Плотностью вещества называется масса определённого его объёма. Для автомобильного масла эта величина составляет, как правило, 0,8–0,9 кг на литр (хотя бывают масла с плотностью и 0,7 кг/л, и 0,95 кг/л) и зависит от его качества и состава присадок.
Классификация масел по SAE
В общем-то, определённого деления масел по их плотности нет. Зато существует классификация их по вязкости, называемая SAE. И уже к этой вязкости можно привязать и плотность моторного масла .
Какие же бывают масла согласно этой классификации? В первую очередь – зимними (обозначающимися литерой «W», то есть «winter»), предназначенными для холодного времени года. Типов зимних масел шесть (от 5W до 25W), их используют для оптимальной работы двигателя при низких температурах.
Так, например, масло, обозначающееся как 5W, способно работать при температурах до -300С. У марки 10W нижний диапазон работы заканчивается двадцатью градусами мороза. Масло 20W способно выдержать лишь относительно небольшие холода – до -70С. Хотя при этом высокие температуры наружного воздуха для таких смазочных материалов недопустимы. Поэтому летом применяют другие типы масел.
Летние предназначены для того чтобы двигатель можно было безопасно запускать в тёплое время года. Они обозначаются обычными цифрами безо всяких буквенных обозначений – от 10 до 60. Для новых двигателей вполне достаточно масел с минимальными значениями вязкости , старые же моторы требуют и большей вязкости (а соответственно и плотности) смазочных материалов.
Кроме того, существуют универсальные масла, обозначаемые двумя числами. Они способны работать и в летнее, и в зимнее время, хотя стоят при этом, естественно, дороже. Впрочем, надёжная работа транспортного средства важнее экономии, поэтому в настоящее время большинство масел являются именно универсальными.
Связь плотности и вязкости масла
Хотя плотность моторного масла напрямую не зависит от его вязкости, у большинства используемых на сегодняшний день масел вполне можно определить обе эти величины по их марке.
Марка 10W соответствует плотности масла в 0,857 кг/л и вязкости в 32 сантистокса (единица измерения этой величины) при температуре плюс 40 градусов. Для марки 20W эти величины будут равны соответственно 0,865 кг/л и 68 сатистоксов. Летние масла марок от 20 до 50 имеют вязкость от 46 до 220 сантистоксов и плотность от 0,861 до 0,875 кг/л.
Современные двигатели очень требовательны к качеству смазочных материалов и технических жидкостей. Именно из-за этого большинство современных производителей автомобилей просто снимают машины с гарантии при использовании моторного масла, которое не было рекомендовано для определенной модели авто. Наиболее важным параметром данного материала для автомобиля является плотность моторного масла. От этого зависят и его физические свойства.
Чтобы не перепутать плотность масла для вашего агрегата, лучше всегда пользоваться рекомендованными марками смазочных материалов. В таком случае у вас точно не возникнет никаких проблем с приобретением качественных сменных материалов при обслуживании автомобиля. Отдавайте предпочтение тем маслам, которые советует изготовитель машины.
Основные факторы влияния плотности моторного масла
Под плотностью понимается густота и вязкость технической жидкости в картере двигателя вашего автомобиля. Чем выше плотность, тем хуже масло проходит во все тонкие зазоры двигателя и больше усложняет вращение коленчатого вала. Можете вспомнить, как в зимнее морозное утро тяжело стартер крутит двигатель - это происходит именно из-за слишком высокой вязкости масла на морозе.
Как видите, если вязкость слишком высокая, двигатель не получает должной смазки, а также усложняется его вращение, что приводит к увеличенному расходу топлива и прочим неприятным особенностям. Но и слишком жидкое масло в картере двигателя ни к чему хорошем не приведет. Самые главные негативные моменты чрезмерно малой вязкости масла следующие:
- отсутствие нормальной смазки деталей силового агрегата, слишком быстрое стекание масла в картер;
- плохая работа масла на силовых агрегатах с большим зазором между стенками цилиндров и поршнем;
- чрезмерное выгорание смазочной жидкости на стенках и создание загрязнения двигателя отработкой;
- быстрое забивание масляного фильтра из-за чрезмерно активной циркуляции смазки в системе;
- повышенный износ силового агрегата, причиной которому является плохая смазка деталей механизма.
Это неприятные последствия заливки в двигатель неподходящего смазочного материала, потому необходимо следить за соответствием плотности масла в вашем автомобиле. Если же смазка слишком плотная и вязкая, она также вызывает повышенный нагар и постоянный расход технической жидкости из-за чрезмерного налипания на стенки цилиндров и прочие механизмы двигателя.
Несоответствующая плотность масла оказывается настоящей проблемой для автомобиля, потому необходимо обязательно следить за этой особенностью технических жидкостей, которые вы заливаете в авто при обслуживании. Покупая масло, старайтесь отдавать предпочтение маркированным и проверенным вариантам в фирменных баллонах. Так вы сможете купить качественную смазку для долговечной работы двигателя.
Синтетическое и полусинтетическое масло - параметры плотности
Фактически никаких отличий в синтетике и полусинтетике по параметрам плотности нет. Единственное, что отличает эти масла, - это способность менять состояние. Полусинтетическое масло больше подвержено температурном влиянию, потому часто в морозы становится слишком вязким и не позволяет без проблем завести двигатель. Смазка фактически блокирует поршневую систему в сильные морозы.
Тем не менее, синтетика также не всегда остается в нужной плотности. Пусть синтетические масла и лучше выносят температурные колебания, но необходимо обращать внимание не только на этот фактор. Современная синтетика также может оказаться не слишком качественным вариантом для вашего автомобиля по ряду важных причин:
- наличие массы присадок, которые делают синтетическое масло действительно вредным для автомобиля;
- плохая реакция на слишком высокие температуры или чрезмерно длительную непрерывную эксплуатацию;
- некачественная защита двигателя при высоких температурах работы силового агрегата, при выходе из строя системы охлаждения;
- наличие огромного количества подделок популярных масел уважаемых в автомобильном мире компаний;
- достаточно высокая стоимость полностью синтетических масел в фирменной упаковке и не слишком высокий срок использования.
Синтетические масла обладают сроком годности в один год. Если даже вы ни проедете всего 1000 километров, придется менять масло, ведь его полезные свойства к тому времени полностью закончатся. Тем не менее, именно такие масла производители современных автомобилей рекомендуют использовать для любых авто. Причиной таких рекомендаций является высокий уровень защиты двигателя при правильном подборе типа масла.
Действительно, синтетические масла демонстрируют отличную защиту силового агрегата и позволяют максимально просто оградить двигатель от влияния самых разных неприятных ситуаций. С помощью технологий производства синтетического масла для современных двигателей изготовителям удалось достичь максимальных результатов защиты двигателя.
Какое масло лучше покупать из расчетов плотности?
Рекомендации в данном плане остаются неизменными - необходимо отдавать предпочтение тому маслу, которое рекомендовал производитель. Конечно, также стоит обращаться внимание на сезонность и прочие факторы. Плотность масла обозначается первой цифрой в маркировке. Например, среди масел 5W40 и 10W40 второе будет более вязким. Покупать масла нужно, исходя из следующих критериев:
- максимальная сопоставимость с автомобилем или полное соответствие характеристик смазки требованиям производителя;
- фирменная упаковка в пластиковой или металлической канистре - отказ от покупки жидкостей на разлив из бочек;
- наличие доказательств заводского происхождения масла, отсутствие свидетельств подделки на канистре;
- свежесть автомобильного масла синтетического или полусинтетического, достаточно длительный срок годности.
Вот такие критерии необходимо ставить в первую очередь при покупке смазочных материалов. Соответствие вязкости параметрам автомобиля - важный критерий. Но если вы купите масло, которое произведено в подвале соседнего дома, указанные на канистре характеристики плотности будут фикцией, а масло уже через пару сотен километров превратиться в черную водичку без какого-либо положительного эффекта на детали двигателя. Смотрите советы по выбору автомобильного масла на следующем видео:
Подводим итоги
Если вы решили сменить привычную марку масла на другую, обязательно учтите особенности эксплуатации вашего силового агрегата и получите больше шансов сохранить его работоспособность на долгие тысячи километров и годы. С помощью качественного дорогого и оригинального масла вы сможете сэкономить на ремонтах и отсутствии износа двигателя.
Такие особенности позволяют легко получить необходимый уровень безопасности эксплуатации транспортного средства, а также обеспечить длительную и качественную работу всей поршневой системы. С помощью современных технологий в области смазочных материалов можно заставить силовой агрегат работать намного дольше. Какие масла используете вы для своего автомобиля?
Теперь перейдем непосредственно к физическим и химическим параметрам, которые характеризуют все моторные масла.
Вязкость - основное свойство, за счет которого определяется возможность использовать продукт в двигателях разных типов. Она может быть выражена в единицах вязкости кинематической, динамической, условной и удельной. Степень тягучести моторного материала определяется двумя показателями - кинематической и динамической вязкостями. Эти параметры наряду из сульфатной зольностью, щелочным числом и индексом вязкости составляют основные показатели качества моторных масел.
Кинематическая вязкость
График зависимость вязкости от температуры моторного масла
Кинематическая вязкость (высокотемпературная) - основной эксплуатационный параметр для всех видов масел. Это отношение динамической вязкости к плотности жидкости при той же температуре. Кинематическая вязкость не влияет на состояние масла, она определяет характеристики температурных данных. Данный показатель характеризует внутреннее трение состава или его сопротивление собственному течению. Описывает показатели текучести масла при рабочей температуре +100°С и +40°С. Единицы измерения - мм²/с (сантиСтокс, сСт).
Простыми словами, этот показатель показывает масла от температуры и позволяет оценить, насколько быстро оно будет густеть при снижении температуры. Ведь чем меньше масло меняет свою вязкость при изменении температуры тем выше качество масла .
Динамическая вязкость
Динамическая вязкость масла (абсолютная) показывает силу сопротивления масляной жидкости, возникающий во время движения двух слоев масла, удаленных друг от друга на расстоянии 1 см движущихся со скоростью 1 см/с. Динамическая вязкость - произведение кинематической вязкости масла на его плотность. Единицы измерения данной величины - Паскаль-секунды.
Проще говоря, она показывает влияние низкой температуры на сопротивление пуску двигателя. А чем меньше динамическая и кинематическая вязкость при низких температурах, тем легче будет смазочной системе прокачивать масло в мороз, а стартеру крутить маховик двигателя при холодном запуске. Большое значение также имеет индекс вязкости моторного масла.
Индекс вязкости
Скорость падения кинематической вязкости с ростом температуры характеризуется индексом вязкости масла. По индексу вязкости оценивают пригодность масел для данных условий работы. Чтобы определить индекс вязкости сопоставляют вязкость масла при различных температурах. Чем он выше, тем меньше вязкость зависит от температуры, а значит и лучше его качество. Если говорить в двух словах, то индекс вязкости показывает «степень разжижения» масла . Это безразмерная величина, т.е. не измеряется в каких-либо единицах - это просто цифра.
Чем ниже индекс вязкости моторного масла, тем сильнее масло разжижается , т.е. толщина масляной пленки становится очень маленькой (из-за чего возникает повышенный износ). Чем выше индекс вязкости моторного масла, тем меньше масло разжижается , т.е. обеспечивается необходимая для защиты трущихся поверхностей толщина масляной пленки.
При реальной работе моторного масла в двигателе, низкий индекс вязкости означает плохой запуск двигателя при низких температурах или плохая его защита от износа при высоких температурах.
Масла с высоким индексом обеспечивает работоспособность двигателя в более широком температурном диапазоне (окружающей среды). Следовательно обеспечивается более легкий пуск двигателя при низких температурах и достаточная толщина масляной пленки (а значит и защита двигателя от износа) при высоких температурах.
Высококачественные минеральные моторные масла обычно имеют индекс вязкости - 120-140, полусинтетические 130-150, синтетические 140-170. Это значение зависит от применения в составе углеводородов и очистной глубине фракций.
Тут нужен баланс, и при выборе стоит учитывать требования производителя мотора и состояние силового агрегата. Однако чем выше индекс вязкости - тем в более широком температурном диапазоне можно использовать масло.
Испаряемость
Чем выше вязкость масла , тем ниже у него показатель испаряемости по Ноак. Конкретные значения испаряемости зависят от типа , то есть, устанавливается производителем. Считается, что неплохая испаряемость находится в диапазоне до 14%, хотя встречаются в продаже и масла, испаряемость которых достигает 20%. У синтетических масел это значение, как правило, не превышает 8%.
В целом можно сказать, что чем ниже значение испаряемости по Ноак - тем меньше угар масла. Даже небольшая разница – в 2,5 … 3,5 единицы – способна отразиться на . Более вязкий продукт угорает меньше. Особенно это актуально для минеральных масел.
Коксуемость
Простыми словами понятие коксуемость - это способность масла образовывать в своем объеме смолы и нагары, которые, как известно, являются вредными примесями в смазывающей жидкости. Коксуемость напрямую зависит от степени ее очистки. В том числе на это влияет, какое базовое масло было использовано изначально для создания готового продукта, а также технология производства.
Оптимальным показателем для масел с высоким уровнем вязкости является значение 0,7% . Если же масло имеет низкую вязкость, то соответствующее значение может находиться в пределах 0,1…0,15%.
Сульфатная зольность
Сульфатная зольность моторного масла (sulphate ash) - показатель наличия присадок в масле, которые включают органические соединения металлов. При эксплуатации смазки все присадки и добавки вырабатываются, - выгорают, образуя ту самую золу (шлаки и нагар), которая оседает на поршнях, клапанах, кольцах.
Сульфатная зольность масла ограничивает способность масла накапливать зольные соединения. Данное значение указывает, какое количество неорганических солей (золы), которые остаются после сгорания (испарения) масла. Это могут быть не только сульфаты (ими “пугают” автовладельцев, машины имеющие двигатели из алюминия, который “боится” серной кислоты). Измеряется зольность в процентах от общей массы состава, [% масс].
В целом же, зольные отложения забивают сажевые фильтры и дизельных машин и катализаторы у бензиновых. Однако это справедливо в случае, если имеет место значительный расход масла двигателем. Стоит отметить, что наличие серной кислоты в масле гораздо критичнее, чем повышенная сульфатная зольность.
В составе полнозольных масел количество соответствующих добавок может немного превышать 1% (до 1,1%), у среднезольных - 0,6...0,9%, у малозольных - не превышать 0,5%. Соответственно, чем это значение ниже - тем лучше .
Малозольные масла, так называемые Low SAPS (имеют маркировку по ACEA C1, C2, C3 и C4). Являются лучшим вариантом для современного автотранспорта. Обычно применяют в машинах с системой нейтрализации выхлопных газов и авто работающих на природном газе (с ГБО). Критическими значениями зольности для бензиновых двигателей является значение 1,5%, для дизельных моторов - 1,8%, а для дизельных двигателей высокой мощности - 2%. Но стоит отметить, что малозольные масла не всегда являются малосеристыми, поскольку малая зольность достигается более низким щелочным числом.
Главным недостатком малозольного масла заключается в том, что даже одна заправка некачественным топливом способна «убить» все его свойства.
Полнозольные присадки, они же Full SAPA (с маркировкой ACEA A1/B1, A3/B3, A3/B4, A5/B5). Негативно влияют на фильтры DPF, а также имеющиеся трехступенчатые катализаторы. Такие масла не рекомендуется использовать в моторах, оборудованных экологическими системами Euro 4, Euro 5 и Euro 6.
Высокая сульфатная зольность обусловлена наличием в составе моторного масла моющих присадок, содержащих металлы. Такие компоненты необходимы для предотвращения нагаро- и лакообразования на поршнях и придания маслам способности нейтрализовывать кислоты, характеризуемой количественно щелочным числом.
Щелочное число
Данная величина характеризует, как долго масло может нейтрализовать вредные для него кислоты, которые вызывают коррозионный износ деталей двигателя и усиливают процессы образования различных углеродистых отложений. Для нейтрализации используется гидроксид калия - KOH. Соответственно щелочное число измеряется в мг КОН на грамм масла , [мг КОН/г]. Физически это означает, что количество гидроксида эквивалентно по своему действию пакету присадок. Так, если в документации указано, что общее щелочное число (TBN - Total Base Number) равно, например, 7,5, то это значит, что количество КОН составляет 7,5 мг на грамм масла.
Чем больше будет щелочное число - тем дольше масло сможет нейтрализовать действие кислот , образующихся при окислении масла и сгорании топлива. То есть, им можно будет дольше пользоваться (хотя на этот показатель еще оказывают влияние другие параметры). Низкие моющие свойства - это плохо для масла, поскольку в таком случае на деталях будет образовываться несмываемый нагар.
Обратите внимание, что масла в которых минеральная основа с низким индексом вязкости, и большим содержанием серы, но высоким TBN в неблагоприятных условиях быстро сойдет на нет! Так что такую смазывающую жидкость не рекомендуется использовать в мощных современных моторах.
При работе масла в двигателе щелочное число неизбежно снижается, а нейтрализующие присадки срабатываются. Такое снижение имеет допустимые пределы, по достижении которых масло не сможет защищать от коррозии кислотными соединениями. Что касается оптимального значения щелочного числа, то раньше считалось, что для бензиновых двигателей оно будет равно примерно 8...9, а для дизельных - 11...14. Однако у современных смазочных составов щелочное число обычно ниже, вплоть до 7 и даже 6,1 мг КОН/г . Обратите внимание, что в современных двигателях нельзя использовать масла со щелочным числом 14 и выше .
Низкое щелочное число в современных маслах сделано искусственно в угоду действующим экологическим требованиям (ЕВРО-4 и ЕВРО-5). Так, при сжигании этих масел в двигателе образуется малое количество серы, что положительно сказывается на качестве выхлопных газов. Однако масло с низким щелочным числом зачастую недостаточно хорошо защищает детали двигателя от износа.
Грубо говоря, щелочное число занижено искусственно, поскольку долговечность двигателя принесены в угоду современным требованиям экологичности (например, в Германии действуют очень строгие допуски по экологии). К тому же, износ двигателя приводит к более частой смене машины конкретным автовладельцем на новую (потребительский интерес).
А значит оптимальным ЩЧ не всегда должно быть максимальное или минимальное число.
Плотность
Под плотностью понимается густота и вязкость моторного масла. Определяется при температуре окружающей среды +20°С. Измеряется в кг/м³ (реже в г/см³). Она показывает отношение общей массы продукта к его объему и напрямую зависит от вязкости масла и коэффициента сжимаемости. Определяется базой масла и базовыми присадками, а так же сильно влияет на динамическую вязкость.
Если испарение масла будет высоким, то плотность будет увеличиваться. И наоборот, если масло имеет небольшую плотность, и одновременно с этим высокую температуру вспышки (то есть, низкое значение испаряемости), то можно судить о том, что масло сделано на качественном синтетическом базовом масле.
Чем выше плотность, тем хуже масло проходит по всем каналам и зазорам в двигателе, а из-за этого усложняется вращение коленчатого вала. Это приводит к его увеличенному износу, отложений, количества нагара и повышенному расходу топлива. Но и малая плотность смазки тоже плохо - из-за нее образуется тонкая и нестабильная защитная пленка, ее быстрое выгорание. Если двигатель чаще работает на холостых оборотах или в режиме старт-стоп, то лучше использовать менее плотную смазочную жидкость. А при длительном движении на больших скоростях - более плотную.
Поэтому, все производители масел придерживаются диапазона плотности выпускаемых ими масел в диапазоне 0,830....0,88 кг/м³, где только крайние диапазоны считаются высшим качеством. А вот плотность от 0,83 до 0,845 кг/м³ - это признак эстеров и ПАО в масле. А если плотность составляет 0,855… 0,88 кг/м³ - это означает, что было добавлено слишком много присадок.
Температура вспышки
Это самая низкая температура, при которой пары нагреваемого моторного масла при определенных условиях образуют смесь с воздухом, взрывающуюся при поднесении пламени (первая вспышка). При температуре вспышки моторное масло еще не воспламеняется. Температуру вспышки определяют при нагревании моторного масла в открытом или закрытом тигле.
Это показатель наличия в масле легкокипящих фракций, что определяет способность состава образовывать нагар и сгорать при соприкосновении с горячими деталями двигателя. У качественного и хорошего масла значение температуры вспышки должно быть как можно выше. У современных моторных масел температура вспышки превышает +200°C, обычно она равна +210...230°C и выше.
Температура застывания
Значение температуры по Цельсию, когда масло теряет физические свойства, характерные жидкости, то есть, застывает, становится неподвижным. Важный параметр для автолюбителей, проживающих в северных широтах, да и другим автовладельцам, кто часто запускает двигатель «на холодную».
Хотя на самом деле в практических целях значение температуры застывания не используется. Для характеристики работы масла в мороз существует другое понятие - минимальная температура прокачиваемости , то есть, минимальная температура, при которой масляный насос в состоянии прокачать масло в системе. А она будет немного выше, чем температура застывания. Поэтому в документации имеет смысл обращать внимание именно на минимальную температуру прокачиваемости.
Что касается температуры застывания, то она должна быть на 5...10 градусов ниже, чем самые низкие температуры, при которых работает двигатель. Это может быть -50°С…-40°С и так далее, в зависимости от конкретной вязкости масла.
Присадки
Кроме этих основных характеристик моторных масел также можно встретить и дополнительные результаты лабораторных анализов на количество цинка, фосфора, бора, кальция, магния, молибдена и других химических элементов. Все эти присадки улучшающие характеристики масел. Они защищают от задиров и износов двигатель, а также продлевают работу самого масла, не давая ему окислятся или лучше держать межмолекулярные связи.
Сера - имеет противозадирные свойства. Фосфор, хлор, цинк и сера - противоизносные свойства (упрочняют масляную пленку). Бор, молибден - уменьшают трение (дополнительный модификатор для максимального эффекта снижения износа, задиров и трения).
Но кроме улучшений они имеют и обратные свойства. В частности, оседают в виде нагара в двигателе или попадают в катализатор, где накапливаются. Например, для дизелей с DPF, SCR и накопительных нейтрализаторов сера - враг, а для окислительных нейтрализаторов враг - фосфор. А вот моющие присадки (детергенты) Ca и Mg при сгорании образуют золу.
Помните, что чем меньше присадок находится в масле, тем стабильнее и предсказуемее эффект их воздействия. Поскольку они будут мешать друг другу получить четкий сбалансированный результат, не раскрыв весь заложенный в них потенциал, а также давать более отрицательный побочный эффект.
Защитные свойства присадок зависят от способов изготовления и качества сырья, поэтому их количество не всегда показатель лучшей защиты и качества. Поэтому у каждого автопроизводителя для применения в конкретном моторе есть свои ограничения.
Срок службы
В большинстве автомобилей в зависимости от пробега машины. Однако на некоторых марках смазывающих жидкостей на канистрах прямо указывают срок их действия. Это обусловлено химическими реакциями, происходящими в масле в процессе его работы. Обычно выражается в количестве месяцев беспрерывной работы (12, 24 и Long Life) или количестве километров.
Таблицы параметров моторных масел
Для полноты информации приведем несколько таблиц, где приведена информация о зависимости одних параметров моторного масла от других или от внешних факторов. Начнем с группы базовых масел в соответствии со стандартом API (API - американский институт нефти). Так, масла делятся по трем показателям - индексу вязкости, содержанию серы и массовой доле нафтенопарафиновых углеводородов.
В настоящее время на рынке представлено большое количество присадок в масло, которые определенным образом меняют его характеристики. Например, присадки, и повышающие вязкость, очищающие или продлевающие срок службы. Для понимания их разнообразия имеет смысл собрать информацию о них в таблицу.
| Группа свойств | Типы присадок | Назначение |
|---|---|---|
| Защита поверхностей деталей | Детергенты (моющие) | Предохраняют поверхности деталей от образования отложений на них |
| Дисперсанты | Предотвращают осаждение продуктов износа двигателя и деструкции масла (минимизирует образование шлама) | |
| Противоизносные и противозадирные | Снижают трение и износ, предотвращают схватывание и задир | |
| Антикоррозионные | Предотвращают появление коррозии деталей двигателя | |
| Преобразование свойств масла | Депрессорные | Снижают температуру застывания. |
| Модификаторы вязкости | Расширяют температурный диапазон применения, повышают индекс вязкости | |
| Защита масла | Антипенные | Препятствуют образованию пены |
| Антиокислители | Предотвращают окисление масла |
Изменение некоторых параметров моторного масла из перечисленных в предыдущем разделе напрямую влияет на работу и состояние двигателя автомобиля. Это можно отобразить в таблице.
| Показатель | Тенденция | Причина | Критический параметр | На что влияет |
|---|---|---|---|---|
| Вязкость | Увеличивается | Продукты окисления | Возрастание в 1,5 раза | Пусковые свойства |
| Температура застывания | Увеличивается | Вода и продукты окисления | Нет | Пусковые свойства |
| Щелочное число | Снижается | Срабатывание моющих присадок | Снижение в 2 раза | Коррозия и снижение ресурса деталей |
| Зольность | Увеличивается | Щелочные присадки | Нет | |
| Механические примеси | Увеличивается | Продукты износа оборудования | Нет | Появление отложений, износ деталей |
Правила подбора масла
Как указывалось выше, выбор того или иного моторного масла должен основываться не только на показаниях вязкости и допусках автопроизводителей. Кроме этого, существует еще три обязательных параметра, которые нужно учитывать:
- свойства смазочного материала;
- условия эксплуатации масла (режим работы двигателя);
- конструкционные особенности двигателя.
На первый пункт во многом зависит то, какого типа масло - , или полностью . Желательно, чтобы смазывающая жидкость обладала такими эксплуатационными характеристиками:
- Высокими моющими диспергирующе-стабилизирующими и солюбилизирующими свойствами по отношению к нерастворимым элементам, находящимся в масле. Упомянутые характеристики позволяют быстро и просто очищать поверхность рабочих деталей двигателя от различных загрязнений. Кроме того, благодаря им детали проще очищать от грязи при их демонтаже.
- Способность нейтрализовать воздействие кислот, тем самым предотвращая чрезмерный износ деталей двигателя и увеличивая его общий ресурс.
- Высокие термические и термоокислительные свойства. Они нужны для того, чтобы эффективно охлаждать поршневые кольца и поршни.
- Невысокая летучесть, а также низкий .
- Отсутствие свойства образовывать пену в любом состоянии, хоть в холодном, хоть в горячем.
- Полная совместимость с материалами, из которых выполнены уплотнители (обычно маслостойкая резина), используемые в системе нейтрализации газов, а также в других системах двигателя.
- Качественное смазывание деталей двигателя в любых, даже критических, условиях (при морозе или перегреве).
- Способность без проблем прокачиваться через элементы системы смазки. Это не только обеспечивает надежную защиту элементов двигателя, но и облегчает запуск двигателя в мороз.
- Не вступление в химические реакции с металлическими и резиновыми элементами двигателя при его долгом простое без работы.
Перечисленные показатели качества моторного масла зачастую являются критическими, и если их значения будут ниже нормы, то это чревато недостаточным смазыванием отдельных деталей двигателя, их чрезмерным износом, перегреванием, а это, как правило, приводит к снижению ресурса как отдельных частей, так и двигателя в целом.
Каждый автолюбитель должен периодически следить за уровнем моторного масла в картере, а также за его состоянием, поскольку от этого напрямую зависит нормальная работа двигателя. Что касается выбора, то его следует выполнять, опираясь, в первую очередь, на рекомендации производителя двигателя. Ну, а приведенная выше информация о физических свойствах и параметрах масел, наверняка помогут вам сделать правильный выбор.
Любая техническая жидкость (моторное масло – не исключение) имеет химические и физические свойства. Эти характеристики закладываются производителем, и влияют на качество работы расходного материала.
Например, от плотности моторного масла зависят гидравлические параметры: насколько эффективно будет нагнетаться давление, а соответственно поступление смазки к рабочим точкам по маслопроводам.
Измерение плотности жидкостей в лаборатории
Кроме того, от этой величины зависит теплообмен. Как известно, с помощью моторной смазки отводится тепло от деталей трения, поскольку система охлаждения двигателя не задействована в этом процессе.
Производитель делает масла определенной плотности для обеспечения заданных значений кинематической вязкости. Собственно, это значение получают из величин динамической вязкости и плотности жидкости.
Что такое плотность масла?
Для покупателя привычно видеть на упаковке такие параметры, как вязкость по SAE, классификации качества по API или ACEA. Удельная плотность моторного не относится к основным характеристикам, ее значение можно узнать из расширенной классификации или по результатам тестов.
С точки зрения физики, эта величина определяется отношением массы вещества к его объему. То есть, чем больше единиц массы умещается в определенный объем – тем выше значение.
Чтобы понять, как работает система измерения, обратимся к эталону:
Величину 1 кг/л имеет дистиллированная вода при температуре 4°C.
Поскольку в смазочных материалах содержатся различные вещества, многие из которых легче воды – плотность масла ниже.
Обратите внимание
Разговорная форма «легче» имеет прямое отношение к плотности материала. Употребляя это слово, мы как раз имеем в виду, что при одном и том же объеме, вещества имеют разный вес.
Плотность отработанного моторного масла будет отличаться от свежего, скорее всего в сторону увеличения. Это связано с тем, что часть легких жидкостей улетучивается, а тяжелые примеси добавляются. Это шлаки, взвесь твердых частиц, сажа, и пр.
Таким образом, понятно, что базовое значение зависит от основы масла, и состава его присадок.
Для сведения
Мошенники часто производят очистку отработанных масел, для повторной продажи в упаковках известных брендов. При этом, даже после тщательного удаления всех примесей, которыми «богата» отработка, такие характеристики, как плотность, не восстанавливаются.
Зная правильное значение этого параметра, вы легко сможете проверить приобретаемый продукт «на подлинность».
Есть еще одна зависимость величины: от температуры
Казалось бы, в чем тут связь? Но ведь эталонное значение (см. выше: плотность дистиллированной воды) получают при определенной температуре: 4°C. Для тестирования нефтепродукта, за эталонную температуру принимается 20°C.
Это легко объяснимо с точки зрения физики:
Зависимость от внешних градусов следующая: от минуса до эталонного значения – цифры растут. Затем, по мере увеличения температуры, значение плотности снижается. Мы знаем, что вязкость зависит от плотности напрямую. При этом по мере снижения температуры масло густеет.
Это не связано с плотностью: зависимость этих величин требуется только для измерения (возвращаемся к эталонной температуре).
Снижение вязкости при понижении температуры
Разумеется, при измерении параметров невозможно обеспечить идеальные условия. Эталонные замеры производятся только в лабораториях. Поэтому для поправки на изменение внешней температуры, разработана таблица плотности масел.
| Плотноть (кг/м3) | Плотноть (кг/м3) | Температурная поправка (кг/м3*С) | |
|---|---|---|---|
| 690,0 ...699,9 | 0,91 | 850,0... 859,9 | 0,699 |
| 700,0...709,9 | 0,897 | 860,0...869,9 | 0,686 |
| 710,0... 719,9 | 0,884 | 870,0... 879,9 | 0,673 |
| 720,0 ...729,9 | 0,87 | 880,0... 889,9 | 0,66 |
| 730,0 ...739,9 | 0,857 | 890,0... 899,9 | 0,647 |
| 740,0 ...749,9 | 0,844 | 900,0...909,9 | 0,633 |
| 750,0 ...759,9 | 0,831 | 910,0...919,9 | 0,62 |
| 760,0...769,9 | 0,818 | 920,0...929,9 | 0,607 |
| 770,0...779,9 | 0,805 | 930,0...939,9 | 0,594 |
| 780,0 ...789,9 | 0,792 | 940,0...949,9 | 0,581 |
| 790,0 ...799,9 | 0,778 | 950,0...959,9 | 0,567 |
| 800,0...809,9 | 0,765 | 960,0...969,9 | 0,554 |
| 810,0...819,9 | 0,752 | 970,0...979,9 | 0,541 |
| 820,0...829,9 | 0,738 | 980,0...989,9 | 0,528 |
| 830,0 ...839,9 | 0,725 | 990,0...999,9 | 0,515 |
| 830,0...839,9 | 0,712 |
Зависимость нелинейная, если построить график – получится парабола. Поэтому поправка на 1°C рассчитывается в каждом диапазоне. Чем плотнее жидкость, тем меньше зависимость от внешних условий.
Это хорошо заметно на примере простой воды. При идеальных показателях 1 кг/литр, плотность изменится лишь тогда, когда жидкость будет на грани закипания или замерзания.
Как и в чем измеряется плотность масла?
Согласно формуле (отношение массы к объему), величина фиксируется в килограммах на кубометр (кг/м³).
Для справки: плотность моторных масел лежит в пределах 750 — 995 кг/м³ (при 20°C).
Для измерения нам необходимо знать паспортные характеристики проверяемого продукта. На этикетках это значение не указано, поэтому необходимо получить эту информацию дополнительно.
Рассмотрим пример вычислений значения:
Сравнив эти данные с информацией в паспорте продукта, вы легко сможете определить, насколько покупаемый расходник соответствует заявленным характеристикам.
Отличается ли плотность синтетики и минерального масла?
Разумеется, есть связь между базовой основой и плотностью продукта. Тип и количество присадок играют второстепенную роль. У минеральных масел это значение выше. Естественный продукт несколько тяжелее. Обычно производитель устанавливает диапазон 875 – 856 кг/м³.
Лабораторный эксперимент показывающий плотность масла — виде
Кстати, малый вес синтезированных смазочных материалов позиционируется в качестве конкурентного преимущества. На самом деле важно не то, какая плотность установлена производителем.
Для двигателя главное – сохранение этого значения при смене рабочих температур. Мы знаем, что от величины плотности зависит одна их главных характеристик: по SAE.
Вывод:
Сила не в абсолютных значениях, а в стабильности этого параметра.
Представлена таблица значений плотности нефтяных и растительных масел при различных температурах. Рассмотрены следующие типы масел: машинное, турбинное, редукторное, индустриальное, моторное, растительное и другие. Значения плотности масел (или удельного веса) в таблице указаны для жидкого агрегатного состояния масла при соответствующей температуре (в интервале от -55 до 360°С).
Плотность масел в жидкой фазе обычно находится в диапазоне от 750 до 995 кг/м 3 при комнатной температуре. Масло имеет и при попадании в воду образует пленку на ее поверхности. Плотность нефтяных масел в основном несколько ниже, чем растительных. Например, плотность моторного масла равна 917 кг/м 3 , машинного — от 890 кг/м 3 , а плотность подсолнечного масла составляет величину 926 кг/м 3 . Наиболее тяжелыми растительными маслами являются горчичное масло, масло какао и льняное масло. Удельный вес этих масел может достигать значения 940-970 кг/м 3 .
Плотность масел существенно зависит от температуры — при нагревании масла его удельный вес снижается. Например, при температуре 20°С имеет величину 880 кг/м 3 , а при нагревании до температуры 120°С принимает значение 820 кг/м 3 . Плотность растительных масел также уменьшается при росте температуры — масло расширяется и становится менее плотным.
Следует отметить некоторые легкие нефтяные масла. К ним относятся: гидравлическое ВНИИ НП-403 (плотность 850 кг/м 3), ИЛС-10, ИГП-18 и трансформаторное масло (880 кг/м 3). Низким значением плотности (при нормальных условиях) среди растительных масел выделяются такие, как кукурузное, лавровое, оливковое и рапсовое масла.
Удельный вес масел часто указывают в не системных единицах измерения, а в размерности кг на литр (кг/л). Это удобно для восприятия и сравнения например, с водой, плотность которой при 4°С равна 1 кг/л. Однако, для плотность масел в формулы необходимо подставлять в размерности кг/м 3 . не трудно. Например, плотность масла АМТ-300 при температуре 20°С равна 959 кг/м 3 или 0,959 кг/л.
| Масло | Температура, °С |
Плотность, кг/м 3 |
|---|---|---|
| CLP 100 | 20 | 910 |
| CLP 320 | 20 | 922 |
| CLP 680 | 20 | 935 |
| АМГ-10 | 20…40…60…80…100 | 836…822…808…794…780 |
| АМТ-300 | 20…60…100…160…200…260…300…360 | 959…937…913…879…849…808…781…740 |
| Арахисовое | 15 | 911-926 |
| Букового ореха | 15 | 921 |
| Вазелиновое | 20 | 800 |
| Велосит | 15 | 897 |
| Веретенное | 20 | 903-912 |
| Виноградное (из косточек) | -20…20…60…100…150 | 946…919…892…865…831 |
| ВМ-4 (ГОСТ 7903-56) | -30…-10…0…20…40…60…80…100 | 933…921…916…904…892…880…868…856 |
| Гидравлическое ВНИИ НП-403 | 20 | 850 |
| Горчичное | 15 | 911-960 |
| И-46ПВ | 25 | 872 |
| И-220ПВ | 25 | 892 |
| И-100Р (С) | 20 | 900 |
| И-220Р (С) | 20 | 915 |
| И-460ПВ | 25 | 897 |
| ИГП-18 | 20 | 880 |
| ИГП-38 | 20 | 890 |
| ИГП-49 | 20 | 895 |
| ИЛД-1000 | 20 | 930 |
| ИЛС-10 | 20 | 880 |
| ИЛС-220 (МО) | 20 | 893 |
| ИТС-320 | 20 | 901 |
| ИТД-68 | 20 | 900 |
| ИТД-220 | 20 | 920 |
| ИТД-320 | 20 | 922 |
| ИТД-680 | 20 | 935 |
| Какао | 15 | 963-973 |
| Касторовое | 20 | 960 |
| Конопляное | 15 | 927-933 |
| КП-8С | 20 | 873 |
| КС-19П (А) | 20 | 905 |
| Кукурузное | -20…20…60…100…150 | 947…920…893…865…831 |
| Кунжутное | -20…20…60…100…150 | 946…918…891…864…830 |
| Кокосовое | 15 | 925 |
| Лавровое | 15 | 879 |
| Льняное | 15 | 940 |
| Маковое | 15 | 924 |
| Машинное | 20 | 890-920 |
| Миндальное | 15 | 915-921 |
| МК | 10…40…60…80…100…120…150 | 911…888…872…856…841…825…802 |
| Моторное Т | 20 | 917 |
| МС-20 | -10…0…20…40…60…80…100…130…150 | 990…904…892…881…870…858…847…830…819 |
| Нефтяное | 20 | 890 |
| Оливковое | 15 | 914-919 |
| Ореховое | 15 | 916 |
| Пальмовое | 15 | 923 |
| Парафиновое | 20 | 870-880 |
| Персиковое | 15 | 917-924 |
| Подсолнечное (рафинир.) | -20…20…60…100…150 | 947…926…898…871…836 |
| Рапсовое | 15 | 912-916 |
| Свечного ореха | 15 | 924-926 |
| Смоляное | 15 | 960 |
| Соевое (рафинир.) | -20…20…60…100…150 | 947…919…892…864…829 |
| Соляровое Р.69 | 20 | 896 |
| ТКП | 20 | 895 |
| ТМ-1 (ВТУ М3-11-62) | -50…-20…0…20…40…60…80…100 | 934…915…903…889…877…864…852…838 |
| ТП-22С | 15 | 870-903 |
| ТП-46Р | 20 | 880 |
| Трансформаторное | -20…0…20…40…60…80…100…120 | 905…893…880…868…856…844…832…820 |
| Тунговое | 15 | 938-948 |
| Турбинное Л | 20 | 896 |
| Турбинное УТ | 20 | 898 |
| Тыквенное | 15 | 922-924 |
| Хлопковое | -20…20…60…100…150 | 949…921…894…867…833 |
| ХФ-22 (ГОСТ 5546-66) | -55…-20…0…20…40…60…80…100 | 1050…1024…1010…995…980…966…951…936 |
| Цилиндрическое | 20 | 969 |
Кроме того, значения плотности множества веществ и материалов (металлов и сплавов, продуктов, стройматериалов, пластика, древесины) вы сможете найти в