Представлена таблица значений плотности нефтяных и растительных масел при различных температурах. Рассмотрены следующие типы масел: машинное, турбинное, редукторное, индустриальное, моторное, растительное и другие. Значения плотности масел (или удельного веса) в таблице указаны для жидкого агрегатного состояния масла при соответствующей температуре (в интервале от -55 до 360°С).
Плотность масел в жидкой фазе обычно находится в диапазоне от 750 до 995 кг/м 3 при комнатной температуре. Масло имеет и при попадании в воду образует пленку на ее поверхности. Плотность нефтяных масел в основном несколько ниже, чем растительных. Например, плотность моторного масла равна 917 кг/м 3 , машинного — от 890 кг/м 3 , а плотность подсолнечного масла составляет величину 926 кг/м 3 . Наиболее тяжелыми растительными маслами являются горчичное масло, масло какао и льняное масло. Удельный вес этих масел может достигать значения 940-970 кг/м 3 .
Плотность масел существенно зависит от температуры — при нагревании масла его удельный вес снижается. Например, при температуре 20°С имеет величину 880 кг/м 3 , а при нагревании до температуры 120°С принимает значение 820 кг/м 3 . Плотность растительных масел также уменьшается при росте температуры — масло расширяется и становится менее плотным.
Следует отметить некоторые легкие нефтяные масла. К ним относятся: гидравлическое ВНИИ НП-403 (плотность 850 кг/м 3), ИЛС-10, ИГП-18 и трансформаторное масло (880 кг/м 3). Низким значением плотности (при нормальных условиях) среди растительных масел выделяются такие, как кукурузное, лавровое, оливковое и рапсовое масла.
Удельный вес масел часто указывают в не системных единицах измерения, а в размерности кг на литр (кг/л). Это удобно для восприятия и сравнения например, с водой, плотность которой при 4°С равна 1 кг/л. Однако, для плотность масел в формулы необходимо подставлять в размерности кг/м 3 . не трудно. Например, плотность масла АМТ-300 при температуре 20°С равна 959 кг/м 3 или 0,959 кг/л.
| Масло | Температура, °С |
Плотность, кг/м 3 |
|---|---|---|
| CLP 100 | 20 | 910 |
| CLP 320 | 20 | 922 |
| CLP 680 | 20 | 935 |
| АМГ-10 | 20…40…60…80…100 | 836…822…808…794…780 |
| АМТ-300 | 20…60…100…160…200…260…300…360 | 959…937…913…879…849…808…781…740 |
| Арахисовое | 15 | 911-926 |
| Букового ореха | 15 | 921 |
| Вазелиновое | 20 | 800 |
| Велосит | 15 | 897 |
| Веретенное | 20 | 903-912 |
| Виноградное (из косточек) | -20…20…60…100…150 | 946…919…892…865…831 |
| ВМ-4 (ГОСТ 7903-56) | -30…-10…0…20…40…60…80…100 | 933…921…916…904…892…880…868…856 |
| Гидравлическое ВНИИ НП-403 | 20 | 850 |
| Горчичное | 15 | 911-960 |
| И-46ПВ | 25 | 872 |
| И-220ПВ | 25 | 892 |
| И-100Р (С) | 20 | 900 |
| И-220Р (С) | 20 | 915 |
| И-460ПВ | 25 | 897 |
| ИГП-18 | 20 | 880 |
| ИГП-38 | 20 | 890 |
| ИГП-49 | 20 | 895 |
| ИЛД-1000 | 20 | 930 |
| ИЛС-10 | 20 | 880 |
| ИЛС-220 (МО) | 20 | 893 |
| ИТС-320 | 20 | 901 |
| ИТД-68 | 20 | 900 |
| ИТД-220 | 20 | 920 |
| ИТД-320 | 20 | 922 |
| ИТД-680 | 20 | 935 |
| Какао | 15 | 963-973 |
| Касторовое | 20 | 960 |
| Конопляное | 15 | 927-933 |
| КП-8С | 20 | 873 |
| КС-19П (А) | 20 | 905 |
| Кукурузное | -20…20…60…100…150 | 947…920…893…865…831 |
| Кунжутное | -20…20…60…100…150 | 946…918…891…864…830 |
| Кокосовое | 15 | 925 |
| Лавровое | 15 | 879 |
| Льняное | 15 | 940 |
| Маковое | 15 | 924 |
| Машинное | 20 | 890-920 |
| Миндальное | 15 | 915-921 |
| МК | 10…40…60…80…100…120…150 | 911…888…872…856…841…825…802 |
| Моторное Т | 20 | 917 |
| МС-20 | -10…0…20…40…60…80…100…130…150 | 990…904…892…881…870…858…847…830…819 |
| Нефтяное | 20 | 890 |
| Оливковое | 15 | 914-919 |
| Ореховое | 15 | 916 |
| Пальмовое | 15 | 923 |
| Парафиновое | 20 | 870-880 |
| Персиковое | 15 | 917-924 |
| Подсолнечное (рафинир.) | -20…20…60…100…150 | 947…926…898…871…836 |
| Рапсовое | 15 | 912-916 |
| Свечного ореха | 15 | 924-926 |
| Смоляное | 15 | 960 |
| Соевое (рафинир.) | -20…20…60…100…150 | 947…919…892…864…829 |
| Соляровое Р.69 | 20 | 896 |
| ТКП | 20 | 895 |
| ТМ-1 (ВТУ М3-11-62) | -50…-20…0…20…40…60…80…100 | 934…915…903…889…877…864…852…838 |
| ТП-22С | 15 | 870-903 |
| ТП-46Р | 20 | 880 |
| Трансформаторное | -20…0…20…40…60…80…100…120 | 905…893…880…868…856…844…832…820 |
| Тунговое | 15 | 938-948 |
| Турбинное Л | 20 | 896 |
| Турбинное УТ | 20 | 898 |
| Тыквенное | 15 | 922-924 |
| Хлопковое | -20…20…60…100…150 | 949…921…894…867…833 |
| ХФ-22 (ГОСТ 5546-66) | -55…-20…0…20…40…60…80…100 | 1050…1024…1010…995…980…966…951…936 |
| Цилиндрическое | 20 | 969 |
Кроме того, значения плотности множества веществ и материалов (металлов и сплавов, продуктов, стройматериалов, пластика, древесины) вы сможете найти в
Как и любое другое химическое вещество, моторное масло обладает определенной плотностью. Для большинства современных масел показатель плотности составляет 0,7–0,93 кг на один литр. Однако существуют варианты моторного масла с большей или меньшей плотностью, а отработанное моторное масло всегда характеризуется избыточной плотностью из-за наличия в своем составе дополнительных веществ.
На сегодняшний день не существует определенной по физической плотности, однако их принято разделять по степени вязкости (SAE). Именно к этому показателю производители современных смазочных материалов привязывают и плотность, несмотря на то, что с физической точки зрения эти два показателя напрямую не связаны. Но перед тем как обозначить различия между маслами по вязкости и понять, для чего необходимо знать плотность отработанного и нормального масла, необходимо разобраться, что собой представляет моторное масло и от чего зависят его конечные показатели.
Моторное масло, помимо снижения коэффициента трения и антифрикционных свойств, выполняет целый ряд дополнительных функций, за которые отвечают специальные вещества, именуемые присадками, которые добавляются в нефтяную основу вещества. Присадки необходимы в первую очередь для того, чтобы максимально оптимизировать характеристики смазочной жидкости, расширить температурный диапазон, улучшить защитные свойства, уменьшить трение в системе двигателя и т. д.
В процессе работы ДВС и под воздействием высоких температур поршневая группа очень сильно нагревается, поэтому качественное моторное масло должно иметь показатели вязкости, при которых оно обеспечит надежную смазку узлов и создание масляного уплотнителя между стенками цилиндра и поршня. С помощью присадок производитель делает масла определенной плотности и вязкости, которые предназначены для бензиновых или дизельных двигателей, либо универсальные продукты, которые могут использоваться на любых типах моторов. Доля присадок в моторном масле составляет от 5 до 30 процентов, что также влияет на конечную плотность продукта.
Что в конечном итоге представляет собой вязкость моторного масла? Данный показатель позволяет определить степень текучести смеси, который изменяется прямо пропорционально изменениям температуры окружающей среды. По вязкости современные масла делятся на "зимние" и "летние". В первом случае масло имеет приставку "W", например, 5W или 10W и имеет более густой состав. Как правило, производители, включая Лукойл, Mobil, Elf, Liqui-Moly и др. дают гарантию на использование своей продукции только согласно рекомендациям. Так, масло 5W может быть использовано при температурах не ниже –30 градусов, тогда как 20 W выдерживает температуру до –9 градусов. Данные виды масел нельзя использовать в летнее время, для этого классификация предусматривает "летние" варианты более низкой вязкости, которые обозначаются просто цифрами. Кроме того, от вязкости моторного масла зависят и такие показатели, как:
Во время эксплуатации его свойства, и в частности вязкость, могут как увеличиваться, так и уменьшаться в зависимости от конкретных реакций, которые происходят во время работы мотора. При попадании в масло "посторонних" веществ, например, антифриза или частиц топлива, его вязкость резко увеличивается, что ухудшает смазочные свойства и характеристики. Поэтому в случае обнаружения увеличения или уменьшения вязкости более, чем на 20 процентов при средней температуре в сторону, противоположную первоначальному значению, необходимо в срочном порядке проводить замену масла в двигателе и диагностику системы на выявление неисправностей.
Как правило, показатели вязкости, плотность и другие характеристики смазочного материала определяются с помощью специального прибора, который называется маслотестер. Данный прибор позволяет определить изменение вязкости и сделать выводы об износе или выходе из строя некоторых узлов двигателя авто. Именно плотность может служить своего рода индикатором негерметичности различных соединений двигателя или износа цилиндро-поршневой группы.
Как и вязкость, плотность смазочного материала также зависит от изменения температурных показателей окружающей среды, однако влияние температуры на плотность нельзя назвать столь явным. Плотность зависит от попадания в вещество частиц хладагента или отработанного топлива на молекулярном уровне. В среднем плотность современных масел составляет 830–930 кг/м 3 в зависимости от их состава (минеральное, синтетическое или полусинтетическое) и температуры. Зная плотность бензина и дизельного топлива, воды и антифриза, можно определить степень изменения с помощью ареометра или маслотестера.
Отработанное масло характеризуется повышенной плотностью как раз из-за присутствия в составе различных механических примесей, воды и т. д. При этом отработанное масло любой плотности, в составе которого присутствует много воды, грязи и других неперерабатываемых остатков, не подлежит . Хранить отработанное масло необходимо с соблюдением всех условий, в определенных резервуарах и при постоянной температуре в помещении для хранения.
Плотностью называют массу вещества, находящуюся в единице объема. Единица плотности — килограмм на кубический метр (кг/м3). Плотность топлива (масла) зависит от группового химического состава. Наименьшей плотностью обладают парафиновые углеводороды, наибольшей — нафтеновые и ароматические углеводороды.
На значение плотности влияет фракционный состав нефтепродукта. Чем выше температурные пределы выкипания фракций топлива (масла), тем больше их плотность. На практике имеют дело с безразмерной величиной — относительной плотностью, представляющей собой отношение плотности топлива (масла) при данной температуре к плотности воды при температуре 4 °С, взятой в том же объеме. Плотность воды при 4 °С равна 1 000 кг/м3. Относительную плотность принято определять при 20 °С.
Отдельные виды нефтепродуктов имеют следующие примерные интервалы значений плотностей, кг/м3:
Бензин: авиационный........................................................................... 700…725
автомобильный....................................................................... 735…750
Дизельное топливо....................................................................... 800…850
Масло моторное:
для бензиновых двигателей.................................................. 910…930
авиационное............................................................................ 880…905
для дизелей.............................................................................. 890…920
Плотность зависит от температуры. С повышением температуры плотность нефтепродукта уменьшается. Зная плотность.t при температуре t, можно определить плотность при 20 °С, средняя температурная поправка, показывающая изменение плотности при изменении температуры на 1 °С (табл. 1.1).
Плотность масла определяют пикнометром. Пикнометрический метод основан на определении относительной плотности — отношения массы испытываемого нефтепродукта к массе воды, взятой в том же объеме и при той же температуре. Плотность нефтепродуктов по этому методу определяют с точностью до четвертого знака после запятой, используя для взвешивания аналитические весы с погрешностью не более 0,0002 г. Методика определения плотности нефтепродуктов пикнометрическим методом изложена в ГОСТ 3900—85.
Плотность топлива определяют с помощью нефтеденсиметра (ареометра) и гидростатическими весами.
Нефтеденсиметр (ареометр) 1 представляет собой полый стеклянный поплавок с балластом (и термометром) внизу и тонкой стеклянной трубкой сверху, в которой помещена шкала плотности 2 (рис. 1.1). В стеклянный цилиндр 5 вместимостью 250 мл осторожно наливают нефтепродукт. Чистый и сухой ареометр, держа за верхний конец, осторожно и медленно погружают в нефтепродукт так, чтобы он не касался стенок цилиндра.
После прекращения колебаний ареометра производят замер показаний плотности по верхнему краю мениска 3. При отсчете глаз должен находиться на уровне мениска. Одновременно определяют температуру жидкости (по шкале термометра 4 или дополнительным термометром). Если температура нефтепродукта отличается от 20 °С, то по формуле (1.1) определяют плотность при температуре 20 °С.
При определении плотности высоковязких нефтепродуктов (кинематической вязкости при 50 °С, .50 . 200 мм2/с) их смешивают с равным объемом керосина (или топливом Т-1, ТС-1), плотность которого известна, и определяют, как указывалось ранее, плотность смеси.
Плотностью вещества называется масса определённого его объёма. Для автомобильного масла эта величина составляет, как правило, 0,8–0,9 кг на литр (хотя бывают масла с плотностью и 0,7 кг/л, и 0,95 кг/л) и зависит от его качества и состава присадок.
В общем-то, определённого деления масел по их плотности нет. Зато существует классификация их по вязкости, называемая SAE. И уже к этой вязкости можно привязать и плотность моторного масла .
Какие же бывают масла согласно этой классификации? В первую очередь – зимними (обозначающимися литерой «W», то есть «winter»), предназначенными для холодного времени года. Типов зимних масел шесть (от 5W до 25W), их используют для оптимальной работы двигателя при низких температурах.
Так, например, масло, обозначающееся как 5W, способно работать при температурах до -300С. У марки 10W нижний диапазон работы заканчивается двадцатью градусами мороза. Масло 20W способно выдержать лишь относительно небольшие холода – до -70С. Хотя при этом высокие температуры наружного воздуха для таких смазочных материалов недопустимы. Поэтому летом применяют другие типы масел.
Летние предназначены для того чтобы двигатель можно было безопасно запускать в тёплое время года. Они обозначаются обычными цифрами безо всяких буквенных обозначений – от 10 до 60. Для новых двигателей вполне достаточно масел с минимальными значениями вязкости , старые же моторы требуют и большей вязкости (а соответственно и плотности) смазочных материалов.
Кроме того, существуют универсальные масла, обозначаемые двумя числами. Они способны работать и в летнее, и в зимнее время, хотя стоят при этом, естественно, дороже. Впрочем, надёжная работа транспортного средства важнее экономии, поэтому в настоящее время большинство масел являются именно универсальными.
Хотя плотность моторного масла напрямую не зависит от его вязкости, у большинства используемых на сегодняшний день масел вполне можно определить обе эти величины по их марке.
Марка 10W соответствует плотности масла в 0,857 кг/л и вязкости в 32 сантистокса (единица измерения этой величины) при температуре плюс 40 градусов. Для марки 20W эти величины будут равны соответственно 0,865 кг/л и 68 сатистоксов. Летние масла марок от 20 до 50 имеют вязкость от 46 до 220 сантистоксов и плотность от 0,861 до 0,875 кг/л.
Любая техническая жидкость (моторное масло – не исключение) имеет химические и физические свойства. Эти характеристики закладываются производителем, и влияют на качество работы расходного материала.
Например, от плотности моторного масла зависят гидравлические параметры: насколько эффективно будет нагнетаться давление, а соответственно поступление смазки к рабочим точкам по маслопроводам.
Измерение плотности жидкостей в лаборатории
Кроме того, от этой величины зависит теплообмен. Как известно, с помощью моторной смазки отводится тепло от деталей трения, поскольку система охлаждения двигателя не задействована в этом процессе.
Производитель делает масла определенной плотности для обеспечения заданных значений кинематической вязкости. Собственно, это значение получают из величин динамической вязкости и плотности жидкости.
Для покупателя привычно видеть на упаковке такие параметры, как вязкость по SAE, классификации качества по API или ACEA. Удельная плотность моторного не относится к основным характеристикам, ее значение можно узнать из расширенной классификации или по результатам тестов.
С точки зрения физики, эта величина определяется отношением массы вещества к его объему. То есть, чем больше единиц массы умещается в определенный объем – тем выше значение.
Чтобы понять, как работает система измерения, обратимся к эталону:
Величину 1 кг/л имеет дистиллированная вода при температуре 4°C.
Поскольку в смазочных материалах содержатся различные вещества, многие из которых легче воды – плотность масла ниже.
Обратите внимание
Разговорная форма «легче» имеет прямое отношение к плотности материала. Употребляя это слово, мы как раз имеем в виду, что при одном и том же объеме, вещества имеют разный вес.
Плотность отработанного моторного масла будет отличаться от свежего, скорее всего в сторону увеличения. Это связано с тем, что часть легких жидкостей улетучивается, а тяжелые примеси добавляются. Это шлаки, взвесь твердых частиц, сажа, и пр.
Таким образом, понятно, что базовое значение зависит от основы масла, и состава его присадок.
Для сведения
Мошенники часто производят очистку отработанных масел, для повторной продажи в упаковках известных брендов. При этом, даже после тщательного удаления всех примесей, которыми «богата» отработка, такие характеристики, как плотность, не восстанавливаются.
Зная правильное значение этого параметра, вы легко сможете проверить приобретаемый продукт «на подлинность».
Казалось бы, в чем тут связь? Но ведь эталонное значение (см. выше: плотность дистиллированной воды) получают при определенной температуре: 4°C. Для тестирования нефтепродукта, за эталонную температуру принимается 20°C.
Это легко объяснимо с точки зрения физики:
Зависимость от внешних градусов следующая: от минуса до эталонного значения – цифры растут. Затем, по мере увеличения температуры, значение плотности снижается. Мы знаем, что вязкость зависит от плотности напрямую. При этом по мере снижения температуры масло густеет.
Это не связано с плотностью: зависимость этих величин требуется только для измерения (возвращаемся к эталонной температуре).
Снижение вязкости при понижении температуры
Разумеется, при измерении параметров невозможно обеспечить идеальные условия. Эталонные замеры производятся только в лабораториях. Поэтому для поправки на изменение внешней температуры, разработана таблица плотности масел.
| Плотноть (кг/м3) | Плотноть (кг/м3) | Температурная поправка (кг/м3*С) | |
|---|---|---|---|
| 690,0 ...699,9 | 0,91 | 850,0... 859,9 | 0,699 |
| 700,0...709,9 | 0,897 | 860,0...869,9 | 0,686 |
| 710,0... 719,9 | 0,884 | 870,0... 879,9 | 0,673 |
| 720,0 ...729,9 | 0,87 | 880,0... 889,9 | 0,66 |
| 730,0 ...739,9 | 0,857 | 890,0... 899,9 | 0,647 |
| 740,0 ...749,9 | 0,844 | 900,0...909,9 | 0,633 |
| 750,0 ...759,9 | 0,831 | 910,0...919,9 | 0,62 |
| 760,0...769,9 | 0,818 | 920,0...929,9 | 0,607 |
| 770,0...779,9 | 0,805 | 930,0...939,9 | 0,594 |
| 780,0 ...789,9 | 0,792 | 940,0...949,9 | 0,581 |
| 790,0 ...799,9 | 0,778 | 950,0...959,9 | 0,567 |
| 800,0...809,9 | 0,765 | 960,0...969,9 | 0,554 |
| 810,0...819,9 | 0,752 | 970,0...979,9 | 0,541 |
| 820,0...829,9 | 0,738 | 980,0...989,9 | 0,528 |
| 830,0 ...839,9 | 0,725 | 990,0...999,9 | 0,515 |
| 830,0...839,9 | 0,712 |
Зависимость нелинейная, если построить график – получится парабола. Поэтому поправка на 1°C рассчитывается в каждом диапазоне. Чем плотнее жидкость, тем меньше зависимость от внешних условий.
Это хорошо заметно на примере простой воды. При идеальных показателях 1 кг/литр, плотность изменится лишь тогда, когда жидкость будет на грани закипания или замерзания.
Согласно формуле (отношение массы к объему), величина фиксируется в килограммах на кубометр (кг/м³).
Для справки: плотность моторных масел лежит в пределах 750 — 995 кг/м³ (при 20°C).
Для измерения нам необходимо знать паспортные характеристики проверяемого продукта. На этикетках это значение не указано, поэтому необходимо получить эту информацию дополнительно.
Рассмотрим пример вычислений значения:
Сравнив эти данные с информацией в паспорте продукта, вы легко сможете определить, насколько покупаемый расходник соответствует заявленным характеристикам.
Разумеется, есть связь между базовой основой и плотностью продукта. Тип и количество присадок играют второстепенную роль. У минеральных масел это значение выше. Естественный продукт несколько тяжелее. Обычно производитель устанавливает диапазон 875 – 856 кг/м³.
Лабораторный эксперимент показывающий плотность масла — виде
Кстати, малый вес синтезированных смазочных материалов позиционируется в качестве конкурентного преимущества. На самом деле важно не то, какая плотность установлена производителем.
Для двигателя главное – сохранение этого значения при смене рабочих температур. Мы знаем, что от величины плотности зависит одна их главных характеристик: по SAE.
Вывод:
Сила не в абсолютных значениях, а в стабильности этого параметра.
