Как влияет вязкость на эксплуатационные свойства масел

Эксплуатационные свойства масел

Вязкость, индекс вязкости и пьезокоэффициент вязкости. Масла должны обладать определенным уровнем эксплуатационных свойств. Определяющее свойство — способность смазывать, т.е. обеспечить требуемые антифрикционные, противоизносные и противозадирные характеристики узлу трения. Способность жидкого смазочного материала обеспечить оптимальный (гидродинамический) режим смазки зависит от его вязкости (внутреннего трения), определяемой силами когезии молекул жидкости в объеме и зависящей от химического строения молекул масла, их размеров и формы. Вязкость — это основная характеристика масла, по величине которой выбирают масло для применения в каждом конкретном случае. К основным показателям, характеризующим вязкость масла, относятся динамическая вязкость, кинематическая вязкость и индекс вязкости (ИВ).

Динамическая вязкость г| — отношение напряжения сдвига к градиенту скорости сдвига жидкости [Па с]. Характеризует текучесть масла в экстремальных условиях — при низкой температуре, а также при высокой температуре, высокой и низкой скоростях сдвига. Определяется согласно ГОСТ 1929—87 на ротационных вискозиметрах, представляющих собой коаксиальные цилиндры, между которыми заключен тестируемый смазочный материал. При этом внутренний цилиндр вращается со скоростью, обеспечивающей заданную скорость сдвига, а внешний удерживается от проворачивания силой, по величине которой судят о значении г.

Кинематическая вязкость v — сопротивление жидкости истечению под действием силы тяжести [мм 2 /с]. Характеризует текучесть масла при нормальной и повышенной температурах. Согласно ГОСТ 33—2000, определяется путем измерения времени t истечения определенного объема жидкости под действием силы тяжести при постоянных температурах (обычно при 40 и 100 °С) через калиброванный стеклянный капиллярный вискозиметр. Значение г иногда удобно определить по формуле: r = vp 10 _3 , где р — плотность масла при температуре, при которой определяют v.

Индекс вязкости ИВ (VI) позволяет сравнить изменение вязкости с температурой для тестируемого масла с вязкостно-температурными свойствами двух эталонных масел, одному из которых с неудовлетворительными вязкостно-температурными свойствами (вязкость сильно изменяется с температурой) присвоен индекс ИВ = 0, а другому — с хорошими вязкостно-температурными свойствами (вязкость мало изменяется с температурой) — присвоен индекс вязкости 100. При температуре 100 “С вязкость всех трех сравниваемых масел должна быть одинаковой. Схема определения ИВ в соответствии с ГОСТ 25371-97 приведена на рис. 7.1 и 7.2. Масла с ИВ 80 — высокоиндексными.

Значение индекса вязкости масла следует учитывать при выборе масла для эксплуатации в конкретных условиях. Так, при низких (минусовых) температурах вязкость низкоиндексных масел настолько возрастает, что они теряют подвижность и не проникают в зазор между подлежащими смазыванию деталями при пуске, а при повышенной температуре их вязкость снижается настолько, что масло легко выдавливается из зоны контакта. Высокоиндексные масла, наоборот, эффективно выполняют свои функции в широком диапазоне температур. Таким образом, определяющее влияние на возможность реализации гидродинамического режима смазки играет вязкость масла в условиях эксплуатации. Вязкость должна быть достаточно велика, чтобы обеспечить реализацию жидкостной смазки, но не столь велика, чтобы затруднить поступление масел в зону контакта и увеличить потери на внутреннее трение.

Схема определения индекса вязкости в прямолинейных координатах

Рис. 7.1. Схема определения индекса вязкости в прямолинейных координатах

Схема определения индекса вязкости в полулогарифмических координатах

Рис. 7.2. Схема определения индекса вязкости в полулогарифмических координатах

Чем более быстроходен узел трения, тем меньшую вязкость при рабочей температуре должно иметь масло. Маловязкие масла обеспечивают низкие пусковые износы вследствие лучшей подтекаемости к узлам трения. Более вязкие масла эффективны при установившемся режиме. Для обеспечения гидродинамической смазки при увеличении удельной нагрузки на этот узел необходимо повысить эффективную вязкость масла (т.е. вязкость при рабочей температуре).

Пьезокоэффициент вязкости. Характеризует возрастание вязкости при увеличении давления в трибологическом контакте. Зависит от химического состава масел и температуры. Для минеральных масел составляет (1,5—4) 10′ 2 МПа’ 1 . При повышении давления от атмосферного до 50—500 МПа и умеренной температуре вязкость увеличивается в 100—200 раз. При более высоких давлениях (для минеральных масел — при 700 МПа, для эфирных — при 2000 МПа, для полисилоксанов — при 500—2500 МПа) вязкость может возрасти настолько, что масло теряет подвижность и превращается в пластичное или квазитвердое тело.

Смазочные свойства масел. В тех случаях, когда гидродинамический слой не обеспечивает разделения поверхностей контактирующих деталей, узел трения работает в режиме граничной смазки. В этом случае большое значение имеют антифрикционные, противозадирные и противоизносные свойства масел. Эти свойства определяются способностью смазочных материалов образовывать на поверхностях трения прочные граничные слои, препятствующие непосредственному контакту трущихся поверхностей.

ГОСТ 9490 (в редакции 1994 г.) устанавливает наиболее распространенный метод оценки основных характеристик смазочной способности масел на четырехшариковой машине:

Вязкость моторного масла: влияние на эксплуатационные особенности авто

Вязкость моторного масла – один из основных показателей этой технологической жидкости. От нее зависит прочность пленки при прохождении рабочего тела через зоны низкого и высокого давления и, соответственно, сохранение требуемого эффекта смазывания компонентов двигателя при рабочих температурах, предотвращение их чрезмерного трения и преждевременного выхода из строя.

Также в обязанности рабочей жидкости входит охлаждение компонентов ДВС, отведение продуктов износа и антикоррозионная защита внутренних поверхностей.

вязкость моторного масла таблица

Специалисты компании Mannkando, крупного международного поставщика и производителя запчастей, рассказывают, какой должна быть вязкость при высоких и низких температурных показателях, а также дают советы по выбору масла для автомобиля.

Что такое кинематическая и динамическая вязкость масла?

При изменении температуры степень вязкости масла тоже меняется, при этом оно должно стабильно выполнять свою функцию и в холодное, и в теплое время года. Зимой масло в двигателе после запуска машины должно мгновенно пройти по всем компонентам, смазывая их. А летом, при высоких температурах, оно должно обеспечить стабильную работу системы без испарения и коксования.

Современные автовладельцы выбирают вязкость моторного масла согласно таблицам, которые составляются по американской классификации SAE. Она учитывает:

  • кинематическую вязкость – определяет текучесть масла при рабочих температурах двигателя: нормальных (40 0 С) и повышенных (100 0 С);
  • динамическую вязкость – абсолютный показатель силы сопротивления параллельных потоков масла, расположенных в 1 см друг от друга: это высокотемпературная вязкость, учитывающая как кинематическую составляющую, так и плотность масла при температуре 150 0 С.

По стандарту SAE выделяют 11 классов такой технологической жидкости, как моторное масло, но есть и усредненные варианты:

  • марки для холодного времени года: SAE 0W, 5W, 10W, 15W, 20W, 25W;
  • летние марки: SАЕ 20, 30, 40, 50, 60;
  • всесезонные (универсальные) марки: SАЕ 0W-30, SAE 10W-40, SAE 20W-50 и пр.

Наиболее популярными являются масла из последней категории. Цифра, стоящая перед буквой W, относится к холодному классу. Чем меньше цифра, тем при более низких температурах можно его использовать. Так, 0W обеспечивает запуск авто в 30-градусный мороз, а 15W – в 15-градусный. Цифра, стоящая справа от W, – это горячий класс. Чем она выше, тем более вязким будет масло при высоких температурах.

Как выбрать и как часто нужно менять моторное масло

Для определения рабочих характеристик масла используется такой показатель, как индекс вязкости. Он отображает скорость падения кинематической вязкости при повышении температуры рабочего тела.

Чем выше индекс вязкости масла, тем в более широком температурном диапазоне окружающей среды оно обеспечивает работоспособность двигателя – более легкий пуск при низких температурах и достаточную толщину масляной пленки (и, соответственно, защиту от износа) при высоких температурах.

Индекс вязкости масла напрямую зависит от его химического состава. Так, масла бывают:

  • минеральными – 120-140;
  • полусинтетическими – 130-150;
  • синтетическими – 140-180.

Сроки замены моторного масла производители автомобилей указывают в сервисных книжках. Но нужно понимать, что по мере эксплуатации масло «стареет» – окисляется, насыщается продуктами сгорания, разрушаются стабилизаторы вязкости, из-за чего этот параметр меняется. Такой процесс ускоряется при частом простое авто в пробках, агрессивном вождении, перегрузках, езде по бездорожью. Если своевременно не заменить масло, начнется износ двигателя. Так что следует учитывать этот момент, определяя интервал между заменами.

В каталоге Mannkando представлен широкий выбор качественных моторных масел разных производителей и видов. Опытные сотрудники компании помогут выбрать подходящую вязкость моторного масла, его марку и тип, организуют бесплатную доставку заказов в пределах 10 км от магазина. Также покупатели могут воспользоваться услугами курьерской службы или забрать товар в магазине самовывозом.

Вязкость моторного масла

При эксплуатации автомобиля важно уделить внимание расходным жидкостям, в том числе моторному маслу. От того, насколько правильно оно подобрано, зависит состояние сразу нескольких узлов двигателя. Неправильно выбранная смазочная жидкость ускорит необходимость ремонта, причем речь идет не только о качестве (выбор всегда стоит делать в пользу проверенных производителей), но и о том, сочетается ли состав с мотором. Учитывать нужно и такой важный показатель, как вязкость моторного масла: от него зависит, насколько хорошо будут смазываться детали двигателя и как смесь будет вести себя при разных температурах.

Мотор

Какую роль играет моторное масло

Главная функция смазочной жидкости понятна из ее названия: масло предназначено, чтобы смазывать движущиеся рядом друг с другом детали двигателя и уменьшать их трение. Без этого мотор очень быстро износится, и владелец будет поставлен перед необходимостью капитального ремонта. Помимо этого, состав выполняет еще несколько функций:

  • препятствует окислению;
  • отводит тепло от деталей, которые в процессе работы сильно нагреваются;
  • смывает частицы, которые могли бы осесть на поверхностях.

Состоит масло из основы – минеральной, синтетической или полусинтетической – и пакета присадок, которые улучшают его свойства. Минеральные составы дешевле, синтетические имеют более высокие эксплуатационные характеристики. Полусинтетика – промежуточный вариант, сочетающий преимущества обоих предыдущих.

Что такое вязкость масла

Как понятно из основного назначения, масло должно обеспечивать движущимся элементам минимальное трение и при этом не терять характеристик, если температура внутри двигателя меняется. Идеальная субстанция с такими параметрами недостижима, но современные смазочные жидкости стараются приблизиться к ней настолько, насколько это возможно. Конкретно вязкость – одна из ключевых характеристик, которая показывает, насколько хорошо масло может оставаться на поверхности деталей, создавая защитную пленку и при этом оставаясь текучим. Основная сложность состоит в том, что такие свойства непостоянны и меняются в зависимости от температуры, поэтому были введены классификации, определяющие рабочий температурный диапазон для масел различной вязкости.

Читайте также  Что такое климатический класс холодильника

Классификация SAE

Вязкость масла по SAE – значение, которое каждый уважающий себя производитель указывает на бутылке или канистре. Класс смазочной жидкости в соответствии со стандартами Американской ассоциации автомобильных инженеров показывает, при каком диапазоне температур использование масла безопасно: оно не потеряет свойств, вязкость останется на оптимальном уровне.

  • Зимние составы обозначаются одним числом, после которого написана буква W – winter, зима. Число – показатель низкотемпературной вязкости: приблизительно рассчитать минимальную рабочую температуру можно, отняв от него 40 (для холодного старта) или 35 (для проворачиваемости).
  • Летние масла обозначаются одним числом без буквы. Его значение – более сложный показатель высокотемпературной вязкости, который демонстрирует, как масло ведет себя при температурах внутри двигателя 100–150 градусов.
  • Всесезонные имеют двойное обозначение, состоящее из зимней и летней характеристик.

Классификация по API

Строго говоря, эта классификация относится скорее не к вязкости, а к характеру использования масла: по тому, к какому классу API оно принадлежит, можно сказать, для какой машины его применять. Обозначение – две буквы. Первая показывает, на дизельные или бензиновые двигатели рассчитана смазочная жидкость (литеры C и S соответственно). Вторая описывает класс: каждая из доступных букв отвечает конкретному классу жидкости. Более старые рассчитаны на автомобили прошлых лет, новые – на современные машины.

Динамическая и кинетическая вязкость

Вязкость не единая характеристика, она делится на два параметра.

  • Динамическая показывает силу сопротивления смеси при работе и в основном рассчитывается для холодного старта. Ее не всегда указывают напрямую, обычно для расчета достаточно показателя зимней вязкости.
  • Кинетическая демонстрирует текучесть при стандартной и при максимально возможной рабочих температурах и используется, чтобы понять, как масло будет вести себя при разогретом двигателе и в теплых климатических условиях.

Оба параметра влияют на индекс вязкости – безразмерный показатель, демонстрирующий, как сильно меняются вязкостные характеристики масла при перепадах температур. Чем выше его значение, тем меньше изменяется вязкость и тем, следовательно, лучше для машины. У современных масел оно может достигать 150–200.

Низкотемпературные показатели

Так называемые низкотемпературные показатели напрямую связаны с вязкостью и имеют большое значение при выборе масла:

  • проворачиваемость определяет максимальную динамическую вязкость и демонстрирует диапазон текучести при низких температурах. Этот показатель показывает возможность автомобиля завестись с холодного старта;
  • прокачиваемость определяет, при каких температурных режимах масло еще может пройти через систему мотора, не слишком загустев для этого. Это важно в моменты, когда двигатель уже работает.

Как выбрать оптимальную вязкость

Правил два: внимательно читать список рекомендованных классов масла для конкретного автомобиля и делать выбор в пользу надежных производителей. Нередко автомобилисты решают выбрать смазочную жидкость, которая не заявлена как подходящая, но кажется им оптимальной. Это ошибка, в перспективе чреватая неприятными последствиями. Изготовители двигателя заранее просчитали, какие классы подходят для него; если какого-то с виду подходящего варианта в списке нет, возможно, он не сочетается с конструктивными особенностями. Например, любители быстрой езды порой делают выбор в пользу масел для спортивных автомобилей, но двигатель в их машинах не от спорткара, а для гражданского мотора такое масло не подойдет и только снизит мощность. Помимо рекомендаций концерна, следует обратить внимание на возраст автомобиля и на температурный режим, в котором он используется, а также на местный климат. Производители учитывают разные режимы использования при составлении списков совместимости.

Проверка уровня масла

Что происходит при неправильно выбранной вязкости

Даже если сама по себе смазочная жидкость хорошая, при неверном выборе она может не помогать двигателю, а только мешать. В перспективе это может привести к поломкам, и показатель вязкости играет огромную роль.

Завышенная

Принято считать, что высокая вязкость – это хорошо. Вязкие масла действительно лучше справляются со смазыванием, но превышать рекомендуемые параметры не стоит: это только навредит. Из-за того, что жидкость более вязкая, чем та, на которую рассчитан двигатель, тот оказывается вынужден постоянно работать в режиме повышенных температур, что ведет только к более быстрому износу и падению мощности.

Заниженная

Что касается слишком низкой вязкости, то она вредит не меньше. Защитной пленки, которую масло создает на деталях, будет попросту не хватать для смазывания конкретного двигателя, в результате усилится трение и, следовательно, износ. Как и в случае со слишком высоким значением, низкое может привести к быстрой необходимости ремонтировать двигатель, поэтому пользуйтесь маслами только с теми параметрами, которые указал производитель. А изготовитель смазочной жидкости может быть любым, главное – убедиться в его надежности.

Низкокачественное масло

К сожалению, на рынке встречаются смеси, чьи характеристики не отвечают современным стандартам. Обычно речь идет о непроверенных компаниях, которые недобросовестно относятся к своему продукту и покупателю. Встречаются и случаи подделок популярных фирм, а поддельное масло будет серьезно уступать характеристиками оригиналу. Поэтому внимание нужно обращать в том числе на точку, где планируется покупать смазочную жидкость. Это должен быть официальный магазин, сотрудничающий с надежными производителями.

Предложение SINTEC

Компания изготавливает высококачественные минеральные, синтетические и полусинтетические масла с разнообразными классами вязкости. API масел разнообразны и подходят для большинства современных автомобилей: каждый автовладелец сможет выбрать подходящий вариант.

Полностью синтетическое масло с широким диапазоном рабочих температур и прекрасными эксплуатационными характеристиками. Универсально, стабильно, имеет хорошие низкотемпературные свойства.

Полусинтетический универсальный вариант, также подходит для дизеля и бензина, новых и подержанных авто. Имеет широкий температурный диапазон использования, обеспечивает легкий запуск на холодном старте.

Минеральный состав, снабженный качественными присадками. Рассчитан в том числе на работу в условиях повышенных температур, подходит для бензиновых и дизельных двигателей.

Основные эксплуатационные характеристики масла

Основные эксплуатационные характеристики маслаСмазывающая способность

Смазывающая способность, которой обладает масло, снижает сухое трение между двумя перемещающимися относительно друг друга твердыми поверхностями. Такое трение между металлическими деталями различных машин и механизмов при отсутствии смазки приводит к нагреву деталей, появлению задиров на их поверхностях и, в конечном итоге, к заклиниванию трущихся деталей. Наличие смазки обусловливает замену сухого трения трением между молекулами смазывающей жидкости.
Приборов, позволяющих измерить смазывающую способность масел, не существует. Однако существуют методы трибологического анализа, позволяющие изучать предельные значения сил трения, возникающих, например,при запуске компрессора в отсутствие и при наличии смазки, которые соответствуют непосредственному контакту «металл по металлу» для трущихся деталей. Наиболее часто для определения характеристик процесса трения используется так называемый метод Фалекса, заключающийся в следующем; металлическая игла приводится во вращательное движение внутри металлических губок, к которым приложена известная сила, нажимающая иглу. Во время испытаний определяется износ двух этих деталей, трущихся относительно друг друга, в зависимости от смазки.
В некоторых случаях антикоррозионные добавки на основе фосфора заметно снижают этот износ, однако, с другой стороны, их наличие сопровождается уменьшением растворимости хладагента в смазке, что является недостатком. Так происходит, например, при смеси хладагента R134a с синтетическими маслами семейства полиалкиленгликолей (PAG).

Вязкость может определяться как свойство жидкости создавать сопротивление силам деформации ее элементарных объемов, в общем случае при любом относительном движении этих объемов внутри жидкости. Вязкость является реологической характеристикой. В стандарте NF T60-141 в качестве основы для классификации масел принята международная система классификации, приведенная в стандарте ISO 3448, согласно которой масла различают в зависимости от их средней вязкости, измеренной при температуре 40°С. Классы вязкости располагаются в определенной последовательности от VG 2 до VG 1500, причем вязкость холодильных масел, как правило, соответствует классам от VG 15 до VG 100.
Следовательно, холодильное масло поступает в продажу с указанием средней вязкости при 40°С, что обозначается соответствующим классом вязкости. Однако этот класс вязкости соответствует чистому маслу при вполне определенных температуре (40°С) и давлении (атмосферное давление). Вместе с тем для масла, заправленного в холодильный компрессор, температура и давление будут очень сильно отличаться от приведенных значений, например за очень короткое время температура может возрасти до 200°С, а давление до 10 бар, не считая того, что в масле будет растворяться часть хладагента. С другой стороны, на растворимость хладагента в масле влияют многие факторы, в частности природа хладагента (например, R22 растворяется хуже, чем R12, но лучше, чем R502), природа масла (синтетическое масло, как правило, растворяет лучше, чем минеральное), температура (при понижении температуры растворимость хладагента в масле возрастает) и, наконец, давление (чем ниже давление, тем меньше хладагента растворяется в масле).

Следовательно, вязкость смеси масло/хладагент непрерывно меняется в зависимости от значения всех перечисленных выше параметров в данный момент. Вместе с тем вязкость смеси должна оставаться достаточно высокой, чтобы обеспечить наличие непрерывной и достаточно толстой смазывающей пленки на трущихся поверхностях. Кроме того, высокая вязкость повышает герметичность между сжимающей деталью компрессора (поршнем или винтом) и корпусом камеры сжатия таким образом, чтобы поддерживать как можно более высокое значение объемного КПД.
Вязкость синтетических масел менее чувствительна к изменению температуры.

Химическая стабильность холодильного масла во времени является залогом нормальной работы компрессора. Она зависит от двух основных факторов: температуры и природы используемого хладагента.
Говоря о термической стабильности, следует иметь в виду, что температура среды в зоне нагнетательных клапанов компрессора может достигать 175°С. Хотя в течение одного цикла время нахождения среды при такой температуре очень незначительно, однако в общей сложности за весь срок эксплуатации оно может достигать многосуточных значений. Поэтому проверка термической стабильности масел, называемая тестом Elsey, производится в течение 168 часов, т. е. времени, соответствующего полному сроку службы масла при нормальных условиях работы.
Стойкость масла при воздействии на него хладагента также является очень важным показателем, так как в случае химической реакции масла с хладагентами могут образовываться нежелательные соединения, оказывающие вредное воздействие на нормальную работу установки, в чем мы сможем убедиться ниже. Поэтому стойкость масла проверяется экспериментально путем его выдержки в течение 96 часов при температуре +250° в атмосфере паров хладагента с избытком воздуха при давлении, соответствующем температуре хладагента +40°С.

Читайте также  Глубина холодильника как измеряется

Среди соединений, которые могут образовываться вследствие химических реакций между маслом и хладагентом, назовем прежде всего такие продукты полимеризации, как отработанная смазка (шлам), вызывающая закупорю. масляных канавок компрессора, и палитура, откладывающаяся на металлических поверхностях, в частности на тарелях клапанов, которые в результате могут залипать и не открывался так, как нужно.
При понижении температуры смесь масла и хладагента может образовывать воскообразные частицы, вследствие чего возможны разного рода аномалии, начиная от заедания подвижных частей регуляторов и заканчивая полной закупоркой трубопровода.

Еще одной причиной химической нестабильности масла может оказаться присутствие в контуре остатков кислорода, обусловленное недостаточным уровнем вакуумирования контура перед заправкой. В результате окисления масло меняет цвет от бледно-желтого до коричневого или даже черного. Сопротивляемость масла окислению измеряют, нагрев его до температуры 115°С и выдерживая при этой температуре в закрытом сосуде с погруженной в масло медной спиралью. Цвет масла и измерение коэффициента электрической мощности указывают на стойкость масла к окислению.

Способность к поглощению влаги (гигроскопичность)

Содержание влаги в масле выражается в мг/ кг (или ррт). Если иметь в виду те предосторожности, которые предпринимаются для снижения следов влаги перед заправкой холодильной установки, то становится ясно, что используемое масло должно содержать как можно меньше влаги, чтобы при соединении масла с хладагентом с учетом остаточного содержания влаги после вакуумирования контура полное содержание воды в установке оставалось ниже допустимых пределов.
Определение содержания влаги в холодильных маслах обычно производится по методу Карла Фишера, однако существуют и другие, более общие методы, например азеотропное связывание диметилбензолом.

Содержание золы в масле соответствует сумме массы шлаков, остающихся после полного сжигания масла. Минеральное масло, будучи чистым органическим веществом, обыкновенно сгорает без остатка, поэтому количество золы, образующееся при его сжигании, позволяет измерять количество содержащихся в масле примесей.
Практически воспламененная и медленно сжигаемая пробная порция масла дает углерод-содержащие шлаки, которые прокаливаются в печи при 775°С до полного сгорания углерода.

Температура вспышки определяется как минимальное значение температуры, которую необходимо сообщить маслу, чтобы выделяющиеся масляные пары самопроизвольно вспыхнули в присутствии открытого пламени. Подъем температуры масла производится в нормальных условиях, т. е. в открытом тигле при давлении 1013 мбар. Точка вспышки холодильного масла представляет собой показатель, позволяющий оценивать густоту масла и его склонность к выбросу из компрессора. Заметим, что если после достижения температуры вспышки продолжать нагрев масла в открытом тигле, то время горения паров будет все увеличиваться, пока, наконец, не достигнет 5 с. Температура, при достижении которой пламя на поверхности масла держится не менее 5 с. после воспламенения, называется темвературой зажигания. Разница между температурой вспышки и температурой зажигания в общем случае может меняться от 5 до 60 К в зависимости от вязкости.

Точка текучести определяется как минимальная температура, при которой масло сохраняет текучесть при охлаждении в нормальных условиях в U-образной трубке. Точка текучести измеряется в °С для скорости подъема масла в U-образной трубке, равной 10 мм/мин.

Показатель омыления (число омыления)

Числом омыления называют количество гидроокиси калия КОН в миллиграммах, прореагировавшее с одним граммом вещества. Образец вещества растворяют в метилэтилацетоне и нагревают, размешивая в течение 30 минут в присутствии избытка гидроокиси калия, растворенной в спирте. После этого остаток непрореагировавшей гидроокиси калия титруют соляной кислотой. Число омыления позволяет определять содержание в масле легко омыляющихся элементов. Любое увеличение числа омыления в процессе эксплуатации свидетельствует об изменении состава масла.

Показателем кислотности или просто кислотным числом называют количество щелочи в миллиграммах (как правило, гидроокиси калия КОН), необходимое для нейтрализации кислот, содержащихся в одном грамме масла.
Это число зависит от общего количества кислотных продуктов, содержащихся в масле, и выражается кислотным числом TAN (Total Acid Number). Оно меняется в зависимости от типа масла и срока его эксплуатации. Высокое значение кислотного числа указывает в общему случае на перегрев или окисление масла. Присутствие кислот в масле может также указывать на разложение хладагента. Когда в контуре холодильной установки появляются кислоты то прежде всего они воздействуют на медные детали, т.е в первую очередь на обмотку электродвигателей герметичных и полугерметичных компрессоров. Частицы меди при этом могут перемещаться с одних деталей на другие и в яркие концов оседать на некоторых металлических поверхностях, например подшипниках, которые в результате быстро выходят из строя. Это явление называют «омеднением», и легко понять важность периодических проверок кислотности масел в целях предотвращения воздействия кислот на обмотку в самом начале процесса.

При длительной остановке компрессора масло, содержащееся в его картере, насыщается хладагентом, и во время очередного запуска компрессора резкое падение давления в картере и рост температуры приводят к выделению хладагента из масла, сопровождающемуся более или менее значительным вспениванием последнего.
Образование пены порождает две проблемы. Во-первых, пена разрушает масляную пленку в подшипниках, препятствуя их качественной смазке. Во-вторых, происходит интенсивный выброс масла из картера в холодильный контур, что, в свою очередь, вызывает в числе прочего ухудшение теплообмена в местах, где есть опасность его оседания (например, в испарителе). Кроме того, если масла в картере становится меньше, чем необходимо, это ухудшает условия смазки компрессора, что создает опасность его преждевременного износа.
Определение способности масла к пенообразованию осуществляется различными способами: барботажным, в процессе которого данный хладагент прокачивается через слой масла определенной толщины, или прямым испытанием компрессора на вспенивание масла в его картере с наблюдением за уровнем масла путем заглядывания в картер.

Смешиваемость и растворимость масел и хладагентов

Вначале уточним, что в данном случае смешиваемость означает образование однородной среды из масла и жидкого хладагента, а под растворимостью понимается насыщение масла хладагентом в паровой фазе.
Смешиваемость зависит от природы хладагента, типа масла и его температуры и вязкости, а растворимость, кроме перечисленных факторов, еще и от давления (закон Генри). Знание степени смешиваемости масла с хладагентом очень важно, поскольку от нее зависит, хорошо или плохо масло будет возвращаться в компрессор и, исходя из этого, достаточной или несовершенной будет его смазка.
С некоторыми хладагентами масло смешивается полностью, например с RH, R12, R21, R113, R500. При этом смесь представляет собой однородную среду, которая полностью возвращается в компрессор, обеспечивая его нормальную смазку.
С другими хладагентами масло смешивается только частично (R22, R13B1, RH4, R152a, R501, R502), при этом смешиваемость зависит от типа хладагента и температуры.

Некоторые хладагенты, такие, как R13, R14, R115, R503, очень плохо смешиваются с маслом, а что касается R717 (аммиака), то у него смешиваемость с маслом практически нулевая В этом последнем случае необходимо предусматривать соответствующим образом расположенные точки возврата масла в компрессор. В других случаях следует использовать такие масла, которые не приводят к образованию двухслойных смесей в рабочем диапазоне установки.
Понятие растворимости имеет важное значение для компрессоров, предназначенных к использованию в составе тепловых насосов, поскольку в них давление и температура нагнетания достигают довольно высоких значений. В связи с этим следует отметить, что растворимость хладагентов (кроме аммиака) в полиаль-фаолефиновых маслах хуже, чем в минеральных и, тем более, чем в диалкилбензеновых маслах.
По данным «Учебник по холодильной технике» Польманн 1998.

Со дна пожиже: можно ли загубить мотор слишком вязким маслом?

Мастера официальных дилерских сервисов породили немало опасных заблуждений, базируясь на рекомендациях производителей и не желая мыслить за пределами “гайдлайнов”. Чего стоит только опровергнутая многократно, в том числе производителями автоматических коробок, теория о “несменяемости” масла в АКП… Ещё одна популярная байка, тиражируемая дилерами, возникла на волне увлечения производителями маловязкими маслами вроде 0W20 и 0W30. Теперь многие проблемы с мотором объясняются мастерами использованием “слишком вязкого масла”. Попробуем разобраться, возможно ли это вообще.

Что такое SAE?

Н ачнём с пояснения простых вещей — с обозначений класса вязкости всесезонных масел по стандарту SAE, Сообщества автомобильных инженеров (Society of Automotive Engineers), наиболее популярному в мире. В обозначении, скажем, класса 5W30 первая цифра — это индекс вязкости при низких температурах, а вторая — при высоких.

Чтобы определить эти индексы, методика SAE предусматривает ряд инструментальных тестов: CCS – Cold Crank Simulator, MRV – Mini Rotary Viscometer для низкотемпературного диапазона и два теста при рабочей температуре — Kinematic viscosity для температуры 100 градусов и новый тест HTHS — High Temperature High Share для 150 градусов. Всё это делается с помощью точной сложной аппаратуры, и фиксироваться на этой части мы не будем.

Для каждого класса масла определен диапазон, в который должны укладываться его характеристики. Но общий смысл обозначения максимально прост: первая цифра говорит, насколько вязким является масло при холодном старте, а вторая — насколько оно выдерживает рабочие температуры. При этом каждая из цифр вовсе не означает абсолютное значение вязкости.

Для иллюстрации мы взяли результаты исследования лаборатории компании Widman International и немного адаптировали их для российского читателя.

На графиках хорошо заметно, как сильно параметры вязкости масел меняются при росте температуры. Очевидно, что пока мотор не прогреется хотя бы до 30 градусов, ему приходится очень тяжело, особенно на маслах 10W40 и 15W40.

Читайте также  Холодильник норд кто производитель

вязкость 1

А вот между 40 и 80 С можно наблюдать совсем интересную картину: с ростом температуры кривые начинают пересекаться. И масло 10W40 к 80 градусам становится менее вязким, чем 5W40.

вязкость3

Оптимальная вязкость при рабочей температуре (от 100 до 110 градусов) — от 9 до 18 мм2/с. В эти границы попадают все масла, но при даже незначительном дальнейшем росте температуры масло 5W30 теряет остатки всей вязкости и становится слишком жидким. Так что тут более вязкие масла даже имеют очевидное преимущество.

вязкость5

Аналогичные “сюрпризы” существуют и для низкотемпературного индекса. И, конечно же, масла с одной номинальной вязкостью и полностью соответствующие стандарту всё же могут довольно существенно различаться по характеристикам. Но для простоты объяснения я буду учитывать индексы вязкости раздельно — как масла 5W или как масла W40, говоря о низкотемпературной и рабочей вязкости, без оговорок о реальном классе масла, чтобы не вносить путаницу. Просто подразумевая, что большая вязкость соответствует большему классу вязкости, без дополнительных хитростей и оговорок.

Еще один важный момент связан с тем, что холодная вязкость масла на порядок или два отличается от вязкости при рабочей температуре. Типичное минеральное масло 15W40 при температуре около нуля градусов имеет кинематическую вязкость порядка 1 500 мм2/с, а при рабочей температуре этот параметр уже составляет всего 13 единиц. У синтетики 5W30 эти параметры меняются не так сильно: 900 мм2/с при нулевой температуре и порядка 11 при рабочей.

Вязкость зависит от температуры нелинейно: в зависимости от состава масла она резко повышается в зоне низкой температуры и достаточно плавно изменяется в области рабочих температур. Замер рабочей вязкости проводится при ста градусах Цельсия, но рабочим диапазоном обычно является зона от 20-30 градусов, когда вязкость выше номинальной уже не на два порядка, а менее чем в десять раз.

В зависимости от двигателя и режима эксплуатации температура масла внутри него существенно различается, а значит, и вязкость одного и того же масла в рабочем режиме в разных двигателях разная. Более того, она непрерывно меняется в процессе движения. Таким образом, выбор вязкости масла связан еще и с такими параметрами, как типичная длительность поездки, нагрузка и температура окружающей среды.

К тому же на температуру масла (а значит, и на его вязкость) заметно влияет состояние двигателя. Повышенный объем картерных газов, неисправная система вентиляции, дополнительная защита картера, изношенный масляный термостат, грязный маслорадиатор — всё это вносит свои коррективы в режим работы масла.

Кроме того, нужно учитывать, что масло меняет свою вязкость в процессе эксплуатации. Обычно рабочая вязкость снижается по мере вырабатывания загущающих присадок, что особенно характерно для масел с вязкостью свыше W40, а низкотемпературная вязкость, наоборот, возрастает, поскольку срабатываются и присадки, повышающие текучесть при низкой температуре. Последнее характерно для всех масел с существенной долей минеральной основы, то есть, фактически для 99% масел на рынке, потому что даже у очень дорогих эта доля менее 30% не бывает. Чистая синтетика может вести себя иначе, но это тема для отдельного разговора.

Гуще или жиже?

С учетом вышесказанного становится понятно, что никто не будет пытаться создать двигатель, которому для работы нужно масло строго определенной вязкости, не выше и не ниже заявленной в документах. Это просто технически невозможно: как я уже подробно говорил выше, вязкость масла постоянно меняется, причём в весьма широком диапазоне.

Но самый главный вывод — в том, что мотор существенную часть своего пробега работает с маслом, вязкость которого на порядок или даже два выше, чем его вязкость при рабочей температуре согласно SAE. Потому, опять же, ни один производитель не будет делать двигатель, которому могло бы повредить более вязкое масло. Даже если у вас залито масло с индексом вязкости в два раза выше, чем рекомендуемое, мотору это совершенно безразлично — он прекрасно будет работать и на этом масле. Ему это вредит не больше, чем типовая 15-минутная поездка, особенно зимой.

Auto mechanic hand holding motor oil

Конечно, в долгосрочной перспективе возможно проявление каких-то особенностей, вызванных использованием слишком вязкого масла. Но их никак нельзя назвать фатальными для всего мотора. Например, может раньше срока износиться редукционный клапан насоса, сам маслонасос или фазорегуляторы. Но и это крайне маловероятно.

Фактически мотор рассчитывается на минимальную, а не максимальную рабочую вязкость масла. Любое уменьшение его рабочего давления критично, а вот небольшое повышение вязкости и давления — практически безвредны. Они приведут к небольшим колебаниям характеристик, и не более того. И уж совершенно точно нет ни одного двигателя, в котором «масляные каналы слишком узкие» или «зазоры слишком маленькие».

вязкость4

Другое дело — использование слишком маловязкого масла. Как мы видели из графиков, при высоких температурах маловязкие масла могут переступить минимальный порог вязкости в 9 мм2/с. Для масла 5W30 это возможно уже при 115 градусах. Тем временем, нормальная рабочая температура в современных моторах может достигать 110 градусов, а масло им часто рекомендуют и вовсе 0W20. И тут последствия могут быть более губительными, вплоть до проворота вкладышей и износа шеек коленвала. Поэтому уж лучше более густое масло, чем более жидкое.

Вязкость моторного масла

Вязкость моторного масла

Учитывая большие объемы масла, используемого грузовиками и строительной техникой, фактор цены и ресурса смазочных материалов важен для бизнеса, особенно для крупных автопарков.

Содержание

Это свойство прямо влияет на эффективность смазки, защиту от износа, а в холодном климате и на саму возможность запуска двигателя. Узлам, смазываемым принудительно маслонасосом, требуется обеспечение давления масла в определенных пределах, а оно находится в прямой пропорции с его вязкостью. Эффективность смазки разбрызгиванием (в первую очередь стенок цилиндров) зависит и от объема масла, выходящего через зазоры вкладышей, и от прочности масляной пленки, то есть вновь связана с вязкостью.

Появление в конструкции двигателей гидрокомпенсаторов, а затем и гидравлического привода фазовращателей также пришлось учитывать при составлении требований к вязкости моторного масла. Недостаточно вязкий продукт нарушает работу гидрокомпенсаторов, что выдает себя характерным стуком в механизме привода клапанов.

Зависимость вязкости от температуры

Моторное масло – это сложная по составу жидкость, состоящая из органических (базовое масло) и неорганических (часть пакета присадок) компонентов. У любого сорта материала есть ярко выраженная зависимость вязкости от температуры. По мере ее роста вязкость падает, снижается давление в масляной системе, уменьшается прочность масляной пленки. Поэтому при превышении определенной температуры масло может потерять это свойство настолько, что под нагрузкой трение в двигателе перейдет в сухое, а это неизбежно приведет к поломке.

При снижении температуры масло, напротив, густеет. Ухудшается прокачиваемость, возрастает сопротивление масляного фильтра, снижается объем масла, разбрызгиваемого в картере. При увеличении вязкости выше определенного порога становится невозможным запуск двигателя с помощью электростартера: его мощности не хватает, чтобы раскрутить коленчатый вал до нужных оборотов либо даже просто сдвинуть его с места.

Классическое минеральное базовое масло отличает наиболее ярко выраженная зависимость вязкости от температуры, то есть оно имеет минимальную ширину диапазона применяемости. По этой причине характеристики продукции приходится корректировать введением дополнительных присадок. Высококачественные синтетические базовые масла позволяют обеспечивать наиболее широкие границы применимости: при великолепных низкотемпературных свойствах масло не теряет способность смазывать и защищать мотор после прогрева и под нагрузкой.

Зависимость вязкости от срока службы смазочного материала

По мере эксплуатации масло неизбежно стареет, его вязкостные характеристики меняются:

  • окисляется и насыщается продуктами неполного сгорания топлива базовое масло;
  • разрушаются введенные в состав продукта стабилизаторы вязкости.

Для обеспечения нормальных интервалов замены масла необходимо, чтобы к концу срока его параметры оставались в пределах, заданных производителем двигателя. Старение масла становится к концу срока службы хорошо заметным: вязкость снижается, одновременно ухудшаются и низкотемпературные характеристики.

Используя высококачественные базовые масла и современные пакеты присадок, ROLF Lubricants GmbH может предложить продукцию не только со стандартными, но и с увеличенными сроками замены в соответствии со специфическими допусками автопроизводителей (например, BMW LL-01). В то же время намеренное увеличение интервалов замены, если оно прямо не оговорено в сервисной книжке для масел с конкретным допуском, не может быть рекомендовано.

Нужно учитывать, что сроки замены устанавливаются автопроизводителями для среднестатистических условий эксплуатации. В ряде случаев требуется сокращать интервалы обслуживания. Сюда относятся:

  • частые пробки, в которых двигатель работает на минимальных оборотах (наихудшие условия смазки) без набора километража на одометре;
  • жесткая эксплуатация (перегрузки, агрессивное вождение, внедорожная езда), когда возрастают темпы старения и окисления масла.

В таких условиях вязкостные свойства масла, как и другие эксплуатационные характеристики, уже могут выйти за установленные пределы быстрее, что ускорит рост износа двигателя. Именно поэтому в сервисных книжках обычно прямо предписываются сокращенные интервалы замены масла в описанных случаях.

Стандартизация вязкости смазочного материала

Для надежности смазки двигателя в первую очередь требуется, чтобы кинематическая вязкость масла при рабочей температуре находилась в определенных границах. Также особо оговаривается минимальная динамическая вязкость при повышенной температуре. При зимней же эксплуатации необходимо задать предельно высокую динамическую вязкость масла для определенной температуры, чтобы иметь уверенность в возможности прокрутки двигателя стартером и сохранении прокачиваемости материала насосом.

Общепринятая спецификация SAE J300 удобна и позволяет легко описывать и сравнивать вязкостные характеристики моторных масел. Ее принцип легко описывает простая таблица:

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: