Формула расчета плотности или удельного веса известна еще со школьной программы по физике. Определение плотности можно представить в виде массы какого-либо вещества, находящейся в единице объема. Поэтому измеряется плотность в килограммах на кубический метр (кг/м3). По этой формуле можно рассчитать плотность любого вещества: твердого, жидкого, газообразного. Нас же интересует плотность машинного масла, которая так же представлена во всех таблицах с измерением кг на кубометр.
Плотность, как в моторном, так и в трансмиссионном машинном масле такой же важный параметр, как и вязкость. Чем плотнее структура масла, тем лучше оно образует защитную пленку на деталях. Чем выше его текучесть, тем пленка будет тоньше, но быстрее закроются все микротрещинки в механизмах силовых агрегатов и трансмиссии.
Идеальная формула текучести и плотности нефтепродуктов достигается исключительно с помощью присадок, так как в итоге надо чтобы масло быстро пролилось во все уголки двигателя и коробки передач, а затем надежно покрыло механизмы, защищая их от трения и износа (все те же противозадирные присадки).
Плотность масла не одинакова, она зависит напрямую от класса смазочных продуктов: минеральное, полусинтетическое, синтетическое и т.п. Помимо этого, на плотность влияют процессы получения продукта, новые технологии способны создать уникальную текучесть синтетических моторных и трансмиссионных масел в купе с надежным защитным покрытием. Минеральные и полусинтетические масла имеют более высокую плотность, так как относятся к природным или частично природным продуктам нефтепереработки. Соответственно качество нефти и ее состав напрямую влияет на конечный продукт, такой как машинное масло.
Не последнюю роль в плотности машинных масел так же играет степень очистки их базового продукта и присадочные пакеты, добавляемые при производстве смазочных материалов. Стандартная плотность машинного масла равна 910 кг/м3, что можно увидеть в любой таблице измерения плотностей большинства веществ.
Для машинных масел можно вывести формулу, чем чище масло, тем меньше оно содержит фракций, соответственно его плотность будет ниже и выкипать они будут при более низких температурах с небольшим временным интервалом. И наоборот, чем больше содержит машинное масло фракций, которые имеют высокую плотность, тем выше будут температуры закипания.
Зачем это нужно знать, — затем что бы прочитать на канистре при какой температуре машинное масло может дать вспышку, а так же какое из масел необходимо применить, что бы надежно защищало автомобиль при высоких температурах под нагрузкой.
Для измерения всех масел используют приборы, называемые ареометрами. Они представляют собой стеклянную запаянную трубку со шкалой делений, которая погружается в исследуемую жидкость.
В чем то ареометры похожи на спиртометры и термометры для воды, принцип измерения примерно тот же. В промышленности ареометры используют редко, возможно потому, что они сделаны из стекла и часто бьются, а возможно и потому что уже давно изобрели электронные плотномеры, которые точнее и быстрее предоставляют необходимые данные и достаточно безопасны в использовании.
В любом случае, чем бы не измерялась плотность машинного масла, она будет относительная. Измерение проводится при температуре 20 градусов по Цельсию. Температурный режим измерения других нефтепродуктов отличается от машинного масла, с эталонами можно ознакомится в таблице эталонных измерений. К примеру, масло для авиационной техники имеет плотность от 880 до 905 кг/м3, для дизельных двигателей от 890 до 920 кг/м3, а для моторов на бензине порог изменяется в рамках 910 — 930.
Всем уже известно, что вязкость машинного масла — это основной параметр, определяющий его использование. Не смотря на то, что плотность не менее важна, классификации ее как таковой нет, в отличии обиходного SAE. Тем не менее практика и многочисленные тесты позволили увязать значение по SAE и плотность.
Пример! Определяем по марке машинного масла плотность и вязкость. Зимнее моторное масло 10W имеет плотность 857 кг/м3 или 0,857 кг/л при вязкости равной 32 сантистокса. Измерения проводились опытным путем при температуре в 40 градусов по Цельсию и занесены в табличные данные основных характеристик машинных масел. Естественно это не эталон и за счет присадок такое масло может иметь более жидкое состояние с меньшей плотностью. Смотрим далее, зимнее моторное масло 20W имеет уже совершенно другие показатели, вязкость его равна 68 сантистоксов, а плотность 865 кг/м3. Закономерность прослеживается, шаг вязкости увеличил плотность продукта. Летние машинные масла имеют еще большую плотность, чем зимние. Интервал таких марок, как 20 — 50, в соответствии даст плотность масла 861 — 875, при интервале вязкости от 46 до 220 снт.
Любые проводимые опыты и таблицы эталонов — это условность. Покупая машинное масло обязательно нужно внимательно читать этикетку, так как присадки и добавки в базовое масло способны кардинально изменить его параметры, не смотря на то, что буквы и классификация по SAE могут быть одинаковыми.
Смазка должна быть нормальной плотности
Многим владельцам машин известно, что моторное масло является непременным атрибутом нормального функционирования двигателя. Оно смазывает трущиеся узлы, охлаждает систему, препятствует коррозии, очищает детали. Масла, заливаемые в поршневые двигатели внутреннего сгорания (ДВС), изготавливают из высококипящих фракций нефти различных способов очистки.
Поскольку моторные антифрикционные средства, помимо снижения коэффициента трения, должны выполнять еще целый ряд функций, в нефтяную основу добавляют синтетические вещества, называемые присадками. Вносимые примеси оптимизируют характеристики конечного продукта, позволяют реже проводить замену смазки, расширяют температурный диапазон применения без потерь полезных качеств. Температура вспышки питающей смеси внутри камеры сгорания топлива достигает 2000 оС, в результате чего поршневая группа сильно нагревается. При данных жестких условиях композитное масло должно сохранять вязкость, достаточную для смазывания узлов и создания надежного уплотнения между стенками цилиндра и поршня.
Доля присадок в современных составах для снижения трения подвижных частей двигателя составляет от 5 до 25% от общего объема. Вносимые добавки и технология изготовления позволяют выпускать продукты, применяемые либо в бензиновых, либо в дизельных ДВС, а также универсальные средства, пригодные для эксплуатации в любых типах моторов.
Присадки помогают изготавливать смазки требуемого производителями автомобилей уровня качества. По характеру взаимодействия с узлами ДВС различают следующие виды присадок:
Широкий ассортимент моторных присадок
Высокая температура вспышки горючей смеси приводит к тому, что частицы газообразной взвеси сгорают, оставляя после себя золу. В настоящее время ведется борьба за повышение экологической чистоты масел, в частности, изучается такой параметр, как сульфатная зольность. В соответствии с нормативными документами данная характеристика не должна превышать:
Если при испытаниях лабораториями сульфатная зольность оказывается больше вышеприведенных значений, выпуск новой разработки запрещается.
Перед производителями антифрикционных составов для ДВС стоят две задачи:
Во время воспламенения топлива резко увеличивается температура в рабочем объеме, которая является катализатором окислительных процессов. Кислоты, возникающие при сгорании частиц масляного тумана и горючей смеси, вызывают коррозию деталей мотора и снижают вязкость смазки. Нейтрализовать влияние агрессивной среды производители стараются при помощи введения добавок на основе щелочных металлов. Сульфатная зольность конечного продукта увеличивается пропорционально доле вводимых антикоррозийных примесей. С одной стороны, введение синтетических добавок улучшает характеристики антифрикционного средства. В то же время это ухудшает его экологичность и приводит к риску образования излишней зольности, ведущей к устойчивому отложению сажи на узлах агрегата.
В результате антиокислительных реакций снижается количество нейтрализующих примесей в начальном продукте и, соответственно, щелочное число изделия. По достижении минимального значения данного параметра лавинообразно возрастают коррозионные процессы, но зольность выхлопа сильно снижается.
Высокая температура вспышки приводит не только к сжиганию полезных присадок, она вызывает незначительную деформацию головки блока цилиндров. Это может привести к поломке агрегата и потере герметичности изолированных систем. Неисправность ДВС значительно влияет на такие качества смазывающего нефтепродукта, как вязкость и плотность.
Вязкость является одним из основополагающих качеств моторного масла. Она определяет степень текучести смеси, характеризуя сопротивление жидкой среды течению – перемещению одного слоя субстанции относительно другого под воздействием внешних сил. На данный параметр сильно влияет окружающая температура: при её увеличении смазка становится более жидкой, а при понижении – густой.
Вязкость характеризует такие свойства моторного масла:
Будьте осторожны с присадками
В процессе эксплуатации двигателя вышеперечисленное качество антифрикционного средства может как увеличиваться, так и уменьшаться. Изменение вызывают физические и химические реакции, происходящие в моторе. Например, масло становится более густым из-за попадания в него нерастворимых веществ, ухудшающих смазывающие свойства и работоспособность продукта. С другой стороны даже высокая температура вспышки не обеспечивает полного сгорания газовой смеси в рабочей камере. Остатки топлива попадают в картер и взаимодействуют со смазкой, ухудшая её характеристики.
При изменении вязкости более чем на 25% в любую сторону от начального значения специалисты рекомендуют провести внеплановую замену моторного масла и выяснить причины, повлиявшие на изменение параметра.
Существует специальный прибор для определения различных характеристик смазки для мотора, в числе прочих параметров измеряющий вязкость – маслотестер. С его помощью определяют время заполнения тестового объема исследуемым маслом и густоту опытного образца. Имея данные об изменении вязкости относительно начальной величины, можно определить неисправность узлов ДВС или оставшийся ресурс работы исследуемого продукта.
Не менее важной характеристикой масла, чем вязкость, является плотность. Она выражается в кг/м3 и показывает, сколько молекул вещества находится в определенном объеме. Температура окружающей среды оказывает влияние на плотность смазки, как и на её вязкость, но в гораздо меньшей степени.
Лаборатория анализирует смазку
Существенно на плотность влияют попадающие в состав продукта посторонние вещества, например, частицы топлива или охлаждающей жидкости. Они могут попадать в смазку через негерметичные прокладки или при износе поршневой группы. Визуально определить наличие инородных веществ в составе практически невозможно. Попадание в смазку топлива или охлаждающей жидкости можно выявить при ее контроле с помощью измерительного щупа. Однако если двигатель начал “есть масло”, этот метод не принесет ощутимых результатов – расход будет компенсировать пополнение, оставляя общий уровень неизменным.
Зная плотность бензина (~ 760 кг/м3), дизельного топлива (~ 840 кг/м3), воды (1000 кг/м3), антифриза (1035-1085 кг/м3), а также моторного масла (880-930 кг/м3), можно диагностировать попадание посторонних примесей с помощью ареометра. Увеличение плотности смазки сигнализирует о нарушении герметичности охлаждающей двигатель системы, снижение говорит о неисправности поршневой группы.
Более точные результаты изменения характеристик смазки можно получить при помощи маслотестера. Данный прибор измеряет величины с точностью до единиц. Он позволяет не только вычислить плотность исследуемого образца, но и определяет тип залитого в двигатель продукта (минеральное, синтетика, полусинтетика). Последнее обстоятельство приобретает большое значение, если вы собираетесь поменять смазку в подержанном автомобиле, купленном с рук.
Специалисты не рекомендуют при замене масла использовать разные его типы без предварительной промывки двигателя специальными составами. Даже если слив старой смазки длительный, оставшиеся на деталях компоненты могут вступить в реакцию с присадками другого типа, образуя соединения, наносящие вред двигателю. Использование при замене специальных промывочных средств позволяет переходить на смазку другого типа, но приводит к лишним финансовым затратам. Избежать потерь времени и денежных средств можно, анализируя залитый ранее продукт при помощи маслотестера.
Моторы, установленные в новейших транспортных средствах весьма восприимчивы к необходимым материалам. Например, смазочным жидкостям. Плотность масла – один из основных параметров наравне с показателем вязкости. Эти характеристики значительно влияют на рабочие качества моторных масел. По этой причине изготовители призывают применять лишь те составы, которые они указывают в сервисной книге. Если подобного не наблюдается, они снимают автомобиль с гарантийного обслуживания. Вследствие этого необходимо тщательно относиться к , несущих ответственность за бесперебойную долговременную работу.
Особенности параметра плотности моторного масла.
В числе основных параметров, имеющих отношение к трансмиссионным жидкостям, акцентируют такие характеристики:
Густота и вязкость автомобильных масел в картере считается плотностью. Её число указывает, какое количество веществ молекулярного строения имеется в конкретном объёме, и возрастает в процессе увеличении давления. При большом коэффициенте открывается способность сокращения гидропередачи без конфигурации мощности. Но если плотность большая, то масло хуже проходит в проёмы мотора, затрудняя движение коленвала. Подобное действие можно замечать при пуске двигателя в холодное утреннее время. Вследствие этого повышается затрата топлива. Густая смазка способствует и высокой траты моторной жидкости.
Однако невысокий показатель плотности тоже обладает своими минусами. При низкой вязкости появляются подобные неприятности:
Тщательно с подходящей маркировкой не принесет ущерба двигателю, поможет повысить эксплуатационный ресурс. Для хорошего обслуживания вашего авто нужно делать выбор лишь в пользу проверенных временем торговых брендов.
Покупая смазку для своего автотранспорта, водитель ориентируется на классификацию SAE, определяющую жидкое вещество по величине вязкости. Единичной классификации по параметру плотности не имеется. В наших погодных условиях востребованы универсальные смазочные материалы. Например, буква W в маркировке обозначает моторное масло для зимнего периода времени. Такие смазки отличаются диапазоном 5W - 25W. не утрачивает своих функциональных свойств до значения температуры -30° C, а при индексе 25W масло действенно только при незначительных морозах. Трансмиссионные продукции для летнего сезона обладают невысокой вязкостью. Их маркировка - от 10W до 60W.
Для того чтобы измерить плотность любого моторного масла, применяют оборудование, именуемое ареометрами. Это обычная запаянная трубка со шкалой делений выполненная из стекла, которая окунается в вещество, предназначенное для изучения. Ареометры очень схожи с другими подобными приборами (например, с термометром для воды), принцип работы почти такой же. В промышленном производстве ареометры применяют очень редко, может быть, потому, что они изготовлены из стекла и частенько бьются, а, может быть, и потому, что уже до этого придумали цифровые плотномеры, которые правильнее и быстрее выдают нужные сведения и довольно безвредны в применении. В результате плотность моторного масла всегда оказывается условной, чем бы её ни измеряли. Измерение выполняется при температуре 20 градусов. Термический режим замера прочих нефтяных продуктов отличается от машинной смазки, о стандартах можно узнать в таблице эталонных измерений. Например, смазка для авиационной техники содержит плотность, начиная от 880 вплоть до 905 кг/м³, для дизельных моторов – от 890 до 920 кг/м³, а для двигателей на бензине граница изменяется в пределах от 910 до 930 кг/м³.
По большому счёту показатели этой величины синтетических и полусинтетических автожидкостей довольно схожи. Различие заключается лишь в возможности изменять состояние. Полусинтетика, обладая минеральными частицами, перекрывает поршневую систему при невысоких температурах. Данные продукты уязвимы к тепловому воздействию.
Не взирая на то, что синтетика не так подвергается воздействию температуры, не каждый раз индекс плотности бывает оптимален. Зависит это от таких факторов:
Однако при всех минусах синтетические автомасла гарантируют достойный уровень защиты мотора.
Контролируя плотность моторной жидкости, можно обеспечить надежную работу привода авто в пределах установленного эксплуатационного периода. Отклонение этого параметра от нормы указывает на нарушение работы смазочной системы. Установить в каких узлах авто возникают дефекты, приводящие к нарушению работы мотора, можно проведя анализ работающего масла (изучив его параметры).
Под плотностью моторного масла подразумевается соотношение массы вещества к занимаемому ею объему. Измеряется этот параметр в кг/м 3 . Он зависит от структуры кристаллической решетки моторной смеси и от фракционного строения самого нефтепродукта. Если возникают неполадки смазочной системы или системы охлаждения, то к моторной жидкости поступают посторонние вещества (частички топлива или охлаждающей смеси). Они попадают к моторной смеси из-за негерметичности прокладок или если происходит истирание поршневой группы.
Очевидно, что измерив показатель плотности автомасла и определив его несоответствие норме, можно судить о неполадках системы охлаждения или вентиляции картера.
За эталон измерений берут плотность жидкости при температуре 20 0 С:
Ареометр - это прибор для определения плотности моторного масла. Он по внешнему виду напоминает стеклянный поплавок с расположенным в нижней его части термометром. В верхней части прибора находится тоненькая стеклянная трубка с нанесенной шкалой плотностей. Заполнив стеклянную тару автомаслом и аккуратно погрузив в нее ареометр, так, чтоб он не прикасался к стенкам тары, дожидаются, пока ареометр достигнет статичного положения, затем определяют плотность по шкале на верхней трубке. Выполняя замеры, следят чтоб термометр, расположенный в нижней части прибора, показывал температуру масла, равную 20 0 С.
Зная, что показатель плотности моторной синтетической жидкости составляет 845-855 кг/м 3 , минеральной 880-900, можно судить о свежести масла и наличию примесей.
Более подробно узнать, как проверить качество моторной жидкости вы можете, посмотрев видео:
Показатель плотности моторной жидкости может изменяться в зависимости от температурного режима за бортом машины, плюс попадания к смеси молекул воды, отработанного топлива, механических частичек. Изменение этого параметра указывает на неисправности смазочной системы или мотора, поэтому обнаружив его отклонение от нормы, необходимо провести качественную диагностику авто и устранить дефекты.
Синтетика и полусинтетика не отличаются по показателю плотности. Основное их различие заключается в том, что полусинтетика более подвержена температурному влиянию, поэтому быстрее замерзает зимой и разжижается летом, чем синтетика. Минералка из-за применения натуральных присадок работает в ограниченном диапазоне температур. Синтетика не всегда является наилучшим выбором, нужно учитывать количество и качество используемых в ней присадок, чтоб они агрессивно не влияли на детали мотора.
Купить масло нужной плотности, можно учитывая следующие нюансы:
Если вы стремитесь самостоятельно диагностировать плотность моторной смеси, то можете воспользоваться ареометром, он достаточно прост в использовании, нет необходимости обладать специальными знаниями, чтоб выполнить замеры.
Теперь перейдем непосредственно к физическим и химическим параметрам, которые характеризуют все моторные масла.
Вязкость - основное свойство, за счет которого определяется возможность использовать продукт в двигателях разных типов. Она может быть выражена в единицах вязкости кинематической, динамической, условной и удельной. Степень тягучести моторного материала определяется двумя показателями - кинематической и динамической вязкостями. Эти параметры наряду из сульфатной зольностью, щелочным числом и индексом вязкости составляют основные показатели качества моторных масел.
График зависимость вязкости от температуры моторного масла
Кинематическая вязкость (высокотемпературная) - основной эксплуатационный параметр для всех видов масел. Это отношение динамической вязкости к плотности жидкости при той же температуре. Кинематическая вязкость не влияет на состояние масла, она определяет характеристики температурных данных. Данный показатель характеризует внутреннее трение состава или его сопротивление собственному течению. Описывает показатели текучести масла при рабочей температуре +100°С и +40°С. Единицы измерения - мм²/с (сантиСтокс, сСт).
Простыми словами, этот показатель показывает масла от температуры и позволяет оценить, насколько быстро оно будет густеть при снижении температуры. Ведь чем меньше масло меняет свою вязкость при изменении температуры тем выше качество масла .
Динамическая вязкость масла (абсолютная) показывает силу сопротивления масляной жидкости, возникающий во время движения двух слоев масла, удаленных друг от друга на расстоянии 1 см движущихся со скоростью 1 см/с. Динамическая вязкость - произведение кинематической вязкости масла на его плотность. Единицы измерения данной величины - Паскаль-секунды.
Проще говоря, она показывает влияние низкой температуры на сопротивление пуску двигателя. А чем меньше динамическая и кинематическая вязкость при низких температурах, тем легче будет смазочной системе прокачивать масло в мороз, а стартеру крутить маховик двигателя при холодном запуске. Большое значение также имеет индекс вязкости моторного масла.
Скорость падения кинематической вязкости с ростом температуры характеризуется индексом вязкости масла. По индексу вязкости оценивают пригодность масел для данных условий работы. Чтобы определить индекс вязкости сопоставляют вязкость масла при различных температурах. Чем он выше, тем меньше вязкость зависит от температуры, а значит и лучше его качество. Если говорить в двух словах, то индекс вязкости показывает «степень разжижения» масла . Это безразмерная величина, т.е. не измеряется в каких-либо единицах - это просто цифра.
Чем ниже индекс вязкости моторного масла, тем сильнее масло разжижается , т.е. толщина масляной пленки становится очень маленькой (из-за чего возникает повышенный износ). Чем выше индекс вязкости моторного масла, тем меньше масло разжижается , т.е. обеспечивается необходимая для защиты трущихся поверхностей толщина масляной пленки.
При реальной работе моторного масла в двигателе, низкий индекс вязкости означает плохой запуск двигателя при низких температурах или плохая его защита от износа при высоких температурах.
Масла с высоким индексом обеспечивает работоспособность двигателя в более широком температурном диапазоне (окружающей среды). Следовательно обеспечивается более легкий пуск двигателя при низких температурах и достаточная толщина масляной пленки (а значит и защита двигателя от износа) при высоких температурах.
Высококачественные минеральные моторные масла обычно имеют индекс вязкости - 120-140, полусинтетические 130-150, синтетические 140-170. Это значение зависит от применения в составе углеводородов и очистной глубине фракций.
Тут нужен баланс, и при выборе стоит учитывать требования производителя мотора и состояние силового агрегата. Однако чем выше индекс вязкости - тем в более широком температурном диапазоне можно использовать масло.
Чем выше вязкость масла , тем ниже у него показатель испаряемости по Ноак. Конкретные значения испаряемости зависят от типа , то есть, устанавливается производителем. Считается, что неплохая испаряемость находится в диапазоне до 14%, хотя встречаются в продаже и масла, испаряемость которых достигает 20%. У синтетических масел это значение, как правило, не превышает 8%.
В целом можно сказать, что чем ниже значение испаряемости по Ноак - тем меньше угар масла. Даже небольшая разница – в 2,5 … 3,5 единицы – способна отразиться на . Более вязкий продукт угорает меньше. Особенно это актуально для минеральных масел.
Простыми словами понятие коксуемость - это способность масла образовывать в своем объеме смолы и нагары, которые, как известно, являются вредными примесями в смазывающей жидкости. Коксуемость напрямую зависит от степени ее очистки. В том числе на это влияет, какое базовое масло было использовано изначально для создания готового продукта, а также технология производства.
Оптимальным показателем для масел с высоким уровнем вязкости является значение 0,7% . Если же масло имеет низкую вязкость, то соответствующее значение может находиться в пределах 0,1…0,15%.
Сульфатная зольность моторного масла (sulphate ash) - показатель наличия присадок в масле, которые включают органические соединения металлов. При эксплуатации смазки все присадки и добавки вырабатываются, - выгорают, образуя ту самую золу (шлаки и нагар), которая оседает на поршнях, клапанах, кольцах.
Сульфатная зольность масла ограничивает способность масла накапливать зольные соединения. Данное значение указывает, какое количество неорганических солей (золы), которые остаются после сгорания (испарения) масла. Это могут быть не только сульфаты (ими “пугают” автовладельцев, машины имеющие двигатели из алюминия, который “боится” серной кислоты). Измеряется зольность в процентах от общей массы состава, [% масс].
В целом же, зольные отложения забивают сажевые фильтры и дизельных машин и катализаторы у бензиновых. Однако это справедливо в случае, если имеет место значительный расход масла двигателем. Стоит отметить, что наличие серной кислоты в масле гораздо критичнее, чем повышенная сульфатная зольность.
В составе полнозольных масел количество соответствующих добавок может немного превышать 1% (до 1,1%), у среднезольных - 0,6...0,9%, у малозольных - не превышать 0,5%. Соответственно, чем это значение ниже - тем лучше .
Малозольные масла, так называемые Low SAPS (имеют маркировку по ACEA C1, C2, C3 и C4). Являются лучшим вариантом для современного автотранспорта. Обычно применяют в машинах с системой нейтрализации выхлопных газов и авто работающих на природном газе (с ГБО). Критическими значениями зольности для бензиновых двигателей является значение 1,5%, для дизельных моторов - 1,8%, а для дизельных двигателей высокой мощности - 2%. Но стоит отметить, что малозольные масла не всегда являются малосеристыми, поскольку малая зольность достигается более низким щелочным числом.
Главным недостатком малозольного масла заключается в том, что даже одна заправка некачественным топливом способна «убить» все его свойства.
Полнозольные присадки, они же Full SAPA (с маркировкой ACEA A1/B1, A3/B3, A3/B4, A5/B5). Негативно влияют на фильтры DPF, а также имеющиеся трехступенчатые катализаторы. Такие масла не рекомендуется использовать в моторах, оборудованных экологическими системами Euro 4, Euro 5 и Euro 6.
Высокая сульфатная зольность обусловлена наличием в составе моторного масла моющих присадок, содержащих металлы. Такие компоненты необходимы для предотвращения нагаро- и лакообразования на поршнях и придания маслам способности нейтрализовывать кислоты, характеризуемой количественно щелочным числом.
Данная величина характеризует, как долго масло может нейтрализовать вредные для него кислоты, которые вызывают коррозионный износ деталей двигателя и усиливают процессы образования различных углеродистых отложений. Для нейтрализации используется гидроксид калия - KOH. Соответственно щелочное число измеряется в мг КОН на грамм масла , [мг КОН/г]. Физически это означает, что количество гидроксида эквивалентно по своему действию пакету присадок. Так, если в документации указано, что общее щелочное число (TBN - Total Base Number) равно, например, 7,5, то это значит, что количество КОН составляет 7,5 мг на грамм масла.
Чем больше будет щелочное число - тем дольше масло сможет нейтрализовать действие кислот , образующихся при окислении масла и сгорании топлива. То есть, им можно будет дольше пользоваться (хотя на этот показатель еще оказывают влияние другие параметры). Низкие моющие свойства - это плохо для масла, поскольку в таком случае на деталях будет образовываться несмываемый нагар.
Обратите внимание, что масла в которых минеральная основа с низким индексом вязкости, и большим содержанием серы, но высоким TBN в неблагоприятных условиях быстро сойдет на нет! Так что такую смазывающую жидкость не рекомендуется использовать в мощных современных моторах.
При работе масла в двигателе щелочное число неизбежно снижается, а нейтрализующие присадки срабатываются. Такое снижение имеет допустимые пределы, по достижении которых масло не сможет защищать от коррозии кислотными соединениями. Что касается оптимального значения щелочного числа, то раньше считалось, что для бензиновых двигателей оно будет равно примерно 8...9, а для дизельных - 11...14. Однако у современных смазочных составов щелочное число обычно ниже, вплоть до 7 и даже 6,1 мг КОН/г . Обратите внимание, что в современных двигателях нельзя использовать масла со щелочным числом 14 и выше .
Низкое щелочное число в современных маслах сделано искусственно в угоду действующим экологическим требованиям (ЕВРО-4 и ЕВРО-5). Так, при сжигании этих масел в двигателе образуется малое количество серы, что положительно сказывается на качестве выхлопных газов. Однако масло с низким щелочным числом зачастую недостаточно хорошо защищает детали двигателя от износа.
Грубо говоря, щелочное число занижено искусственно, поскольку долговечность двигателя принесены в угоду современным требованиям экологичности (например, в Германии действуют очень строгие допуски по экологии). К тому же, износ двигателя приводит к более частой смене машины конкретным автовладельцем на новую (потребительский интерес).
А значит оптимальным ЩЧ не всегда должно быть максимальное или минимальное число.
Под плотностью понимается густота и вязкость моторного масла. Определяется при температуре окружающей среды +20°С. Измеряется в кг/м³ (реже в г/см³). Она показывает отношение общей массы продукта к его объему и напрямую зависит от вязкости масла и коэффициента сжимаемости. Определяется базой масла и базовыми присадками, а так же сильно влияет на динамическую вязкость.
Если испарение масла будет высоким, то плотность будет увеличиваться. И наоборот, если масло имеет небольшую плотность, и одновременно с этим высокую температуру вспышки (то есть, низкое значение испаряемости), то можно судить о том, что масло сделано на качественном синтетическом базовом масле.
Чем выше плотность, тем хуже масло проходит по всем каналам и зазорам в двигателе, а из-за этого усложняется вращение коленчатого вала. Это приводит к его увеличенному износу, отложений, количества нагара и повышенному расходу топлива. Но и малая плотность смазки тоже плохо - из-за нее образуется тонкая и нестабильная защитная пленка, ее быстрое выгорание. Если двигатель чаще работает на холостых оборотах или в режиме старт-стоп, то лучше использовать менее плотную смазочную жидкость. А при длительном движении на больших скоростях - более плотную.
Поэтому, все производители масел придерживаются диапазона плотности выпускаемых ими масел в диапазоне 0,830....0,88 кг/м³, где только крайние диапазоны считаются высшим качеством. А вот плотность от 0,83 до 0,845 кг/м³ - это признак эстеров и ПАО в масле. А если плотность составляет 0,855… 0,88 кг/м³ - это означает, что было добавлено слишком много присадок.
Это самая низкая температура, при которой пары нагреваемого моторного масла при определенных условиях образуют смесь с воздухом, взрывающуюся при поднесении пламени (первая вспышка). При температуре вспышки моторное масло еще не воспламеняется. Температуру вспышки определяют при нагревании моторного масла в открытом или закрытом тигле.
Это показатель наличия в масле легкокипящих фракций, что определяет способность состава образовывать нагар и сгорать при соприкосновении с горячими деталями двигателя. У качественного и хорошего масла значение температуры вспышки должно быть как можно выше. У современных моторных масел температура вспышки превышает +200°C, обычно она равна +210...230°C и выше.
Значение температуры по Цельсию, когда масло теряет физические свойства, характерные жидкости, то есть, застывает, становится неподвижным. Важный параметр для автолюбителей, проживающих в северных широтах, да и другим автовладельцам, кто часто запускает двигатель «на холодную».
Хотя на самом деле в практических целях значение температуры застывания не используется. Для характеристики работы масла в мороз существует другое понятие - минимальная температура прокачиваемости , то есть, минимальная температура, при которой масляный насос в состоянии прокачать масло в системе. А она будет немного выше, чем температура застывания. Поэтому в документации имеет смысл обращать внимание именно на минимальную температуру прокачиваемости.
Что касается температуры застывания, то она должна быть на 5...10 градусов ниже, чем самые низкие температуры, при которых работает двигатель. Это может быть -50°С…-40°С и так далее, в зависимости от конкретной вязкости масла.
Кроме этих основных характеристик моторных масел также можно встретить и дополнительные результаты лабораторных анализов на количество цинка, фосфора, бора, кальция, магния, молибдена и других химических элементов. Все эти присадки улучшающие характеристики масел. Они защищают от задиров и износов двигатель, а также продлевают работу самого масла, не давая ему окислятся или лучше держать межмолекулярные связи.
Сера - имеет противозадирные свойства. Фосфор, хлор, цинк и сера - противоизносные свойства (упрочняют масляную пленку). Бор, молибден - уменьшают трение (дополнительный модификатор для максимального эффекта снижения износа, задиров и трения).
Но кроме улучшений они имеют и обратные свойства. В частности, оседают в виде нагара в двигателе или попадают в катализатор, где накапливаются. Например, для дизелей с DPF, SCR и накопительных нейтрализаторов сера - враг, а для окислительных нейтрализаторов враг - фосфор. А вот моющие присадки (детергенты) Ca и Mg при сгорании образуют золу.
Помните, что чем меньше присадок находится в масле, тем стабильнее и предсказуемее эффект их воздействия. Поскольку они будут мешать друг другу получить четкий сбалансированный результат, не раскрыв весь заложенный в них потенциал, а также давать более отрицательный побочный эффект.
Защитные свойства присадок зависят от способов изготовления и качества сырья, поэтому их количество не всегда показатель лучшей защиты и качества. Поэтому у каждого автопроизводителя для применения в конкретном моторе есть свои ограничения.
В большинстве автомобилей в зависимости от пробега машины. Однако на некоторых марках смазывающих жидкостей на канистрах прямо указывают срок их действия. Это обусловлено химическими реакциями, происходящими в масле в процессе его работы. Обычно выражается в количестве месяцев беспрерывной работы (12, 24 и Long Life) или количестве километров.
Для полноты информации приведем несколько таблиц, где приведена информация о зависимости одних параметров моторного масла от других или от внешних факторов. Начнем с группы базовых масел в соответствии со стандартом API (API - американский институт нефти). Так, масла делятся по трем показателям - индексу вязкости, содержанию серы и массовой доле нафтенопарафиновых углеводородов.
В настоящее время на рынке представлено большое количество присадок в масло, которые определенным образом меняют его характеристики. Например, присадки, и повышающие вязкость, очищающие или продлевающие срок службы. Для понимания их разнообразия имеет смысл собрать информацию о них в таблицу.
| Группа свойств | Типы присадок | Назначение |
|---|---|---|
| Защита поверхностей деталей | Детергенты (моющие) | Предохраняют поверхности деталей от образования отложений на них |
| Дисперсанты | Предотвращают осаждение продуктов износа двигателя и деструкции масла (минимизирует образование шлама) | |
| Противоизносные и противозадирные | Снижают трение и износ, предотвращают схватывание и задир | |
| Антикоррозионные | Предотвращают появление коррозии деталей двигателя | |
| Преобразование свойств масла | Депрессорные | Снижают температуру застывания. |
| Модификаторы вязкости | Расширяют температурный диапазон применения, повышают индекс вязкости | |
| Защита масла | Антипенные | Препятствуют образованию пены |
| Антиокислители | Предотвращают окисление масла |
Изменение некоторых параметров моторного масла из перечисленных в предыдущем разделе напрямую влияет на работу и состояние двигателя автомобиля. Это можно отобразить в таблице.
| Показатель | Тенденция | Причина | Критический параметр | На что влияет |
|---|---|---|---|---|
| Вязкость | Увеличивается | Продукты окисления | Возрастание в 1,5 раза | Пусковые свойства |
| Температура застывания | Увеличивается | Вода и продукты окисления | Нет | Пусковые свойства |
| Щелочное число | Снижается | Срабатывание моющих присадок | Снижение в 2 раза | Коррозия и снижение ресурса деталей |
| Зольность | Увеличивается | Щелочные присадки | Нет | |
| Механические примеси | Увеличивается | Продукты износа оборудования | Нет | Появление отложений, износ деталей |
Как указывалось выше, выбор того или иного моторного масла должен основываться не только на показаниях вязкости и допусках автопроизводителей. Кроме этого, существует еще три обязательных параметра, которые нужно учитывать:
На первый пункт во многом зависит то, какого типа масло - , или полностью . Желательно, чтобы смазывающая жидкость обладала такими эксплуатационными характеристиками:
Перечисленные показатели качества моторного масла зачастую являются критическими, и если их значения будут ниже нормы, то это чревато недостаточным смазыванием отдельных деталей двигателя, их чрезмерным износом, перегреванием, а это, как правило, приводит к снижению ресурса как отдельных частей, так и двигателя в целом.
Каждый автолюбитель должен периодически следить за уровнем моторного масла в картере, а также за его состоянием, поскольку от этого напрямую зависит нормальная работа двигателя. Что касается выбора, то его следует выполнять, опираясь, в первую очередь, на рекомендации производителя двигателя. Ну, а приведенная выше информация о физических свойствах и параметрах масел, наверняка помогут вам сделать правильный выбор.
