Как увеличить вязкость масла – как работает и стоит ли использовать

как работает и стоит ли использовать

Сегодня в  продаже представлено большое количество различных присадок для двигателя в моторное масло и топливо. Выделяют противоизносные, антидымные, восстановительные, очищающие и другие составы.

Что касается так называемых «загустителей» масла, данный тип присадок добавляется в смазочный материал в целях увеличения вязкости. Как правило, это решение позволяет уменьшить расход смазки на угар, а также снижает дымление двигателя.

Однако важно понимать, что любой двигатель разрабатывается с учетом того, что в нем будет использоваться только подходящая по параметрам, характеристикам и допускам смазочная жидкость (API, SAE и т.д.).

Далее мы поговорим о том, как меняются свойства смазочного материала, если было принято решение дополнительно залить загуститель масла в двигатель, а также на что можно рассчитывать после использования такой добавки.

Читайте в этой статье

Загустители моторного масла: что нужно знать

Итак, как уже было сказано выше,  загустители моторного масла представляют собой особые составы, которые позволяют эффективно увеличить вязкость базовой смазки.

Средства различных производителей могут отличаться по своей химической основе, имеют уникальные компоненты и т.д., при этом общий принцип действия у них похож.

Средства могут иметь визуальные и структурные отличия, одни бывают желтого цвета и достаточно густые, другие окрашены в зеленовато-серый цвет и более текучие, третьи могут оказаться совсем прозрачными. Названия также могут отличаться. Как правило, акцент делается не только на том, что это «загуститель» масла.

Чаще присадки называют защитно-восстановительными комплексными кондиционерами металла, модификаторами трения, (геомодификаторы), ревитализантами (реметаллизант) и т.д.

В зависимости от компонентов, те или иные средства могут содержать в своем составе мельчайшие частицы различных  минералов и другие добавки. Такие составы маркетологи обычно называют защитными добавками с металлокерамикой (нанокерамическими присадками). Например, хорошо известны добавки в моторное масло с молибденом (молибденовые присадки).

Вернемся к «загустителям». Как известно, в процессе работы ДВС масло ко многим деталям подается не только под давлением, но и методом разбрызгивания и самотека. Это позволяет деталям качественно смазываться, так как коленчатый вал и другие подвижные узлы активно разбрызгивают достаточное количество смазки. Также вполне очевидно, что чем жиже масло, тем оно интенсивнее и быстрее разбрызгивается.

Еще отметим, что если мотор в порядке, тогда смазка практически не попадает в камеру сгорания, так как излишки «снимаются» со стенок цилиндров при помощи маслосъемных колец, а сальники клапанов надежно удерживают смазочный материал во время работы ГРМ.

Однако не стоит забывать и о том, что в процессе эксплуатации мотора ЦПГ, КШМ, ГРМ и другие узлы и детали изнашиваются.  В результате происходит увеличение зазоров между стенкой цилиндра и поршнем, поршневые кольца «залегают» и теряют подвижность, стираются, покрываются нагаром. Также сальники клапанов становятся менее эластичными и т.д.

Такой износ  различных элементов приводит к попаданию большого количества смазки в камеру сгорания, двигатель начинает расходовать масло и дымить сизым масляным дымом. Как говорят опытные водители и автомеханики, начинается повышенный угар масла.

Становится понятно, что если сделать смазку более густой, текучесть масла уменьшится, также снизится интенсивность его разбрызгивания, произойдет утолщение масляной пленки. Результатом станет снижение расхода масла на угар, прекращение течи сальников, увеличение компрессии и исчезновение синего дыма из выхлопной трубы.

Однако важно понимать следующее — такой эффект будет очень непродолжительным.  Достаточно вспомнить то, о чем говорилось в начале статьи — каждый производитель рассчитывает двигатель для работы на масле со строго определенным индексом вязкости. Использование другой смазки, причем как более, так и менее вязкой, закономерно ухудшает смазывание нагруженных деталей и узлов.

Простыми словами, после использования загустителя двигатель перестает дымить и «есть» масло, но в значительной мере усиливается общий износ мотора. При этом защитные добавки, нанокомпоненты и дополнительные модификаторы трения в присадке также не в силах этому серьезно помешать.

Если добавить, что силовой агрегат, в который льют противодымные присадки, сам по себе обычно уже изношен, тогда можно в скором времени ожидать быстрого и окончательного выхода такого двигателя из строя после заливки загустителя масла.

Советы и рекомендации

Итак, если вы  решили применить загуститель масла для двигателя, тогда какое-то время силовой агрегат может работать относительно нормально, но в дальнейшем ремонт этого мотора может обойтись намного дороже.

Получается, такое решение больше подходит для ДВС, которые фактически «доживают» последние дни, причем восстанавливать такой агрегат в дальнейшем не планируется по тем или иным причинам.

Кстати, различные нанокерамические составы и реметаллизанты (восстановители металла) не только делают масло более вязким, но и образуют на поверхностях деталей двигателя характерный слой. Даже с учетом того, что такой слой уменьшает зазоры в ЦПГ, обеспечивает защиту и уменьшает трение, параллельно с этим ухудшается и теплообмен внутри силового агрегата.

Это значит, что под нагрузками или на высоких оборотах вполне могут возникать локальные перегревы. Зачастую такое ухудшение охлаждения приводит к детонации двигателя, оплавлению поршней, прогару клапанов и т.д.

Становится понятно, что если владелец намерен позже отремонтировать мотор (планируется переборка или капремонт), тогда использовать загустители масла и другие похожие составы крайне не рекомендуется. Следует ограничиться  только регулярным доливом подходящего  для данного двигателя базового масла. Добавим, что в тех случаях, когда расход на угар слишком большой, можно сменить тип используемого масла на один из наиболее вязких вариантов.

При этом такой вариант должен быть обязательно указан в списке допустимых по вязкости масел для того или иного ДВС. Другими словами, если в мануале написано, что в конкретном двигателе можно использовать как масло 5W30, так и 10W40, тогда вполне можно перейти на более вязкую смазку с индексом 10W40, причем без риска сильно навредить силовому агрегату.

Подведем итоги

Как видно, добавки, загустители и присадки в моторное масло способны в той или иной степени обеспечить заявленный эффект, однако он будет кратковременным. Более того, последствия для двигателя после использования  различных составов вполне могут оказаться  достаточно серьезными.

В ряде случаев такой двигатель в дальнейшем становится  попросту нецелесообразно восстанавливать в экономическом плане, то есть выгоднее и проще приобрести контрактный мотор (сделать свап двигателя).

Это позволяет далее продать машину по завышенной цене, которая в реальности никак не соответствует техническому состоянию транспортного средства.

Читайте также

krutimotor.ru

Вязкость моторных масел и присадки-загустители — Статьи — ВМПАВТО

Для начала нужно разобраться в том, что же такое вязкость. Это – способность жидкостей оказывать сопротивление различным видам деформации. Чем больше жидкость сопротивляется деформации, тем выше вязкость. Попробуйте налить воду в ведро и перемешать ее, скажем, металлическим прутком. Это удастся довольно легко. Значит, вязкость воды относительно мала. Теперь возьмите то же ведро, и наполните его сметаной. Попробуйте перемешать. Сделать это будет намного сложнее, следовательно, вязкость сметаны относительно велика.

Кривая Штрибека. Различные режимы трения. Чем выше вязкость масла, тем более вероятно, что пара трения будет работать в гидродинамическом режиме трения, где нет износа, но сила трения может быть велика. В граничном и смешанном режимах износ присутствует.

Каким образом вязкость связана с трением? Наиболее полный ответ на этот вопрос впервые дал, по всей видимости, немецкий ученый Рихард Штрибек в 1902 г, когда он презентовал результаты своих исследований. Согласно найденной им зависимости, известной сейчас как кривая Штрибека, при возрастании вязкости масла в паре трения растет толщина пленки, разделяющей трущиеся поверхности. Это легко увидеть. Если вы действительно перемешивали воду и сметану, то могли обратить внимание на разную толщину пленок этих жидкостей на поверхности прутка после того, как вытаскивали его из ведра. Если толщина пленки для данной пары трения достаточна, то поверхности трения надежно ею разделены, и износа деталей не происходит (гидродинамический режим трения). Если же толщина пленки недостаточна и поверхности трения могут касаться друг друга, то начинается износ (смешанный и граничный режимы трения).

Реометр MCR 102 – прибор для определения деформационных свойств жидких и полутвердых тел в широком интервале температур.

Все было бы очень просто, если бы все детали двигателя работали в одних и тех же условиях трения и при одной и той же температуре. Однако это не так. Может случиться, что при низких температурах высокая вязкость масла, которая хороша для работы верхнего поршневого кольца, сыграет злую шутку с проворачиванием коленчатого вала или прокачиванием масла по всей системе. Или наоборот, низкая вязкость масла, которая предпочтительна для низких температур, при рабочей температуре двигателя переведет трение подшипников коленчатого вала и частично колец и юбок поршней из гидродинамического режима (безысносного) в смешанный или даже граничный (высокий износ).

Ввиду сложностей и противоречий в требованиях к вязкости моторного масла, и на основе огромного практического опыта, уже многие годы SAE публикует требования к вязкости моторных масел. Требования SAE отражены в стандарте J300. На сегодняшний день актуальной является версия апреля 2013 г. В стандарте предусмотрено измерение вязкостей в интервале температур от +150 0С до -35 0С по четырем различным методикам.

С использованием современного автоматизированного реометра Anton Paar MCR 102, в лаборатории «ВМПАВТО», в рамках одного двухчасового теста можно снять кривую вязкости масла в интервале температур +100 0С …-35 0С. Полученные данные не будут в точности соответствовать методам стандарта SAE J300, однако будут находиться в тесной и однозначной связи с их результатами. Данные с реометра можно с успехом использовать для сравнительных испытаний.

Кривые вязкости моторных масел от +100 0С до -350С. Синяя линия – масло 5W-30. Красная – то же масло с загустителем. Таких присадок на рынке довольно много. Все они выглядят приблизительно одинаково: это жестяные банки или пластиковые бутылки с густой желтой жидкостью объёмом 300-400 мл. Их обычные названия: “Motor oil treatment”, “Stop smoke”, “Motor Honey” и т.п. Что же они делают с вязкостью моторного масла? Полученные данные позволяют утверждать только одно: они увеличивают вязкость моторного масла во всем интервале температур приблизительно в 2 раза! Переведя на простой язык: заливая загуститель в синтетическое масло, получаем полусинтетику. Переводя на язык SAE: из масла 5W-30 получаем масло 10W-40. Переводя на язык денег: 1500 руб (стоимость 4 л 5W-30) + 300 руб (стоимость загустителя) = 1000 руб (стоимость 4 л 10W-40). Вот такой странный результат!

На рисунке представлены кривые вязкости для масла SAE 5W-30 (синяя кривая) и SAE 5W-30 с добавлением присадки-загустителя (красная линия).

Если, применив загуститель, увеличить вязкость моторного масла в два раза, значительно возрастет риск неудачного запуска двигателя зимой, а это весьма актуально для нашей страны. С другой стороны, столь значительное увеличение вязкости при высоких температурах в случае неизношенного двигателя приведет к неоправданным затратам на трение, и, как следствие, к снижению мощности. Более того, увеличится количество отложений (нагар). Кратковременного положительного эффекта можно достичь, если применить загуститель в изношенном двигателе автомобиля с большим угаром масла. В данном случае увеличение вязкости в два раза позволит увеличить толщину масляной пленки на стенках цилиндра, что приведет к лучшей “герметизации” всей системы. Однако это будет лишь временный эффект, так как действие загустителя конечно: будучи раствором полимера, он будет неизбежно терять вязкость при работе двигателя.

Применение загустителей хорошо освоено некоторыми продавцами автомобилей на вторичном рынке: проблему угара масла можно скрыть, применив загуститель. Если вы покупаете машину и у вас есть подозрения, что в масло добавлен загуститель, возьмите пробу масла из картера и проведите небольшой эксперимент. Отобранную пробу налейте в небольшую емкость, а во вторую емкость налейте свежее мало того же класса вязкости по SAE. При комнатной температуре визуально масла различить может, и не удастся. Поэтому поставьте обе пробы в морозильник с температурой -10 0С …-20 0С. Через пару-тройку часов попробуйте их перемешать любым подходящим предметом: вы точно определите, добавлен загуститель или нет.

Практически любое современное моторное масло содержит в своем составе полимеры, которые поддерживают его вязкость в широком диапазоне температур. Со временем эти полимеры разрушаются, и масло может стать чуть менее или чуть более вязким. В связи с этим, возможно, все же имеет смысл применять добавки в масла, но только такие, которые способствуют сохранению класса вязкости по SAE.

smazka.ru

Загуститель и стабилизатор вязкости масла для двигателя. В чём разница?

Проводя анализ большого количества масел для двигателей можно сделать вывод, что при работе мотора в экстремальных условиях, связанных с частым запуском силового агрегата, малом дневном пробеге, передвижении в городских условиях с большим числом остановок на светофорах и пробках, масло не выдерживает заявленных характеристик. В большинстве случаев замена этой жидкости потребуется уже через пять тысяч километров пробега. Можно ли продлить ресурс работы моторного масла, и какими присадками лучше пользоваться?

Загустители масла

Безусловно, можно использовать средство, именуемое стоп-течь. Однако, в первую очередь лучше взять загуститель моторного масла для двигателя. Эта присадка является особым составом, который помогает увеличить параметр вязкость в смазке.

Каждый производитель загустителя использует в составе компоненты собственной разработки. По этой причине такие средства отличаются по своей химической основе. Однако их объединяет общий принцип действия.

Стоит отметить, что часто такие присадки могут реализовываться, не имея в названии даже упоминания о том, что средство является загустителем. Также они могут быть абсолютно разного цвета, начиная полностью прозрачным и заканчивая зеленовато-серым и даже жёлтым. Отличия можно заметить и в структуре жидкости: одно средство будет густым, а второе текучим, как вода.

От того, какие компоненты используются в загустителе, жидкость может содержать небольшие минеральные частицы, а также иные добавки. К примеру, большое распространение имеют так называемые нанокерамические и молибденовые присадки. В их составе есть добавки металлокерамики и молибдена соответственно.

Как работает загуститель?

Во время работы мотора коленвал распыляет масло. Как только смазка доходит до верхней части силового агрегата, она скатывается в камеру сгорания. В этом процессе огромная роль отводится параметру вязкости смазочной жидкости. Чем меньшим будет её значение, тем проще смазке распыляться.

Когда двигатель используется на протяжении длительного времени вероятен износ поршней. Последствием может быть увеличение количества масла, попадающего в камеру сгорания. В свою очередь, это становится причиной появления дыма с сизым оттенком из выхлопной трубы.

При использовании загустителя, смазывающая жидкость теряет свою текучесть и хуже распыляется. При этом маслу будет труднее оказаться в верхней части мотора, возрастает параметр толщины защитной масляной плёнки, происходит улучшение герметизации между элементами силового агрегата, а также увеличивается значение компрессии и пропадает сизый дым.

Стабилизатор вязкости

Вторым вариантом помощи является стабилизатор вязкости масла. Такие средства относятся к профессиональным присадкам, способным провести восстановление и стабилизацию параметра вязкости жидкости в двигателе.

Стабилизатор включает в состав различные химические полимеры, которые работают над повышением параметра вязкости. С помощью такого средства можно увеличить вязкостно-температурный диапазон, в котором используется жидкость. При этом стабилизаторы не похожи на депрессор. Соответственно, это средство не оказывает влияния на низкотемпературные характеристики масла.

Важные свойства стабилизатора

Любая присадка стабилизирующего типа, будь то Liqui Moly или средство от бренда Hi-Gear, имеет несколько неоспоримых достоинств:

  1. Использовать присадку можно с любым типом мотора. При этом нет разницы, какая смазывающая жидкость будет залита в системе – минеральная или синтетическая.
  2. Технология производства присадки, приводящей к увеличению значения вязкости, соответствует требованиям, которые предъявляются к использованию такого средства для добавления во все универсальные масла.
  3. Действует исходя из условий работы мотора. Особенно важен этот факт для постоянно меняющейся нагрузки сдвига, происходящей между цилиндром и поршнем.
  4. Сохраняет вязкостный класс смазки и обеспечивает маслу самые лучшие свойства. Кроме того, уменьшает износ и увеличивает уплотнение ЦПГ.

Применение стабилизатора позволит быстро решить многие проблемы, возникающие в масляной системе.

В чём отличие стабилизатора от загустителя?

Свойств, которые есть у загустителя, но отсутствуют у стабилизатора, много. Однако главное, согласно многочисленным отзывам, заключается в том, что стабилизаторы не переводят моторную жидкость в иной класс вязкости. То есть масло с маркировкой 5w30 не станет маслом 15w40. Загуститель делает именно так, что может повлечь много неприятных последствий для автолюбителя.

avtozhidkost.ru

О присадке — с пристрастием — журнал За рулем

РЫНОК

ЭКСПЕРТИЗА

О ПРИСАДКЕ — С ПРИСТРАСТИЕМ

Можно ли улучшить моторное масло?

Александр БУДКИН

Сегодня вряд ли найдется автомобилист, который ничего не слышал о всевозможных присадках, предназначенных для добавки в топливо или масло. Производители таких присадок обещают нам порой столь высокий эффект от их применения, что ни в сказке сказать, ни бульдозером убрать. Однако производители моторных масел крайне скептически относятся ко всяким попыткам «улучшения» их товарной продукции — дескать, лукавство все это, хорошему маслу ничего не нужно. Кто из них ближе к истине — те, кто предлагает сделать своему двигателю подарок, или те, кто говорит «не пей, козленочком станешь»?

Мы решили провести экспертизу известной присадки и начать свой рассказ о «подкапотной химии» с этого конкретного примера.

ЧТО И КАК ИСПЫТЫВАЛИ

Задача любой присадки — улучшить один или сразу несколько показателей масла. Есть присадки, которые повышают моющие или диспергирующие свойства масла, снижают его коррозионную активность, уменьшают потери на трение или износ (это не одно и то же), увеличивают индекс вязкости масла и т. д. Почти во всех случаях попытка улучшить одни показатели сопровождается пусть даже незначительным, но ухудшением других. Вопрос лишь в том, что улучшений должно быть больше, чем ухудшений.

Выбирая химию для теста, мы остановились на присадке STP 4-cylinder Oil Treatment («Присадка к маслу для 4-цилиндровых двигателей») американской фирмы STP. Она предназначена для двигателей с пробегом более 50 тыс. км и, по данным фирмы, должна расширять температурный диапазон работы масла, увеличивать его высокотемпературную вязкость, улучшать диспергирующие свойства (способность масла к растворению продуктов собственного окисления и частиц нагара), а также улучшать работу пар трения.

Остается выбрать масло. Мы решили остановиться на минеральном масле группы качества SG — именно на нем испытывала присадку сама фирма (эксперимент проводился на «таксистах» в Нью-Йорке). Кроме того, выбранное нами масло должно присутствовать в списке препаратов, рекомендованных ВАЗом для применения на «жигулях» и «самарах». При этом желательно, чтобы эксперименты проводились на масле известной фирмы. Учитывая все перечисленные требования, пришлось ради чистоты эксперимента раскошелиться на масло Castrol GTX со следующими характеристиками: вязкость по SAE — 15W40, класс качества по API — SG/CD.

Комплекс испытаний, которые должно пройти чистое масло и масло с присадкой, предстояло определить специалистам 25-го ГосНИИ МО РФ. С одной стороны, необходимо проверить обещания фирмы, с другой — выработать практические рекомендации по применению подобных присадок.

В тесте использовались методы лабораторной оценки: они позволяют проверить основные эксплуатационные свойства, не прибегая к длительным и трудоемким испытаниям на двигателе. Например, многие параметры масла можно определить после его ускоренного каталитического окисления в течение трех часов при температуре 230°С. Кроме того, проводились испытания на установке, моделирующей поведение масла (с присадкой и без нее) в двигателе: здесь определялось количество отложений на поршне. И наконец, для проверки антифрикционных и противоизносных свойств проводились опыты на специальной машине трения.

РЕЗУЛЬТАТЫ

Первый из контролируемых показателей — кинематическая вязкость масла при 100°С. Поскольку присадка предназначена для двигателей с пробегом свыше 50 тыс. км, увеличение высокотемпературной вязкости на 16% — один из тех результатов, ради которого присадка и применяется. Но при этом возрастает и низкотемпературная вязкость (второй показатель в таблице). В нашем случае она возросла на 8,8%. В итоге температурный диапазон работы масла увеличился. Об этом свидетельствует третий показатель — класс вязкости по SAE. Исходное масло SAE 15W40 после добавления в него присадки превратилось в SAE 15W50. Здесь следует оговориться: повышение вязкости масла для старого двига

www.zr.ru

Вязкость масла. Рост и уменьшение вязкости.

Вязкость масла. Рост и уменьшение вязкости.

Тема вязкости была затронута во многих технических документах, и на это были серьезные причины. Вязкость масла его самое важное физическое свойство и оно, это свойство, является самой сущностью масла. Система измерения вязкости, как например SAE (Society of Automotive Engineers)1 для автомобильных масел и ISO (International Standards Organisation)2 для промышленного применения получили всеобщее одобрение как средство классификации смазок.

Статей относящихся к вязкости было много: система классификации масел, как масло работает, почему так много видов масла, трение и смазывание и как читать информацию на канистре масла. Другие статьи затронули вопрос о том, как измеряется вязкость. Но почему мы вообще должны волноваться об измерении вязкости?

Во-первых, как ранее было упомянуто, вязкость определяет применение масла, чтобы можно было сравнить с тем, что указано в документации. Во-вторых, изменение вязкости, неважно увеличение или уменьшение, может отражать химические и физические изменения в масле, которые могут стать причиной неисправности оборудования. Эти изменения вязкости, их причины и будут рассмотрены в этой статье.

ЧТО ТАКОЕ ВЯЗКОСТЬ?

Но сначала, небольшая проверка. Вязкость это особое измерение жидкостного сопротивления потоку в зависимости от температуры. Однако есть два вида вязкости.

Динамическая или абсолютная вязкость определяется как отношение силы сдвига к скорости сдвига в зависимости от температуры. Для тех из вас кому нужно более точное определение, это тангенциальная сила на единицу площади, необходимая для сдвига одной горизонтальной плоскости относительно другой, со скоростью в одну единицу, находящихся на единице расстояния между плоскостями жидкости. В системе СИ динамическая вязкость определяется как Ньютон в секунду на квадратный метр или Паскаль в секунду (Н*с*м-2 или Па*с). Не входящая в СИ, но принятая единица – Пуаз, это 0,1H*c*м-2. Поскольку динамическая вязкость реальных жидкостей постоянно незначительная величина, то более часто используют сантипуаз (сП, 10-3Н*с*м-2) и обозначается греческой буквой «эта».

Динамическая вязкость важна при определении низкотемпературных свойств смазок, но её редко применяют при анализе масла или для определения класса вязкости (мы ещё вернёмся к этому позже). По многим серьёзным причинам, исследователя масла интересует кинематическая вязкость.

Кинематическая вязкость – производная величина и определяется довольно просто: динамическая вязкость жидкости делится на её плотность при определенной температуре. Она может быть также определена как сопротивление потоку под действием силы тяжести. Единица измерения – сантиметр квадратный в секунду (см2*с-1), также известная как Стокс (Ст) и обозначается греческой буквой ню, в СИ 1Ст = 10-4м2*с-1. Более распространенное обозначение – сантистокс, это миллиметр в квадрате в секунду (мм2*с-1). Предпочтительные температуры при которых проводятся измерения это 40°C и 100°C.

Это очень важно, чтобы температура, при которой вязкость была измерена, была отмечена, так как вязкость меняется вместе с температурой. Как температура растет, вязкость падает, как показано на упрощенном графике ниже:

Зависимость Температура/Вязкость

Рис. 1: Зависимость Температура/Вязкость.

Более того, с ростом температуры у различных масел вязкость уменьшается на различную величину. Так появляется такое понятие как индекс вязкости (viscosity index или VI). Индекс вязкости это безразмерная величина, которая характеризует изменение вязкости в зависимости от изменения температуры. С ростом температуры, у масел с низким VI скорость уменьшения вязкости будет выше, чем у масел с более высоким VI. Обычное летнее моторное масло, как например, SAE 30 имеет VI около 95, тогда как всесезонное масло 15W-40 будет иметь VI около 135. С ростом температуры всесезонное масло «теряет» вязкость не так быстро, как летнее, имея, таким образом, стабильную вязкостную характеристику для более широкого диапазона температур, хотя оба типа масла имеют вязкость около 100 сСт при 40°C.

В системе вязкости SAE, более высокому значению, соответствует более высокая вязкость, то есть масло с вязкостью SAE 15W-40 ведёт себя как SAE 15 в холоде и как SAE 40 в нагретом состоянии. Это дает необходимую защиту во время рабочих температур, до тех пор, пока обеспечивается условие, что масло в холодном двигателе не слишком вязкое для того чтобы течь. Фактически «W» означает «Winter»(Зима). График расположенный ниже иллюстрирует зависимость между сезонным и всесезонным маслом.

Сезонное/Всесезонное масло – зависимость от температуры

Рис. 2: Сезонное/Всесезонное масло – зависимость от температуры (упрощенно).

VI масла может быть увеличен различными путями. Обычное минеральное масло имеет в своем составе присадки. VII — viscosity index improver (улучшители индекса вязкости), которые представляют собой длинные цепочки органических полимеров, которые остаются аккуратно свернутыми пока холодно. Но как только температура начинает расти, полимеры «разматываются» и тем самым замедляют уменьшение вязкости, вызванное ростом температуры. Минеральные масла глубокой очистки имеют естественно высокий VI , так как процесс очистки удаляет компоненты нефти с низким VI. Наконец, синтетические смазочные материалы могут быть химически разработаны так, чтобы иметь высокий индекс вязкости. Запомните, просто очистка масла, без каких-либо присадок, дает натуральный, высокий VI.

Индекс вязкости масла может быть определен измерением кинематической вязкости масла при двух температурах, обычно это 40°C и 100C. Кинематическая вязкость определяется при помощи кинематического вискозиметра. Типичные такие инструменты представлены на изображении ниже.

Кинематические вискозиметры

Рис. 3: Кинематические вискозиметры.

Силиконовая масляная ванна при постоянной температуре (с точностью до одной двадцатой градуса) и серия трубок погружённых в ванну. Масло течёт по трубкам под действием силы тяжести до тех пор, пока не достигнет электронного сенсора в нижней части трубки. Когда масло проходит через сенсор, включается таймер. На небольшом расстоянии после этого есть еще один сенсор, который останавливает таймер, когда масло проходит мимо него. Основываясь на известном нам диаметре трубки и времени прохождения масла между двумя сенсорами, мы можем вычислить вязкость. Вязкостная трубка показана ниже.

Вязкостная трубка.

Рис. 4: Вязкостная трубка.

Этот исследовательский метод очень прост. Он также быстр, дёшев, точен и воспроизводим. Это совсем не так при определении динамической вязкости, когда плёнка масла расположена между двумя пластинами и измеряется сила, требуемая для кручения одной пластины относительно другой. Явные преимущества измерения кинематической вязкости подталкивают нас к выбору именно этого метода. Однако динамическая вязкость дала бы нам более верное отражение того, что на самом деле происходит в смазочной системе. Измерения кинематической вязкости, под действием гравитации, подвергают масло очень небольшим усилиям сдвига, тогда как во время измерения динамической вязкости, оказывается приближенное к реальному усилие сдвига, которое встречается в механических системах, а это, в свою очередь, может отразиться на вязкости масла в реальной ситуации.

Прежде чем мы двинемся дальше, давайте рассмотрим некоторые малоиспользуемые единицы измерения кинематической вязкости. Универсальные Секунды Сейболта или Вязкость по Сейболту (SUS — Saybolt Universal Seconds), была популярна в США, и основывалась на количестве секунд необходимых для прохождения 60 мл масла через специальное калиброванное отверстие. Связаны с SUS (или SSU) и Furol Секунды Сейболта (SFS — Saybolt Furol Seconds). Это в основном то же, что и универсальные измерения, но применяется к более вязким жидкостям. «Furol» — это акроним от «Fuel and Road Oils»(Топливо и Дорожные Масла). Градусы Энглера были популярны в континентальной Европе и основаны на отношении времени занимаемого прохождением потока 200мл масла через вискозиметр ко времени занимаемому таким же объемом воды при 20°C. Секунды Рэдвуда использовались в Великобритании, этот метод основан на времени занимающем потоком 50мл масла через вискозиметр. Есть коэффициенты перевода результатов измерений от одной системы к другой, но только температура должна быть фиксированной, а также обычно предполагают, что масло имеет VI от 95.

Итак, теперь мы знаем, что мы измеряем, но зачем мы это измеряем и как мы распорядимся этим – что значат эти результаты? В чем смысл вязкости, она слишком маленькая или слишком большая? Какие причины заставляют вязкость изменяться?

ПРИЧИНЫ ИЗМЕНЕНИЯ ВЯЗКОСТИ

Вязкость масла может расти от ряда причин, таких как полимеризация, окисление, испарение низкокипящих фракций и образование растворённого кокса и оксидов. Загрязнения, такие как вода, воздух, сажа, антифриз и добавление «неправильного» масла, могут также быть причиной роста вязкости масла. Давайте рассмотрим каждый из этих факторов в отдельности.

Густой шлам образовавшийся в моторном масле (загрязнение сажей)

Рис. 5: Густой шлам образовавшийся в моторном масле (загрязнение сажей).

ПОЛИМЕРИЗАЦИЯ

Полимеризация основных компонентов масла может происходить, когда масло долгое время подвергается воздействию высоких температур. Базовое масло содержит вариации различных, но тесно связанных между собой, органических компонентов. Высокая температура может стать причиной того, что некоторые компоненты в результате химических реакция начнут «склеиваться» между собой, создавая высокомолекулярные тяжелые компоненты. Результатом этого становится значительное увеличение вязкости и точки кипения масла.

ОКИСЛЕНИЕ

Другой процесс, близко связанный с полимеризацией, это окисление, т.к. рост окисления также является следствием воздействия высокой рабочей температуры. Базовое масло может вступать в реакцию с атмосферным кислородом. Эта реакция известна нам под названием окисление. Она также может привести к полимеризации, но в то же время может содействовать образованию органических кислот в масле. В результате рост кислотности и вязкости и поэтому показатель деградации масла связывают с уменьшением TBN (Total Base Number )3.

На каждые 10°C роста температуры удваивается значение окисления и, размышляя логически, вполовину уменьшается срок службы масла. Это не так страшно как звучит, т.к. в масла добавлены присадки, которые борются с воздействием высокой температуры и образованием кислоты. Вопрос, который часто задают: «Какую максимальную температуру выдержит это масло?». К сожалению, ответа нет, т.к. срок службы масла зависит не только от рабочей температуры, но и от времени тоже. Итак, что нам нужно знать, так это как горячо и как долго? Моторное масло могло бы «спокойно» отработать при 150°C час или около того, но сильно деградировать при 100°C за более долгий промежуток времени.

ОБРАЗОВАНИЕ РАСТВОРЁННЫХ В МАСЛЕ КОКСА И ОКСИДОВ

Также связан с окислением процесс образования растворённых в масле кокса и оксидов. Высокая рабочая температура может стать причиной образования различных компонентов, которые растворены в масле. Сажа образуется, когда масло частично окислилось, также могут образовываться другие продукты деградации масла, которые способствуют росту вязкости масла. Этот эффект может быть достигнут просто в результате долгой эксплуатации масла – даже лучшие масла не вечны.

ПОТЕРЯ НИЗКОКИПЯЩИХ ФРАКЦИЙ

Высокая рабочая температура может также быть причиной термической деградации масла и без присутствия кислорода. Как уже было сказано, базовое масло состоит из различных, тесно взаимосвязанных, компонентов. Эти компоненты имеют различную испаряемость (точку кипения). Если масло подвергается нагрузкам длительный период, они выше нормы, но нет воздействия высокой температуры, тогда компоненты с более низкой точкой кипения будут испаряться. Этот процесс известен как испарение низкокипящих фракций. Эти более испаряющиеся компоненты также являются частью масла, имеющей более низкую вязкость, таким образом, потеря этой фракции ведет к росту вязкости.

ЗАГРЯЗНЕНИЯ

Загрязнения также играют роль в росте вязкости. Вода может иметь более низкую вязкость, чем масло, но когда вода и масло смешаны, то возможна реакция с базовым маслом и, что более важно, с присадками. Могут формироваться стабильные эмульсии, которые образовывают компоненты увеличивающие вязкость масла. Вода также является еще одним источником кислорода, который может усиливать окисление при определенных обстоятельствах. Реакция воды с маслом и его присадками известна как гидролиз. Небольшое, но измеряемое количество воды может растворяться в масле, затем образовываются эмульсии и, наконец, свободная вода видна в масле. Величина воды в каждой фазе зависит от базового масла, химии присадок и температуры масла.

Воздух может находиться в масле в растворённом и свободном виде. Он также может засасываться в масло (эквивалент эмульсии) и образовывать пену. Воздух действует как поставщик кислорода и, если он хорошо смешан с маслом, он будет усиливать реакцию окисления, что загустит масло.

В идеале сгорание ископаемого топлива, такого как дизельное топливо или бензин, приведет к образованию диоксида углерода, паров воды и ничего кроме этого. Но мы живём в реальном мире, где топливо содержит примеси, а процесс сгорания не проходит со 100% эффективностью. Неполное сгорание ведёт к частично окисленному топливу, которое превращается в сажу, накапливающуюся в масле. Вот почему дизельные моторные масла становятся чёрными после короткого периода времени. Ещё раз, масла разработаны с присадками, чтобы работать с определённым количеством сажи, но как только предел будет достигнут, появление любого количества сажи будет увеличивать вязкость масла. Это явление известно как шламообразование, с которым многие из вас возможно знакомы.

Загрязнение охладителем не только причина проблем связанных с присутствием воды, если охладитель содержит гликоль, то это ведет к чрезвычайно вредному воздействию на масло, и может стать причиной резкого загущения масла в очень короткий срок.

Простейший способ увеличить вязкость масла это добавить другое масло, имеющее более высокую вязкость. Заливка обычного SAE 10W с 20% SAE 50 увеличила бы вязкость на 35%. Наконец, если вы хотите увеличить вязкость вашего масла, просто забудьте его поменять. Все эффекты, здесь перечисленные, со временем только усугубляются. Чем дольше эксплуатируется масло, тем больше оно деградирует и обычное следствие этого — увеличение вязкости. Запомните, что присадки в вашем масле приносятся в жертву. Один раз они делают свою работу и всё. Они не могут быть восстановлены — масло не может служить вечно.

ПОСЛЕДСТВИЯ ВЫСОКОЙ ВЯЗКОСТИ

Так что за последствия высокой вязкости? Высокая вязкость может создать вязкостное торможение. Оно создаёт больше трения, которое, в свою очередь, создает теплоту, которая будет ускорять процесс окисления – в результате порочный круг в противоположность вязкостному кругу. Недостаточный подвод смазки к подшипникам, кавитация, вспененное масло в шейке вала, потери энергии и мощности, низкие антипенные и деэмульгирующие характеристики, задержка жидкости в сливной линии и недостаточная прокачиваемость при холодном старте могут также быть результатом возросшей вязкости. Сказав все это, надо упомянуть, что часто масло со слишком низкой вязкостью, может нанести механизмам вреда больше, так что же может быть причиной снижения вязкости?

Маловязкое гидравлическое масло

Рис. 6: Маловязкое гидравлическое масло.

ПРИЧИНЫ СНИЖЕНИЯ ВЯЗКОСТИ

Причин для снижения вязкости масла меньше, ведь масло более «расположено» к росту вязкости, т.к. это естественная физическая и химическая возрастная тенденция.

ТЕРМИЧЕСКИЙ КРЕКИНГ

Некоторые масла могут быть подвержены феномену известному как термический крекинг и это частный случай для масел теплоносителей. Термический крекинг может быть представлен как противоположность полимеризации, хотя оба эффекта результат длительного воздействия высокой температуры. Если полимеризация есть склеивание друг с другом ряда подобных органических компонентов, результатом которого является новый компонент с более высокой вязкостью (и точкой кипения), то термический крекинг есть процесс разрушения некоторых компонентов на более мелкие части. Эти частички имеют более низкую вязкость и, что более важно, более низкую точку кипения, как результат более низкая точка воспламенения и более высокая испаряемость. Точка воспламенения масел – это минимальная температура, при которой воздушно-масляная смесь паров будет поддерживать горение, если будет подведен внешний источник огня. Низкая точка воспламенения может иметь важное значение, для безопасности и здоровья.

НЕУСТОЙЧИВОСТЬ К ЗНАЧИТЕЛЬНЫМ СИЛАМ СДВИГА

Ране было указано, что индекс вязкости масла может быть увеличен добавлением различных компонентов. К сожалению, эти длинные органические полимеры, которые раскручиваются с ростом температуры, не очень устойчивы к силам сдвига. Это означает, что когда компоненты подвергаются значительным сдвигающим силам, таким как, например, встречаются в автоматических трансмиссиях, они начинают разрушаться и, как результат, терять вязкость. Масла, которые имеют высокий индекс вязкости благодаря процессу очистки или благодаря их синтетической базе, не подвержены данному феномену.

ЗАГРЯЗНЕНИЯ

Вязкость масла может также падать из-за загрязнений, большинство источников которых это разбавление с топливом. Самый серьёзный эффект смешения с топливом случающийся с маслом это уменьшение вязкости масла и в результате потеря несущей способности масла. Это означает, что масляная пленка слишком тонка, для того чтобы не давать соприкасаться движущимся металлическим поверхностям, и какая-либо поломка или заедание неизбежны. Очевидно, что серьёзность поломки и время до неё будет зависеть от таких вещей как применение, окружающая среда, нагрузка, период смены масла, техническое обслуживание и др. Есть жёсткое эмпирическое правило: растворение в масле 8,5% топлива снизит вязкость масла SAE 15W-40 на 30% при 40°C и на 20% при 100 °C.

Другой эффект менее очевидный и не такой серьёзный это то, что топливо, в отличие от масла, не содержит каких-либо присадок, так если у вас растворено в масле 10% топлива, то вы имеете снижение концентрации пакета присадок на ту же величину. Это становится серьёзной проблемой, когда растворение топливом действительно велико.

ДОБАВЛЕНИЕ РАСТВОРИТЕЛЕЙ

Вязкость также может быть снижена добавлением растворителей, используемых как промывающие или моющие агенты. Растворители могут также попасть в двигатель вместе с некачественным топливом. Холодильные компрессоры могут быть загрязнены охлаждающим газом (хладагентом), который понижает вязкость, как будет понижать любой другой технологический газ, который начнет растворяться в смазочном материале в любом другом месте на производстве.

ДОБАВЛЕНИЕ МЕНЕЕ ВЯЗКИХ МАСЕЛ

Наконец, как в случае с ростом вязкости, вязкость масла может быть понижена путём добавления менее вязкого масла. Добавление 20% масла SAE 10W в масло SAE 50 снизит вязкость величину близкую к 30%.

ПОСЛЕДСТВИЯ НИЗКОЙ ВЯЗКОСТИ

Так что за последствия низкой вязкости? Чрезмерный износ, из-за потери несущей способности масла, которая уже упоминалась в связи с топливным разбавлением. Потери энергии и рост сил трения из-за контакта металла по металлу. Возрастание механического трения увеличивает величину создаваемого тепла и, таким образом, рост вероятности окисления. Одна из функций смазочного материала состоит в том, чтобы разделять трущиеся поверхности, быть как бы прокладкой между ними; низкая вязкость этому не способствует, также могут стать проблемой внутренние и внешние утечки. Маловязкие масла также более чувствительны к загрязняющим частицам, т.к. смазывающая плёнка слишком тонка. Наконец, гидродинамическая плёнка, в идеале, зависит от скорости, вязкости и прилагаемой нагрузки. Это означает, что если вязкость низкая, то применение высокой нагрузки в сочетании с низкой скоростью может привести к разрыву масляной пленки.

ИЗМЕРЕНИЯ ПРИ 40°C И 100°C

Индустриальные стандарты диктуют, что температура при которой должна измеряться вязкость это 40°C и 100°C. Какая разница в свойствах при этих температурах? Измерение при 40°C полезно для раннего определения окисления, полимеризации и перегрева масла. При этой температуре также хорошо определять загрязнения, такие как топливо и хладогенты, которые снижают вязкость. Добавление масел различной вязкости более заметно при низкой температуре. Имеет смысл делать измерения вязкости при температуре близкой к рабочей для оборудования. Для оборудования работающего при температуре близкой к окружающей, вязкость должна измеряться при 40°C. Очевидно, что работать инструментами для измерения вязкости, при температуре близкой к окружающей, легче, особенно в поле или на производстве.

Измерения при 100°C имеют преимущества при определении снижения индекса вязкости и лучше подходит для компонентов которые работают при высоких температурах, таких как двигатели внутреннего сгорания. Обе температуры могут применяться тогда, когда важно определить значение или изменение VI, и где необходимо получить много показателей. Обычно, все образцы измеряют на вязкость при 40°C, но для двигателей внутреннего сгорания также необходимо измерять вязкость при 100°C.

ПРОБЛЕМЫ СВЯЗАННЫЕ С ИЗМЕНЕНИЕМ ВЯЗКОСТИ

Просто замена масла, потому что вязкость слишком большая или слишком низкая, не заставит проблему исчезнуть, требуется активный поиск неисправности.

Если вязкость слишком велика, проверьте:

рабочую температуру;

эффективность сгорания;

присутствие воды или гликоля;

наличие воздуха в масле;

процедуру заливки масла.

Если вязкость слишком низкая, проверьте:

исправность системы питания;

наличие значительных сил сдвига;

наличие высокой температуры вызывающей термический крекинг;

загрязнение растворителем или растворенным газом;

процедуру заливки масла.

Как было ясно показано, много чего может пойти не так с вязкостью масла, по многим причинам, и все они сигнализируют и являются следствием различных неисправностей. Держите вязкость масла в допустимых пределах и как результат получите хорошо работающее оборудование, устраните внезапные отказы, получите низкую стоимость работы оборудования и меньший расход запасных частей, уменьшите простои и увеличите прибыль. Убедитесь, что вязкость наблюдается регулярно, чтобы любая проблема могла быть устранена до того когда она превратится в катастрофу.

Автор:

John Evans is diagnostic manager for WearCheck Africa.

2009

.

1 — Society of Automotive Engineers(SAE) — Общество Автомобильных Инженеров, США.

2 — International Standards Organisation (ISO) — Международная Организация по Стандартизации.

3 — Total Base Number (TBN) – общее щелочное число.

ford-trucks.club

Для чего нужны загустители масла в двигатель?

Загустителями моторного масла называют специальные жидкости, которые доливают в смазочный материал для увеличения его вязкости. Внешне они напоминают машинные добавки, но имеют другой химический состав и принцип действия.

Принцип работы

При работе двигателя его коленвал разбрызгивает смазочный материал, масло достигает верхней части мотора и оттуда попадает в камеру сгорания. При этом большую роль играет вязкость моторной смеси, чем она меньше, тем легче жидкость разбрызгивается.

При длительном использовании силового агрегата происходит износ поршневой группы. Зазоры между стенкой цилиндра и поршнем увеличиваются — это приводит к увеличению объема моторной жидкости, попадающей в камеру сгорания, появляется сизый дым из выхлопной трубы, указывающий на повышенный угар автомасла.

Если добавить загуститель, масло утратит свою текучесть, начнет хуже разбрызгиваться, ему будет сложнее попасть в верхнюю часть мотора, увеличится толщина защитной масляной пленки, улучшится герметизация элементов двигателя, возрастет компрессия, исчезнет сизый дым. Но положительный эффект в работе мотора будет кратковременный. Применение загустителя ухудшит смазывание деталей мотора: износ двигателя возрастет. Загуститель со временем начнет терять вязкость — привод быстро выйдет из строя.

Применение загустителей моторного масла оправданно, если вы решили заменить двигатель на новый. Залив загуститель в автомобильное масло вы сможете, непродолжительное время пользоваться автомобилем, затем двигатель выйдет из строя и не будет подлежать капитальному ремонту.

Сторонниками загустителей являются продавцы машин на вторичном автомобильном рынке. Они покупают транспортные средства с изношенными моторами по заниженной цене, затем льют загуститель и продают автомобиль по высокой стоимости. Многие продавцы загустителей не скрывают, что указанные смеси стоит использовать если вы собрались продать авто или заменить мотор.



Посмотрите видео, демонстрирующее разную густоту моторного масла:

Разновидности сгущающих жидкостей

По внешнему виду эти смеси напоминают мед: имеют тягучую структуру и желтый цвет. Условно их разделяют таким образом:

  1. Кондиционеры металла. Прозрачные смеси, способные уменьшить силу и температуру трения при трибологическом контакте деталей. Минусы: продукция вредна для экологии, ее использование запрещено во многих странах.
  2. Геомодификаторы. Содержат в своем составе измельченные частички минералов, которые производители загустителей называют металлокерамикой. Эффект указанных смесей зависит от размера частиц, чем они меньше, тем лучше. Частицы меньше 3 микрон не несут угрозу для элементов привода. Минусы: керамический слой, образовывающийся на поверхности деталей мотора, влияет на теплообмен силового агрегата: при больших оборотах поршни могут прогореть из-за отсутствия нормального охлаждения.
  3. Реметаллизанты. Содержат в своей структуре мелкие частицы бронзы. В отличие от геомодификаторов не нарушают теплообмен мотора. Уменьшают зазоры цилиндро-поршневой группы за счет создания дополнительного слоя на стенках указанных элементов двигателя. Минусы: применение реметаллизантов в новых силовых агрегатах вызывает перегрев поршней.

 

Заключение

Загустители увеличивают вязкость и создают кратковременный эффект нормально работающего мотора. В итоге: автомобиль не дымит, но из-за густого масла возрастает расход топлива. После использования загущающих смесей капитальный ремонт привода не всегда возможен, поэтому стоит задуматься: дешевле изначально отремонтировать двигатель частично или использовать загустители и тогда через некоторое время приобрести новый мотор.

Помните: слишком густой продукт нарушает работу мотора. Инженерами разработаны классификации SAE и API, указывающие необходимую вязкость смазочного материала для конкретного типа двигателя. Применение несоответствующего (слишком густого или жидкого) автомасла, ведет к ускоренному износу силового агрегата.

pro-zamenu.ru

Испытание масел разной вязкости — журнал За рулем

Испытываем масла разной вязкости. Подопытные 5W-30 и 10W-60. Автомобиль Peugeot 308 (90 000 км).

1

— пробег 1500 км

 — 5W-30 — 386 мл

 — 10W-60 — 365 мл

Редакционный «Пежо-308» (ЗР, 2013, № 6) в заключительном пробеге проявлял завидный аппетит к масляной снеди: на 10 000 км мотор запросил аж 2,25 л. Конечно, это укладывается в заводские нормы (500 г на 1000 км), но мы посчитали такой расход слишком высоким.

Некоторые производители масел уверяют, что расход можно сократить, используя специальные марки, например Mobil 1 Extended Life 10W-60. Его-то мы и проверили на «Пежо».

ПО 1500 НА БРАТА

Замеряли до и после контрольного полуторатысячного пробега на полигоне. Обороты мотора 3500–4500 в минуту. Перед стартом и после финиша сливаем и взвешиваем масло.

Важно помнить: расход увеличивается с ростом наработки масла. Чем больше намотано километров, тем хуже работают присадки, от которых зависят важнейшие свойства продукта. Поэтому после долива свежей порции даже в поработавшее масло его расход на некоторое время снижается. Но для начала, чтобы знать, откуда плясать, мы попробовали синтетику Total Quartz 5W-30 (на такой «Пежо» ездил всю жизнь, а в этом эксперименте прошел уже около 5000 км). После первой тысячи мы расхода не отметили. Логика и опыт общения с нашим «Пежо» подсказали: надо ехать дальше. И вот вполне ожидаемый результат: за пробег 1500 км угар — 386 мл. Немало. Но примерно столько же наш 308-й расходовал в повседневной эксплуатации.

Теперь пришло время Mobil 1 10W-60. Для контрольного замера его надо состарить, но мы не удержались и сначала замерили расход уже после первых 1500 км, которые автомобиль прошел по полигону в том же режиме, что и на первом масле. Практика подтвердила теорию. Поскольку продукт совсем свежий, расход практически нулевой — в пределах погрешности измерений.

Второй контрольный пробег устроили после того, как «Пежо» отъездил примерно 5000 км (как на масле 5W-30 до замеров).

Теперь вновь 1500 контрольных километров: «сгорело» 365 мл.

www.zr.ru

Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о