Все о вязкости моторных масел. Часть 1

Вязкость маслаВязкость моторного масла и на что она влияет?

0W-30W или 5W-50W, что лучше? Или как быстрей испортить двигатель?

 

На множестве форумов пишут, что вязкость масла должна соответствовать требованиям заявленным автопроизводителем и возраст автомобиля, стиль вождения, пробег, а так же «экспертное» мнение мастеров из автосервиса не должно сбивать вас с курса при выборе моторного масла для вашего автомобиля. Владеть автомобилем вам. И возможные проблемы в случае выбора неподходящего моторного масла так же лягут на ваши плечи.

Данная статья написана для тех, кто сомневается с выбором масла для своего автомобиля, хочет разобратся в том, что к чему, и как самому определять масла «на пригодность» для своего автомобиля.

Для более наглядного понимания принципов работы моторного масла обратимся к памяти и вспомним из курса физики, что такое пара трения. Одной из таких пар в двигателе является поршень-цилиндр. На примере именно этой пары мы проведем наглядную экспертизу.

Разберемся с зазорами в парах трения и для чего они нужны?

Не для кого не секрет, что диаметр поршня с кольцами в сборе немного меньше диаметра цилиндра. Между цилиндром и поршнем имеется минимальный зазор для того, чтобы поршень мог совершать возвратно-поступательные движения внутри цилиндра сотни раз в минуту. Зазор между поршнем и цилиндром просто необходим, чтобы при образовавшемся трении во время движения не произошло заклинивание поршня в цилиндре или того хуже разрушения ЦПГ(цилиндро поршневой группы). Думаю не стоит пояснять, что трение приводит к нагреву и расширению деталей.

Вязкость масла

Следующим важным моментом является величина того самого зазора между деталями, а так же чем он заполняется во время работы двигателя и на что влияет? Исходя из принципа работы ДВС (двигателя внутреннего сгорания), именно этот зазор в итоге является величиной определяющей КПД (коэффициент полезного действия) двигателя. Ведь основная утечка толкательной силы осуществляется именно через этот зазор. Инженеры при расчете и проектировании ДВС стремятся минимизировать до предельно возможных величин этот зазор, потому что чем меньше зазор, тем выше мощность. Но полностью исключить его наличие невозможно, по вышеуказанным причинам.

Идем далее, каждой паре трения необходима постоянная смазка. Именно над этим и трудятся конструкторы, чтобы сделать зазор максимально соответствующий толщине пленки образуемой маслом во время рабочих температур. А масло в свою очередь обладает той самой вязкостью, которая позволяет образовывать эту пленку. Это позволит добиться максимального снижения потерь при распространении энергии внутри цилиндра.

Вязкость масла

Вот теперь то мы и подошли к самому интересному: вязкость масла является переменной величиной, которая в основном зависит от температуры и имеет обратную пропорцию (т.е. чем температура выше тем вязкость ниже). Так например у наиболее распространенного типа масла с вязкостью 5W-40W при нагреве двигателя от 40°С до 100°С, действительная вязкость снижается с 90 мм2/с до 14мм2/с, что имеет разницу более чем в 6 раз! Вместе с вязкостью на парах трения изменяется и толщина образуемой масляной пленки (чем ниже вязкость, тем тоньше слой масляной пленки).  И снижается вязкость не в одну секунду, а по кривой в прямой зависимости от роста температуры двигателя и соответственно нагрева масла. При этом каждое масло (даже с одинаковой вязкостью, но разных марок) обладает исключительно своей кривой снижения вязкости.

Что происходит с двигателем при прогреве?

Из школьного курса физики вспоминаем что при увеличенной толщине масляной пленки, которая превышает толщину зазора между деталями, образуется повышенное трение, что создает потери мощности и увеличение температуры. Этим свойством научились умело пользоваться моторостроители, рассчитывая зазоры пар трения находящихся при рабочей температуре. Т.о. конструкторы осознанно создают условия повышенных нагрузок во время прогрева двигателя. Что позволяет за счет повышенной вязкости прогреваться двигателю до рабочих температур быстрее.

С этим явлением связаны настоятельные рекомендации автопроизводителей не нагружать двигатель во время прогрева. И по этой же причине прогрев мотора в сильные морозы отнимает 300-500км от общего моторесурса. Что и объясняет рекомендации многих автоэкспертов по возможности не заводить двигатель в морозы, т.к. вязкость некоторых моторных масел при -30 по состоянию не сильно отличается от вязкости обувного крема/гуталина и первые 3-5минут мотор будет работать вообще баз смазки (если заведется), до тех пор, пока не разогреет масло.

Как ведет себя масло при прогреве до рабочих температур двигателя?

Когда двигатель прогревается до рабочей температуры система охлаждения двигателя открывает полный круг и тогда в двигателе поддерживается более-менее постоянная температура, которая и является рабочей. При этом масло так же играет роль в охлаждении двигателя. Этот процесс имеет такую схему (упрощенно): При увеличении нагрузки на двигатель или увеличении оборотов коэффициент трения возрастает =>растет температура пар трения в двигателе, а соответственно возрастает температура масла =>вместе с ростом температуры снижается вязкость масла =>масляная пленка становится тоньше, снижая коэффициент трения =>общая температура возвращается к рабочей (не забываем про систему охлаждения, т.к. она в процессе охлаждения двигателя играет основную роль, а свойства масла лишь вспомогательную). Во время вышеприведенных процессов происходит динамическое изменение вязкости масла в зависимости от температуры нагрева, в диапазонах рассчитанных производителем.

Все это означает, что эффективность и качество работы мотора имеет зависимость не от вязкости при определенно рассчитанной температуре, а от динамического изменения вязкости при определенном диапазоне температур. И очень важно, чтобы динамика изменений вязкости масла соответствовала динамике температурных изменений конструкции мотора, в который это самое масло заливается.

Вспомним так же и о том, что выпускаемые двигатели в разные периоды времени имели разные рабочие температуры, зазоры и характеристики. Вот те параметры двигателей, которые интересуют большинство автовладельцев при покупке автомобиля: топливная экономичность, выдаваемая мощность и крутящий момент.

Узннав/освежив в памяти принцип изменения вязкости в зависимости от температуры мы переходим к следующему вопросу: Какие бывают допуски моторных масел, классификации стандартов и какие между ними отличия?

Читать вторую часть 

Подельиться новостью:

Добавить комментарий