ВЯЗКОСТЬ МОТОРНОГО МАСЛА. ЧАСТЬ 2
Что хуже для двигателя, завышенная или заниженная вязкость?
И так повторимся: вязкость масла должна соответствовать требованиям автопроизводителя, не зависимо от каких либо факторов или «советов». Итак, углубляемся в этот вопрос. Самая известная большинству автолюбителей пара трения в двигателе – это «поршень-цилиндр», поэтому берем для наглядности именно эту пару трения.
Начнем разбираться: разве диаметры поршня в сборе с кольцами и внутренний диаметр цилиндра, совпадают? Нет! Для того, чтобы поршень мог сделать поступательные движения в цилиндре, его диаметр должен быть меньше, иначе трение очень быстро нагреет их и разрушает.
Разница в диаметрах это зазор, вопрос в следующий: какой это зазор, чем он заполнен и на что он влияет? По принципу работы ДВС, именно этот зазор и определяет КПД, т.к. именно через этот зазор происходит потеря силы взрыва топливной смеси в цилиндре. Таким образом - чем меньше зазор – тем больше мощность? Кроме того, как и любой другой паре трения, здесь нужна постоянная смазка. Поэтому, задача конструкторов сделать этот зазор точно соответствующим той масляной пленке, которую создает моторное масло, имеющее такое свойство, как вязкость. В этом случае мощность двигателя будет максимально возможной (при прочих равных) для его конструкции.
Именно в этом моменте могут возникать вопросы, такие как: вязкость масла – величина переменная, зависящая от температуры. Например, у стандартного масла 5W-40, при прогреве двигателя, скажем от 40 до 100°С, вязкость падает около 90 до 14 мм2/с, т.е. более, чем в 6 раз. И падает вязкость не одномоментно, а по кривой. И кривая эта у каждого масла своя. Соответственно, если температура масла ниже 40 – вязкость будет еще больше. Следовательно, вместе со значением вязкости изменяется и толщина масляной пленки.
Из выше сказанного можно сделать вывод что , когда он холодный и вязкость масла гораздо выше расчетной. Делаем вывод, если масляная пленка толще зазора, увеличивается трение, что приводит к падению мощности и повышению температуры. Именно в этом и заключается особенность автопроизводителей, которые рассчитывают зазоры именно под рабочие температуры двигателя, осознано заставляя двигатель работать под повышенными нагрузками при прогреве.
Поэтому из-за большей вязкости двигатель прогревается быстрее. И категорически не рекомендуется нагружать двигатель до полного прогрева. Бытует мнение, что один прогрев в сильные морозы отнимает порядка 300-500 километров у общего моторесурса нового двигателя.
Также нужно помнить, что со временем внутренние поверхности двигателя постепенно изнашиваются, зазоры увеличиваются, соответственно, и степень влияния повышенной вязкости холодного масла на износ уменьшается.
Вязкость масла при рабочих температурах.
Когда двигатель и масло прогрелись до рабочей температуры, начинает работать система охлаждения двигателя. Что при этом происходит, а происходит следующие, если просто, то: при повышенной нагрузке или оборотах коэффициент трения увеличивается => температура масла растет => вязкость масла падает => толщина масляной пленки уменьшается => начинает работать система охлаждения и все приходит в норму, или этот процесс замедляется. И вот, мотор работает. Но не стоит забывать, что вязкость и температура масла при этом динамически изменяются в определенных, строго рассчитанных производителем диапазонах.
Таким образом, эффективность работы двигателя зависит не от абсолютного значения вязкости при определенной температуре, а от динамики ее изменения при работе в определенном диапазоне рабочих температур и соответствия этой динамики конструкции конкретного мотора.
Так же надо помнить, что любой двигатель, точный механизм, и от работы этого механизм зависят мощность, крутящий момент, экономичность.
Разница в зазорах и рабочих температурах двигателей разных типов, их объемов и производителей естественно есть, и разница эта велика. Поэтому существуют разные допуски для масел, а также различные по температурно-вязкостным требованиям классы качества некоторых международных классификаций (как пример ACEA).
Индекс высокотемпературной вязкости по SAE присваивается исходя из значений вязкости масла при температурах 100 и 150 °С. А что же происходит между этими значениями? Кривая изменения вязкости разных масел при изменении температуры может достаточно сильно отличаться. Уже не говоря о том, что даже в указанных контрольных точках температуры, требования SAE предполагают не точные значения вязкости, а достаточно широкий их диапазон.
В итоге получаем что на разных масла вязкостью 5W-40, могут иметь разную вязкость при температуре 60, 90, или 150 °С. И именно эта динамика и другие параметры, содержатся в допусков автопроизводителей и классификациях масел. Еще раз хочу напомнить, что нельзя, делить вязкость масла на хорошую или плохую – она должна быть подходящей, т.е. соответствующей конструкции конкретного двигателя.
Вязкость масла выше нормы?
Прогреваем двигатель до рабочих температур, вязкость масла не снизилась до нужного значения. Но на нормальных оборотах и небольших нагрузках ничего критичного не будет. Возможно температура двигателя и работа охлаждающей системы приведут вязкость до допустимой нормы. Другой вопрос в том, что двигатель будет большую часть времени работать на более высокой температуре, что однозначно не способствует увеличению его моторесурса.
А если же приходиться резко увеличить обороты двигателя (обгон, подъем, манера езды), то скорость сдвига резко возрастает, а вязкость не соответствует текущей температуре, поэтому двигатель нагревается больше (и это как минимум), чтобы снизить уровень вязкости масла до допустимого значения. И в этот момент температура масла и двигателя вполне может перейти предельно допустимую безопасную норму.
В итоге: двигатель постоянно работает в режиме повышенных температур, от чего быстрее изнашиваются его детали. Рабочие температуры напрямую влияют и на ресурс самого моторного масла, оно будет быстрее окисляется и такое масло и менять нужно гораздо чаще.
И еще, при холодном запуске, более густому маслу сложнее добраться по масляным каналам ко всем узлам смазки.
Все негативные последствия сложно будет заметить, но они скорее всего дадут о себе знать не через 10 ил 20 тысяч км, а скорее через 100-150 тысяч. И доказать, что причина повышенного износа двигателя именно в неподходящем автомобильном масле практически невозможно – поэтому многие СТО, и даже официальные СТО часто не особенно задумываются о соответствия вязкости масла, которое они заливают, требованиям автопроизводителя для данного конкретного мотора.
Маловязкие масла
Обратная ситуация возникает, когда вязкость масла ниже нормы. Сейчас многие производители автомобильных масел делают энергосберегающие масла, с пониженной высокотемпературной вязкостью, например 0W-20. Отличаются эти масла от обычных допусками производителей, такие как ACEA A1/B1 и ACEA A5/B5.
Под такие масла идут и специально рассчитанные для них моторы, в «стандартном» двигателе применять такое автомасло просто опасно. При высоких температурах и на высоких оборотах пленка, создаваемая в местах трения становится слишком тонкой, в результате чего снижается эффективность смазки и существенно возрастает расход масла на угар. При определенном стечении обстоятельств мотор может даже заклинить.
Поэтому занижать вязкость масла гораздо опаснее, чем завышать. И ни в коем случае не следует применять автомасла классов ACEA A1/B1 и ACEA A5/B5, а также специальные, на которых написан только один допуск (одобрение) производителя, если эти классы качества либо допуски не подходят для вашего авто.