Что такое вязкость моторного масла: на что влияет

Зависимость вязкости моторного масла от температуры

С ростом температуры вязкость моторного масла падает, т.е. масло становится более жидким. Вязкость масла может уменьшаться в интервале температур от 0 °С до +100 °С в сотни и тысячи раз. На практике этот эффект используется при замене масла – масло всегда меняют после прогрева двигателя, т.е. когда масло разжижается, иначе слить его максимально полно с двигателя нельзя.

«Обычное минеральное» моторное масло при 0 °С гуще воды более чем в сотни и тысячи раз, а при +100 °С всего лишь в десятки. Кинематическая вязкость моторного масла показывает именно «степень густоты» моторного масла. Она измеряется в сСт (сантиСтоксы или мм /с, 1 сСт = 1 мм /с).

Скорость падения кинематической вязкости с ростом температуры характеризуется ИНДЕКСОМ ВЯЗКОСТИ масла. Проще говоря, индекс вязкости показывает «степень разжижения» масла. Это безразмерная величина, т.е. не измеряется в каких-либо единицах (метрах, километрах, килограммах и т.д.) – это просто цифра!

Чем ниже индекс вязкости моторного масла, тем сильнее масло разжижается, т.е. толщина масляной пленки становится очень маленькой (а за этим следует повышенный износ). Чем выше индекс вязкости моторного масла, тем меньше масло разжижается, т.е. обеспечивается необходимая для защиты трущихся поверхностей толщина масляной пленки.

На практике, в случае реальных моторных масел, низкий индекс вязкости означает плохой запуск двигателя при низких температурах или плохая его защита от износа при высоких температурах.

Пример: отечественное масло M10ДМ (или М10Г2к) – минеральное масло (индекс вязкости ИВ ~100…110), запуск двигателя (при исправном состоянии) при -15 °С затруднен; Shell Rimula D 10W-30 (ИВ~130) – запуск двигателя при его исправном состоянии гарантирован при -25 °С – почувствуйте разницу!

Теоретически, все производители моторных масел хотели бы получить продукт с максимально высоким индексом вязкости (> 300), но к сожалению, это невозможно по причине ряда физических законов. Высококачественные минеральные моторные масла обычно имеют индекс вязкости (ИВ) 120-140, полусинтетические 130-150, синтетические 140-170. На канистрах, этикетках, этот параметр, как правило, не указывается, из-за «излишней сложности восприятия» для потребителя. Вы всегда можете потребовать от представителя производителя масла. Она не является секретной или конфиденциальной!

• Вязкость – (внутреннее трение) – свойство жидких и газообразных тел оказывать сопротивление их течению – перемещению одного слоя тела относительно другого – под действием внутренних сил. Может быть выражена в единицах вязкости кинематической, динамической, условной и удельной. Физическая модель вязкости жидкого или газообразного тела – это сила, которую необходимо приложить для равномерного перемещения одной пластины относительно покоящейся, при условии, что их разделяет жидкость или газ, отнесенная к площади пластины. В этом случае приложенная сила оказывается равной абсолютной (динамической) вязкости.
• Кинематическая вязкость – основной эксплуатационный параметр для всех видов моторных и трансмиссионных масел (а также и масел индустриальной номенклатуры). По определению — отношение динамической вязкости ( h ) к плотности ( d ) жидкости или газа при той же температуре: n = h / d

В системе СИ за единицу кинематической вязкости принят квадратный метр за секунду (м2/с), равный кинематической вязкости, при которой динамическая вязкость среды с плотностью 1 кг/м3 равна 1 Па Ч с. В системе СГС принят стокс.

Влияние на работу двигателя: от вязкости масла зависят следующие факторы

• Толщина образуемой масляной пленки в парах трения (надежность разделения трущихся поверхностей при высоких температурах, стойкость к разрушению до добавления противоизносных присадок)
• Легкость пуска двигателя в холодную погоду
• Мощность двигателя (потери на трение, компрессия в ЦПГ)
• Коэффициент полезного действия двигателя
• Количество осадков образующихся в картерном масле
• Расход топлива
• Расход масла

Маркировка API: что это?

Что касается классификации АПИ, тоже международной, то она формируется по следующим показателям:

• вид мотора;
• режим работы ДВС;
• эксплуатационные свойства масла;
• условия эксплуатации;
• год выпуска.

По API масла имеют две категории:

• S. Масла с обозначением буквы «S» применяются только в бензиновых двигателях.
• C. Масла с обозначением буквы «C» применяются только в дизельных двигателях.

Что означает API?

По первой букве (S или С) уже известно для дизеля или бензина предназначено масло. В шифре потом идет вторая буква, которая говорит о свойствах эксплуатации.

То есть, по расшифровка по АПИ масел будет следующая:

1. API. Это первое значение в аббревиатуре.
2. «ЕС» — означает, что это энергосберегающее масло.
3. I…X — римские цифры указывают на уровень экономии топлива.
4. «S» (Service) или «C» (Commercial).
5. После «S» или «С» идет буква от «А» до «N». Эта буква показывает уровень эксплуатационных свойств. А — самый низкий класс масла. N — самый высокий класс масла. Чем выше по алфавиту, тем выше класс.
6. Что касается маркировки универсального масла, то там есть и буква для бензиновых ДВС (S), и для дизельных (C). Обозначаются через наклонную черту, например: API SL/SF.
7. И, последнее в шифре только для дизельных ДВС — это цифра. То есть, если в конце цифра 2, то это масло для двухтактных двигателей. Если в конце цифра 4, то для четырех тактных ДВС.

В категорию «С» входят 14 классов, то некоторые также не используются:

Год введения в действие	1983	1990	1994	1998	2004	2010
API масла для дизельных двигателей	CE	CF-4	CF, CF-2, CG-4	CH-4	CI-4	CJ-4

Прошедшие АПИ и САЕ экспертизы и испытания моторные масла имеют графические круглые этикетки на канистрах. Сверху на этикетке есть обозначение «API» (API Service). В центре графической наклейки указывается вязкость по SAE и степень энергосбережения.

Такая этикетка клеится на масла, которые прошли сертификацию и соответствуют  требованиям API.

На такой наклейке прописываются: 1 — класс или классы масла; 2 — вязкость масла по САЕ; 3 — энергосберегающее масло для бензиновых двигателей.

4 — обозначение CI-4 PLUS в комбинации с CJ-4 или CI-4 говорит о том, что масло устойчиво к более повышенному загрязнению сажей и выдерживает более высокие нагрузки мотора.

Если использовать моторные масла по назначению в соответствии со спецификацией, то такой правильно подобранное масло увеличит ресурс двигателя, будет долго защищать от преждевременного износа.

Советы и рекомендации

Начнем со старых или изношенных моторов. В этом случае никак не следует стремиться залить исключительно дорогую синтетику, так как сальники и прокладки таких двигателей могут быть несовместимы с современными синтетическими смазками. Получается, использование дорогой смазки может только навредить мотору, стать причиной утечек масла и т.п.

Что касается распространенной практики повышения вязкости масла на моторах со средним или большим пробегом, такие действия допускаются. Однако нужно иметь достаточный опыт, отдельно учитывать степень износа агрегата, особенности эксплуатации, сезонность.

Другими словами, если рекомендуемое масло 5W-30, залить 5W-40 можно. При этом нужно помнить, что такая смазка будет более вязкой при низких и высоких температурах. Зимой это может обернуться затрудненным пуском и повышенным износом. При этом после прогрева ДВС изношенный двигатель на более вязком масле будет работать тише и мягче, давление в системе смазки возрастет, так как более толстая масляная пленка заполнит увеличившиеся от износа зазоры между деталями.

Теперь рассмотрим случай, когда в руководстве по эксплуатации указана конкретная марка смазки (например, оригинальное масло GM для Opel/Chevrolet, масло для Toyota или Ford). В этой ситуации оптимально приобретать смазочный материал у официального дилера, особенно если машина на гарантии.

Если же автомобиль не гарантийный, тогда можно залить любую другую марку масла с такими же характеристиками, как и у  оригинальной смазки. Кстати, при переходе с одного типа масла на другой даже в рамках использования продуктов одного  бренда, в ряде случаев рекомендуется перед заменой масла промывать двигатель.

Однако для старых моторов с грязной масляной системой не рекомендуется использовать специальные промывочные жидкости. Для промывки системы смазки лучше всего значительно сократить интервалы замены самого масла. Это значит, что после перехода на другое масло замену нужно произвести не через 8-10 тыс. км, а уже через 3-4 тыс. Затем следующая замена производится через 5-6 тыс. км, после чего смазка эксплуатируется в штатном режиме.

На машинах с ГБО в летний период лучше использовать более вязкое масло, так как езда на газу означает, что горючее не попадает в картер, также масло не так интенсивно загрязняется продуктами сгорания бензина и медленнее теряет свои свойства. Такой подход позволяет несколько увеличить интервалы замены смазки.

Как показывает практика, на многих двигателях от замены до замены масло приходится доливать

Важно помнить, что крайне не рекомендуется смешивать моторные масла разных типов и производителей. Смешивание допускается только тогда, когда ситуация аварийная, при этом нужно учесть целый ряд особенностей

Также за уровнем масла нужно постоянно следить, не допуская снижения и превышения допустимого показателя.

Если машина эксплуатируется в тяжелых условиях (длительная работа на холостых оборотах, режим езды старт-стоп в городском цикле, короткие поездки и т.д.), тогда интервал замены масла следует сокращать. Как правило,  синтетику и гидрокрекинг в условиях СНГ лучше менять каждые 10 тыс. км., полусинтетика требует замены к 7-8 тыс., минеральное масло меняется каждые 5-6 тыс. км.

Для дизельных двигателей, а также высокофорсированных атмо и турбомоторов на бензине замена масла показана каждые 7 тыс. км. При этом не следует полагаться на так называемые масла LongLife с увеличенным сроком службы. Дело в том, что такие продукты не рассчитаны на отечественные условия эксплуатации (качество топлива, запыленность дорог и т.д).

Напоследок добавим, что приобретать масло лучше всего у официального дилера или в проверенных официальных точках продажи. Дело в том, что на рынке СНГ присутствует большое количество подделок

При этом важно понимать, что достаточно часто подделывают именно продукцию известных брендов (Shell, Mobil, Liqui Moly, Castrol, Total и т.д.)

На сомнительное происхождение масла также может указывать и его явно сниженная цена. На момент написания данной статьи литр минералки стоит как минимум около 120-150 руб., полусинтетика имеет цену около 300-350 руб., синтетические масла стоят около 600-650 руб. за 1 литр

Обратите внимание, указанные цены минимальные, то есть для конкретного автомобиля качественная синтетика может обойтись около 1000 руб. и даже больше

Классификация ACEA

Делит масла на аналогичные API эксплуатационные группы, помогая подбирать оптимальное, исходя из года выпуска и особенностей конструкции двигателя. Имеет класс A/B – универсальный для бензиновых и дизельных двигателей, С для дизельных и бензиновых, соответствующих самым современным экологическим требованиям Euro-4, Е – масла для нагруженных дизельных двигателей тяжелого транспорта. В этой классификации только некоторые группы могут заменить другие.

В последней редакции 2012 года выделены три категории:

ACEA AB – Смазки для моторов с питанием бензином и дизелем. Объединяет все разработанные до 2004 года классы A и B, которые в более ранних редакциях делили смазки на две категории по типу топлива. Сейчас в этой категории 4 класса: А1/B1, A3/B3, A3/B4, A5/B5.

Класс	Применение	Характеристики
А1/В1	Для определенной категории двигателей с небольшой нагрузкой, в которых можно применять маловязкие масла.	Имеет увеличенный пробег, не рекомендовано для жаркого климата. Энергосберегающее.
А3/В3	Для двигателей легковых авто и грузовиков малого тоннажа с высокой мощностью, с турбонаддувом и без	Средний интервал замены. Может использоваться в любой сезон.
А3/В4	Для агрегатов с турбиной, непосредственным впрыском и насос-форсунками или системой Common Rail.	Практически полностью идентично А3/В3, но подходит для новых инжекторных систем. Может заменить предыдущую категорию.
А5/В5	Для высокофорсированных моторов легкого транспорта, где допускается использование смазок малой вязкости.	Маловязкое, подходит для зимних месяцев. Не подходит к некоторым типам двигателей.

ACEA C – смазки для бензинового и дизельного топлива, подходят под самые жесткие современные требования экологов по содержанию веществ в выхлопе. Можно использовать в системах с катализаторами и сажевыми фильтрами, так как имеют сниженную зольность. В этой категории 4 класса: C1, C2, C3, С4.

Класс	Применение	Характеристики
С1	Бензиновые и дизельные двигатели с инжекторами, мощные с малым зазором между внутренними деталями.	Экономит топливо и распадается до нейтральных веществ в выхлопе. Не допускается использовать в устаревших конструкциях или двигателях, в которые ранее заливались более агрессивные материалы.
С2	Экономные двигатели с системами очистки выхлопа.	Отличие от предыдущей категории в более высоком содержании фосфатов и сульфатов.
С3	Моторы с системами очистки выхлопа, работающие в сложных условиях, с турбонаддувом или без.	Отличается от С2 повышенной вязкостью, низкая и средняя зольность. Подходит для увеличенных интервалов замены.
С4	Для систем, оборудованных сажевыми фильтрами DPF и трехкомпонентными катализаторами TWC.	По составу похож на С1, но выше вязкость.

ACEA E – смазки для дизелей, работающих с большой нагрузкой, и тяжелого транспорта. Категория была введена в самом начале создания класса в 1995 году. В новой редакции 4 класса: Е4, Е6, Е7, Е9.

Класс	Применение	Характеристики
Е4	Современные двигатели, отвечающие нормам Евро от 1 до 5 и работающие в тяжелых условиях.	Обеспечивает чистоту деталей и защиту от износа, длительный интервал замены. Не подходит для систем с сажевым фильтром, совместим не со всеми системами очистки выхлопа.
Е6	Для современных моторов, отвечающих требованиям Евро от 1 до 5 с системой очистки выхлопа, с сажевым фильтром или без, снижением выбросов оксида азота.	Обеспечивает чистоту внутренних деталей, защищает от износа, увеличенный интервал пробега.
Е7	Дизельные моторы, работающие на больших оборотах класс Евро от 1 до 5, оборудованных системой очистки выхлопа. Не подходит для систем с сажевым фильтром.	Повышение антиокислительных и моющих свойств. Увеличенные интервалы замены.
Е9	Отличие от Е7 в совместимости с сажевым фильтром.	Ограничение по зольности.

Выбор моторного масла по его вязкости

Подбор необходимого масла строго индивидуален и направлен на определенный двигатель. Поэтому в первую очередь следует ориентироваться на те указания и рекомендации, которые сделал производитель в технической документации к тому или иному автомобилю.

Помните, что только оригинальное масло либо его качественный аналог способны обеспечить двигатель хорошей работой и максимальным износом деталей.

В том случае, если данного рода документация отсутствует — ориентироваться следует на указанные допуски масла в отношении определенных двигателей, которые, чаще всего, имеются на этикетке производителя.

Что означают цифры в обозначении вязкости масла (расшифровка)

Вязкость масла – это тот параметр, который на упаковке обозначают буквами SAE. Давно прошли те времена, когда по вязкости можно было определить его вид: минеральное, полусинтетическое или синтетическое моторное масло. Автомобилисты со стажем, наверняка, ещё помнят, когда на рынке спрашивали масло SAE. Тогда было все легко и просто: 15w-40 – минералка, 10w-40 – полусинтетика, а 5w-40 – синтетика.

Сегодня все по другому. Можно запросто найти полусинтетику 15w-40 или синтетику 10w-40, особенно в грузовом сегменте. Что же означают все эти цифры и буквы? Давайте разбираться по порядку.

По классификации SAE масла принято делить на зимние (с индексом “w”), летние и всесезонные. Стандартные параметры вязкости для зимних и летних масел обозначаются следующим образом:

• Зимние масла: SAE 0w, 5w, 10w, 15w, 20w;
• Летние масла: SAE 30, 40, 50.

Всесезонные масла имеют смешенную спецификацию, то есть сочетают в себе одновременно и зимний, и летний параметр вязкости, разделенный в обозначении знаком тире: SAE 0w-30, 0w-40, 5w-30, 5w-40, 5w-50, 10w-30, 10w-40, 15w-40, 20w-50.

Как вы, наверное, уже догадались, практически все масла, представленные на сегодняшний день в продаже, являются всесезонными и имеют смешанную спецификацию.

Вот мы и добрались непосредственно к расшифровке того, что означают цифры вязкости масла. В обозначении вязкости по SAE цифры означают следующее:

1. Первая цифра (зимний параметр), например, 0w – указывает на минимальную температуру безопасного холодного пуска. Это означает, что чем меньше первая цифра, тем на более низкую температуру рассчитано масло.
2. Вторая цифра (летний параметр) указывает на возможность применения масла в определенных температурных условиях.

Бытует миф, что цифры летнего параметра вязкости масла – означают температуру максимально допустимой окружающей среды, при которой возможна эксплуатация автомобиля. Например, масло с вязкостью 5w-30 рассчитано на температуру +30 °С. Это не правда! Никакого отношения эти цифры к температуре окружающей среды не имеют. Запомните, летний параметр – это цифры условные и они никакого отношение к окружающей среде не имеют.

Таблицу с диапазонами применяемости масел по SAE в зависимости от температур смотрите ниже.

Определение вязкости масла

О том, что любой смазочный материал должен препятствовать такому явлению, как сухое трение между движущимися и соприкасающимися деталями, знают даже школьники. В отношении автомобильного двигателя задача масла соответствующая – уменьшить силу трения в цилиндропоршневой группе при обеспечении максимальной герметичности цилиндров. Решение этой задачи не выглядит тривиальным, поскольку силовой агрегат вынужден работать в очень широком температурном диапазоне, от минусовых (холодный двигатель, пуск зимой) до плюс 300ºС – такой режим характерен для некоторых узлов прогретого мотора.

Отметим, что многие водители убеждены, что та температура, которая отображается на шкале прибора, измеряет температуру самого двигателя. Это, конечно же, заблуждение – датчик измеряет только температуру тосола. А она действительно на прогретом моторе практически одинакова во всём контуре и составляет примерно 90 градусов. Узлы же силового агрегата греются по-разному. Соответственно, и температура моторного масла тоже «гуляет», причём в достаточно широких пределах, доходя до значений порядка 150ºС.

А поскольку современные двигатели представляют собой достаточно сложную конструкцию, их производители рекомендуют использовать смазочные жидкости с вполне определёнными эксплуатационными характеристиками. Именно они обеспечивают максимально возможный КПД двигателя за счёт уменьшения силы трения, способствуя снижению износа трущихся деталей при среднестатистических нагрузках на мотор.

И важнейшей из этих характеристик является вязкость ММ. Самое простое и понятное определение вязкости следующее: это способность масла сохранять свою текучесть в заданных условиях работы, оставаясь на поверхности трущихся деталей. Добиться этого не сложно, если бы не динамически изменяемый температурный режим: на непрогретом двигателе он один, при работе в штатном режиме – другой – при повышенных нагрузках – третий.

Понятно, что изобрести некий универсальный состав, который бы одинаково хорошо работал независимо от внешних условий, невозможно.

А чтобы и автопроизводители, и потребители имели возможность как-то оценивать вязкость конкретных масел, Ассоциация автоинженеров США (SAE) разработала и внедрила классификацию ММ по их вязкости, в соответствии с определёнными температурными режимами работы. Другими словами, классификация упрощает выбор масла в зависимости от предпочтительного режима эксплуатации автомобиля.

У многих водителей вызывает затруднение расшифровка вязкости масла, указываемая на маркировке смазочных жидкостей для мотора в соответствии с классификацией по SAE. Как правило она начинается с одной или двух цифр, за которыми следует буква W, а через тире следует ещё одна пара цифр.

Рассмотрим на простом и доступном уровне, что означают эти цифры в отношении вязкости масла. То, что стоит до буквы W – так называемая низкотемпературная вязкость, указывающая на возможность запуска мотора при определённой отрицательной температуре (вычислить её можно, отняв от указанной цифры значение 40). То есть 5W обозначает, что такая жидкость обеспечивает беспроблемный пуск двигателя при температуре не ниже минус 40 градусов.

Отметим, что данный показатель касается только нижнего порога температур для холодного мотора, не влияя на рабочие характеристики масла, используемого на горячем силовом агрегате. Но опять же, производители масел рассчитывают этот параметр на основании испытаний на конкретных моторах, поэтому он является, так сказать, усреднённым. В действительности всё зависит от конкретного мотора, поэтому ориентироваться нужно на рекомендации автопроизводителя, а не на маркировку. Отметим, что, если в конкретном регионе максимальные морозы не превышают -20°С, можно использовать ММ с практически любым префиксом, поскольку масла с индексом, большим 20W, встречаются на рынке очень редко.

Вторая группа цифр указывает на высокотемпературный показатель вязкости, однако здесь нет прямой зависимости от температуры. Он обозначает некий обобщённый параметр, характеризующий минимальную/максимальную вязкость ММ при функционировании в рабочем диапазоне температур (а это в среднем 100-150 градусов). Чем выше этот показатель, тем больше вязкость масла при работе в более высоком температурном режиме. А слишком жидкое масло не сможет обеспечить выполнение своих непосредственных обязанностей – смазывать трущиеся поверхности. Так что интерпретация второго пары цифр даже среди специалистов вызывает определённые разногласия, и совет придерживаться рекомендаций автопроизводителей здесь ещё более актуален.

Типы и характеристики моторных масел

В Европе, США, Японии и других странах действует маркировка моторных масел по  SAE  (Общество Автомобильных  Инженеров)по вязкости, похожая на классификацию, применяемую в России. Согласно классификации SAE масла делят на:

• Зимние масла при небольшой вязкости обеспе­чивают холодный пуск при низких температурах; но при высоких температурах не обеспечивают надеж­ного смазывания двигателя);
• Летние масла надежно смазывают двигатель при высоких температурах, но не обеспечивают холодный пуск при температуре воздуха ниже 0°С);
• Всесезонные масла при низких температурах обладают вязкостью зимних масел, а при высоких — летних.

Зимние масла обозначают буквой W (от слова winter -зима). SAE разделяет моторные масла на 10 клас­сов, отличающихся по вязкостно-температур­ным характеристикам. Типичные обозначения зимних масел — OW, 5W, 10W, 15W, 20W и 25W, летних — 20, 30, 40 и 50. Чем ниже число, указы­вающее класс зимнего масла, тем ниже темпе­ратура, при которой масло сохраняет работоспо­собность, т.е. смазывает трущиеся поверхности, свободно поступая к ним. Чем больше число в классе летнего масла, тем при более высоких температурах масло остается вязким, сохраняя устойчивую масляную пленку между трущимися деталями.

Функции моторного масла инфографика

Также  существует  принятая  во  многих  странах классификация API  (Американского  Нефтяного  Института), которая связывает эксплуатационные свойства масел с условиями работы двигателя. Условия применения масел обозначаются двумя буквами:

• первая определяет тип двигателя (S — бензиновый, С — дизель),
• вторая (А, В, С, D, E, F, G, Н) — уровень эксплуатационных свойств моторного масла.

Причем условия применения масла ужесточаются соответственно возрастанию порядкового номера буквы в алфавите. Масла классов SA и СА пред­назначены для нефорсированных двигателей, сконст­руированных до 70-х годов, работающих с легкими нагрузками. А масла классов SH и CD — для высоко-форсированных многоклапанных двигателей и двига­телей с наддувом, работающих в тяжелых условиях эксплуатации при высоких нагрузках (модели вы­пуска с 1989 года).

Инфографика Топ 10 покупаемых моторных масел в России

На упаковках обычно ставят обозначение маркировки моторного масла по обеим системам.

Тенденция такова, что масла в большинстве своем обычно изготавливают всесезонные. При этом мно­гие масла можно использовать как в бензиновых, так и в дизельных двигателях, однако последнее харак­терно только для моторных масел для легковых авто­мобилей.

Для упрощенной классификации моторные масла можно разделить на три большие группы, характе­ризующие состав масла. Масла бывают

• минеральные (полученные из нефтепродуктов),
• синтетические,
• полусинтетические (представляющие собой смесь двух первых).

Такое деление вполне оправдано, поскольку мине­ральные и синтетические масла отличаются по вяз­костно-температурным характеристикам, а значит — и по области применения и, что также немаловажно, по стоимости. Следует заметить, что большую роль играют всевозможные присадки, влияющие в первую очередь на свойства масла, а также и на его цену