экологическими требованиями, которые сформулированы Американским агентством по охране окружающей среды (EPA). Основным способом удовлетворения этих требований является система рециркуляции отработанных газов (AGR - exhaust gas recirculation). Для этого требуются изменение конструкции двигателей и придание новых эксплуатационных свойств моторным маслам. Одновременно прогнозируется повышение удельных мощностей двигателей. Основные отличия работы моторного масла в условиях рециркуляции выхлопных газов и повышенной удельной мощности:
. - тенденция к образованию сильных кислот;
. - повышенное образование сажи и, в связи с этим, загущение масла и повышенный износ деталей двигателя;
. - более высокотемпературный режим работы двигателя и масла.
. Для оценки повышенных эксплуатационных свойств, вводятся новые моторные испытания на стендовых двигателях с рециркуляцией выхлопных газов:
. - Cat 1Q,
. - Mack T-10,
. - Cummins M-11.
. Категорию API PC-9 предполагается ввести в действие в 2002 году.

Таблица 4. Сравнение требований к новейшим американским категориям моторных масел для дизельных двигателей.

Таблица 5. Примерный состав присадок в американских моторных маслах для дизельных двигателей, в % (от массы)

По старой системе API, основные свойства и назначение масла обозначались принятыми терминами и буквами. На сегодня эта система отменена, но в названиях современных марок масел иногда встречаются применявшиеся ране термины. Основные обозначения:
. Regular oil - минеральное масло без присадок, полученное путем вакуумной дистилляции без дальнейшей обработки (straight mineral oil);
. Premium oil - минеральное масло с противоокислительными присадками;
. Heavy Duty oil, HD oil - масло с противоокислительными, моющими и диспергирующими присадками для мощных двигателей;
. ML - масло для бензиновых двигателей, работающих в легких условиях (L - light);
. ММ - масло для бензиновых двигателей, работающих в умеренно тяжелых условиях (М - moderate);
. MS - масло для бензиновых двигателей, работающих в тяжелых условиях (S - severe);
. DG - масло для дизельных двигателей, работающих в легких условиях (G - general);
. DM - масло для дизельных двигателей, работающих в умеренно тяжелых условиях (М - moderate);
. DS - масло для дизельных двигателей, работающих в тяжелых условиях (S - severe).

Категория энергосберегающих масел
Моторные масла, отличающиеся низкой вязкостью как при низкой, так и при высокой температуре могут быть сертифицированы на соответствие категории API EC "энергосберегающее" масло ("Energy Conserving" Oil). Ранее энергосбережение определялось по методике Последовательности VI (Sequence VI, ASTM RR D02 1204). Данная методика использовалась для сертификации масел категории API SH на уровни (степени) энергосбережения: API SH/EC - 1,5% экономии топлива и API SH/ECII - 2,7% экономии топлива, по сравнению с эталонным маслом SAE 20w-30.
С 1 августа 1997 года экономия топлива определяется по новой методике ASTM RR D02 1364, Последовательность VIA (Sequence VIA), согласно которой маслу может быть присвоена только одна степень энергосбережения (ЕС). Пример: API SJ/EС.
Энергосберегающие масла предназначены для легковых и грузовых автомобилей малой грузоподъемности. В настоящее время разрабатывается аналогичная категория масел для мощных дизелей.

Подробнее с текущей ситуацией и прогнозом развития рынка смазочных масел можно познакомиться в отчете в отчете Академии Конъюнктуры Промышленных Рынков « Рынок масел в России ».

Вязкость моторного масла является общим параметром для всех моторных масел, который указывает на качество: он показывает, при какой температуре можно использовать масло, заведётся ли зимой мотор, и сможет ли прокачаться масло по системе смазки.

Кто классифицирует

Единственной всемирной организацией, которая занимается разработкой стандартов по вязкости масла, является SAE (Society of Automotive Engineers)- Общество Автомобильных Инженеров США. Организация появилась в начале 19 века, когда автомобильная индустрия только зарождалась.

Для классификации масла используют его кинетическую и динамическую вязкость при рабочей температуре и при отрицательной температуре, которая показывает, можно ли завести мотор в мороз.

Цифры на этикетке

Все производители моторных масел указывают на своей этикетке вязкость масла, выглядит это следующим образом:

SAE 10w-40

SAE обозначает, что масло классифицировано по стандарту данной организации

10w — вязкость при отрицательных температурах, то есть возможности использования масла в зимний период. Буква w обозначает winter, то есть зимнее, а индекс 10 — показывает низкотемпературную вязкость

Цифра 40 указывает высокотемпературную вязкость и имеет определённые характеристики вязкости при температурах 100 и 150 градусов Цельсия.

Сезонность масел

На сезонность указывают те же цифры. Масло может быть чисто летним, зимним или всесезонным. Чем шире характеристике масла, тем оно дороже, значительно проще изготовить масло, которое будет иметь хорошие характеристики при пуске в мороз, но посредственные при высоких температурах, чем масло, которое будет иметь хорошие показателе на всех режимах использования.

Зимние

Зимние масла имеют в обозначении только индекс w, но не имеют высокотемпературный показатель в обозначении. Стандартный ряд зимнего моторного масла: SAE 0w, 5w, 10w, 15w, 20w, 25w .

Цифра показывает, при какой минимальной температуре можно использовать масло, для этого надо отнять 35. То есть, для масла с вязкостью SAE 10w предельной температурой будет 10-35=-25 градусов. При этой температуре пуск двигателя будет нормальным, если температура будет ниже, тогда запустить двигатель будет проблематичнее, так как масло замёрзнет и станет более густым, желеобразным, и стартеру будет сложно его прокрутить. Из-за этого бывают задиры на вкладышах и невозможность пуска зимой, особенно на дизельных моторах, которые очень чувствительны к оборотам при пуске.

Летние

В летних моторных маслах наоборот, зимний индекс w не регламентируется.

Стандартный ряд летнего моторного масла: SAE 20, 30, 40, 50, 60 .

Данный показатель указывает вязкость моторного масла при температуре 100 и 150 градусов, именно эти два показателя критичны для нормальной работы масла. Чем больше число, тем выше вязкость. В современных моторах есть такая тенденция, что данная цифра снижается, то есть вязкость должна быть ниже, это связано с тем, что в новых моторах применяются очень мелкие зазоры в деталях, и такому маслу легче в них проникнуть.

Всесезонные

Но для повседневной эксплуатации сезонные масла вряд ли подойдут, потому что мало кто будет менять масло по сезону- осенью и весной. Для этого и разработали всесезонное моторное масло, которое можно использовать и зимой, и летом.

В обозначении такого масла присутствуют оба индекса- зимний и летний, разделяемые знаком тире «-«. Пример обозначения: SAE 5w-50 . Чем больше будет разница между первым числом и вторым, тем дороже будет масло, так как сложнее обеспечить необходимые характеристики для более широкого диапазона температур. К примеру, масло SAE 5w-50 будет значительно круче, чем SAE 10w-40.

Показатели

Что обозначают те все показатели, которые указаны на этикетке? Практическое применение разобрали, теперь можно глянуть изнутри, как оно всё устроено.

Масла стандартизируются по следующим критериям:

• Максимальные показатели низкотемпературной вязкости при прокачивании и проворачивании для зимнего масла
• Показатели кинетической вязкости при температурах 100 и 150 градусов- для летних масел.

Низкотемпературная вязкость

Проворачиваемось — это по сути тот показатель, который определяет, насколько сложно будет прокрутить коленвал в минусовую температуру.

Прокачиваемость показывает, насколько легко будет прокачать масло по системе смазки, через зазоры в сопрягаемых деталях. Этот показатель важен для сопрягаемых деталей, если в зазоры между коленвалом и вкладышами не сможет закачаться масло, то будут задиры и скорый ремонт двигателя.

Обратите внимание на показатели прокачиваемости или проворачиваемости масла: возле них указана минимально допустимая температура.

Высокотемпературная вязкость

Высокотемпературная вязкость моторного масла регламентируется при двух значениях рабочей температуры: 100 и 150 °C.

• вязкость при температуре 100 градусов
• вязкость при температуре 150 градусов

Эти показатели указывают, насколько хорошо масло справляется с температурой и поддерживает вязкость на нужном уровне.

Какую вязкость лучше выбрать для двигателя?

А здесь не надо ничего выдумывать, производитель автомобиля всё посчитал до вас, просто посмотрите в сервисную книжку, там всё написано.

Зимнюю вязкость можно выбрать, ориентируясь на район проживания и температуру воздуха зимой. Если это юг и температура редко опускается ниже -10 градусов- подойдёт любое, хоть 10w, хоть 0w; а если зимой нередки морозы -30, лучше взять 0w, которое рассчитано до холодов -35 градусов.

По высокотемпературной вязкости, при ремонте двигателей, в которых использовалось масло с вязкостью 20-30, были отмечены задиры и имелся повышенный износ, хотя это масло рекомендовалось производителем, в то время как при использовании на том же моторе масло с вязкостью 40-50 таких проблем не наблюдалось. В сё дело в том, что слишком жидкое масло образовывало не сильно стабильную плёнку, но эта проблема отчасти была решена при использовании современных .

При выборе моторного масла для зимней эксплуатации следует обращать внимание на следующие технические характеристики, которые производители смазочных материалов обычно указывают в технических описаниях.

1. Температура замерзания (потери текучести) или Pour Point. Измеряется по ГОСТ 20287 или DIN ISO 3016 или ASTM D97. Этот параметр не имеет особого физического смысла для эксплуатации двигателя. Он указывается в целях хранения масла и указывает на то, что масло можно перелить из одной ёмкости в другую. Тем более что существуют специальные присадки – депрессоры, которые понижают температуру замерзания у минеральных масел. Добавив большое количество депрессорных присадок в минеральное гидрокрекинговое базовое масло можно добиться температуры замерзания готового масла даже ниже минус 40 С.

2. Динамическая вязкость при низкой температуре измеряемая при помощи имитатора запуска холодного двигателя CCS (Cold Cranking Simulator) по методам DIN 51 377 или ASTM D 2602. Этот важный параметр показывает насколько двигателю будет трудно провернуть холодное масло в цилиндро-поршневой группе. Измеряется в мПа*с. Чем ниже этот параметр, тем лучше. Граничные значения вязкости для разных классов масел определяет международный стандарт SAE J300.

Стандарт SAE J300 последняя редакция

3. Динамическая вязкость при низкой температуре измеряемая на миниротационном визкозиметре MRV (Mini Rotary Viscometer) . Она измеряется при температуре на 5 С ниже, чем CCS и называется ещё «вязкостью прокачивания». Это показатель говорит о том, сможет ли загустевшее масло прокачать маслонасос двигателя и с какой скоростью холодное масло будет подано по маслоканалам к точкам смазки. Измеряется в мПа*с. Все три параметра – температура замерзания, динамическая вязкость CCS и динамическая вязкость MRV, чем меньше, тем лучше. Параметры CCS и MRV, участвуют в определения класса вязкости по SAE. Стандарт SAE определяет придельные значения вязкости при определённых температурах. Например масла вязкостью 5W-XX (20, 30, 40, 50) не должны иметь вязкость CCS при минус 30 С больше, чем 6600, а вязкость MRV не должна быть больше, чем 60000. Тогда это масло имеет право маркироваться, как 5W-XX.

В бытовых условиях можно так же оценить низкотемпературные свойства с помощью различных приспособлений. И если для многих регионов России морозы под 40 С это редкость, то для Якутии это будни. Вот пример таких испытаний от драйвовчанина Андрея Тоскина АКА Белководус.

Общепризнанный технический факт - масла, изготавливаемые на основе полиальфаолефинов (ПАО), имеют лучшие низкотемпературные свойства по сравнению с минеральными гидрокрекинговыми маслами. При этом масла на ПАО имеют явные преимущества и при летней эксплуатации: более низкая испаряемость - параметр NOACK в тех. описаниях, более высокая термостабильность, низкая окисляемость и коксуемость, лучший отвод тепла от смазываемых поверхностей.

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 о С;
• 5W - рекомендуемо к использованию при морозах до -30-25 о С;
• 10W - рекомендуемо к использованию при морозах до -25-20 о С;
• 15W - масло рекомендуемо к использованию при морозах до -20-15 о С;
• 20W - масло рекомендуемо к использованию при морозах до -15-10 о С.

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.

Введение системы рециркуляции отработавших газов привело к возникновению новых требований к моторным маслам.

Рециркуляция – подача части ОГ обратно в двигатель – позволила снизить содержание окислов азота в ОГ. Однако вследствие рециркуляции возросла температура картерного масла, в среднем со 120 до 130°С. Поэтому моторное масло должно обладать повышенными антиокислительными свойствами. В противном случае с уменьшением окислов азота будут увеличиваться выбросы сажи. Решение было найдено в виде беззольных присадок – на основе азота и оснований маниха. Их применение позволило сохранить нужное количество металлсодержащих присадок без вреда для очистительных систем ОГ.

Чрезвычайно важными показателями качества моторного масла являются его сульфатная зольность и высокотемпературная вязкость на сдвиг .

Зольность сульфатная – это показатель, определяющий количество металлсодержащих присадок в масле. Чем больше таких присадок, тем выше зольность. Однако избыток, как и недостаточное количество присадок, вредит моторному маслу, так как становится источником дополнительных низкотемпературных отложений на двигателе: шламов, смол, кокса. Сегодня в производстве моторных масел четко обозначилась тенденция к уменьшению сульфатной зольности – ниже 1,5%. Пока же в большинстве современных автомобилей применяется топливо с низким содержанием серы.

Зольность, а также сера и фосфор, содержащиеся в отработавших газах (ОГ), сильно выводят из строя нейтрализатор ОГ, забивают ячейки сажевых фильтров. Для решения этой проблемы были разработаны масла SAPS. В этой аббревиатуре буквы указывают на ограничение в масле сульфатной зольности (Sulphated Ash), фосфора (Phosphorus) и серы (Sulphur). Применение масел SAPS позволяет увеличить срок действия систем очистки и нейтрализации до 100 тыс. км пробега. Это особенно важно в силу того, что катализатор, содержащий дорогие металлы (платину, рутений, палладий) стоит недешево.

Как известно, основному износу подвергаются цилиндро-поршневая группа и коленвал. На ЦПГ приходится 60% износа, на коленвал – 40%. Именно поэтому еще один принципиально важный показатель качества масла – это HTHS, или высокотемпературная вязкость на сдвиг. В двигателе этот параметр масла по сути аналогичен работе подшипников коленвала. HTHS измеряется в милипаскалях в секунду.

Сегодня наблюдается тенденция к снижению вязкости на сдвиг с обычной величины 3.5 мП/сек. Если моторное масло имеет пониженную HTHS, его можно применять только в новых подготовленных для этого двигателях. Применение масла с пониженным HTHS в непредназначенных для этого двигателях может привести к их ускоренному износу. Объясняется это просто. В двигателях, приспособленных для масла с пониженным HTHS, расстояние между трущимися поверхностями предельно уменьшено, детали настолько плотно пригнаны, что зазор минимален. Если же прицезионные пары традиционного образца (т.е. зазор больше необходимого), происходит разрыв масляной пленки и возникает контакт металл-металл. В настоящее время масла с пониженным HTHS применяются в ряде моделей VW, а также на некоторых моделях BMW и МB. Это способствует дополнительной экономии топлива. Однако в большинстве современных моделей пока еще применяются масла со стандартной величиной HTHS.

В современном мире происходит все большее ужесточение экологических норм, так как на долю автомобилей приходится до 60% всех вредных выбросов в атмосферу. Автомобильный выхлоп содержит до 200 химических соединений, наиболее вредными из которых являются монооксид углерода, углеводородные соединения, сера, фосфор и, наконец, твердые частицы, т.е. сажа. Сажа вырабатывается, преимущественно, тяжелыми дизелями. Формально это чистый углерод, который, казалось бы, и не опасен для окружающей среды. Но при выхлопе газов он выступает в роли абсорбента вредных соединений: впитывая их, он накапливает канцерогены.