Что такое HTHS?
Как известно при высоких температурах вязкость моторного масла снижается, масляная пленка становится тоньше. Параметр HTHS — это высокотемпературная вязкость при высокой скорости сдвига. HTHS измеряется в миллипаскалях в секунду. Наиболее распространенный метод испытания ASTM D 4683.
Этот метод включает в себя, определение вязкости масла при высокой температуре 150С. Итак HTHS — это вязкость моторного масла при температуре 150С и высокой скорости сдвига 106 с-1 .
Ничего трудного для понимания здесь нет — просто нужно запомнить, что для каждого автомобиля свой интервал допустимой HTHS. В двигатель, не предназначенный для использования моторных масел с низким HTHS, ни в коем случае нельзя лить такие масла.
Почему и нужно обращать внимание на рекомендации производителя, выбирать масло в соответствии с рекомендованной вязкостью, рекомендованными допусками и рекомендованными стандартами.
Применение масла с пониженным HTHS, в не предназначенных для этого двигателях может привести к их ускоренному износу. В моторах, спроектированных для использования в них масла с пониженным HTHS, имеется ряд существенных отличий:
- расстояние между трущимися поверхностями уменьшено. Более высокая точность сборки и подгонки деталей друг к другу (минимальные зазоры между деталями).
- применение широко-поверхностных подшипников, в которых масло высокой вязкости поступает медленнее.
- специальное нанесение микропрофиля поверхности на деталях — на подобии хона в цилиндрах, для удерживания на деталях низковязких масел.
Если двигатель не спроектирован под низковязкие масла с низким HTHS, использование таких масел в нем недопустимо!
Для чего используют масла с низким HTHS?
В последнее десятилетие среди мировых автопроизводителей, наблюдается тенденция к снижению высокотемпературной вязкости при высокой скорости сдвига — HTHS. Использование таких масел экономически и экологически оправдано.
Масла с низким HTHS дают большую экономию топлива по сравнению с обычными маслами более высокой вязкости. Меньшая вязкость масла приводит к меньшему сопротивлению деталям двигателя, что приводит к увеличению мощности двигателя, меньшему износу в некоторых узлах двигателя.
Применение таких масел, так же положительно влияет на экологию. Выброс CO2 в атмосферу на низковязких маслах значительно ниже, чем на маслах более высокой вязкости.
Какой параметр HTHS безопаснее для двигателя?
Попробуем показать наглядно, при каких значениях HTHS опасна, а при каких не представляет никакой опасности для двигателя.
Документ, опубликованный в японском научном издании института Toyota R&D в 1997 году. (здесь нужно сделать скидку на год, прошло много лет и низкоковязкие масла стали гораздо стабильнее и безопаснее, чем это было на момент 1997 года.)
Скачать документ на японском.
Итак группа японских ученых:
Toshihide Ohmori — Toyota Central R&D Labs., Inc.
Mamoru Tohyama — Toyota Central R&D Labs., Inc.
Masago Yamamoto — Toyota Central R&D Labs., Inc.
Kenyu Akiyama — Toyota Motor Corp.
Kazuyuoshi Tasaka — Toyota Motor Corp.
Tomio Yoshihara — Lubrizol Japan Ltd.
Провели эксперимент на четырехцилиндровых двигателях 1.6 DOHC. Главная цель экспериментов — узнать, как масла с разным HTHS влияют на износ двигателя.
Как влияет на износ, добавление модификаторов трения в моторные масла, на основе MoDTC (органического молибдена).
В двигатели заливались масла разных вязкостей с разным HTHS (Высокотемпературная вязкость при высокой скорости сдвига) после некоторого «пробега» двигатели разбирали и исследовали на предмет износа деталей.
HTHS масел двух главных ассоциаций.
ACEA A1 HTHS ≥ 2.9 и ≤ 3.5 xW-20 ≥ 2.6
ACEA A5 HTHS ≥ 2.9 and ≤ 3.5
ACEA A3 HTHS ≥ 3.5
ILSAC GF-4 ссылающийся на J300
5W20 HTHS не менее 2.6.
5W30 HTHS не менее 2.9
- 0W-40, 5W-40, 10W-40 HTHS ~ не менее 3.5
- Рис 1. Износ поршневых колец при температуре 90С и при экстремальной температуре 130С
При вязкости HTHS 2.6 наблюдается «пограничная зона износа» — порог ниже которого начинается значительное увеличение износа, если HTHS меньше 2.6, то износ очень сильно увеличивается, если больше 2.6, то линия износа почти на одном уровне. На 2.6 износ чуть выше, чем на 3.5. Чем выше обороты двигателя — тем пропорциональнее увеличивается износ поршневых колец.
Рис 2. Износ кулачков. При 90 градусах на HTHS 2.6 наблюдается даже меньший износ кулачков, нежели чем на HTHS 3.5. Но с повышением температуры до 130С — все меняется — опять 2.6 пограничная зона. HTHS меньше чем 2.6 — износ повышается, больше чем 2.6 — износ минимальный.
Рис 3. Износ шатунных подшипников. Износа особого не видно — линии прямые, но все равно есть небольшая тенденция уменьшения износа в сторону HTHS 3.5
Рис 4. Добавили различные модификаторы трения и сравнили с обычным маслом без модификаторов.
Рис. 5 a) первая картинка на обычном масле, b) вторая картинка на масле с модификатором трения MoDTC — органический молибден. MoDTC действительно снижает трение и предотвращает износ, и чем ниже вязкость масла и HTHS, тем больше необходимость такой добавки.
PS. Исследование было проведено более 10 лет назад, с того времени низковязкие масла изменились в лучшую сторону! Поэтому «пограничная зона износа» — вполне может оказаться нормальной точкой где до износа еще далеко. А может и нет — физика! Нам еще предстоит узнать!
Так стоит ли лить низковязкие масла?
Основными отрицательными факторами при использовании низковязких масел являются:
- Высокие скорости, нагруженность автомобиля, высокие температуры окружающего воздуха. Наряду с плюсами низковязких масел — экономия топлива, экология, более высокий КПД, есть минусы! Например, многие производители в мануалах, где рекомендуются низковязкие масла, пишут «5W-20 не рекомендуется использовать при высоких скоростях». То есть производители считают, что на высоких скоростях, при высоких температурах окружающего воздуха, при тяжелой нагруженности автомобиля — такие масла лучше не применять. Дело в том, что слишком тонкая пленка на высокой скорости, при сопутствующих факторах может недостаточно защищать пары трения от износа.
В последнее время с течением прогресса масла 5W-20, 0W-20 улучшились! Появились новые модификаторы трения (трех-ядерный молибден, оксиды титана итд), улучшились базовые масла и противоизносные присадки. Такие надписи в мануалах стали пропадать — они перестали быть актуальными. Автопроизводители сейчас наоборот пишут в мануалах «Использование моторного масла 0W-20 в вашем двигателе предпочтительно» считая что это масло конкретно этому двигателю не навредит. В любом случае нужно прислушиваться к мануалам производителей, у них больше опыта и оснований так полагать. Поэтому всегда при выборе вязкости масла руководствуйтесь вашим мануалом!
- Разжижение моторного масла топливом. При нештатных ситуацияхнапример, вы не запустили автомобиль в морозы, не воспламенившееся топливо попадает в моторное масло и разжижает его. Низковязкое масло, при попадании в него топлива — становится еще меньшей вязкости. Топливо, конечно же, испаряется со временем нагреваясь, но какое то время там может оказаться масло очень низкой вязкости.
Пример 1: Если кто то думает что, «низковязкие масла обязательно приведут двигатель к повышенному износу» — он ошибается. Приведу результаты испытаний на трибологической установке — 4х шариковой машинке трения.
Трибологические испытания масел на диаметр износа под нагрузкой 392Н и 1 час:
Испытание масел на диаметр износа N1
Видите кто в лидерах тестов? Масла 0W-20.
Пример 2: Лабораторные анализы отработок 0W-20, 5W-20 в тяжелых российских условиях:
Тесты Игоря (Euro) на Toyota Land Cruiser Prado 1GR-FE, V6, 4.
Тесты на Mitsubishi Outlander XL 4B12 от Вадим_69
NGN Future 0W-20 отработка на Toyota Carina E после 4600км
Profix 0W-20 API SN отработка на Toyota Tundra после 8530км
United Eco Elite 0W-20 API SN отработка на Nissan X-Trail после 6881км
Pennzoil Ultra 5W-20 отработка на Mitsubishi Outlander XL после 9600км
Вывод: Эта статья переписывалась мной два раза с перерывом в 4 года. Сначала я напугал публику низковязкими маслами- уж, но время шло, мы набирались опыта, делали лабораторные анализы и пришли к выводу — что ничего плохого в маслах 0W-20, 5W-20, 0W-16 — нет.
Если они рекомендованы производителем Вашего автомобиля! Низковязкие масла быстрее выходят на рабочую вязкость — они сами по себе меньшей вязкости. Такие масла экономят топливо при прогревах автомобиля по утрам. Низковязкие масла экономят топливо при рабочей температуре двигателя — когда двигатель полностью прогрет.
В некоторых двигателях оснащенных гидрокомпенсаторами, они тише работают в гидрокомпенсаторах. При низкотемпературном запуске, низковязкие масла быстрее поступают во все труднодоступные места двигателя.
Во многих двигателях конструкционно предусмотрены форсунки охлаждения поршней, которые поливают поршень маслом — в этом случае лучше и быстрее охлаждают опять же низковязкие масла. То есть при небольших минусах или их полном отсутствии, мы получаем очень много плюсов от использования низковязких масел.
Большая просьба, при размещении данной статьи на других ресурсах – указывайте ссылку на эту страницу! Уважайте чужой труд и желание поделиться накопленным опытом!
- Автор статьи: Иванов Даниил, ник torcon
- Обсуждение на форуме:
Низковязкие масла 0W20 5W20 - Сертификации ILSAC и ACEA
Рис. 5 a) первая картинка на обычном масле, b) вторая картинка на масле с модификатором трения MoDTC — органический молибден.
MoDTC действительно снижает трение и предотвращает износ, и чем ниже вязкость масла и HTHS, тем больше необходимость такой добавки.PS.
Исследование было проведено более 10 лет назад, с того времени масла низковязкие изменились в лучшую сторону! Поэтому «пограничная зона износа» — вполне может оказаться нормальным маслом. А может и нет — физика… Нам еще предстоит узнать!
Какой параметр HTHS выбрать?
Основными отрицательными факторами при использовании низковязких масел являются:
Высокие скорости, нагруженность автомобиля, высокие температуры окружающего воздуха. Но наряду с плюсами низковязких масел — экономия топлива, экология, более высокий КПД, есть минусы! Например, многие производители в мануалах, где рекомендуются низковязкие масла, пишут «5W-20 не рекомендуется использовать при высоких скоростях».
То есть производители считают, что на высоких скоростях, при высоких температурах окружающего воздуха, при тяжелой нагруженности автомобиля — такие масла лучше не применять. Дело в том, что слишком тонкая пленка на высокой скорости, при сопутствующих факторах может недостаточно защищать пары трения от износа.
Другие же автопроизводители наоборот пишут в мануалах «Использование моторного масла 0W-20 в вашем двигателе предпочтительно» считая что это масло конкретно этому двигателю не навредит. В обоих случаях нужно прислушиваться к мануалам производителей, у них больше опыта и оснований так полагать.
Поэтому всегда при выборе вязкости масла руководствуйтесь вашим мануалом!
Абразивные отложения в двигателе. Еще одна проблема при использовании низковязких масел — абразивные отложения в двигателе. Таковыми являются частицы пыли, зола, сажа.
Эти отложения в двигателе пагубно влияют на слишком тонкую масляную пленку, как бы разрывая ее — что неминуемо приводит к повышенному износу. В наших тяжелых условиях эксплуатации — такие отложения можно получить очень просто.
Заправились плохим бензином при сгорании, которого образовалась абразивная зернистая зола, поставили некачественный воздушный фильтр, нештатный подсос воздуха помимо воздушного фильтра. итд.
Разжижение моторного масла топливом. В тяжелых условиях эксплуатации, на территории России — морозы не редкость.
При низкотемпературном запуске двигателя, очень часто не воспламенившееся топливо попадает в моторное масло и разжижает его. Не без того жидкое низковязкое масло, при попадании в него топлива — становится «как вода».
Топливо, конечно же, испаряется со временем, но масло не восстанавливает свои первоначальные характеристики.
Вывод: В наших условиях, с нашим бензином, пробками, жарой, нагрузкой, некачественными расходными материалами итд, «пограничные зоны» (порог ниже которого начинается значительное увеличение износа) с HTHS 2.6 не к чему! При HTHS ≥ 2.
9 и выше — износ деталей двигателя меньше! Если Ваш производитель рекомендует наряду с 0W-20, вязкость 5W-30 — то эта вязкость будет предпочтительнее! Если производитель рекомендует только 0W-20, идем искать мануал от своего же двигателя, на других рынках США, Европы, Японии.
Если на тот же двигатель, в другой стране рекомендуют 5W-30 — то эта вязкость предпочтительнее!
Есть автовладельцы, которым масла 0W-20 и 5W-20 наоборот предпочтительнее, к примеру, автолюбитель машину меняет раз в 3-5 лет, быстро ездить негде, заправляется только на проверенной заправке, где по умолчанию хороший бензин, на xW-20 машина отлично проходит, и сэкономит кучу денег на бензин, за эти 3-5 лет.
Конечный выбор за автолюбителем! Нужна ли Вам «пограничная зона износа» в угоду экономии бензина, или Вам нужно иметь некоторый, небольшой запас спокойствия, но чуть больший расход.
Конечно же, нужно обязательно смотреть на рекомендации производителя и выбирать из рекомендованных вязкостей! Нельзя думать, что 5W-50 спасет ваш двигатель от износа, если во всем мире в Ваш двигатель рекомендуется только 0W20 и 5W30.
Более того при отрицательных температурах 5W50 как правило значительно гуще чем 5W-20, и износ на масле, такой вязкости при низкотемпературных запусках — намного выше, нежели на маслах вязкости 5W-20! Моторные масла 5W-30 независимо от того Ilsac GF-4 это или ACEA A3 или ACEA A5 — являются некой золотой серединой, где и масляная пленка не слишком тонкая, и зимой запуск не так страшен!
Большая просьба, при размещении данной статьи на других ресурсах – указывайте ссылку на эту страницу! Уважайте чужой труд и желание поделиться накопленным опытом!
Что значит HTHS моторного масла, на что влияет этот параметр и каким он должен быть
При выборе масла учитывается целый ряд характеристик, что позволяет смазке полностью соответствовать требованиям двигателя. Обычно выбор заключается в изучении технических характеристик и рекомендаций автопроизводителя.
Основной акцент делается на вязкости и типе масла. Большинство современных автомобилей по мануалу требуют использовать моторное масло синтетического типа. Есть и такие двигатели, для которых лучшим решением станет полусинтетика или гидрокрекинг. Минеральные смазки применяются в основном на старых авто.
Одной из характеристик, вокруг которой ходит много споров и разговоров, является HTHS. Не все знаю, что это такое и на что влияет. Но для автомобилиста будет полезно узнать об особенностях такого значения масла.
Что это такое
Первым делом нужно понять, что это такое HTHS масла. Это позволит заглянуть глубже в вопрос и понять его значение.
Наверняка вы знаете, что после запуска двигателя и начала езды постепенно масло нагревается, поскольку мотор работает интенсивнее. При высокой температуре вязкость, то есть густота, масла в двигателе постепенно снижается, оно становится более текучим, от чего становится тоньше создаваемая на деталях масляная плёнка.
HTHS является показателем высокотемпературной вязкости при высокой скорости сдвига. Для измерения используется такая единица как миллипаскали в секунду. Параметр HTHS отражает вязкость смазки для двигателя при температуре 150 градусов Цельсия и при скорости сдвига 106 с‾¹.
Для каждого автомобиля предусмотрен определённый интервал допустимого значения высокотемпературной вязкости. Если мотор не адаптирован к работе с маслами, у которых низкий показатель HTHS, заливать в него такую смазку категорически запрещено. Вот почему следует обязательно изучать рекомендации автопроизводителя и при выборе отталкиваться от указанных значений.
Если залить масло с низким HTHS в ДВС, который для него не предназначен, это значительно ускорит износ внутренних элементов мотора.
Двигатели, которые адаптированы под применение масел с низкой вязкостью HTHS, отличаются некоторыми нюансами:
- У них предусмотрено минимальное расстояние между трущимися элементами. То есть производитель выполняет более точную сборку, подгоняя детали друг к другу максимально близко. Из-за этого создавать толстую плёнку нет необходимости.
- Применяются широко-поверхностные типы подшипников. Их отличает то, что высоковязкое масло в них поступает намного медленнее.
- На поверхности наносится специальный микропрофиль. Это аналог хона, используемого в цилиндрах. Тем самым низковязкое масло лучше удерживается на деталях мотора.
Не допускается применять низковязкую смазку, имеющую низкий показатель HTHS, если двигатель под это изначально не проектировался.
Разобравшись с тем, что значит HTHS и для чего эта вязкость применяется в моторном масле, можно ответить ещё на несколько важных и интересующих автомобилистов вопросов.
На что влияет
Рассматривая HTHS автомобильных моторных масел, следует учитывать ужесточение требований в отношении токсичности отработанного газа в двигателе машины. Из-за этих требований производители начали работу над снижением показателей высокотемпературной вязкости.
Наиболее активными в этом компоненте считаются автокомпании из Южной Кореи и Японии. Здесь чаще всего для применения в моторах рекомендуют заливать моторные масла с вязкостью 0W20 или 5W20. Использование подобных смазок ведёт к тому, что уровень вредности, то есть токсичности, выхлопа заметно падает. Параллельно это положительно влияет на снижение расхода топлива.
Но следует также узнать про физическое обоснование этого значения. Нельзя сказать, что высокий параметр HTHS для моторного масла — это очень плохо. Если значение высокое, тогда повышается толщина образующейся масляной плёнки на внутренних поверхностях ДВС. То есть двигатель оказывается под лучшей защитой, предотвращая износ.
Но современные производители активно работают над тем, чтобы минимально уменьшить зазоры. Из-за этого острой необходимости в создании плёнки большой толщины попросту нет. Мотор и с более тонкой плёнкой прекрасно справляется со своими задачами, не изнашивается так интенсивно, как это происходило бы с моторами предыдущих поколений.
Современные моторные масла выполняют не просто функцию смазки. Их задачей является подать присадки на требуемые участки двигателя, что и позволяет защищать наиболее уязвимые места от трения и последующего износа.
Основными присадками, выполняющими эти функции, считается моноолеат глицерина, также трёхъядерный молибден.
Учитывая адаптированность многих двигателей под низкую вязкость моторного масла, снижение показателя HTHS в действительности не влечёт за собой тяжёлые последствия в виде активного износа.
Конструкция адаптированных под низковязкие масла ДВС и точная подгонка деталей с минимальным расстоянием позволяет отказаться от высоковязкого масла, создающего толстые плёнки для защиты поверхностей.
В таких моторах попросту нет в них необходимости.
В ходе испытаний была представлена не одна таблица и множество наглядных графиков, которые отражали реальную пользу от перехода на низковязкие масла при условии адаптации к ним двигателей.
На практике заливка смазки, где предусмотрен сниженный показатель HTHS, давал следующие результаты:
- снижается расход топлива;
- снижается сопротивление деталей;
- увеличивается мощность двигателя;
- увеличивается ресурс компонентов мотора;
- падает уровень вредности выхлопа и пр.
Проведённые опыты доказали, что переход на такие смазки способствует падению объёмов вырабатываемого CO2 системами автомобильного выхлопа. Но если заливать более высоковязкие составы, уровень выбросов в атмосферу увеличивается.
Какой показатель считается оптимальным
То, каким должен быть этот показатель, проще всего узнать их мануала и рекомендаций автопроизводителя. Для каждого двигателя могут применяться свои ограничения.
Снижение HTHS ведёт к тому, что необходимо дополнительно подумать над защитой двигателя, поскольку в основном низкий HTHS нацелен на улучшение экологических показателей.
До сих пор основой для определения оптимального HTHS считаются испытания, проведённые японскими специалистами из Toyota.
Задачей исследования было узнать, при какой высокотемпературной вязкости (HTHS) будет происходить негативное воздействие на мотор, то есть он начнёт активно изнашиваться.
Важно понимать, что эксперименты проводились около 20 лет назад, и с тех пор качество смазок заметно улучшилось. Во многом благодаря разработке новых присадок.
Суть эксперимента заключалась в том, что в двигатель заливались масла с разными показателями HTHS. После определённого пробега мотор разбирался и изучался уровень износа деталей.
В итоге специалисты сделали такие выводы:
- Когда HTHS опускается до отметки 2,6, начинают проявляться первые симптомы износа двигателя.
- При уменьшении значения ниже отметки 2,6, износ усиливается.
- Увеличивая параметры до значения выше 2,6, элементы мотора сохраняются в своём состоянии.
- Если температура масла составляет 90 градусов Цельсия, а показатель при этом 2,6, износ кулачков происходит менее интенсивно, нежели при более высоком HTHS.
- Ситуация меняется на противоположную, когда температура повышается до 130 градусов, а HTHS сохраняется на 2,6. Тогда износ кулачков активно проявляется.
- На шатунные подшипники эта вязкость почти не влияет. Но состояние оказалось лучше в тех моторах, куда заливалась смазка с более высоким HTHS.
- За счёт использования органического молибдена удалось заметно снизить трение и защитить ДВС от износа. Чем меньше у масла вязкость и HTHS, тем мотор больше нуждается в этой присадке.
Можно сделать вывод, что для HTHS пограничным показателем считается 2,6.
Но эксперимент проводился достаточно давно и современные масла по своему составу стали значительно лучше. Всё это позволяет адаптировать нынешние ДВС под работу с более жидкими составами. За счёт этого низкий уровень HTHS не так негативно влияет на двигатель при его работе и нагреве.
Что предпринять, если в моторное масло попал антифриз
Недостатки низкого значения
Специалисты выделяют 2 основных недостатка, связанных с низким параметром HTHS:
- Риск применения таких масел на высоких скоростях. У составов с низким HTHS в рекомендациях часто делается акцент на скоростном режиме. Если ДВС используется в условиях высокой температуры и оборотов, низковязкое масло не подходит. Плёнка слишком тонкая, и при таких обстоятельствах она не справляется с нагрузками. Частично решить эту проблему удалось за счёт специальных современных присадок.
- Возможное разбавление моторной смазки автомобильным горючим. При сильных заморозках не всегда удаётся завести мотор. В итоге топливовоздушная смесь подаётся, но не воспламеняется, и может смешиваться с маслом. Если последнее будет низковязким, тогда вязкость полученной смазки окажется ещё ниже. Это может негативно отразиться на состоянии двигателя.
Работа производителей сейчас направлена на то, чтобы повышать качество и улучшать характеристики моторных смазочных материалов. Во многом усилия направлены на то, чтобы уменьшить негативное влияние от использования смазок с низким HTHS, параллельно уменьшая вредность выхлопа.
Вязкость моторного масла. Показатели HTHS, CCS и MRV
Вязкость моторного масла определяет его текучесть при определенной температуре.
Масла с низкой вязкостью имеют водоподобную консистенцию и хорошую текучесть при низких температурах, в отличии от более густых масел, которые имеют медоподобную консистенцию.
Жидкие масла хороши для облегчения запуска в холодную погоду и снижения трения, и, как следствие, расхода топлива, а густые — для поддержания прочности масляной пленки и давления при высоких температурах и нагрузках.
Как оценивается вязкость масел?
Общество инженеров автомобильной промышленности (Society of Automotive Engineers, SAE) разработало шкалу для моторных и трансмиссионных масел.
Вязкость обозначается как «XW-XX». Число, предшествующее букве «W», оценивает текучесть масла при 0 градусов по Фаренгейту (-17,8 градусов по Цельсию). Буква W означает «Зима (Winter)», а не вес, как думают многие. Чем ниже число здесь, тем меньше оно густеет на морозе.
Таким образом, моторное масло с вязкостью 5W-30 густеет на морозе меньше, чем 10W-30, но больше, чем 0W-30. Двигатель в более холодном климате, где моторное масло имеет тенденцию густеть из-за более низких температур, выиграл бы от вязкости 0 или 5 Вт.
Автомобилю в Долине Смерти понадобится большее число, чтобы масло не истончалось слишком сильно.
Второе число после «W» указывает на вязкость масла, измеренную при 212 градусах по Фаренгейту (100 градусов по Цельсию). Это число отражает устойчивость масла к истончению при высоких температурах. Например, масло 10W-30 будет разжижаться при более высоких температурах быстрее, чем 10W-40.
Моноградные масла, такие как SAE 30, 40 или 50, больше не используются в новейших автомобильных двигателях, но могут потребоваться для использования в некоторых старых двигателях. Масло SAE 30 часто применяется для небольших двигателей с воздушным охлаждением в газонокосилках, садовых тракторах, переносных генераторах и бензопилах.
На что влияет вязкость моторного масла
Что такое «вязкость»?
Вязкость — это свойство жидкости оказывать сопротивление при перемещении ее слоев под действием внешней силы. Это свойство является следствием трения, возникающего между молекулами жидкости. От вязкости масла зависит его способность обеспечивать гидродинамическое трение в подшипниках.
Вязкость масла влияет на изнашивание шеек коленчатого вала и вкладышей подшипников. От вязкости масла зависит количество отводимой от узла трения теплоты.
Чем меньше вязкость, тем лучше охлаждается подшипник, так как через него прокачивается больше масла, а следовательно, и больше теплоты отводится вместе с ним из зоны трения.
Кинематическая вязкость
Кинематическая вязкость моторного масла показывает его текучесть при нормальной (40°C) и высокой (100°C) температуре. Для замера используют стеклянный вискозиметр: засекают время, за которое масло стекает по капиляру при заданной температуре. Единица измерения — мм2 / с.
Индекс вязкости
Индекс вязкости (ИВ, Viscosity Index, VI) — это показатель, характеризующий изменение вязкости моторного масла в зависимости от температуры. Индекс вычисляется с помощью значений кинематической вязкости при 40 и 100 градусах Цельсия.
Чем выше этот показатель, тем меньше масло теряет вязкость при изменении температуры и тем большим диапазоном рабочих температур оно обладает.
Высокий индекс вязкости обеспечивается использованием полимерных загустителей и высококачественных базовых масел (чем выше группа БМ, тем выше индекс).
Динамическая вязкость
Динамическая вязкость – это уровень сопротивления на разном расстоянии при движении жидкости на определенной скорости. Измерения данного уровня вязкости происходит на специальных машинах, которые имитируют процесс работы масла в реальных условиях.
CCS (Cold Cranking Simular)
Имитатор холодного пуска представляет собой низкотемпературную баню, куда погружен электродвигатель. Тонкий зазор между ротором и статором заполнен моторным маслом. Чем гуще масло при отрицательных температурах, тем ниже скорость вращения.
MRV (Mini Rotary Viscometer)
Испытание проводится на миниротационном вискозиметре при температуре на 5 °С ниже, чем CCS, чтобы была уверенность в том, что масляный насос не будет качать воздух. Показатель говорит о том, сможет ли маслонасос прокачать загустевшее масло. Метод измерения — ASTM D 3829.
HTHS (High Temperature High Shear)
Вязкость моторного масла зависит от большого количества внешних факторов, таких как давление, температура и скорость сдвига. HTHS определяет вязкость моторного масла при высокой температуре и высокой скорости сдвига (метод измерения — ASTM D4683).
Скорость сдвига — это интенсивность изменения скорости одного слоя потока относительно второго. Величина выражается во взаимно обратных секундах [1/s]. В двигателе моторное заполняет зазоры между двумя поверхностями, которые двигаются с большой скоростью относительно друг друга (например, поршень и цилиндр). При этом процессе происходит скольжение слоев жидкости (моторного масла).
Синтетические базовые масла достаточно жидкие. Они обеспечивают отличные показатели при низких температурах, но сильно разжижаются при высоких.
Поэтому, от сильного разжижения при рабочей температуре в современные всесезонные моторные масла добавляют полимерные модификаторы вязкости, которые при изменении температуры сжимаются/расширяются, доводя характеристики базовых масел до требуемых значений. Само по себе масло является ньютоновской жидкостью, т.
е его характеристики линейно зависимы. Однако, при добавлении модификаторов вязкости моторное масло перестает вести себя как ньютоновская жидкость. При высокой скорости сдвига полимеры выстраиваются в направлении потока и сжимаются, что приводит к разжижению масла.
Кроме того, некоторые полимеры при высокой скорости сдвига просто разрушаются (звездообразные — меньше, линейные — больше), а характеристики текучести таких жидкостей несколько теряют «линейность» в зависимости от температуры.
Озаботившись этой проблемой, инженеры решили ввести параметр, который бы показывал вязкость масла в динамических условиях. Так было введено понятие HTHS (high temperature high shear).
Параметр HTHS определяет вязкость масла при высокой температуре (150°C) и высокой скорости сдвига 106 с-1, т.е в условиях, приближенных к работе двигателя. Измеряется в мПа*с. Определяется на коническом имитаторе подшипника.
Таким образом, чем выше параметр HTHS, тем гуще масло и толще масляная пленка.
Стоит заметить, что в отчете Американского общества испытаний и материалов (ASTM) 1989 года говорится, что его 12-летние усилия по разработке нового стандарта для высоких температур и высокого сдвига (HTHS) не увенчались успехом. Ссылаясь на SAE J300, основу действующих стандартов классификации, в отчете говорится:
Быстрый рост неньютоновских универсальных масел сделал кинематическую вязкость практически бесполезным параметром для характеристики «реальной» вязкости в критических зонах двигателя.
Есть те, кто разочарован тем, что двенадцатилетние усилия не привели к переопределению документации по классификации вязкости моторных масел SAE J300, чтобы выразить высокотемпературную вязкость различных классов.
По мнению автора, это переопределение не произошло, потому что рынок автомобильных смазочных материалов не знает ни одного полевого отказа, однозначно связанного с недостаточной вязкостью масла HTHS.
Что же лучше, резонно задаст вопрос рядовой потребитель. Ответа на этот вопрос не существует, так как он задан неверно.
Вязкость моторного масла подбирается инженерами в зависимости от зазоров между деталями ДВС именно под рабочие температуры (для большинства моторов 100-150 градусов), специально заставляя двигатель работать при повышенных нагрузках. Именно поэтому более вязкое холодное масло помогает двигателю быстрее прогреться.
Если залить масло гуще, чем необходимо, маслонасос может просто не протолкнуть смазку в нужные полости, что приведет к клину (многим автомобилистам знакомо выражение «провернуло вкладыши»). И наоборот, слишком жидкое масло не создаст требуемой толщины пленку, что приведет к тем же последствиям.
Бытует мнение, что новейшие жидкие масла с низким HTHS и вязкостью 0w-16, 0w-20 приводят к ускоренному износу двигателя. Это заблуждение.
Такие масла содержат большое количество противоизносных и противозадирных присадок (на основе молибдена, цинка и др.), которые исключают трение «металл-металл». Результаты лабораторных тестов отработок доказывают это.
Однако, стоит заметить, что использовать эти масла можно только в тех двигателях и в тех режимах эксплутации, для которых они предназначены.
Интересный факт. В 1997 году научно-исследовательским центром Toyota было проведено исследование влияния вязкости HTHS на износ деталей ЦПГ при работе в разных температурных режимах. Масла проверялись на двигателе Toyota 1.6 DOHC. Исследование показало, что при использовании масел с HTHS ниже 2.
4 мПа-С и при температуре масла 90 °С износ поршневых колес увеличивается только в том случае, если обороты двигателя превышают 5000 об/мин. А вот при температуре масла 130 °С резкое усиление износа поршневых колец происходит при использовании масла с HTHS от 2.
6 мПа-С, начиная с 2000 об/мин, в то время как масла с вязкостью HTHS от 3 мПа-С и выше продолжают защищать кольца даже при такой высокой температуре.
| 0W | 6200 при -35°C | 60000 при -40°C | 3.8 | — | — |
| 5W | 6600 при -30°C | 60000 при -35°C | 3.8 | — | — |
| 10W | 7000 при -25°C | 60000 при -30°C | 4.1 | — | — |
| 15W | 7000 при -20°C | 60000 при -25°C | 5.6 | — | — |
| 20W | 9500 при -15°C | 60000 при -20°C | 5.6 | — | — |
| 25W | 13000 при -10°C | 60000 при -15°C | 9.3 | — | — |
| 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 вязкости 0W-40. 5W-40, 10W-40. ** — для классов вязкости 15W-40, 20W-40, 25W-40, 40. Таблица «Вязкость моторных масел по стандарту SAE J300»
Расшифровка вязкости моторного масла
Расшифровать маркировку вязкости моторного масла просто — достаточно взглянуть на канистру.
Надпись 5W-30 означает, что моторное масло является всесезонным, оно гарантированно прокачается маслонасосом по системе смазки при температуре окружающей среды до -35°C, а при рабочей температуре будет обладать вязкостью от 9,3 до 12,5 сСт. Более подробную информацию можно найти в листе технического описания, который всегда можно скачать на сайте производителя.
Вопросы и ответы
Посмотрите на маркировку. Надпись формата SAE xW-x0 (например, 0W-20, 5W-30, 10W-40) расскажет о классе вязкости.
Первая часть отвечает за низкотемпературные показатели, вторая — за высокотемпературные. Чем меньше цифра перед W, тем лучше текучесть моторного масла в морозы и ниже температура возможного холодного старта.
Чем больше цифра после дефиса, тем выше вязкость масла при высоких температурах.
Та, которая рекомендована производителем вашего автомобиля. При отрицательных температурах лучше использовать маловязкие масла, при высоких — более вязкие. Но не рекомендуется выходить за рамки, установленные производителем.
Это приведет к ускоренному износу деталей двигателя.
Например, если производитель разрешает использовать масла как 0W-20, так и 5W-30, то в условиях сильных морозов и недостаточных прогревов лучше использовать первый вариант, а в условиях жары — более вязкий второй.
Да, современные масла отлично смешиваются друг с другом. Единственное условие — не понижайте класс качества. Например, если для двигателя вашего автомобиля рекомендовано масло не ниже класса API SN, не стоит его смешивать с маслом API SG.
Почему для моторного масла важен показатель HTHS
Выбирая масло для своего автомобиля, многие водители привыкли ориентироваться на показатель вязкости SAE.
Однако в последнее время на посвященных смазочным жидкостям сайтах все чаще можно найти упоминание о показателе HTHS, который часто называют «индексом вязкости».
Якобы этот параметр так же должен быть определяющим критерием при выборе смазочной жидкости. В этой статье мы разберемся, что же такое на самом деле HTHS и в чем его особенности.
HTHS масла: что это такое?
HTHS указывает на толщину масляной пленки при работе двигателя
На вязкость машинного масла влияет целый ряд параметров, например, температура, давление, количество присадок в самом продукте. Один из ключевых таких параметров и есть HTHS. Эта аббревиатура расшифровывается как High Temperature High Shear – высокотемпературная вязкость при высокой скорости сдвига.
Для измерения HTHS применяют ротационный вискозиметр, в котором масло испытывают по методу ASTM D4683. Смазочную жидкость помещают между статором и ротором устройства, после чего нагревают до температуры 150 °C. Ротор вращается, и крутящий момент передается через масло к статору. Вискозиметр измеряет скорость передаваемого вращения и уровень отклика крутящего момента.
Полученное число определяет вязкость масла. Ниже число – тоньше масляная пленка. Выше число – масло гуще, а пленка толще. Вязкость HTHS измеряют в мПа*с – миллипаскалях в секунду.
Группы масел по HTHS
Все смазочные жидкости можно разделить на масла с высоким и низким HTHS. По классификации ACEA значения HTHS соответствуют следующим категориям:
- Более 3,5 мПа-с – A3/B4, C3, C4, E4, E6, E7, E9;
- 2,9-3,5 мПа-с – A5/B5 и A1/B1 и вязкость 5W-30 и 0W-30, а также С1 и С2;
- 2,6-2,9 мПа-с – ACEA A1/B1 и вязкостью 0W-20 и 5W-20.
Кроме того, существуют масла с HTHS 2,4-2,6 мПа-с и вязкостью 0W-16/5W-16. Для таких жидкостей предусмотрена классификации не ACEA, а API – SN и выше.
Подробнее о классификации моторных масел можно узнать в этой статье.
Технически, масла с повышенной вязкостью защищают двигатель лучше, чем маловязкие за счет более толстой масляной пленки. Однако в последнее время производители двигателей рассчитаны на масла с низким HTHS. Почему так?
В современных агрегатах за счет высокой точности сборки предусмотрены минимальные зазоры между трущимися деталями.
Такие двигатели рассчитаны именно на маловязкие масла, которые легко просачиваются между трущимися поверхностями, образуют тонкую масляную пленку и герметизируют зазоры.
Потери на трение в двигателе снижаются, за счет чего падает расход топлива и выбросы в атмосферу. Что, в свою очередь, позволяет соблюдать жесткие экологические требования.
Впрочем, у низкого HTHS есть пара существенных недостатков, которые следует учитывать при выборе масла:
- При длительной работе на высоких скоростях маловязкое масло образует слишком тонкую защитную пленку и может быстро выгорать. Впрочем, этот недостаток решается в современных маслах с помощью специальных присадок, вроде титановых оксидов, которые делают тонкую масляную пленку более прочной.
- При низких температурах воздушно-топливная смесь может воспламеняться с задержкой. Топливо попадает в масло и разжижает его. Если в двигателе используется маловязкое масло, это приводит к ухудшению его свойств. Решается эта проблема опять же за счет специальных присадок, сохраняющих оптимальную вязкость масла.
Масло с каким HTHS заливать в двигатель?
Для каждого двигателя предусмотрен определенный параметр HTHS моторных масел. Есть двигатели, предназначенные для низковязких масел. Есть двигатели, рассчитанные на большую толщину масляной пленки.
Если двигатель рассчитан на большие нагрузки, ему залив низковязкого масла попросту повредит. Пленка будет слишком тонкой и не обеспечит надлежащей защиты от износа и герметичности между цилиндром и поршнем.
И наоборот, если двигатель рассчитан на маловязкое масло, а вы заливаете смазочную жидкость с высоким HTHS, оно попросту не сможет проникнуть в узкие зазоры между парами трения.
Что приведет к быстрому износу двигателя.
Таким образом, при выборе масла важно обращать внимание на предписания производителя и допуски. Например, если для вашего двигателя предписан допуск С2, его можно заменить на С3.
Но если предписано С3, его точно нельзя менять на С2 из-за более низкого HTHS. В противном случае защита двигателя снизится.
Точно так же, если для двигателя предписан допуск A5/B5, вы можете залить масло с допуском А3/В4. Но не наоборот.
В каталоге ADDINOL вы можете найти высококачественные маловязкие масла, отвечающие самым строгим стандартам защиты двигателя. Среди них:
- ADDINOL Giga Light 5W-30 – масло с допуском C3, которое можно заливать в двигатели, рассчитанные на допуск С2.
- ADDINOL Super Light 5W-40 – полнозольное масло, максимально эффективно защищающее двигатель от угара топлива.
- ADDINOL Economiс – супермаловязкое масло с топливосберегающим эффектом.
На нашем сайте вы можете воспользоваться сервисом подбора масла: укажите марку, модель и комплектацию автомобиля, чтобы масло подходило именно вашей машине.
Загрузка...
