В'язкість моторного масла
все, що потрібно знати автолюбителю
В'язкість масла перевірку, в'язкість моторного масла - один з найбільш неочевидних параметрів, який часто стає каменем спотикання при виборі масла. Проблема в тому, що існує безліч різних точок зору - у продавців, офіційних сервисменов, "гаражних" автомеханіків і просто досвідчених автолюбителів. І ці думки часто суперечать одне одному.
Що таке в'язкість масла?
Головне завдання авто масла - не допустити сухого тертя рухомих внутрішніх деталей двигуна, а також забезпечити мінімальну силу тертя при максимальній герметичності робочих циліндрів. Очевидно, що зробити субстанцію, яка володіла б необхідними для цього властивостями, і при цьому мала б стабільні характеристики в широкому діапазоні температур неможливо, а діапазон робочих температур масла в двигуні досить широкий.
Необхідно зауважити, що та температура, яку більшість автолюбителів спостерігають на приладовій дошці, і яку прийнято називати температурою двигуна - насправді є температурою охолоджуючої рідини, яка дійсно стабільна в прогрітому двигуні і повинна складати близько 90 градусів. Температура масла при цьому істотно «гуляє» і може доходити до 140-150 градусів залежно від швидкості та інтенсивності руху.
Виходячи з цього, для кожного окремо взятого двигуна виробник визначає компромісні оптимальні параметри авто масла. Саме ці параметри, як вважає виробник мотора, повинні забезпечити максимальний коефіцієнт корисної дії (ККД) при мінімальному зносі внутрішніх деталей двигуна при заданих «типових» умовах експлуатації.
Найбільш важливим з параметрів авто масла вважається його в'язкість.
Простою мовою, зрозумілою автолюбителю, можна сказати так: в'язкість масла - це його здатність залишатися на поверхні внутрішніх деталей двигуна і при цьому зберігати текучість. Начебто не складно? Але ж саме в'язкість масла найбільше змінюється в залежності від температури, будучи «змінної» величиною?
Саме тому, Американською асоціацією автомобільних інженерів (SAE) розроблено класифікацію моторного масла по в'язкості, яка описує в'язкість того чи іншого авто масла при різних робочих температурах. По суті, ця класифікація дає діапазон температур, в якому робота двигуна є безпечною, за умови, що виробник мотора допустив моторне масло з такими параметрами до використання в цьому двигуні.
Що означають цифри позначення в'язкості масла на етикетці?
Після абревіатури SAE ми бачимо декілька чисел, розділених літерою W і тире, наприклад 5W-30 (для все сезонного масла, яке, як правило і використовують всі автолюбителі). Не вдаючись в фізику і складну термінологію (це є нижче), розшифрувати цей напис можна так:
5W - це низькотемпературна в'язкість, яка означає, що холодний запуск двигуна можливий при температурі не нижче -35 ° С (тобто від цифри перед W потрібно відняти 40). Це та мінімальна температура цього авто масла, при якій масляний насос двигуна зможе прокачати масло по системі, не допустивши при цьому сухого тертя внутрішніх деталей. На роботу прогрітого двигуна цей параметр ніяк не впливає.
Якщо відняти від цієї ж цифри 35 (в даному випадку - це -30 ° С), то ми отримаємо мінімальну температуру «проворачиваємості» двигуна. Очевидно, що з пониженням температури масло стає густішим і стартеру все складніше стає провернути мотор при холодному запуску. Але це усереднений параметр, реальна картина дуже сильно залежить від самого двигуна, а тому дуже важливо при виборі в'язкості не відступати від рекомендацій виробника Вашого авто.
Все, більше перша цифра перед W рівним рахунком нічого не означає, і на роботу прогрітого двигуна рівно ніяк не впливає. Так що якщо Ви живете в регіоні, де температура повітря взимку рідко опускається нижче -20 ° С - Вам за цим параметром підійде практично будь-яке масло з продаються на ринку. Інше питання, в якому стані Ваші стартер і акумулятор, якщо вони вже злегка під втомлені, їм безумовно легше буде завести мотор при -20 ° С на маслі 0W-30, ніж якщо це буде 15W-40.
Набагато цікавіше друге число в позначенні - високотемпературна в'язкість (в даному випадку це 30). Його не можна так просто, як перше, перевести на зрозумілу автолюбителю мову, бо це збірний показник, який вказує на мінімальну і максимальну в'язкість масла при робочих температурах 100-150 ° С. Чим більше це число, тим вище в'язкість моторного масла при високих температурах. Добре це, чи погано саме для Вашого мотора - знає тільки виробник автомобіля.
Або що гірше для двигуна, завищена або занижена в'язкість?
Начебто по в'язкості автомобільних масел вже всі розжували, та видно не зовсім. Питання, які часто задаються на форумі сайту, підказують, що треба написати ще на тему в'язкості масла. Отже, що краще вибрати, більшу чи меншу в'язкість моторного масла? І як бути, якщо гарантійний сервіс заливає автомобільне масло з непередбачуваної в інструкції по експлуатації в'язкістю?
Отже, заглиблюємося в питання в'язкості моторного масла. Сама зрозуміла більшості автолюбителів пара тертя в двигуні - це «поршень-циліндр», тому беремо для наочності саме цю пару тертя в свою невелику логічну експертизу.
Що таке зазори в парах тертя і навіщо вони потрібні?
Для початку, риторичне питання: діаметр поршня (в зборі з кільцями), і внутрішній діаметр циліндра, однакові? Звичайно, ні! Для того, щоб поршень міг сотні разів за хвилину зробити поступальні рухи в циліндрі, його діаметр просто зобов'язаний бути трохи менше, інакше тертя миттєво нагріє обох учасників нашої підслідних пари тертя до температур, при яких вони зруйнуються.
Отже, різниця в діаметрах (зазор) є, питання наступне - наскільки великий цей зазор, ніж він заповнений і на що він впливає? Виходячи з принципу роботи двигуна внутрішнього згоряння (ДВЗ), саме цей зазор і визначає в результаті ККД мотора (коефіцієнт корисної дії), бо саме через цей зазор відбувається «витік» толкательной сили вибуху паливної суміші в циліндрі. Таким чином виходить, що чим менше зазор - тим більше потужність?
З іншого боку, як уже говорилося, зазор (хай мінімальний) все-таки необхідний, крім того, як і будь-який інший парі тертя, нашій парі також обов'язково потрібна постійна мастило. Тому, головне завдання конструкторів зробити цей зазор точно відповідним тій масляній плівці, яку створює моторне масло, що має таку властивість, як в'язкість. У цьому випадку потужність двигуна буде максимально можливою (при інших рівних) для його конструкції.
Ось на цьому місці якраз і починаються проблеми. Чому? Та тому, що в'язкість масла - величина змінна, істотно залежить від температури в зворотній пропорції. Наприклад, у стандартного масла 5W-40, при прогріванні двигуна, скажімо від 40 до 100 ° С, реальна в'язкість падає з приблизно 90 до 14 мм 2 / с, тобто більше, ніж в 6 разів! І падає в'язкість не одномоментно, а поступово, по кривій. І крива ця у кожного масла своя. Відповідно, якщо температура масла нижче 40 - в'язкість буде ще більше, якщо вище 100 - ще менше. Очевидно, що разом зі значенням в'язкості змінюється і товщина плівки на парах тертя.
Прогрівання двигуна і в'язкість авто масла
Що-ж відбувається в двигуні, коли він холодний і в'язкість масла в рази перевищує розрахункову робочу? Згадуємо шкільний курс фізики і робимо висновок: якщо масляна плівка товщі зазору, збільшується сила тертя, що призводить до падіння потужності і підвищення температури. Саме в цьому і полягає «секрет» моторостроителей: вони розраховують зазори саме під робочі температури двигуна (якими для більшості моторів вважається діапазон 100-150 ° С), свідомо змушуючи двигун працювати під підвищеними навантаженнями при прогріванні.
Потрібно відзначити, що з часом внутрішні поверхні двигуна поступово зношуються, зазори збільшуються, відповідно, ступінь впливу підвищеної в'язкості холодного авто масла на знос зменшується.
В'язкість масла при робочих температурах
Що ж відбувається, коли двигун, і, відповідно, моторне масло, прогрілися до робочої температури? А в цей момент починає працювати система охолодження двигуна. Відбувається все приблизно за такою схемою (дуже спрощено): при підвищеному навантаженні або оборотах коефіцієнт тертя збільшується => температура масла зростає => в'язкість масла падає => товщина масляної плівки зменшується => коефіцієнт тертя зменшується => температура масла падає (не без допомоги системи охолодження), або у всякому разі, її зростання істотно сповільнюється. Коло замкнулося, мотор працює. Але в'язкість і температура моторного масла при цьому не стоять на місці - вони динамічно змінюються в певних, строго розрахованих виробником мотора діапазонах.
Таким чином, насправді, ефективність роботи двигуна залежить не від абсолютного значення в'язкості при певній температурі, а від динаміки її зміни при роботі в певному діапазоні робочих температур і відповідності цієї динаміки конструкції конкретного мотора.
Не слід забувати про те, що будь-який двигун, особливо сучасний - дуже точний механізм, і від цієї самої точності в основному і залежать всі ті параметри, за якими ми, як правило, оцінюємо споживчу привабливість двигуна: потужність, крутний момент, паливна економічність.
І ось тут якраз набуває особливої цінності головне питання: а чи є різниця в зазорах і робочих температурах двигунів різних типів, обсягів та виробників? Є, і різниця ця дуже істотна, особливо якщо мова йде про останні моделі двигунів. Саме тому існують різні допуски автовиробників для моторних масел, а також різні по температурно-вязкостним вимогам класи якості деяких міжнародних класифікацій (найбільш яскравий приклад - класифікація ACEA).
Підкреслю, мова йде далеко не тільки про масла з різним індексом в'язкості по SAE! Індекс високотемпературної в'язкості по SAE присвоюється на основі абсолютних значень в'язкості масла при температурах 100 і 150 ° С (детальніше, см. Таблицю в'язкості масла - там є все діапазони). А ось до, між, і після зазначених проміжних значень, крива зміни в'язкості різних масел при зміні температури може досить сильно відрізнятися. Вже не кажучи про те, що навіть в зазначених контрольних точках температури, вимоги SAE передбачають не точні значення в'язкості, а досить широкий їх діапазон.
Таким чином, навіть два різних масла, на етикетках яких написано, скажімо, 5W-40, цілком можуть мати різну абсолютну в'язкість при температурі 90, 120, або 145 ° С. І саме ця динаміка, в числі інших параметрів, зашифрована в тих самих таємничих буквах і цифрах допусків автовиробників і класифікацій якості моторних масел. Причому, слід вкотре підкреслити: динаміка в'язкості масла не може бути гарною чи поганою - вона повинна бути відповідною, тобто відповідної конструкції конкретного двигуна!
Що відбувається, коли в'язкість масла вища за норму?
Отже, двигун прогрівся до робочих температур, але в'язкість масла не впала до потрібного (розрахованого конструктором) значення, що станеться? На нормальних оборотах і навантаженнях в принципі нічого страшного - температура двигуна дещо підвищиться і в'язкість впаде до необхідної норми, яка вже буде компенсуватися системою охолодження. У цьому випадку робоча температура двигуна буде вище норми для цих оборотів і навантаження, але при цьому все ще буде, швидше за все, укладатися в допустимий діапазон. Інше питання в тому, що двигун буде більшу частину часу працювати на більш високій температурі, що однозначно не сприяє збільшенню його мото ресурсу.
Зовсім інша справа, якщо Ви, наприклад, різко збільшите обороти мотора (екстрений розгін при обгоні на затяжному підйомі, наприклад). швидкість зсуву різко зростає, а в'язкість не відповідає поточній температурі (знову таки мова йде про розрахунки конструктора двигуна), тому двигуну в цей момент доведеться прогрітися дещо більше (до більш високої температури), щоб знизити рівень в'язкості масла до допустимого значення. І в цей момент температура масла і двигуна цілком може перейти гранично допустиму безпечну норму.
Результат цього всього приблизно такий (якщо перевести на зрозумілу автолюбителю мову): якщо в'язкість масла вище норми, передбаченої виробником, двигун постійно працює в режимі підвищених температур, від чого швидше зношуються його деталі. Крім того, робочі температури ще безпосередньо впливають і на ресурс самого моторного масла: чим вище температура, тим швидше масло окислюється і приходить в непридатність. Так що таке масло і міняти потрібно набагато частіше.
У будь-якому випадку, всі негативні наслідки завищення в'язкості масла Ви ніяк не зможете, без складних вимірів і розкриття двигуна, помітити або відчути у відносно короткому проміжку часу, це вилізе не через 10 мул 20 тисяч км, а скоріше через 100-150 тисяч. І довести, що причина підвищеного зносу двигуна саме в невідповідному автомобільному маслі практично неможливо - тому багато сервіс міни, і навіть офіційні СТО часто не дуже обтяжують себе питанням відповідності в'язкості масла, яке вони заливають, вимогам авто виробника для даного конкретного мотора. Пам'ятайте - їм вигідно, якщо після закінчення гарантійного терміну Ваш мотор прийде в непридатність, навіть якщо Ви не будете у них ремонтуватися!
Зниження в'язкість масла - загроза клину?
Абсолютно протилежна ситуація виникає, коли в'язкість масла нижче норми. Зараз практично всі виробники автомобільних масел роблять так звані енергозберігаючі масла, зі зниженою високотемпературної в'язкістю. Причому, мова йде саме про в'язкості при високих температурах і швидкості зсуву HTTS (понад 100 ° С), тому індекс в'язкості по SAE у цих масел такий-же, як у звичайних. Відрізняються ці масла від звичайних класами якості і допусками авто виробників. Зокрема, низько в'язкі масла відповідають класам якості ACEA A1 / B1 і ACEA A5 / B5.
Проблема полягає в тому, що для таких масел роблять спеціальні мотори! А в звичайному двигуні, що не розрахованому на таку низьку в'язкість, застосовувати таке авто масло просто небезпечно. Йдеться про те, що при високих температурах і на високих оборотах плівка, створювана на парах тертя стає занадто тонкою, в результаті чого знижується ефективність мастила і істотно зростає витрата масла на чад. При певному збігу обставин мотор може навіть заклинити.
Таким чином, занижувати в'язкість масла в порівнянні з вимогами авто виробника набагато небезпечніше, ніж завищувати. Тому ні в якому разі не слід застосовувати авто масла класів ACEA A1 / B1 і ACEA A5 / B5, а також спеціальні, на яких написаний тільки один допуск (схвалення) авто виробника, якщо ці класи якості або допуски не значаться в Вашої сервісній книжці або інструкції по експлуатації.