К смазочным материалам, используемым в автомобиле и к моторному маслу в частности предъявляется ряд требований, которые связаны не только с особенностями физико-химических процессов, происходящих при работе мотора, но и с условиями эксплуатации.
Для того чтобы иметь представление о том, какие факторы влияют на смазочные материалы ДВС, следует рассмотреть основные понятия описывающие температурно-зависимые свойства:
Смазочные вещества применяются для того, чтобы исключить сухой контакт соприкасающихся движущихся частей механизмов ДВС. Они предназначены для создания границы скольжения и разделения трущихся деталей. Температура вспышки связана с таким параметром, как испаряемость.
Моторная смазка имеет ряд характеристик, включая вязкость. Вязкость напрямую зависит от температуры. Диапазон рабочих температур ДВС заставляет производителей учитывать изменение вязкости начиная с момента запуска мотора до выхода на оптимальный режим.
Смазка трущихся частей ДВС осуществляется непрерывно во время его работы. Простейшая система состоит из масляного насоса, обеспечивающего циркуляцию, фильтра и каналов в головке и блоке цилиндров, коленчатом вале и т.д., по которым лубрикант подается в места контакта. Как правило, система смазки имеет несколько датчиков, контролирующих важнейшие параметры системы:
Для определения температуры, при которой происходит вспышка паров легких углеводородов содержащихся в моторном масле, его нагревают в специальном тигле до тех пор, пока пары не начнут вспыхивать от открытого пламени. Вспышки в работающем моторе не происходит, но лубрикант может испаряться и происходит так называемый угар. Это медленный и незаметный процесс, и датчик уровня масла в итоге только констатирует факт. Методика определения t° вспышки регламентируется ГОСТ 6356.
У моторного смазочного материала две взаимозависимые характеристики — это вязкость и температурный режим. С повышением t° вязкость снижается и наоборот, при низких температурах оно становится более вязким. В описании смазочного материала в эксплуатационных характеристиках всегда указываются оба параметра.
Вспышки летучих углеводородов происходят при достижении определенной температурной отметки, за которой начинается процесс их кипения и испарения. Хорошим показателем считается t° вспышки от 225°Цельсия и выше, для сравнения, пары дизельного топлива вспыхивают при +55°. В низкокачественных нефтепродуктах с низкой вязкостью содержится большой процент легких фракций которые выгорают и, как результат, снижается объем смазочной жидкости, о чем извещает датчик.
Температура вспышки — это характеристика в большей степени имеющая лабораторно-промышленное хождение, и на которую подавляющее большинство автовладельцев внимание не обращают. Производители также не акцентируют внимание потребителей на t° вспышки, не указывая ее на упаковках моторных масел.
Рабочий диапазон температур масла моторного лежит в пределах от -40 до +180 градусов. Промышленностью выпускаются моторные смазки с различными вязкостно- температурными характеристиками, соответствующими требуемым параметрам, которые в свою очередь продиктованы особенностями силовой установки и климатом. Так, в дизельном ДВС иные условия, более высокие температуры и состав топлива, требующие моторных масел особой рецептуры. Характеристики моторного лубрикатора могут варьироваться в зависимости от структуры его основы и набора модифицирующих присадочных компонентов, которые не позволяют маслу становиться более или менее вязким в различных температурных условиях, сохраняя смазывающие свойства. От условий окружающей среды зависят такие параметры, как проворачиваемость и прокачиваемость.
Свойства низкотемпературных моторных смазок позволяют эксплуатировать транспортное средство в холодных климатических условиях, при этом сохраняя все оптимальные рабочие параметры — вязкость, текучесть и адгезия к металлическим поверхностям.
Известно, что система смазки двигателя функционирует в двух режимах одновременно, осуществляя смазку трущихся деталей под давлением и без давления. Давление обеспечивает насос шестереночного роторного или иного типа.
Под давлением обычно смазываются поверхности коленчатого и распределительного валов и других моторных узлов, капельная смазка поршней происходит за счет разбрызгивания масла движущимися частями. В условиях низких температур, оно становится более густым и возрастает усилие на стартере для поворота коленчатого вала мотор с трудом заводится и горит датчик «давление масла». Смазка застывает из-за содержащихся в нем углеводородов парафинового происхождения с высокой t° кипения, которые имеют свойство кристаллизоваться при низких температурах. Низкотемпературные смазки содержат малое количество парафиновых углеводородов и специальные присадки, не позволяющие смазке густеть на морозе. Для подогрева моторного масла в некоторых марках машин есть функция принудительного разогрева картера, облегчающая холодный запуск.
Переход вещества из жидкого состояния в газообразное может быть выражен простым испарением либо происходить в фазе кипения жидкости. Диапазон кипения большинства моторных смазок лежит за пределами нормальных эксплуатационных параметров ДВС.
Высокие температуры в камере сгорания разлагают попавшие туда частицы смазки на простейшие соединения в виде сажи, часть которой выносится выхлопными газами, а часть оседает в виде нагара на кольцах и поршне. Высокотемпературные процессы окисления моторных масел способствуют образованию лаковых отложений на внутренних поверхностях двигателя. Чем ниже качество моторного масла тем ниже его точка кипения.
В автомобильных двигателях внутреннего сгорания охлаждение как правило жидкостное. Датчик температуры на большинстве автомобилей срабатывает при достижении порогового значения 85-90 градусов, включая принудительное охлаждение двигателя. Система охлаждения двигателя конструктивно соседствует с системой смазки, поэтому для кипения моторного масла потребуется прогреть мотор до такой температуры при которой раньше начнет испаряться охлаждающий агент. Для справки, средняя t° кипения антифриза на основе этиленгликоля 120-125 по Цельсию.
В спортивных автомобилях с форсированными бензиновыми двигателями t°моторного масла не должна выходить за пределы рабочих температур. Во избежание перегрева масла на силовой агрегат устанавливается система охлаждения состоящая из масляного радиатора, трубопроводов и специального переходника под масляный фильтр. В этот же контур часто устанавливается датчик температуры, если машина им штатно не укомплектована с завода. Такая дополнительная функция охлаждения способствует лучшей теплоотдаче мотора работающего с большой нагрузкой.
Понимание таких терминов как t° вспышки, вязкость, тепловой режим и диапазон эксплуатационных температур — это всего лишь минимум знаний о моторной смазке, нужных автолюбителю. Если более углубленно рассматривать каждый параметр, то можно узнать, что t° вспышки, скажем, синтетических масел в среднем ниже, чем у натуральных. За физическими процессами стоят химические превращения сложных веществ, о которых не расскажет датчик температуры или датчик давления масла, — разработчики тратят огромные средства на создание новых химических соединений-присадок, улучшающих свойства смазочных материалов.
В руководстве по эксплуатации транспортного средства, как правило, указываются типы используемых жидкостей, включая лубриканты ДВС. Отклонение от рекомендуемых параметров может привести к перегреву и преждевременному износу механизмов.
maslogsm.ru
Температурный режим, в границах которого эксплуатируется моторное масло, влияет на качественные показатели и степень защиты силового агрегата. Рассмотрим, какую роль он играет в обеспечении корректной работы ДВС.
Кто хоть немного знаком с законами физики легко сможет представить механизм работы двигателя внутреннего сгорания. При работе агрегата внутри его создается повышенная нагрузка, происходит нагрев, и вследствие чего увеличивается давление. Для того, чтобы при эксплуатации детали и механизмы ДВС были защищены от трения и износа, моторные жидкости должны сохранять свои основные эксплуатационные свойства в условиях высоких температур.
Качество смазки характеризуется вязкостными показателями и температурой вспышки. Температура кипения масла в двигателе должна соответствовать допустимым показателям. Закипание может происходить при повышении нагрузки или при использовании некачественного смазочного материала. Это может привести к поломке силового агрегата. В определении характеристик моторных масел важны два показателя: допустимый предел повышения и температура кипения.
Коэффициент допустимости указывает на оптимальное нагревание смазочной жидкости. При этом важно, чтобы изменение вязкостных показателей смазки не отставало от повышения до рабочей температуры. Чем меньше время этого отставания, тем легче мотору справляться с нагрузкой. В таком случае даже при сильном нагреве защита двигателя от износа будет высокой. Пренебрежение этими показателями ведет к повышенному износу деталей и узлов мотора.
Сохранение рабочих качеств смазки напрямую зависит от температурного диапазона. Рабочий режим автомасел находится в границах от -40 до +180℃. Параметры каждого производимого продукта различны по вязкостно-температурным характеристикам. Особого подхода требуют силовые агрегаты на дизельном топливе. В эксплуатации они сильнее нагреваются.
Присадочные компоненты не позволяют моторной жидкости менять свои свойства при изменении температур, как в сторону повышения, так и понижения.
При смешивании с топливом происходит вспыхивание, концентрированные пары возгораются, и это приводит к высокой летучести масла. Насколько при этом увеличится расход смазочного материала, зависит от степени его очистки.
При тестировании в лабораторных условиях, после нагрева происходит выделение концентрированных паров нефти. Любое масло, независимо от базовой основы (синтетика, полусинтетика или минералка) после вспыхивания продолжает гореть.
В спортивных автомобилях с форсированными двигателями, испытывающих чрезхмерные нагрузки устанавливают систему охлаждения. В контуре системы дополнительно устанавливается датчик температур или давления масла.
Для корректной работы смазка не должна нагреваться выше +105℃. Эта цифра считается предельно допустимым порогом.
В ДВС существуют два основных режима транспортировки смазывающей жидкости:
При граничном способе подачи, масло движется без давления вокруг поршневых колец. При гидродинамической подаче, смазывание коленвала происходит под давлением.
Температурный режим в процессе эксплуатации должен строго соблюдаться. ДВС на этапе конструирования разрабатываются с учетом изменений, возникающих при нагреве. И только в нормальном диапазоне все системы работают слаженно. При незначительном сдвиге термических норм в обе стороны, работа мотора становится некорректной. Особенно опасны изменения при превышении температуры масла.
Одной из важных характеристик является температура застывание масла. Застывая, смазка теряет эластичность и текучесть. Моторная жидкость меняет свои свойства, не способна обеспечить нормальное поступление к деталям и стабильную масляную пленку. За счет кристаллизации парафинов смазочный материал твердеет.
Резкое снижение температуры вспышки говорит о возможных проблемах силового агрегата:
Снижение температуры в картере приводит к тому, что между деталями не возникнет нужного зазора, а масло при этом подвергается окислению. Остывание приводит к загустению смазки, что может привести к протечкам, и всегда приводит к увеличению износа мотора.
Повышение термических показателей выше положенной нормы сопровождается закипанием, задымлением и пузырением. Возгорание моторной жидкости возникает при повышении температуры до 250. В таком состоянии смазочный материал практически теряет вязкость, происходит его разжижение и частичное испарение. Критическим показателем является динамика повышения t — более 2℃ в минуту. Недопустимо сгорание масла одновременно с топливом, при этом снижается концентрация смазки, увеличивается ее расход, появляется характерный запах и меняется цвет выхлопа.
При сильном нагреве снижается вязкость автомасла, оно больше не способно создать стабильную пленку. Зазоры между деталями становятся слишком маленькими, что приводит к выходу из строя механизма.
Температура кипения моторного масла составляет 250 — 260℃. Жидкость безвозвратно теряет свои рабочие свойства, и становится бесполезной.
Причинами нагрева становятся окислительные процессы, в результате которых происходит образование отложений. Под воздействием высоких температур ускоряются процессы образования шламов, нагара и лаков. Это приводит к быстрому старению смазки.
Кроме того, образованный нагар опасен тем, что его компоненты могут стать причиной детонационного взрыва. Смесь нагара с лаками приводит к закоксованности поршневых колец, а шламовые осадки к сбоям в работе силового агрегата.
Температурный диапазон автомасел достаточно широк. При прогреве силового агрегата до рабочего состояния вязкость моторной жидкости демонстрирует нормальные показатели. При перегреве эти показатели начинают снижаться, смазывание ухудшается, а масляная пленка не способна удержаться на поверхности деталей.
Масло, нагретое до 125℃ начинает подаваться в обход поршневых колец, смешиваясь с топливом начинает выгорать. Происходят необратимые изменения. Смазочная жидкость активно улетучивается. Выявить это можно по увеличенному расходу материала.
Чрезмерное нагревание приводит к закипанию, что может привести к серьезным проблемам с ДВС.
Во избежание перегрева моторного масла в двигателе специалисты рекомендуют:
Еще одним важным условием для бесперебойной работы двигателя автомобиля является следование рекомендациям производителя по обслуживанию транспортного средства, а при выборе смазочного материала следует учитывать официальные допуски моторных масел. Отклонение от заводских рекомендаций могут привести к перегреву двигателя и преждевременному его износу.
oavtomasle.ru
При работе автомобильного двигателя выделяется много тепла, которое должно как-то рассеиваться. Высокая температура, возникающая в цилиндропоршневой группе, поднимается до 300 градусов по Цельсию и более. В связи с этим рабочая температура масла в блоке тоже достаточно высока, но от нее зависят характеристики смазочной жидкости.
Датчик температуры масла
Рабочая температура масла в двигателе внутреннего сгорания меняется в большом диапазоне, а на максимуме она достигает примерно 180 градусов. Что касается металлических деталей (поршни, поверхности цилиндров), они разогреваются до 300 градусов. При циркуляции внутри мотора смазочная жидкость угорает и испаряется. Чтобы пары не воспламенялись, их температура должна быть выше той, до которой они разогреваются. Данная способность зависит от такой характеристики, как температура вспышки моторного масла.
Для ее определения на практике нужно поместить масло в тигель и начать разогревать до тех пор, пока не начтут воспламеняться испарения. Температуру в этот момент замеряют (обычно она достигает 220 градусов или более). Как правило, этого оказывается достаточно для того, чтобы пары не вспыхивали внутри двигателя. Данный параметр масла не критичен, поэтому производители редко указывают его на этикетках канистр.
Следует отметить, что дизельные пары воспламеняются при значительно более низкой температуре – 55-60 градусов. При эффективном водяном охлаждении верхняя граница рабочей температуры масла в двигателе снижается до 100-115 градусов по Цельсию.
к содержанию ↑
Вязкость разных масел
При холодном запуске мотора внутренние поверхности должны эффективно смазываться. Вязкость масла зависит от температуры окружающего воздуха, поэтому универсальные смазочные жидкости, продаваемые в магазинах, не способны обеспечить эффективную и четкую работу мотора в любое время года.
Нужно учитывать не только окружающую температуру, но и другие факторы. Немаловажную роль играет пробег автомобиля. Более жидкое масло при холодном пуске обуславливает эффективное смазывание металлических поверхностей, но при длительной работе мотора это свойство снижается.
Что касается слишком вязких масел, они вызывают повышенный износ двигателя при запуске, хотя после достижения рабочей температуры масло будет эффективно смазывать трущиеся детали.
Каждый автомобилист должен знать, что двигатели с водяным охлаждением оптимально работают, когда температура жидкости в системе охлаждения составляет 90 градусов. В этом случае температурный диапазон моторных масел составит 90-105 градусов. Важно не превышать верхний предел, иначе смазка перестанет создавать равномерную пленку на металлических поверхностях, которая защищает детали от трения.
Следует отметить, что элементы мотора автомобиля сконструированы с учетом того, что они будут расширяться при нагреве. В связи с этим масло не должно нагреваться сильнее, чем должно.
к содержанию ↑
Температурные диапазоны
Какая температура масла в двигателе должна быть мы разобрались, но рассмотрим, что будет если она сильно снизится. В данном случае двигатель будет работать с недостаточной эффективностью: внутренние детали расширятся недостаточно и между ними не возникнет нужный зазор.
Также в смазке будут возникать кислоты. В непрогретом моторе конденсируется влага, которая стекает в масло и перемешивается с продуктами сгорания. Появляющиеся кислоты разрушают легкие металлы. В связи с этим температура масла в двигателе должна быть нормальной, а не пониженной.
Кроме того, слишком холодное масло отличается густотой, поэтому ему трудно проходить через систему фильтрации. Масло будет обходить фильтрующий элемент через клапан в фильтре, а это ускорит износ деталей мотора. Также могут образоваться протечки жидкости.
Существует такой параметр, как температура застывания моторного масла. Застывшим называется масло, переставшее быть подвижным и тягучим. Резкое повышение вязкости и кристаллизации парафина — вот что происходит при застывании. Зависит эта температура от параметров вязкости, а понять это можно из таблицы.
к содержанию ↑Повышенная температура моторного масла еще более опасна, чем недостаточная. Если она сильно возрастет, внутренние детали будут работать в так называемом режиме гидродинамической смазки. Возрастание температуры спровоцирует снижение вязкости. В результате этого жидкая смазка не будет нормально смазывать детали, зазоры уменьшатся и мотор будет изнашиваться.
Температура кипения масла моторного составляет примерно 250 градусов по Цельсию.
Когда масло нагревается до 125 градусов и более, оно идет мимо поршневых колец и сгорает с топливом. При выхлопе смазка незаметна из-за низкой концентрации, но вы обнаружите проблему по повышенному расходу масла. Его нужно будет доливать чаще, чем обычно.
Видео: Температура масла в двигателе BMW 645 (1 часть)
Видео: Нагрев моторного масла, тепловое расширение
Видео: Мифы Про Масла часть 5 (пояснения) 300 градусов
Видео: Моторное масло. Температура масла в картере при использовании подогревателя.
driving24.ru
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.
Содержание
[ Раскрыть]
[ Скрыть]
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:
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.
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.
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.
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.
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.
Ниже приведен список аббревиатур:
Из ролика Романа Романова вы можете узнать об основных причинах перегрева автомобильного мотора.
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 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.
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%.
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-40При 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.
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:
Пользователь Влас Прудов снял ролик, в котором рассказал о выборе качественной жидкости для машинного мотора.
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 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.
Загрузка ...Пользователь Denis МЕХАНИК в своем ролике протестировал разные марки жидкостей и рассказал о результатах испытаний.
autodvig.com
Внутри работающего двигателя создаются повышенные нагрузки — высокая температура и мощное давление. Однимиз основных требований к любому моторному маслу является его способность сохранять свои свойства при повышенных температурах. Существует два показателя, по которым определяется качество смазочной жидкости:
Температура кипения моторного масла должна находиться в установленном диапазоне. Это возможно только при соответствии смазочного продукта заявленным характеристикам — масло должно быть высокого качества. Повышение температурного показателя может привести к поломке двигателя внутреннего сгорания. Закипание смазки происходит при неправильном уходе за силовым агрегатом и создании нагрузки выше допустимого уровня.
При определении характеристик смазочной жидкости рассматриваются два важных показателя высокой температуры:
Коэффициент допустимости говорит об оптимальной температуре масла. Бывают случаи, когда в моторе температура масла дошла до рабочего состояния, а изменение вязкости происходит с некоторым запозданием.
Чем короче этот временной отрезок, тем лучше смазочное вещество справляется с основной функцией, которая состоит втщательномсмазывании трущихся поверхностей деталей работающего движка. При выполнении этого условия износ мотора не будет увеличиваться даже при его сильном нагреве.
Завышенный коэффициент кипения опасен для двигателя. Кипение, пузырение и дымность недопустимы. Температура возгорания моторного масла равна 250°С. При этом смазка разжижается, низкий показатель вязкости свидетельствует о некачественном смазывании и порче всей механической части двигателя.
Недопустимо повышение температуры смазки в работающем двигателе более, чем на два градуса за одну минуту.
Если смазочный материал горит одновременно с топливом, понижается концентрация масла, выхлоп приобретает характерный цвет и запах. Расход смазки резко возрастает. Водителю приходится постоянно заливать новые порции.
Пренебрежение рабочими показателями температуры не рекомендуется, т. к. кипение масла приводит к повышенному износу силового агрегата.
Вспыхивание смазочного материала происходит при его смешивании с горючим. Этот эффект возникает, когда к нему приближается газовое пламя. Смазка нагревается, появляются пары высокой концентрации, это приводит к их воспламенению. Воспламенение и вспышка характеризуют такой параметр, как летучесть смазочной жидкости. Онанапрямую зависит от типа смазки и степени ее очистки.
Если температура вспышки резко снизилась, это означает, что в двигателе есть серьезные неисправности. К ним относятся:
Чтобы узнать температуру вспышки конкретного смазочного материала, рабочую жидкость нагревают в специальном тигле при закрытой и открытой крышке. Фиксирование нужного показателя производится при помощи зажженного фитилька, проведенного над тиглем с раскаленным маслом.
При его нагревании сильно увеличивается концентрация паров нефтепродукта. Это вызывает быстрое воспламенение моторного масла, похожее на пожар. Независимо от его вида (синтетическое или минеральное), качественное масло не только вспыхивает, оно продолжает гореть.
При застывании смазочное вещество становится малоподвижным, его тягучесть полностью исчезает. Смазка застывает вследствие кристаллизации парафина. Моторное масло при низкой температуре резко изменяет свои свойства. Оно обретает твердость и теряет пластичность.
Смазочный материал должен обладать оптимальным температурным показателем, находящемся в пределах между коэффициентами вспышки и застывания.
Значения этого параметра со сдвигом, ближе к тому или иному коэффициенту, приводит к снижению смазывающих свойств и потере работоспособности двигателя внутреннего сгорания.
Смазочные материалы необходимы для снижения сил трения между поверхностями рабочих деталей и узлов силового агрегата. При работе «на сухую» происходит заклинивание, быстрый износ и выход из строя всего мотора.К основным требованиям относятся следующие функции:
Показатель вязкости смазки является важным параметром. Он находится в прямой зависимости от температуры двигателя и окружающей среды. Значение вязкости может отклоняться от оптимальных показателей вследствие повышения температуры внутри мотора. Для обеспечения слаженной работы всех систем силового агрегата необходимо, чтобы все рабочие процессы проходили в пределах допустимых норм.
На фирменной канистре с моторным маслом любого производителя содержится подробная информация о показателе вязкости продукта по системе САЕ. Обозначение вязкости состоит из числовых и буквенных символов, например, 5W40.
Здесь английская литера W говорит о зимнем параметре. Числа, стоящие слева и справа от нее — зимний и летний показатели температуры соответственно. В этом диапазоне обеспечивается стабильная работа двигателя, использующая конкретный товар.
Особое внимание уделяется зимнему показателю. Ведь именно при низких температурах окружающей среды трудно запускать двигатель «на холодную». Из цифры 5 вычитается постоянноечисло 35. Полученный результат (- 30° С) — это минимально допустимая температура, при которой данное масло позволит осуществить быстрый запуск двигателя. «35» — это постоянная величина для всех видов смазочных материалов.
Быстрый запуск холодного двигателя внутреннего сгорания также зависит от следующих показателей:
Чрезмерный нагрев двигателя намного опаснее его охлаждения. Масло закипает при 250 — 260°С, при этом возникают воспламенение, пузыри и дым. Если такая ситуация продолжается длительное время, вязкость смазочной жидкости резко снижается, и детали не получают качественного смазывания. При этом смазочный продукт навсегда утрачивает все свои изначальнополезные свойства и качества.
Начиная с 125°С, масло испаряется и улетучивается с парами горючего, не попадая на поршневые кольца. Количество моторного масла резко уменьшается, что вызывает потребность в постоянном его доливании.
Старение смазочного материала происходит вследствие окислительных процессов, происходящих в его основе.В результате химических реакций выделяются негативные отложения:
Эти процессы ускоряются при воздействии высоких температур.
Нагаром называются твердые вещества, которые образуются при окислении углеводородов. К ним причисляют также элементы свинца, железа и прочие механические частички. Нагарные скопления могут стать причиной детонационных взрывов, калильного зажигания и пр.
Лаки — это окисленные масляные пленки, образующие липкий налет на контактирующих поверхностях. Под воздействием высоких градусов происходит их запекание. Они состоят из углерода, водорода, золы и кислорода.
При лаковом покрытии ухудшается теплопередача поршней и цилиндров, что может вызвать их опасный перегрев. Сильнее всего от лаков страдают поршневые канавки и кольца, которые залегают в них из-за коксования. Коксование — это вредная смесь нагаров с лаками.
Шламовые осадки представляют собой смеси эмульсионных загрязнений с продуктами окисления. К их образованию приводят плохое качество смазочных материалов и нарушение режима эксплуатации автомобиля.
Опытные автовладельцы рекомендуют новичкам бережно относиться к своему транспортному средству:
В паспорте на автомобиль содержится подробная информация о марке моторного масла, подходящего именно для конкретного силового агрегата, установленного на данной машине.
avtodvigateli.com
Рис. 1
В современном двигателе, масло подвергается значительной механической и температурной нагрузке. Около 10% мощности двигателя, в виде механической энергии, рассеивается именно в масле. Если перевести это в цифры, получим что-то около 5-10 кВт для среднестатистического мотора. Сравнив эту величину с моторами 50-х годов прошлого века, значительного увеличения нагрузки не отметим - трение было всегда. Другое дело - нагрузка температурная. Из примерно такого же по объему и массе двигателя, современные производители вытаскивают значительно больше энергии. Например, взяв за образец достаточно эффективный двигатель тридцатилетней давности, увидим что-то около 70 л.с. с 1,5 литров и 100 Нм момента. Вполне достойные показатели. Подобный двигатель использовался на ВАЗ 2108.
Рис. 2 Этот двигатель "доводили" на Porsche. Степень сжатия уже достигала 10. Обороты максимальной мощности приближались к 6000. Все бы неплохо, пока не сравним эти цифры с уже не очень современным (2005 год) BMW N46: 150 л.с. и 200 Нм сняты с объема около 2 л. Металлоемкость и масса сравнимы. С учетом приведенного объема, рассеяние энергии последним составляет примерно в 1,5 раза больше! Уместно рассмотреть и последующую модель - турбированный BMW N20 - уже 245 л.с. мощности с того же объема...
Более чем умеренно форсированный, как это теперь ясно, двигатель ВАЗ-2108, значительно проигрывает современным атмосферным моторам в мощности и эффективности. И если энергия механического рассеяния (условно "трения в масле") выросла пропорционально мощности, например, с 10 до 15 кВт, в абсолютных цифрах, то энергия теплового рассеяния в систему охлаждения, примерно равна мощности двигателя. Математика довольно проста: в ДВС около 30% идет в полезную мощность, около 30% - в систему выпуска - нагревает улицу, а интересные нам 30% - как раз уходят в разогрев двигателя. Оставшиеся 10% - как раз трение.
Теперь в цифрах: "восьмерочный" бедный родственник современных ДВС получал около 12 удельных кВт тепла на 1 л масла, то современный мотор получает уже около 25 кВт. Турбированный - до 40! Эта тепловая мощность, как можно догадаться, рассеивается прежде всего вблизи камеры сгорания, где температура кратковременно (до нескольких тысячных долей секунды) достигает пиковых величин более 2000 градусов Цельсия. Графически это выглядит примерно вот так: абсолютные цифры могут варьировать от конкретного двигателя и его типа. Как видно, в данном случае, температура превышает планку 1000К на протяжении примерно 100 градусов по ДПКВ - а перед нами всего лишь дефорсированный судовой дизель с коротким по-определению циклом горения и температурой выхлопных газов на уровне всего 500 С. Подробнее можно посмотреть характеристики 2Ч 8,5/11. Для современных моторов можно смело масштабировать график вверх примерно на 30% и даже более.
Рис. 3
Зоны локальной температурной нагруженности в ДВС распределяются примерно следующим образом с центром распространения тепла в области камеры сгорания.
Важная часть камеры сгорания - поршень:
Рис. 4 Очевидно, что критическими зонами контакта масла с высокими температурами в двигателе, являются именно поршневые канавки. Точнее - стенка цилиндра-кольцо-поршневая канавка. Температуры в этой области у обычного атмосферного мотора легко достигают в среднем пары сотен градусов. В турбированном - еще выше. Казалось бы, максимальная близость к открытому горению, должна подвергать наибольшему риску к закоксовыванию верхнее поршневое и среднее кольца. Но эти кольца имеют цельную конструкцию и значительный преднатяг - хорошо пружинят и сопротивляются потере подвижности. Если так, то очевидно, что самое проблемное место современного двигателя - маслосъемные кольца.
Это кольцо постоянно пропускает сквозь себя микродозы моторного масла. В режиме полных оборотов, циркуляция является приемлемой. В режиме холостого хода и движения в условиях пробки - заведомо недостаточной. Принудительной циркуляции масла в поршневой канавке создать невозможно - форсунку туда не разместишь. В результате, сама геометрическая форма канавки, подкрепленная функцией маслосъемного кольца - отличная масляная микросковородка с температурой прожарки, в среднем, далеко за 200 градусов Цельсия.
Плохая циркуляция в этой области, ведет к закоксовыванию маслодренажных отверстий, диаметр которых в некоторых современных конструкциях составляет всего около 0,5 мм - острие иглы! Более того - затрудненная подвижность маслосъемного кольца ведет к еще большему перегреву канавки. Стоит кольцу "вжаться" в поршень, нарушается его контакт со стенкой цилиндра - кольцо перестает передавать тепло блоку. Если страдает теплопередача - температура в этой области растет еще выше номинально допустимой, которая и так не гарантирует работоспособность во всех режимах эксплуатации. Итак, даже небольшая потеря подвижности является катализатором процесса дальнейшего залегания колец.
Современные конструктивные особенности двигателей резко усугубляют процесс коксования: поршень современного мотора стараются сделать как можно более компактным и легким, а высоту колец предельно сократить. Когда-то и самих колец было четыре. Сейчас - три. Скоро будет два. Высота колец стремительно сокращается - в этом можно легко убедиться, посмотрев номенклатуру производителей. Для понимания тенденции можно поискать в сети фотографии поршней классических автомобилей и сравнить их с современными.
Например, вот такая конструкция обращает на себя внимание не только относительно большой высотой колец, но и, зачастую, увеличенной высотой маслосъемного кольца, с огромными окнами-прорезями для дренажа масла. По-старинке везет дизелям - там нагрузки побольше и "миниатюры" не проходят - особо мельчить не получится.
Современная конструкторская логика ясна: меньше количество и высота колец - потерь на трение меньше, поршень легче - сил инерции меньше - обороты можно сделать повыше. Ну и так далее в сторону экологии, экономии, технологии. Страдает, как всегда, надежность во всех смыслах.
На данный момент, мы имеем целый ряд негативно направленных тенденций: минимизацию, точнее миниатюризацию цилиндро-поршневой группы, увеличение температуры двигателей, снижение средней скорости движения в крупных городах, увеличение межсервисного интервала, увеличение относительной удельной мощности двигателей, соотнесенной с объемом масла и металлоемкостью ДВС.
Колец на современных поршнях уже почти не видно...
Если поискать более тщательно, можно припомнить и вынужденную "крутильность" современных малолитражных ДВС - чтобы успевать за потоком, двигатель требуется крутить. В целом, это тенденция двусторонней направленности. С одной стороны, старый, дефорсированный малооборотистый холодный мотор - рай для масла. С другой - требующий постоянного "кручения" современный "аналог", с сопутствующим повышенным выделением мощности, отчасти компенсированным увеличением средних оборотов при движении - циркуляция масла опять же в среднем улучшается. Вот только в пробке все равно расклад будет не в его пользу.
Если проиллюстрировать тенденцию изменения конструкции колец в масштабе прошедших 60-80 лет, то получится примерно вот такая картина - справа налево: все меньше и уже.
Рис. 5
Еще раз повторю: теплонагруженность поршня растет пропорционально увеличению степени форсировки двигателя. В результате, самое неудачное стечение обстоятельств для работы масла: "компактные" кольца и поршни в высокоэффективных форсированных моторах, усиленных высокой точкой термостатирования двигателя и тяжелым режимом движения. Даже математическая модель "поршня в вакууме" рисует температуры в интересующей нас области в 200+ градусов, что далеко не предел для современных моторов.
На практике, подобный прогресс в форсировании двигателей приводит вот к такому результату. Таких примеров в практике любого профильного "немецкого" (да и не только) моториста - сотни. Перед вами - центральная картинка этой главы исследования. После нее уже не так уж и важна фактически действующая температура в этой зоне. 250, 300, 350, 400 градусов - это не так важно и сильно зависит от условий измерения и двигателя. Пара стартов до 6000 оборотов и резкая остановка в пробке, или же длительная стоянка на холостом ходу - условия совсем разные, но результат одинаков:
Рис. 6 (на фото для наглядности оставлено только маслосъемное кольцо)
Этот двигатель отнюдь не попал в ремонт по результату "естественного износа": у него физически не стерлись кольца и не упала компрессия. В таком случае, теоретически, моторист просто достает из мотора почти чистенькие поршни, меняет кольца - и двигатель поехал мотать следующий миллион. Но ничего подобного: кольца залегли еще задолго до полного естественного истирания, забились маслоотводящие каналы и расход масла стал критически невозможным для нормальной эксплуатации. Компрессия еще позволяет передвигаться и даже более того - не сильно отличается от номинала. Но нормально эксплуатировать такой мотор просто невозможно.
В подобном исходе виновато масло - никаких сомнений. И так ли уж и важно абсолютное значение температуры вблизи камеры сгорания, если ее достаточно для масляной деградации в конкретном двигателе. Пусть там 350 - прекрасно. Всего 150? - тем хуже, но это ничего не меняет. Если поршень так зарос - температуры воздействия хватает. Совершенно не нужно заниматься исследованиями и размещать термопару непосредственно в ваш личный мотор, для выяснения сколько же там градусов 215, или 297 - если вы достаете такой поршень из цилиндра во время капремонта. Масло читать и считать не умеет - ему просто достаточно.
На практике, все рассмотренные в предыдущей части материала масла, удовлетворяют огромному количеству требований и, следовательно, "пригодны для применения в самых современных моторах". Требования API/ILSAC/ACEA, ворох требований от конкретного производителя - все это у них есть с избытком. Только все это почему-то не позволяет оставить без работы тысячи автосервисов. Эти масла прекрасно "спекаются" в самых неудачных для этого местах двигателя. Самое разумное - сертифицировать и тестировать масла на термодеструкцию. Однако, основной упор производителями делается на все что угодно, кроме главного. А ничего главнее для масла, чем температура, в двигателе нет. Сейчас внимательнее рассмотрим эти моменты.
Неужели такие очевидные вещи не понимают производители масел? Нет, прекрасно понимают, даже используют... в наглядной рекламе:
Условия просты: 275 градусов Цельсия "как некоторые части вашего двигателя". Нагрев и мгновенный результат - все наглядно и понятно уже в 80-е годы прошлого века! Это при несравненно менее нагруженных моторах. Но перед нами - реклама. Формализованных параметров вида "стойкое масло", "нестойкое масло" нету ни на канистре, ни в паспорте.
Все необходимые испытания казалось бы второстепенных на практике величин присутствуют и многократно повторены в паспорте качества: вязкость при различных температурах, характеристика моющих свойств и даже испаряемость. Все это важно для номинальной работоспособности, но никаким образом не характеризует "ресурс" продукта. В самых современных стандартах, обязательно присутствуют "расширенные" требования к свойству масла не образовывать отложения, не закоксовывать кольца и пр. И что самое интересное - эти свойства и методики имеют выход лишь в виде весьма условной, чаще всего скрытой от потребителя, бальной системы: специально обученные эксперты, на особых двигателях, по специально разработанной системе оценок определяют, например, сравнительную "загрязненность" отработавшего поршня.
Позволю себе привести одну лишь цитату:
"Барри – старший эксперт по оценке нагара и лаковых отложений на поршнях, а для своей работы он использует только лупу с подсветкой и держатель поршней, поскольку никакие измерительные приборы не способны выполнить эту задачу. Визуальная оценка требует обширных знаний и очень высокой квалификации (которую к тому же периодически нужно подтверждать), ведь чтобы вывести итоговую цифру по десятибалльной шкале, приходится принимать в расчет около 200 различных показателей чистоты поршней. В исследовательских подразделениях ExxonMobil экспертов с такой квалификацией всего трое, так что это по-настоящему редкая профессия. «Настолько редкая, – говорит Барри, – что когда мы направляемся на какую-нибудь конференцию, компания даже запрещает нам лететь в одном самолете. Ведь подготовка подобного квалифицированного специалиста занимает около пяти лет".
И вот что интересно: рассматриваемая проблема, которой о которой я веду речь выше, остро проявляется лишь при наличии большинства из перечисленных ниже факторов (часть из них взаимосвязана/дублируется):
1.Температурный режим двигателя.2.Относительная степень форсировки двигателя.3.Режим эксплуатации (движения).4.Конструктивные особенности двигателя.5.Интервал замены масла.
"Промахнитесь" вы в составлении методики хотя бы на один пункт и результат не будет иметь и малейшей корреляции с действительностью - тест будет бесполезен. Но даже оценивать "загрязнение" будут по условной бальной системе - не вполне ясно, а где та самая грань "достаточности" загрязнений?
То есть, если вы берете "холодный" мотор и гоняете его по "европейскому" ездовому циклу на стенде, то.... сюрприз, так ведь именно так "берут и гоняют":
"BMW — Bayerische Motoren Werke Group (Баварский моторостроительный завод), лидирующий мировой производитель престижных автомобилей, выпускает надежные бензиновые двигатели с продленным интервалом замены масла. Для этих двигателей нужно использовать только масла с обозначением «BMW Longlife» (масло «долгой жизни»). Масло испытывают на полноразмерном стендовом двигателе BMW M44 по специальной жесткой программе. После испытаний масло сливают, а двигатель разбирают. Проводят лабораторный анализ проб отработанного масла и оценивают состояние двигателя. Только масло, выполняющее строгие требования BMW, получает допуск BMW Longlife к использованию для автомобилей BMW."
M44 с его 95-100 градусами, обкатанный по "беспробочному" циклу, как видно, позволяет практически любому маслу на рынке иметь соответствие стандарту LongLife - то есть, другими словами, без проблем выхаживать по 25000 км по "специальной жесткой программе". В реалии же, вот это масло и его состояние, с которым владельцы рискуют столкнуться на интервале замены примерно 12-15 ткм, не более::
Рис. 7
В условиях слабой циркуляции, малые порции масла буквально спекаются в области поршневых колец. Более того, непосредственно после остановки двигателя, движение масла в этой области полностью прекращается, а поршень остывает до безопасных температур далеко не сразу...
Что можно считать относительно безопасной температурой, точнее - верхней ее границей, когда масло подвержено значительному температурному воздействию, но еще находится в относительной безопасности?! Даже в руководстве по эксплуатации BMW можно найти эти температурные диапазоны - критический предел, после которого датчик масла в картере подает сигнал тревоги - что-то около 160 градусов - это очень много для гражданского автомобиля, но совершенно легко достижимо на практике, например, во время отжигов на закрытых трассах. Образу внимание - в картере, то есть в масляном резервуаре. В области же поршневых колец, микропорции масла разогреваются до значительно более высоких температур, но в условиях гонки их спасает циркуляция. Впрочем, если после каждого круга "отстаиваться" на холостом...
Итак, позволю себе еще цитату из довольно древнего издания:
Рис. 8 250С_picСледует сделать пару уточнений - "высокофорсированные" дизели это применительно к моторам 30+-летней давности, да и речь идет о маслах "нефтяного" происхождения, определенная часть которых, в прочем, все равно присутствует в современном масле.
Вот, например, результаты альтернативной методики тестирования для масел, выполненные по заказу одного из крупных ритейлеров. Тестировались масла соответствующие стандарту TC-W3 для двухтактной техники. Такие масла неизбежно попадают в камеру сгорания и продукты их высокотемпературных отложений имеют тем более критическое значение. Несмотря на полное соответствие стандарту, результаты тестирования действительно показывают качественную разницу. Еще раз обращу внимание, что все протестированные масла стандартизированы и одобрены, то есть соответствуют основным требованиям:
Рис. 9 coker_panel_testМасло подается на разогретую поверхность в течение 15 секунд и затем, в течение 45 секунд, выдерживается на ней. Цикл повторяется в течение часа. Обратите внимание на существенную разницу в результатах для температур примерно 290, 300 и 315 градусов по Цельсию соответственно. Обнаруживаются существенное влияние температуры как катализатора процесса. Важен буквально каждый лишний градус и зависимость, что очевидно, совсем не линейная...
Аппарат специализирован для измерения стойкости масла к коксованию в тонком слое. При обладании парами десятков тысяч евро, базу можно расширить самостоятельно. Прошу, однако, вновь обратить внимание на предел температурного диапазона этой установки - 400 градусов Цельсия:
Для тех, кому кажется, что этот диапазон выбран, что называется, "с запасом", напомню: температура выхлопных газов у современного бензинового мотора в режиме нормальной эксплуатации достигает 800+ градусов Цельсия. Выпускной коллектор, следовательно, разогревается до близких температур. Турбина, если таковая присутствует, располагается непосредственно вблизи выпускного коллектора, получая вращение от энергии раскаленных выхлопных газов.
Теперь вопрос - чем смазывается и охлаждается турбина? И что продолжает смазывать и охлаждать ее после остановки двигателя? Зачем на турбированные моторы настойчиво советуют устанавливать т.н. турботаймер, обеспечивающий минимальную циркуляцию масла в режиме холостого хода еще некоторое время после выключения зажигания? Ну и, разумеется, турбированный мотор обладает большей эффективностью, по сравнению с атмосферным - про увеличение теплоотдачи в расчете на один цилиндр, килограмм массы, или литр масла я уже говорил выше.
Проиллюстрирую все это на примере неплохо знакомого мне мотора. Владельцам турбированных моторов, в частности, BMW X6 5.0i, будет крайне полезно узнать о существовании у турбин т.н. масляных магистралей, которые хорошо видно здесь:
Обратите внимание, даже по рисунку можно понять, что это достаточно тонкие трубки в которых при нормальных условиях постоянно должно циркулировать почти кипящее масло. Нормально циркулирует оно, на практике, лишь до 60-90 тысяч км. (3-5 лет эксплуатации) в московских условиях. А далее с двигателем и турбинами происходит тоже самое, что происходит с организмом, у которого закупорены сосуды. BMW N63 термостатируется при средней температуре 108-111 градусов и имеет удельную мощность в 408сил при 4,4 л рабочего объема. По сравнению со старыми атмосферными моторами с аналогичным блоком, это почти ровно +30% и немногим менее 100 л.с. на литр рабочего объема - около 50 л.с. на цилиндр. Цилиндр с объемом около 0,5 л, имеет сопряженную площадь блока цилиндров объемом что-то около трех пакетов молока. Теперь мысленно попробуйте вскипятить три литра молока при помощи кипятильника мощностью 35 кВт - это около 20 чайников, включенных единовременно. Поэтому на охлаждение этого ДВС "работает" суммарно около 20 литров жидкости, включая антифриз и масло, активную систему охлаждения и огромный поток воздуха навстречу. Вот только отжигая от светофора до светофора, в пробке вы лишаетесь и потока воздуха и улучшенной циркуляции. Довершают картину турбированной роскоши - турбины и выпускные коллекторы, расположенные в развале блока и дополнительно прикрытые тепловыми экранами:
Рис. 10 Это очень хорошая "грелка" в совершенно непроточном месте... На этом тему "температуры масла для турбированного мотора" пока завершаю. Посмотрим, как тестируют масла другие производители.
Компания ExxonMobil использует вращающийся с частотой 2500 об/мин(!) алюминиевый диск с температурой 330 градусов. На него подается разогретое до температуры 285 градусов моторное масло. Тест проводится в течение 3 часов и также пытается воспроизвести процессы, происходящие в области поршневых колец... Здесь хотелось бы обратить внимание на один из факторов - интенсивность циркуляции масла, которую в этом случае уж никак не назовешь низкой и проводить аналогии с "пробочной" эксплуатацией этот тест, увы, не позволяет. Тем не менее, качественная разница между продуктами налицо и тут:
Рис. 11 mobil_1
Рис. 12 mobil_2Очевидно, что более склонные к угару "нефтяные" минеральные масла, а также масла, содержащие такой компонент, формируют заметно больше отложений. Двигатели после "чистой" минералки, как правило, действительно грязные внутри. Отжигая такие масла в условиях интенсивной циркуляции, получают результаты, аналогичные изображенным выше.
Рис. 13 mobil_3Еще один примечательный тест: API SJ/SL Sequince III(G) - "тяжелые" и реальные условия эксплуатации при температуре масла в картере 150 градусов в течение 100 часов. Что-то типа "гонки по кольцу". Результат нагляден - лаковые отложения у "плохого" масла. Однако по факту снова промах - обороты аж 3600(!) и, в добавок, "холодный" двигатель с технологиями 40-80-х годов: The Sequence IIIG Test utilizes a 1996 General Motors Powertrain 3800 Series II, water-cooled, 4 cycle, V-6 engine as the test apparatus.
Завидная циркуляция всех жидкостей в то время, когда проблемы у масла начинаются при ее недостаточности! Заявленная интенсивность прокачки охлаждающей жидкости - 160 л/минута! По-моему, только ленивый автолюбитель в наше время не слышал, что кольца залегают именно в пробках... Может быть API одумается и предложит более интересные методики для соответствия относительно современным стандартам? Учитывающие высокую среднюю температуру, постоянный старт-стоп, средние низкие обороты и скорости движения... логично, да не тут-то было:
И длительность неплохая и критерии оценки прекрасны - даже закоксовка колец оценивается. Казалось бы, это именно то, что нужно. 54 цикла старт-стопа при 216 часах длительности испытания. В общем - потрясающе удачная методика, за исключением одного момента - температуры масла в самом интересном режиме на уровне 45 градусов Цельсия? Это издевательство - имитируется лишь прогрев с ожиданием холодного шламообразования. По результатам таких "стрессовых" испытаний, поршни очередного "классического" мотора, даже изображенные на среднем рисунке в комментарием "тест не пройден", будут иметь вполне пристойный вид. Если вы забыли реальное состояние поршней, посмотрите примерно в середину статьи...
Вновь себя процитирую:"Требования API/ILSAC/ACEA, ворох требований от конкретного производителя - все это у них есть с избытком. Только все это почему-то не позволяет оставить без работы тысячи автосервисов."
То, чем занимаются стандартизирующие организации, напоминает лишь имитацию деятельности - исследуются все режимы, в которых масла должны чувствовать себя хорошо или по крайней мере, неплохо.
Попробуйте коснуться пальцем раскаленного тормозного диска на 0,1 секунды. Никаких проблем. Теперь попробуйте тоже самое... и секунду подержать... Так вот, это самое слово и будет описывать разницу между API/ACEA/... и реальными условиями эксплуатации.
Достаточно убрать из совокупности реальных условий один фактор и все масла становятся исключительно подходящими для эксплуатации. Убрали "длительность" - протестировали - отличные масла. Убрали "температуру" - протестировали - отличные масла. Добавили "циркуляцию" - протестировали - отличные масла. Ваня дома - Мани нет...
В стандарт API SJ/SL входит не менее 18(!) стандартизированных методик испытания. Оценивается вспениваемость, отложения, разжижение, коксование, массовые потери деталей, и еще много чего. На базе этой методологии производители создают свои одобрения. Вышеприведенный Sequence VG - лишь одно из 18 испытаний. Только в него входит 11 критериев оценки... Если просуммировать все критерии соответствия интегрально по всему стандарту SL, получится около сотни критериев.
Теперь вопрос: зачем все это нужно, если на поршне и в двигателе в итоге вот это:
А теперь разгадка: API/ACEA и все подобные методики стандартизированы для американского, европейского, да какого угодно нормального цикла движения. Именно поэтому, мне не попадалось ни одного мотора свежепригнанных автомобилей на каком-угодно (чаще всего, вполне конкретном) масле хотя бы в среднем состоянии, что уж тут сравнивать с автомобилями, приобретенными в Москве. И эти моторы действительно были "в номинале". На том же самом масле. Просто средняя скорость движения там мягко скажем несколько больше 25 км/ч - типичной московской скорости передвижения. Исследования средней скорости передвижения по автобану в Германии выявили величину около 140 км/ч, что легко обеспечит движение в смешанном цикле, включая город, со скоростью около 100 км/ч.
Рис. 14 It was a balanced mixture of crowded motorway, city traffic with stop and go, country roads and also some amount of high speeding on the Autobahn. So with an average speed of 95 km/h, the car had a fuel consumption of exactly 12 liters/100km, or 19.6 mpg. Not too bad, if you consider that I had it up to 210 km/h at times and did not drive in a fuel saving way at all.
Несмотря на некоторое лукавство, вся вышерассмотренная методология, применяемая на практике, умозрительно проста и безошибочна: используется одиносновной фактор - температура. К ней, в качестве катализаторов, (или замедлителей) добавляется (или не добавляется) материал (металл), циркуляция (или ее отсутствие) и экспозиция (время).
Итого - основная функция и три дополнительные "регулировки скорости". Напоминает стерео систему - есть ручка громкости три регулировки тембра. Все действительно очень просто - хочешь что-то сломать - приложи энергию.Хочешь сломать масло - приложи температуру.
На финишную прямую методологии испытаний масел выходим со следующими вводными данными:
1.Интересующие нас температуры находятся в диапазоне 200-400 градусов Цельсия и, возможно, даже выше.2.Интересующий нас режим - низкая циркуляция, или ее полное отсутствие.
Что может быть очевиднее и проще, чем нагреть испытуемую жидкость и измерить параметры? Но если измерить, то какие? Моя основная идея заключалась в оценке интенсивности окисливания, изменения оптической плотности (проще говоря - потемнения), массовой потери на выкипание, изменения диэлектрической проницаемости, pH кислотности, щелочного числа. Часть этих измерений можно было сделать лабораторно, часть - в практически любых условиях. Хорошую качественную разницу удалось получить нагрев масла в металлическом тигле до температуры около 190 градусов в лаборатории одного из институтов.
Рис. 15 xenum_castrolСлева-направо - результат для двух масел с промежуточным результатом (посередине). 1-2-3 - Xenum WRX. 4-5-6 - Castrol EDGE 5W30. Несмотря на несколько сбивающее с толку присутствие керамических частиц в виде коллоидного раствора, разница впечатлила. Но продолжение нащупывания температурного оптимума оказалось безуспешным - после достижения температур немногим более 200 градусов, все масла довольно быстро становились почти одинаково непрозрачными и измерение относительной оптической плотности теряло всякий смысл. Безуспешным оказалось и измерение диэлектрической проницаемости - невелика разница. Щелочность также падала до едва измеримых крупиц... Все говорило о непринципиальных отличиях в маслах, сразу же по достижению требуемого температурного режима, что, однако, совершенно не коррелировало с моей практикой. Но совершенно неожиданно, одно из масел...свернулось при температуре немногим более 270 градусов в течение считанных минут. Второй образец продемонстрировал полную стабильность вплоть до максимума температурного диапазона прибора - 380 градусов Цельсия. Мне пришлось повторить эксперимент для разных объемов масла и разных длительностей - отличий не было - при любой температуре условно "стабильный" образец вел себя совершенно одинаково. Нестабильный же - сворачивался во всем диапазоне от начальных 270 до критических 380. Нагрев условной средней тестовой порции до кондиционной температуры занимает примерно 7-10 минут, температурное разрушение - еще всего 3-5 минут. Все дальнейшие исследования проходили при температуре 380С. Эта температура единовременно далека от точки самовоспламенения и позволяла получать стабильный результат довольно быстро и без отлавливания точки перехода в состояние загущения, персонально для каждого масла. Время испытания, для чистоты эксперимента, тем не менее, было увеличено до 1 часа, хотя вполне конкретный результат достигался уже спустя 15-20 минут с начала испытания...
В результате, предельно дешевым и эффективным способом нахождения и демонстрации качественных отличий моторных масел стало совсем не измерение значительного количества достаточно важных физических величин. Легко воспроизвести тесты с аналогичным результатом можно даже в бытовых условиях, буквально на конфорке. Это позволило ответить на два вопроса, которые были сформулированы непосредственно перед испытанием и которые тут не озвучивались. Многие удивятся, гарантирую. Не будет лишним опубликовать их здесь:
1.Возможно ли искусственным способом добиться полимеризации масла, аналогичной по органолептическим показателям той, которую можно наблюдать в двигателе, при значительном пробеге, при использовании некоторых масел?
2.Являются ли масла предлагаемые под брендом Castrol и BMW, с примерно аналогичными допусками и классами вязкости, аналогичными по химическому и физическому составу?
Если ответ на первый вопрос, строго говоря, требует доказательства и к нему мы еще вернемся, то ответ на второй вопрос я могу гарантировать, достаточно почитать предыдущие части статьи. Даже возможное совпадение пакета присадок может не означать идентичности свойств и основы масла, что с легкостью демонстрирует моя методика. Castrol и Original BMW могут оказаться совершенно разными по свойству и условной пригодности продуктами, что мною уже было продемонстрировано в более ранних публикациях: в 2 из 3 случаев как минимум.
Более того, с определенной долей вероятности можно утверждать, что в рамках одного концерна, под разными брендами выпускаются совершенно одинаковые продукты, в чем можно убедиться не только сравнив пакет присадок на элементном анализе, но и просто посмотрев на результаты соответствующих проб.Это один и тот же продукт в разных канистрах. Не буду показывать пальцем, смотрите результаты предыдущей главы.
Главное сомнение, которое предполагалось разрешить и которое тут же возникло в результатах тестирования: не является ли пресловутое "качество базового масла" ответственным за визуальное фиаско некоторых продуктов?!
Для этого были протестированы несколько чистых базовых продуктов совершенно разного качества и типа, результат перед вами:
Рис. 16 Масла (базовые масла) даже не потемнели - сохранили первоначальный цвет - каждое - свой. Тоже самое произошло со всеми остальными использованными базами - от простейшей минеральной "веретенки", до самых замечательных эфирных компонентов... Цвет и консистенция не изменились и за пять часов кипения при температуре 380 градусов.
Почему же темнеет готовое масло и почему сворачивается? Почему же не свернулось ни одно минеральное масло? Неужели оно не хуже самой лучшей "синтетики", или даже лучше ее? Кто виноват и что делать?
ПродолжениеКакое масло залить? Часть 10
Предыдущие частиКакое масло залить?Какое масло залить? Хим. анализы. Часть 2Какое масло залить? Хим. анализы. Часть 3Какое масло залить? Первые итоги. Часть 4
takemake.ru
Двигатели автомобилей должны выдерживать высокие механические тепловые нагрузки, поэтому к качеству смазочного вещества предъявляются высокие требования. Моторные масла имеют характеристики и множество показателей.
Содержание
[ Раскрыть]
[ Скрыть]
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.
Процесс замены моторного маслаВязкость 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.
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:
Таблица значений вязкости смазочного продуктаСмазочный 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.
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:
Существуют низкотемпературные параметры смазки. К ним относятся:
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.
Таблица температурных показателейЧто 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 двигательСлишком 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.
Сгоревшее масло в двигателе автомобиляСостояние, 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.
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.
Моторные масла от ЛиквиМоли
Автомеханики производящие заменуПосмотрите видео о влиянии температуры на нефтепродукты.
avtozam.com
