Зависит ли срок службы масла в одном и том же двигателе от вида этого масла? Почему одно ходит от смены до смены, а другое приходится периодически подливать?
Статья на эту тему опубликована в ЗР, 2012, №7. А вот полный ее вариант – только здесь. Исследования проводил гуру по части масел, бензинов и прочей автохимии, доцент Санкт-Петербургского политехнического Университета Александр Шабанов.
Не так давно один знакомый полуолигарх (недоолигарх) пожаловался…
– Ничего не понимаю! Купил «Кайена Би-Турбо», а он масло жрет по два литра на тысячу! Причем – хорошей дорогой синтетики… Я не бедный, но жаба душит!
Задушила жаба – продал он «Поршика». Но вопрос все же остался – куда же уходит масло? И какое масло уходит меньше? Будем разбираться…
Для испытаний мы взяли семь масел разных типов, но одной группы по вязкости, соответствующей SAE 5W-40. При выборе попробовали перекрыть все основные группы базовых масел. Почему был сделан именно этот выбор, расскажем чуть ниже.
Основной причиной ухода масла является его угар: подробности – в «Нашей справке». На него влияют конструкция и состояние двигателя, режим эксплуатации, температура воздуха за бортом. И, конечно же, свойства самого моторного масла.
Ни один параметр масла напрямую не подсказывает, сколь быстро будет оно угорать. Косвенно об этом свидетельствуют две величины. Первая – испаряемость масла (см. врезку) и температура вспышки. Если первый параметр практически нигде не фигурирует, и раздобыть его сложно, то температура вспышки указывается во всех спецификациях масел. Это температура, при которой происходит воспламенение паров масла, испаренных с поверхности масляной пленки при воздействии открытого огня (в нашем случае – пламени от сгорания топлива). Зависит она от состава масла – чем больше в нем легких фракций, тем ниже температура вспышки.
Теперь понятно, почему мы выбрали столь разношерстную компанию для испытаний. Минеральное масло – «Лукойл Стандарт» 10W-40, с температурой вспышки по паспорту 217° С. Оно пойдет как база, с ним будем сравнивать другие. Три «полусинтетики» из группы 5W-40 – гидрокрекинговое масло ZIC A+ с температурой вспышки 235°С, Castrol Magnatec (232° С) и RAVENOL (224° С). «Синтетики» постарались взять с максимальным значением температура вспышки. Выбрали наш «ТОТЕК Астра Робот» на базе полиальфаолефинов (ПАО), относимый производителем к категории Full Synthetic – его температура вспышки 246° С. Компанию ему составил эстеровый Xenum X1 c рекордными 247° С. Ну, и чтобы рассеять сомнения о том, что «синтетики» горят меньше других масел, взяли еще одно масло – Neste Oil, также позиционируемое как «полная синтетика», с температурой вспышки 228° С. Вязкость всех масел – близкая, а вот основы – абсолютно разные, совсем разные: «минералки», простые и продвинутые гидрокрекинговые «полусинтетики», хорошие «синтетики» на базе ПАО и даже самые продвинутые синтетические масла на эстеровой базе.
Дальше – все просто. Строго дозированные 3 литра масла заливают в мотор, после чего – тридцатичасовой заезд на условной скорости 120 км/час. Движок простенький, «жигулевский» 21083, так что для него практически 4 тысячи километров пробега на постоянной скорости – серьезное испытание. После заезда масло практически до капли сливают по строго определенному ритуалу. Остается сравнить остатки.
Продукты сгорания масла влияют на токсичность отработавших газов- чтобы отследить, насколько, по ходу испытаний на фиксированном режиме работы замеряем содержание остаточных углеводородов в отработавших газах. Поскольку топливо одно и то же, то все различия, выходящие за предел погрешности измерения, можно отослать на так называемые «нетопливные СН», порождаемые испарением и сгоранием масла в цилиндрах.
Итог подтверждает наши предположения. Угорает меньше масло с более высокой температурой вспышки. Так, наш «ТОТЕК Астра Робот» показал лучший результат, в пределах погрешности измерения с ним лежит и бельгийский XENUM X1. И, действительно, температура вспышки у них лежит за 245° С. Среди всех «полусинтетик» лучший результат по угару показал корейский ZIC A+ с заявленными 235°С. А худший результат показала обычная «минералка» с ее 217° С. Данные замеров СН также косвенно подтверждают эти результаты.
Можно возразить: мол, и так ясно, что синтетика лучше минералки! А вот и нет! Сравните данные по полусинтетическому ZIC A+ и «полной синтетике» Neste Oil – кореец дает показатели пусть и немного, но лучшие! Оно и понятно – мотор наклеек на канистрах не читает, ему важны свойства углеводородной жидкости, залитой в поддон!
ЧТО ЗАЛИВАТЬ?
Итак, на что смотреть, когда выбираешь масло, чтобы его поменьше расходовалось? Вопрос особо актуален для побитых жизнью моторов, в которых одной заправки масла от смены до смены уже не хватает, а также для любителей быстро и далеко ездить, равно как и для владельцев мощных моторов с турбонаддувом.
Наш совет следующий: всем им показаны масла с пониженной испаряемостью! К сожалению, на канистрах ничего такого вы не прочитаете: придется полазить по сайтам производителей. И тут легче всего ориентироваться на температуру вспышки: она приводится для всех масел. Чем она выше, тем лучше. Как показали наши испытания, цифра выше 230° С обеспечивает сравнительно малый расход масла на угар. А уж если он лезет за 240° С, то и совсем хорошо. Правда, за все время работы с маслами в группе «сороковок» такими величинами могли похвастаться только две их марки: «XENUM X1» и наш «ТОТЕК Астра Робот.
Да, и что важно – температура вспышки масла различна для масел разных групп вязкости. Вязкость – первична, поэтому сначала подберем требуемое масло по SAE, а уж потом, в пределах выбранной группы, будем уточнять свой выбор, выискивая масло с максимальной температурой вспышки.
КУДА УХОДИТ МАСЛО?
Если на асфальте под машиной нет масляных луж, то есть все сальники целы, то основным источником расхода масла в моторе является его угар в цилиндрах. Для атмосферных двигателей он может определять до 80 – 90% всех потерь масла, для их коллег с турбонаддувом – до 60 – 70%. Следующий по значимости путь, по которому масло покидает мотор – это смазка турбокомпрессора; далее – протечки масла через маслоотражательные колпачки. Этот путь, впрочем, может стать основным, если они полностью изношены или совсем высохли. И кое-что уходит в виде паров масла через систему вентиляции масла.
Кстати, кроме денежек, улетающих с маслом, его большой расход чреват еще многими проблемами. Это – повышенный темп загрязнения внутренних поверхностей двигателя: ведь горит масло плохо и грязно. Это – снижение ресурса катализаторов, которые не в состоянии переварить продукты неполного сгорания тяжелых углеводородов масла. Это рост токсичности отработавших газов – ведь недаром сейчас «Це-Аши» в них разделяются на «топливные» и «нетопливные», то есть масляные.
ПОЧЕМУ И КАК УГОРАЕТ МАСЛО?
Бытует мнение – ВСЕ масло, попавшее в цилиндр, неизбежно и безвозвратно сгорает! Так ли это? Нет, не так!
Масло попадает в цилиндры в виде масляной пленки, оставляемой первым поршневым кольцом. Средняя ее толщина – до десяти-двадцати микрон, в зависимости от режима работы, степени износа двигателя, вязкости масла и еще кучи других параметров. Это доказано давно и точно! Если взять типичный полуторалитровый двигатель, то легко подсчитать, что при толщине масляной пленки в 10 мкм, за один цикл в цилиндры попадает около одного «кубика» масла. То есть, если бы оно все выгорало, то при 3000 об/мин. за минуту в трубу вылетало бы… 1,5 литра масла! Значит, за каждый цикл сгорает не вся масляная пленка, а только его малая часть.
Как это происходит? Вспомните, как ведет себя масло на сковородке, когда ее греете, прежде чем разбить на нее парочку-троечку яиц. Сначала оно растекается по горячей поверхности, потом, по мере нагрева сковородки, начинает кипеть и вонять на всю кухню. А, если плеснуть холодное масло сразу на раскаленную сковородку, то можно его брызгами и в лицо получить.
Теперь о том же, но «по научному». Когда масло прогрето ниже температуры кипения, оно испаряется медленно, диффундируя с нагретой поверхности. Когда начинает кипеть – испарение резко усиливается. А уж при очень высоких температурах микровзрывы отбрасывают капли масла от сковородки.
В цилиндре двигателя – все аналогично, разве что яиц там нет… И, судя по нашим оценкам, преобладать должен первый режим испарения масла, когда до его объемного кипения дело не доходит. Казалось бы, при огромных температурах сгорания топлива в цилиндрах, масло должно как минимум «шкворчать»! Но в том-то и дело, что сидит оно тонкой пленкой на сравнительно холодной поверхности цилиндра, охлаждаемого антифризом, и поэтому прогревается не так сильно. И лишь для некоторых режимов, когда педаль акселератора топится в пол, поверхностные слои пленки масла начинают кипеть. Именно поэтому при быстрой езде доливать масло приходится чаще.
ОБ ИСПАРЯЕМОСТИ МАСЛА
Скорость испарения масла должна зависеть от температуры начала его кипения, фракционного состава и толщины масляной пленки, формируемой первым поршневым кольцом на стенке цилиндра, которая, в свою очередь, зависит от высокотемпературной вязкости масла. Все это хорошо, но описания масел таких параметров обычно не содержат… Есть, правда, так называемая «испаряемость масла по NOACK» – чем она ниже, тем меньше склонность масел к угару. Принцип определения этого параметра прост – масло греют один час при температуре 250° С, после чего оценивают потерю массы. «Минералки» при этой пытке теряют до 22 – 25% , хорошие современные «синтетики» – менее 8 – 10%. Чем выше класс базового масла, тем ниже потери масла на испаряемость. Но, к сожалению, большинство фирм не указывают этот параметр в описаниях своих масел, выложенных на своих официальных сайтах.
Однако, в реальном двигателе все гораздо сложнее. Там при резко переменных температурах и давлениях испаряется тонкая пленка масла, чего ни одной модельной установкой не измеришь. Отсюда и возможные ошибки: из метода следует, что испаряемость более вязких масел ниже, а на практике с ростом вязкости масла растет его расход. Причина простая: толщина слоя масла на стенках цилиндра, а значит, его пропуск в зону прогрева и испарения, с ростом вязкости резко увеличивается.
Двигатели автомобилей должны выдерживать высокие механические тепловые нагрузки, поэтому к качеству смазочного вещества предъявляются высокие требования. Моторные масла имеют характеристики и множество показателей.
[ Скрыть ]
Диапазон рабочих температур
Вязкость моторных масел
Смазывающее вещество используют, чтобы не допустить сухого трения внутренних деталей двигателя. Моторная жидкость должна обеспечивать разделение поверхностей трения, эффективно прокачиваясь по масляным каналам. Температура (в дальнейшем темп.) вспышки моторного смазывающего — это параметр, характеризующий его испаряемость.
Характеристики моторного масла - вязкость и зависимость от темп. в широком диапазоне.
Создавая двигатель автомобиля производители, прежде всего, должны рассчитать вязкость моторного нефтепродукта, которая может изменяться с изменением температур.
Темп. вспышки определяется нагреванием рабочей жидкости в открытом или закрытом тигле, приборе, куда его заливают и подогревают. Чтобы зафиксировать темп. состояние рабочей жидкости следует провести над тиглем зажженным фитильком.
Рабочая темп. моторных масел не должна повышаться больше чем на 2 градуса в течение 1 минуты. Смазывающее вещество должно не только вспыхивать, но и гореть. Низкая темп. моторных масел увеличивает вязкость жидкости, и наоборот.
Вязкость моторных масел, которая указана в руководстве по эксплуатации, должна быть оптимальной.
Температура вспышки моторных масел характеризует присутствие в нем легкокипящих фракций. Она связана с таким показателем, как испаряемость нефтепродукта во время эксплуатации. Хорошие рабочие вещества имеют темп. показатели вспышки более 225°C.
Фракции, обладающие слабой вязкой, которые есть в наличии только у некачественных масел, выгорают и испаряются очень быстро. В результате этого смазочный продукт также быстро расходуется. К тому же, его температурные свойства ухудшаются.
35°С - 180°С - таковы пределы рабочих температур масел. Температурное состояние рабочей жидкости зависит от конструкции ДВС и темп. воздуха. Чтобы получить хорошие вязкостно-температурные характеристики, нефтепродукта загущают посредством специальных присадок, позволяющих меньше «разжижаться» при достижении высоких темп. и делаться гуще при низких.
Классификация
Рабочий температурный показатель обычного двигателя с водяным охлаждением должен быть между 80°C и 90°C. Исходя их этого, рабочее темп. состояние смазки должно быть выше на 10°C — 15°C температурного состояния охладителя, но не доходить до отметки 105°C.
Рабочая вязкость может падать ниже 10 мм 2/c. В результате этого масляная плёнка будет слишком тонкой, чтобы стать качественной смазкой для всех деталей в двигателе.
Стоит знать температурный диапазон применения некоторых нефтепродуктов.
В названии зимних рабочих жидкостей содержится буква «W»: 4OW, 5W, 10W, 15W, 20W, 25W.
Летние обозначаются числами — 20, 30, 40, 50, 60. Вязкость выше, если выше число.
Двойное обозначение имеют всесезонные смазывающие: SAE 15W-40.
Существует таблица значений и характеристик вязкости смазочного продукта по SAE:
Смазочный продукт бывает бензиновым, дизельным и универсальным, а также всесезонным, летним и зимним. Характеристики смазывающего зависят от базового вещества, которое является основой и с помощью которого различают минеральные, полусинтетические и синтетические продукты для смазки.
Если температурный диапазон, который обеспечивает нужную вязкость жидкости, широк, то выше и его индекс, а значит, такой продукт можно назвать высококачественным. У рабочего вещества может быть как низкое темп. состояние, доводящее его до застывания, так и высокое, то есть температура кипения. О застывании немного позже.
Низкая температура
Низкотемпературные параметры
Важно помнить не только о температуре на улице, но и о рабочей темп. в двигателе, так как на него влияют пробег автомобиля и нагрузки.
В двигателе каждого автомобиля обычно применимы два режима поступления смазывающего вещества:
- граничный, при котором смазывание вокруг поршней осуществляется без давления;
- гидродинамический, когда смазывается под давлением коленчатый вал.
Существуют низкотемпературные параметры смазки. К ним относятся:
- проворачиваемость, указывающая на динамическую вязкость моторных масел и на температурный режим, который делает продукт жидким, таким, при котором есть возможность запуска двигателя;
- прокачиваемость - состояние, позволяющее маслу прокачаться в системе смазки.
Стоит отметить, что рабочая температура прокачиваемости на 5 градусов ниже температурного состояния проворачиваемости.
Существует таблица температурных состояний нефтепродукта.
Для всесезонных и зимних моторных масел важна низкая темп. застывания.
При запуске холодного двигателя или во время движения с низким температурным показателем жижа поступает в самые отдаленные места.
Температура застывания, которая влияет на поступление рабочей жидкости к трущимся деталям, при этом должна быть ниже темп. окружающей среды. Темп. застывания моторного нефтепродукта должна быть ниже на 5-10°С температуры запуска двигателя.
Высокая температура
Диапазон допустимости
Что может случиться, если мотор прогрелся до рабочих темп., однако, вязкость смазки не снизилась до нужного уровня? Ничего страшного не будет при нагрузках. Немного повысятся температурные показатели мотора, а вязкость уменьшится до нормы.
Рабочие температурные показатели мотора не превысят нормы для этой нагрузки и уложится в диапазон допустимости. Но мотор может достаточно большой отрезок времени работать при высоких показателях термометра, что не приведет к увеличению его моторесурса.
Залив нового масла в двигатель Температура кипения
Слишком высокий уровень теплоты в моторе опаснее, чем низкий. Повышение температурного состояния может довести смазку до кипения. Если ее нагреть до стадии кипения, то можно увидеть, как оно запузырится и задымится. Смазка доходит до кипения при 250-260 градусов.
При повышенном температурном состоянии понижается вязкость смазки, из-за чего она не сможет качественно смазывать детали. К тому же уменьшение зазоров может повлечь за собой повреждение механизма. Если температура смазки повысилась до отметки 125 градусов, то оно будет гореть вместе с топливом после того, как обойдет поршневые кольца.
При этом концентрация смазочного материала в горючем будет низкой, поэтому при выхлопе он не будет заметен. Жидкость будет быстро расходоваться. Поэтому потребуется частое заливание новой. Если агрегат требует добавить смазки, то обратите на это внимание.
Почему смазочный продукт нельзя доводить до кипения?
Непосильная нагрузка на двигатель и недостаточный за ним уход приводят жидкость в состояние кипения, при котором она теряет вязкость и другие необходимые качества.
Вспышки и застывание моторного масла
Вспышки
Состояние, при котором появляется вспышка на поверхности смазки, если преподнести к нему газовое пламя, называется температурой вспышки. При нагревании смазочного продукта концентрируются масляные пары, которые способствуют воспламенению.
В температурных состояниях вспышки и воспламенения есть различия, которые связаны со способом проведения испытания и с самим аппаратом. Температурное состояние вспышки и воспламенения - это показатели летучести рабочего вещества, которые определяют его тип, а также степень его очистки.
Но температурные состояния воспламенения и вспышки не могут характеризовать работу смазки в двигателе и его качество.
Застывание
Если вещество перестаёт быть тягучим и подвижным, то это называется температурой застывания. Резкое увеличение вязкости и процесс кристаллизации парафина - то, что характеризует застывание. Смазочный продукт, который находится в условиях низких температур, становится неподвижным и вязким. Он получает более твердую консистенцию и пластичность из-за выделения углеводородных компонентов.
Температура застывания равноценна предельной минимальной темп. циркуляции жидкости и системе смазки мотора.
- Смазочный продукт, у которого высокий показатель высокотемпературной вязкости, используют для спортивных автомобилей.
- Но не стоит использовать продукт с таким показателем в обычном автомобиле. Выбирая смазку, необходимо ориентироваться на инструкции по эксплуатации автомобиля.
- Не следует использовать продукт с высоким уровнем свойств, которые выше, чем указал производитель автомобиля.
- Не нужно обращать особого внимания на цвет смазочного продукта, так как присадки, которые в нем содержатся, делают его темным.
- Замену смазывающего производите в те сроки, которые указал производитель вашего авто.
- Если автомобиль часто движется по бездорожью, то такие условия требуют замены смазки в 1,5-2 раза чаще, чем это положено инструкцией.
- Замену оксоли стоит производить чаще, если у автомобиля значительный пробег.
- Если цвет оксоли изменился, то это вовсе не означает, что утратились его эксплуатационные свойства. Смазка смывает отложения в моторе.
- Лучше не смешивать минеральное и синтетические нефтепродукты.
- Доливайте тот же сорт, который уже есть в двигателе.
- Можно не промывать мотор, если жижу заменяли вовремя.
Видео «Температура вспышки»
Посмотрите видео о влиянии температуры на нефтепродукты.
С точки зрения физики, любое вещество может принимать три агрегатных состояния:
- твердое;
- жидкое;
- газообразное.
Смазочные материалы не исключение: несмотря на то, что это достаточно сложные химические композиции. Технические жидкости могут превратиться в густую пасту, не способную перемещаться по каналам, или напротив: закипеть, как вода в чайнике, активно испаряясь и теряя объем.
Если масло закипело, двигатель может загореться
Температура кипения или застывания моторного масла, определяет свойства всего состава, а не отдельно основы или присадок. Следует помнить, что любые негативные свойства сложных смесей определяются худшей характеристикой любого из компонентов.
То есть, если одна из присадок имеет температуру кипения 180°C, то следует считать, что все масло закипит при этой температуре. Если смазка закипит (разумеется, это выглядит не так, как кипение воды в чайнике), её характеристики моментально изменятся.
Смазывающая пленка не сможет удерживаться на рабочей поверхности механизмов, часть присадок расслоится и будет работать не эффективно. Кроме того, пары масла могут вспыхнуть внутри мотора. А это приведет к пожару, который трудно потушить.
Диапазон рабочих температур
Моторное масло должно стабильно сохранять свойства в широком пределе температур. Как минимум, в том рабочем диапазоне, который производитель установил для конкретного двигателя.
Что происходит с маслом, когда оно закипает
Собственно, функционирование всех механических частей и связанных с ними жидкостей, должно быть предсказуемым в заданном температурном диапазоне. Для штатных компонентов мотора, определяющие характеристики установил автозавод, вы не сможете их изменить.
Ошибка при подборе расходников, может негативно сказаться на работе силового агрегата. При этом рабочий температурный показатель двигателя с водяным охлаждением не совпадает с рабочей температурой смазки.
ДВС воздушного охлаждения не берем во внимание, ввиду ограниченного количества производимых моделей. Стандартная температура прогретой силовой установки находится в диапазоне 80°C – 90°C. Для дизелей принимается такой же показатель, с учетом более длительного времени выхода на оптимальную температуру.
Температура моторного масла при любом раскладе будет выше температуры охлаждающей жидкости на 10°C – 15°C, и составит максимум 105°C. Разумеется, если система охлаждения мотора исправна.
Почему моторное масло в двигателе горячее охлаждающей жидкости, потому что cмазочные материалы не вступают в контакт с контурами охлаждения мотора, к тому же, масло нагревается от раскаленных поршней.
Зависимость вязкости от температуры
Одной из важнейших характеристик является вязкость смазочного материала.
Демонстрация зависимости вязкости масла от температуры
Это всегда компромисс:
- Густое масло лучше удерживается на поверхности детали, и формирует надежную пленку в пятне контакта.
- Жидкое масло эффективнее доставляется к точкам смазки, без проблем продвигается по масляным каналам, и хорошо фильтруется.
Производители подбирают баланс показателя вязкости смазочного материала совместно с мотористами автозаводов. Существует общепризнанная классификация, созданная много десятилетий назад Ассоциацией автомобильных инженеров Америки (SAE). Она установила 6 градаций вязкости для зимней эксплуатации: SAE от OW, до 25W, а также 5 летних градаций вязкости: SAE от 20 до 60.
Для проведения исследований, понятия вязкости разделены:
В чем секрет? В зачет идет величина не только вязкости, но и сопротивления, которое возникает при механическом взаимодействии моторного масла и детали. При формировании измеряемой величины, большое влияние оказывает именно температура.
Измерение производится в ротационных измерителях, то есть динамическим путем. Величина характерна для загущенных смазочных материалов, которые относятся к всесезонным.
Температура воспламенения
Моторное масло, вне зависимости от основы (минеральная или синтетическая), относится к горючим материалам. При нагревании до критической величины, смазка воспламеняется. Для каждой марки существует температура вспышки.
При тестировании жидкостей, применяются две специальные методики:
Второй тест не является абсолютно правильным. В реальных условиях температура воспламенения масла ниже, и составляет 150°С — 190°С. Это связано с тем, что свободное масло в подкапотном пространстве образует дополнительные пары механическим путем.
Однако этот показатель говорит скорее о пожарной безопасности (точнее, небезопасности). К техническим характеристикам смазочных материалов, эта величина не имеет отношения. При утечке моторного масла, труба глушителя (температура от 250°С до 750°С) может стать источником возгорания.
Важно! Температура вспышки напрямую зависит от количества паров, выделяемых при определенных условиях. Фактически, это прямая зависимость от температуры кипения.
В свою очередь, степень испаряемости моторного масла зависит от наличия летучих фракций. Влияние на этот показатель оказывает как химический состав основы, так и количество присадок, основанных на воспламеняющихся компонентах.
Температура кипения
При достижении рабочего диапазона температуры двигателя, вязкость моторного масла приходит в норму, присадки активируются.
Если в мотор залита смазка, которая не имеет допуска производителя для данного типа ДВС, может произойти закипание автомобильного масла. До возгорания дело доходит редко, разве что система охлаждения двигателя окажется неисправной.
Если масло закипает, двигатель закоксовывается
Температура кипения моторных масел на 2-3 десятка градусов ниже температуры вспышки. Если смазка находится на грани кипения, или уже кипит – происходит активное разделение состава на фракции, присадки.
Нарушаются рабочие характеристики, масло перестает выполнять свои функции. Кроме того, при закипании уменьшается уровень технической жидкости: под давлением, пары масла в большом количестве выходят через сапун или систему вентиляции картерных газов.
Важно! Длительная работа на масле, которое находится близко к точке закипания, не просто изнашивает детали двигателя. Возможно залегание клапанов, проворачивание вкладышей коленвала, и даже заклинивание мотора.
Причины перегрева моторного масла – как с ними бороться
- Во-первых, следует по возможности подбирать смазочные материалы с улучшенными температурными характеристиками. В данном случае есть прямая связь с типом основы. Минеральное масло закипает быстрее, и часто работает в граничных режимах, близких к несовместимости с температурными допусками. Если ваш двигатель работает с повышенными нагрузками (например – турбина или высокофорсированная конструкция), то лучше применять синтетическое масло или полусинтетику.
- Во-вторых – следует разобраться с системой охлаждения масла. В некоторых моторах имеется радиатор охлаждения смазки, либо его роли выполняют специальные ребра на картере мотора или его поддоне. Внешние стенки двигателя должны быть чистыми, масляно-пылевая шуба ухудшает теплообмен.
- Разумеется, сам по себе мотор не должен перегреваться. Неисправная система охлаждения (помпа, радиатор, термостат) приводит не только к перегреву блока цилиндров. Лишние градусы получает и моторное масло.
- Внутри силовой установки есть многочисленные каналы, по которым смазка распределяется по всему объему. При нормальном состоянии фильтра, и функционировании помпы, моторное масло интенсивно перемещается внутри двигателя. При этом горячая смазка из зоны работы поршней, активно меняется с уже остывшей, со дна картера. Общая температура смазочных материалов стабилизируется.
- И, разумеется, необходимо своевременно проводить регламентные работы. По мере износа смазки, меняются ее характеристики, в том числе и температурные.
Тестирование моторных масел путем нагрева — видео
Заключение
Перегрев масла возможен только в случае неисправности двигателя или неправильном подборе технических жидкостей. Если вы содержите автомобиль в нормальном техническом состоянии, и придерживаетесь рекомендаций производителя – никаких проблем, связанных с закипанием или воспламенением масла не будет.
Автомобильные моторы должны справляться с сильными тепловыми нагрузками в любых эксплуатационных условиях. Именно по этой причине к характеристикам моторного масла выдвигаются высокие требования. Смазку применяют, чтобы предотвратить трение соприкасающихся запчастей силового агрегата. Масло моторное разделяет эти детали, быстро проходит по всем маслоканалам. Температура вспышки представляет собою показатель, который указывает на условия, при которых начинается испарение масляной жидкости.
Есть ли з ависимость вязкости масел от температуры? Разумеется. Изготавливая машинный движок, автопроизводители должны определиться с вязкостью масла, которая способна увеличиваться/уменьшаться при перепадах температуры.
Температуру кипения определяют следующим образом. Автомасло нагревают в специальной емкости. Потом температуру начинают постепенно повышать (на два градуса в минуту). Повышение продолжается до тех пор, пока не начнется закипание и горение смазки.
Температура самовоспламенения указывает на наличие в составе масляной жидкости легкокипящих элементов. Этот параметр связан с испаряемостью продукта. Качественные нефтепродукты могут переносить предельно высокие температуры (выше двухсот двадцати пяти градусов по Цельсию). Маловязкие автомасла испаряются с большой скоростью. Из-за этого их надо часто менять.
От -35 до +180 градусов – таков обычный минимальный и максимальный предел рабочих температур расходников. Температура масла в двигателе зависит от конструктивных особенностей движка, а также от климатических условий. Для получения хороших температурно-вязкостных показателей смазку делают гуще при помощи особых присадочных веществ, которые уменьшают степень изменения параметров нефтепродукта при температурных перепадах.
Температурные диапазоны
В обыкновенном моторе с водным охлаждением должна быть температура от восьмидесяти до девяноста градусов. Вязкость может уменьшаться до 10 мм 2 /с. Из-за этого смазочная пленочка делается чересчур тонкой. Она неспособна качественно защитить все моторные запчасти при езде.
Необходимо знать диапазоны температур, в которых возможно применять различные автомасла. Смазки для зимы содержат в маркировке одно число и букву «w». Масла для лета маркируются одним числом. Всесезонные нефтепродукты, которые можно лить в движок в любое время года, промаркированы двумя числами и буквой «w». Разработана особая таблица, в которой есть информация обо всех диапазонах.
Масла предназначаются для ДВС на бензине/дизеле. Также существуют универсальные автомасла. Показатели масла зависят от основной жидкости и присадочных веществ. Масла делятся на полусинтетику, синтетические и минеральные продукты.
Расширение диапазона температур приводит к увеличению качества смазочной жидкости. Существует прямая зависимость вязкости моторных масел от температуры. Чем выше температура, при которой работает двигатель, тем жиже нефтепродукт.
Низкотемпературные условия
Значение имеет не только уличная, но и рабочая температура, которая зависит от пробега машины, нагрузки. В двигателе внутреннего сгорания любого авто обыкновенно предусмотрено 2 режима прокачки смазки:
- граничный (поршневая система смазывается без компрессии);
- гидродинамический (смазывание коленвала проходит с компрессией).
К низкотемпературным показателям масла причисляются такие характеристики:
- проворачиваемость. Указывает на динамическую вязкость, диапазон температур, в котором возможно запустить силовой агрегат;
- прокачиваемость. Показывает скорость, с которой автомасло проходит по смазочному комплексу.
Изменение вязкости от температуры
Необходимо сказать, что температурный диапазон проворачиваемости на пять градусов отличается от диапазона прокачиваемости (в большую сторону).
Высокотемпературные условия
Что произойдет, если работающий двигатель нагрелся до оптимальной температуры, но вязкость масла не уменьшилась до требуемого значения? Ничего страшного. Нужно лишь подождать, пока смазка примет подходящую консистенцию.
Чересчур большая температура в двигателе опаснее, чем слишком маленькая. Высокотемпературные условия могут довести до сгорания нефтепродукта. Когда масло кипит, оно пузырится, дымится. Это происходит при температуре от двухсот пятидесяти до двухсот шестидесяти градусов (диапазон может немного расширяться).
При высокой температуре уменьшается густота масла. Следовательно, оно хуже защищает запчасти. Уменьшение промежутков между разными деталями приводит к тому, что силовой агрегат функционирует не на полную мощность. Если температура автомасла увеличилась до ста двадцати пяти, оно станет прогорать вместе с горючим, когда пройдет по всем поршням. Содержание смазки в топливе будет небольшим, ее расход увеличится, понадобится постоянно лить новую.
Вспышки и замерзание автомасла
Вспышки
Состояние, при котором масло вспыхивает, если приблизить к нему пламя газа, называется температурой вспышки. При нагреве смазки накапливаются особые пары (от испаренного масла), способствующие возгоранию.
Данный показатель указывает на то, насколько масло летуче, на уровень его очищения.
Замерзание
Состояние, при котором автомасло лишается тягучести и подвижности, называется температурой замерзания. При застывании резко увеличивается вязкость, парафин кристаллизуется. Смазка делается тверже, пластичнее.
Советы по подбору и замене смазочной жидкости:
- Смазка, у которой большая вязкость при высокотемпературных условиях, применяется в спорткарах.
- Нежелательно лить ее в обыкновенную машину. Подбирая автомасло, лучше опираться на то, что прописано в эксплуатационном руководстве.
- Лучше не заливать в движок масло, характеристики которого превышают рекомендуемые автопроизводителем.
- Оттенок нефтепродукта не имеет большого значения. Присадочные вещества, содержащиеся в масле, придают ему черный цвет.
- Лучше менять автомасло с периодичностью, определяемой автоизготовителем.
- Если машина нередко ездит по внедорожной местности, менять нефтепродукт необходимо в пару раз чаще, чем прописано в руководстве.
- Если оттенок расходника поменялся, это не значит, что он потерял собственные характеристики. Масло вымывает отложения из ДВС, которые остаются в нем.
- Лучше не мешать минералку с синтетикой.
- При выполнении доливки в мотор используйте ту же смазку, что уже залита.
- Промывка необязательна, если соблюдались сроки замены.
Какую масляную жидкость приобрести, чтобы обеспечить надежную защиту деталей собственного автомобиля? Лучше всего, конечно, выбрать продукт, который рекомендует ваш автопроизводитель. Определение оптимальных для двигателя характеристик нефтепродукта – сложный процесс. Изготовитель проводит множество различных тестов, чтобы установить, какое автомасло будет самым подходящим для какого-либо мотора.
В реальных условиях диапазон допустимых температурных условий может расшириться. Обусловлено это климатом, который в Российской Федерации достаточно жесткий (особенно зимой). Каждый автолюбитель должен уметь подбирать оптимальную смазку, основываясь на рекомендациях производителя своей машины, а также на реальных дорожных условиях. Это предоставляет возможность максимально продлить эксплуатационный период любого транспортного средства, будь то легковушка, микроавтобус либо же грузовик.
Благодаря моторному маслу обеспечивается качественная смазка всех движущихся узлов и механизмов силового агрегата машины. Как и другая жидкость, смазочное вещество может замерзать и закипать при определенных условиях. Какова температура кипения моторного масла и что надо знать о выборе и замене смазки, мы расскажем ниже.
[ Скрыть ]
Вязкость моторного масла
Величина вязкости жидкости 0W20, 0W30, 5W30, 5W40, 10W40 или другой смазки считается одним из основных параметров. Смазочная жидкость применяется для снижения величины трения между поверхностями механизмов и узлов силового агрегата авто. Низкие смазывающие свойства и характеристики вещества могут привести к заклиниванию, а также ускоренному износу и поломке силового агрегата в целом.
Масла с высокой или пониженной температурой вспышки должны обладать качествами:
- исключение вероятности трения между узлами и элементами мотора;
- беспрепятственное прохождение вещества по всем магистралям системы смазки.
Производители масел используют специальные добавки, предназначенные для улучшения температурных и вязкостных параметров. Благодаря присадкам моторная жидкость меньше разжижается, когда прогревается двигатель, и делается более густой в сильный мороз.
Вещества, характеризующиеся низкой вязкостью, имеются в составе практически всех некачественных жидкостей. Из-за этого продукт быстрее выгорает и испаряется на внутренних стенках двигателя. Что способствует ускоренному расходу смазки и снижению температурных свойств продукта.
Определение вязкости по маркировке
Диапазон температур вспышки, закипания и замерзания обычно указывается на этикетке с моторной жидкостью. Также на таре со смазочным материалом имеется подробная информация касательно параметров вязкости в соответствии со стандартом SAE. Эта величина маркируется числовыми, а также буквенными обозначениями, к примеру, 0W-30 или 10W-40. Буква W свидетельствует о зимних показателях. Цифры, расположенные по бокам, говорят о рабочих параметрах жидкости для летнего и зимнего периода. В указанном диапазоне производитель гарантирует бесперебойную работу силового агрегата.
Алексей Камбулов провел тест моторных масел с нагревом, результаты показаны на ролике ниже.
Диапазон рабочих температур
Вязкость продукта зависит не только от состава вещества, но и от температуры в обширном рабочем диапазоне. Этот показатель находится в прямой зависимости от температуры в двигателе, а также воздуха. Чтобы все компоненты ДВС работали слаженно, следует обеспечить качественное функционирование процессов в пределах нормы.
При производстве транспортных средств инженеры компании-разработчика всегда рассчитывают вязкостные показатели жидкости. В среднем рабочие свойства температуры масла варьируются в районе -30 - +180 градусов, но многое зависит также от конструктивных особенностей машинного мотора и окружающей среды.
Чем опасна высокая температура в двигателе?
Сильный перегрев мотора приведет к тому, что агрегат может кипеть, это намного опаснее, чем застывание смазки. При регулярном использовании двигателя автомобиля в данных условиях падают вязкостные параметры вещества, в результате чего компоненты ДВС не могут смазываться должным образом. Надо учесть, что при перегреве моторная жидкость навсегда теряет определенные изготовителем свойства и рабочие характеристики. Со 125 градусов смазочное вещество начинает испаряться, что способствует снижению объема масла в двигателе и приводит к необходимости его регулярного добавления. Масляное голодание станет причиной выхода из строя агрегата.
В своем ролике пользователь Михаил Автоинструктор рассказал о причинах перегрева, а также способах решения этой проблемы.
Причины чрезмерного нагрева моторного масла
Рабочая температура масла Лукойл или любого другого продукта может изменяться из-за длительной эксплуатации жидкости. Со временем смазка начинает стареть в результате химических реакций и окислительных процессов, которые происходят внутри ДВС. Это приводит к появлению в агрегате нагара, лаков, а также осадков шлама. Данные процессы происходят быстрее при самовоспламенении или работе смазки в условиях повышенных температур.
Нагар — твердое вещество, появляющееся в результате окисления углеводорода. Такие отложения могут состоять из свинца, металла и других механических элементов. Появление нагара приведет к детонации и троению двигателя, калильному зажиганию и т. д. Что касается лаков, то такие отложения представляют собой окисленные пленки, которые создают липкий налет на трущихся рабочих поверхностях. В результате воздействия на смазку высокой температуры может произойти закипание лаков, в составе которых есть кислород, углерод, зола и водород.
Наличие лакового покрытия ухудшает величину теплопередачи цилиндров и поршней ДВС, что приводит к быстрому перегреву конструктивных элементов двигателя. Больше всего от воздействия лака страдают поршневые кольца и канавки, из-за коксования эти компоненты могут залегать. Кокс образуется в двигателе вследствие химической реакции нагара с лаком. Осадки в виде шлама являют собой смесь продуктов окисления с эмульсионными отложениями. Их образование способствует снижению качества жидкости и нарушению режима использования транспортного средства в целом.
Главной причиной нагрева масла можно назвать его низкое качество, если не брать во внимание механические неполадки ДВС.
Числа нейтрализации моторных масел
Ниже приведен список аббревиатур:
- TBN. Обозначает общий щелочной параметр жидкости. По этому показателю можно определить количество кислоты, которая требуется для нейтрализации щелочных элементов, содержащихся в одном грамме продукта. Параметр измеряется в мг КОН. Величина TBN определяет число слабых и сильных щелочных элементов, которые составляют базу жидкости.
- TAN. Общее щелочное число. Это значение определяет количество гидроокиси калия, которое потребуется для того, чтобы нейтрализовать свободные кислоты, присутствующие в одном грамме жидкости. Рабочий параметр выражает число кислотных элементов, содержащихся в составе смазки.
- SBN. Щелочной показатель для выявления сильных кислот. Эта величина определяет объем кислоты, которая необходима для нейтрализации сильных щелочных компонентов, присутствующих в одном грамме смазочного вещества. Как правило, речь идет о неограниченных щелочах, но на практике такое случается достаточно редко.
- SAN. Параметр сильных кислот, определяющий объем щелочных элементов, необходимых для их нейтрализации.
Из ролика Романа Романова вы можете узнать об основных причинах перегрева автомобильного мотора.
Температура кипения
При прогреве автомобильного силового агрегата до нормы вязкость минерального или синтетического продукта должна снизиться до определенного показателя. Если этого не произошло, при больших нагрузках это никак не отразится на функциональности мотора. Температурные параметры незначительно увеличатся, а вязкость со временем снизится до нормы. Это не станет причиной быстрого износа дизельного или бензинового двигателя при условии, что смазка не закипает. При среднем перегреве могут немного подплавиться поршни, но делать более детальную диагностику целесообразно при возникновении дыма из моторного отсека.
Длительное кипение смазочного вещества станет причиной искривления ГБЦ, появления на ней следов дефектов и трещин, что может привести к «вылетанию» клапанного гнезда. Повышенная температура жидкости способна разрушить прокладку головки блока цилиндров. Испортятся межкольцевые перегородки, сальники и другие компоненты ДВС, что может привести к утечке смазки. Из-за сильного перегрева двигателя поршни ДВС плавятся и прогорают, в результате чего расплавленный алюминий оседает на стенках цилиндров мотора. Это приведет к тому, что ход поршней будет более затруднителен, элементы износятся значительно быстрее.
Моторная жидкость перегревается под воздействием повышенных температур и теряет свои смазочные характеристики. Движущиеся компоненты ДВС ломаются, к коленвалу начинают прилипать продукты износа. В результате высокой нагрузки под воздействием поршня коленчатый вал может сломаться на две части. Кроме того, поршневые компоненты пробьют стенку головки блока цилиндров. Это приведет к полной поломке агрегата и необходимости проведения его капитального ремонта. Температура кипения моторного масла обычно составляет 250 градусов.
Температура воспламенения
Температура горения определяется нагреванием смазочного вещества в открытой емкости. Для фиксации состояния жидкости специалисты проводят над тиглем или оборудованием, где подогревается смазка, зажженный фитиль. Параметр температуры смазки должен изменяться и увеличиваться не больше, чем на два градуса на протяжении одной минуты. При этом жидкость должна не только вспыхнуть, но и загореться. При пониженных температурах повышается величина вязкости смазки.
Температура, при к которой горит масло, зависит от производителя. В среднем по ГОСТу воспламеняемость и самовозгорание моторной жидкости происходит при температуре 250-260 градусов, при этом в машинном агрегате может появиться дым и пузыри. Возгорание — одна из самых серьезных проблем для двигателя. При сгорании жидкости и ее воспламенении может произойти взрыв мотора. Разумеется, никакой капитальный ремонт не позволит решить эту проблему, если машина взорвется. Особенно опасно это для водителя и пассажиров, поскольку взрыв может привести не только к серьезным травмам, но и летальному исходу.
Игорь Кушнир предоставил видео, в котором показан результат контакта моторной жидкости с кислородом — воспламенение продукта.
Летучесть
Автовладельцы могут столкнуться с проблемой испарения жидкости, это обычно связано с низким качеством масла и несоблюдением условий эксплуатации силового агрегата. При повышенной текучести смазки уровень вещества в моторе снижается. Часть уйдет на нагар и отложения. При пониженном уровне автомобильный двигатель будет функционировать в условиях масляного голодания. Это приведет к увеличению нагрузки на трущиеся узлы и детали, в результате чего возможна проблема быстрого износа запчастей. В конечном счете произойдет ухудшение работы силового агрегата и его поломка в целом.
Испарение смазки обычно происходит при температуре 250 градусов. Чтобы определить величину летучести, используется способ Нок. Его суть заключается в нагреве одного литра смазочного вещества на протяжении часа при температуре 250 градусов. Если за это время останется около 800 грамм жидкости, это свидетельствует о том, что величина летучести составляет 20%, поскольку испарилось 200 грамм. По стандартам ACEA данный параметр должен быть не более 15% для продуктов, соответствующих классу А1/В1. Для жидкостей классификации А3/В3, А3/В4, А5/В5, С1-С3, Е4, Е6, Е7 и Е9 величина испаряемости должна быть не более 13%. Что касается масел стандарта С4, то параметр летучести должен быть не выше 11%.
Вспышки
Температура вспышки жидкости определяет порог, при котором вещество воспламеняется. Она всегда будет меньше температуры воспламенения смазки на 20-30 градусов, здесь все зависит от производителя и технологии изготовления продукта. О технических параметрах масла можно узнать из таблиц ниже. Вспышка смазочного вещества приведет к серьезным проблемам, вплоть до его возгорания. При длительном использовании перегретого масла оно загорится.
Таблица соответствия технических параметров масел разных классов Таблица технических характеристик смазки класса 5W-40
Влияние низких температур на стабильность запуска двигателя
При покупке смазочного вещества надо ознакомиться с зимними параметрами жидкости, поскольку именно они определяют качество запуска ДВС в холодное время года. Если вы используете смазку класса 5W-40, то от цифры 5 надо отнять 35 (это постоянное число для всех типов масел). Получаем -30 - это минимальная температура, при которой смазка сможет без проблем запустить мотор.
Низкотемпературные параметры
Необходимо учитывать не только температуру окружающей среды, но и силового агрегата, поскольку работа мотора определяется пробегом транспортного средства и нагрузками.
Есть низкотемпературные свойства рабочей жидкости, к которым относятся:
- Прокачиваемость. Этот параметр означает состояние, при котором вещество без проблем прокачивается по каналам смазочной системы.
- Проворачиваемость продукта. Эта величина указывает на динамические характеристики вязкости смазочных материалов, а также на температуру, при которой смазка становится наиболее жидкой. В таком состоянии запуск двигателя будет облегчен. Температура проворачиваемости всегда на 5 градусов больше прокачиваемости.
Пользователь Влас Прудов снял ролик, в котором рассказал о выборе качественной жидкости для машинного мотора.
Застывание
Величина температуры застывания определяется потерей свойств подвижности и текучести жидкости. Когда параметры вязкости резко увеличиваются, это приводит к началу процесса кристаллизации парафина. Масло, работающее в условиях пониженных температур, будет менее подвижным. Смазка твердеет, что приводит к увеличению пластичности в результате выделения углеводородных веществ. Температура застывания моторной жидкости соответствует минимальному параметру циркуляции. Если масло начнет застывать, запуск двигателя возможен, но он будет очень трудным.
Температура затвердевания
Температура затвердевания ниже застывания на 3-5 градусов. При сильном похолодании основа жидкости становится более твердой, в результате чего ее прохождение по каналам смазочной системы будет невозможным. Соответственно, у водителя не получится и запустить силовой агрегат. Такая проблема более актуальная для жителей северных регионов, которые заливают в свои авто масла, не соответствующие классу вязкости для использования в таких условиях.