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.
Лет около 40 назад, в мировой практике начали появляться т.н. "мультигрейдовые" масла - масла с выраженным фактором всесезонности. Базы там используются "полегче" - синтетические, более текучие... Вот от чрезмерного разжижения при рабочих температурах, их и догоняют полимерными загустителями. Заметное качественное отличие таких масел от чисто "летних" аналогов - изрядное полимерное загущивание. Характеристики текучести прокачиваемости таких жидкостей несколько теряют "линейность" в зависимости от температуры, обретают, так сказать, определенную непредсказуемость...
Озаботившись этой несущественной несуществующей проблемой, прогрессивная маслопрофессиональная общественность начала городить изобретать новый критерий HTHS - "вязкость высокотемпературного сдвига". Из названия следует, что это некий "динамический" критерий, более специализированный, чем скоростное истечение масла через капилляр... Зачем же?
Не все жидкости текут одинаково, - сказали масляные профессионалы и перестали переливать масло в бутылочках стали изобретать и стандартизировать(*) критерии текучести жидкостей, привязанные к неким динамическим процессам...
***Обратите особое внимание: низкотемпературные свойства современных масел давно нормируются только в динамике. Худо-бедно, но при помощи установок, где холодному маслу дают нагрузку и пытаются что-то там имитировать:
Невероятно, но факт: доморощенные переливатели масла в бутылочках ожесточенно равняются на HTHS: то есть, не доверяют свободному истечению жидкости при высокой температуре. Благоговейно смотрят на цифры "динамических испытаний" горячего масла. Ну допустим. Но одновременно(!), они делают с низкотемпературной вязкостью ровно противоположное: плюют на стандартизированные динамические методики, принимаясь заниматься тем, от чего ASTM/SAE и прочие давно уже отказались (а может даже и вообще не пробовали) - даже до них дошло, что тупо сливать замороженное масло в капилляр, при наличии неизбежной подачи его масляным насосом.
Не только тупо, но и глупо - нету в двигателе такой динамики. Динамики смазывания самотеком нет - зато есть целый масляный насос, который в холодную погоду аж 18 бар может накачать. Парадоксально: в очередной раз наблюдаю двойные стандарты. Только что ты говорил, что не доверяешь методике "А", предпочитая методику "Б", но тут же используешь эту методику там, где она заведомо не работает. Более того: говорят тебе об этом как раз те, кто и изобрел обе эти методики!
Если кто-то может объяснить, в чем здесь логика, не молчите.
Ну так вот, закончим лирическое отупление... вспомним, чем закончилась попытка стандартизации HTHS (попытки оценки динамики масла при высокой температуре)...
А чем это закончилось, написано даже в Википедии и на этом можно было бы закончить статью:
A 1989 American Society for Testing and Materials (ASTM) report stated that its 12-year effort to come up with a new high-temperature, high-shear (HTHS) standard was not successful. Referring to SAE J300, the basis for current grading standards, the report stated:
Целых 12 лет(!) признанной бессмысленной деятельности, этих же самых профессионалов, привели к отсутствию результата.
На этом, им бы тоже и закончить...
Но, похоже, тут снова не место логике: параметр все равно (назло, чтобы добро не пропадало?!) закрепили в стандарте вязкости SAE J300. Закрепили "минимум" HTHS для каждого класса вязкости... HTHS изначально создавался как замена устаревшему стандарту - на потребу новым реалиям. Он должен был заменить , а был, за очевидной бессмысленностью, просто оставлен в стандарте дополняющим и... замыкающим - только лишь, как браковочный критерий! Вместо замены - бессмысленное дополнение.
И знаете, что более всего забавно?! Так это то, как начинают использовать этот браковочный "снизу" критерий.
SAE нормирует вязкость капиллярного истечения в довольно широком диапазоне. Посмотрите на табличку - для распространенной SAE40 это почти точно плюс-минус 15%. От 12,5 до 16,3 сСт - это широкая, в 30% полоса допуска. При соответствующем этому диапазону минимуме по "динамической" вязкости - HTHS. Ну казалось бы - диапазон и диапазон, минимум и минимум. Один незначимый параметр совсем не мешает другому, ненужному. Но настоящее волшебство начинается, когда профессионал снова принимается за излюбленный кунштюк: начинает выбирать лучшее из стандартного.
Снова идет кровавая жатва в поле допуска. Пока все в допуске - не существует проблем. Но наши доморощенные любители начинают выбирать самые стандартные гайки для самых стандартных болтов. Отселе начинается невиданное: масла ранжируются по HTHS... внутри целого поля допуска вязкости по SAE.
Вот, например, для масел SAE 10W40, впечатляет:
Я же просто проведу красную черту там, где сам стандарт просит:
Дикое несоответствие! Когда такая разница между стандартом и реальными результатами - нужно увольнять нормировщика. Зачем нужна "норма", которую можно выполнять вообще ничего не делая?! Просто являясь маслом...
Еще смешнее, когда вы ищете рекордные значения минимальной нормы, известным только вам одному путем: выбираете максимальное значение HTHS в поле допуска вязкости по SAE.
Представляете профессионала, который ищет масло погуще , но не просто, а чтобы по стандарту SAE40... но погуще! В стандарте SAE40 могут быть масла от 12,5 до 16,3 сСт. Никто не мешает (раз уж вашему двигателю прописано, как вы считаете, "строго SAE40") искать масло SAE40, но погуще - давайте-ка мне масло стандарта SAE40, но с вязкостью 16 сСт! Смешно? А вот выше, это что такое тогда? Тут еще хуже: поиск "лучшего масла" осуществляется не по реально существующему диапазону, а хуже того - по браковочному параметру!
HTHS - нормируемый минимум для целого семейства "капиллярных" вязкостей. Задача браковочного критерия - только установить нижнюю планку.
Я не поленился, составил табличку из широкого ассортимента разных масел разных рецептур и вязкостей. Цветовой градиент показывает тенденцию и она неприлично скучная - чем больше... тем больше:
Из самого этого стандарта с указанными минимумами, торчат уши вязкостной зависимости - чем выше высокотемпературная вязкость, тем выше нормируемое значение HTHS...
Ну какой же это аргумент, когда в таблице есть очевидные несоответствия - фактические значения параметров иногда едва-едва выбиваются из общего ряда. Иногда вязкость чу-у-у-точку пониже соседа, а HTHS - чуточку повыше. Победа: это и есть то самое, "неньютоновское" проявление - существуют какие-то рецептуры с едва нелинейной зависимостью.
Осталась самая малость: доказать то, чего не удалось группе ученых ASTM за 12 лет: хоть какую-то связь взятого от фонаря параметра с хотя бы(!) с каким-то браковочным критерием состояния двигателя.
Даже не знаю каким. Хотите позлить профессионала - спросите, известен ли ему какой-то факт доказывающий преимущество масла SAE30 над маслом, например, SAE40 в рамках одного двигателя. Нет, не слышал, ответствует профессионал и пойдет выбирать масла с бОльшим HTHS...
Скажите, а каким именно образом и какими высокими технологиями достигаются лидирующие результаты? Какие усилия прилагают производители (и что мешает остальным?!), чтобы добиться столь впечатляющего преимущества над конкурентами в рамках стандарта(?).
Вас чем-то не устраивает стандартная вязкость масла , что вы усиленно ищите его густоту?
Вы говорите, что вам нужно HTHS "повыше" - ну а что мешает лить просто масло "погуще"? Если SAE40 с лучшей в классе HTHS имеет впечатляющие 4,5 единицы, то насколько будет лучше какие-нибудь 6, а то и целых 7 единиц! Будьте добры, дайте ссылку на методику (да хотя бы на излюбленное измерение износа в отработке), где 4 единицы по HTHS первенствовали бы над маслом с HTHS единицы так в 2. Хотя бы в чем-то!
Потрясающе, но "занормировав вязкость для двигателя", уверенно заявив, что для вашего двигателя подойдет только "SAE40", рецептурный допуск для разных всезезонных масел по HTHS оказывается неожиданно широк - под 30%! И это даже отражено в стандарте:
Я покорнейше прошу любого масляного профессионала пояснить мне один единственный факт: почему вдруг некоторой части масел SAE40 разрешено(sic!) иметь HTHS побольше, а другой - поменьше? Интересно, что эти "побольше" и "поменьше" от стандарта к стандарту у инженеров SAE прыгают.
Вязкость SAE40 оказалась особенной - это "срединная вязкость", где встречаются разнообразные масла от 0W40, до 25W40 и даже просто "SAE40". Очевидно, что масла с меньшим количеством загустителя "зажаты" построже - эдакая игра в подавки второй группе "сороковок". Это не первая ситуация, когда не продукт подтягивается под стандарт, а вымученный "стандарт" подчеркивает свойства продукта.
Снизу подчеркивает. На уровне плинтуса нам показывают минимальную высоту навешивания люстры.
Зебра?! - Только в полоску! - Слон? - Исключительно с хоботом! И не дай тебе божЕ, если зоопарк будет собран не по нашему строжайшему стандарту! Все товарные масла с потрясающим запасом укладываются в "строжайшие" допуски.
Обратите внимание, какие жесточайшие ограничения ждут загущенные сорта SAE50/60. Им строжайшим образом запрещено быть неHTHSснее чем SAE40! Наряду с этим, "жидким" маслам типа SAE30 приказано быть столь же стойкими к разжижению, как часть масел SAE40. Но мы-то понимаем, что это как-раз таки наоборот: части масел SAE40 дозволено быть такими же, как SAE30...
В общем, вы попробуйте найти хотя бы одно реальное масло, которое балансировало бы хотя бы на грани стандарта. Как начнете искать, сразу заметите: чем ниже вязкость, тем ближе к пророговому HTHS. Логично: сами цифры не резиновые - SAE20 имеет порог всего HTHS 2,6. С появлением инновационных масел типа "SAE12" и даже "SAE8", на горизонте забрезжил "HTHS 1" - особо-то не разгуляешься занижать. Не отрицательные же значения придумывать.
Достаточно взять реальные параметры единой продуктовой линейки, чтобы увидеть - зависимость просто линейная, почти пропорциональная "тяжести" базовых масел. И лишь на верхнем пределе начинается незначительное "неньютоновское" отклонение в виду всеподавляющего количества загустителя. Но "отклонение" это с таки-и-и-им запасом от "минимума", что неловко за "стандарт" становится.
HTHS - совершенно искусственное новообразование, направленное на эмуляцию несуществующих условий, невнятно нормированное абсурдными цифрами, с заведомо преодолимым всеми участниками рынка порогом. Это нормальная практика масляных профессионалов. Хуже того - параметр фактически полностью и линейно зависит от высокотемпературной вязкости и является "приклеенным" к фактической вязкости среднестатистического масла с "ньютоновскими" характеристиками - без значительного содержания загустителя.
Но если вдруг, кому-то потребовалось послабление - ничего страшного! - норма стандарта внезапно опускается на 30%, как и в случае широкодиапазонных масел SAE40... и норма допуска становится равной "SAE30"... То есть, мы не тянем технологию "вверх", а опускаем норму "вниз". Казалось бы - химмотологи должны яростно решать задачу приведения широкодиапазонных масел стандарта SAE 0W40 к маслам менее универсальным. Вместо этого, в виду очевидного отсутствия "технологий", таким маслам просто роняют планку стандарта на 30%!
Представим, что вы наконец-то доказали, что HTHS хоть что-то, да значит и вам всенепременно необходимо, чтобы ваше сложное масло SAE 0W40 было аналогичным простому летнему маслу SAE40. Так как (а это не новость) реальных химических чудес для этого не существует, мы просто в стандарте прописываем, что SAE 0W40 имеет право быть таким же по HTHS, как масло SAE30... Ну и так далее, подобные этому, много раз уже встреченные маслопрофессиональные чудеса.
Забавный и очевидный вывод, который, кстати, неведом абсолютно всем любителям высоких масляных технологий: HTHS это не попытка что-то повысить и улучшить. Это по-определению лишь попытка удержать качество современных всесезонных масел на уровне допотопной минералки, в которой почти не было полимерного загустителя. Вы бы хоть стандарт внимательно читали:
А вы-то думали, что HTHS даже не указывается для дешевых масел по причине того, что им с таким рылом среди новомодной синтетики и делать-то нечего?! Типа куда там позорному минеральному "лукойлу" за 100 рублей литр до новомодного синтетического мобила?! Ничего подобного: для минеральных масел вообще не существует проблем с HTHS - сам HTHS, это всего лишь попытка привести динамические характеристики вязкости масел с загустителем к "минеральному стандарту".
Еще раз обращу внимание: не существует не только известной зависимости состояния двигателя от значения HTHS, но не существует хотя бы доказанной зависимости состояния двигателя от вязкости использованного в нем масла! И много хуже того - не существует признаных (стандартизированных) методик для определения такой зависимости. Зато самих "параметров" и "тестов" у нас завались...
Что такое HTHS?
Вариантов ответа много. Самый правильный - ничто. Чуть подробнее: параметр, который призван характеризовать "нелинейность" текучести масел с присутствующим в них полимерным загустителем. Попытка "подтянуть" современные всесезонные масла типа 0W40 под "минеральные"(!) стандарты вязкости. Некоторые современнные масла содержат слишком много загустителя и вязкость свою могут незначительно терять. Отсюда и весь сыр-бор.
Стоит ли выбирать масло по HTHS?
Примерно с тем же мотивом, что искать более густое масло из диапазона стандартных вязкостей по SAE. Но делать это еще изощреннее - по минимальному браковочному критерию.
Как подсказали, конкретно этим и занимается "Mercedes" с допуском MB229.5 - ищет SAE30 погуще, да поHTTSснее. Все SAE30 масла с таким допуском имеют KV@100 около 12 и выше. Это почти что масла SAE40 в канистре SAE30! Если кажется, что похоже на анекдот, то можете проверить лично...
Почему у минеральных и многих дешевых масел не указывается HTHS? Только крутая синтетика может похвастаться хорошими результатами?
Если вашего соседа каждый месяц заставляют отмечаться в милиции, то это совсем не значит, что он - почетный гражданин города с особыми почестями, а вы чем-то хуже его, раз вас обошли подобным вниманием. HTHS штампуют только маслам категории "склонны к побегу из вязкости".
Даже сам производитель масла как бы забивает на столь важный параметр, к которому его обязывает(!) стандарт. Производителю ясно: у таких масел он гарантированно превышает допуск - там загустителя мало (меньше). А вы-то думали...
Почему столь важный параметр, присутствующий даже в основном стандарте, не нормируется при анализе отработанного масла?!
Да, забавно: загуститель при некоторых режимах эксплуатации может разрушаться. HTHS - падать. Но даже попытки измерения HTHS в лабораториях никто не предпринимает.
Если отработка нормально загустилась в конце эксплуатации - HTHS вероятно даже вырос. А если разрушился загуститель - то достаточно контролировать обычную вязкость - разрушение загустителя приближает масло к его базовой вязкости. Тут даже лаборанту понятно: HTHS вообще не нужен даже в лаборатории. Вот бы сосредоточить усилия в борьбе за создание стойкого ко всему загустителя... Но это отдельная тема.
Почему у маловязких масел реальные параметры HTHS так близки к браковочному порогу? Это же значит, что идет научная битва прямо на острие прогресса?!
Рецептуры таких масел почти не содержат загустителя - невозможно сделать незагущенные масла "неньютоновскими". Ограничивать HTHS таких масел можно только подгоняя цифры под их реальные характеристики. Что и происходит. Как только вы покажете масло SAE20 с HTHS как у SAE40, или хотя бы 30 - поговорим о "научной битве". Вот почему, скажите, до сих пор почему-то не существует масла SAE 0W20 с HTHS, скажем, в 4 единицы? Слишком далеко от требований стандарта, сложно сделать? Тогда почему HTHS SAE60, например, превышает "требования" стандарта почти в два раза? Что удалось там, чего "не удалось" для SAE20?))))
Ну и почему стандарт так щадит масла густых стандартов типа SAE50/SAE60? Требования к ним аналогичны маслам SAE40!
Причина в том, что требования, очевидно, подгоняются под базовые компоненты масла (без загущивания). Базовые масла таких всесезонок аналогичны многим SAE40 рецептурам. Получается парадокс - эти масла становятся "рекордсменами" без особых на то усилий - заведомо превышают требования стандарта почти в два раза. Кроме того, сложно нормировать общий индустриальный минимум, который почему-то все время беспричинно растет - для масел SAE80 и SAE100 по J300 потребовались бы какие-то атипичные значения HTHS. Вот как раз тут есть логика (цените!): а кто сказал, что двигателю(!) нужные такие значения вязкости? Для таких масел, по этой причине, даже внятно мотивировать особое минимальное требование оказалось просто нечем! Параметр HTHS для них так и остался на уровне более "жидких" масел - SAE40...
Постскриптум
Я всесторонне поддерживаю "переклассификацию" масел любым иным образом, который будет более информативен(?) по отношению к двигателю, по сравнению с капиллярным истечением. Вот только то, что происходит (но не произошло, хотя и произошло - HTHS-то красуется в J300) с HTHS - это лишь имитация. Симулякр. Да еще и признанно неудачный.
Чтобы заново изобрести информативную величину, ее нужно обосновать. HTHS-изобретатели же занимались тем, что подгоняли абстрактные цифры под цифры имеющиеся у "чистых" масел без загустителей. Да еще и, грубо говоря, делили полученный результат пополам, чтобы в "стандарт" могли вписаться все желающие.
Сейчас же, мы по-прежнему имеем исторически сложившиеся SAE, но уже с подпоркой в виде HTHS. Эдакая свая, но с надписью "ниже уровня земли не вбивать". Не хватает Навального, чтобы проверил финансирование 12-летнего(!) труда инженеров из SAE. Две-над-ца-ти-лет-не-го!
Более-менее этот параметр будет играть роль для сильно загущенных легкотекучих баз, типа 0W40. Но и там - на уровне погрешности измерения. Самые сильные контрасты (при сырье одного качества) будут доходить едва до 10%. Например: Motul 300V 0W40 и 10W40 - 7% разницы в сторону более загущенного масла 0W40. Семь процентов. При допуске в классе SAE - 30% или +-15%.
Подавляющее большинство автовладельцев, занимающихся самостоятельным подбором смазочных материалов для своего авто, как минимум имеют общее представление о таком понятии, как классификация по SAE.
Таблица вязкости моторного масла, предусмотренная стандартом SAE J300, подразделяет все смазочные материалы для двигателей и трансмиссий автомобилей в зависимости от степени текучести при определенной температуре. Причем это разделение так же определяет температурные рамки использования того или иного масла.
Сегодня мы подробно рассмотрим, что собой представляет классификация смазочных материалов по таблице из стандарта SAE J300, а также разберем, какую смысловую нагрузку несут в себе указанные в ней значения.
Что собой представляет таблица вязкости
Для рядовых автомобилистов, не занимающихся детальным изучением параметров моторных масел, таблица вязкости масла по SAE означает диапазон температур, при которых разрешена его заливка в силовой агрегат .
В общем смысле это правильное утверждение. Однако при более внимательном рассмотрении становится понятно, что данные в таблице не совсем соответствуют общепринятому мнению.
Сначала рассмотрим, что же включает в себя таблица вязкости масел по SAE. В ней имеется разделение в двух плоскостях: вертикальной и горизонтальной. 
Классическая версия таблицы разделена горизонталью на зимние и летние смазки (в верхней части таблицы находятся зимние, в нижней – летние и всесезонные). По вертикали идет разделение на ограничения при использовании смазок при температурах выше и ниже нуля (сама черта проходит через отметку 0 °C).
В интернете, и некоторых печатных источниках, часто встречаются две различные версии этой таблицы. Например, для масла вязкостью 5W-30 в одной из версий графического исполнения стандарта SAE J300, оно способно работать при температурах от –35 до +35 °C.
Другие же источники ограничивают область применения масла стандарта 5W-30 диапазоном от –30 до +40 °C.
Почему так происходит?
Напрашивается вполне закономерный вывод: в одном из источников ошибка. Но если углубиться в изучение темы можно прийти к неожиданному выводу: обе таблицы верные, давайте разбираться.
Детальное рассмотрение параметров, указанных в таблице
Дело в том, что когда проектировались таблицы и рассматривался алгоритм создания зависимости вязкости масла от температуры, учитывались имеющиеся на тот момент технологии автомобилестроения.
То есть в конце XX века все двигатели строились по приблизительно одной и той же технологии. Температура, контактная нагрузка, создаваемое масляным насосом давление, схема и исполнение магистралей находились примерно на одном и том же технологическом уровне.
Именно под технологии того времени создавались первые таблицы, увязывающие вязкость масла и температуру, при которой оно может эксплуатироваться. Хотя на самом деле стандарт по SAE в чистом виде не привязывается к температуре окружающей среды, а лишь оговаривает вязкостные показатели масла при определенной температуре.
Значение букв и цифр на канистре
Классификация по SAE включает в себя два значения: цифра и буква «W» – зимний коэффициент вязкости, следующая за буквой «W» цифра – летний. И каждый из этих показателей комплексный, то есть включает в себя не один параметр, а несколько.
В зимний коэффициент (с буквой «W») входят следующие параметры:
- вязкость при прокачивании смазочного материала по магистралям масляным насосом;
- вязкость при проворачивании коленчатого вала (для современных двигателей этот показатель учитывается в коренных и шатунных шейках, а также в шейках распределительного вала).
О чем говорят цифры на канистре — видео
В летний коэффициент (идущий через дефис после буквы «W») включаются два основных параметра, один второстепенный, и один производный, рассчитываемый из предыдущих параметров:
- кинематическая вязкость при 100 °C (то есть при средней рабочей температуре в нагретом ДВС);
- динамическая вязкость при 150 °C (определяется для представления о вязкости масла в паре трения кольцо/цилиндр – одном из ключевых узлов в работе двигателя);
- кинематическая вязкость при температуре 40 °C (показывает, как поведет себя масло в момент летнего пуска двигателя, а также используется для изучения скорости самопроизвольного стекания масляной пленки в поддон под действием времени);
- индекс вязкости – указывает на свойство смазочного материала оставаться стабильным при изменении рабочей температуры.
Зачастую для зимнего ограничения по температуре предусматривается несколько значений. Например, для взятого в качестве примера масла 5W-30, допустимая температура окружающего воздуха при гарантированном прокачивании смазки по системе должна быть не ниже –35 °C. А для гарантированного проворачивания коленчатого вала стартером – не ниже –30 °C.
| Класс по SAE | Вязкость низкотемпературная | Вязкость высокотемпературная | |||
| Проворачивание | Прокачиваемость | Вязкость, мм2/с при t=100°С | Min вязкость HTHS, мПа*с при t=150°С и скорости сдвига 10**6 с**-1 |
||
| Мах вязкость, мПа*с, при температуре, °С | Min | Мах | |||
| 0W | 6200 при -35 °С | 60000 при -40 °С | 3,8 | - | - |
| 5W | 6600 при -30 °С | 60000 при -35 °С | 3,8 | - | - |
| 10W | 7000 при -25 °С | 60000 при -30 °С | 4,1 | - | - |
| 15W | 7000 при -20 °С | 60000 при -25 °С | 5,6 | - | - |
| 20 W | 9500 при -15 °С | 60000 при -20 °С | 5,6 | - | - |
| 25 W | 13000 при -10 °С | 60000 при -15 °С | 9,2 | - | - |
| 20 | - | - | 5,6 | 2,6 | |
| 30 | - | - | 9,3 | 2,9 | |
| 40 | - | - | 12,5 | 3,5 (0W-40; 5W-40;10W-40) | |
| 40 | - | - | 12,5 | 3,7 (15W-40; 20W-40; 25W-40) | |
| 50 | - | - | 16,3 | 3,7 | |
| 60 | - | - | 21,9 | 3,7 | |
Здесь и возникают противоречивые показания в таблицах вязкости масла, выложенных на разных ресурсах. Второй весомой причиной разных значений в таблицах вязкости выступает изменение технологии производства двигателей и предъявляемые требования к вязкостным параметрам. Но об этом ниже.
Методики определения и вкладываемый физический смысл
Сегодня для автомобильных масел разработано несколько методик определения всех предусмотренных стандартом показателей вязкости. Все измерения проводятся на специальных приборах – вискозиметрах.
В зависимости от исследуемой величины, могут использоваться вискозиметры различных конструкций. Рассмотрим несколько методик определения вязкости и практический смысл, который закладывается в эти величины.
Вязкость при проворачивании коленчатого вала
Смазка в шейках коленчатого и распределительного валов, а также в шарнирном соединении поршня и шатуна при понижении температуры сильно густеет. Густое масло обладает большим внутренним сопротивлением на смещение слоев относительно друг друга.
При попытке запуска двигателя зимой стартер заметно напрягается. Густая смазка сопротивляется повороту коленчатого вала и не может сформировать так называемый масляной клин в коренных шейках.
Для имитации условий проворота коленвала используется роторный вискозиметр типа CCS. Получаемое при измерении в нем значение вязкости для каждого параметра из таблицы SAE ограничено и на практике означает, насколько масло способно обеспечить холодный проворот коленчатого вала при той или иной температуре окружающего воздуха.
Вязкость при прокачивании
Измеряется в ротационном вискозиметре типа MRV. Масляный насос способен начать закачивать смазку в систему до определенного порога загустения. После этого порога эффективное прокачивание смазочного материала и его проталкивание по каналам затрудняется или вовсе парализуется.
Здесь общепринятым максимальным значением вязкости считается 60000 мПа с. При этом показателе гарантируется свободная прокачка смазки по системе и доставка ее по каналам до всех трущихся узлов.
Кинематическая вязкость
При температуре 100 °C определяет свойства масла во многих узлах, так как эта температура актуальна для большинства пар трения при стабильной работе двигателя.
Например, при 100 °C влияет на формирование масляного клина, на смазывающие и защитные свойства в парах трения палец / подшипник шатуна, шейка коленвала / вкладыш, распределительный вал / постели и крышки и т. д.
Автоматизированный капиллярный вискозиметр и вискозиметр для измерения кинематической вязкости AKV-202
Именно этому параметру кинематической вязкости при 100 °C уделяется наибольшее внимание. Сегодня его измеряют в основном автоматизированными вискозиметрами различной конструкции и с применением различных методик.
Кинематическая вязкость при 40 °C. Определяет густоту масла при 40 °C (то есть приблизительно в момент летнего пуска) и его способность надежно защищать детали двигателя. Измеряется аналогичным с предыдущим пунктом образом.
Динамическая вязкость при 150 °C
Основное назначение этого параметра – понять, как ведет себя масло в паре трения кольцо/цилиндр. В этом узле в нормальных условиях при полностью исправном двигателе держится приблизительно такая температура. Измеряется на капиллярных вискозиметрах различной конструкции.
То есть из всего вышесказанного становится очевидным, что параметры в таблице вязкости масел по SAE комплексные, и однозначной их интерпретации (в том числе касательно температурных границ использования) не существует. Границы, обозначенные в таблицах, имеют условный характер и зависят от множества факторов.
Индекс вязкости
Немаловажным параметром, указывающим на рабочие качества масла и определяющим его эксплуатационные свойства, является индекс вязкости. Для определения этого параметра используется таблица индекса вязкости масла и формула.
Прикладная формула для определения индекса вязкости
Показывает, с какой динамикой будет густеть или разжижаться масло при изменении температуры. Чем выше этот коэффициент, тем менее подвержена рассматриваемая смазки тепловым изменениям.
То есть простыми словами: масло более стабильно во всех интервалах температур. Считается, что чем выше этот индекс, тем лучше и качественнее смазочный материал.
Все значения, представленные в таблице для расчета индекса вязкости, получены эмпирическим путем. Не углубляясь в технические подробности, можно сказать так: было два эталонных масла, вязкость которых определялась в особых условиях при 40 и 100 °C.
На основании этих данных были получены коэффициенты, которые сами по себе не несут смысловой нагрузки, а используются лишь для расчета индекса вязкости исследуемого масла.
Заключение
В заключении можно сказать, что таблица вязкости масла по SAE и ее увязка на допустимые температуры эксплуатации в настоящее время играет весьма условную роль.
Будет относительно правильным шагом применять взятые из нее данные для подбора масла в автомобили не младше 10 лет. Для новых авто этой таблицей лучше не пользоваться.
Сегодня, например, в новые японские авто льется масло 0W-20 и даже 0W-16. Если исходить из таблицы, то использование этих смазок допустимо в летний период лишь до +25 °C (по другим источникам, подвергшимся локальной коррекции – до +35 °C).
То есть по логике получается, что автомобили японского производства с большой натяжкой могут ездить в самой Японии, где летом температура может достигать +40 °C. Это, само собой, не так.
Обратите внимание
Сейчас актуальность применения этой таблицы снижается. Использовать ее можно только в отношении европейских авто с возрастом более 10 лет. Выбирать же масло для автомобиля следует исходя из рекомендаций производителя.
Ведь только он точно знает, какие зазоры в сопряжениях деталей мотора выбраны, какой конструкции и мощности установлен масляный насос и какой пропускной способности созданы масляные магистрали.
Важным показателем смазочных свойств является вязкость масла. Она определяется химическим составом и структурой соединений в смазке. По сути, от данной характеристики зависит, в какой мере жидкость смазывает поверхности трущихся деталей силового агрегата. На её свойства влияют внешние факторы, такие как, температура, нагрузка и скорость сдвига. Именно поэтому, рядом с конкретным значением указаны условия испытания.
Что такое кинематическая и динамическая вязкость масла?
Для того чтобы понимать разницу, давайте рассмотрим их характеристики.
Кинематическая вязкость моторного масла, единицы измерения которой мм2 /с (сСТ), показывает его текучесть при нормальной и высокой температуре. Для замера этого показателя используют стеклянный вискозиметр. Засекают время, за которое смазка стекает по капилляру при заданной температуре. В данном случае используется низкая скорость сдвига, и кинематическая вязкость масла замеряется при 100 0С.
Динамическая вязкость измеряется ротационным вискозиметром, который имитирует условия, максимально близки к реальным.
Методы, которые определяют вязкость моторного масла предустановлены в спецификации SAE J300 APR97. Следуя именно этой сертификации, все смазочные жидкости разделяют на 3 типа:
- летние;
- зимние;
- всесезонные.
Если в названии используется только цифры, например, SAE 30, SAE 50 и т.д., то данные жидкости относятся к летним моторным смазкам. Если используется цифра и буква W, например, SAE 5W SAE 10W – зимние смазки. Когда в обозначении класса используется 2 этих вида, такая жидкость называется всесезонная.
Давайте ниже разберём, что означает вязкости масла по SAE.
Классификация SAE (Ассоциация автомобильных инженеров) разделяет все масла по своей способности оставаться в жидком состоянии (течь), и хорошо смазывать все детали силового агрегата при разных температурных показателях.
Выше приведены показатели температур, в зависимости от значения, которое определяет вязкость моторного масла. Таблица показывает, при каких температурных показателях текучесть конкретной жидкости не будет терять своих смазочных свойств.
Почему при замене смазочной жидкости нужно учитывать вязкость масла и что означают цифры?
Простой пример для наглядности. Как известно, низкая вязкость масла для двигателей способствует их нормальной работе зимой (SAE 0W, 5W). Если текучесть низкая, соответственно масляная пленка, покрывающая детали силового агрегата, будет тонкой. Производитель в техническом руководстве указывает допустимые значения, а также допуски для каждого типа двигателя. Если залить смазку с высокой текучестью, мотор будет работать с нагрузкой при повышенной температуре. Это резко снижает его моторесурс.
А теперь наоборот. Вы заливаете жидкость с текучестью ниже обозначенного уровня. В этом случае при эксплуатации случаются разрывы смазочной пленки, и мотор может заклинить. Вязкость масла в зависимости от температуры. Не нужно думать, что залив в двигатель «супер смазку», которое используется на спортивных автомобилях, ваше авто начнёт «летать». Нужно заливать ту жидкость, которую рекомендует производитель.
Еще одним заблуждением является то, что некоторые автолюбители не отличают тип смазочных материалов от их текучести. Так, например, вязкость синтетических масел может быть такая же, как минеральных, или полусинтетических. В данном случае они отличаются составом, а не физическими свойствами.
Какую вязкость масла выбрать для двигателя своего автомобиля.
В первую очередь необходимо посмотреть в техническое руководство. Производитель указывает в мануале, какая вязкость масла лучше подойдёт для двигателя, чтобы обеспечить его долговечную работу. Если нет возможности посмотреть рекомендуемую вязкость масла, то тогда важно определить несколько моментов:
- при какой минимальной и максимальной температуре будет эксплуатироваться ваш автомобиль;
- будет ли использоваться нагрузка (прицеп, дополнительный груз или внедорожная езда);
- какое состояние двигателя (новый или бывший в эксплуатации).
Следуя этим показателям, вы должны подобрать ту вязкость автомобильного масла, которая идеально будет смазывать детали силового агрегата.
Несколько слов о других видах смазочных материалов
Трансмиссионные жидкости
Трансмиссионные жидкости, отвечают классификации SAE J306. Вязкость трансмиссионного масла зависит от температурных условий эксплуатации. Также, как моторные, трансмиссионные жидкости условно делят на:
- зимние (SAE 70W, 75W, 80W, 85W);
- летние (SAE 80, 85, 90, 140, 250);
- комбинированные (например, SAE 75W-85).
Чтобы понять, какую смазку использовать в коробке вашего авто, необходимо смотреть рекомендации и допуски производителя КПП.
Гидравлические смазки
Помимо своей основной функции – передача давления, гидравлические жидкости выполняют смазку деталей гидравлических насосов. Исходя из этого, их делят на классы. Вязкость гидравлического масла бывает низкой, средней и высокой. Ниже приведена таблица, в которой показаны возможные классы гидравлических смазочных жидкостей.
