Температура вспышки моторного масла
Температура вспышки моторного масла в последние годы, среди автомобилистов нашей страны, стала серьезной проблемой. Особенно это касается весеннее-летнего периода, когда наличие высоких положительных температур провоцируют повышение температуры внутри корпуса автомотора.
Оптимальные параметры температуры масла
В процессе работы автомотора в его корпусе создается повышенное давление и достаточно высокая температура, которые негативно влияют на основные детали. Для борьбы с этими негативными нагрузками в силовой агрегат заливается масло, которое должно поддерживать оптимальный температурный режим внутри агрегата. Согласно данных справочной литературы нормальная температура смазывающего материала должна составлять 90-105 градусов. Даже незначительное отклонение может существенно влиять на нормальную работу силового агрегата.
Особо серьезно обстоит дело с превышение данного порога, когда появляется риск закипания масла. Вероятность вспышки вышеупомянутого материала напрямую зависит от наличия определенных присадок и колеблется в диапазоне от 180 до 195 градусов. Процесс закипания сопровождается возникновением пузыристых образований и увеличения испаряемости.
Все виды смазочного материала характеризует один главный параметр – температура вспышки масла. В справочниках указывается что вспышка возможна при +230-240 градусов, но со слов бывалых автомобилистов такая ситуация может возникнуть уже с +150 градусов и напрямую связана с объемом накопившихся паров.
Основные признаки вспышки масла
Согласно наблюдений опытных автомобилистов имеется четыре главных признака вспышки смазочного материала:
- Резкое изменение показаний термостата. В каждом автомобиле установлен специальный индикатор отслеживающий уровень нагретости смазочного материала. При нормально прогретом двигателе стрелка прибора указывает на среднее значение. Если стрелка начинает приближаться к красной границе, то это говорит что возникла проблема с темлообменом масла.
- Характерный звук кипения. При закипании смазки и последующей вспышке автомобилист может услышать характерный звук.
- Появление дыма. Если из подкапотного пространства пошел дым то, скорее всего, произошло закипание и вспышка смазывающей жидкости.
- Появление черного дыма из выхлопной трубы. Этот признак говорит о том, что проблеме с чрезмерной температурой смазки вышел на непредсказуемый уровень.
В случае появления вышеперечисленных признаков необходимо сразу же приступить к устранению возникшей неполадки.
Что предпринять, когда закипела смазка
- Немедленно заглушит автомотор.
- Свести до минимума объем нагрузок на силовой агрегат путем снижения оборотов.
- Включить работу автомобильной печи на максимально возможный обдув, что позволит эффективно и быстро вывести из рабочей части автомотора перегретый воздух.
- Если есть такая возможность, то желательно проехаться по дороге с накатом для быстрого охлаждения моторного отсека.
- После полной остановки автомобиля нужно подождать не менее 5 минут и только после этого заглушить двигатель.
Причины возникновения данной проблемы
1. Главной причиной данной проблемы является низкое качество применяемого смазочного материала. Если в погоне за более дешевым маслом через некоторое время возникают проблемы с системой смазки авто, то в этом не нечего неожиданного. Ведь низкокачественное масло не может справиться с регулярными скачками уровня температуры внутри агрегата, тем самым провоцируя его на испарение и возгорание.
3. Возникновение проблемы в системе охлаждения, таких как поломка насоса, неисправность гидромуфты вентилятора.
В чем опасность высокой температуры смазывающего вещества
- Если вышеупомянутый показатель превысил показатель + 105 градусов, то будет гарантированно происходить снижение вязкости, что вызовет уничтожение защитного слоя и перегрев рабочих деталей двигателя.
- Такие негативные процессы спровоцируют снижение теплового зазора между деталями.
- Кроме этого повышенный температурный режим негативно будет воздействовать на качество смазки, вызывая ее окисление и ускоренное старение.
- Возгорание в моторе некачественной смазки будет сопровождаться накоплением различных отложений, которые могут спровоцировать детонационный взрыв.
- Благодаря процессу окисления в силовом агрегате формируется масляная пленка, которая под действием высокой температуры запекается на поверхности основных деталей смазочной системы.
- При вспышке моторного масла может возникнуть пожар, который за считанные минуты может уничтожить весь автомобиль в целом.
Подведение итогов
Температура вспышки моторного масла является достаточно негативным явлением и напрямую зависит от температуры смазывающей жидкости. Повышение температурного режима смазочного материала в основном зависит от его качества и правильности функционирования смазочной системы в целом. При обнаружении характерных признаков данной проблемы необходимо немедленно преступить к устранению поломки. Желательно доверить решение этой проблемы специалистам и обратится за помощью в ближайшую СТО.
кипение, вспышка и застывание. Числа нейтрализации моторных масел
Температура вспышки масла моторного — один из ключевых параметров машинного масла. Независимо от вида масла: минерального или синтетического.
1 Высокое нагревание
Чем меньше цифра, стоящая слева от w, тем на более низкую температуру рассчитано масло. Стоит запомнить магическую цифру «35». Почему именно ее? Если вычесть от первой цифры вязкости 5w — 35 градусов, то полученный результат (-35°C) и будет той минимально допустимой температурой, при которой проворачивание мотора стартером возможно осуществить.
Запустится ли двигатель при такой температуре или нет, это вопрос другой. Очень многое зависит от:
- Конструкции двигателя.
- Технического состояния мотора.
- Состояния топливной системы.
- Состояния аккумулятора и топлива.
Запуск двигателя авто при низкой температуре Среди автомобилистов гуляет число не 35, а 40 (масло 10w40). Что же оно значит? Это температура, при которой масло может быть прокачано масляным насосом, в этих случаях происходят критические изменения — узлы трения выходят из строя. Разница в пять градусов — это последняя страховка для двигателя автомобиля, равняться на эту цифру нельзя. Ниже приведена таблица вязкости.
Температурный диапазон может быть очень широким. В случае прогревания двигателя до рабочего состояния вязкость масла уменьшается до нормы. Рабочая температура двигателя не превышает нормы для своей нагрузки и укладывается в допустимый температурный режим. Моторесурс не повышается даже при высоком показании термометра и может работать достаточно долго.
Высокий уровень температуры в двигателе намного опаснее, чем низкий. Чрезмерное повышение может довести масло до кипения. Если не обратить на это внимания, то в дальнейшем возникнут проблемы. Смазка достигает кипения в пределах 250-260 °C, начинает дымиться и пузыриться.
Кипение моторного масла
Если высокая температура сохраняется долго, то снижается вязкость, и детали не могут качественно смазываться.
При повышении до 125°C наступают необратимые последствия, и масло начинает улетучиваться вместе с топливом, обойдя поршневые кольца.
Концентрация продукта становится достаточно низкой — при выхлопе его вообще не будет видно. Скорость расходования увеличивается, поэтому его надо постоянно доливать. Если уровень масла упал, то надо доливать до уровня оптимального. Во время кипения продукт теряет свои изначальные свойства и вязкость.
2 Застывания и вспышки
В случае когда вещество теряет свои агрегатные свойства, прекращает свою подвижность, то это состояние является температурой застывания. Усиленная кристаллизация парафина, находящего в масле, и увеличение степени вязкости — все это и характеризует застывание.
Кристаллизация парафина смазочной жидкости При низких температурах продукт становится вязким и малоподвижным. За счет выделения углеводородов в состав повышается пластичность, и консистенция постепенно начинает затвердевать.
Градус застывания может быть предельно-минимальной, при которой процесс циркуляции жидкости продолжается в системе, однако качество самого движения гораздо ухудшается.
Температура вспышки — положение диаметрально противоположное застыванию. Если поднести газовое пламя к поверхности масла, то возникнет вспышка. При нагревании продукта концентрация масляных паров над поверхностью очень велика, и это способствует столь высокому воспламенению.
Понижение температуры вспышки вместе с изменением вязкости могут свидетельствовать о неисправности двигателя. Основные неполадки: системы впрыска, подачи топлива, неисправности карбюратора.
- твердое;
- жидкое;
- газообразное.
Смазочные материалы не исключение: несмотря на то, что это достаточно сложные химические композиции. Технические жидкости могут превратиться в густую пасту, не способную перемещаться по каналам, или напротив: закипеть, как вода в чайнике, активно испаряясь и теряя объем.
Если масло закипело, двигатель может загореться
Температура кипения или застывания моторного масла, определяет свойства всего состава, а не отдельно основы или присадок. Следует помнить, что любые негативные свойства сложных смесей определяются худшей характеристикой любого из компонентов.
То есть, если одна из присадок имеет температуру кипения 180°C, то следует считать, что все масло закипит при этой температур
Моторное масло – какое сколько прослужит?
Зависит ли срок службы масла в одном и том же двигателе от вида этого масла? Почему одно ходит от смены до смены, а другое приходится периодически подливать?
Статья на эту тему опубликована в ЗР, 2012, №7. А вот полный ее вариант – только здесь. Исследования проводил гуру по части масел, бензинов и прочей автохимии, доцент Санкт-Петербургского политехнического Университета Александр Шабанов.
Не так давно один знакомый полуолигарх (недоолигарх) пожаловался…
– Ничего не понимаю! Купил «Кайена Би-Турбо», а он масло жрет по два литра на тысячу! Причем – хорошей дорогой синтетики… Я не бедный, но жаба душит!
Задушила жаба – продал он «Поршика». Но вопрос все же остался – куда же уходит масло? И какое масло уходит меньше? Будем разбираться…
Для испытаний мы взяли семь масел разных типов, но одной группы по вязкости, соответствующей SAE 5W-40. При выборе попробовали перекрыть все основные группы базовых масел. Почему был сделан именно этот выбор, расскажем чуть ниже.
Основной причиной ухода масла является его угар: подробности – в «Нашей справке». На него влияют конструкция и состояние двигателя, режим эксплуатации, температура воздуха за бортом. И, конечно же, свойства самого моторного масла.
Ни один параметр масла напрямую не подсказывает, сколь быстро будет оно угорать. Косвенно об этом свидетельствуют две величины. Первая – испаряемость масла (см. врезку) и температура вспышки. Если первый параметр практически нигде не фигурирует, и раздобыть его сложно, то температура вспышки указывается во всех спецификациях масел. Это температура, при которой происходит воспламенение паров масла, испаренных с поверхности масляной пленки при воздействии открытого огня (в нашем случае – пламени от сгорания топлива). Зависит она от состава масла – чем больше в нем легких фракций, тем ниже температура вспышки.
Теперь понятно, почему мы выбрали столь разношерстную компанию для испытаний. Минеральное масло – «Лукойл Стандарт» 10W-40, с температурой вспышки по паспорту 217° С. Оно пойдет как база, с ним будем сравнивать другие. Три «полусинтетики» из группы 5W-40 – гидрокрекинговое масло ZIC A+ с температурой вспышки 235°С, Castrol Magnatec (232° С) и RAVENOL (224° С). «Синтетики» постарались взять с максимальным значением температура вспышки. Выбрали наш «ТОТЕК Астра Робот» на базе полиальфаолефинов (ПАО), относимый производителем к категории Full Synthetic – его температура вспышки 246° С. Компанию ему составил эстеровый Xenum X1 c рекордными 247° С. Ну, и чтобы рассеять сомнения о том, что «синтетики» горят меньше других масел, взяли еще одно масло – Neste Oil, также позиционируемое как «полная синтетика», с температурой вспышки 228° С. Вязкость всех масел – близкая, а вот основы – абсолютно разные, совсем разные: «минералки», простые и продвинутые гидрокрекинговые «полусинтетики», хорошие «синтетики» на базе ПАО и даже самые продвинутые синтетические масла на эстеровой базе.
Дальше – все просто. Строго дозированные 3 литра масла заливают в мотор, после чего – тридцатичасовой заезд на условной скорости 120 км/час. Движок простенький, «жигулевский» 21083, так что для него практически 4 тысячи километров пробега на постоянной скорости – серьезное испытание. После заезда масло практически до капли сливают по строго определенному ритуалу. Остается сравнить остатки.
Продукты сгорания масла влияют на токсичность отработавших газов- чтобы отследить, насколько, по ходу испытаний на фиксированном режиме работы замеряем содержание остаточных углеводородов в отработавших газах. Поскольку топливо одно и то же, то все различия, выходящие за предел погрешности измерения, можно отослать на так называемые «нетопливные СН», порождаемые испарением и сгоранием масла в цилиндрах.
Итог подтверждает наши предположения. Угорает меньше масло с более высокой температурой вспышки. Так, наш «ТОТЕК Астра Робот» показал лучший результат, в пределах погрешности измерения с ним лежит и бельгийский XENUM X1. И, действительно, температура вспышки у них лежит за 245° С. Среди всех «полусинтетик» лучший результат по угару показал корейский ZIC A+ с заявленными 235°С. А худший результат показала обычная «минералка» с ее 217° С. Данные замеров СН также косвенно подтверждают эти результаты.
Можно возразить: мол, и так ясно, что синтетика лучше минералки! А вот и нет! Сравните данные по полусинтетическому ZIC A+ и «полной синтетике» Neste Oil – кореец дает показатели пусть и немного, но лучшие! Оно и понятно – мотор наклеек на канистрах не читает, ему важны свойства углеводородной жидкости, залитой в поддон!
ЧТО ЗАЛИВАТЬ?
Итак, на что смотреть, когда выбираешь масло, чтобы его поменьше расходовалось? Вопрос особо актуален для побитых жизнью моторов, в которых одной заправки масла от смены до смены уже не хватает, а также для любителей быстро и далеко ездить, равно как и для владельцев мощных моторов с турбонаддувом.
Наш совет следующий: всем им показаны масла с пониженной испаряемостью! К сожалению, на канистрах ничего такого вы не прочитаете: придется полазить по сайтам производителей. И тут легче всего ориентироваться на температуру вспышки: она приводится для всех масел. Чем она выше, тем лучше. Как показали наши испытания, цифра выше 230° С обеспечивает сравнительно малый расход масла на угар. А уж если он лезет за 240° С, то и совсем хорошо. Правда, за все время работы с маслами в группе «сороковок» такими величинами могли похвастаться только две их марки: «XENUM X1» и наш «ТОТЕК Астра Робот.
Да, и что важно – температура вспышки масла различна для масел разных групп вязкости. Вязкость – первична, поэтому сначала подберем требуемое масло по SAE, а уж потом, в пределах выбранной группы, будем уточнять свой выбор, выискивая масло с максимальной температурой вспышки.
КУДА УХОДИТ МАСЛО?
Если на асфальте под машиной нет масляных луж, то есть все сальники целы, то основным источником расхода масла в моторе является его угар в цилиндрах. Для атмосферных двигателей он может определять до 80 – 90% всех потерь масла, для их коллег с турбонаддувом – до 60 – 70%. Следующий по значимости путь, по которому масло покидает мотор – это смазка турбокомпрессора; далее – протечки масла через маслоотражательные колпачки. Этот путь, впрочем, может стать основным, если они полностью изношены или совсем высохли. И кое-что уходит в виде паров масла через систему вентиляции масла.
Кстати, кроме денежек, улетающих с маслом, его большой расход чреват еще многими проблемами. Это – повышенный темп загрязнения внутренних поверхностей двигателя: ведь горит масло плохо и грязно. Это – снижение ресурса катализаторов, которые не в состоянии переварить продукты неполного сгорания тяжелых углеводородов масла. Это рост токсичности отработавших газов – ведь недаром сейчас «Це-Аши» в них разделяются на «топливные» и «нетопливные», то есть масляные.
ПОЧЕМУ И КАК УГОРАЕТ МАСЛО?
Бытует мнение – ВСЕ масло, попавшее в цилиндр, неизбежно и безвозвратно сгорает! Так ли это? Нет, не так!
Масло попадает в цилиндры в виде масляной пленки, оставляемой первым поршневым кольцом. Средняя ее толщина – до десяти-двадцати микрон, в зависимости от режима работы, степени износа двигателя, вязкости масла и еще кучи других параметров. Это доказано давно и точно! Если взять типичный полуторалитровый двигатель, то легко подсчитать, что при толщине масляной пленки в 10 мкм, за один цикл в цилиндры попадает около одного «кубика» масла. То есть, если бы оно все выгорало, то при 3000 об/мин. за минуту в трубу вылетало бы… 1,5 литра масла! Значит, за каждый цикл сгорает не вся масляная пленка, а только его малая часть.
Как это происходит? Вспомните, как ведет себя масло на сковородке, когда ее греете, прежде чем разбить на нее парочку-троечку яиц. Сначала оно растекается по горячей поверхности, потом, по мере нагрева сковородки, начинает кипеть и вонять на всю кухню. А, если плеснуть холодное масло сразу на раскаленную сковородку, то можно его брызгами и в лицо получить.
Теперь о том же, но «по научному». Когда масло прогрето ниже температуры кипения, оно испаряется медленно, диффундируя с нагретой поверхности. Когда начинает кипеть – испарение резко усиливается. А уж при очень высоких температурах микровзрывы отбрасывают капли масла от сковородки.
В цилиндре двигателя – все аналогично, разве что яиц там нет… И, судя по нашим оценкам, преобладать должен первый режим испарения масла, когда до его объемного кипения дело не доходит. Казалось бы, при огромных температурах сгорания топлива в цилиндрах, масло должно как минимум «шкворчать»! Но в том-то и дело, что сидит оно тонкой пленкой на сравнительно холодной поверхности цилиндра, охлаждаемого антифризом, и поэтому прогревается не так сильно. И лишь для некоторых режимов, когда педаль акселератора топится в пол, поверхностные слои пленки масла начинают кипеть. Именно поэтому при быстрой езде доливать масло приходится чаще.
ОБ ИСПАРЯЕМОСТИ МАСЛА
Скорость испарения масла должна зависеть от температуры начала его кипения, фракционного состава и толщины масляной пленки, формируемой первым поршневым кольцом на стенке цилиндра, которая, в свою очередь, зависит от высокотемпературной вязкости масла. Все это хорошо, но описания масел таких параметров обычно не содержат… Есть, правда, так называемая «испаряемость масла по NOACK» – чем она ниже, тем меньше склонность масел к угару. Принцип определения этого параметра прост – масло греют один час при температуре 250° С, после чего оценивают потерю массы. «Минералки» при этой пытке теряют до 22 – 25% , хорошие современные «синтетики» – менее 8 – 10%. Чем выше класс базового масла, тем ниже потери масла на испаряемость. Но, к сожалению, большинство фирм не указывают этот параметр в описаниях своих масел, выложенных на своих официальных сайтах.
Однако, в реальном двигателе все гораздо сложнее. Там при резко переменных температурах и давлениях испаряется тонкая пленка масла, чего ни одной модельной установкой не измеришь. Отсюда и возможные ошибки: из метода следует, что испаряемость более вязких масел ниже, а на практике с ростом вязкости масла растет его расход. Причина простая: толщина слоя масла на стенках цилиндра, а значит, его пропуск в зону прогрева и испарения, с ростом вязкости резко увеличивается.
ГОСТ Р 51634-2000 Масла моторные автотракторные. Общие технические требования (с Изменениями N 1, 2), ГОСТ Р от 24 июля 2000 года №51634-2000
ГОСТ Р 51634-2000
Группа Б21
 
 
 
ОКС 75.100
75.080
ОКП 02 5313
Дата введения 2001-10-01
1 РАЗРАБОТАН Всероссийским научно-исследовательским институтом по переработке нефти (ВНИИНП), Техническим комитетом по стандартизации ТК 31 «Нефтяные топлива и смазочные материалы»
ВНЕСЕН Департаментом по нефтепереработке Минтопэнерго РФ
2 ПРИНЯТ И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Госстандарта России от 24 июля 2000 г. N 197-ст
3 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ
4 ИЗДАНИЕ с Изменением N 1, принятым в январе 2002 г. (ИУС 3-2002)
ВНЕСЕНО Изменение N 2, утвержденное и введенное в действие на территории РФ с 01.09.2010 Приказом Ростехрегулирования от 06.05.2010 N 76-ст
Изменение N 2 внесено изготовителем базы данных по тексту ИУС N 7, 2010 год
1 Область применения
 
Настоящий стандарт распространяется на группу однородной продукции — автотракторные моторные масла (далее — моторные масла) и устанавливает показатели качества, характеризующие безопасность продукции и подлежащие обязательному включению во все виды документации, по которой изготовляют моторные масла.
2 Нормативные ссылки
ГОСТ 33-2000 (ИСО 3104-94) Нефтепродукты. Прозрачные и непрозрачные жидкости. Определение кинематической вязкости и расчет динамической вязкости
ГОСТ 4333-87 Нефтепродукты. Метод определения температур вспышки и воспламенения в открытом тигле
ГОСТ 9827-75 Присадки и масла с присадками. Метод определения содержания фосфора
ГОСТ 11362-96 (ИСО 6619-88) Нефтепродукты и смазочные материалы. Метод потенциометрического титрования
ГОСТ 12417-94 (ИСО 3987-80) Нефтепродукты. Метод определения сульфатной золы
ГОСТ Р 52257-2004 Масла моторные. Метод определения текучести и кажущейся вязкости при низкой температуре
(Измененная редакция, Изм. N 2).
3 Технические требования
3.1 Показатели качества, характеризующие безопасность моторных масел, приведены в таблице. Нормы по указанным показателям устанавливают в документации на моторные масла конкретных марок.
Таблица
Наименование показателя | Значение | Метод испытания |
1 Кинематическая вязкость, мм/с, для класса вязкости: | ||
3 при плюс 100°С | Не менее 3,8 | По ГОСТ 33 |
при минус 18°С | Не более 1250 | |
4 при плюс 100°С | Не менее 4,1 | |
при минус 18°С | Не более 2600 | |
5 при плюс 100°С | Не менее 5,6 | |
при минус 18°С | Не более 6000 | |
6 при плюс 100°С | Не менее 5,6 | |
при минус 18°С | Не более 10400 | |
6 при 100°С | Св. 5,6 до 7,0 включ. | |
8 при 100°С | » 7,0 » 9,3 « | |
10 при 100°С | » 9,3 » 11,5 « | |
12 при 100°С | » 11,5 » 12,5 « | |
14 при 100°С | » 12,5 » 14,5 « | |
16 при 100°С | » 14,5 » 16,3 « | |
1а Кажущаяся (динамическая) вязкость, определенная на имитаторе холодной прокрутки (ССS), мПа·с (сП), не более, для классов вязкости: | По приложению Б [5] | |
0W при минус 35 | 6200 | |
5W при минус 30 | 6600 | |
10W при минус 25 | 7000 | |
15W при минус 20 | 7000 | |
20W при минус 15 | 9500 | |
25W при минус 10 | 13000 | |
1б Кажущаяся (динамическая) вязкость, определенная на минироторном вискозиметре (МRV), мПа·с (сП), не более, для классов вязкости: | По ГОСТ Р 52257 или приложению Б [4] | |
0W при минус 40 | 60000 | |
5W при минус 35 | 60000 | |
10W при минус 30 | 60000 | |
15W при минус 25 | 60000 | |
20W при минус 20 | 60000 | |
25W при минус 15 | 60000 | |
2 Щелочное число, мг КОН на 1 г масла, не менее | В соответствии с нормой, установленной в документации | По ГОСТ 11362 |
3 Массовая доля фосфора, %, не более | 0,12 | По ГОСТ 9827 |
4 Сульфатная зольность, %, не более, масел для двигателей: | По ГОСТ 12417 | |
бензиновых | 1,3 | |
дизелей легковых автомобилей | 1,8 | |
дизелей автобусов, грузовых автомобилей и внедорожной техники* | 2,0 | |
5 Температура вспышки, определяемая в открытом тигле, °С, не ниже, для класса вязкости: | По ГОСТ 4333 | |
3, 4, 5, 6 и всесезонных масел | 190 | |
6 и 8 | 205 | |
10 | 210 | |
12, 14 и 16 | 220 | |
______________ | ||
(Измененная редакция, Изм. N 1, 2).
ПРИЛОЖЕНИЕ А (обязательное). Номограмма для определения температурных кривых вязкости
ПРИЛОЖЕНИЕ А
(обязательное)
ПРИЛОЖЕНИЕ Б (рекомендуемое). Перечень зарубежных стандартов на методы испытаний масел
ПРИЛОЖЕНИЕ Б
(рекомендуемое)
1 АСТМ Д 445-97 Метод определения кинематической вязкости прозрачных и непрозрачных жидкостей
2 АСТМ Д 874-96 Метод определения сульфатной золы в смазочных маслах и присадках
3 АСТМ Д 92-98а Метод определения температур вспышки и воспламенения в открытом тигле Кливленда
4 АСТМ Д 4684-99 Метод определения предела текучести и кажущейся вязкости моторных масел при низкой температуре
5 АСТМД Д 5293-99а Метод определения кажущейся вязкости моторных масел с использованием имитатора холодной прокрутки в диапазоне температур от -5 до -35 °С
6 АСТМ Д 974-97 Стандартный метод определения кислотного и щелочного числа титрованием цветным индикатором
ПРИЛОЖЕНИЯ А, Б (Измененная редакция, Изм. N 1).
ОКС 75.100 | Б21 | ОКП02 5313 | |
75.080 | |||
Ключевые слова: масла моторные автотракторные, технические характеристики, класс вязкости | |||
Электронный текст документа
подготовлен АО «Кодекс» и сверен по:
официальное издание
Смазочные материалы, индустриальные
масла и родственные продукты.
Технические условия: Сб. ГОСТов. —
М.: Стандартинформ, 2006
Технические характеристики моторных масел: свойства, вязкость
Характеристики моторных масел регламентируют стандарты международного уровня.
Вязкость моторного масла
Характеристика определяет способность жидкого материала сопротивляться течению за счет внутреннего трения. Значение рассчитывают при разных условиях, поэтому различают два ее типа:
- кинематическая вязкость показывает способность материала сопротивляться течению под действием силы тяжести. Измеряется в стоксах (Ст) или в квадратных миллиметрах в секунду (мм2/с). Чаще всего характеристику определяют для температур 40 и 100 °С;
- динамическая вязкость определяет отношение силы к скорости сдвига. Характеристика показывает способность моторного масла к течению при разных температурах, измеряется в сантипуазах (Сп) или в (Н·с/см2).
Индекс вязкости
Вязкость смазочных материалов меняется обратно пропорционально температуре. При нагревании масла показатель снижается, а при охлаждении – увеличивается. В продуктах разных марок изменение характеристики происходит с различной скоростью. Для измерения динамики существует специальное понятие – индекс вязкости. Чем выше его значение, тем меньше вязкостные свойства материала зависят от температуры. Продукты с большим индексом обеспечивают надежную защиту двигателя в разных климатических условиях. Масла с низким значением показателя эксплуатируются в узком диапазоне температур, так как при нагревании материалы утрачивают смазывающую способность, а при охлаждении быстро густеют.
Температура застывания
Показатель определяют в момент увеличения вязкости масла вплоть до потери текучести. В лабораторных условиях температурой застывания считают нижний предел, при котором жидкость в пробирке под наклоном 45 градусов не стекает в течение 1 минуты и остается неподвижной. Низкотемпературные характеристики масла напрямую зависят от состава, от качества компонентов. В продуктах переработки нефти вязкость возрастает при кристаллизации парафинов нормального строения. Поэтому основа проходит тщательную очистку или химическую модификацию для разветвления структуры компонентов и снижения температуры застывания. Синтетические масла имеют более однородный и прогнозируемый состав, что снижает порог кристаллизации и обеспечивает материалу стабильные свойства на морозе.
Температура вспышки
Величина этой характеристики зависит от вида и количества легколетучих фракций в составе масла. Температура вспышки косвенно указывает на потери масла на угар, испарение через вентиляционную систему картера. Параметр также позволяет оценить риск самопроизвольного воспламенения или взрыва материала при экстремальном нагревании.
Щелочное число (Total Base Number, TBN)
Общая щелочность моторного масла зависит от характеристик диспергирующих и моющих присадок, от антиокислительных свойств материала. Параметр указывает на стойкость продукта к окислению при высоких температурах и давлении в присутствии химически активных сред. От щелочного числа также зависит скорость образования отложений, величина межсервисного интервала. Характеристика определяется в (мг КОН/г). Значения щелочного числа варьируются в широком диапазоне. Выбор зависит от типа топлива, а точнее, от содержания серы, которая является главным окисляющим агентом. Например, в двигателях, работающих на мазуте, требуется высокая степень защиты, поэтому выбирают масло с показателем щелочности до 40 мг КОН/г. Моторы легковых авто работают с материалами 7–15 мг КОН/г.
Зольность
Сульфатная зола образуется при сгорании смазочного материала. Базовые масла очищаются и являются практически беззольными, но присадки вносят в состав нежелательные примеси, такие как магний, кальций, фосфор, цинк и другие. В процессе сгорания веществ на поверхности деталей двигателя образуются отложения, которые способствуют преждевременному воспламенению топливной смеси, то есть повышают детонацию. Зола также загрязняет каталитические нейтрализаторы выхлопных газов, сажевые фильтры. Соответственно, чем ниже показатель, тем меньше отложений на деталях.
Стандарты и спецификации
SAE J300
Классификация вязкостно-температурных свойств смазывающих материалов SAE J300 разработана американским обществом автомобильных инженеров Society of Automotive Engineers. Система делит масла на два типа: летние и зимние (маркировка W – winter). Для материалов, предназначенных для эксплуатации при низких температурах, дополнительно регламентируют предел прокачиваемости (тест MRV – Mini Rotary Viscometer) и проворачиваемости (CCS – Cold Cranking Simulator) коленвала. Для летних сортов определяют прочность на сдвиг при экстремальном нагревании (тест HTHS – High Temperature High Shear Rate). Класс вязкости по SAE J300 указывает на диапазон температур эксплуатации конкретной марки моторного масла. Обозначение всесезонных сортов сочетает два показателя: зимний и летний. Например, 5W-40.
Классы вязкости зимних моторных масел SAE J300
|
|
Низкотемпературная вязкость |
Высокотемпературная вязкость |
|||
|
Класс вязкости SAE |
CCS, МПа-с. Max, при темп.,°С |
MRV, МПа-с, Max, при темп.,°С |
Кинематическая вязкость, мм2/с при 100 °С |
HTHS, МПа-с. Min при 150 °С и 10Л6 с-1, |
|
|
|
|
|
Min |
Max |
|
|
0W |
3250 при -30 |
30000 при -35 |
3,8 |
— |
— |
|
5W |
3500 при -25 |
30000 при -30 |
3,8 |
— |
— |
|
10W |
3500 при -20 |
30000 при -25 |
4,1 |
— |
— |
|
15W |
3500 при -15 |
30000 при -20 |
5,6 |
— |
— |
|
20W |
4500 при -10 |
30000 при -15 |
5,6 |
— |
— |
|
25W |
6000 при -5 |
30000 при -10 |
9,3 |
— |
— |
Классы вязкости летних моторных масел SAE J300
|
Класс вязкости SAE |
Высокотемпературная вязкость |
||
|
Кинематическая вязкость, мм2/с при 100 °С |
HTHS, МПа-с. Min при 150 °С и 10Л6 с-1, |
||
|
Min |
Max |
||
|
8 |
4,0 |
6,1 |
1,7 |
|
12 |
5,0 |
7,1 |
2,0 |
|
16 |
6,1 |
8,2 |
2,3 |
|
20 |
6,9 |
9,3 |
2,6 |
|
30 |
9,3 |
12,5 |
2,9 |
|
40 |
12,5 |
16,3 |
2,9* |
|
40 |
12,5 |
16,3 |
3,7** |
|
50 |
16,3 |
21,9 |
3,7 |
|
60 |
21,9 |
26,1 |
3,7 |
|
* Для классов 10W40, 5W40, 10W40. ** Для классов 15W40, 20W40, 25W40, 40. |
|||
API
Классификация разработана специалистами American Petroleum Institute (API) совместно с American Society for Testing and Materials (ASTM) и Society of Automobile Engineers (SAE). Система опирается на эксплуатационные характеристики моторных масел и устанавливает стандарты для бензиновых, дизельных, двухтактных моторов и трансмиссий. По API смазочные материалы делятся на три категории:
- S – Service (spark ignition). Категория включает масла для бензиновых двигателей легковых автомобилей;
- C – Commercial (compression ignition). В нее включена продукция для дизельных двигателей;
- EC – Energy Conserving. Категория описывает энергосберегающие масла.
Классификация материалов внутри категорий начинается с буквы А (SA, SB, SC…) и далее в алфавитном порядке. Каждая последующая марка может использоваться в двигателях, для которых рекомендованы предыдущие. Категории с SA до SG являются устаревшими. Знак SH маркируют только в качестве дополнения к C. Начиная с SJ все категории действующие, а SN считается высшей на сегодняшний день. Марки масел с API CA до API CG-4 признаны устаревшими. Остальные категории действующие, высшей является API CK-4.
ILSAC
Классификация международного комитета по стандартизации и апробации моторных масел ILSAC (INTERNATIONAL LUBRICANTS STANDARDISATION AND APPROVAL COMMITTEE) – это результат совместного труда американской ассоциации American Automobile Manufacturers Association (AAMA) и японских специалистов Japan Automobile Manufacturers Association (JAMA). Стандарт устанавливает требования к смазочным материалам для бензиновых двигателей легковых автомобилей. Знак ILSAC получают масла с высокими показателями экономии топлива, энергосбережения, фильтруемости в условиях низких температур. Для продуктов характерна низкая испаряемость, стойкость к вспениванию и сдвигу, минимальное содержание фосфора. Категории моторных масел по ILSAC:
GF-1. Устаревшая спецификация с минимально допустимыми требованиями к качеству материалов для японских и американских автомобилей. Категория охватывает масла классов SAE: 0W-30, -40, -50, -60, 10W-30, -40, -50, -60 и 5W-30, -40, -50, -60. Спецификация соответствует EC-II и API SH;
GF-2. Соответствует EC-II и API SJ. Категория включает все марки масел GF-1 и дополнительно 0W-20, 5W-20. Строгие ограничения по содержанию фосфора, улучшенные низкотемпературные свойства, стойкость к пенообразованию и образованию отложений;
GF-3. Соответствует EC-II и API SL. Улучшены противоизносные и противоокислительные свойства, снижена испаряемость, увеличены показатели экономии топлива, стабильности вязкостных свойств. Спецификация устанавливает строгие требования к долгосрочным последствиям влияния моторных масел на системы нейтрализации выхлопных газов;
GF-4. Соответствует API SM. Масла проходят испытания на топливную экономичность. Категория включает классы вязкости SAE: 0W-20, 5W-20, 5W-30, 10W-30. Улучшены моющие и противоизносные свойства, снижен риск образования отложений. Содержание фосфора – не более 0,08 %;
GF-5. Соответствуют API SM с жесткими требованиями к совместимости к системам катализаторов, к топливной экономичности, к испаряемости, к стойкости к образованию отложений. Спецификация устанавливает параметры совместимости с эластомерами, защиту систем турбонаддува, возможность применения биотоплива.
Знание основных характеристик необходимо для грамотного выбора моторного масла.
Масло с высокой температурой вспышки для авто. Влияние температуры на моторные масла
Температура кипения масла моторного не должна выходить за допустимые показатели. Ведь двигатель автомобиля выдерживает на себе серьезные тепловые нагрузки. Дополнительное воздействие на мотор может вывести его из строя. Во избежание этого процесса, качество смазочного материала должно находиться на высоком уровне.
Основными причинами закипания моторного масла являются неправильный уход за двигателем и оказание на него непосильной нагрузки.
Высокая температура масла
Высокие температуры включают в себя два основных показателя:
- допустимый;
- температуру кипения.
При повышенном температурном состоянии понижается вязкость масла,что может повлечь за собой повреждение механизма.
Допустимый коэффициент включает в себя оптимальную температуру масла. В некоторых случаях двигатель прогревается до рабочего темпа, а вязкость при этом запаздывает. Как только температура повысится, второй коэффициент самостоятельно придет в норму. Допустимый диапазон всегда должен быть оптимальным и не перегружать работу двигателя. Однако мотор на протяжении длительного времени способен функционировать и при сильном нагревании, но увеличение моторесурса наблюдаться не будет.
В случае кипения моторного масла высокий показатель теплоты несет опасность для работоспособности автомобиля. Повышенная температура способна привести к кипению, но не масла, а смазки. В результате чего она начнет пузыриться и дымиться. Это не допустимо! Горючее может закипеть при температуре в 250°. При этом ее вязкость значительно снижается, в результате чего детали смазываются некачественно. Это может повлечь за собой порчу всего механизма.
Если смазка нагрелась до 125°, то она будет гореть вместе с нефтепродуктом. При этом концентрация ее низкая, что невозможно заметить при выхлопе. Во время этого процесса жидкость начнет стремительно расходоваться. Автолюбителю придется постоянно ее заливать. Поэтому пренебрегать рабочей температурой масла нецелесообразно.
Доводить смазку до кипения запрещено. Это негативно скажется на работе двигателя и может повлечь за собой изнашивание деталей.
Вернуться к оглавлению
Вспышки и застывание
Рабочая температура моторных масел не должна повышаться больше чем на 2 °C в течение 1 мин.
Вспышка представляет собой состояние, при котором на поверхности появляется горючее. Достичь этого можно путем поднесения к смазочному материалу газового пламени. Нагревание смазки приводит к концентрации масляных паров, которые контролируют процесс воспламенения. В температурных состояниях данных показателей имеются некоторые различия. Обусловлено это способом проведения испытания и аппаратом.
Вспышка и воспламенение – это показатели летучести. Именно они указывают на тип и степень очистки. Однако их температурные состояния не способны характеризовать работу смазки и ее качество.
Если вещество становится неподвижным и не тягучим, этот процесс называют температурой застывания масла. Когда эти показатели, напротив, увеличивают свои свойства, происходит кристаллизация парафина (это тот же процесс застывания). Горючее под воздействием низкой температуры теряет свои основные свойства. Материл становиться более твердым и пластичным. Обусловлено это выделением углеводородных компонентов.
Температура вспышки и застывания всегда должна находиться в оптимальном диапазоне. В противном случае это влияет на работоспособность двигателя.
Вернуться к оглавлению
Вязкость горючего
Смазка применяется в целях избегания сухого трения внутри деталей, располагающихся в двигателе, иначе произойдет их быстрый износ, и мотор выйдет их строя. Нефтепродукт должен исключать вероятность трения и эффективно прокачиваться по каналам.
Таблица значений и характеристик вязкости смазочного продукта по SAE.
Температура сгорания является важным параметром, указывающим на исправность смазки. Смазочный материал должен быть вязким. Этот критерий напрямую зависит от температуры. Поэтому важно, чтобы все процессы в моторе работали слаженно и не выходили за допустимые нормы.
При создании двигателей, производители рассчитывают оптимальную вязкость моторного масла. Учитывается и тот факт, что под воздействием определенных температур она может изменяться.
Вспышка определяется по нагреванию в открытом или закрытом тигле. Для фиксации данного параметра необходимо провести зажженным фитильком над местом расположения смазочного материала.
Для рабочей температуры масла в двигателе должно соблюдаться одно важное правило: этот критерий может повышаться только на два градуса в течение минуты. Что касается смазывающего материала, то он должен гореть.
Важный параметр моторного масла – это его вязкость. Он не должен выходить за пределы нормы, только в этом случае можно добиться нормальной работы двигателя.
Температура вспышки характеризуется наличием в ней фракций. Связан этот показатель с испаряемостью материала.
Оптимальный температурный режим равен 225 °.
Фракции в составе горючих материалов указывают на их плохое качество. Использование масел этого типа приведет к быстрому испарению и выгоранию. Температурные свойства будут нарушены.
Смазочные и горючие материалы всегда должны быть качественными. В противном случае, это повлияет на работу двигателя. Температура должна быть оптимальной, иначе – вязкость снизиться и горючее будет быстрее улетучиваться. Это указывает на один неизменный факт: в моторе все должно работать слаженно.
Внутри работающего двигателя создаются повышенные нагрузки — высокая температура и мощное давление. Однимиз основных требований к любому моторному маслу является его способность сохранять свои свойства при повышенных температурах. Существует два показателя, по которым определяется качество смазочной жидкости:
- Температура вспышки и застывания.
- Вязкость.
Температура кипения моторного масла должна находиться в установленном диапазоне. Это возможно только при соответствии смазочного продукта заявленным характеристикам — масло должно быть высокого качества. Повышение температурного показателя может привести к поломке двигателя внутреннего сгорания. Закипание смазки происходит при неправильном уходе за силовым агрегатом и создании нагрузки выше допустимого уровня.
Что означает высокая температура масла
При определении характеристик смазочной жидкости рассматриваются два важных показателя высокой температуры:
- допустимая;
- температура кипения.
Коэффициент допустимости говорит об оптимальной температуре масла. Бывают случаи, когда в моторе температура масла дошла до рабочего состояния, а изменение вязкости происходит с некоторым запозданием.
Чем короче этот временной отрезок, тем лучше смазочное вещество справляется с основной функцией, которая состоит втщательномсмазывании трущихся поверхностей деталей работающего движка. При выполнении этого условия износ мотора не будет увеличиваться даже при его сильном нагреве.
Завышенный коэффициент кипения опасен для двигателя. Кипение, пузырение и дымность недопустимы. Температура возгорания моторного масл
Расход масла: сковородка в цилиндре — журнал За рулем
Почему в одном и том же двигателе одно масло ходит от смены до смены, а другое приходится периодически доливать? Такой вопрос часто задают наши читатели. А действительно, почему?
1
Не так давно один знакомый полуолигарх жаловался на непомерный масляный аппетит новой игрушки. Дескать, купил «Кайен Битурбо», а он жрет по два литра хорошей дорогой синтетики на тысячу километров…
Жаба, кажется, победила: полуолигарх продал свой «поршик». Но вопрос остался: куда и почему уходит масло? И как выбрать такое, которое расходуется не столь рьяно?
Основной причиной ухода масла является его угар (подробности — в колонке справа). На него влияют конструкция и состояние двигателя, режим эксплуатации, температура воздуха за бортом. И, конечно же, свойства самого масла.
Ни один параметр напрямую не подсказывает, насколько быстро оно будет угорать. Но косвенно об этом свидетельствуют две величины: испаряемость масла и температура вспышки. Если первый параметр практически нигде не фигурирует и разузнать его сложно, то температура вспышки указывается во всех спецификациях. При этой температуре происходит воспламенение паров с поверхности масляной пленки при воздействии открытого огня (в нашем случае — пламени от сгорания топлива). Зависит она от состава масла: чем больше в нем легких фракций, тем ниже температура вспышки.
Для испытаний мы взяли семь масел разных типов, но одной группы вязкости, соответствующей «сороковым» по классификации SAE. Минеральное масло «ЛУКОЙЛ-Стандарт» 10W-40 имеет паспортную температуру вспышки 217 °C. Оно пойдет как базовое: с ним будем сравнивать другие. Три полусинтетики из группы 5W-40 — гидрокрекинговое масло ZIC A+ с температурой вспышки 235 °C, Castrol Magnatec (232 °C) и RAVENOL (224 °C). Синтетику с максимальным значением температуры вспышки представляли наш «ТОТЕК-Астра Робот» на базе полиальфаолефинов (ПАО), относимый производителем к категории Full Synthetic (246 °C), и эстеровый Xenum X1 c рекордными 247 °C. Ну а чтобы выяснить, правы ли те, кто считает, что синтетики угорают меньше других масел, взяли еще одно масло — Neste Oil, также позиционируемое как полная синтетика, но со сравнительно невысокой температурой вспышки — 228 °C. Показатели вязкости у всех масел близкие, а вот основы абсолютно разные: минералки, простые и продвинутые гидрокрекинговые полусинтетики, хорошие синтетики на базе ПАО и даже самые продвинутые синтетические масла на эстеровой основе.
Строго отмеренные 3 л масла заливаем в стендовый мотор, после чего — 30-часовой «заезд» на условной скорости 120 км/ч. Движок простенький, ВАЗ-21083: для такого почти 4000 км пробега на постоянной скорости — серьезное испытание. После «заезда» масло до капли сливаем по строго определенному ритуалу. Остается сравнить остатки.
Известно, что продукты сгорания масла влияют на токсичность отработавших газов, — но вот сильно ли? Чтобы определить это, по ходу испытаний в фиксированном режиме работы мы замеряем содержание остаточных углеводородов в выхлопе. Поскольку топливо одно и то же, все различия, выходящие за предел погрешности измерения, можно отнести на так называемые нетопливные СН, порождаемые испарением и сгоранием масла в цилиндрах.
Итог подтверждает наши предположения: меньше угорает масло с более высокой температурой вспышки. Так, «ТОТЕК-Астра Робот» показал один из лучших результатов; в пределах погрешности измерений рядом с ним оказался и бельгийский XENUM X1. И действительно, температура вспышки у них лежит за 245 °C. Среди всех полусинтетик лучший результат по угару показал корейский ZIC A+ с заявленными 235 °C. А худший результат — у обычной минералки с ее 217 °C. Данные замеров СН также косвенно подтверждают эти результаты.
Можно возразить: мол, и так было ясно, что синтетика лучше всех прочих масел! А вот и нет: сравните результаты полусинтетического ZIC A+ и полной синтетики Neste Oil — у корейского товара они пусть ненамного, но лучше. Оно и понятно, мотор наклеек на канистрах не читает, ему важны свойства углеводородной жидкости, залитой в поддон.
Так на что же смотреть, когда выбираешь масло в расчете на его минимальный расход? Вопрос особенно актуален для побитых жизнью моторов, которым одной заправки масла от смены до смены уже не хватает. Задают его и любители быстро и далеко ездить, равно как и владельцы мощных моторов с наддувом. Легче всего ориентироваться по температуре вспышки, благо на сайтах она приводится для всех масел. Чем выше, тем лучше. Как показали наши испытания, цифра выше 230 °C обещает сравнительно малый расход на угар. А уж если она лезет за 240 °C, то совсем хорошо. Правда, за все время работы с маслами в группе «сороковок»