В чем измеряется вязкость моторного масла?

Всё о вязкости моторного масла: таблица температур и стандарты

Большинство автолюбителей знает, что при выборе смазочных материалов наиболее важным параметром является вязкость масла.

Однако, не все понимают значение цифр, которые имеются на канистрах.

Моторная смазка подвергается воздействию довольно высокой температуре как внутри самого двигателя, так и извне.

Вязкость как один из важнейших параметров моторного масла

Всю необходимую информацию производители указывают на этикетке, поэтому необходимо уметь ее читать и анализировать.

Кроме всего прочего, следует различать саму вязкость, которая бывает как кинематической, так и динамической. Типы вязкости имеют определенные различия. Они заключаются в плотности, отличающихся методах измерения и предназначены для определения показателей различных классов смазки.

Кинематическая вязкость моторного масла определяет его текучесть при нормальной (стандартной) рабочей температуре, а также максимальной. За основу проведения испытаний берут 40 и 100 градусов по Цельсию, а измерения проводятся в сантистоксах.

По полученным результатам осуществляются расчеты индекса вязкости, поэтому, если вы хотите приобрести действительно хорошее масло — выбирайте, чтобы индекс превышал значение 200. Чаще всего наиболее подходящий индекс имеют всесезонные масла.

Что касается динамической вязкости — то она отображает силу сопротивления в ходе перемещения жидкостей, которая от плотности никак не зависит. Единицей измерения динамической вязкости является сантипуаз.

Ниже приведена таблица вязкости моторного масла для работы двигателя в холодных условиях.

Основные параметры вязкости

Одним из основных параметров являются низкотемпературные показатели.

К данным показателям относятся следующие:

проворачиваемость;
прокачиваемость.

Первый определяет диапазон текучести при низких температурах и указывает на то, какой должна быть максимально допустимая динамическая вязкость. Последняя позволяет коленчатому валу вращаться с такой скоростью, которая обеспечивает хороший запуск двигателя.

Прокачиваемость всегда имеет значение, которое на 5˚С ниже необходимой. Это нужно для того, чтобы масляный насос не начал закачивать воздух вследствие чрезмерного загустевания смазочной жидкости. Параметры прокачиваемости не должны превышать значения в 60000 мПа*с.

Если вы хотите разобраться в том, как определить вязкость моторного масла — следует познакомиться с таким понятием, как спецификация SAE. Это принятый в большинстве стран стандарт, определяющий необходимый уровень вязкости смазки при том или ином температурном режиме.

Вот таблица, где показано, какая классификация соответствует определенной температуре воздуха.

Международный стандарт вязкости масел

О важности такого свойства, как вязкость масла, стало известно еще с тех времен, как был выпущен первый автомобиль. С тех самых времен инженеры пытались произвести классификацию смазочных материалов. Основываясь на определенных качествах, все имевшиеся масла были разделены на следующие типы:

маловязкие смазки
средневязкие
тяжелые

После того, как были изобретены подходящие для определения вязкости приборы — американским обществом автомобильных инженеров (SAE) была разработана наиболее точная классификация — SAE J300.

Данная классификация моторных масел в процессе своего развития претерпевала определенные изменения и сегодня представляет 11 классов вязкости.

Их полный список выглядит следующим образом:

SAE 0W;
SAE 5W;
SAE 10W;
SAE 15W;
SAE 20W;
SAE 25W;
SAE 20;
SAE 30;
SAE 40;
SAE 50;
SAE 60.

В связи с этим, классы вязкости моторных масел стали в спецификации SAE по степени вязкости, которая определяется условиями, близкими к реально существующим. Вследствие этого и произошло разделение масел на летние и зимние виды.

Летние смазки не имеют буквенного обозначения и обладают более высокой вязкостью, вследствие чего обеспечивают качественную смазку всех деталей двигателя при высокой температуре окружающей среды.

Однако, при низких температурах такие масла становятся чересчур плотными и создают серьезную проблему при запуске холодного двигателя.

Зимнее масло является менее вязким, благодаря чему проблем при холодном пуске двигателя не возникает. Зато в жаркое время года оно становится слишком текучим, поэтому не в состоянии обеспечить детали силового агрегата должной защитой.

Благодаря изобретению всевозможных присадок, появилась новая категория масел, объединивших в себе хорошее соотношение зимних и летних характеристик. Такие смазывающие материалы получили название всесезонных.

Виды масел в зависимости от температурного режима

Вязкость определяется по международному стандарту SAE J300 и подразделяет все смазочные материалы на три основных вида — летние, зимние и всесезонные.

К летним относятся масла, имеющие следующий показатель SAE:

20;
30;
40;
50;
60.

Зимние смазки имеют свои преимущества:

невысокая стоимость;
невысокая вязкость, благодаря которой запуск холодного двигателя при минусовой температуре происходит лучше, чем с применением всесезонных жидкостей;
высокая стойкость к деструкции.
К ним относятся следующие виды:
SAE 0W;
SAE 5W;
SAE 10W;
SAE 15W;
SAE 20W.

Самыми распространенными являются всесезонные жидкости. Они также имеет свои достоинства, а наиболее главным следует считать его использование в любое время года. Благодаря имеющимся в составе полимерным присадкам, оно способно изменять степень вязкости относительно окружающей температуры. Кроме того, оно имеет хорошие энергосберегающие свойства, благодаря которым силовой агрегат работает в жаркую погоду более экономичней, чем при использовании летнего типа масел.

Всесезонные:

SAE 0W-30;
SAE 0W-40;
SAE 5W-30;
SAE 5W-40;
SAE 10W-30;
SAE 10W-40;
SAE 15W-40;
SAE 20W-40.

Благодаря прекрасно сбалансированным показателям, всесезонки показывают хорошие результаты в работе с критическими температурами.

Для того, чтобы подобрать для двигателя своего автомобиля наиболее подходящее по вязкости масло — следует опираться на два основных показателя:

в каких климатических условиях эксплуатируется автомобиль;
сколько лет эксплуатируется двигатель.

Опираясь на первый показатель, для регионов с высокой температурой воздуха следует выбирать жидкости с более высоким показателем вязкости. Данный параметр представлен цифрой, находящейся перед буквой «W».

Так, к примеру, при эксплуатации транспортного средства при температуре воздуха от -10 и до +45 следует выбирать SAE 20W-40.

Второй параметр: в этом случае следует выбирать смазку согласно выработанному ресурсу двигателя. Так для нового двигателя следует подбирать меньшую вязкость, а для мотора постарше — более вязкое масло. Это необходимо для того, чтобы более выработанные детали, имеющие между собой значительно увеличенные зазоры, могли более или менее нормально функционировать.

Помните, что любая смазка содержит показатели вязкости как при низких, так и при высоких температурах, поэтому при выборе это следует обязательно учитывать. Чем выше первая цифра (стоящая перед буквой W), тем рабочий диапазон на низких температурах будет меньше. Чтобы произвести расчеты — необходимо от цифры 40 отнять первый показатель смазки.

К примеру, жидкость со значением 5W20 имеет температурный диапазон -35˚ С и -30˚ С.

Второе число, расположенное после буквы «W», дает понятие высокотемпературной вязкости. Если не вдаваться в технические тонкости, то можно сказать так — чем больше второе значение — тем выше будет вязкость масла при высоких температурах.

Диапазоны рабочих температур для разных масел по SAE

Основываясь на спецификацию SAE, все смазывающие жидкости можно расшифровать по температурному режиму и определить для себя диапазон их использования.

По классу вязкости и температурному режиму жидкости имеют следующий диапазон:

5 W-30 — предназначена для работы при температуре от -25˚ С и до +20˚ С;
5 W-40 — предназначена для работы от -25˚ С и до +35˚ С;
10 W-30 — предназначена для работы от -20˚ С и до +30˚ С;
10 W-40 — предназначена для работы от -20˚ С и до +35˚ С;
15 W-30 — подходит для работы при температуре воздуха от -15˚ С и до +35˚ С;
15 W-40 — подходит для работы при температуре воздуха от -15˚ С и до +45˚ С;
20 W-40 — подходит для работы при температуре воздуха от -10˚ С и до +45˚ С;
20 W-50 — подходит для работы при температуре воздуха от -10˚ С до +45˚ С и более.

Однако, в подборе наиболее подходящего масла для своего транспортного средства, в первую очередь необходимо руководствоваться информацией, которую предоставляет завод изготовитель.

Выбор моторного масла по его вязкости

Подбор необходимого масла строго индивидуален и направлен на определенный двигатель. Поэтому в первую очередь следует ориентироваться на те указания и рекомендации, которые сделал производитель в технической документации к тому или иному автомобилю.

Помните, что только оригинальное масло либо его качественный аналог способны обеспечить двигатель хорошей работой и максимальным износом деталей.

В том случае, если данного рода документация отсутствует — ориентироваться следует на указанные допуски масла в отношении определенных двигателей, которые, чаще всего, имеются на этикетке производителя.

Видео по теме:

Вязкость масла по SAE и его свойства

Что такое вязкость масла? Это один из ключевых показателей качества, общий для всех типов масел. Он отвечает за густоту масла и может существенно изменяться, в зависимости от температуры. Поэтому очень важно, чтобы масло имело достаточную вязкость, позволяющую обеспечивать смазку трущихся деталей и механизмов в широком диапазоне температур.

В этой статье мы простым и понятным языком объясним, что такое вязкость масла, как она изменяется в зависимости от температуры, на какие параметры она влияет, и что означают цифры в обозначении вязкости масла по SAE.

Что означают цифры в обозначении вязкости масла (расшифровка)

Вязкость масла – это тот параметр, который на упаковке обозначают буквами SAE. Давно прошли те времена, когда по вязкости можно было определить его вид: минеральное, полусинтетическое или синтетическое моторное масло. Автомобилисты со стажем, наверняка, ещё помнят, когда на рынке спрашивали масло SAE. Тогда было все легко и просто: 15w-40 – минералка, 10w-40 – полусинтетика, а 5w-40 – синтетика.

Сегодня все по другому. Можно запросто найти полусинтетику 15w-40 или синтетику 10w-40, особенно в грузовом сегменте. Что же означают все эти цифры и буквы? Давайте разбираться по порядку.

По классификации SAE масла принято делить на зимние (с индексом “w”), летние и всесезонные. Стандартные параметры вязкости для зимних и летних масел обозначаются следующим образом:

Зимние масла: SAE 0w, 5w, 10w, 15w, 20w;
Летние масла: SAE 30, 40, 50.

Всесезонные масла имеют смешенную спецификацию, то есть сочетают в себе одновременно и зимний, и летний параметр вязкости, разделенный в обозначении знаком тире: SAE 0w-30, 0w-40, 5w-30, 5w-40, 5w-50, 10w-30, 10w-40, 15w-40, 20w-50.

Как вы, наверное, уже догадались, практически все масла, представленные на сегодняшний день в продаже, являются всесезонными и имеют смешанную спецификацию.

Вот мы и добрались непосредственно к расшифровке того, что означают цифры вязкости масла. В обозначении вязкости по SAE цифры означают следующее:

Первая цифра (зимний параметр), например, 0w – указывает на минимальную температуру безопасного холодного пуска. Это означает, что чем меньше первая цифра, тем на более низкую температуру рассчитано масло.
Вторая цифра (летний параметр) указывает на возможность применения масла в определенных температурных условиях.

Бытует миф, что цифры летнего параметра вязкости масла – означают температуру максимально допустимой окружающей среды, при которой возможна эксплуатация автомобиля. Например, масло с вязкостью 5w-30 рассчитано на температуру +30 °С. Это не правда! Никакого отношения эти цифры к температуре окружающей среды не имеют. Запомните, летний параметр – это цифры условные и они никакого отношение к окружающей среде не имеют.

Таблицу с диапазонами применяемости масел по SAE в зависимости от температур смотрите ниже.

Зависимость вязкости масла от температур

Как ни странно, но от вязкости зависит не только возможность применения масла в определенном диапазоне температур, но и срок его службы, а соответственно, и периодичность замены. С чем это связано? Читайте дальше.

Необходимую вязкость маслу обеспечивают вязкостные присадки. Они представляют собой длинные синтетические цепочки, которые имеют разное поверхностное натяжения с двух сторон. Чем ниже температура, тем они больше сворачиваются в «клубочек» и обеспечивают необходимую текучесть масла при минусовых температурах.

В описаниях к моторным маслам часто пишут: «Обеспечивает еще более легкий запуск двигателя при низких температурах». Это и есть та самая способность вязкостных присадок сворачиваться в «клубочек».

А как изменяется вязкость масла при повышении температуры? В таком случае «клубочки» вязкостных присадок наоборот разворачиваются в цепочки и, произвольно ориентируясь во всем объеме масла, обеспечивают высокую вязкость при высоких температурах.

Длина цепочек вязкостных присадок зависит от вязкости масла: чем больше диапазон между зимним и летним параметром, тем цепочка длиннее. Причем, если сравнивать длину цепочки масла 5w-30 и 5w-40, то она будет длиннее в разы (не на проценты, а в разы).

Чем длиннее цепочка, тем на меньшее количество сворачиваний и разворачиваний она рассчитана. После определенного количества повторений эти цепочки начинают разрушаться, масло теряет свою вязкость и требует замены. Вот именно от длины этой цепочки в основном и зависит интервал замены масла.

Безусловно, на периодичность замены масла большое влияние оказывают и другие пакеты присадок. Но речь об этом пойдет в другой раз, а сейчас мы это рассматривать не будем.

Запомните главное: чем больше диапазон между зимним и летним параметрами вязкости масла, тем меньше интервал его замены. И наоборот.

Приведем один показательный пример. Ещё недавно в некоторых дилерских центрах во время гарантийного сервисного обслуживания в автомобили заливали масло 5w-50 на 15000 км пробега, мотивируя тем, что это классное современное масло, созданное для спортивных режимов.

Да, это действительно классное современное масло, и создано оно специально для спортивных режимов. Но оно не рассчитано на 15000 км. Его нужно менять через пять, ну максимум – через шесть тысяч пробега, потому что вязкостная цепочка у него длинная, и она начнет разрушаться как раз через эти 5-6 тысяч км. Имейте это в виду.

На всякий случай, даем ссылку на нашу инструкцию по замене масла в двигателе.

Как выбрать моторное масло по вязкости

На страницах этого сайта мы уже поднимали вопрос о том, какое масло лучше заливать в двигатель. Но там речь шла о технологии (синтетика, полусинтетика, минералка). А сейчас мы подробней остановимся на выборе масла из соображений его вязкости.

Самая правдивая информация о вашем автомобиле находится в сервисной книжке. Какой вязкости масло там указано, такое и нужно применять. Причем от первой замены и до последней.

Бытует мнение, что чем старше автомобиль, тем гуще моторное масло в него нужно заливать. Это не совсем правда. Вернее, правда, но не для всех.

Во-первых, есть целый ряд двигателей (например, 16-ти клапанный Ford Zetec), в которые можно заливать масло только с вязкостью 5W-30. Так вот, в такие двигатели даже масло с вязкостью 5W-40 можно использовать только для доливки.

Это обусловлено конструктивными особенностями таких двигателей, которые имеют длинные и тонкие каналы смазки. Масляному насосу сложнее продавить густое масло по таким каналам, и мотор может работать в условиях масляного голодания (особенно зимой и при запуске). А это ведет к повышенному износу трущихся деталей и снижению моторесурса.

Во-вторых, у многих автомобилей в сервисной книжке указаны две вязкости. Вот из них и выбирайте. Сознательно идти на загущение масла можно только после проверки состояния двигателя и консультации с мотористом. Как правило, это случаи, когда двигатель требует ремонта, а вы в силу ряда причин не готовы его ремонтировать. В таком случае можно продлить «агонию» мотора, перейдя на более вязкие масла.

В остальных случаях, если двигатель в порядке и все системы, связанные с ним, в порядке – заливайте масло с характеристиками, рекомендованными заводом-изготовителем автомобиля, и ваш «железный конь» будет жить долго и счастливо.

Видео: как выбрать вязкость моторного масла?

Кинематическая вязкость масла – а какие еще бывают вязкости?

Начнем с азов. Любая жидкость в данном случае масло, применяемая в сложных механизмах, имеет свою вязкость. Оставим в покое химию, хотя она, безусловно, делает смазку именно тем продуктом, за который мы платим деньги.

Рассмотрим одно из важнейших физических свойств — вязкость масла. Несмотря на то, что параметр непосредственно зависит от химического состава, это чистая физика. Вязкость напрямую зависит от температуры масла и от давления.

Оба этих фактора регулируются системами двигателя:

охлаждения;
вентиляции картера.

Абсолютное значение – динамическая вязкость. Более гибкая величина (зависит от нескольких факторов) – кинематическая. По традиционной системе СГС (сантиметр-грамм-секунда), измеряется вязкость в пуазах (динамика) и стоксах (кинематика). Существуют и другие единицы измерения.

Что такое вязкость масла?

Это достаточно сложное понятие. С теоретической точки зрения – это сопротивление течению жидкости (антипод текучести). С точки зрения практической физики – сопротивление формируется силой трения между частицами, из которых состоит масло.

В первую очередь, от вязкости зависят смазывающие свойства моторного масла. Благодаря правильному балансу, смазка равномерно распределяется и удерживается на поверхности деталей. Снижается трение, механизмы меньше изнашиваются, на их движение тратится меньше энергии. Побочный эффект – экономия топлива.

Поскольку вязкость масла зависит от температуры и давления, необходимо придать химическому составу такие характеристики, которые позволят моторному маслу сохранять параметры при любых условиях эксплуатации.

Нельзя допускать, чтобы в пределах рабочей температуры двигателя, свойства технических жидкостей менялись. Для уточнения этого параметра, рядом с числовым значением вязкости так или иначе указывается условие, при котором производится измерение. Это информация для лаборантов. а не покупателей смазки.

При использовании моторного масла с нарушениями заводских рекомендаций, вязкость либо не будет соответствовать температурным условиям, либо ее значение будет непредсказуемо меняться.

Это может привести к следующим неприятностям:

Смазка загустеет и затруднится её перемещение по масляным каналам;
Толщина рабочей пленки не будет соответствовать требованиям мотористов-изготовителей;
Масло не удержится в рабочей зоне, металл останется «голым».

В результате возникнет масляное голодание, и эффект сухого трения. Детали будут перегреваться и ускоренно изнашиваться, что неминуемо приведет к поломке двигателя.

Кинематическая, динамическая и относительная вязкость моторного масла

Базовый (абсолютный) параметр – это динамическая вязкость масла. Если нанести на поверхность с тарированной гладкостью, масляное пятно площадью 1 см², то для движения его со скоростью 1 см/с потребуется определенное усилие. По отношению этой силы к площади пятня – определяется динамическая вязкость. Эту величину обычно рассчитывают под различные значения температуры. Измеряется в миллипаскалях, разделенных на время в секундах: мПа/с.

Кинематическая вязкость масла связана с его плотностью, и непосредственно зависит от температуры механизма, в котором применяется смазка. Поскольку сертификационные измерения производятся в диапазоне рабочих температур двигателя (от +40°С до + 100°С), это и есть главный эксплуатационный показатель моторного масла. Максимальное допустимое значение температуры: + 150°С.

Параметр непосредственно связан со значением динамической вязкости, и представляет собой её соотношение к плотности жидкости. Разумеется, измерение проводится в одинаковых температурных условиях для абсолютной вязкости и плотности. Единица измерения – квадратный метр за секунду: м²/с.

Относительная вязкость моторного масла – это число, определяющее разность превышения над вязкостью дистиллированной воды. Оба измерения также производятся при одинаковой температуре: +20°С. Единица измерения вязкости масла – градус Энглера (E°). Этот способ измерения вспомогательный, на его основе не определяется маркировка моторного масла. Но без этой процедуры (результаты обязательно отражаются в протоколах) невозможно получить заводской допуск для конкретной марки автомобилей.

Международный стандарт вязкости масел и виды смазок

Разумеется, маркировка на емкостях со смазочными материалами, не подразумевает наличие формул и единиц измерения из учебника физики. Обозначение упрощенное и формализованное.

Типовые значения степеней вязкости по SAE приняты давно, между всеми производителями смазочных материалов и автомобильными концернами достигнуты соглашения. Стандарт действует на всех континентах, его можно найти на упаковке любого бренда.

Способ определения вязкости нефтепродуктов — видео

Методика определения вязкости постоянно совершенствуется. Сегодня применяется редакция SAE J300, по которой все смазочные материалы (для моторов) подразделяются на 11 групп (классов). При этом, предыдущие редакции имеют обратную совместимость с новыми.

Классификация по сезонам применения:

Для зимней эксплуатации применяется маркировка определения низкотемпературной вязкости W: (SAE 0W, 5W, 10W, 15W, 20W, 25W).
Летние моторные масла обозначаются так: (SАЕ 20, 30, 40, 50, 60).

Поскольку нахождение автомобилей в строго определенных условиях встречается не часто, в основном применяются так называемые всесезонные моторные масла (могут быть минеральными, синтетическими, или полусинтетическими). В зависимости от условий эксплуатации, применяется комбинированная маркировка: SАЕ 0W-30, SAE 15W-40, SAE 20W-50 и пр.
Примерный перечень зависимости классификации от температуры показан в таблице:

Для нормальной работы двигателя, кинематическая вязкость моторного масла определяется двумя значениями. Первая цифра означает принадлежность к условиям зимней эксплуатации двигателя.

Правильно подобранная смазка должна обеспечить холодный запуск движка при заданной температуре. То есть, те самые показатели скорости течения масла, которые определяются в лабораториях при различных температурах, применяются на практике. Если залить жидкость с неправильным значением по SAE, коленчатый вал может просто не провернуться при вполне нормальной температуре -25°С.

Методики измерения кинетической вязкости масла

Низкотемпературная вязкость – способность прокачиваться через систему маслопроводов после запуска двигателя. Определяется по универсальным (для всех участников SAE классификации) методике ASTM D 4684 и ASTM D 5293. В стендовых условиях имитируется холодный пуск мотора и прогон технической жидкости по тарированным трубкам. Можно использовать ротационный вискозиметр, но в нем не учитываются силы поверхностного натяжения. При этом определяется минимально возможная температура, при которой сохраняются заявленные показатели вязкости. Кроме того, проверяется способность жидкости уверенно проходить через масляный фильтр. Силы давления насоса вполне достаточно, чтобы порвать загустевшим маслом мембрану. Методика проверки принята стандартом GM 9099 P.
Высокотемпературная вязкость оценивается на образцах из той-же партии. Кинематические характеристики проверяются с помощью капиллярного вискозиметра при типичной температуре прогретого двигателя: 100°С. Методика имеет название ASTM D 445. Затем жидкость прогревается до температуры 150°С. Это пиковые значения, когда масло касается раскаленной нижней части поршня. В этом диапазоне скорость сдвига (один из показателей кинематической вязкости) не должен выходить за установленный стандарт. Верхний предел оценивается по методике ASTM D 4683 или ASTM D 4741.

Существует еще оценка стабильности к сдвигу при одновременном воздействии температуры и механики. Проверка производится на специальной тарированной форсунке, в течение 10 симулированных рабочих часа.

Кроме того, для полного соответствия допуску, любой автопроизводитель может предложить собственный тест, который моделирует температурные и нагрузочные ситуации, характерные для конкретного двигателя.

И если производитель смазки хочет получить дополнительный сертификат, он вынужден проходить все испытания. Это влечет за собой определенные затраты, зато открывает дорогу к новым рынкам и потребителям.

Наиболее успешные тесты учитываются при выборе ОЕМ поставщика расходных материалов.

Заключение

При выборе смазки не обязательно помнить (или иметь под рукой) все перечисленные в материале формулы или методики. Достаточно прочитать на этикетке заводские данные вязкости по стандарту SAE, и найти в перечне допусков ваш автомобиль. Под этими комбинациями символов и цифр, скрываются многостраничные отчеты о проведенных испытаниях.

Как выбрать масло ориентируясь на его вязкость — видео

Идеальный вариант подбора масла – выяснить, с какой торговой маркой заключено ОЕМ соглашение на поставку расходных материалов у вашего автопроизводителя. В этом случае вы точно будете уверены, что кинематическая вязкость моторного масла соответствует вашему мотору.

Автомасла и все, что нужно знать о моторных маслах

Кинематическая вязкость масла

При выборе смазочных материалов большое внимание уделяется их характеристикам. Одним из основных показателей, который влияет на работу узлов транспортных средств и оборудования, является вязкость. Именно этот показатель определяет способность различных видов техники работать при различных климатических условиях.

Немного о вязкости смазочных жидкостей

Вязкость определяется сопротивляемостью жидких материалов течению под различными воздействиями, в частности, силы тяжести. Если сравнивать различные жидкости, к примеру, пчелиный мед и воду, можно заметить, что первая течет гораздо хуже. Вязкость можно рассматривать с точки зрения умения жидкого материала сопротивляться сдвигу частей друг относительно друга или смещению слоя жидкости относительно поверхности деталей во время их совместного передвижения.

В механике сплошных сред различаются две величины вязкости: кинематическая и динамическая.

Динамическая (ДВМ) представляет собой отношение усилия, которое прикладывается к жидкому материалу, к степени искажения. Она измеряется в Па∙с или в Пуазах.

Что такое кинематическая вязкость моторного масла?
Она определяется отношением динамической величины к плотности среды при одинаковой температуре. Этот показатель можно получить, измерив время вытекания определенного объема через калиброванное отверстие под воздействием силы тяжести. Измерить индекс позволяет устройство, называемое вискозиметром. Если рассматривается кинематическая вязкость масла: в чем измеряется величина? В различных системах для этого используется несколько единиц: м²/с, стокс, градус Энглера.

Рис.1. Единицы измерения кинематической вязкости масла.

Для определения вязкости выпускается несколько видов приборов. Выбор вискозиметра определяется условиями использования. Устройство может применяться в лабораторных условиях, а также для постоянного контроля состояния жидких материалов. Это часто требуется в производственном процессе. Кроме этого, температурные показатели веществ также могут различаться. Сегодня производится оборудование для работы в температурном режиме минус 50. плюс 2000 градусов.

Чтобы определиться с оптимальным вискозиметром, следует учитывать несколько критериев:

необходимую точность замеров;
диапазон измерений;
условия эксплуатации прибора.

Приборы для определения кинематической вязкости масел (КВМ):

Капиллярные. Этот тип оборудования позволяет определить время, за которое установленный объем жидкого вещества сможет преодолеть капилляр.
Ротационные. В данном устройстве жидкость, у которой определяется вязкость, размещена между цилиндрами. От одного из них, вращающегося с определенной скоростью, вращательный момент передается через жидкий материал второму, изначально статичному. Показатель вязкости среды оценивается по вращающему моменту второго цилиндрического звена прибора.
С движущимся шарообразным телом. Показатель вязкости среды оценивается по расстоянию, которое способен пройти шар, помещенный в жидкое вещество.
Пузырьковые. Устройства этого типа предназначены для оценки перемещения газа в жидком материале.
Ультразвуковые. Для определения вязкости исследуются импульсы, испускаемые зондом (время их затухания).
Вибрационные. В этом оборудовании в жидкую среду опускается зонд, который начинает вибрировать. Определение кинематической вязкости масла проводится посредством оценки степени затухания его колебаний.

Виды смазочных жидкостей, их вязкость

Используемые сегодня в промышленности и быту смазки подразделяются на несколько типов в зависимости от их назначения.

Категории смазочных материалов:

масло для силовых агрегатов транспортных средств;
жидкость для трансмиссии;
смазка для турбин;
индустриальные материалы;
жидкости общего назначения, в том числе, трансформаторное, компрессорное, холодильное масло и др.

Вязкость выступает в качестве одной из наиболее важных характеристик смазки любого типа. Она в первую очередь определяет размер и надежность масляной пленки, которая создается между сопряженными узлами. Жидкость с большим показателем позволяет образовать пленочное покрытие, которое в состоянии выдержать большие нагрузки и минимизировать контакт взаимно двигающихся деталей. От этого зависит износ агрегатов и, соответственно, их эксплуатационный ресурс. Кинематическая вязкость трансформаторного масла, моторной смазки и других типов жидкостей при их выборе оценивается в первую очередь.

Рис.2. Характеристики, в том числе, кинематическая вязкость трансформаторного масла.

Рис.3. Кинематическая вязкость гидравлического масла популярных марок.

Рис. 4. Кинематическая вязкость трансмиссионного масла разных производителей.

Однако в первую очередь для потребителя имеют значение характеристики моторного масла, так как количество автовладельцев постоянно растет, а эту жидкость приходится менять не реже одного раза в год, в противном случае работоспособность силового агрегата будет под угрозой.

Вязкость моторного масла

Вязкость относится к основным характеристикам смазочной жидкости, определяющим ее способность обеспечивать нормальную работу мотора при различных температурных режимах.

Рис 5. Кинематическая вязкость масел: таблица характеристик (при 100 градусах) жидкостей разного класса вязкости по SAE.

КВМ применительно к моторной жидкости отображает степень его текучести при различных температурных значениях:

нормальных (+40 градусов);
повышенных (+100 градусов);
критических (+150 градусов).

Важно! По стандарту ее достаточно измерить при 40 и 100 градусах по Цельсию.

Измерение показателя осуществляется посредством капиллярного вискозиметра. Он фиксирует время, нужное для вытекания масляной среды при установленных показателях температуры. Эти значения выбираются не случайно. Они позволяют оценить, как будет вести себя смазка в разных условиях эксплуатации и динамику изменения параметров.

Если рассматривается вязкость кинематическая масла: что означают цифры? В данном случае — все просто. Чем больше эта величина, тем масло более густое, чем ниже — тем оно жиже.

Важно! Показатели динамической и кинематической вязкости у разных по плотности моторных смазок отличаются. Парафиновые материалы характеризуются более высоким значением КВМ (на 16. 22% выше ДВМ), в то время как нафтеновые жидкости демонстрируют меньшую разницу (кинематическая величина больше на 9. 15%).

В основном потеря характеристик моторных смазок происходит из-за действия повышенных температурных значений. Изменение вязкости приводит к истончению маслянистой пленки, образовавшейся на поверхности сопряженных деталей. Потребителю особенно интересно узнать, как изменяются свойства жидкостей при температуре в 100 градусов. Если рассматривается кинематическая вязкость масла при 100: какая лучше смазка, позволило определить проведенное тестирование. При этом испытание прошел не только свежий материал, но и искусственно состаренный.

Рис. 6. Результат испытаний масла разных производителей при температуре в 100 градусов.

Из таблицы наглядно видно, вязкость каких смазок претерпела значительные изменения.

Нюансы выбора моторного масла для автомобилей

При выборе смазочной жидкости в первую очередь необходимо ориентироваться на рекомендации производителя транспортного средства, условия эксплуатации авто и его состояние.

Детали силовых агрегатов, из которых состоит мотор, имеют между собой зазоры. У новых двигателей они минимальны. В связи с этим в такие агрегаты нужно заливать жидкости с меньшей вязкостью, иначе их узлы будут работать под большой нагрузкой, что может привести к перегреву. В старых двигателях зазоры между элементами увеличены. В них должны использоваться более густые материалы, в противном случае тонкая пленка будет иметь разрывы и износа комплектующих не избежать.

Если говорить о вязкости — она не может быть хуже или лучше. Она просто может подходить или нет для определенного двигателя.

Нужно отметить, что КВМ у различных типов смазки отличается. Если рассматривать минеральное масло: кинематическая вязкость этого материала выше. И она больше подвержена изменению при различных условиях эксплуатации. Что касается синтетической смазки, при снижении температурных значений вязкость жидкости увеличивается минимально. Это самым положительным образом отражается на текучести и запуске автомобиля в холод.

Однако нужно понимать, что при выборе масла нельзя ориентироваться исключительно на его вязкостные характеристики. Например, если рассматривать масло Маннол Элит: кинематическая вязкость этого продукта полностью соответствует стандарту SAE, однако кроме этого показателя нужно оценивать и выделение при эксплуатации серы, цинка и фосфора, а также температуру вспышки, которые могут стать препятствием для применения в силовых агрегатах определенных транспортных средств, особенно в современных моделях, оснащенных катализаторами, и в авто, эксплуатирующихся под высокими нагрузками.

В быту измерить коэффициент кинематической вязкости масла обычно затруднительно. Однако есть достаточно несложная методика определения необходимости замены жидкости вследствие снижения ее характеристик. Для этого нужно иметь некоторое количество неиспользованной смазки (она обычно остается в канистре после замены).

Технология проведения работ:

нужно подготовить одинаковое количество свежего и залитого в мотор (его можно откачать при помощи шприца) масла;
в вертикальном положении подвешивается воронка, имеющая отверстие диаметром 1-2 мм;
через воронку вливаются поочередно оба образца смазочного материала;
измеряется количество капель, упавших за определенное время;
определяется разница значений.

Если разница составляет более 25%, масло нужно сменить.

Вязкость масла — что означают цифры на упаковке?

При выборе подходящего масла для двигателя машины ее владелец сталкивается с большим разнообразием выбора. Это руководство дает сведения по автомаслам, которые помогут покупателю расшифровать маркировку вязкости масла на упаковке, понять, что означает тот или иной тип масла и подходит ли оно для его автомобиля. Осознанное решение проблемы замены масла в перспективе обернется сохранением ресурса двигательной установки.

Популярная аналогия приравнивает автомасло к потоку крови циркулирующего внутри тела. Это неточное сравнение, потому что кровь переносит питательные вещества к клеткам, а в случае с двигателем «питанием» выступает топливо, которое переносится воздухом. В любом случае без масла невозможна смазка, охлаждение и чистка движущихся частей, уплотнение поршневого зазора. Мотор просто заглохнет через несколько секунд работы.

Стандарт API

Таблица характеристик масла по стандарту API

Знакомство с автомаслом начинается с маркировки, нанесенной на контейнер. Символ API в форме бублика сообщает потребителю, что продукт прошел тестирование и соответствует стандарту Американского Нефтянного института (API). Двухбуквенный символ указывает на какой тип двигателя рассчитано это масло.

Например, маркировка SL означает, что продукт предназначен для бензиновых двигателей, разработанных в 2001–2003 гг. Для дизельных моторов символ начинается с литеры С.

Стандарт разрабатывается группой исследовательских лабораторий, тестирующих двигатели, и включает последние серии тестов на высокотемпературные отложения в цилиндрах. Буквы внутри бублика обозначают класс вязкости масла, разработанный Обществом автомобильных инженеров (SAE), т. н. вязкость моторного масла по SAE. Встречается указание на то, что масло прошло энергосберегающий тест.

Следующий шаг – выбрать подходящую вязкость для температур, отвечающих нормальной работе двигательной установке машины.

В чем измеряется вязкость масла?

Вязкость – это физическая величина, характеризующая сопротивление жидкости течению. В случае с автомобилем речь идет о способности автомасла сохраняться на стенках цилиндра, оставаясь текучим. Класс вязкости моторных масел кодируется двумя числами. Формула 10W-30 обозначает класс 10 (определяется при –36°С), и 30 (определяется при 100°С). Буква W означает winter (зима). Масляная смесь 10W-30 менее вязкая в обоих температурных режимах, чем 20W-50. При разогреве она разжижается, а при охлаждении становиться гуще.

Что означают цифры на упаковке моторного масла

Эту динамику можно продемонстрировать следующим примером. В момент старта двигателя масляная пленка в поршневом зазоре густая, поэтому в начале разогрева трение в цилиндре высокое и температура начинает расти. Нагрев приводит к уменьшению вязкости автомобильного масла, трение уменьшается, температура перестает расти и система охлаждения в штатном режиме отводит тепло, температура масла падает.

Иными словами, между вязкостью и температурой существует обратно пропорциональная зависимость. Две цифры в формуле показывают динамику (скорость) процесса разжижения в разных температурных диапазонах.

Поведение масла при одной и той же температуре

Низкие цифры формулы соответствуют интенсивному процессу разжижения, большие цифры –относительно медленному. Отсюда следует, что в низкотемпературном режиме числа должны быть меньше. Стартер с усилием проворачивает двигатель, расходуя энергию аккумулятора. Прокручивание коленвала, частично погруженного в масляную ванну, требует дополнительной энергии.

При таком режиме работы возрастает расход топлива и снижается ресурс мотора. Два важных показателя этого режима: проворачиваемость и прокачиваемость. Первый показатель соответствует максимуму динамической вязкости масла, которая дает провернуться коленвалу с необходимой для запуска мотора скоростью. Второй показатель отвечает вязкости, при которой масляный насос обеспечивает нормальную прокачку по масляной системе.

Какую вязкость следует выбрать для моторного масла вашего двигателя?

Несмотря на многочисленные и противоречивые советы работников автосервисов, рекламу ТВ нужно строго придерживаться параметров, рекомендованных производителем двигателя, потому что инженеры-конструкторы используют их при проектировании автомобильного мотора.

Для сомневающихся журнал «За рулем» опубликовал результаты теста показавшие серьезное падение мощности и ресурса мотора при использовании масла с отличием 10 единиц во втором числе формулы, рекомендованной заводом-производителем.

Индекс вязкости и кинематическая вязкость моторного масла

Вязкость масел при температуре 20 С

В отличие от антифриза на 95% имеющего однородную химическую консистенцию (этиленгликоль), автомасла изготавливают из смеси масел-основ разной стоимости. Нефтяные компании комбинируют смеси из пяти групп, которые отличаются по способу производства и вязкости. Наиболее дорогие группы проходят высокую степенью переработки и классифицируются как синтетические (synthetic).

В их составе по-прежнему присутствуют химические вещества, которые могут быть производными природной нефти, но модификация не позволяет больше относить их к природным компонентам. Кроме чистых синтетиков, на рынке представлены смеси, состоящие из минеральных масел с примесью синтетических компонент, например, полиальфаолефинов. Они называются полусинтетическими (semi-synthetic).

Зависимость вязкости масла от температуры

Причина таких сложных комбинаций компонентов связана с величиной индекса вязкости. Он характеризует степень пологости графика логарифмической зависимости вязкости от температуры по мере своего увеличения. Рассчитывают этот показатель исходя на основе кинематической вязкости масла при температурах 40°С и 100°С. Индекс масла предназначенного для работы в двигательной установке круглый год, превышает 120. Минеральные (природные) масла не обладают таким значением и нуждаются в дополнительных присадках-загустителях, и это отличает их от синтетиков.

Доля базовых масел в смеси варьируется в диапазоне 70–95%, остальная часть состоит из добавок.

Возникает вопрос, масляная смесь содержащее 70% базовых компонентов лучше однородного с составом 95%? Нет, не лучше. Отдельные базовые компоненты не требуют добавок, потому что уже обладают необходимыми природными свойствами или приобретают таковые в результате химической переработки. Добавки играют важную роль в смазке, но сами по себе они необязательно имеют высокую смазочную способность.

Что в итоге?

Владея этой информацией, покупатель в автомагазине не будет ломать себе голову вопросом как определить вязкость моторного масла и т. п. Ранее загадочные числа на масляных контейнерах станут ближе и понятнее, а разговоры с продавцами или сотрудниками автосервиса станут более компетентными, к взаимному удовольствию, всех сторон. Но самое важное – двигатель его машины еще долго будет радовать своей надежной и стабильной работой.