Досить часто, особливо серед автовласників-початківців, в'язкість моторного масла стає визначальним параметром при виборі даного витратного матеріалу. Рішення, зазвичай, приймається з урахуванням думки товаришів: «Я ллю 10W-40 (5W-40)», тощо.
Насправді, щоб правильно вибрати, яке масло заливати, важливо знати не тільки необхідний клас в'язкості, але й інші його характеристики, яких не так багато, але їх бажано знати, якщо до вибору ви вирішили підійти самостійно.
Що таке в'язкість моторних масел
Основне завдання моторної олії – змащування сполучених деталей, забезпечення максимальної герметичності циліндрів двигуна та видалення продуктів зношування.
Очевидно, що неможливо створити мастило, здатне зберігати весь заданий набір експлуатаційних властивостей у невизначено широкому діапазоні температур, який у двигуна автомобіля дуже широкий. У мороз воно ставатиме густішим, при високих температурах навпаки, плинність його різко збільшується.
Не слід вважати, що температура прогрітого двигуна стабільна. Датчик температури, показання з якого виведені на панель приладів, відображає лише температуру охолоджуючої рідини, яка, насправді, залишається практично незмінною (близько 90 градусів), завдяки правильній роботісистеми охолодження двигуна Температура мастила при цьому значно змінюється залежно від місця, швидкості та інтенсивності циркуляції та може досягати 140 – 150 градусів.
Враховуючи це, автовиробники обчислюють оптимальні характеристикимоторних масел, які повинні забезпечити максимально можливий ККД силового агрегату за його мінімальному зносі, У нормальних для даного двигуна умовах експлуатації.
Оскільки зі зміною температури в'язкість змінюється, асоціацією автомобільних інженерів США (SAE) розроблено та прийнято класифікацію по в'язкості.
Кінематична та динамічна в'язкість
Слід розрізняти такі поняття, як кінематична та динамічна в'язкість. Кінематична характеризує плинність моторного масла в умовах нормальних та високих температурах. За загальноприйнятим стандартом її вимірюють за 40 і 100 градусів за Цельсієм.
Вимірюється кінематична в'язкістьу сантистоксах (cST або сСт), або в капіляр-візкозиметрах – у цьому випадку кінематична в'язкість відображає час витікання певної кількості олії з судини з каліброваним отвором на дні (капілярний віскозиметр) під дією сили тяжіння. 
Залежно від щільності мастильного матеріалу кінематична та динамічна в'язкість чисельно відрізняються одна від одної. Якщо йдеться про парафінові олії, то кінематична більше на 16 — 22%, а у нафтенових олій ця різниця значно менше – від 9 до 15% на користь кінематичної.
Динамічна або абсолютна в'язкість µ – це сила, яка діє на одиничну площу плоскої поверхні, що переміщається з одиничною швидкістю щодо іншої плоскої поверхні, що знаходиться на одиничній відстані від першої.
На відміну від кінематичної, динамічна не залежить від щільності самого мастила. Визначається динамічна в'язкість з допомогою ротаційних віскозиметрів, які імітують реальні умови роботи моторних масел.
Як вибрати клас в'язкості по SAE
Класифікація SAE є міжнародним стандартом, що визначає значення в'язкості моторних масел. Не слід забувати, що клас SAEне розшифровує якісні характеристики олії, цей індекс не говорить про можливість його застосування для конкретної моделі автомобіля.
В'язкість за стандартом SAE має цифрове або цифро-літерне позначення, з якого можна визначити сезонність мастильного матеріалу та температуру навколишнього середовища, при якій його можна використовувати.
Наприклад, клас SAE 0W - 20 говорить про те, що масло всесезонне:
- літера W (від англійської winter) вказує на те, що її можна застосовувати взимку;
- 0, що йде слідом, вказує на мінімально допустиму температуру запуску мотора до -40 градусів (від цифри перед W потрібно відібрати 40);
- цифра 20 визначає високотемпературну в'язкість олії, її досить важко перекласти на зрозумілу рядовому автовласнику мову.
Можна сказати лише, що чим вище значення індексу, тим вище в'язкість олії за високих температур. Про те, наскільки ці характеристики підходять для даного авто, може сказати лише виробник.
Простіше кажучи, щоб правильно вибрати клас SAE, потрібно знати, до яких значень у середньому опускається температура взимку у місцевості, де експлуатується машина. Якщо вона в середньому не падає нижче -25, то цілком підійде олія, що має індекс SAE 10W – 40, що найчастіше зустрічається в магазинах. З тієї ж причини, воно і найвикористовуваніше.
Для сезонних маселкласифікація SAE має більш короткий вигляд:
- зимові – SAE 0W, SAE 5W тощо;
- літні позначаються просто двоцифровим числом SAE 30, SAE 40, SAE 50.
Більше детальну інформаціюпро властивості містить таблицю, яка наведена нижче. Наведено розшифровку параметрів в'язкості моторних масел за класифікацією SAE. Перша таблиця містить інформацію про температурних діапазонахроботи олії, у зручному, графічному форматі, а друга містить дані про чисельні характеристики в'язкості. 
Нерідко автовласники по недосвідченості помиляються, збираючись придбати масло для коробки передач. Прийшовши в магазин, вони губляться, оскільки в'язкість трансмісійної олії має зовсім інше позначення, що не має нічого спільного з моторним, і вибираючи його необхідно керуватися зовсім іншими знаннями. 
Інша класифікація моторних масел
Крім класифікації по SAE існує класифікація моторних масел за якістю. Дані характеристики визначає індекс API чи ACEA. Індекс класифікації API має вигляд для бензинових моторів SA, SB, …, SF (застарілі класи моторних масел), і далі SG, SH, SJ, SL, SM – діючі класи. Індекс для дизелів замість літери S має у своєму складі літеру C. На даний момент максимальним класом, що діє, є CI-4 plus. У магазинах каністри з індексом нижче SG та CF знайти практично неможливо.
Індекси у класифікації ACEA записуються по-іншому. Мастильні матеріали для бензинових моторів позначаються A1, A2 і т.д. для дизелів – B1, B2, … Вищі індекси – A5 та B5.
Розшифровка якісних характеристик масел специфікаціям APIта ACEA у рамках цієї статті наводитися не буде. Ця тема докладно висвітлюється на спеціалізованих ресурсах в інтернеті, де наводяться як порівняльні дані, так і численні таблиці з вимірами.
В'язкість моторного масла є загальним параметром для всіх моторних масел, який вказує на якість: він показує, за якої температури можна використовувати масло, чи заведеться взимку мотор, і чи зможе прокачатися масло по системі мастила.
Хто класифікує
Єдиною всесвітньою організацією, яка займається розробкою стандартів по в'язкості олії, є SAE (Society of Automotive Engineers) - Товариство Автомобільних Інженерів США. Організація виникла на початку 19 століття, коли автомобільна промисловість лише зароджувалася.
Для класифікації масла використовують його кінетичну та динамічну в'язкість при робочій температурі та при негативній температурі, яка показує, чи можна завести мотор у мороз.
Цифри на етикетці
Всі виробники моторних масел вказують на своїй етикетці в'язкість олії, виглядає так:
SAE 10w-40
SAEпозначає, що олія класифікована за стандартом цієї організації
10w- в'язкість при негативних температурах, тобто можливості використання олії в зимовий період. Літера w означає winter, тобто зимове, а індекс 10 — показує низькотемпературну в'язкість
Цифра 40вказує на високотемпературну в'язкість і має певні характеристики в'язкості при температурах 100 і 150 градусів Цельсія.
Сезонність олій
На сезонність вказують самі цифри. Олія може бути чисто літнім, зимовим або всесезонним. Чим ширші характеристики масла, тим воно дорожче, значно простіше виготовити масло, яке матиме хороші характеристики при пуску в мороз, але посередні при високих температурах, ніж масло, яке матиме хороші показникивсіх режимах використання.
Зимові
Зимові олії мають у позначенні лише індекс w, але не мають високотемпературний показник у позначенні. Стандартний ряд зимової моторної олії: SAE 0w, 5w, 10w, 15w, 20w, 25w.
Цифра показує, за якої мінімальної температури можна використовувати масло, для цього треба відібрати 35. Тобто, для масла з в'язкістю SAE 10w граничною температурою буде 10-35=-25 градусів. При цій температурі пуск двигуна буде нормальним, якщо температура буде нижчою, тоді запустити двигун буде проблематичніше, тому що масло замерзне і стане густішим, желеподібним, і стартеру буде складно його прокрутити. Через це бувають задираки на вкладишах і неможливість запуску взимку, особливо на дизельних моторах, які дуже чутливі до оборотів під час пуску.
Літні
У літніх моторних оліях навпаки, зимовий індекс w не регламентується.
Стандартний ряд літньої моторної олії: SAE 20, 30, 40, 50, 60.
Даний показник вказує в'язкість моторної олії при температурі 100 і 150 градусів, саме ці два показники критичні для нормальної роботи олії. Чим більше число, тим вище в'язкість. У сучасних моторахє така тенденція, що ця цифра знижується, тобто в'язкість має бути нижчою, це пов'язано з тим, що в нових моторах застосовуються дуже дрібні зазори в деталях, і такій олії легше в них проникнути.
Всесезонні
Але для повсякденної експлуатації сезонні олії навряд чи підійдуть, тому що мало хто мінятиме олію по сезону-восени та навесні. Для цього і розробили всесезонну моторну олію, яку можна використовувати і взимку, і влітку.
У позначенні такої олії присутні обидва індекси - зимовий і літній, що розділяються знаком тире "-". Приклад позначення: SAE 5w-50. Чим більше буде різниця між першим числом і другим, тим дорожчою буде олія, тому що складніше забезпечити необхідні характеристики для більш широкого діапазонутемператур. Наприклад, масло SAE 5w-50 буде значно крутіше, ніж SAE 10w-40.
Показники
Що позначають всі показники, які вказані на етикетці? Практичне застосування розібрали, тепер можна глянути зсередини, як воно все влаштовано.
Масла стандартизуються за такими критеріями:
- Максимальні показники низькотемпературної в'язкості при прокачуванні та провертанні для зимової олії
- Показники кінетичної в'язкості при температурах 100 і 150 градусів - для літніх олій.
| Клас з SAE | В'язкість низькотемпературна | В'язкість високотемпературна | |||
| Прокручування | Прокачування | В'язкість, мм2/с при t = 100 °C | Min в'язкість, мПа·с при t = 150 ° C та швидкості зсуву 106 с-1 | ||
| Max в'язкість, мПа·с при температурі, °С | Min | Max | |||
| 0 W | 6200 при - 35 °С | 60000 при - 40 °C | 3,8 | — | — |
| 5 W | 6600 при - 30 °С | 60000 при - 35 °С | 3,8 | — | — |
| 10 W | 7000 при - 25 °С | 60000 при - 30 °С | 4,1 | — | — |
| 15 W | 7000 при - 20 °С | 60000 при - 25 °С | 5,6 | — | — |
| 20 W | 9500 при - 15 °С | 60000 при - 20 °С | 5,6 | — | — |
| 25 W | 13000 при - 10 °С | 60000 при - 15 °С | 9,3 | — | — |
| 20 | — | — | 5,6 | < 9,3 | 2,6 |
| 30 | — | — | 9,3 | < 12,6 | 2,9 |
| 40 | — | — | 12,6 | < 16,3 | 2,9 (0W-40; 5w-40; 10w-40) |
| 40 | — | — | 12,6 | < 16,3 | 3,7 (15W-40; 20W-40; 25W-40) |
| 50 | — | — | 16,3 | < 21,9 | 3,7 |
| 60 | — | — | 21,9 | 26,1 | 3,7 |
Низькотемпературна в'язкість
Провертаємось— це, по суті, той показник, який визначає, наскільки складно буде прокрутити колінвал у мінусову температуру.
Прокачуванняпоказує, наскільки легко буде прокачати масло по системі мастила, через зазори в деталях, що сполучаються. Цей показник важливий для деталей, що сполучаються, якщо в зазори між колінвалом і вкладишами не зможе закачатися масло, то будуть задираки і швидкий ремонт двигуна.
Зверніть увагу на показники прокачування або прокручування масла: біля них вказана мінімально допустима температура.
Високотемпературна в'язкість
Високотемпературна в'язкість моторної олії регламентується при двох значеннях робочої температури: 100 та 150 °C.
- в'язкість за температури 100 градусів
- в'язкість за температури 150 градусів
Ці показники вказують, наскільки добре олія справляється з температурою та підтримує в'язкість на потрібному рівні.
Яку в'язкість краще вибрати для двигуна?
А тут не треба нічого вигадувати, виробник автомобіля все порахував до вас, просто подивіться в сервісну книжку, там все написано.
Зимову в'язкість можна вибрати, орієнтуючись на район проживання та температуру повітря взимку. Якщо це південь і температура рідко опускається нижче -10 градусів-підійде будь-яке, хоч 10w, хоч 0w; а якщо взимку нерідкі морози -30, краще взяти 0w, яке розраховане до холодів -35 градусів.
За високотемпературною в'язкістю, при ремонті двигунів, в яких використовувалося масло з в'язкістю 20-30, були відзначені задираки і був підвищений знос, хоча це масло рекомендувалося виробником, в той час як при використанні на тому ж моторі масло з в'язкістю 40-50 таких проблем не спостерігалося. Вся справа в тому, що дуже рідке масло утворювало не сильно стабільну плівку, але ця проблема частково була вирішена при використанні сучасних.
Ступені в'язкості SAE
В даний час єдиною визнаною в зарубіжних країнахСистемою класифікації автомобільних моторних масел є специфікація SAE J300. SAE – це абревіатура Товариства Автомобільних Інженерів США (Society of Automotive Engineers). В'язкість олії за цією системою виражається в умовних одиницях – ступенях в'язкості SAE (SAE Viscosity Grade – SAE VG). Чисельні значення ступенів є умовними символами комплексу в'язкісних властивостей (див. табл. 1).
У таблиці вказано два ряди ступенів в'язкості: зимовий - з літерою "W" (Winter), і літній - без буквеного позначення. Сезонні (монов'язкі) олії (single viscosity grade oils) зимового ряду розрізняються по максимальним в'язкості низькотемпературної прокручування і прокачування, і по мінімальній кінематичній в'язкості при 100°С. Ступінь в'язкості сезонних масел літнього ряду визначається по мінімальній і максимальній кінематичних в'язкості при 100°С, і мінімальної в'язкості при 150°С і швидкості зсуву 106 с-1.
Всесезонні олії (multiviscosity-grade oils) повинні задовольняти одночасно двом наступним критеріям:
1. Максимальним в'язкістю низькотемпературної прокручування та прокачування зі ступенем зимового ряду (W).
2. Максимальної та мінімальної кінематичної в'язкості при 100°С та мінімальної в'язкості при 150°С та швидкості зсуву 106 с-1 відповідно до ступеня літнього ряду (без літери W).
Класифікація SAE J300 використовується виробниками двигунів для визначення ступенів в'язкості моторних масел придатних для використання в їх двигунах та виробниками масел при розробці нових складів, виробництві та маркування готових продуктів.
Стандартні ряди в'язкості:
зимовий ряд: SAE 0w, 5w, 10w, 15w, 20w, 25w;
Літній ряд: SAE 20, 30, 40, 50, 60.
Всесезонні (multigrade) масла, складаються з комбінації зимового та літнього ряду розділені знаком "тире" (наприклад, SAE 10w-40), інші види запису є неправильними, і використання абревіатури SAE для них неприпустимо (наприклад, SAE 10w/40 або SAE 10w40) .
Серія всесезонних 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.
Класифікація моторних масел по в'язкості SAE J300 DEC99
У перший день червня 2001 року припинено одночасну дію двох специфікацій "SAE J300 APR97" та "SAE J300 DEC99". З цього моменту специфікація 99-го року повністю набула своїх прав.
Зміни
Зміни торкнулися лише лімітів в'язкості прокручування, що визначається на "імітаторі холодного пуску" CCS (Cold Cranking Simulator). Згідно з новою специфікацією, температура при якій проводять вимірювання в'язкості провертання, знижена на 5 ° С, а граничні значення в'язкості провертання значно збільшені для всіх w-ступенів.
Нові граничні значення в'язкості вибиралися невипадково. Для виробництва моторних масел 10w/15w/20w /25w-XX найчастіше застосовують базові оліїз індексами в'язкості менше ніж 120 одиниць. Низькотемпературна в'язкістьтаких олій підвищується приблизно 2 разу, при кожному зниженні температури вимірювання на 5 °С. Граничні значення нової специфікації цих ступенів збільшено вдвічі, порівняно з колишніми. При виробництві всесезонних моторних масел 0w/5w-XX, все більше застосування знаходять синтетичні та високоочищені гідрокрекінгові базові олії з високими індексами в'язкості. Низькотемпературні в'язкості таких масел щоразу підвищуються менш ніж удвічі при зниженні температури вимірювання з кроком 5 °С. Граничні значення для цих ступенів збільшено менш ніж у два рази.
Нові ліміти в'язкості підібрані таким чином, щоб зменшити ймовірність того, що моторні масла раніше класифіковані за специфікацією SAE J300 APR97 отримають більш низькотемпературний рівень в'язкості W виключно завдяки змінам у специфікації SAE J300.
Причини зміни
Відомо, що обмеження максимальної в'язкості провертання включені в набір вимог стандарту SAE J300 не випадково. Виробники двигунів отримували інформацію про температури, при яких динамічна в'язкість масел різних ступенів досягає значень 3250-6000 мПа * с (діапазон в'язкостей обумовлений різницею температур випробувань від - 30 ° С до - 5 ° С, що суттєво впливає на потужність акумуляторної батареїі займистість палива). За результатами колишніх випробувань на повнорозмірних двигунах було встановлено, що при таких в'язкості та відповідних температурах ще можливе провертання колінчастого валу стартером зі швидкістю, що забезпечує успішний запуск двигуна.
На відміну від двигунів, які використовувалися для визначення колишніх лімітів, сучасні двигунидемонструють успішний запуск при вищих значеннях в'язкості і при більш низьких температурах. Після проведення необхідних випробувань, відділ Палив та Мастильних матеріалів SAE затвердив нові значення лімітів температур та в'язкостей:
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Примітки: 1 cP = 1 мПа; 1 cSt = 1 мм2/с (1) Усі значення є граничними за визначенням ASTM D3244 (Section 3) (2) ASTM D5293 (3) ASTM D4684. Присутність будь-якої напруги зсуву, що виявляється даним методом, означає непроходження тесту незалежно від значення в'язкості. (4) ASTM D445 (5) ASTM D4683, CEC-L-36-A-90 (ASTM D4741 іASTM D5481). |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Мал. 1. Залежність в'язкості моторного масла від температури (сезонних SAE 10w і SAE 40 та всесезонного SAE 10w-40)
За специфікацією SAE J300, в'язкості олій визначаються за умов, близьких до реальних. Літня оліямає достатню в'язкість, щоб забезпечити надійне змащування при високій температурі, але воно занадто в'язке при низькій температурі, в результаті чого при низькій температурі повітря утруднюється пуск двигуна. Малов'язка зимова олія полегшує холодний пуск двигуна при низькій температурі, але не забезпечує його змащування влітку, коли температура олії в двигуні перевищує 100°С. Саме з цих причин найбільшого поширення сьогодні набули всесезонні сорти масел, що мають меншу залежність в'язкості від температури.
Таким чином ступінь в'язкості SAE допомагає визначити діапазон температури навколишнього середовища, при якому масло забезпечить нормальну роботу двигуна - його провертання стартером, прокачування масла насосом по мастильній системі при холодному пуску та надійне змащування влітку при тривалій роботі в режимі максимальних швидкостейта навантажень.
Показники низькотемпературної в'язкості
максимальна допустима в'язкість масла при запуску холодного двигуна, що забезпечує прокручування колінчастого валу зі швидкістю, необхідною для успішного запуску двигуна, а також температура, що відповідає такій в'язкості;
прокачування масла визначається як найменша температура, при якій в'язкість не перевищує певної величини (60 000 мПа), що забезпечує прокачування по масляній системі.
Методи тестування
Максимальна низькотемпературна в'язкість провертання визначається на імітаторі запуску холодного двигуна (CCS) за стандартом ASTM D 5293 і вимірюється в сантипуазах (мПа с). Встановлено, що від цієї в'язкості залежить кількість обертів колінвала двигуна під час "зимового пуску".
В'язкість прокачування визначається за стандартом ASTM D 4684 і характеризує можливість припливу олії в масляний насос та створення потрібного тиску в системі мастила при запуску двигуна. Визначення в'язкості прокачування було введено після того, як було помічено, що деякі олії (SAE 10w-30 і SAE 10w-40) після перебування певного часу (понад 24 години) при низькій температурі, втрачають плинність і стають желеподібними.
Виробники масел часто наводять порівняння легкості запуску двигуна і швидкості досягнення маслом віддалених точок змащування при різних ступенях в'язкості масел, що застосовуються. Подібні аргументи дозволяють переконати споживачів у необхідності застосування нових високоякісних продуктів із покращеними низькотемпературними властивостями(Рис. 2).
Малюнок 2 наочно показує, що масла зимового ряду з більш низьким ступенем низькотемпературної в'язкості (SAE 5w....., SAE 10w...) вигідно застосовувати для полегшення запуску двигуна і істотного зниження його зносу, оскільки в перші секунди роботи двигуна недостатньому надходженню олії до віддалених точок змащування, проявляється найбільш сильне зношування.
Мал. 2. Порівняння в'язкості при 0°С масел з різним ступенем в'язкості за SAE
В якості додаткової інформаціїпро низькотемпературну в'язкість при створенні нового масла або при зміні рецептури, SAE рекомендує визначати деякі нові характеристики: температуру прокачування за методом ASTM D 3829, в'язкість при низькій температурі і низької швидкості зсуву (тенденцію до желеутворення або індекс желатинізації) D 5133, 5133, а також фільтрування моторних масел при низькій температурі, яка показує тенденцію утворення твердих парафінів або інших неоднорідностей, здатних до закупорювання масляного фільтра.
Показники високотемпературної в'язкості
Показники високотемпературної в'язкості моторних масел оцінюються на основі таких значень:
. мінімальної та максимальної в'язкості олії (сСт) при температурі 100°С (за стандартом ASTM D 445);
. мінімальної в'язкості при температурі 150°З високої швидкості зсуву (106 с-1) (метод ASTM D 4683 або, в Європі, метод СЕС L-36-А-90).
При експлуатації двигуна особливо важлива високотемпературна в'язкість при великої швидкостізсуву, що показує поведінку масла у вузьких вузлах тертя двигуна - у підшипниках колінчастого та розподільного валів, кривошипно-шатунного механізму і т.д.
Необхідний ступінь в'язкості
Необхідна в'язкість олії визначається на підставі наступних факторів:
. особливості конструкції;
. ступінь зносу двигуна;
. Температура навколишнього середовища;
. режим роботи двигуна
При виборі ступеня в'язкості моторного масла слід керуватися рекомендаціями виробника конкретного двигуна. Ці рекомендації ґрунтуються на конструктивних особливостяхдвигуна - ступінь навантажень на олію, гідродинамічний опір масляної системи, продуктивність масляного насосу, максимальні температури олії у різних зонах двигуна залежно від температури навколишнього середовища (особливості систем охолодження).
Категорії масел для дизельних двигунів комерційних автомобілів
Дані категорії позначаються літерою (commercial). Старі категорії API CA та CB не обговорюються.
категорія API CC (застаріла):
. Категорія введена у 1961 році. Мастила для дизельних двигунів без наддуву. Допускається застосування для двигунів з турбонаддувом, що працюють у легкому або середньому режимі та бензинових двигуніввелику потужність. Олії даної категорії містять антикорозійні присадки і присадки, що запобігають утворенню високо- та низькотемпературних відкладень.
категорія API CD (застаріла):
. Категорія введена у 1955 році. Типова категорія масел для дизельних двигунів з турбонаддувом та без, для яких потрібен ефективний контроль за накопиченням продуктів зношування. Допускається застосування палива із підвищеним вмістом сірки. Олії містять присадки, що запобігають утворенню високотемпературних відкладень і запобіжні підшипники від корозії.
. Відповідає вимогам MIL-L-2104C/D.
категорія API CD + (застаріла):
. Категорія створена задоволення вимог японських автовиробників. Олії мають підвищену стійкість до окислення, загущення (під впливом накопичення сажі) і підвищений захист клапанного механізмувід зносу.
категорія API CD-II (застаріла):
. Категорія введена у 1987 році. Олії даної категорії призначені для двотактних дизельних двигунів. Ефективно пригнічують зношування та утворення шламу.
. Відповідає всім вимогам категорії API CD.
категорія API CE (застаріла):
. Категорія введена у 1987 році. Мастила призначені для форсованих і потужних дизельних двигунів з турбонаддувом і без, що працюють як при малих оборотах і великих навантаженнях, так і при великих оборотахта великих навантажень.
. Замінює масла категорій API CC та CD у більш старих двигунах.
категорія API CF (діюча):
. Категорія введена у 1994 році. Олії призначені для позашляхової техніки, для двигунів з розподіленим упорскуванням, включаючи двигуни, що працюють на паливі з вмістом сірки більше 0,5% від маси. Олії даної категорії ефективно пригнічують утворення нагару на поршнях та корозію мідних сплавів підшипників.
. Замінює олії категорії API CD у більш старих двигунах.
категорія API CF-2 (діюча):
. Категорія введена у 1994 році. Олії призначені для високонавантажених двотактних дизельних двигунів. Ефективно пригнічують знос циліндрів та залягання (закоксування) поршневих кілець.
. Замінює олії категорії API CD-II у більш старих моделях.
категорія API CF-4 (діюча):
. Категорія введена у 1990 році. Мастила призначені для високошвидкісних потужних чотиритактних дизельних двигунів з турбонаддувом і без нього, що встановлюються на потужних магістральних тягачах. Відповідають усім вимогам якості категорії API CE і, крім того, мають меншу витрату на чад і меншу схильність до нагароутворення на поршнях. У відповідності до вимог категорії API SG (API CF-4/SG), можуть бути застосовані для бензинових двигунів легкових та малих вантажних автомобілів. Відповідають підвищеним вимогам щодо токсичності відпрацьованих газів.
. Замінює олії категорії API CE у більш старих двигунах.
категорія API CG-4 (діюча):
. Категорія представлена у 1995 році. Олії призначені для високонавантажених, високошвидкісних, чотиритактних дизельних двигунів вантажних автомобілів магістрального типу, що використовують паливо з вмістом сірки менше 0,05% від маси та немагістрального типу (зміст сірки може досягати 0,5% від маси). Ефективно пригнічують утворення високотемпературного нагару на поршнях, зношування, піноутворення, окислення, утворення сажі (ці властивості необхідні для двигунів нових магістральних тягачівта автобусів). Категорія створена для задоволення вимог стандартів США щодо токсичності відпрацьованих газів (редакція 1994 року).
. Замінює олії категорій API CD, API CE та API CF-4. Основним недоліком, що обмежує застосування масел даної категорії у світі, є відносно велика залежність ресурсу олії від якості палива, що застосовується.
категорія API CH-4 (діюча):
. Проектна назва API PC-7. Категорія представлена 1 грудня 1998 року. Олії даної категорії призначені для високошвидкісних, чотиритактних двигунів, що виконують вимоги жорстких стандартів 1998 року щодо токсичності відпрацьованих газів. Відповідають найвищим вимогам не лише американських, а й європейських виробниківдизельних двигунів. Спеціально сформульовані для застосування у двигунах, які використовують паливо із вмістом сірки до 0,5% від маси. На відміну від категорії API CG-4, допускається застосування дизельного паливаіз вмістом сірки понад 0,5%, що є важливою перевагоюу країнах, у яких поширені високосірчисті палива (Південна Америка, Азія, Африка). Олії задовольняють підвищеним вимогам щодо зменшення зносу клапанів та зменшення утворення нагару.
. Замінюють олії категорій API CD, API CE, API CF-4 та API CG-4.
категорія API PC-7.5 (проект)
. У січні 1999 року вимоги щодо токсичності відпрацьованих газів були значно посилені. Для задоволення цих вимог північноамериканські автовиробники внесли низку конструктивних зміну свої двигуни, що призвело до збільшення рівня утворення сажі у моторних оліях у три-п'ять разів. Для запобігання шкідливим наслідкам наявності сажі в моторній олії (збільшення ступеня зносу деталей двигуна та загущення олії), необхідно було запровадити низку додаткових вимог та випробувань. З цією метою передбачалося створити нову категорію із проектною назвою API PC-7.5. Проте " Mack Truck" і "Cummins" створили нові методи випробувань Mack T-8E, Mack T-9, Cummins M-11 та випустили власні специфікації - Mack EO-M Plus та Cummins CES 20076. Вимоги цих специфікацій були визнані достатніми для задоволення вимог до нових олій з боку інших автовиробників і були включені, як додаткові, у категорію API CH-4 Потреба у новій категорії API PC-7.5 відпала.
категорія API PC-8 (проект)
. Проект створювався задоволення потреб японських автомобілебудівників. Був рекомендований для двигунів зі зниженою емісією вихлопних газів. Не набув великої популярності у зв'язку зі створенням нового японського стандарту JASO DX-1.
категорія API PС-9 (проект)
. Ця категорія проектується у зв'язку з новими екологічними вимогами, що сформульовані Американським агентством з охорони навколишнього середовища (EPA) Основним способом задоволення цих вимог є система рециркуляції відпрацьованих газів (AGR – exhaust gas recirculation). Для цього потрібна зміна конструкції двигунів та надання нових експлуатаційних властивостей моторним маслам. Одночасно прогнозується підвищення питомих потужностей двигунів. Основні відмінності роботи моторного масла в умовах рециркуляції вихлопних газів та підвищеної питомої потужності:
. - Тенденція до утворення сильних кислот;
. - Підвищена освіта сажі і, у зв'язку з цим, загущення олії та підвищений знос деталей двигуна;
. - більш високотемпературний режим роботи двигуна та олії.
. Для оцінки підвищених експлуатаційних властивостей, вводяться нові моторні випробуванняна стендові двигуниз рециркуляцією вихлопних газів:
. - Cat 1Q,
. - Mack T-10,
. - Cummins M-11.
. Категорію API PC-9 передбачається запровадити у 2002 року.
Таблиця 4. Порівняння вимог до нових американських категорій моторних масел для дизельних двигунів.
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Примітка до рівня вимог: + - низький; ++ – середній; +++ - Високий. |
Таблиця 5. Зразковий склад присадок в американських моторних мастилах для дизельних двигунів, % (від маси)
Присадки | API CC | API SD/CD | API SE/CD | API SG/CE | API CF-4/SH | API CG-4/SH |
| Дисперсант беззольний Тіофосфонат | 1,5 0,8 | 4,0 - | 5,5 - | 6,0 - | 6,0 - | 7,5 - |
| Сульфонати металів Фенат кальцію базовий | 0,5 - | 3,0 2,0 | 3,0 2,0 | 2,0 2,0 | 2,0 2,0 | 2,0 2,0 |
| Інші антиоксиданти ZDDP | - 0,7 | - 0,7 | - 2,0 | 0,3 1,0 | 0,6 1,0 | 0,6 1,3 |
За старою системі API, основні властивості та призначення олії позначалися прийнятими термінами та літерами. На сьогодні ця система скасована, але в назвах сучасних марок масел іноді зустрічаються терміни, що застосовувалися рані. Основні позначення:
. Regular oil - мінеральна оліябез присадок, отриманий шляхом вакуумної дистиляції без подальшої обробки (straight mineral oil);
. Premium oil- мінеральна олія з протиокислювальними присадками;
. Heavy Duty oil, HD oil- олія з протиокислювальними, миючими та диспергувальними присадками для потужних двигунів;
. ML- олія для бензинових двигунів, що працюють у легких умовах (L - light);
. ММ- олія для бензинових двигунів, що працюють у помірно важких умовах (М – moderate);
. MS- олія для бензинових двигунів, що працюють у важких умовах (S - severe);
. DG- олія для дизельних двигунів, що працюють у легких умовах (G - general);
. DM- олія для дизельних двигунів, що працюють у помірно важких умовах (М – moderate);
. DS- Масло для дизельних двигунів, що працюють у важких умовах (S - severe).
Категорія енергозберігаючих масел
Моторні масла, що відрізняються низькою в'язкістю як при низькій, так і при високій температурі, можуть бути сертифіковані на відповідність категорії API EC "енергозберігаюча" олія ("Energy Conserving" Oil). Раніше енергозбереження визначалося за методикою Послідовності VI (Sequence VI, ASTM RR D02 1204). Дана методика використовувалася для сертифікації масел категорії API SH на рівні (ступеня) енергозбереження: API SH/EC – 1,5% економії палива та API SH/ECII – 2,7% економії палива, порівняно з еталонною олією SAE 20w-30.
З 1 серпня 1997 року економія палива визначається за новою методикою ASTM RR D02 1364, Послідовність VIA (Sequence VIA), згідно з якою маслу може бути присвоєно лише один ступінь енергозбереження (ЄС). Приклад: API SJ/ЕС.
Енергозберігаючі масла призначені для легкових та вантажних автомобілів малої вантажопідйомності. В даний час розробляється аналогічна категорія мастил для потужних дизелів.
Докладніше з поточною ситуацією та прогнозом розвитку ринку мастилможна познайомитись у звіті у звіті Академії Кон'юнктури Промислових Ринків « Ринок масел у Росії ».
Що таке HTHS?
Як відомо при високих температурах в'язкість моторного масла знижується, масляна плівка стає тоншою. Параметр HTHS- Це високотемпературна в'язкість при високій швидкості зсуву. HTHSвимірюється в міліпаскалях на секунду. Найбільш поширений метод випробування ASTM D 4683. Цей метод включає в себе визначення в'язкості масла при високій температурі 150С. Отже HTHS- Це в'язкість моторного масла при температурі 150С і високій швидкості зсуву 106 з -1. Нічого складного для розуміння тут немає - просто потрібно запам'ятати, що для кожного автомобіля свій допустимий інтервал HTHS. У двигун, не призначений для використання моторних масел з низьким HTHS,в жодному разі не можна лити такі олії. Чому і потрібно звертати увагу на рекомендації виробника, вибирати олію відповідно до рекомендованої в'язкості, рекомендованих допусків та рекомендованих стандартів.
Застосування олії зі зниженим HTHS,у не призначених для цього двигунах може призвести до їх прискореного зношування. У моторах, спроектованих для використання в них олії зі зниженим HTHS, є ряд суттєвих відмінностей:
- відстань між поверхнями, що труться, зменшено. Більш висока точність складання та припасування деталей один до одного (мінімальні зазори між деталями).
- застосування широко-поверхневих підшипників, в яких олія високої в'язкості надходить повільніше.
- спеціальне нанесення мікропрофілю поверхні на деталях - на зразок хона в циліндрах, для утримання на деталях низьков'язких масел.
Якщо двигун не спроектований під низьков'язкі олії з низьким HTHS, використання таких олій у ньому неприпустимо!
Для чого використовують олії з низьким HTHS?
В останнє десятиліття серед світових автовиробників спостерігається тенденція до зниження високотемпературної в'язкості за високої швидкості зсуву. HTHS.Використання таких олій економічно та екологічно виправдане. Олії з низьким HTHSдають велику економію палива в порівнянні зі звичайними оліями вищої в'язкості. Найменша в'язкість масла призводить до меншого опору деталей двигуна, що призводить до збільшення потужності двигуна, меншого зносу в деяких вузлах двигуна. Застосування таких олій, як і позитивно впливає екологію. Викид CO2 в атмосферу на низьков'язких оліях значно нижчий, ніж на оліях вищої в'язкості.
Який параметр HTHS безпечніший для двигуна?
Спробуємо показати наочно, при яких значеннях HTHS небезпечна, а при яких не становить жодної небезпеки для двигуна.
Документ, опублікований у японському науковому виданні інституту Toyota R&D 1997 року. (Тут потрібно зробити знижку на рік, минуло багато років і низькоков'язкі олії стали набагато стабільнішими і безпечнішими, ніж це було на момент 1997 року.)
Отже група японських вчених:
Toshihide Ohmori
Mamoru Tohyama- Toyota Central R&D Labs., Inc.
Masago Yamamoto- Toyota Central R&D Labs., Inc.
Kenya Akiyama — Toyota Motor Corp.
Kazuyuoshi Tasaka- Toyota Motor Corp.
Tomio Yoshihara- Lubrizol Japan Ltd.
Провели експеримент на чотирициліндрових двигунах 1.6 DOHC. Головна мета експериментів - дізнатися, як олії з різним HTHS впливають на знос двигуна. Як впливає на зношування, додавання модифікаторів тертя в моторні олії, на основі MoDTC (органічного молібдену). У двигуни заливали масла різних в'язкостей з різним HTHS (Високотемпературна в'язкість при високій швидкості зсуву) після деякого «пробігу» двигуни розбирали та досліджували на предмет зношування деталей.
HTHS олій двох головних асоціацій.
ACEA A1 HTHS ≥ 2.9 та ≤ 3.5 xW-20 ≥ 2.6
ACEA A5 HTHS ≥ 2.9 and ≤ 3.5
ACEA A3 HTHS ≥ 3.5
ILSAC GF-4що посилається на J300
5W20 HTHS щонайменше 2.6.
5W30 HTHS не менше 2.9
0W-40, 5W-40, 10W-40 HTHS ~ не менше 3.5
Рис 1. Зношування поршневих кілець при температурі 90С і при екстремальній температурі 130С
При в'язкості HTHS 2.6 спостерігається «прикордонна зона зносу» - поріг нижче якого починається значне збільшення зносу, якщо HTHS менше 2.6, то знос дуже збільшується, якщо більше 2.6, то лінія зносу майже на одному рівні. На 2.6 зношування трохи вище, ніж на 3.5. Що обороти двигуна — то пропорційніше збільшується знос поршневих кілець.
Рис 2. Зношування кулачків. При 90 градусах на HTHS 2.6 спостерігається навіть менший знос кулачків, ніж на HTHS 3.5. Але з підвищенням температури до 130С все змінюється знову 2.6 прикордонна зона. HTHS менше ніж 2.6 – знос підвищується, більше ніж 2.6 – знос мінімальний.
Рис 3. Зношування шатунних підшипників. Зношування особливого не видно - лінії прямі, але все одно є невелика тенденція зменшення зносу у бік HTHS 3.5
Рис 4. Додали різні модифікатори тертя і порівняли зі звичайною олією без модифікаторів.
Мал. 5 a) перша картинка на звичайній олії; b) друга картинка на олії з модифікатором тертя MoDTC - органічний молібден. MoDTC дійсно знижує тертя і запобігає зносу, і чим нижче в'язкість масла і HTHS, тим більша необхідність такої добавки.
PS. Дослідження було проведено більше 10 років тому, з того часу низьков'язкі олії змінилися кращий бік! Тому «прикордонна зона зносу» цілком може виявитися нормальною точкою, де до зносу ще далеко. А може й ні – фізика! Нам ще доведеться дізнатися!
Тож чи варто лити низьков'язкі олії?
- Поряд із плюсами низьков'язких масел — економія палива, екологія, вищий ККД, є мінуси! Наприклад, багато виробників у мануалах, де рекомендуються низьков'язкі олії, пишуть «5W-20 не рекомендується використовувати при високих швидкостях». Тобто виробники вважають, що на високих швидкостях, за високих температур навколишнього повітря, за важкої навантаженості автомобіля — такі масла краще не застосовувати. Справа в тому, що занадто тонка плівка на високій швидкості при супутніх факторах може недостатньо захищати пари тертя від зносу. Останнім часом з плином прогресу олії 5W-20, 0W-20 покращилися! З'явилися нові модифікатори тертя (три-ядерний молібден, оксиди титану ітд), покращилися базові олії та протизносні присадки. Такі написи в мануалах стали пропадати - вони перестали бути актуальними. Автовиробники зараз навпаки пишуть в мануалах «Використання моторного масла 0W-20 у вашому двигуні переважно» вважаючи, що це масло саме цьому двигуну не нашкодить. У будь-якому випадку потрібно прислухатися до мануалів виробників, у них більше досвіду та підстав так думати.
- При нештатних ситуаціях наприклад, ви не запустили автомобіль у морози, паливо, що не спалахнуло потрапляє в моторне масло і розріджує його. Низьков'язка олія, при попаданні в неї палива стає ще меншою в'язкості. Паливо, звичайно ж, випаровується з часом нагріваючись, але якийсь час там може виявитися олія дуже низької в'язкості.
Приклад 1:Якщо хтось думає, що «низьком'язкі олії обов'язково приведуть двигун до підвищеного зносу» — він помиляється. Наведу результати випробувань на трибологічній установці - 4х кульковій машинці тертя.
Трибологічні випробування мастил на діаметр зносу під навантаженням 392Н і 1 година:
Бачите хтось у лідерах тестів? Олії 0W-20.
Приклад 2:Лабораторні аналізи відпрацювань 0W-20, 5W-20 у важких російських умовах:
Висновок:Ця стаття переписувалася мною двічі з перервою на чотири роки. Спочатку я налякав публіку низьков'язкими оліями- вже, але час минав, ми набиралися досвіду, робили лабораторні аналізи і дійшли висновку — що нічого поганого в оліях 0W-20, 5W-20, 0W-16 — ні. Якщо вони рекомендовані виробником Вашого автомобіля! Низьков'язкі олії швидше виходять на робочу в'язкість - вони самі по собі меншої в'язкості. Такі олії економлять паливо при прогріваннях автомобіля вранці. Низьков'язкі олії економлять паливо за робочої температури двигуна — коли двигун повністю прогрітий. У деяких двигунах, оснащених гідрокомпенсаторами, вони тихіше працюють у гідрокомпенсаторах. При низькотемпературному запуску низьков'язкі олії швидше надходять у всі важкодоступні місця двигуна. У багатьох двигунах конструкційно передбачені форсунки охолодження поршнів, які поливають поршень олією - у цьому випадку краще і швидше охолоджують знову ж таки низьков'язкі олії. Тобто при невеликих мінусахабо їх повну відсутність, ми отримуємо дуже багато плюсів від використання низьков'язких масел.
Мал. 5 a) перша картинка на звичайній олії; b) друга картинка на олії з модифікатором тертя MoDTC — органічний молібден. MoDTC дійсно знижує тертя і запобігає зносу, і чим нижче в'язкість масла і HTHS, тим більша необхідність такої добавки. Дослідження було проведено більше 10 років тому, з того часу олії низьков'язкі змінилися на краще! Тому «прикордонна зона зносу» цілком може виявитися нормальною олією. А може й ні — фізика… Нам ще доведеться дізнатися!
Який параметр HTHS вибрати?
Основними негативними факторами при використанні низьков'язких масел є:
Високі швидкості, навантаженість автомобіля, високі температури навколишнього повітря.Але поряд із плюсами низьков'язких масел — економія палива, екологія, вищий ККД, є мінуси! Наприклад, багато виробників у мануалах, де рекомендуються низьков'язкі олії, пишуть «5W-20 не рекомендується використовувати при високих швидкостях». Тобто виробники вважають, що на високих швидкостях, за високих температур навколишнього повітря, за важкої навантаженості автомобіля — такі масла краще не застосовувати. Справа в тому, що занадто тонка плівка на високій швидкості при супутніх факторах може недостатньо захищати пари тертя від зносу. Інші автовиробники навпаки пишуть в мануалах «Використання моторного масла 0W-20 у вашому двигуні переважно» вважаючи що це масло саме цьому двигуну не нашкодить. В обох випадках потрібно прислухатися до мануалів виробників, у них більше досвіду та підстав так думати. Тому завжди при виборі в'язкості олії керуйтеся вашим мануалом!
Абразивні відкладення у двигуні.Ще одна проблема при використанні низьков'язких масел – абразивні відкладення у двигуні. Такими є частки пилу, зола, сажа. Ці відкладення в двигуні згубно впливають на занадто тонку масляну плівку, як би розриваючи її, що неминуче призводить до підвищеного зносу. У наших важких умовах експлуатації такі відкладення можна отримати дуже просто. Заправилися поганим бензиномпри згорянні, якого утворилася абразивна зерниста зола, поставили неякісний повітряний фільтр, позаштатний підсмоктування повітря крім повітряного фільтра. і т.д.
Розрідження моторної олії паливом.У важких умовах експлуатації, на території Росії морози не рідкість. При низькотемпературному запуску двигуна, паливо, що дуже часто не спалахнуло потрапляє в моторне масло і розріджує його. Не без того рідка низьков'язка олія, при попаданні в неї палива стає «як вода». Паливо, звичайно ж, випаровується з часом, але олія не відновлює свої первісні характеристики.
Висновок:У наших умовах, з нашим бензином, пробками, спекою, навантаженням, неякісними витратними матеріалами ітд, «прикордонні зони» (поріг нижче якого починається значне збільшення зносу) з HTHS 2.6 ні до чого! При HTHS ≥ 2.9 і вище – знос деталей двигуна менший! Якщо Ваш виробник рекомендує поряд з 0W-20, в'язкість 5W-30 - то ця в'язкість буде кращою! Якщо виробник рекомендує лише 0W-20, йдемо шукати мануал від свого двигуна, на інших ринках США, Європи, Японії. Якщо на той же двигун, в іншій країні рекомендують 5W-30 - то ця в'язкість краще!
Є автовласники, яким масла 0W-20 і 5W-20 навпаки краще, наприклад, автоаматор машину змінює раз на 3-5 років, швидко їздити ніде, заправляється тільки на перевіреній заправці, де за замовчуванням гарний бензинНа xW-20 машина відмінно проходить, і заощадить купу грошей на бензин, за ці 3-5 років.
Кінцевий вибір за автолюбителем! Чи потрібна Вам «прикордонна зона зносу» для економії бензину, або Вам потрібно мати деякий, невеликий запас спокою, але трохи більшу витрату. Звичайно ж, потрібно обов'язково дивитися на рекомендації виробника та вибирати із рекомендованих в'язкостей! Не можна думати, що 5W-50 врятує ваш двигун від зношування, якщо у всьому світі у Ваш двигун рекомендується лише 0W20 та 5W30. Більше того, при негативних температурах 5W50 зазвичай значно густіше ніж 5W-20, і знос на маслі, такої в'язкості при низькотемпературних запусках - набагато вище, ніж на маслах в'язкості 5W-20! Моторні масла 5W-30 незалежно від того Ilsac GF-4 це або ACEA A3 або ACEA A5 - є якоюсь золотою серединою, де і масляна плівка не надто тонка, і взимку запуск не такий страшний!
Вибір моторного масла - серйозне завдання для кожного автолюбителя. І головний параметр, за яким має здійснюватися підбір – це в'язкість олії. В'язкість олії характеризує ступінь густоти моторної рідини та її здатність зберігати свої властивості при температурних перепадах.
Спробуємо розібратися, у яких одиницях має вимірюватися в'язкість, які функції вона виконує і чому грає величезну роль роботі всієї рухової системи.
Робота двигуна внутрішнього згоряння передбачає безперервну взаємодію його конструктивних елементів. Уявимо на секунду, що двигун працює "на суху". Що з ним станеться? По-перше, сила тертя підвищить температуру всередині пристрою. По-друге, відбудеться деформація та знос деталей. І, нарешті, все це призведе до повної зупинки ДВЗ та неможливості його подальшого використання. Правильно підібране моторне масло виконує такі функції:
- захищає мотор від перегріву,
- запобігає швидке зносмеханізмів,
- перешкоджає утворенню корозії,
- виводить нагар, сажу та продукти згоряння палива за межі рухової системи,
- сприяє збільшенню ресурсу силового агрегату.
Таким чином, нормальне функціонування моторного відділу без змащувальної рідини неможливе.
Важливо! Заливати в двигун транспортного засобу потрібно тільки те масло, в'язкість якого відповідає вимогам автовиробників. У цьому випадку коефіцієнт корисної дії буде максимальним, а зношування робочих вузлів – мінімальним. Довіряти думкам продавців-консультантів, друзів та спеціалістів автосервісів, якщо вони розходяться з інструкцією до автомобіля, не варто. Адже тільки виробник може знати напевно, чим варто заправляти двигун.
Індекс в'язкості олії
Поняття в'язкості масел має на увазі здатність рідини до тягучості. Визначається вона за допомогою індексу в'язкості. Індекс в'язкості масла - це величина, що показує ступінь тягучості олійної рідиниза температурних змін. Мастила, що мають високий ступінь в'язкості, мають такі властивості:
- при холодному запуску двигуна захисна плівка має сильну плинність, що забезпечує швидкий та рівномірний розподіл мастила по всій робочій поверхні;
- нагрівання двигуна викликає збільшення в'язкості плівки. Така властивість дозволяє утримувати захисну плівку на поверхнях деталей, що рухаються.
Тобто. олії з високим значенням індексу в'язкості легко адаптуються під температурні навантаження, тоді як низький індекс в'язкості моторної олії свідчить про менші здібності. Такі речовини мають рідкіший стан і утворюють на деталях тонку захисну плівку. В умовах негативних температур моторна рідина з низьким індексом в'язкості ускладнить пуск силового агрегату, а при високотемпературних режимах не зможе запобігти більшій силі тертя.
Розрахунок індексу в'язкості здійснюється за ГОСТом 25371-82. Розрахувати його можна за допомогою онлайн-сервісів Інтернету.
Кінематична та динамічна в'язкості
Ступінь тягучості моторного матеріалу визначається двома показниками – кінематичною та динамічною в'язкістю.
Моторне масло
Кінематична в'язкість олії – показник, що відображає його плинність при нормальних (+40 градусів Цельсія) та високих (+100 градусів Цельсія) температурах. Методика виміру даної величини ґрунтується на використанні капілярного віскозиметра. За допомогою приладу вимірюється час, необхідний для закінчення масляної рідини заданих температурах. Вимірюється кінематична в'язкість мм 2 /с.
Динамічна в'язкість олії також обчислюється дослідним шляхом. Вона показує силу опору олійної рідини, що виникає під час руху двох шарів олії, віддалених один від одного на відстані 1 сантиметра та рухомих зі швидкістю 1 см/с. Одиниці виміру цієї величини – Паскаль-секунди.
Визначення в'язкості олії має відбуватися у різних температурних умовах, т.к. рідина не стабільна і змінює свої властивості за низьких і високих температур.
Таблиця в'язкості моторних масел за температурою представлена нижче.
Розшифровка позначення моторної олії
Як зазначалося раніше, в'язкість – це основний параметр захисної рідини, що характеризує її здатність забезпечувати працездатність автомобіля у різних кліматичних умовах.
Згідно з міжнародною системою класифікації SAE, моторні мастила можуть бути трьох видів: зимові, літні та всесезонні.
Олія, призначена для зимового використання, маркується цифрою та буквою W, наприклад, 5W, 10W, 15W. Перший знак маркування вказує на діапазон негативних робочих температур. Літера W – від англійського слова “Winter” – зима – інформує покупця про можливість використання мастила у суворих низькотемпературних умовах. Вона має більшу плинність, ніж літній аналог, щоб забезпечити легкий запуск при низьких температурах. Рідка плівка миттєво обволікає холодні елементи та полегшує їх прокручування.
Межа негативних температур, за яких масло зберігає працездатність наступний: для 0W – (-40) градусів Цельсія, для 5W – (-35) градусів, для 10W – (-25) градусів, для 15W – (-35) градусів.
Літня рідина має високу в'язкість, що дозволяє плівці міцніше "триматися" на робочих елементах. В умовах дуже високих температур така олія рівномірно розтікається по робочій поверхні деталей і захищає їх від сильного зносу. Позначається така олія цифрами, наприклад, 20,30,40 і т.д. Дана цифра характеризує високотемпературну межу, в якій рідина зберігає свої властивості.
Важливо! Що означає цифри? Цифри літнього параметрані в якому разі не означають максимальну температуру, за якої можлива робота автомобіля. Вони умовні, і до градусної шкали відношення не мають.
Олія з в'язкістю 30 нормально функціонує за температури навколишнього середовища до +30 градусів за Цельсієм, 40 – до +45 градусів, 50 – до +50 градусів.
Розпізнати універсальне масло просто: його маркування включає дві цифри та букву W між ними, наприклад, 5w30. Його використання має на увазі будь-які кліматичні умови, будь то сувора зима або спекотне літо. В обох випадках масло підлаштовуватиметься під зміни і зберігатиме працездатність всієї рухової системи.
До речі, кліматичний діапазон універсальної оліївизначається просто. Наприклад, для 5W30 він варіюється в межах від мінус 35 до +30 градусів за Цельсієм.
Всесезонні олії зручні у використанні, тому на прилавках автомагазинів вони зустрічаються частіше за літні та зимові варіанти.
Для того щоб мати більш повне уявлення про те, яка в'язкість моторного масла доречна у вашому регіоні, нижче представлена таблиця, що показує діапазон робочих температур для кожного типу рідини, що змащує.
Усереднені діапазони працездатності олій
Розібравшись, що означають цифри у в'язкості олії, перейдемо до наступного стандарту. Класифікація моторного масла по в'язкості стосується також стандарту API. Залежно від типу двигуна, позначення APIпочинається з літери S або C. S має на увазі бензинові мотори, С – дизельні. Друга літера класифікації свідчить про клас якості моторного масла. І чим далі ця літера знаходиться від початку алфавіту, тим краща якістьзахисної рідини.
Для бензинових рухових систем є такі позначення:
- SC-рік випуску до 1964 р.
- SD-рік випуску з 1964 по 1968 р.р.
- SE-рік випуску з 1969 по 1972 р.р.
- SF-рік випуску з 1973 по 1988 р.р.
- SG-рік випуску з 1989 по 1994 р.р.
- SH-рік випуску з 1995 по 1996 р.р.
- SJ - рік випуску з 1997 по 2000 рр.
- SL - Рік випуску з 2001 по 2003 р.
- SM - Рік випуску після 2004 р.
- SN-авто, обладнані сучасною системоюнейтралізації вихлопних газів
Для дизельних:
- CB-рік випуску до 1961 р.
- CC - рік випуску до 1983 р.
- CD-рік випуску до 1990 р.
- CE - рік випуску до 1990 р., (турбований мотор).
- CF-рік випуску з 1990 р., (турбований мотор).
- CG-4 - рік випуску з 1994 р., (турбований мотор).
- CH-4 - рік випуску з 1998 р.
- CI-4 – сучасні авто(турбований двигун).
- CI-4 plus – значно вищий клас.
Що одному двигуну добре, то іншому загрожує ремонтом
Моторне масло
Багато автовласників впевнені, що вибирати варто в'язкіші олії, адже вони – застава довговічної роботидвигуна. Це серйозна помилка. Так, фахівці заливають під капоти гоночних болідів олію з великим ступенем тягучості задля досягнення максимального ресурсу силового агрегату. Але звичайні легкові машиниобладнані іншою системою, яка просто захлинеться при надмірній густоті захисної плівки.
Про те, яку в'язкість масла можна використовувати в двигуні тієї чи іншої машини, описано в будь-якому посібнику з експлуатації.
Адже до запуску масового продажу моделей, автовиробники проводили велику кількість тестів, враховуючи можливі режими їзди та експлуатацію технічного засобуу різних кліматичних умовах. Завдяки аналізу поведінки мотора та його здатності підтримувати стабільну роботу у тих чи інших умовах, інженери встановлювали допустимі параметри моторного мастила. Відхилення від них може спровокувати зниження потужності рухової системи, її перегрів, збільшення витрати палива та багато іншого.
Моторне масло у двигуні
Чому клас в'язкості такий важливий у роботі механізмів? Уявіть на хвилину двигун зсередини: між циліндрами і поршнем є зазор, величина якого повинна допускати можливе розширення деталей від високотемпературних перепадів. Але для максимального коефіцієнта корисної дії цей проміжок повинен мати мінімальне значення, запобігаючи попаданню в рухову систему вихлопних газів, що утворюються під час горіння паливної суміші. Для того щоб корпус поршня не нагрівався від зіткнення з циліндрами, і використовується моторне мастило.
Рівень в'язкості олії має забезпечувати працездатність кожного елемента рухової системи. Виробники силових агрегатів повинні домогтися оптимального співвідношення мінімального зазору між деталями, що труться, і масляною полоною, запобігаючи передчасному зносу елементів і підвищуючи робочий ресурс двигуна. Погодьтеся, довіряти офіційним представникам автомобільної маркибезпечніше, знаючи, яким шляхом ці знання були отримані, ніж вірити досвідченим автомобілістам, які покладаються на інтуїцію.
Що відбувається у момент запуску двигуна?
Якщо ваш “залізний друг” простояв усю ніч на морозі, то ранком показник в'язкості залитого в нього масла буде в кілька разів вищим за розрахункову робочу величину. Відповідно, товщина захисної плівки перевищуватиме зазори між елементами. У момент запуску холодного двигуна відбувається падіння його потужності та підвищення температури всередині нього. Таким чином, виникає прогрівання двигуна.
Важливо! Під час прогрівання не можна надавати йому підвищене навантаження. Занадто густий мастильний склад ускладнить рух основних механізмів і призведе до скорочення терміну експлуатації автомобіля.
В'язкість моторного масла в робочих температурах
Після того як двигун прогрівся, активується система охолодження. Один цикл роботи двигуна виглядає так:
- Натиск на педаль газу підвищує обороти мотора і збільшує навантаження на нього, в результаті чого збільшується сила тертя деталей (бо занадто в'яжуча рідина ще не встигла потрапити в міждетальні зазори),
- температура олії підвищується,
- ступінь його в'язкості знижується (збільшується плинність),
- товщина масляного шару зменшується (просочується в міждетальні зазори),
- сила тертя знижується,
- температура масляної плівки знижується (частково за допомогою системи охолодження).
За таким принципом працює будь-яка рухова система.
В'язкість моторних масел при температурі – 20 градусів
Залежність в'язкості олії від робочої температури очевидна. Так само, як очевидно те, що високий рівень захисту двигуна не повинен знижуватися протягом усього періоду експлуатації. Найменше відхилення від норми може призвести до зникнення моторної плівки, що негативно позначиться на “беззахисній” деталі.
Кожен двигун внутрішнього згоряння, хоч і має схожу конструкцію, але має унікальний набір споживчих властивостей: потужність, економічність, екологічність і величину крутного моменту. Пояснюються ці відмінності різницею моторних зазорів та робочих температур.
Для того, щоб максимально точно підібрати олію для транспортного засобу, було розроблено міжнародні класифікації моторних рідин.
Передбачена стандартом SAE класифікаціяінформує автовласників про усереднений діапазон робочих температур. Більш чіткі уявлення про можливість використання мастил в певних автомобілях дають класифікації API, ACEA і т.д.
Наслідки заливання олії підвищеної в'язкості
Бувають випадки, коли автовласники не знають, як визначити необхідну в'язкість моторного масла для свого автомобіля, і заливають те, яке радять продавці. Що станеться, якщо тягучість виявиться вищою за потрібну?
Якщо в добре прогрітому двигуні "плескається" масло з підвищеною тягучістю, то для двигуна небезпеки не виникає (при нормальних оборотах). У цьому випадку просто підвищиться температура всередині агрегату, що призведе до зниження в'язкості мастила. Тобто. ситуація прийде до норми. Але! Регулярне повторення цієї схеми помітно знизить моторесурс.
Якщо різко "дати газу", викликавши збільшення оборотів, ступінь в'язкості рідини не буде відповідати температурі. Це призведе до перевищення максимально допустимої температури у моторному відсіку. Перегрів викликає підвищення сили тертя та зниження зносостійкості деталей. До речі, сама олія також втратить свої властивості за досить короткий проміжок часу.
Про те, що в'язкість олії не підійшла транспортному засобу, миттєво дізнатися ви не зможете.
Перші "симптоми" з'являться лише через 100-150 тисяч кілометрів пробігу. І головним показником стане збільшення проміжків між деталями. Однак, безумовно зв'язати підвищену в'язкість і швидке зниження ресурсу двигуна не зможуть навіть досвідчені фахівці. Саме з цієї причини офіційні автомайстерні найчастіше нехтують вимогами виробників транспортних засобів. До того ж, їм вигідно проводити ремонт силових агрегатів автомобілів, у яких вже закінчився термін. гарантійного обслуговування. Ось чому вибір ступеня в'язкості олії – складне завдання для кожного автолюбителя.
Занадто низька в'язкість: чи небезпечна вона?
Моторне масло
Занапастити бензинові та дизельні двигуни може низький ступінь в'язкості. Цей факт пояснюється тим, що при підвищених робочих температурах і навантаженнях на мотор плинність плівки, що обволікає, підвищується, в результаті чого не без того рідкий захист просто "оголює" деталі. Результат: підвищення сили тертя, збільшення витрати ПММ, деформація механізмів. Довга експлуатація автомобіля із залитою низьков'язкістю неможлива – його заклинить практично відразу.
Деякі сучасні моделімоторів припускають використання про “енергозберігаючих” масел, мають знижену в'язкість. Але використовувати їх можна тільки якщо є спеціальні допуски автовиробників: ACEA A1, B1 та ACEA A5, B5.
Стабілізатори густини олії
Через постійні температурні навантаження в'язкість олії поступово починає зменшується. І допомогти поновити її можуть спеціальні стабілізатори. Їх можна використовувати в двигунах будь-якого типу, знос яких досяг середнього або високого рівня.
Стабілізатори дозволяють:
Стабілізатори
- збільшувати в'язкість захисної плівки,
- знижувати кількість нагару та відкладень на циліндрах мотора,
- скорочувати викид шкідливих речовинв атмосферу,
- відновлювати захисний масляний шар,
- досягати «безшумності» у роботі двигуна,
- запобігати процесам окислення всередині корпусу мотора.
Використання стабілізаторів дозволяє не тільки збільшити термін між «масляними» замінами, а й відновити втрачені корисні властивості захисного шару.
Різновиди спеціальних мастил, що застосовуються на виробництвах
Мастило веретенного машинного вигляду має низьков'язкі властивості. Використання такого захисту раціонально на моторах, що мають слабке навантаження та працюють на великих швидкостях. Найчастіше, застосовується таке мастило в текстильному виробництві.
Турбінне мастило. Її головна особливість полягає у захисті всіх працюючих механізмів від окислення та передчасного зносу. Оптимальна в'язкість турбінного масла дозволяє використовувати його в турбокомпресорних приводах, газових, парових та гідравлічних турбінах.
ВМГЗ або всесезонне гідравлічне загущене масло. Така рідина ідеально підходить для техніки, яка використовується в районах Сибіру, Крайньої Півночі та Далекого Сходу. Призначено таку олію двигунам внутрішнього згоряння, обладнаним гідравлічними приводами. ВМГЗ не поділяється на літні та зимові олії, тому що його застосування передбачає лише низькотемпературний клімат.
Як сировина для гідромастила виступають малов'язкі компоненти, що містять мінеральну основу. Для того, щоб масло досягло потрібної консистенції, до нього додають спеціальні присадки.
В'язкість гідравлічної олії представлена в таблиці нижче.
ОйлРайт - ще одне мастило, що використовується для консервації та обробки механізмів. Вона має водостійку графітову основу та зберігає свої властивості в діапазоні температур від мінус 20 градусів до плюс 70 градусів Цельсія.
Висновки
Однозначної відповіді питання: “яка в'язкість моторного масла найкраща?” немає і може бути. Вся справа в тому, що потрібний ступінь тягучості для кожного механізму - чи то ткацький верстат, чи мотор гоночного боліда - своя, і визначити її навмання не можна. Необхідні параметри змащувальних рідин обчислюються виробниками дослідним шляхом, тому при виборі рідини для свого транспортного засобу насамперед керуєтеся вказівками розробника. А вже після цього ви можете звернутися до таблиці в'язкості моторних олій за температурою.
