Часто возникает вопрос, какое моторное масло заливать в двигатель автомобиля с большим пробегом? Ведь двигатель постепенно изнашивается и зазоры в узлах трения КШМ и ГРМ увеличиваются. Как компенсировать увеличенные зазоры? Задаются этим вопросом и автомеханики, и технически эрудированные автолюбители.
Проведем анализ по следующему плану:
1. Что такое вязкость и как она классифицируется международными стандартами.
2. Чем руководствуются инженеры при выборе вязкости моторного масла.
3. Каким показателем вязкости моторного масла можно варьировать при подборе.
4. Как правильно подобрать моторное масло для изношенного двигателя.
5. Итоги.
Что такое вязкость и как она классифицируется международными стандартами
В настоящей статье мы не будем рассматривать все эксплуатационные свойства моторных масел, так как данная тема была ранее подробно описана в статьях о моторных маслах на страницах сайта ЕвроАвто. А вот на характеристиках вязкости остановимся более подробно.
Итак, что такое вязкость?
Вязкость жидкости — это внутреннее трение между отдельными слоями жидкости при их смещении относительно друг друга.
Вязкость жидкости определяется следующими параметрами:
1. Динамической вязкостью, которая определяет силу сопротивления перемещению слоев жидкости площадью 1 м², отстоящих друг от друга на расстоянии 1 м, со скоростью 1 м/сек. Измеряется в Паскаль∙секундах (Па∙с).
2. Кинематической вязкостью, которая представляет собой отношение динамической вязкости жидкости к ее плотности. Измеряется в м²/с. Также часто используют единицу измерения кинематической вязкости – стокс (Ст) или сантистокс (сСт). При этом 1 сСт = 1 м²/с.
Однако исторически сложилось так, что вязкость автомобильных смазочных масел измеряют в классах вязкости по системе SAE (Общество автомобильных инженеров).
Рис. 2 Классы вязкости моторного масла по SAE J300
Классы вязкости моторного масла по SAE J300 представляют собой не числовые значения кинематической вязкости, а условные классы. Например, моторное масло SAE 0W-20 характеризуется двумя параметрами — классом низкотемпературной вязкости SAE 0W и классом высокотемпературной рабочей вязкости SAE 20. Этим классам соответствуют числовые значения кинематической вязкости в единицах измерения мм²/с (см. рис. 2).
Класс низкотемпературной вязкости соответствует кинематической вязкости базового масла до введения модификатора вязкости и отражает пусковые свойства моторного масла при низких температурах. Чем меньше эта цифра, тем лучше пусковые свойства моторного масла. Например, масло класса SAE 0W-30 обеспечивает пуск двигателя при температурах до минус 35˚С. А масла класса SAE 5W-30 — при температурах до минус 30˚С.
Класс рабочей вязкости соответствует кинематической вязкости загущенного модификатором вязкости моторного масла и должен строго соответствовать рекомендациям производителя двигателя.
И низкотемпературная, и высокотемпературная вязкости измеряются при температуре 100˚С, но в первом случае измерение проводится в базовом незагущенном масле. Во втором случае — в готовом уже загущенном моторном масле.
Модификатор вязкости ведет себя подобно крахмалу в процессе приготовления киселя. Крахмал — это природный полимер, состоящий из длинных молекулярных цепочек. В холодном состоянии молекулы крахмала находятся в свернутом компактном состоянии, а в горячем состоянии они разворачиваются, образуя пространственную структуру, создающую эффект сгущения.
В качестве модификатора вязкости моторных масел используются синтетические полимеры, обладающие эффектом, схожим на эффект крахмала. В результате моторное масло в холодном состоянии имеет вязкость, близкую к вязкости базового масла, из которого оно изготовлено. А в горячем состоянии — модификатор вязкости компенсирует разжижение, не давая моторному маслу потерять несущие и смазочные свойства. Этот эффект делает моторное масло всесезонным.
В вышеприведенном примере мы сравнили два моторных масла SAE 0W-30 и SAE 5W-30 и установили, что класс рабочей вязкости этих масел одинаков. Отличаются они только классами низкотемпературной вязкости, то есть своими пусковыми свойствами.
Чем руководствуются инженеры при выборе вязкости моторного масла
На стадии проектирования двигателя инженеры подбирают вязкость моторного масла, исходя из частоты вращения коленчатого вала и соответствующих величин зазоров в парах трения. Чем выше частота вращения, тем ниже должна быть вязкость моторного масла, а чем ниже вязкость, тем меньше должны быть зазоры.
Современные двигатели становятся все более высокооборотными, чем и объясняется тенденция к снижению рабочей вязкости моторного масла.
Внимание!
1. Рабочая вязкость моторного масла должна строго соответствовать рекомендациям автопроизводителя, так как она рассчитана исходя из зазоров в КШМ и ГРМ.
2. Произвольное применение моторных масел с иной вязкостью может вызвать повышенный износ деталей КШМ и ГРМ.
Таблица 1 Влияние вязкости на процесс износа двигателя
Каким показателем вязкости моторного масла можно варьировать при подборе
Приведенный анализ показывает, что класс рабочей вязкости произвольно изменять нельзя, так как это приводит к нарушению смазки механизмов двигателя и, как результат, к повышенному износу двигателя.
В то же время класс низкотемпературной вязкости следует выбирать минимальный, так как чем ниже низкотемпературная вязкость, тем легче пуск двигателя при низких температурах и меньше износ двигателя во время холодного прогрева.
Таблица 2 Характеристики вязкости моторных масел
Как правильно подобрать моторное масло для изношенного двигателя
Каждый опытный автомеханик знает, что в изношенный двигатель следует заливать моторное масло повышенной вязкости, чтобы масло компенсировало увеличенные зазоры в подшипниках коленчатого и распределительного валов, а также в цилиндро-поршневых сопряжениях. Как правильно это сделать?
Часто механик определяет вязкость масла на глазок, что неправильно, так как в холодном состоянии можно судить разве что о пусковых свойствах. Рабочую вязкость в холодном состоянии не определить, т.к. она проявляется только при рабочей температуре двигателя. Например, моторные масла в таблице 2 имеют одинаковую рабочую вязкость, но совершенно разные низкотемпературные вязкости.
Значит, для компенсации увеличенных зазоров в механизмах двигателя следует применить моторное масло более высокого класса рабочей вязкости. При этом низкотемпературная вязкость в данном случае значения не имеет. В этом и заключается ошибка, ведь встряхнув канистру моторного масла в холодном состоянии, мы не можем судить о рабочей вязкости.
Внимание!
1. Условно принято считать, что изношенный двигатель — это двигатель автомобиля с пробегом более 100-120 тыс. км.
2. Для компенсации увеличенных зазоров в изношенном двигателе необходимо повысить рабочую вязкость моторного масла на один класс.
Таблица 3 Подбор моторного масла для изношенного двигателя
В настоящей статье мы рассмотрели и проанализировали:
1. Что такое вязкость и как она классифицируется обществом SAE.
2. Как вязкость моторного масла зависит от скоростных свойств двигателя и рабочих зазоров в его механизмах.
3. Почему класс рабочей вязкости должен строго соответствовать рекомендациям автопроизводителя, а классом низкотемпературной вязкости можно варьировать.
4. Как правильно подобрать моторное масло для изношенного двигателя.
На этом сегодня завершим рассмотрение темы «Моторные масла для изношенных двигателей».
Павел Долгий — технический специалист по автомобильным смазочно-эксплуатационным материалам.
До новых встреч на страницах сайта ЕвроАвто!