Определение вязкости масла – ГОСТ Р 52257-2004 Масла моторные. Метод определения предела текучести и кажущейся вязкости при низкой температуре (с Поправкой), ГОСТ Р от 29 сентября 2004 года №52257-2004

Содержание

определение, виды. Индекс вязкости масла :: SYL.ru

Функционирование большинства механизмов требует соблюдение определенных условий. Внутренняя работа агрегатов, в данном случае двигателя внутреннего сгорания, сопряжена с высокими оборотами конструктивных узлов и деталей, которые соприкасаются друг с другом, и происходит процесс трения. Без специальной защиты металлические элементы быстро выйдут из строя, так как поверхности будут нагреваться и стираться. Для предотвращения деструкции применяется расходный материал – техническое масло. В автомобильных агрегатах – это моторное масло. Как и любое смазочное вещество, оно имеет набор особенных параметров, главным из которых считается вязкость.

Определение вязкости

Само понятие вязкости масла подразумевает под собой возможность смазочной жидкости доставлять сопротивление движению одного элемента относительно другого. При этом выделяется тепло, которое нивелируется самим веществом, отводя его за пределы рабочей среды.

вязкость масла

Данный параметр не является постоянной величиной и может (и будет) изменяться в зависимости от температурного режима, молекулярной структуры масла и стабильности силового устройства. Однако вязкость масла – это показатель смазывающего материала в какой-то определенный и конкретный промежуток времени.

Для обоснованного и правильного подбора смазочной жидкости к автомобильному двигателю необходимо иметь понятие о вязкости кинематического и динамического характера. Синонимами этих показателей являются высокотемпературная и низкотемпературная вязкость соответственно.

В помощь автовладельцу призваны стандарты данного параметра, которые устанавливает международное Сообщество автомобильных инженеров, имеющее знакомое каждому профессиональному водителю аббревиатуру – SAE. Один из нормативов характеризует динамику и кинематику консистенции автомобильного масла.

Динамический параметр

Динамическая вязкость масла определяет силовое сопротивление смазочного материала, которое появляется при циркуляции двух слоев жидкости, разделенных расстоянием в сантиметр и движущихся с заданной скоростью (1 см/с). Для определения данного параметра существует специальный прибор, называющийся вискозиметр, единицей измерения которого является Па*с (Паскаль-секунда) для динамики и м²/с (квадратный метр на секунду) для кинематики.

вязкость масла

В соответствие с международным стандартом описываемый вязкостной показатель определяется маркировкой со следующей градацией температурного режима:

  • 0W – масляный продукт будет эффективно прокачиваться вплоть до -35 ℃;
  • 5W – тот же вариант эксплуатации, но до температуры в -30 ℃;
  • 10W – до -25 ℃;
  • 15W – до -20 ℃;
  • 20W – до -15 ℃.

Стоит отметить, что температура полного замерзания смазки будет на 5-10 градусов ниже от маркировки вязкости по каждой позиции.

Соответственно, можно заметить, что масла с маркировкой ниже 10W (по вышеописанному списку) не могут считаться на территории России и стран СНГ всесезонными. По-настоящему всесезонкой будут только смазочные жидкости первых двух позиций – 0W и 5W.

Кинематический показатель

Кинематическая вязкость масла – это показатель при воздействии высоких температур. Ее определение сводится к временной возможности протекания жидкости определенного количества через отверстие заданного диаметра. Показатель замера выражается в сантистоксах (сСт), м²/с или мм²/с. При этом 1сСт равен 1 мм²/с или 0,000001 м²/с.

маркировка вязкости

Самыми востребованными коэффициентами данной вязкости на рынке смазочных материалов являются показатели от 20 до 60, соответствующие нормативу SAE. При этом чем ниже числовое значение, тем консистенция смазки более жидкая.

Оба показателя вязкости масла имеют прямую зависимость от плотности смазывающего вещества.

Индекс

В характеристики вязкости присутствует еще один немаловажный показатель. Это ее индекс. Он обозначает понижение вязкости кинематического характера при повышении температуры масляной жидкости. Индекс вязкости масла — параметр относительный. По его показаниям можно судить о возможности эксплуатации смазочного материала в разных температурных режимах.

масляная жидкость

Качественный смазывающий продукт обусловлен наличием высокого вязкостного индекса, потому как технические характеристики хорошего масла практически не зависят от воздействия внешних условий функционирования. А если индекс небольшой, то на продукт очень сильно влияют и погодные условия, и температура двигателя, и даже стиль вождения.

Данный параметр обладает зависимостью от химической составляющей моторного масла. В минеральных смазках он невысокий, порядка 130, а в синтетике достигает 180. Полусинтетика, соответственно, находится где-то посередине, имея индекс в районе 150.

9 лабораторная

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВЯЗКОСТИ СМАЗОЧНОГО МАСЛА

Цель: Целью работы является определение вязкости масла при температурах 100, 50 и 20 °С, необходимых для построения вязкостно-температурной характеристики масла, оп­ределение значения 50/100, определение индекса вязкости и определение группы вязкости, к которой принадлежит данное масло.

Общие сведения

Вязкость является одним из основных параметров, характеризующих эксплуатационные свойства масла, поэтому большинство масел маркируется по их вязкости. Это прежде всего связано с обеспечением жидкостного трения для образования необходимого смазочного слоя между трущимися поверхностями и предотвращения непосредственного их контакта.

Данному требованию будет удовлетворять масло с большей вязкостью. Но, с другой стороны, увеличение вязкости масла ведет к повышению непроизводительных потерь мощности двигателя на трение и как следствие — к падению его к.п.д. Поэтому вязкость масла должна быть минимальной, но достаточной для создания жидкостного трения.

Кроме того, вязкость определяет низкотемпературные свойства масла, т. е. способность обеспечивать легкий запуск двигателя зимой и надежную подачу масла из картера к наиболее ответственным деталям в период пуска и прогрева двигателя. Вязкость масел при понижении температуры возрастает, а при повышении снижается.

Эти выводы подтверждает показанная на рис. 19.12 зависимость изменения момента М сопротивления вращению и частоты вращения n коленвала двигателя от динамической вязкости n моторного масла. Большое значение имеет здесь характер изменения вязкости масла с изменением температуры. При эксплуатации двигателей весьма важно, чтобы в диапазоне рабочих температур масло имело высокую, обеспечивающую жидкостное трение, вязкость, а при сравнительно низких температурах запуска — меньшую вязкость, чтобы ослабить момент сопротивления при прокручивании коленвала и обеспечить соответствующую прокачиваемость масла в системе смазки. Поэтому зависимость вязкости от температуры является его важнейшей эксплуатационной характеристикой.

Вязкостно-температурные свойства масел оценивают индексом вязкости. Индекс вязкости (ИВ) представляет собой относительную величину, которая показывает степень изменения вязкости конкретного масла в зависимости от температуры в сравнении с эталонными маслами.

На практике при вычислении ИВ обычно пользуются номограммами. Для этого необходимо знать кинематическую вязкость испытуемого масла при 50 и 100 °С. По точке пересечения значений этих вязкостей на номограмме в области прямых индексов вязкости определяют искомый показатель испытуемого масла. Отношение 50/100 характеризует крутизну вязкостно-температурной кривой в диапазоне прогретого масла. Для моторных масел, предназначенных к применению зимой и в северных регионах, 50/100 < 4. Крутизну ВТХ выражают также температурным коэффициентом вязкости (ТКВ), который определяют при температуре 0— 100° С:

(19.12)

Для зимних масел ТКВ0-100 < 22; для всесезонных < 25; для летних < 35—40.

Особенно быстро вязкость изменяется при низких температурах. Чем более полого протекает вязкостно-температурная кривая, называемая вязкостно-температурной характери­стикой масла, т.е. чем меньше изменяется вязкость при изменении температуры, тем лучше будут эксплуатационные качества масла.

Вязкостно-температурные свойства масел нормируются по стандарту величиной кинематической вязкости при 100 °С и максимально допустимым отношением кинематической вязкости при 50 °С к кинематической вязкости при 100 °С, а для зимних масел — предельными значениями вязкости при О °С.

Для автотракторных масел также имеет значение изменение вязкости при увеличении давления, причем заметное возрастание наблюдается при давлениях более 0,5 МПа. Чем выше давление и больше исходная вязкость, тем сильнее изменение вязкости. В интервале температур от 20 до 100° вязкость увеличивается в соответствии с табл. 19.8.Для подсчета изменения вязкости с возрастанием давленz-используется формула Г.А;Морозова ;

gpg0aр (L9.13)

где gp — вязкость масла при давлении Р;

g0 —вязкость масла при атмосферном давлении;

ар — постоянный коэффициент для нефтяных масел — 1,002—1,004.J

Вязкостью называется свойство, проявляющееся в сопротивлении, которое оказывает жидкость при перемещении ее слоев под действием внешней силы. Это свойство является следствием трения, возникающего между молекулами жидкости.

Величину вязкости измеряют в динамических и кинематических единицах.

Единицей динамической вязкости является пуаз, представляющий собой вязкость такой жидкости, которая оказывает сопротивление взаимному перемещению двух слоев жидкости площадью 1 см2, находящихся на расстоянии 1 см друг от друга и перемещающихся относительно друг друга со скоростью 1 см/с, силой в 1 дину. Сотая часть пуаза называется сантипуаз.

В системе СИ 1 пуаз = 0,1 Н с/м2

Динамическая вязкость при температуре t обозначается t

Вязкость в пуазах определяют обычно при низких температурах, когда масло обладает плохой текучестью и его надо проталкивать через капилляр воздействием внешней силы.

Кинематической вязкостью () называется отношение динамической вязкости жидкости к её плотности при температуре определения,.т;,е.

 = t / (19:14)1

За единицу кинематической вязкости принят стоке (Ст). Вязкость моторных масел измеряется в сотых долях стокса, называемых сантистоксом (сСт).

Для нефтепродуктов наиболее распространено определение кинематической вязкости с помощью капиллярных вискозиметров. Метод определения основан на том, что вязкость жидкости прямо пропорциональна времени протекания их одинаковых количеств через один и тот же капилляр, обеспечивающий ламинарность потока. Прибор для определения кинематической вязкости моторного масла показан на рис. 19.5.

Кинематическую вязкость определяют для тех масел, которые, обладают текучестью, т.е. протекают через капилляр под воздействием силы тяжести самого масла.

Ниже приведена методика определения кинематической вязкости.

Определение кинематической вязкости

Кинематическую вязкость масел определяют в соответствии с ГОСТ 33-82 подобно определению вязкости топлив (см. работу 3). Различие имеется в температуре определения и диаметре капилляра используемых вискозиметров.

В соответствии со стандартами на масла вязкость определяют при температуре 100 и 50°, и лишь для отдельных марок зимних масел предусмотрено дополнительное определение вязкости при О °С.

Для заполнения термостата применяют следующие жидкости при температуре от 50 до 100° — нефтяное прозрачное масло или глицерин, от 20 до 50° — воду, от 0 до 20° — смесь воды со льдом, при более низших температурах этиловый спирт с твердой углекислотой.

При определении вязкости выбирают вискозиметр с таким диаметром капилляра, чтобы время протекания масла при заданной температуре были в пределах ЗОО 180 с.

Рекомендуемые диаметры капилляров при определении вязкости различных масел приведены в табл. 19.9. :Кинематическую вязкость в сантистоксах вычисляют по формуле v = с • t, где с — постоянная вискозиметра, сСт/с, приведенная в паспорте; t — среднее время истечения масла, с.

На основе найденных вязкостей при 50 и 100° вычисляют отношение 50/100.

Порядок проведения работы

  1. Установить вискозиметр в водяной бане так, чтобы капилляр был в строго вертикальном положении и верхняя метка была ниже уровня воды.

  2. Нагреть до требуемой температуры и поддержать ее постоянной в течение 5—10 мин, чтобы масло, находящееся в вискозиметре, приняло температуру воды.•; 3.,С помощью, резиновой трубки, и вакуум-насоса осторож­но засосать масла выше метки между расширениями, следя за тем, чтобы не образовывались пузырьки воздуха и разрывы слоя масла, а также не произошло засасы­вания масла в резиновую трубку.

: 4. Отсоединить резиновую трубку от вакуумного насоса и наблюдать за перетеканием масла. Когда его уровень достигнет верхней метки, включить секундомер и остановить его, когда уровень масла минует нижнюю метку. Записывая время, отмененное секундомером, повторить испытание при каждой заданной температуре и подсчитать среднее арифметическое значение. Данные отдельных замеров должны отличаться от среднеарифметического не более чем на 0,5’%.

  1. Среднее время перетекания масла в секундах три каждой температуре умножить на .постоянную вискозиметра С, приведенную в паспорте и определить кинематическую вязкость в (сСт)— v = с • t.

  2. По полученным значениям кинематической вязкости при температуре 20, 50 и 100 °С построить график (вязкостно-температурную характеристику), откладывая по оси абсцисс температуры, а по оси ординат — вязкость.

  3. Значение кинематической вязкости при 100 °С сравнить с требованиями ГОСТа и сделать вывод о принадлежности масла к той или иной группе.

  4. Определить отношение 50/100.

9. По номограмме определить индекс вязкости масла.

Отчет о выполненной работе

1. В отчете необходимо дать понятие о вязкости смазочного масла и ее влиянии на работу автомобильного двигателя. Указать перечень приборов и материалов, применяемых в работе.

  1. Привести краткое описание методики проведения работы с поясняющими рисунками и таблицами,

  2. Привести результаты проведенного испытания.

  3. Построить вязкостно-температурную характеристику испытуемого масла.

  4. Привести значения индекса масла и 50/100.

7. Сравнить полученные результаты с требованиями ГОСТ.

4

определение, виды. Индекс вязкости масла

Функционирование большинства механизмов требует соблюдение определенных условий. Внутренняя работа агрегатов, в данном случае двигателя внутреннего сгорания, сопряжена с высокими оборотами конструктивных узлов и деталей, которые соприкасаются друг с другом, и происходит процесс трения. Без специальной защиты металлические элементы быстро выйдут из строя, так как поверхности будут нагреваться и стираться. Для предотвращения деструкции применяется расходный материал – техническое масло. В автомобильных агрегатах – это моторное масло. Как и любое смазочное вещество, оно имеет набор особенных параметров, главным из которых считается вязкость.

Определение вязкости

Само понятие вязкости масла подразумевает под собой возможность смазочной жидкости доставлять сопротивление движению одного элемента относительно другого. При этом выделяется тепло, которое нивелируется самим веществом, отводя его за пределы рабочей среды.

Вязкость масла: определение, виды. Индекс вязкости масла

Данный параметр не является постоянной величиной и может (и будет) изменяться в зависимости от температурного режима, молекулярной структуры масла и стабильности силового устройства. Однако вязкость масла – это показатель смазывающего материала в какой-то определенный и конкретный промежуток времени.

Для обоснованного и правильного подбора смазочной жидкости к автомобильному двигателю необходимо иметь понятие о вязкости кинематического и динамического характера. Синонимами этих показателей являются высокотемпературная и низкотемпературная вязкость соответственно.

В помощь автовладельцу призваны стандарты данного параметра, которые устанавливает международное Сообщество автомобильных инженеров, имеющее знакомое каждому профессиональному водителю аббревиатуру – SAE. Один из нормативов характеризует динамику и кинематику консистенции автомобильного масла.

Динамический параметр

Динамическая вязкость масла определяет силовое сопротивление смазочного материала, которое появляется при циркуляции двух слоев жидкости, разделенных расстоянием в сантиметр и движущихся с заданной скоростью (1 см/с). Для определения данного параметра существует специальный прибор, называющийся вискозиметр, единицей измерения которого является Па*с (Паскаль-секунда) для динамики и м²/с (квадратный метр на секунду) для кинематики.

Вязкость масла: определение, виды. Индекс вязкости масла

В соответствие с международным стандартом описываемый вязкостной показатель определяется маркировкой со следующей градацией температурного режима:

  • 0W – масляный продукт будет эффективно прокачиваться вплоть до -35 ℃;
  • 5W – тот же вариант эксплуатации, но до температуры в -30 ℃;
  • 10W – до -25 ℃;
  • 15W – до -20 ℃;
  • 20W – до -15 ℃.

Стоит отметить, что температура полного замерзания смазки будет на 5-10 градусов ниже от маркировки вязкости по каждой позиции.

Соответственно, можно заметить, что масла с маркировкой ниже 10W (по вышеописанному списку) не могут считаться на территории России и стран СНГ всесезонными. По-настоящему всесезонкой будут только смазочные жидкости первых двух позиций – 0W и 5W.

Кинематический показатель

Кинематическая вязкость масла – это показатель при воздействии высоких температур. Ее определение сводится к временной возможности протекания жидкости определенного количества через отверстие заданного диаметра. Показатель замера выражается в сантистоксах (сСт), м²/с или мм²/с. При этом 1сСт равен 1 мм²/с или 0,000001 м²/с.

Вязкость масла: определение, виды. Индекс вязкости масла

Самыми востребованными коэффициентами данной вязкости на рынке смазочных материалов являются показатели от 20 до 60, соответствующие нормативу SAE. При этом чем ниже числовое значение, тем консистенция смазки более жидкая.

Оба показателя вязкости масла имеют прямую зависимость от плотности смазывающего вещества.

Индекс

В характеристики вязкости присутствует еще один немаловажный показатель. Это ее индекс. Он обозначает понижение вязкости кинематического характера при повышении температуры масляной жидкости. Индекс вязкости масла — параметр относительный. По его показаниям можно судить о возможности эксплуатации смазочного материала в разных температурных режимах.

Вязкость масла: определение, виды. Индекс вязкости масла

Качественный смазывающий продукт обусловлен наличием высокого вязкостного индекса, потому как технические характеристики хорошего масла практически не зависят от воздействия внешних условий функционирования. А если индекс небольшой, то на продукт очень сильно влияют и погодные условия, и температура двигателя, и даже стиль вождения.

Данный параметр обладает зависимостью от химической составляющей моторного масла. В минеральных смазках он невысокий, порядка 130, а в синтетике достигает 180. Полусинтетика, соответственно, находится где-то посередине, имея индекс в районе 150.

таблица с индексами и видео с характеристиками

Изобилие моторных жидкостей на отечественном рынке приводит к сложности выбора расходного материала у автовладельцев. Среди всех параметров, которыми надо руководствоваться при покупке, одним из основных является вязкость моторного масла.

Содержание

[ Раскрыть]

[ Скрыть]

Что означает «вязкость»

Для определения индекса вязкости нефтепродукта для двигателя автомобиля надо посмотреть на этикетку с обозначениями на бутылке с жидкостью. На ней обычно указывается классификация по SAE кинематической и динамической вязкости.

Между собой эти параметры различаются по:

  • величине плотности;
  • единицам, а также способам замера.

Данные значения применяются для показателей различных классификаций рабочих жидкостей.

Параметр кинематической вязкости определяет способность свойства масла сохранять его текучесть. Эта величина определяется при нормальной, а также максимальной величине рабочей температуры. Для выполнения испытаний производители обычно используют температуры в диапазоне 40 и 100 градусов С. Само измерение величины выполняется в сантистоксах. В соответствии с величиной кинематической вязкости выполняется расчет общего параметра вязкости смазки для мотора.

Для выбора качественного нефтепродукта параметр индекса должен составить больше 200, такое значение присваивается всесезонным расходным материалам.

Динамический параметр характеризует величину сопротивления, которое появляется при перемещении расходных материалов относительно друг друга. Эта величина является произведением плотности нефтепродукта и кинематического параметра. Измерение динамического параметра выполняется посредством специального оборудования, которое имитирует работу смазочных веществ в реальных условиях.

Общий параметр вязкости рабочей жидкости по стандарту SAE должен соответствовать:

  1. Прокачиваемости. Данный параметр в условиях работы жидкости при пониженных температурах обеспечивает оперативный доступ смазки к маслоприемнику.
  2. Проворачиваемости. Эта величина способствует увеличению пусковых характеристик силового агрегата. При хорошей проворачиваемости обеспечивается нужная величина сопротивления. Силовой агрегат получает необходимые пусковые обороты при низкой температуре во время старта двигателя.
  3. Самая эффективная величина вязкости при повышенных температурах.

Канал Toko рассказал о подборе параметра вязкости для нефтепродуктов.

Классификация SAE

В соответствии с классом SAE, любое моторное масло обладает низко- и высокотемпературной вязкостью. Не существует только зимних или только летних масел, есть просто разные показатели вязкости. Но поскольку наши соотечественники привыкли к такой трактовке, будем пользоваться ей.

Таблица вязкости моторного масла

Классификация смазочных веществ по стандарту SAE в соответствии с температурой воздуха Таблица параметров жидкости при разных вязкостных характеристиках

Зимние масла

Для примера берется нефтепродукт, имеющий индекс 5W30. Чтобы произвести правильный расчет рабочих параметров, от цифры, идущей перед индексом W, отнимается число 40 (это — константа). В итоге получается значение температуры воздуха, при которой допускается применение расходного вещества. Чтобы определить температурный режим проворачиваемости силового агрегата, от индекса отнимается число 35.

Применение низкотемпературных расходных материалов рекомендуется при следующих значениях:

  1. 0W. Смазочное вещество сохранит характеристики при минусовой температуре в диапазоне от -30 до -35 градусов.
  2. 5W. Нефтепродукт обеспечит качественный запуск мотора машины и прокачку смазки по каналам системы в диапазоне от -25 до -30 градусов.
  3. 10W. Тип смазки с индексом 10W обеспечит качественный старт ДВС в диапазоне от -20 до -25 градусов.
  4. 15W. Смазка сохранит рабочие параметры при низких температурах в диапазоне от -15 до -20 градусов.
  5. 20W. Сохранение рабочих параметров и характеристик выполняется в диапазоне от -10 до -15 градусов.

Важно, чтобы параметр вязкости соответствовал значениям прокачиваемости и проворачиваемости.

Летние масла

В соответствии с международной классификацией, летние смазочные вещества обозначаются исключительно цифрами, например, SAE 40. Эта цифра в вязкости моторного масла определяет усредненную величину, которая определяет рабочий параметр при функционировании вещества в условиях высоких температур.

Таблица величины вязкости для летних нефтепродуктов

Всесезонные масла

Всесезонные рабочие жидкости могут применяться при любых температурах воздуха. Параметр вязкости будет изменяться с учетом температурного режима, что позволит обеспечить качественное смазывание компонентов системы ДВС. Нефтепродукты, предназначенные для всех сезонов, соответствуют параметрам наивысшей величины вязкости прокручиваемости при низких температурах и наименьшей — при повышенных.

Какую вязкость выбрать?

При выборе нефтепродукта для конкретного авто обязательно надо руководствоваться рекомендациями, указанными производителем в сервисной книжке.

Касательно параметров вязкости:

  1. Для относительно новых транспортных средств, которые не прошли 30% от общего ресурса эксплуатации до капитального ремонта, используются маловязкие нефтепродукты. Имеются в виду масла 5W20 либо 5W30. Большинство производителей японских машин рекомендуют использовать такие смазки для сервисной заправки.
  2. При общем пробеге от 30 до 75% от всего ресурса рекомендуется применение нефтепродуктов с индексом 5W. В холодное время года следует заливать смазку 5W30.
  3. Изношенные силовые агрегаты в теплое время года должны заправляться смазками 15W50. При низких отрицательных температурах допускается применение веществ с индексом 5W.

Видео «Демонстрация вязкостных параметров смазки»

Канал BestAutoVideo Russia предоставил видеоролик, где наглядно показаны отличия вязкостных свойств разных нефтепродуктов.

Вязкость моторного масла

Вязкость – важнейшее свойство моторных масел. Она очень сильно зависит от температуры масла. В рабочем диапазоне – от температуры холодного пуска двигателя зимой до максимального его нагрева летом при работе с полной нагрузкой – вязкость моторного масла изменяется в сотни раз, а нередко и более. В меньшей степени вязкость моторного масла зависит от давления: с его увеличением она растет.

Вязкость – это мера трения между слоями жидкости. Различают динамическую (абсолютную) вязкость и кинематическую вязкость, равную отношению динамической вязкости к плотности масла. Единицами измерения для динамической и кинематической вязкости в системе СИ служат соответственно Па.с (паскаль-секунда) и м2/с. До сих пор довольно часто в документации используют устаревшие единицы вязкости пуаз (П) и стокс (Ст). Их соотношение с единицами в системе СИ таково: 1 Па.с = 10 П или 1 мПа.с = 1 сП; 1 Ст = 10–4 м2/с = 1 см2/с или 1 сСт = 1 мм2/с.

Большое значение имеет вязкостно-температурная характеристика моторного масла, называемая индексом вязкости. Чем больше его величина, тем более полога зависимость вязкости от температуры. Величину индекса вязкости моторного масла рассчитывают по значениям кинематической вязкости при 40 и 100°С согласно ГОСТ 25371-82.

Индекс вязкости хорошо очищенных минеральных масел из благоприятного сырья равен 90 – 105. Поэтому без присадок, повышающих индекс вязкости (загущающих), минеральные моторные масла не могут быть всесезонными. Синтетические моторные масла имеют индекс вязкости от 120 до 150. В тех же пределах находится индекс вязкости базовых масел, получаемых гидрокрекингом. Всесезонные моторные масла имеют индекс вязкости от 120 до 200 и более. Синтетические всесезонные масла могут быть загущенными и незагущенными.

Сегодня наибольшее распространение во всем мире получила классификация моторных масел по вязкости, стандартизованная SАЕ (Американское общество автомобильных инженеров). В таблице представлена последняя редакция стандарта SАЕ J300. Он подразделяет моторные масла на 11 классов, шесть из которых относятся к зимним (SAE 0W, 5W, 10W, 15W, 20W, 25W) и пять – к летним (SАЕ 20, 30, 40, 50, 60).

Всесезонные моторные масла, предназначенные для применения круглый год, обозначаются двумя классами: один зимний, второй – летний. Например SАЕ 0W-30, SAE 15W-40, SAE 20W-50 и т.п.

Для зимних классов установлены два максимальных значения низкотемпературной динамической вязкости масла и нижний предел кинематической вязкости при 100°С. Динамическая вязкость зимних масел в левой колонке таблицы характеризует проворачиваемость двигателя стартером, а приведенная в правой колонке – прокачиваемость масла насосом при соответствующей температуре. Для моторных масел летних классов установлены пределы кинематической вязкости при 100°С, а также минимальные значения динамической вязкости при 150°С и градиенте скорости сдвига 106 с-1. Дело в том, что вязкость загущенных всесезонных масел зависит не только от температуры и давления, но и от скорости перемещения слоев масла, находящегося в зазоре между смазываемыми деталями. Градиент скорости сдвига – это отношение скорости движения одной поверхности трения относительно другой к величине зазора между ними, заполненного моторного маслом. С увеличением градиента скорости сдвига временно снижается вязкость загущенного моторного масла, но она снова возрастает, когда скорость сдвига уменьшается.

Чем меньше цифра, стоящая перед буквой W, тем меньше вязкость моторного масла при низкой температуре, легче холодный пуск двигателя стартером и лучше прокачиваемость масла по смазочной системе. Чем больше цифра, стоящая после буквы W, тем больше вязкость моторного масла при высокой температуре и надежнее смазывание двигателя при жаркой погоде.

В России моторные масла классифицированы согласно ГОСТ 17479.1-85. Примерное соответствие классов вязкости по ГОСТ классам вязкости SАЕ мы приводим во второй таблице.

Всесезонные масла согласно ГОСТ 17479.1-85 обозначают двумя цифрами, например, М-5з/16, М-6з/14 и т.п. Вторая цифра указывает номинальную кинематическую вязкость моторного масла при 100°С.

В заключение следует отметить, что для масел одного и того же вязкостного класса разные автопроизводители устанавливают различные интервалы температуры окружающего воздуха, в пределах которых данное масло применимо в двигателях автомобилей их производства. При выборе вязкостного класса моторного масла нужно строго выполнять требования инструкции по эксплуатации автомобиля.

Классификация моторных масел SAE J300 JUN 2001
Класс Низкотемпературная вязкость Высокотемпературная вязкость
Проворачивание1 Прокачиваемость2 Вязкость3 при 100°С, мм2 Вязкость4 при 150°С и скорости сдвига 106 с-1, мПа.с
Максимальная, мПа.с (при температуре) Min Max
0W

6 200 (–35°С)

60 000 (–40°С)

3,8

   
5W

6 600 (–30°С)

60 000 (–35°С)

3,8

   
10W

7 000 (–25°С)

60 000 (–30°С)

4,1

   
15W

7 000 (–20°С)

60 000 (–25°С)

5,6

   
20W

9 500 (–15°С)

60 000 (–20°С)

5,6

   
25W

13 000 (–10°С)

60 000 (–15°С)

9,3

   
20  

5,6

9,3

2,6

30  

9,3

12,5

2,9

40  

12,5

16,3

2,95

40  

12,5

16,3

3,76

50  

16,3

<21,9

3,7

60  

21,9

26,1

3,7

Примечания. 1 – измеряется по методу ASTM D5293 на вискозиметре CCS. 2 – измеряется по методу ASTM D4684 на вискозиметре MRV. Напряжение сдвига не допускается при любом значении вязкости. 3 – измеряется по методу ASTM D445 на капиллярном вискозиметре. 4 – измеряется по методам ASTM D4683 или CEC L-36-A-90 на коническом имитаторе подшипника. 5 – значение для классов SAE 0W-40, 5W-40, 10W-40. 6 – значение для классов SAE 40, 15W-40, 20W-40, 25W-40.
Примерное соотвествие классов вязкости моторных масел по ГОСТ 17479.1-85 классам вязкости по SAE J300
Класс вязкости Класс вязкости
По ГОСТ 17479.1-85 По SAE По ГОСТ 17479.1-85 По SAE

5W

24

60

10W

3з/8

5W-20

15W

4з/6

10W-20

20W

4з/8

10W-20

6

20

4з/10

10W-30

8

20

5з/10

15W-30

10

30

5з/12

15W-30

12

30

6з/10

20W-30

14

40

6з/14

20W-40

16

40

6з/16

20W-40

20

50

5з/16

15W-40

Вязкость масла какая, индекс вязкости, кинематическая вязкость

Содержание статьи

Вязкость маслаВполне обосновано желание каждого автовладельца иметь надёжного и безотказного «железного коня». Реализовать комфортное пользование транспортным средством помогает качественное и своевременное сервисное обслуживание силовых агрегатов.

Одним из важнейших элементов обеспечения отличной работы основного движущего узла – мотора, является правильно подобранный смазочный материал (это понимает даже школьник).

Как безошибочно выбрать моторную смазку? Почему вязкость влияет на эксплуатационные свойства масел и работу двигателя? Какая бывает классификация моторных масел по вязкости, измеряется в каких единицах, её обозначение и как расшифровывается маркировка? Что означает аббревиатура? Ответы на эти вопросы в полном объёме получат читатели данной статьи.

Для чего нужно масло

Изначально смазочные жидкости использовались для вывода тепла из рабочей зоны и перетягивания его в картер, снижения трения деталей в узле, отвода продуктов износа и защиты шеек коленчатого вала.

Вязкость маслаВ дальнейшем на масло была возложена роль смазки всех элементов газораспределительного механизма и цилиндров двигателя. На современном этапе автомасла – это неотъемлемая составляющая работы всех механизмов машины.

Обозначим конкретные защитные функции, выполняемые моторным маслом:

  • Образование предохраняющей от трения и износа плёнки на деталях;
  • Предупреждение окислительных процессов и коррозии узлов;
  • Очистка важных рабочих зон от загрязнений – сажи, грязи, нагара и др. продуктов сгорания топлива;
  • Выведение загрязняющих частиц, остающихся в процессе износа комплектующих деталей;
  • Сохранение узлов от перегрева;
  • Обеспечение надёжного пуска;
  • Снижение «травмирования» деталей при холодном пуске.

Поэтому сегодняшнему автолюбителю далеко не всё равно, что заливать в рабочие узлы. Важнейшим критерием подбора смазочного состава является вязкость масла.

Основное понятие вязкости и её виды.

Вязкость маслаЕсли говорить доступным языком, не вдаваясь в научную терминологию, то вязкость моторного масла – это способность сохранять текучесть, одновременно с тем, чтобы на деталях, внутри силового узла, оставалась достаточная плёнка смазки, правильно распределённая между трущимися частями.

Чем ниже вязкость, тем текучее вещество. При этом масло должно обладать стойкими характеристиками при использовании в достаточно широком диапазоне «гуляющей» температуры, которая при интенсивной езде достигает 150ºС. Если движок холодный – масло, естественно, сгущается: в этом варианте важно, чтобы оно осталось жидким даже при отрицательных температурах, для обеспечения пуска двигателя.

Основной задачей расходного материала является недопущение сухого трения движущихся комплектующих внутри двигателя и поддержания минимальной силы трения при наибольшей герметичности рабочих цилиндров.

Кинематическая и динамическая вязкость масла.

В свою очередь существует два вида понятия вязкости масел – кинематическая и динамическая.

Обусловленная кинематическая вязкость масла (КВМ) отвечает за густоту смазочного материала и высчитывается при стандартной и max температуре использования. Чаще всего для испытаний принимают режим работы при температуре сорока и ста градусов по Цельсию.

Дальше КВМ помогает рассчитать калькулятор. По параметрам КВМ определяется индекс вязкости моторного масла, который отражает степень изменения КВМ относительно изменения температуры.

Вязкость маслаЧем выше индекс, тем качественнее смазочный состав и тем меньше зависимость вязкости масла от температуры. Для высококачественной смазочной субстанции индекс вязкости масла составляет более двухсот единиц измерения, как правило, это всесезонные расходные материалы.

Характеристика, отвечающая за сопротивляемость вещества при смещении одного его слоя относительно другого его же слоя, называется – динамическая вязкость масла (измеряется в сантипуазах).

От неё зависит потеря энергии двигателя при работе – чем больше степень вязкости, тем толще плёнка на внутренних деталях и надёжнее смазывание, но при этом увеличиваются потери мощности на преодоление жидкостного трения.

Для оптимального определения вязкости масла во всем мире признана международная классификация моторных масел по вязкости по SAE (общество авто-инженеров США).

Рассмотрим, как определить вязкость моторного масла по SAE.

Вязкость маслаПо международным стандартам SAE существует для определения вязкости моторного масла таблица, в которой показаны параметры для безопасной работы движка для всех классов вязкости. К вниманию читателей ниже предложена таблица вязкости моторных масел по температуре.

Классификация масел предполагает деление на три категории:

  • Зимние (находятся слева вверху таблицы)– имеют невысокую вязкость для лёгкого холодного пуска при минусовых температурах, но не подходят для качественного смазывания внутренних частей мотора в летний сезон. Их вязкость должна соответствовать прокачиваемости (не более 6000 сантипуаз) и отвечать требуемой КВМ и проворачиваемости.
  • Летние (находятся справа вверху таблицы) – имеют высокую вязкость, что гарантируют надёжную смазку деталей, но не позволит производить безопасный холодный пуск при морозе;
  • Всесезонные (находятся в нижней части по середине) – не трудно догадаться что эти масла в большем объёме занимают потребительский спрос, поскольку имеют смешанную сертификацию, применяются при большом диапазоне тепловых режимов, отвечают и зимним и летним параметрам эксплуатации. Эта продукция способна меняться в зависимости от сезона и обеспечивать необходимую в данный момент смазку, её не приходится менять со сменой сезона, она носит наиболее энергосберегающий характер и, следовательно, является более удобной.

Маркировка, пробуем расшифровать

В первую очередь на упаковке ищем аббревиатуру SAE, рядом можно увидеть литеру «w» и ещё одно или два числа. Так вот, литерой «w» (от английского «winter») обозначаются зимние, если впереди стоит только одно число, например, 10w или 25w. Что означают цифры? Вязкость масла

Цифры помогают рассчитать отрицательную температуру безопасного пуска ДВС. Чтобы рассчитать её нужно от 40 отнять указанную на маркировке цифру. Следовательно, чем меньше цифровое значение, тем при более низкой температуре производится лёгкий пуск двигателя.

Для маркировки масел летнего класса используется только цифровое обозначение, например, SAE30,40,50. Здесь цифра указывает возможность использования в определённом температурном режиме (но отнюдь не указывает температуру окружающего воздуха).

Также литера «w» используется в обозначении смешанной спецификации всесезонных масел, т.е. сочетающих вместе летние и зимние показатели. В данном случае определяющей маркировкой будет одно число до «w», указывающее зимний класс, затем дефис и второе число, определяющее летние эксплуатационные параметры.

Например, 5w-40 или 20w -50. Первая цифра, как и в зимнем масле обозначает температуру холодного пуска, а вторая возможности летнего режима. По степени вязкости стоит добавить, что чем шире разрыв между цифрами, характеризующими летний и зимний параметры, тем чаще придётся производить замену.

При выборе расходных материалов лучше всего, конечно, придерживаться рекомендаций производителя. При производстве авто в лабораторных условиях происходит расчёт индекса вязкости, оптимально соответствующий параметрам работы конкретного силового агрегата.

Вязкость маслаСогласитесь, вряд ли вязкость турбинного масла подойдёт вместо вязкости обусловленной для легкового авто. Если пробег авто превысил половину от планового ресурса, то следует заливать с повышенным индексом вязкости.

В любом случае для правильного распределения смазки между соприкасающимися деталями, антикоррозийной защиты, а также охлаждения производить подбор придётся, ориентируясь на:

  • Погодные температуры конкретного региона;
  • Параметры работы двигателя;
  • Подходящий класс вязкости;
  • Степень износа внутренних узлов и деталей;
  • Особенности строения силовых агрегатов.

В заключении хочется сказать, что смазочные жидкости для авто, тоже самое, что кровь в жилах человека: как от густоты крови в теле людей, так и от вязкости масла в авто зависит здоровье и работа всего «организма».

существующие виды и способы их измерения

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.

Демонстрация разной вязкости

Демонстрация текучести масла на компараторе вязкости

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.

Демонстрация вязкости масла

Демонстрация зависимости вязкости масла от температуры

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.

Кстати

Автопроизводители выставляют совершенно конкретные требования изготовителям смазочных материалов, особенно в плане вязкости. Поэтому, при подборе моторного масла, следует обращать внимание именно на этот параметр.

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:

  1. Смазка загустеет и затруднится её перемещение по масляным каналам;
  2. Толщина рабочей пленки не будет соответствовать требованиям мотористов-изготовителей;
  3. 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.

Последствия масляного голодания

Последствия масляного голодания 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.

Демонстрация относительной вязкости

Демонстрация относительной вязкости

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:

  1. Для зимней эксплуатации применяется маркировка определения низкотемпературной вязкости W: (SAE 0W, 5W, 10W, 15W, 20W, 25W).
  2. 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:
таблица вязкости масла от температуры
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.

Если же показатель вязкости для летней эксплуатации (вторая цифра) не будет соответствовать температуре окружающей среды, масляное пятно не удержится в зоне контакта движущихся деталей, и мы получим эффект «сухого трения».

А в самом критическом случае – смазка может дойти до точки кипения. Тогда характеристики быстро деградируют, и вместо технологичной технической жидкости в картере будет смесь отдельных фракций. Тут и до капитального ремонта недалеко.

Методики измерения кинетической вязкости масла

  1. 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.
  2. 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.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *