Автомобільна олія – незамінний помічник будь-якого автомобіліста. Воно забезпечує змащування тертьових між собою механізмів, згладжування поверхонь, а також видалення зайвого сміття, що виникає при взаємодії деталей один з одним.
Від правильного вибору мастильних матеріалів залежить багато. По-перше, якість вибраних масел надалі визначає зносостійкість автомобільних частин. Крім цього, характеристики масла, що купується, визначають здатність функціонувати в умовах різних температурних режимів. По-третє, використання слабоякісної продукції тягне за собою збільшення зазорів між механізмами, що взаємодіють, які супроводжується збільшенням витрати палива, зносом дорогих деталей і механізмів і рядом інших серйозних проблем.
В'язкість як один із ключових параметрів моторного масла
Вибір моторних масел визначається різними параметрами. Але для багатьох покупців ключовим параметром є в'язкість мастильного матеріалу. Завдяки такому параметру автомобільне масло довше затримується на поверхні двигуна, правильно розподіляється між деталями, що труться.
Основні параметри в'язкості
Аналізуючи інформацію, яку виробники заявляють на етикетках продукції, кожному покупцю слід відрізняти такі поняття, як кінематична і динамічна в'язкість. Вони відрізняються за щільністю, одиницями та методами вимірювання та використовуються для показників різних класів мастильних матеріалів.
Кінематична в'язкість вказує на таку властивість олії, як її плинність. Вона визначається за нормальної та максимальної робочих температур. Зазвичай для випробування вибирають такі режими, як сорок і сто градусів за Цельсієм. Вимірюється ця величина в сантистоксах.
За показниками кінематичної в'язкості розраховується індекс в'язкості моторної олії. Якщо ви хочете вибрати дійсно найкращий мастильний матеріал, індекс має бути більше 200, його мають зазвичай всесезонні олії.
Динамічна в'язкість характеризує силу опору при переміщенні рідин один щодо одного незалежно від густини. Одиниця виміру – сантипуаз.
Міжнародний стандарт, який регламентує в'язкість олій
На сьогоднішній день найпопулярнішою класифікацією мастильних матеріалів є SAE. Ця специфікація визнана єдиним міжнародним стандартом, виходячи з якого розраховується в'язкість олії з температурного режиму середовища.
Society of Automotive Engineers – абревіатура, що належить Товариству Автомобільних Інженерів Сполучених Штатів Америки.
В'язкість моторного масла по SAE повинна відповідати таким умовам:
- прокачування - завдяки цій властивості в умовах мінімальних температур забезпечується швидкий доступ олії до маслоприймача;
- провертання - сприяє підвищенню пускових властивостей, забезпечує необхідний опір і досягнення пускових оборотів в мороз;
- найбільш ефективна в'язкість у жарких умовах;
- кінематична в'язкість – визначає клас в'язкості моторних масел.
Специфікацію SAE використовують щодо рівня в'язкості мастильного матеріалу, враховуються вимоги до олій під час випуску нової продукції, і навіть вивчення і детального вивчення старих і нових складів.
Види олій в залежності від температурного режиму
В'язкість мастильних матеріалів може змінюватись за різних умов. Вона знаходиться в прямій залежності від температури навколишнього середовища, швидкості прогріву механізмів, режиму роботи двигуна. При низьких температурах в'язкість для забезпечення запуску автомобіля в холодну погоду не повинна бути надто високою. В умовах високих температур - навпаки, матеріал, що змащує, допомагає забезпечувати належний тиск і створює захисний шар між поверхнями, які стикаються.
За показником в'язкості мастильні матеріали поділяються на зимові, літні та всесезонні. Всесезонна продукція зручніша. Вона є більш енергозберігаючою, а також такі олії можна не змінювати так часто, як матеріали для певного сезону.
Діапазони робочих температур для різних масел по SAE
Таблиця наочно демонструє, за умов яких температур можна використовувати різні види мастильних матеріалів.
Таблиця в'язкості моторних масел за температурою представлена нижче.
Таблиця в'язкості моторних масел має цифрові та цифробуквенні позначення, завдяки яким визначають сезонність олії та навколишня температура.
Зимові олії
Як приклад можна розглянути в'язкість моторної олії 5w30. Розшифровка в'язкості моторної олії для зимових олій наступна.
Для зимових олій створено міжнародне позначення літерою "w". При розрахунках від цифри перед нею необхідно відібрати 40, в результаті отримуємо температурний режим, при якому можна використовувати мастильний матеріал. Щоб дізнатися температуру прокручування двигуна, необхідно відібрати 35.
Вище наведено таблицю в'язкості моторних масел за температурою. Зимові олії знаходяться у її верхній частині.
Зимові мастильні матеріали придатні для використання за таких температурних режимів:
- 0W - рекомендовано до використання при морозах до -35-30 про;
- 5W - рекомендовано до використання при морозах до -30-25 про;
- 10W - рекомендовано для використання при морозах до -25-20 про З;
- 15W - олія рекомендована до використання при морозах до -20-15 про С;
- 20W - олія рекомендована до використання при морозах до -15-10 про С.
Як було вже сказано, в'язкість зимових масел також повинна відповідати вимогам прокручування, прокачування (не повинна бути вище шістдесяти тисяч сантипуаз) і мати необхідну кінетичну в'язкість.
Таблиця в'язкості моторних масел для холодних умов представлена нижче.
Літні види мастильних матеріалів
Літня продукція позначена, згідно зі стандартом, лише цифрами (наприклад, SAE 30) і означає усереднений параметр, що вказує на в'язкість матеріалу в умовах роботи за підвищених температур.
Таблиця в'язкості моторних масел для літнього сезону має такий вигляд.
Всесезонні олії
Всесезонні мастильні матеріали застосовні за різних теплових режимах. Залежно від сезону, в'язкість здатна змінюватися і забезпечувати належне мастило механізмів автомобіля. Таким чином, олії для всіх сезонів відповідають критеріям найвищої в'язкості, що провертається при холодах, і найменшій - при спеці.
Вони представлені в нижній частині таблиці в'язкості за температурою і складаються з комбінації літніх та зимових олій.
Розшифровка наступна: припустимо, в'язкість моторного масла 5W-30: клас в'язкості «5W» дозволяє використання олії в холодний сезон, показує, наскільки легко запускається двигун в умовах низьких температур; «30» - означає літній клас, за допомогою цього показника можна розрахувати можливість працездатності за високих температур.
Вибір моторного масла за його в'язкістю
Як визначити в'язкість моторної олії? Це можуть підказати рекомендації виробника. Враховуються особливості будови двигуна, його навантаження на мастильні матеріали, рівень опору, ступінь зносу масляного насоса, ступінь можливого нагрівання олії за різних режимів роботи у всіх місцях мотора.
При виборі в'язкості матеріалу для зимового сезону необхідно враховувати середні температури регіону проживання. Правильний вибір масла допоможе впоратися автомобілю з холодним пуском, при якому виникає додаткове тертя та знос деталей. Таблиця в'язкості моторних масел допоможе зорієнтуватися у виборі. Виробники рекомендують серед зимових олій використовувати SAE 0W.
При виборі літньої олії потрібно враховувати те, що деталі в жарку пору року особливо можуть перегріватися, обдування може бути недостатнім, тому масло повинно бути в'язким.
Висновок
Виробники пропонують досить великий вибір мастильних матеріалів. Основною характеристикою яких є їхня в'язкість. А вона, своєю чергою, безпосередньо залежить від температурного режиму.
Навіть у дуже помірних кліматичних умовах різниця в температурах між двигуном та його деталями може досягати двохсот градусів. Міжнародний стандарт SAE пропонує на вибір олії для різних сезонів. Універсальна олія - всесезонна. Але як показує досвід автолюбителів, при дуже великій різниці в температурних режимах, великих морозах і занадто спекотному літі всесезонні мастильні матеріали - далеко не найкращі.
Вибираючи клас в'язкості мастильного матеріалу для особистого автомобіля, необхідно керуватися такими критеріями:
- особливості будови автомобіля та мотора;
- ступінь корозії деталей; рівень зношеності двигуна;
- основні режими роботи двигуна;
- температуру у різні сезони по регіону.
Завдяки такому параметру, як в'язкість, автомобільне масло може довше затримуватися на поверхні двигуна, правильно розподілятися між деталями, що труться, не допускаючи пересихання.
Введення системи рециркуляції газів, що відпрацювали, призвело до виникнення нових вимог до моторних масел.
Рециркуляція – подача частини ОГ у двигун – дозволила знизити вміст оксидів азоту в ОГ. Однак внаслідок рециркуляції зросла температура олії, в середньому з 120 до 130°С. Тому моторне масло повинне мати підвищені антиокислювальні властивості. В іншому випадку зі зменшенням оксидів азоту збільшуватимуться викиди сажі. Рішення було знайдено у вигляді беззольних присадок – на основі азоту та основ маніха. Їх застосування дозволило зберегти необхідну кількість металовмісних присадок без шкоди для очисних систем ОГ.
Надзвичайно важливими показниками якості моторного масла є його сульфатна зольність та високотемпературна в'язкість на зсув .
Зольність сульфатна - Це показник, що визначає кількість металовмісних присадок в маслі. Чим більше таких присадок, тим вища зольність. Однак надлишок, як і недостатня кількість присадок, шкодить моторному маслу, оскільки стає джерелом додаткових низькотемпературних відкладень двигуна: шламів, смол, коксу. Сьогодні у виробництві моторних масел чітко окреслилася тенденція до зменшення сульфатної зольності – нижче 1,5%. Поки що у більшості сучасних автомобілів застосовується паливо з низьким вмістом сірки.
Зольність, а також сірка і фосфор, що містяться в газах, що відпрацювали (ОГ), сильно виводять з ладу нейтралізатор ОГ, забивають осередки сажевих фільтрів. Для вирішення цієї проблеми були розроблені олії SAPS. У цій абревіатурі літери вказують на обмеження в олії сульфатної зольності (Sulphated Ash), фосфору (Phosphorus) та сірки (Sulphur). Застосування масел SAPS дозволяє збільшити термін дії систем очищення та нейтралізації до 100 тис. км. пробігу. Це особливо важливо через те, що каталізатор, що містить дорогі метали (платину, рутеній, паладій) коштує недешево.
Як відомо, основному зносу піддаються циліндро-поршнева група та колінвал. На ЦПГ припадає 60% зношування, на колінвал – 40%. Саме тому ще один принципово важливий показник якості олії – це HTHS, або високотемпературна в'язкість на зсув. У двигуні цей параметр мастила по суті аналогічний роботі підшипників коленвала. HTHS вимірюється в міліпаскалях за секунду.
Сьогодні спостерігається тенденція до зниження в'язкості на зсув зі звичайної величини 3.5 мП/с. Якщо моторне масло має знижену HTHS, його можна застосовувати лише у нових підготовлених для цього двигунах. Застосування масла з пониженим HTHS у непризначених для цього двигунах може призвести до їх прискореного зношування. Пояснюється це просто. У двигунах, пристосованих для масла з пониженим HTHS, відстань між поверхнями, що труться, гранично зменшено, деталі настільки щільно пригнані, що зазор мінімальний. Якщо прицезійні пари традиційного зразка (тобто зазор більше необхідного), відбувається розрив масляної плівки і виникає контакт метал-метал. В даний час масла з зниженим HTHS застосовуються в ряді моделей VW, а також на деяких моделях BMW та МB. Це сприяє додатковій економії палива. Однак у більшості сучасних моделей поки що застосовуються масла зі стандартною величиною HTHS.
У світі відбувається дедалі більше жорсткість екологічних норм, оскільки частку автомобілів припадає до 60% всіх шкідливих викидів в атмосферу. Автомобільний вихлоп містить до 200 хімічних сполук, найбільш шкідливими є монооксид вуглецю, вуглеводневі сполуки, сірка, фосфор і, нарешті, тверді частинки, тобто. сажа. Сажа виробляється переважно важкими дизелями. Формально це чистий вуглець, який, здавалося б, і не є небезпечним для навколишнього середовища. Але при вихлопі газів він виступає як абсорбент шкідливих сполук: вбираючи їх, він накопичує канцерогени.
Років близько 40 тому, у світовій практиці почали з'являтися т.зв. "мультигрейдові" олії - олії з вираженим фактором всесезонності. Бази там використовуються "легше" - синтетичні, більш плинні...Ось від надмірного розрідження при робочих температурах, їх і наздоганяють полімерними загусниками.Помітна якісна відмінність таких олій від суто "літніх" аналогів - неабияке полімерне загущування. Характеристики плинності прокачуваннятаких рідин дещо втрачають "лінійність" в залежності від температури,знаходять, так би мовити, певну непередбачуваність...
Подбавши цією несуттєвою неіснуючою проблемою, прогресивна олійно-професійна громадськість почала городити винаходити новий критерій HTHS - "в'язкість високотемпературного зсуву". З назви випливає, що це такий собі "динамічний" критерій, більш спеціалізований, ніж швидкісне закінчення масла через капіляр... Навіщо?
Не всі рідини течуть однаково, - сказали олійні професіонали і перестали переливати масло в пляшечках стали винаходити і стандартизувати(*) критерії плинності рідин, прив'язані до певних динамічних процесів.
***Зверніть особливу увагу: низькотемпературнівластивості сучасних масел давно нормуються лише у динаміці. Худо-бідно, але за допомогою установок, де холодному маслу дають навантаження і намагаються щось там імітувати:
Неймовірно, але факт: доморощені переливачі олії в пляшечках запекло дорівнюють HTHS: тобто, не довіряють вільному закінченню рідини при високій температурі. Благоговійно дивляться на цифри "динамічних випробувань" гарячої олії. Ну припустимо. Але одночасно(!), вони роблять із низькотемпературною в'язкістю рівно протилежне: плюють на стандартизовані динамічні методики, приймаючись займатися тим, від чого ASTM/SAE та інші давно вже відмовилися (а може навіть взагалі не пробували) - навіть до них дійшло, що тупо зливати заморожене масло капіляр, за наявності неминучої подачі його масляним насосом.
Не тільки тупо, а й безглуздо – немає в двигуні такої динаміки. Динаміки змащування самопливом немає – зате є цілий масляний насос, який за холодної погоди аж 18 бар може накачати. Парадоксально: вкотре спостерігаю подвійні стандарти. Щойно ти казав, що не довіряєш методиці "А", віддаючи перевагу методикі "Б", але тут же використовуєш цю методику там, де вона свідомо не працює. Більше того: говорять тобі про це саме ті, хто й винайшов обидві ці методики!
Якщо хтось може пояснити, у чому тут логіка, не мовчіть.
Ну так ось, закінчимо ліричне отуплення... пригадаємо, чим закінчилася спроба стандартизації HTHS (спроби оцінки динаміки олії за високої температури)...
А чим це закінчилося, написано навіть у Вікіпедії і на цьому можна було б закінчити статтю:
A 1989 American Society for Testing and Materials (ASTM) повідомила, що його 12-річний ефект до роботи з новою високою temperature, High-shear (HTHS) standard не був успішним. Referring до SAE J300, бази для поточних стандартів, статей reported:
Цілих 12 років(!) визнаноюБезглуздої діяльності, цих самих професіоналів, призвели до відсутності результату.
На цьому їм би теж і закінчити...
Але, схоже, тут знову не місце логіці: параметр все одно (на зло, щоб добро не пропадало?!)закріпили у стандарті в'язкості SAE J300. Закріпили "мінімум" HTHS для кожного класу в'язкості... HTHS спочатку створювався як заміна застарілому стандарту - на потребу нових реалій. Він повинен був замінити, А був, за очевидною безглуздістю, просто залишений у стандарті доповнювальним і ... замикаючим - тільки, як бракувальний критерій! Замість заміни – безглузде доповнення.
І знаєте, що найбільше кумедно?! Так це те, як починають використовувати цей бракувальний "знизу" критерій.
SAE нормує в'язкість капілярного закінчення досить широкому діапазоні. Подивіться на табличку - для поширеної SAE40 це майже плюс-мінус 15%. Від 12,5 до 16,3 сСт - це широка, 30% смуга допуску. За відповідного цього діапазону мінімуміпо "динамічній" в'язкості – HTHS. Ну здавалося б – діапазон та діапазон, мінімум і мінімум. Один незначний параметр не заважає іншому, непотрібному. Але справжнє чаклунство починається, коли професіонал знову приймається за улюблений кунштюк: починає вибирати найкраще зі стандартного.
Знову йде кривава жнива в полі допуску. Поки що все у допуску - не існує проблем. Але наші доморощені любителі починають обирати самістандартні гайки для самихстандартні болти. Звідси починається небачене: олії ранжуються за HTHS. всередині цілого поля допуску в'язкості по SAE.
Ось, наприклад, для масел SAE 10W40, вражає: 
Я ж просто проведу червону межу там, де сам стандарт просить: 
Дика невідповідність! Коли така різниця між стандартом та реальними результатами – треба звільняти нормувальника. Навіщо потрібна "норма", яку можна виконувати взагалі нічого не роблячи? Просто будучи олією.
Ще смішніше, коли ви шукаєте рекордні значення мінімальної норми, відомим лише вам одним шляхом: вибираєте максимальне значення HTHS у полі допуску в'язкості по SAE.
Представляєте професіонала, який шукає олію густіше, але не просто, а щоб за стандартом SAE40 ... але густіше! У стандарті SAE40 можуть бути масла від 12,5 до 16,3 ст. Ніхто не заважає (раз вже вашому двигуну прописано, як ви вважаєте, "суворо SAE40") шукати масло SAE40, але густіше - давайте мені масло стандарту SAE40, але з в'язкістю 16 сСт! Смішно? А ось вище, що це таке тоді? Тут ще гірше: пошук "кращої олії" здійснюється не за реально існуючим діапазоном, а гірше того - за параметром бракувань!
HTHS - нормований мінімумдля цілого сімейства "капілярних" в'язкостей. Завдання бракувального критерію – лише встановити нижню планку.
Я не полінувався, склав табличку з широкого асортименту різних олій різних рецептур та в'язкостей. Колірний градієнт показує тенденцію і вона непристойно нудна - що більше ... тим більше: 
Із самого цього стандарту із зазначеними мінімумами, стирчать вуха в'язкісної залежності -чим вище високотемпературна в'язкість, тим вище нормоване значення HTHS.
Ну який же це аргумент, коли в таблиці є очевидні невідповідності - фактичні значення параметрів іноді ледь-ледь вибиваються із загального ряду. Іноді в'язкість трохи нижче сусіда, а HTHS - трохи вище. Перемога: це і є той самий, "неньютонівський" прояв - існують якісь рецептури з ледь нелінійною залежністю.
Залишилася трохи: довести те, чого не вдалося групі вчених ASTM за 12 років: хоч якийсь зв'язок взятого від ліхтаря параметра з хоча б (!) з якимось бракувальним критерієм стану двигуна.
Навіть не знаю яким. Хочете дозволити професіонала - запитайте, чи відомий йому якийсь факт, що доводить перевагу масла SAE30 над маслом, наприклад, SAE40 в рамках одного двигуна. Ні, не чув, відповідає професіонал і піде вибирати олії з більшим HTHS...
Скажіть, а яким чином і якими високими технологіями досягаються лідируючі результати? Які зусилля докладають виробники (і що заважає решті?!), щоб досягти такої вражаючої переваги над конкурентами в рамках стандарту(?).
Вас чимось не влаштовує стандартна в'язкість олії, що ви посилено шукайте його густоту?
Ви кажете, що вам потрібно HTHS "вище" - ну а що заважає лити просто масло "густіше"? Якщо SAE40 з найкращою в класі HTHS має вражаючі 4,5 одиниці, то наскільки буде краще якісь 6, а то й цілих 7 одиниць! Будьте ласкаві, дайте посилання на методику (та хоча б на улюблений вимір зносу у відпрацюванні), де 4 одиниці по HTHS були першими над маслом з HTHS одиниці так у 2. Хоча б у чомусь!
Приголомшливо, але "занормувавши в'язкість для двигуна", впевнено заявивши, що для вашого двигуна підійде тільки "SAE40", рецептурний допуск для різних всезезонних масел по HTHS виявляється несподівано широким - під 30%! І це навіть відображено у стандарті:
Я покірніше прошу будь-якого олійного професіонала пояснити мені один єдиний факт: чому раптом деякій частині масел SAE40 можна мати HTHS побільше, а інший - поменше? Цікаво, що ці "більше" і "менше" від стандарту до стандарту в інженерів SAE стрибають.
В'язкість SAE40 виявилася особливою - це "серединна в'язкість", де зустрічаються різноманітні олії від 0W40, до 25W40 і навіть просто "SAE40". Очевидно, що олії з меншою кількістю загусника "затиснуті" суворіше - така собі гра в подавки другій групі "сороковок". Це не перша ситуація, коли не продукт підтягується під стандарт, а вимучений стандарт підкреслює властивості продукту.
Знизу наголошує. На рівні плінтуса нам демонструють мінімальну висоту навішування люстри.
Зебра? - Тільки в смужку! - Слон? - Винятково з хоботом! І не дай тобі боже, якщо зоопарк буде зібрано не за нашим найсуворішим стандартом! Всі товарні олії з приголомшливим запасом укладаються в "найсуворіші" допуски.
Зверніть увагу, які жорстокі обмеження чекають на загущені сорти SAE50/60. Їм найсуворішим чиномзаборонено бути неHTHSсніше ніж SAE40! Поряд з цим, рідким маслам типу SAE30 наказано бути настільки ж стійкими до розрідження, як частина масел SAE40. Але ми розуміємо, що це саме навпаки: частини масел SAE40 можна бути такими ж, як SAE30...
Загалом, ви спробуйте знайти хоча б одну реальну олію, яка б балансувала хоча б на межі стандарту. Як почнете шукати, відразу помітите: що нижча в'язкість, то ближче до пророгового HTHS. Логічно: самі цифри не гумові – SAE20 має поріг всього HTHS 2,6. З появою інноваційних масел типу "SAE12" і навіть "SAE8", на горизонті з'явився "HTHS 1" - особливо не розгуляєшся занижувати. Не негативні значення придумувати.
Достатньо взяти реальні параметри єдиної продуктової лінійки, щоб побачити - залежність просто лінійна, майже пропорційна "тяжкості" базових олій. І лише на верхній межі починається незначне "неньютонівське" відхилення у вигляді всепереважної кількості загусника. Але "відхилення" це з таки-і-і-им запасом від "мінімуму", що ніяково за "стандарт" стає.
HTHS - абсолютно штучне новоутворення, спрямоване на емуляцію неіснуючих умов, невиразно нормоване абсурдними цифрами, з явно переборним усіма учасниками ринку порогом. Це нормальна практика олійних фахівців. Найгірше - параметр фактично повністю і лінійно залежить від високотемпературної в'язкості і є "приклеєним" до фактичної в'язкості середньостатистичного масла з "ньютонівськими" характеристиками - без значного вмісту загусника.
Але якщо раптом, комусь знадобилося послаблення - нічого страшного! - норма стандарту раптово опускається на 30%, як і у випадку широкодіапазонних масел SAE40... і норма допуску стає рівною "SAE30"... Тобто ми не тягнемо технологію "вгору", а опускаємо норму "вниз". Здавалося б - хіммотологи повинні завзято вирішувати завдання приведення широкодіапазонних масел стандарту SAE 0W40 до мастил менш універсальним. Натомість, через очевидну відсутність "технологій", таким маслам просто кидають планку стандарту на 30%!
Припустимо, що ви довели, що HTHS хоч щось, та значить і вам обов'язково потрібно, щоб ваше складне масло SAE 0W40 було аналогічним простому літньому маслу SAE40. Так як (а це не новина) реальних хімічних чудес для цього не існує, ми просто в стандарті прописуємо, що SAE 0W40 має право бути таким же за HTHS, як олія SAE30... Ну і так далі, подібні до цього, багато разів вже зустріті маслопрофесійні дива.
Кумедний і очевидний висновок, який, до речі, невідомий всім любителям високих масляних технологій: HTHS це не спроба щось підвищити і поліпшити. Це лише спроба втримати якість сучасних всесезонних масел на рівні допотопної мінералки, в якій майже не було полімерного загусника. Ви б хоч стандарт уважно читали: 
А ви думали, що HTHS навіть не вказуєтьсядля дешевих олій через те, що їм з таким рилом серед новомодної синтетики і робити нічого?! Типу куди там ганебному мінеральному "лукойлу" за 100 рублів літр до новомодного синтетичного мобіла? Нічого подібного: для мінеральних масел взагалі не існує проблем з HTHS - сам HTHS, це лише спроба привести динамічні характеристики в'язкості масел із загусником до "мінерального стандарту".
Ще раз зверну увагу: немає не тільки відомої залежності стану двигуна від значення HTHS, але не існує хоча б доведеної залежності стану двигуна від в'язкості використаного в ньому масла! І набагато гірше - не існує визнаних (стандартизованих) методик для визначення такої залежності. Натомість самих "параметрів" та "тестів" у нас завалися...
Що таке HTHS?
Варіантів відповіді багато. Найправильніший – ніщо. Трохи докладніше: параметр, який покликаний характеризувати "нелінійність" плинності олій з присутнім у них полімерним загусником. Спроба "підтягнути" сучасні всесезонні олії типу 0W40 під "мінеральні"(!) стандарти в'язкості. Деякі сучасні олії містять занадто багато загусника і в'язкість свою можуть трохи втрачати. Звідси і весь сир-бор.
Чи варто вибирати олію за HTHS?
Приблизно з тим самим мотивом, що шукати густішу олію з діапазону стандартних в'язкостей по SAE. Але робити це ще витонченіше – за мінімальним бракувальним критерієм.
Як підказали, саме цим і займається "Mercedes" з допуском MB229.5 - шукає SAE30 густіше, і по HTTSснее. Всі SAE30 олії з таким допуском мають [email protected]близько 12 і від. Це майже масла SAE40 в каністрі SAE30! Якщо здається, що схоже на анекдот, можете перевірити особисто...
Чому у мінеральних та багатьох дешевих олій не вказується HTHS? Тільки крута синтетика може похвалитися добрими результатами?
Якщо вашого сусіда щомісяця змушують відзначатись у міліції, то це зовсім не означає, що він – почесний громадянин міста з особливими почестями, а ви чимось гірше за нього, якщо вас обійшли подібною увагою. HTHS штампують тільки маслам категорії "схильні до втечі з в'язкості".Навіть сам виробник олії хіба що забиває настільки важливий параметр, якого його зобов'язує(!) стандарт. Виробнику ясно: у таких олій він гарантовано перевищує допуск - там загусника мало (менше). А ви думали...
Чому такий важливий параметр, що є навіть в основному стандарті, не нормується при аналізі відпрацьованого масла?!
Так, забавно: загусник при деяких режимах експлуатації може руйнуватися. HTHS – падати. Але навіть спроби вимірювання HTHS у лабораторіях ніхто не робить.
Якщо відпрацювання нормально загусне в кінці експлуатації - HTHS ймовірно навіть виріс. А якщо зруйнувався загусник – то достатньо контролювати звичайну в'язкість – руйнування загусника наближає олію до його базової в'язкості. Тут навіть лаборанту зрозуміло: HTHS взагалі не потрібний навіть у лабораторії. От би зосередити зусилля у боротьбі створення стійкого до всього загусника... Але це окрема тема.
Чому у малов'язких масел реальні параметри HTHS такі близькі до шлюбного порога? Це означає, що йде наукова битва прямо на вістря прогресу?!
Рецептури таких олій майже не містять загусника - неможливо зробити незагущені олії "неньютонівськими". Обмежувати HTHS таких масел можна лише підганяючи цифри під їхніми реальними характеристиками. Що відбувається. Як тільки ви покажете масло SAE20 з HTHS як у SAE40, або хоча б 30 - поговоримо про "наукову битву". Ось чому, скажіть, досі чомусь не існує олії SAE 0W20 з HTHS, скажімо, у 4 одиниці? Занадто далеко від вимог стандарту, чи складно зробити? Тоді чому HTHS SAE60, наприклад, перевищує "вимоги" стандарту майже вдвічі? Що вдалося там, чого "не вдалося" для SAE20?))))
Ну і чому стандарт так щадить олії густих стандартів типу SAE50/SAE60? Вимоги до них аналогічні маслам SAE40!
Причина в тому, що вимоги, мабуть, підганяються під базові компоненти олії (без загущування). Базові масла таких всесезонок аналогічні багатьом рецептам SAE40. Виходить парадокс - ці олії стають "рекордсменами" без особливих зусиль - свідомо перевищують вимоги стандарту майже вдвічі. Крім того, складно нормувати загальний індустріальний мінімум, який чомусь весь час так зростає - для масел SAE80 і SAE100 по J300 знадобилися б якісь атипові значення HTHS. Ось саме тут є логіка (цінуйте!): а хто сказав, що двигуну (!) потрібні такі значення в'язкості? Для таких олій, з цієї причини, навіть виразно мотивувати особливу мінімальну вимогу виявилося просто нічим! Параметр HTHS для них так і залишився на рівні "рідкіших" масел - SAE40.
Постскриптум
Я всебічно підтримую "перекласифікацію" масел будь-яким іншим чином, який буде більш інформативним (?) по відношенню до двигуна, порівняно з капілярним закінченням. Ось тільки те, що відбувається (але не відбулося, хоч і сталося - HTHS-то красується в J300) з HTHS - це лише імітація. Симулякри. Та ще й визнано невдалий.
Щоб наново винайти інформативну величину, її потрібно обґрунтувати. HTHS-винахідники ж займалися тим, що підганяли абстрактні цифри під цифри "чистих" масел без загусників. Та ще й, грубо кажучи, ділили отриманий результат навпіл, щоб у "стандарт" могли вписатися всі охочі.
Зараз же, як і раніше, маємо історично сформовані SAE, але вже з підпіркою у вигляді HTHS. Така собі паля, але з написом "нижче рівня землі не вбивати". Бракує Навального, щоб перевірив фінансування 12-річної(!) праці інженерів із SAE. Дві-над-ца-ти-лет-не-го!
Більш-менш цей параметр відіграватиме роль для сильно загущених легкоплинних баз типу 0W40. Але й там – на рівні похибки виміру. Найсильніші контрасти (при сировині однієї якості) сягають ледве 10%. Наприклад: Motul 300V 0W40 та 10W40 - 7% різниці у бік більш загущеного масла 0W40. Сім відсотків. При допуску у класі SAE – 30% або +-15%.
Переважна більшість автовласників, які займаються самостійним підбором мастильних матеріалів для свого авто, як мінімум, мають загальне уявлення про таке поняття, як класифікація по SAE.
Таблиця в'язкості моторного масла, передбачена стандартом SAE J300, поділяє всі мастильні матеріали для двигунів та трансмісій автомобілів залежно від ступеня плинності за певної температури. Причому цей поділ так само визначає температурні рамки використання тієї чи іншої олії.
Сьогодні ми докладно розглянемо, що є класифікація мастильних матеріалів по таблиці зі стандарту SAE J300, а також розберемо, яке смислове навантаження несуть в собі вказані в ній значення.
Що являє собою таблиця в'язкості
Для рядових автомобілістів, які не займаються детальним вивченням параметрів моторних масел, таблиця в'язкості масла SAE означає діапазон температур, при яких дозволена його заливка в силовий агрегат.
Загалом це правильне твердження. Однак при більш уважному розгляді стає зрозуміло, що дані в таблиці не зовсім відповідають загальноприйнятій думці.
Спочатку розглянемо, що включає таблиця в'язкості масел по SAE. У ній є поділ у двох площинах: вертикальній та горизонтальній. 
Класична версія таблиці розділена горизонталлю на зимові та літні мастила (у верхній частині таблиці знаходяться зимові, у нижній – літні та всесезонні). По вертикалі йде поділ на обмеження при використанні мастил при температурах вище і нижче за нуль (сама риса проходить через позначку 0 °C).
В інтернеті та деяких друкованих джерелах часто зустрічаються дві різні версії цієї таблиці. Наприклад, для мастила в'язкістю 5W-30 в одній з версій графічного виконання стандарту SAE J300, воно здатне працювати при температурах від -35 до +35 °C.
Інші джерела обмежують область застосування масла стандарту 5W-30 діапазоном від –30 до +40 °C.
Чому так відбувається?
Напрошується цілком закономірний висновок: в одному із джерел помилка. Але якщо заглибитися у вивчення теми можна дійти несподіваного висновку: обидві таблиці вірні, розбираємося.
Детальний розгляд параметрів, зазначених у таблиці
Справа в тому, що коли проектувалися таблиці та розглядався алгоритм створення залежності в'язкості олії від температури, враховувалися існуючі на той момент технології автомобілебудування.
Тобто наприкінці XX століття всі двигуни будувалися за приблизно однією і тією ж технологією. Температура, контактне навантаження, створюване масляним насосом тиск, схема та виконання магістралей знаходилися приблизно на тому самому технологічному рівні.
Саме під технології на той час створювалися перші таблиці, що пов'язують в'язкість олії і температуру, коли він може експлуатуватися. Хоча насправді стандарт SAE у чистому вигляді не прив'язується до температури навколишнього середовища, а лише обумовлює в'язкісні показники масла при певній температурі.
Значення букв і цифр на каністрі
Класифікація по SAE включає два значення: цифра і буква «W» – зимовий коефіцієнт в'язкості, наступна за буквою «W» цифра – літній. І кожен із цих показників комплексний, тобто включає не один параметр, а кілька.
У зимовий коефіцієнт (з літерою "W") входять такі параметри:
- в'язкість при прокачуванні мастильного матеріалу магістралями масляним насосом;
- в'язкість при провертанні колінчастого валу (для сучасних двигунів цей показник враховується в корінних та шатунних шийках, а також у шийках розподільчого валу).
Про що говорять цифри на каністрі
У літній коефіцієнт (що йде через дефіс після літери «W») включаються два основні параметри, один другорядний, і один похідний, що розраховується з попередніх параметрів:
- кінематична в'язкість при 100 °C (тобто за середньої робочої температури в нагрітому ДВЗ);
- динамічна в'язкість при 150 °C (визначається для уявлення про в'язкість олії в парі тертя кільце/циліндр – одному з ключових вузлів у роботі двигуна);
- кінематична в'язкість при температурі 40 ° C (показує, як поведеться масло в момент літнього пуску двигуна, а також використовується для вивчення швидкості мимовільного стікання масляної плівки в піддон під дією часу);
- індекс в'язкості - вказує на властивість мастильного матеріалу залишатися стабільним при зміні робочої температури.
Найчастіше для зимового обмеження за температурою передбачається кілька значень.Наприклад, для взятого в якості прикладу олії 5W-30, допустима температура навколишнього повітря при гарантованому прокачуванні мастила по системі повинна бути не нижче -35 °C. А для гарантованого прокручування колінчастого валу стартером – не нижче –30 °C.
| Клас з SAE | В'язкість низькотемпературна | В'язкість високотемпературна | |||
| Прокручування | Прокачування | В'язкість, мм2/с при t=100°С | Min в'язкість HTHS, мПа * с при t = 150 ° С та швидкості зсуву 10**6 с**-1 |
||
| Мах в'язкість, мПа * с, при температурі, ° 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 | |
Тут і виникають суперечливі показання в таблицях в'язкості олії, викладених різних ресурсах. Другою вагомою причиною різних значень у таблицях в'язкості виступає зміна технології виробництва двигунів і вимоги до в'язкісних параметрів. Але про це нижче.
Методики визначення та вкладений фізичний зміст
Сьогодні для автомобільних масел розроблено кілька методик визначення всіх передбачених стандартом показників в'язкості. Усі виміри проводяться на спеціальних приладах – віскозиметрах.
Залежно від досліджуваної величини можуть використовуватися віскозиметри різних конструкцій. Розглянемо кілька методик визначення в'язкості та практичний зміст, який закладається у ці величини.
В'язкість при провертанні колінчастого валу
Мастило в шийках колінчастого і розподільчого валів, а також у шарнірному з'єднанні поршня та шатуна при зниженні температури сильно густіє. Густе масло має великий внутрішній опір на зміщення шарів відносно один одного.
При спробі запуску двигуна взимку стартер помітно напружується. Густе мастило пручається повороту колінчастого валу і не може сформувати так званий масляний клин у корінних шийках.
Для імітації умов провороту колінвалу використовується роторний віскозиметр типу CCS. Отримуване при вимірі в ньому значення в'язкості для кожного параметра з таблиці SAE обмежено і на практиці означає, наскільки масло здатне забезпечити холодний проворот колінчастого валу при тій чи іншій температурі навколишнього повітря.
В'язкість при прокачуванні
Вимірюється у ротаційному віскозиметрі типу MRV. Масляний насос здатний почати закачувати мастило в систему до певного порога загусання. Після цього порога ефективне прокачування мастильного матеріалу та його проштовхування каналами утруднюється або зовсім паралізується.
Тут загальноприйнятим максимальним значенням в'язкості вважається 60000 мПа. При цьому показнику гарантується вільне прокачування мастила по системі і доставка її по каналах до всіх вузлів, що труться.
Кінематична в'язкість
При температурі 100 °C визначає властивості олії у багатьох вузлах, так як ця температура актуальна для більшості пар тертя при стабільній роботі двигуна.
Наприклад, при 100 °C впливає формування масляного клина, на змащувальні і захисні властивості у парах тертя палець / підшипник шатуна, шийка коленвала / вкладиш, розподільний вал / ліжка і кришки тощо.
Автоматизований капілярний віскозиметр та віскозиметр для вимірювання кінематичної в'язкості AKV-202
Саме цьому параметру кінематичної в'язкості при 100 ° C приділяється найбільша увага. Сьогодні його вимірюють в основному автоматизованими віскозиметрами різної конструкції та із застосуванням різних методик.
Кінематична в'язкість за 40 °C. Визначає густоту олії при 40 ° C (тобто приблизно в момент літнього пуску) та її здатність надійно захищати деталі двигуна. Вимірюється аналогічним з попереднім пунктом.
Динамічна в'язкість за 150 °C
Основне призначення цього параметра – зрозуміти, як поводиться масло в парі тертя кільце/циліндр. У цьому вузлі в нормальних умовах за повністю справного двигуна тримається приблизно така температура. Вимірюється на капілярних віскозиметрах різної конструкції.
Тобто з усього вищесказаного стає очевидним, що параметри в таблиці в'язкості масел по SAE комплексні, і однозначної їхньої інтерпретації (у тому числі щодо температурних меж використання) не існує. Межі, зазначені в таблицях, мають умовний характері і залежить від безлічі чинників.
Індекс в'язкості
Важливим параметром, що вказує на робочі якості олії та визначає його експлуатаційні властивості, є індекс в'язкості. Для визначення цього параметра використовується таблиця індексу в'язкості олії та формула.
Прикладна формула для визначення індексу в'язкості
Показує, з якою динамікою густітиме або розріджуватиметься масло при зміні температури. Чим вище цей коефіцієнт, тим менш схильна до змащення теплових змін.
Тобто простими словами: олія більш стабільна у всіх інтервалах температур. Вважається, що чим вище цей індекс, тим краще і якісніше мастильний матеріал.
Всі значення, представлені в таблиці для розрахунку індексу в'язкості, одержані емпіричним шляхом. Не заглиблюючись у технічні подробиці, можна сказати так: було дві еталонні олії, в'язкість яких визначалася в особливих умовах за 40 і 100 °C.
З цих даних було отримано коефіцієнти, які власними силами не несуть смислової навантаження, а використовуються лише розрахунку індексу в'язкості досліджуваного масла.
Висновок
У висновку можна сказати, що таблиця в'язкості олії по SAE та її ув'язування на допустимі температури експлуатації в даний час відіграє дуже умовну роль.
Буде відносно правильним кроком застосовувати взяті з неї дані для підбору олії в автомобілі не молодше 10 років. Для нових авто цією таблицею краще не скористатися.
Сьогодні, наприклад, у нові японські авто ллється олія 0W-20 і навіть 0W-16. Якщо виходити з таблиці, використання цих мастил допустимо в літній період лише до +25 °C (за іншими джерелами, що зазнали локальної корекції – до +35 °C).
Тобто за логікою виходить, що автомобілі японського виробництва з великою натяжкою можуть їздити в Японії, де влітку температура може досягати +40 °C. Це, ясна річ, не так.
Зверніть увагу
Наразі актуальність застосування цієї таблиці знижується. Використовувати її можна лише щодо європейських авто з віком понад 10 років. Вибирати ж олію для автомобіля слід виходячи з рекомендацій виробника.
Адже тільки він точно знає, які зазори в поєднання деталей двигуна обрані, якої конструкції і потужності встановлений масляний насос і який пропускної здатності створені масляні магістралі.
Важливим показником мастильних властивостей є в'язкість олії. Вона визначається хімічним складом та структурою сполук у мастилі. По суті, від цієї характеристики залежить, якою мірою рідина змащує поверхні тертьових деталей силового агрегату. На її властивості впливають зовнішні фактори, такі як температура, навантаження і швидкість зсуву. Саме тому, поруч із конкретним значенням зазначені умови випробування.
Що таке кінематична та динамічна в'язкість олії?
Щоб розуміти різницю, давайте розглянемо їх характеристики.
Кінематична в'язкість моторного масла, одиниці виміру якої мм2/с (сСТ), показує його плинність при нормальній та високій температурі. Для виміру цього показника використовують скляний віскозиметр. Засікають час, за який мастило стікає капіляром при заданій температурі. В даному випадку використовується низька швидкість зсуву, і кінематична в'язкість олії вимірюється при 100 0С.
Динамічна в'язкість вимірюється ротаційним віскозиметром, який імітує умови, що максимально близькі до реальних.
Методи, що визначають в'язкість моторного масла, встановлені в специфікації SAE J300 APR97. Дотримуючись саме цієї сертифікації, всі мастильні рідини поділяють на 3 типи:
- Літні;
- зимові;
- всесезонні.
Якщо в назві використовується тільки цифри, наприклад, SAE 30, SAE 50 і т.д., дані рідини відносяться до літніх моторних мастил. Якщо використовується цифра та буква W, наприклад, SAE 5W SAE 10W – зимові мастила. Коли в позначенні класу використовується 2 ці види, така рідина називається всесезонна.
Давайте розберемо нижче, що означає в'язкості масла по SAE.
Класифікація SAE (Асоціація автомобільних інженерів) поділяє всі масла за своєю здатністю залишатися в рідкому стані (текти), і добре змащувати всі деталі силового агрегату за різних температурних показників.
Вище наведено показники температур, залежно від значення, яке визначає в'язкість моторної олії. Таблиця показує, за яких температурних показників плинність конкретної рідини не втрачатиме своїх мастильних властивостей.
Чому при заміні мастил потрібно враховувати в'язкість масла і що означають цифри?
Простий приклад для наочності. Як відомо, низька в'язкість масла для двигунів сприяє їхній нормальній роботі взимку (SAE 0W, 5W). Якщо плинність низька, відповідно масляна плівка, що покриває деталі силового агрегату, буде тонкою. Виробник у технічному посібнику вказує допустимі значення, а також допуски для кожного типу двигуна. Якщо залити мастило з високою плинністю, двигун буде працювати з навантаженням при підвищеній температурі. Це різко знижує його моторесурс.
А тепер навпаки. Ви заливаєте рідину з плинністю нижче зазначеного рівня. В цьому випадку при експлуатації трапляються розриви мастильної плівки, і двигун може заклинити. В'язкість олії в залежності від температури. Не треба думати, що затока в двигуні «супер мастило», яке використовується на спортивних автомобілях, ваше авто почне «літати». Потрібно заливати рідину, яку рекомендує виробник.
Ще однією помилкою є те, що деякі автолюбителі не відрізняють тип мастильних матеріалів від їхньої плинності. Так, наприклад, в'язкість синтетичних масел може бути така сама, як мінеральних, або напівсинтетичних. У разі вони відрізняються складом, а чи не фізичними властивостями.
Яку в'язкість олії вибрати для двигуна свого автомобіля?
Насамперед необхідно подивитися в технічне керівництво. Виробник вказує у мануалі, яка в'язкість олії краще підійде для двигуна, щоб забезпечити його довговічну роботу. Якщо немає можливості подивитися в'язкість масла, що рекомендується, то тоді важливо визначити кілька моментів:
- за якої мінімальної та максимальної температури буде експлуатуватися ваш автомобіль;
- чи використовуватиметься навантаження (причіп, додатковий вантаж чи позашляхова їзда);
- який стан двигуна (новий чи колишній в експлуатації).
Дотримуючись цих показників, ви повинні підібрати ту в'язкість автомобільної олії, яка ідеально змащуватиме деталі силового агрегату.
Декілька слів про інші види мастильних матеріалів
Трансмісійні рідини
Трансмісійні рідини відповідають класифікації SAE J306. В'язкість трансмісійної олії залежить від температурних умов експлуатації. Також, як моторні, трансмісійні рідини умовно поділяють на:
- зимові (SAE 70W, 75W, 80W, 85W);
- літні (SAE 80, 85, 90, 140, 250);
- комбіновані (наприклад, SAE 75W-85).
Щоб зрозуміти, яке мастило використовувати в коробці вашого авто, необхідно дивитися рекомендації та допуски виробника КПП.
Гідравлічні мастила
Крім своєї основної функції – передача тиску, гідравлічні рідини виконують мастило деталей гідравлічних насосів. Виходячи з цього їх ділять на класи. В'язкість гідравлічного масла буває низькою, середньою та високою. Нижче наведено таблицю, в якій показані можливі класи гідравлічних мастильних рідин.
