Статьи

Подробнее о вязкости масел

24.06.2011

В этой статье я хочу в очередной раз поднять тему вязкости моторных масел. Казалось бы, что можно ещё сказать про это свойство масла? Но, как оказалось, многие не до конца понимают что такое SAE и как масла одного класса могут отличаться друг от друга по вязкостно-температурным характеристикам. Я не буду сильно углубляться в теорию или рассказывать что такое вязкость масел и на что она влияет, все это давно прекрасно знают, да и статей-клонов на эту тему в интернете полным полно. Но, для полного понимания картины, нам всё-таки нужно немного вернуться к теории чтобы понять что же такое SAE и что означают его классы вязкости. Классификация SAE (Society of Automotive Engineers - Общество Автомобильных Инженеров) разделяет масла на 11 классов по стандарту SAE J-300 (6 зимних - SAE 0W,5W,10W,15W,20W,25W и 5 летних - SAE 20,30,40,50,60). Всесезонные масла имеют двойное обозначение, где первое значение с буквой W дает зимнюю характеристику, а второе летнюю (SAE 0W-30; SAE 10W-30; SAE 5W-40; SAE 10W-40 и т.д.). Зимние показатели масел определяют два максимальных значения низкотемпературной вязкости (проворачивания и прокачиваемости) и нижний предел кинематической вязкости при 100°С. Летние показатели характеризуют пределы кинематической вязкости при 100°С, а также динамической вязкости при 150°С. Но, на самом деле кинематическая вязкость моторных масел измеряется при двух температурах (40°С и 100°С) в сантистоксах (cST или сСт), а динамическая вязкость измеряется в миллипаскаль-секундах при температуре 150°С (mPas или мПа·с). На таблице, представленной ниже, можно увидеть все классы вязкости по SAE и требования к ним.

 

 

 

Низкотемпературная вязкость

 

Высокотемпературная вязкость

 

Проворачиваемость

Прокачиваемость

 

Вязкость,

 

мм2/с,при 100 0С

 

 

Вязкость,

 

мПа*с, при 150°С

 

и скорости сдвига

 

106 с-1, min

 

Класс по SAE

 

Максимальная вязкость,

 

мПа*с, при соответствующей температуре

 

Min

Max

 

0W

6200 при -350С

60000 при -400С

3.8

 

 

5W

6600 при -300С

60000 при -350С

3.8

 

 

10W

7000 при -250С

60000 при -300С

4.1

 

 

15W

7000 при -200С

60000 при -250С

5.6

 

 

20W

9500 при -150С

60000 при -200С

5.6

 

 

25W

13000 при -100С

60000 при -150С

9.3

 

 

20

 

 

5.6

<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

Прокачиваемость - способность масляного насоса прокачать масло при минимальной температуре.

Проворачиваемостъ - способность стартера проворачивать двигатель при минимальной температуре.

 

Cold Cranking Simulator

Существует два метода измерения вязкости масел, при двух разных отрицательных температурах, для одного и того же класса вязкости. В колонке "Проворачиваемость" дается результат измерения вязкости на "имитаторе холодного пуска" CCS (Cold Cranking Simulator), имитирующем холодный пуск двигателя от стартера. В колонке "Прокачиваемость" - на приборе, имитирующем поведение масла в картере и маслоприемнике после длительного охлаждения двигателя. Эта характеристика прокачиваемости масла по смазочной системе - гарантия того, что при пуске не будет падения давления масла и сухого трения. Именно поэтому характеристику прокачиваемости определяют при более низкой температуре, на 5°С ниже для каждого класса. Показатели высокотемпературной вязкости моторных масел оцениваются на основе следующих значений: минимальной и максимальной вязкости масла (сСт) при температуре 100°С (по стандарту ASTM D 445) и минимальной вязкости при температуре 150°С и высокой скорости сдвига (106 с-1) (метод ASTM D 4683 или, в Европе, метод СЕС L-36-А-90). При эксплуатации двигателя особенно важна высокотемпературная вязкость при большой скорости сдвига, которая показывает поведение масла в узких узлах трения двигателя - в подшипниках коленчатого и распределительного валов, кривошипно-шатунного механизма и т.д.

Так как дело идёт к зиме, нас в первую очередь интересуют низкотемпературные свойства масел, так как всем известно, что 70% износа приходится на холодные старты, а чем ниже температура, тем больше усугубляется ситуация. Казалось бы, смотрим на класс вязкости SAE и всё. Вобщем да, но, если немного углубиться в вопрос, то можно сделать выбор более оптимальный. Дело в том, что как и в ситуации с классификациями ACEA и API, или допусками автопроизводителей, SAE лишь ставит определённые рамки. Допустим, что касается низкотемпературных свойств, то у масла с классом вязкости SAE 5W вязкость при -30°С должна быть не больше 6600 мПа*с, и не больше 60000 мПа*с при -35°С, для обеспечения беспроблемной прокачиваемости и проворачивания стартером. Фактические же вязкостные показатели конкретного масла можно узнать лишь по его технической характеристике, в которой автопроизводитель указывает фактическую вязкость при 30 или 40, 100, 150 °С. Что же касается низкотемпературных показателей, то обычно указывается не конкретная вязкость, а к примеру, что вязкость при -30°С < 60000 мПа·с, в соответствии с SAE. А вот фактической цифрой обычно обозначается температура застывания масла, это температура при которой моторное масло теряет текучесть, именно это значение обычно несёт конкретную цифру. Так как его определяет и указывает производитель относительно конкретного продукта, в его техническом паспорте. Именно по нему можно сравнивать несколько масел, даже одного класса вязкости по SAE, по низкотемпературным свойствам.
 
Дальше ещё интересней, иногда основа масла говорит о его низкотемпературных свойствах даже больше чем класс по SAE. Так как синтетика, кроме заведомо более высокой термоокислительной стабильности, обладает лучшими низкотемпературными свойствами, благодаря зачастую более высокому индексу вязкости, и при отрицательных температурах теряет вязкость меньше чем гидрокрекинг или минералка. Опять же, подтверждением этому может быть сравнение конкретных масел по температуре застывания. Допустим температура застывания НС-синтетического масла SAE 5W-40 обычно равна -36-39°С, при этом у ПАО-синтетических масел -41-48°С. Это говорит о том, что и вязкость масел 5W-40 на разных основах при -35°С будет немного разной, хоть и меньше чем 60000 мПа*с в обоих случаях. Соответственно и прокачиваемость и проворачиваемость будет немного легче, хоть и не значительно. Ниже можно наглядно оценить на сколько отличаются между собой масла с разными классами по SAE, на разных основах, по вязкости.

 

Вязкость масел, с разной степенью вязкости по SAE, при 0°С

 

Автор: Ермоленко Александр