в'язкість масла

В'язкість масла є одним із найважливіших параметрів автомобільного моторного масла. Більшість автовласників чули про цей параметр, бачили позначення в'язкості на етикетках маслянок, але мало хто знає, що означають ці літери та цифри і на що вони впливають. У цій статті ми поговоримо про в'язкість масла, системи позначення в'язкості і про те, як підібрати в'язкість масла для двигуна вашого автомобіля.

Для чого використовується олія

Автомобільна олія гарантує правильну роботу різних систем. Застосовується для зменшення тертя, охолодження, мастила, передачі тиску на деталі та вузли автомобіля, видалення продуктів згоряння. Найважчі умови роботи у моторних олій. Вони не повинні втрачати своїх властивостей при миттєвих змінах теплових та механічних навантажень під впливом кисню повітря та агресивних речовин, що утворюються при неповному згорянні палива.

Масло створює масляну плівку на поверхні деталей, що труться, і знижує знос, захищає від іржі, знижує вплив хімічно активних компонентів, що утворюються при роботі двигуна. Циркулюючи в картері, масло відводить тепло, виводить продукти зносу (металеву стружку) із зони контакту деталей, що труться, ущільнює зазори між стінками циліндра і деталями поршневої групи.

Що таке в'язкість олії

В'язкість – найважливіша характеристика моторної олії, яка залежить від температури. Масло не повинно бути занадто в'язким у холодну погоду, щоб стартер міг провернути колінчастий вал, а масляний насос міг накачати олію в систему змащення. При високих температурах масло не повинно мати знижену в'язкість для створення масляної плівки між деталями, що труться, і забезпечення необхідного тиску в системі.

Позначення моторних масел за класифікацією SAE

Класифікація SAE (Американське товариство автомобільних інженерів) характеризує в'язкість і визначає, у який сезон можна використовувати олію. У паспорті автомобіля виробник регламентує відповідні маркування.

Олії за класифікацією SAE поділяються на:

• Зима: на марці є буква: W (зима) 0W, 5W, 10W, 15W, 20W, 25W;
• Літо — 20, 30, 40, 50, 60;
• Всесезонні: 0W-30, 5W-40 і т.д.

Цифра перед літерою W у позначенні моторного масла вказує на його низькотемпературну в'язкість, тобто температурний поріг, при якому двигун автомобіля, заправлений цією олією, може запуститися «на холодну», а насос масла качатиме масло без загрози сухого тертя від деталей двигуна. Наприклад, для масла 10W40 мінімальна температура становить -10 градусів (відніміть 40 від числа перед буквою W), а критична температура, при якій стартер може запустити двигун, становить -25 градусів (відніміть 35 від числа перед буквою W). Отже, що менше число перед літерою W у позначенні олії, то нижче температура повітря, яку воно розраховано.

Цифра після літери W у позначенні моторної олії вказує на її високотемпературну в'язкість, тобто мінімальну та максимальну в'язкість олії при її робочих температурах (від 100 до 150 градусів). Чим вище число після W, тим вище в'язкість цієї моторної олії при робочих температурах.

Високотемпературна в'язкість, яку має мати моторне масло для двигуна вашого автомобіля, відома тільки його виробнику, тому рекомендується суворо дотримуватися вимог виробника автомобіля до моторних олій, які вказані в інструкції до вашого автомобіля.

Олії з різними класами в'язкості рекомендуються для використання в різних температурних режимах:

SAE 0W-30 — від -30° до +20°C;

SAE 0W-40 — від -30° до +35°C;

SAE 5W-30 — від -25° до +20°C;

SAE 5W-40 — від -25° до +35°C;

SAE 10W-30 — від -20° до +30°C;

SAE 10W-40 — від -20° до +35°C;

SAE 15W-40 — від -15° до +45°C;

SAE 20W-40 — від -10° до +45°C.

Позначення моторних масел за стандартом API

Стандарт API (Американський інститут нафти) вказує, де слід використовувати олію. Він складається із двох латинських букв. Перша буква S означає бензин, C - дизель. Друга літера – це дата розробки автомобіля.

Бензинові двигуни:

• SC – автомобілі, випущені до 1964 року;
• SD: автомобілі, випущені в період із 1964 по 1968 рік;
• SE - екземпляри, які випускалися в 1969-1972 рр.;
• СФ - автомобілі, що випускалися в період 1973-1988 рр.;
• СГ - автомобілі, розроблені в 1989-1994 роках для експлуатації у важких умовах;
• Ш - автомобілі, розроблені в 1995-1996 роках для важких умов експлуатації;
• SJ – екземпляри, з датою випуску 1997-2000 рр., з найкращим енергозбереженням;
• SL - автомобілі, з початком виробництва у 2001-2003 рр., та з тривалим терміном служби;
• SM - автомобілі випуску з 2004р.;
• SL + підвищена стійкість до окиснення.

Для дизельних двигунів:

• СВ – автомобілі випуску до 1961 року, високий вміст сірки у паливі;
• СС - автомобілі випуску до 1983 року, що працюють у важких умовах;
• CD – автомобілі випуску до 1990 року, яким доводилося працювати у важких умовах та з великою кількістю сірки у паливі;
• CE - автомобілі, випущені до 1990 року і мають двигун із турбіною;
• CF - автомобілі випуску з 1990 року, з турбіною;
• CG-4 - екземпляри, що випускаються з 1994 року, з наявністю турбіни;
• CH-4 - автомобілі з 1998 року випуску, за нормами токсичності, прийнятими в США;
• КІ-4 - турбовані автомобілі з клапаном EGR;
• CI-4 plus — аналогічний до попереднього, під високі стандарти токсичності США.

Кінематична та динамічна в'язкості олії

Для визначення якості масла визначають його кінематичну та динамічну в'язкість.

Кінематична в'язкість є показником плинності при нормальній (+40°С) та підвищеній (+100°С) температурах. Визначають за допомогою капілярного віскозиметра. Для його визначення розглядається час, за який олія тече при цих температурах. Вимірюється мм2/сек.

Динамічна в'язкість – показник, що визначає реакцію мастила у реальному симуляторі навантаження – ротаційному віскозиметрі. Пристрій моделює реальні навантаження на двигун з урахуванням тиску в магістралях і температури +150 °С і контролює, як поводиться мастильна рідина, як змінюється її в'язкість саме в моменти навантаження.

Характеристики автомобільних масел

• точка займання;
• Температура застигання;
• індекс в'язкості;
• лужне число;
• кислотне число.

Температура спалаху – це величина, що характеризує наявність у маслі легких фракцій, які дуже швидко випаровуються та згоряють, погіршуючи якість олії. Мінімальна температура спалаху не повинна бути нижчою за 220°C.

Температура застигання - це значення, при якому олія втрачає свою плинність. Температура вказує на момент кристалізації парафіну та повного застигання олії.

індекс в'язкості - характеризує залежність в'язкості олії від зміни температури. Чим вище цей показник, тим більший діапазон робочих температур олії. Продукти з низьким індексом в'язкості дозволяють двигуну працювати лише у вузькому діапазоні температур. Так як при нагріванні вони стають занадто рідкими і перестають змащувати, а при охолодженні швидко густіють.

Лужне число (TBN) вказує кількість лужних речовин (гідроксид калію) в одному грамі моторного масла. Одиниця виміру мгКОН/г. Він присутній у моторній рідині у вигляді миючих диспергуючих присадок. Його присутність допомагає нейтралізувати шкідливі кислоти та боротися з відкладеннями, що з'являються під час роботи двигуна. Згодом TBN падає. Велике падіння основного числа викликає корозію та бруд у картері. Найбільшим фактором зниження лужного числа є наявність сірки у паливі. Тому масла для дизельних двигунів, де сірка присутня у більшій кількості, повинні мати вищу TBN.

Кислотне число (ОКЧ) характеризує наявність продуктів окислення внаслідок тривалої експлуатації та перегріву моторної рідини. Його збільшення свідчить про зменшення терміну служби олії.

Масляна основа та присадки

Автомобільні олії складаються з базової олії та присадок. Присадки - це спеціальні речовини, які додаються в олію для покращення її властивостей.

Базові масла:

• мінеральна;
• гідрокрекінг;
• напівсинтетика (суміш мінералки та синтетики);
• синтетичний (спрямований синтез).

У сучасних оліях частка присадок становить 15-20%.

За призначенням добавки поділяються на:

• миючі та диспергуючі: не дають злипатися дрібним залишкам (смоли, бітум тощо) і, маючи у своєму складі луг, нейтралізують кислоти, не дають ущільнюватися шламовим відкладенням;
• протизносні - створює захисний шар на металевих деталях і знижує знос тертьових поверхонь за рахунок зниження тертя;
• індекс - підвищує в'язкість масла за високих температур, а при низьких температурах збільшує його плинність;
• піногасники – зменшують утворення піни (суміш повітря та олії), що погіршує тепловідведення та якість мастила;
• модифікатори тертя: знижують коефіцієнт тертя між металевими частинами.

Мінеральні, синтетичні та напівсинтетичні моторні олії

Нафта є сумішшю вуглеводнів з певною вуглецевою структурою. Вони можуть з'єднуватися в довгі ланцюжки або розгалужуватися. Чим довші і пряміші вуглецеві ланцюги, тим краще олія.

Мінеральні олії одержують з нафти декількома способами:

• найпростіший спосіб – перегонка нафти із вилученням розчинників із продуктів нафтопереробки;
• найскладніший метод – гідрокрекінг;
• ще складнішим є каталітичний гідрокрекінг.

Синтетична нафта виходить із газу з допомогою збільшення довжини вуглеводневих ланцюгів. Таким чином, легше отримати довші рядки. «Синтетика» — набагато краще, ніж мінеральні олії, втричі-п'ять разів. Єдиний недолік - дуже висока ціна.

«Напівсинтетика» - суміш мінеральної та синтетичної олій.

Яка в'язкість олії краще підходить для двигуна вашого автомобіля

Для вашого автомобіля підходить тільки та в'язкість, яка вказана у сервісній книжці. Всі параметри двигуна тестуються заводом-виробником, моторне масло підбирається з урахуванням усіх параметрів та режимів роботи.

Прогрів двигуна та в'язкість моторного масла

Коли автомобіль заводиться, моторне масло холодне і в'язке. Отже, товщина масляної плівки у зазорах велика і коефіцієнт тертя у цій точці високий. При прогріванні двигуна олія швидко нагрівається і переходить у робочий режим. Саме тому виробники не рекомендують відразу навантажувати двигун (починаючи з руху без якісного прогріву) у сильні морози.

В'язкість моторного масла в робочих температурах

В умовах високого навантаження збільшується коефіцієнт тертя та підвищується температура. Через високу температуру масло розріджується і товщина плівки зменшується. Коефіцієнт тертя зменшується, і олія охолоджується. Тобто температура та товщина плівки змінюються у строго визначених виробником межах. Саме такий режим дозволить олії добре служити своєму призначенню.

Що відбувається, коли в'язкість масла вище норми

Якщо в'язкість вище за норму, навіть після того, як двигун вже прогрітий, в'язкість масла не знизиться до значення, розрахованого інженером. В умовах нормального навантаження температура двигуна підвищуватиметься доти, доки в'язкість не повернеться до норми. Звідси випливає: робоча температура при експлуатації погано підібраного моторного масла буде постійно підвищуватися, що збільшує знос деталей і вузлів двигуна.

При великих навантаженнях: При екстреному прискоренні або на довгому крутому підйомі температура двигуна підвищуватиметься ще більше і може перевищити температуру, при якій масло зберігає свої робочі властивості. Він окислюватиметься і лакуватиметься, утворюватиметься кіптява і кислоти.

Ще одним недоліком занадто в'язкого масла є те, що частина потужності двигуна буде втрачена через великі сили прокачування в системі.

Що відбувається, коли в'язкість олії нижче норми

В'язкість масла нижче норми нічого хорошого двигуну не принесе, масляна плівка в зазорах буде нижче норми, і вона просто не встигне відвести тепло із зони тертя. Тому в цих точках під навантаженням олія горітиме. Продукти сміття та металева стружка у проміжках між поршнем та циліндром можуть викликати заклинювання двигуна.

Занадто рідка олія в новому двигуні, коли зазори ще не надто великі, буде працювати, але коли двигун вже не новий і зазори збільшуються власними силами, процес згоряння масла прискориться.

Тонка плівка олії в зазорах не зможе забезпечити нормальний стиск, і частина продуктів згоряння бензину потрапить у олію. Падає потужність, підвищується робоча температура, прискорюється процес стирання та чаду олії.

Такі олії використовують у спецтехніці, режими якої розраховані працювати з цими маслами.

Підсумки

Олії одного класу в'язкості, що мають однакові характеристики, виробництва компанії, що входить у «велику п'ятірку», і мають однакову масляну основу, як правило, не вступають у агресивну взаємодію. Але якщо не хочете великих проблем, краще додавати трохи більше 10-15% від загального обсягу. Найближчим часом, після заливання олії, краще замінити олію повністю.

Перш ніж вибрати масло, слід з'ясувати:

• дата випуску автомобіля;
• наявність чи відсутність форсування;
• наявність турбіни;
• умови експлуатації двигуна (місто, бездоріжжя, спортивні змагання, вантажоперевезення);
• мінімальна температура навколишнього повітря;
• ступінь зносу двигуна;
• ступінь сумісності двигуна та олії у вашому автомобілі.

Щоб зрозуміти, коли міняти олію, потрібно орієнтуватися на документацію на автомобіль. Для деяких автомобілів періоди більші (30-000 км). Для Росії з урахуванням якості палива, умов експлуатації та суворих погодних умов заміна повинна проводитись через 50 - 000 км.

Потрібно періодично контролювати якість та кількість олії. Зверніть увагу на їхній зовнішній вигляд. Пробіг автомобіля та кількість мотогодин (напрацювання) двигуна можуть не збігатися. Перебуваючи у пробці, двигун працює у навантаженому тепловому режимі, але одометр не крутиться (автомобіль не їде). Внаслідок цього машина їздила мало, а двигун працював дуже добре. В цьому випадку краще замінити олію раніше, не чекаючи необхідного пробігу на одометрі.