Плотность моторного масла


Плотность моторного масла. От каких параметров она зависит? - АвтоЖидкость

Физическое отношение массы к объёму жидкости определяет плотность моторного масла. Наряду с вязкостью параметр имеет прямую зависимость от температуры, влияет на работу двигателей и обеспечивает заявленную мощность при гидропередаче. Некачественное моторное масло содержит вредные присадки, а отработанное — примеси, которые повышают плотностные параметры. Расскажем, как влияют высокие и низкие показатели плотности синтетических масел на работу поршневых или роторных двигателей авто.

Высокоплотные смазочные материалы

Плотность автомобильных масел варьируется на уровне 0,68–0,95 кг/л. Смазочные жидкости с показателем выше 0,95 кг/л относят к высокоплотным. Такие масла снижают механическую нагрузку при гидравлической передаче без потери производительности. Однако в силу повышенной густоты смазка не проникает в труднодоступные участки поршневых цилиндров. Как результат: увеличивается нагрузка на кривошипно-шатунный механизм (коленвал). Также растёт расход смазочного материала и чаще образуются коксовые отложения.

Через 1,5–2 года смазочная жидкость уплотняется на 4–7% от первоначального значения, что сигнализирует о необходимости замены смазочного материала.

Низкоплотные моторные масла

Снижение массо-объёмного параметра ниже 0,68 кг/л обусловлено введением низкоплотных примесей, например, легковесных парафинов. Некачественные смазки в подобном случае приводят к быстрому износу гидромеханических элементов двигателя, а именно:

  • Жидкость не успевает смазать поверхность движущихся механизмов и стекает в картер.
  • Повышенное выгорание и коксоотложение на металлических деталях ДВС.
  • Перегрев силовых механизмов вследствие увеличения силы трения.
  • Повышенный расход смазочного материала.
  • Загрязнение масляных фильтров.

Таким образом, для правильной работы связки «цилиндр-поршень» необходимо моторное масло оптимальной плотности. Значение определяется для конкретного типа двигателя и рекомендуется согласно классификациям SAE и API.

Таблица плотности зимних моторных масел

Смазки, обозначаемые индексом 5w40–25w40, относят к зимним типам (W – Winter). Плотность подобных продуктов варьируется в диапазоне 0,85–0,9 кг/л. Цифра перед «W» указывает на температуру, при которой обеспечивается проворачивание и прокручивание поршневых цилиндров. Вторая цифра — индекс вязкости нагретой жидкости. Плотностный показатель смазки класса 5W40 минимальный среди зимних типов — 0,85 кг/л при 5 °C. У аналогичного продукта класса 10W40 значение на уровне 0,856 кг/л, а для 15w40 параметр равен 0,89–0,91 кг/л.

Класс моторного масла по SAEПлотность, кг/л
5w300,865
5w400,867
10w300,865
10w400,865
15w400,910
20w500,872

Из таблицы видно, что показатель зимних минеральных смазок колеблется на уровне 0,867 кг/л. При эксплуатации смазочных жидкостей важно следить за отклонениями плотностных параметров. Измерить значение поможет обычный ареометр.

Плотность отработанного моторного масла

По истечении 1–2 лет использования ухудшаются физические свойства технических смазок. Окраска продукта меняется от светло-жёлтой до бурой. Причина — образование продуктов распада и появление загрязняющих примесей. Асфальтены, производные карбена, а также несгораемая сажа — главные компоненты, ведущие к уплотнению технических смазок. К примеру, жидкость класса 5w40 с номинальным показателем 0,867 кг/л спустя 2 года имеет значение 0,907 кг/л. Устранить деградационные химические процессы, ведущие к изменению плотности моторного масла, невозможно.

avtozhidkost.ru

Плотность моторного масла: таблица, расшифровка

Моторные масла при разных температурных условиях могут демонстрировать разные свойства. Основное назначение – это предотвращать возможность «сухого» трения, которое может возникнуть в случае выдавливания смазки зоны контакта. Есть крайне нагруженные зоны, куда с помощью масляного насоса смазывающая жидкость подается под давлением.

Завод-изготовитель автомобиля в сервисной книжке указывает предпочтительные виды масел для разных узлов транспортного средства. Однако реклама, звучащая из всех видом средств массовой информации (СМИ), призывает покупать именно определенный сорт и тип расходного материала. Рекламное воздействие поддерживают и на станциях технического обслуживания, где приходится проходить регулярные ТО. Поэтому менеджеры, заинтересованные в реализации определенного товара часто навязывают пользователю определенные типы смазочных средств.

Есть смысл разобраться, а что конкретно нужно тому или иному типу авто. Желательно понимать, в чем превосходство определенного брендового масла перед остальными. Стоит ли покупать дороже, чем реально возможно.

Основные характеристики моторных масел

Рассматривая смазочную жидкость для собственного автомобиля, владелец обращает внимание на ряд основных характеристик. Современный автовладелец заметно отличается от тех, что встречались лет 30…40 назад. В те годы авто приобреталось один-два раза в течение жизни.

Часто оно служило нескольким поколениям, поэтому к режимам эксплуатации относились иначе. Чем заправить картер силовой установки особенно не задумывались. Знали, что желательно производить замену моторного масла через каждые 5 или 10 тысяч км пробега. В автомагазинах, а также на СТО предлагались две марки автола, различающиеся по вязкости:

  • жидкое масло приобретали для зимней эксплуатации. При запуске на морозе оно оказывало меньшее сопротивление;
  • густое масло старались заливать с наступлением теплых дней. В горячем моторе оно сохраняло свои свойства даже в самую жару. Для многих автолюбителей поездки в отпуск на юг были естественным способом оказаться на берегу моря. Дневной пробег составлял 1000-1500 км.

К основным показателям, характеризующим свойства смазочных жидкостей, относят:

  • вязкость. При этом специалисты вносят несколько основных понятий к этому критерию, выделяя относительные характеристики, связанные с плотностью масла (кинематическую и динамическую вязкости). Так как несущая основа в зависимости от температуры ведет себя весьма неоднозначно, то вводится еще одна характеристика – индекс вязкости, который указывает, как изменяются вязкопластические свойства в зависимости от температуры;
  • испаряемость. Любая жидкость, имеющая свободную поверхность (поверхность раздела между жидкой фракцией и окружающим воздухом), образует пар. Интенсивность парообразования зависит от длины и массы молекул несущей основы. Чем меньше молекулярная масса или короче сами молекулы, тем проще происходит отделение от жидкой составляющей и выход в виде пара. При увеличении температуры интенсивность парообразования возрастает. В замкнутом пространстве часто возникает эффект динамического равновесия, когда количество испаряющегося вещества соответствует тому, которое конденсируется обратно в жидкость;
  • коксуемость – это характеристика жидкого тела превращаться в твердые фракции под действием разнообразных факторов. Часто при исключительно высоком нагреве меняется структура молекулы. Она окисляется кислородом воздуха, образуется совершенно новое вещество, свойства которого кардинально отличаются от исходной жидкости;
  • сульфатная зольность (СЗ) – критерий, указывающий, как много потерялось присадок в процессе эксплуатации. Образующиеся зольные отложения улавливаются фильтрами. Но наступает момент, когда фильтрующие элементы уже не справляются со своей задачей. Начинается отложение зольных соединений в самых разных местах двигателя;
  • щелочное число (ЩЧ) – этот показатель характеризует способность противостоять окислительным процессам, которые могут происходить с металлами внутри замкнутого пространства ДВС. Чем выше ЩЧ, тем дольше смазочная жидкость предотвращает образование окислов железа, алюминия и других материалов, использованных при изготовлении силовой установки;
  • плотность оказывается одной из важнейших характеристик, определяющих массу вещества в определенном объеме (г/см³). ГОСТы устанавливают условие определения этого показателя при температуре +20 ⁰С. Но в реальных условиях диапазон рабочих температур изменяется в довольно широком интервале;
  • температура вспышки (ТВ) указывает на пожароопасность используемой смазочной жидкости. Зависит от наличия в составе коротких углеводородов, способных поддержать горение. Часто отмечается высокая корреляция между испаряемостью и ТВ.

Плотность масел

Реальная плотность моторных масел находится в пределах от ρ = 0,68…0,89 г/см³ до ρ = 0,95…1,03 г/см³. Поэтому принято их разделять:

  • на легкие (до ρ = 0,88 г/см³);
  • средние, ρ = 0,89…0,93 г/см³;
  • тяжелые, ρ = 0,95…1,03 г/см³.

Легкие обычно имеют низкий показатель вязкости µ = 5…7 сСт (характеристика кинематической вязкости). У тяжелых смазок значение может составлять µ = 12…17 сСт.

Низкая вязкость позволяет проникать в самые мелкие отверстия, но несущая способность подобных смазочных материалов невысокая. Она может выдавливаться, допуская сухое трение.

Минеральные масла

В результате крекинг-процесса производится разделение фракций нефти по плотности. После отделения топливных фракций, используемых для сжигания в цилиндрах мобильной техники, остаются тяжелые составляющие. Их используют для производства смазочных материалов.

Для придания определенных свойств моторных масел в них добавляют присадки:

  • противопенные присадки снижают возможность образования тонких пленок. Наличие подобных компонентов не дает возможность транспортировать по системе смазки смесь жидкости и газа. Поэтому при выжигании этих компонентов ухудшаются характеристики масла. Теряя противопенные составляющие, масляная основа увеличивает плотность;
  • противопригарные присадки работают дольше всех. В их составе используют соли редкоземельных металлов. Эти же присадки понижают адгезионные свойства. Несущая основа меньше прилипают к поверхности металла (чугуна, стали и алюминия). По мере срабатывания компонентов несколько снижается плотность масла;
  • моющие присадки содержат соли натрия и калия. Их наличие в составе смесей помогает вымывать пригоревшие остатки из небольших щелей и отверстий. Самое важное – это удаление остатков масла и замена новой порцией на коренных и шатунных шейках. По мере выгорания моющих составляющих наблюдается рост плотности.

Для этих типов моторных смазок важно то, что они имеют наибольшую плотность. При нагрузке на сопрягаемые детали КШМ при невысокой частоте вращения коленчатого вала (до 4000-5000 об/мин) несущая способность масляной пленки удовлетворительная.

Синтетические масла

В результате переработки пропана получают псевдоожиженные составляющие. Они являются основой для создания смазочных материалов. В зависимости от давления и температуры, создаваемых в процессе формирования длинных полимеров, образуются разные несущие жидкости. Они используются в качестве основы для моторных масел.

Большинство производителей использует в качестве основы одни и те же компоненты. Различия формируются только за счет используемых присадок. Отечественные и зарубежные производители разрабатывают свои типы присадок. У большинства из них применяют аналоги. Различия незначительные.

Создавая моторные смазки, каждый присваивает свой бренд. Однако, для большинства пользователей важны не наименования, а реальные возможности, которые определяются по системе SAE (предназначение масел по температурному режиму).

Для большинства современных автомобилей применяют универсальные масла. У них в маркировке указывается W (winter – зимний вариант использования), а также второе число, указывающее на работу в летний период.

Таблица: Плотность и кинематическая вязкость для синтетических масел большинства производителей

Класс моторного масла по SAE Плотность, г/см³
при 20 ⁰С при 100 ⁰С при 120 ⁰С
5w30 0,863…0,868 0,781…0,786 0,762…0,770
5w40 0,867…0,872 0,775…0,781 0,751…0,757
10w30 0,865…0,868 0,801…0,808 0,792…0,800
10w40 0,865…0,870 0,810…0,817 0,801…0,804
15w40 0,910…0,915 0,863…0,871 0,853…0,860
20w50 0,872…0,880 0,835…0,842 0,822..0,831
Показатели кинематической вязкости
Класс моторного масла по SAE Кинематическая вязкость, сСт
при 20 ⁰С при 100 ⁰С при 120 ⁰С
5w30 12,3…12,7 8,8…9,3 7,8…8,3
5w40 12,7…13,2 9,4…9,8 8,5…9,1
10w30 14,4…15,0 9,1…9,6 8,8…9,4
10w40 15,3…15,6 9,6…9,9 9,1…9,4
15w40 16,7…17,2 10,6…11,0 9,9…10,3
20w50 18,3…18,8 11,3…11,8 10,8…11,1

Плотность и вязкость сохраняется на приемлемом уровне в широком диапазоне температур.

Полусинтетические масла

При производстве полусинтетики производители добавляют примерно 60…70 % по объему минеральные составляющие, остальная часть представлена в виде синтетики. По своим характеристикам такие смазки являются промежуточными по показателям. Для тяжелой техники чаще применяют именно этот тип материалов.

Образцы отечественного автопрома, выпущенные до нулевых годов, рекомендуется эксплуатировать именно на этих видах моторного масла.Плотность полусинтетики на 3…7 % выше, чем у чистой синтетики.

maslo.biz

Плотность моторного масла

Плотность масла — одна из важнейших характеристик наряду с коэффициентом вязкости. Эти показатели влияют на рабочие свойства моторных жидкостей. Нередко из-за нарушений рекомендуемых допусков смазочных материалов автомобили снимают с гарантийного обслуживания. Потому следует внимательно относится к выбору жидкостей, отвечающих за исправную долговечную работу.

Выбирая моторное масло, автомобилисты ориентируются на главные его свойства. К ним относятся:

  • плотность. Этот показатель — отношение объема к массе, измеряемый в килограммах на кубический метр. Значение плотности моторного масла находится в прямой зависимости от температуры;
  • удельный вес — отношение массы вещества к массе воды. Так же зависит от температурных показателей;
  • вязкость — показатель текучести жидкости при различных температурных режимах. Ее измеряют в нескольких единицах: стокс, сантистокс, м₂ или мм₂ на секунду;
  • температура вспышки. Этот параметр показывает при какой максимальной температуре происходит вспышка при контакте с открытым огнем;
  • температура застывания — показатель минимума, при котором масло застывает;
  • кислотное и щелочное число. Влияют на нейтрализацию образующихся кислот в процессе работы мотора. От этих параметров зависят антиоксидантные свойства смазочных смесей.

Что такое плотность

Густота и вязкость смазки в картере является плотностью. Ее значение показывает сколько молекул вещества находится в определенном объеме, и увеличивается при повышении давления. При высоком коэффициенте появляется возможность снижения гидропередачи без изменения мощности.

Однако если плотность высокая, то смазка хуже проникает в зазоры двигателя, усложняя вращение коленвала. Такое явление можно наблюдать при запуске мотора в морозное утро. Кроме того, по той же причине увеличивается расход топливных ресурсов. Густое масло вызывает налипание нагара и повышенный расход моторной жидкости.

Но низкий показатель плотности так же имеет свои недостатки. При сниженной вязкости возникают такие проблемы:

  • жидкость быстро стекает в картер, не успев смазать все зазоры;
  • если в ДВС значительные зазоры между стенками цилиндра и поршнем, такая смазка не эффективна;
  • загрязнение силового агрегата отработанными продуктами вследствие чрезмерного выгорания моторной жидкости;
  • активная циркуляция приводит к быстрому загрязнению масляных фильтров;
  • как результат плохой смазки — повышенный износ деталей и механизмов.

Правильно выбранный продукт с соответствующей маркировкой не причинит вреда сердцу вашего автомобиля, поможет увеличить рабочий ресурс. Для качественного обслуживания необходимо выбирать только проверенные торговые марки.

Соотношение плотности и вязкости

Выбирая масло для своего автотранспортного средства водитель ориентируется на классификацию SAE, характеризующую жидкость по показателю вязкости. Отдельной классификации по плотности не существует. В условиях нашего климата актуальны всесезонные продукты.

Так, буква W в маркировке означает зимнюю смазку. Зимние масла имеют диапазон от 5W до 25W. При значении 5W продукт не теряет своих рабочих качеств до показателя -30C, а при 20W смазка эффективна лишь при небольших морозах. Летние смазочные продукты обладают низкой вязкостью. Их маркировка — от 10 до 60.

Измерение плотности

Для определения плотности используется ареометр. Конструкция состоит из стеклянного поплавка с трубкой, на которую нанесена шкала. Показания фиксируют при температуре 20C в кг/л.

Отношение показателя плотности масла к плотности воды является относительным значением. Его определяют следующим образом: ингредиенты берутся в равных количествах при температуре 40C.

Плотность синтетики и полусинтетики

По сути, показатель данного параметра синтетических и полусинтетических жидкостей идентичен. Отличие имеются только в способности менять состояние. Полусинтетика, имея минеральную составляющую, блокирует поршневую систему при низких температурах. Такие продукты подвержены термическому влиянию.

Несмотря на то, что синтетика менее подвержена зависимости от температур, не всегда показатель плотности может быть оптимален. Зависит это от нескольких моментов:

  • количество и качество пакета присадок. В некоторых случаях масса присадочных компонентов может быть вредна для двигателя;
  • на синтетические смеси негативно влияют максимальные температуры и длительная непрерывная эксплуатация;
  • в условиях максимальных температурных показателей возникает риск отказа системы охлаждения, и защита мотора становится неэффективной;
  • при высокой стоимости таких продуктов цикл их работы невысок. Срок годности — 12 месяцев, после чего жидкость становится бесполезной;
  • большое количество контрафактных продуктов в торговых точках.

Но даже при всех этих минусах синтетические машинные масла обеспечивают достойный уровень защиты двигателя в линейке аналогичных продуктов.

Выбор смазочной жидкости

Выбор смазки должен быть ориентирован согласно допускам, указанным производителем силового агрегата. Учитывать необходимо и сезонность, что важно для климатических условий региона. В маркировке продукта плотность масел указывается цифрой вначале, например, из двух продуктов — 5W40 и 10W40 последнее будет наиболее плотным.

При выборе смазочного состава необходимо учитывать такие моменты:

  • максимальная идентичность с продуктами, рекомендованными допусками моторных масел;
  • фирменная тара. Следует избегать приобретения на розлив из бочки;
  • оригинальный продукт. Внимательно изучайте товар на предмет подделки;
  • свежесть и срок годности.

На показания плотности оказывают влияние посторонние вещества, которые могут проникать в масла при износе или разгерметизации соединений. Определить такое явление можно с помощью масляного щупа (посторонние пятна) и контроля расходования смазки. Поможет в этом прибор под названием ареометр.

Показатели плотности горюче-смазочных продуктов:

  • бензин ~ 760 кг/м3;
  • диз. топливо ~ 840 кг/м3;
  • антифриз — 1035-1085 кг/м3;
  • вода — 1000 кг/м3;
  • моторное масло — 880-930 кг/м3.

Учитывая эти показатели, просто определить наличие посторонних примесей, используя ареометр. При разгерметизации систем охлаждения значение увеличивается, а уменьшается при неисправности поршневой.

Чтобы быть уверенным в качестве смазочных материалов автолюбители могут воспользоваться маслотестером. Этот прибор позволяет узнать не только плотность с точностью до единиц, но и тип масел (синтетика, минералка, полусинтетика).

Правильный выбор смазочных материалов увеличит ресурс службы двигателя и избавит от дополнительных трат на ремонт и обслуживание.

oavtomasle.ru

Значение показателя плотности моторных масел

Моторы, установленные в новейших транспортных средствах весьма восприимчивы к необходимым материалам. Например, смазочным жидкостям. Плотность масла – один из основных параметров наравне с показателем вязкости. Эти характеристики значительно влияют на рабочие качества моторных масел. По этой причине изготовители призывают применять лишь те составы, которые они указывают в сервисной книге. Если подобного не наблюдается, они снимают автомобиль с гарантийного обслуживания. Вследствие этого необходимо тщательно относиться к поиску смазочных материалов, несущих ответственность за бесперебойную долговременную работу.

Особенности параметра плотности моторного масла.

В числе основных параметров, имеющих отношение к трансмиссионным жидкостям, акцентируют такие характеристики:

  1. Плотность смазочного материала и удельный вес. Первый показатель обозначает отношение объёма к массе. Параметр плотности измеряется в кг./м³. На этом же этапе следует обозначить удельный вес, определяющий отношение массы смеси к массе очищенной воды. Обе характеристики находятся исходя от температуры.
  2. Вязкость — значение, посредством которого проявляется текучесть. Она точно так же исходит от температуры. Вязкость можно измерить в таких единицах, как: в стоксах, сантистоксах и квадратных метрах или миллиметрах на секунду по принципу измерений СИ.
  3. Температура воспламенения и застывания. Первый показатель обозначает этакое повышение температуры, при котором формируются пары, воспламеняющиеся при поднесении чистого огня. Вторым показателем является низкая температура, при которой смазка не до конца утрачивает текучесть. Это возможно продемонстрировать при наклоне мензурки.
  4. Кислотное и щелочное число выделяет численность продукции, которая необходима для нейтрализации по причине того, что кислые и щелочные продукты копятся в смазочной жидкости в период использования.

Что подразумевается под параметром плотность

Густота и вязкость автомобильных масел в картере считается плотностью. Её число указывает, какое количество веществ молекулярного строения имеется в конкретном объёме, и возрастает в процессе увеличении давления. При большом коэффициенте открывается способность сокращения гидропередачи без конфигурации мощности. Но если плотность большая, то масло хуже проходит в проёмы мотора, затрудняя движение коленвала. Подобное действие можно замечать при пуске двигателя в холодное утреннее время. Вследствие этого повышается затрата топлива. Густая смазка способствует накапливанию нагара и высокой траты моторной жидкости.

Однако невысокий показатель плотности тоже обладает своими минусами. При низкой вязкости появляются подобные неприятности:

  • жидкое вещество очень быстро перемещается в картер, не успев смазать все механизмы;
  • в случае, если в ДВС большое расстояние между стенок цилиндра и поршнем, подобное масло не действенно;
  • засорение на участках силового агрегата отработкой из-за лишнего выгорания моторной смазки;
  • энергичное вращение ведёт к стремительному засорению масляных фильтров;
  • итог плохого смазывания — завышенное изнашивание составляющих и механизмов.

Тщательно подобранная продукция с подходящей маркировкой не принесет ущерба двигателю, поможет повысить эксплуатационный ресурс. Для хорошего обслуживания вашего авто нужно делать выбор лишь в пользу проверенных временем торговых брендов.

Соотношение плотности и вязкости

Покупая смазку для своего автотранспорта, водитель ориентируется на классификацию SAE, определяющую жидкое вещество по величине вязкости. Единичной классификации по параметру плотности не имеется. В наших погодных условиях востребованы универсальные смазочные материалы. Например, буква W в маркировке обозначает моторное масло для зимнего периода времени. Такие смазки отличаются диапазоном 5W — 25W. При показателях 5W смазка не утрачивает своих функциональных свойств до значения температуры -30° C, а при индексе 25W масло действенно только при незначительных морозах. Трансмиссионные продукции для летнего сезона обладают невысокой вязкостью. Их маркировка — от 10W до 60W.

Как измерить плотность масла

Для того чтобы измерить плотность любого моторного масла, применяют оборудование, именуемое ареометрами. Это обычная запаянная трубка со шкалой делений выполненная из стекла, которая окунается в вещество, предназначенное для изучения. Ареометры очень схожи с другими подобными приборами (например, с термометром для воды), принцип работы почти такой же. В промышленном производстве ареометры применяют очень редко, может быть, потому, что они изготовлены из стекла и частенько бьются, а, может быть, и потому, что уже до этого придумали цифровые плотномеры, которые правильнее и быстрее выдают нужные сведения и довольно безвредны в применении. В результате плотность моторного масла всегда оказывается условной, чем бы её ни измеряли. Измерение выполняется при температуре 20 градусов. Термический режим замера прочих нефтяных продуктов отличается от машинной смазки, о стандартах можно узнать в таблице эталонных измерений. Например, смазка для авиационной техники содержит плотность, начиная от 880 вплоть до 905 кг/м³, для дизельных моторов – от 890 до 920 кг/м³, а для двигателей на бензине граница изменяется в пределах от 910 до 930 кг/м³.

Плотность синтетики и полусинтетики

По большому счёту показатели этой величины синтетических и полусинтетических автожидкостей довольно схожи. Различие заключается лишь в возможности изменять состояние. Полусинтетика, обладая минеральными частицами, перекрывает поршневую систему при невысоких температурах. Данные продукты уязвимы к тепловому воздействию.

Не взирая на то, что синтетика не так подвергается воздействию температуры, не каждый раз индекс плотности бывает оптимален. Зависит это от таких факторов:

  1. Объём и качество пакета добавок. В определённых случаях масса присадочных составляющих бывает вредоносной для мотора.
  2. На синтетические смазки отрицательно воздействуют предельные температуры и долгое постоянное эксплуатирование.
  3. В обстановках предельных температурных параметров появляется вероятность неисправности системы охлаждения, и защита двигателя становится безрезультатной.
  4. При высокой сумме данной продукции период её функционирования низок. Срок годности составляет 12 месяцев, затем жидкое вещество делается бесполезным.
  5. Большое число нелегальных продуктов на рынке.

Однако при всех минусах синтетические автомасла гарантируют достойный уровень защиты мотора.

Значение показателя плотности моторных маселСсылка на основную публикацию

vibormasla.ru

Плотность моторного масла: что за параметр, и на что влияет?

Любая техническая жидкость (моторное масло – не исключение) имеет химические и физические свойства. Эти характеристики закладываются производителем, и влияют на качество работы расходного материала.

Например, от плотности моторного масла зависят гидравлические параметры: насколько эффективно будет нагнетаться давление, а соответственно поступление смазки к рабочим точкам по маслопроводам.

Измерение плотности жидкостей в лаборатории

Кроме того, от этой величины зависит теплообмен. Как известно, с помощью моторной смазки отводится тепло от деталей трения, поскольку система охлаждения двигателя не задействована в этом процессе.

Производитель делает масла определенной плотности для обеспечения заданных значений кинематической вязкости. Собственно, это значение получают из величин динамической вязкости и плотности жидкости.

Что такое плотность масла?

Для покупателя привычно видеть на упаковке такие параметры, как вязкость по SAE, классификации качества по API или ACEA. Удельная плотность моторного не относится к основным характеристикам, ее значение можно узнать из расширенной классификации или по результатам тестов.

С точки зрения физики, эта величина определяется отношением массы вещества к его объему. То есть, чем больше единиц массы умещается в определенный объем – тем выше значение.

Чтобы понять, как работает система измерения, обратимся к эталону:

Величину 1 кг/л имеет дистиллированная вода при температуре 4°C.

Поскольку в смазочных материалах содержатся различные вещества, многие из которых легче воды – плотность масла ниже.

Разговорная форма «легче» имеет прямое отношение к плотности материала. Употребляя это слово, мы как раз имеем в виду, что при одном и том же объеме, вещества имеют разный вес.

Плотность отработанного моторного масла будет отличаться от свежего, скорее всего в сторону увеличения. Это связано с тем, что часть легких жидкостей улетучивается, а тяжелые примеси добавляются. Это шлаки, взвесь твердых частиц, сажа, и пр.

Таким образом, понятно, что базовое значение зависит от основы масла, и состава его присадок.

Мошенники часто производят очистку отработанных масел, для повторной продажи в упаковках известных брендов. При этом, даже после тщательного удаления всех примесей, которыми «богата» отработка, такие характеристики, как плотность, не восстанавливаются.

Зная правильное значение этого параметра, вы легко сможете проверить приобретаемый продукт «на подлинность».

Есть еще одна зависимость величины: от температуры

Казалось бы, в чем тут связь? Но ведь эталонное значение (см. выше: плотность дистиллированной воды) получают при определенной температуре: 4°C. Для тестирования нефтепродукта, за эталонную температуру принимается 20°C.

Это легко объяснимо с точки зрения физики:

  1. Вода относительно стабильна, величина практически не меняется в зависимости от температуры. Однако при около нулевом значении, начинается процесс кристаллизации льда. Поэтому эталонная температура выше.
  2. Масло – это сложный состав. Густота автомобильной смазки определяется различными компонентами, у которых различная температура замерзания и кипения. Поэтому, в качестве эталонной температуры установлено промежуточное значение для средней полосы климата. Электронный градусник для замера температур

Зависимость от внешних градусов следующая: от минуса до эталонного значения – цифры растут. Затем, по мере увеличения температуры, значение плотности снижается. Мы знаем, что вязкость зависит от плотности напрямую. При этом по мере снижения температуры масло густеет.

Это не связано с плотностью: зависимость этих величин требуется только для измерения (возвращаемся к эталонной температуре).

Снижение вязкости при понижении температуры

Разумеется, при измерении параметров невозможно обеспечить идеальные условия. Эталонные замеры производятся только в лабораториях. Поэтому для поправки на изменение внешней температуры, разработана таблица плотности масел.

Плотноть (кг/м3)Температурная поправка (кг/м3*С)Плотноть (кг/м3)Температурная поправка (кг/м3*С)
690,0 ...699,90,91850,0... 859,90,699
700,0...709,90,897860,0...869,90,686
710,0... 719,90,884870,0... 879,90,673
720,0 ...729,90,87880,0... 889,90,66
730,0 ...739,90,857890,0... 899,90,647
740,0 ...749,90,844900,0...909,90,633
750,0 ...759,90,831910,0...919,90,62
760,0...769,90,818920,0...929,90,607
770,0...779,90,805930,0...939,90,594
780,0 ...789,90,792940,0...949,90,581
790,0 ...799,90,778950,0...959,90,567
800,0...809,90,765960,0...969,90,554
810,0...819,90,752970,0...979,90,541
820,0...829,90,738980,0...989,90,528
830,0 ...839,90,725990,0...999,90,515
830,0...839,90,712

Зависимость нелинейная, если построить график – получится парабола. Поэтому поправка на 1°C рассчитывается в каждом диапазоне. Чем плотнее жидкость, тем меньше зависимость от внешних условий.

Это хорошо заметно на примере простой воды. При идеальных показателях 1 кг/литр, плотность изменится лишь тогда, когда жидкость будет на грани закипания или замерзания.

Как и в чем измеряется плотность масла?

Согласно формуле (отношение массы к объему), величина фиксируется в килограммах на кубометр (кг/м³).

Для справки: плотность моторных масел лежит в пределах 750 — 995 кг/м³ (при 20°C).

Для измерения нам необходимо знать паспортные характеристики проверяемого продукта. На этикетках это значение не указано, поэтому необходимо получить эту информацию дополнительно.

Рассмотрим пример вычислений значения:

  1. Допустим, что согласно паспортным данным, диапазон тестируемого машинного масла лежит в пределах 990-999 кг/м³. Соответственно, поправка на каждый градус: 0,515 (см. таблицу выше).
  2. Выполняем измерение, фиксируя текущую температуру. Удобнее проводить процедуру с помощью комбинированного прибора. Он сразу показывает две величины: температуру и плотность масла, в реальном времени. Хотя можно воспользоваться ареометром и термометром, особенно в бытовых условиях: покупка прибора – дорогое удовольствие.

  3. Получаем следующие значения: 997,8 кг/м³ при температуре 24,2°C.
  4. Разница 4,2°C перемножается с величиной поправки 0,515. Получаем значение 2,16.
  5. Поскольку температура выше эталонной, отнимаем полученную поправку от измеренного значения 997,8 кг/м³.
  6. Полученное значение 995,6 кг/м³ и есть реальный показатель плотности масла.

Сравнив эти данные с информацией в паспорте продукта, вы легко сможете определить, насколько покупаемый расходник соответствует заявленным характеристикам.

Отличается ли плотность синтетики и минерального масла?

Разумеется, есть связь между базовой основой и плотностью продукта. Тип и количество присадок играют второстепенную роль. У минеральных масел это значение выше. Естественный продукт несколько тяжелее. Обычно производитель устанавливает диапазон 875 – 856 кг/м³.

Лабораторный эксперимент показывающий плотность масла — виде

Синтетические смазки легче, можно считать, что легкость связана с сырьем – их в основном синтезируют из природного газа. На самом деле, связи с газом нет. Тем не менее, значение ниже, чем у минералки: 840 – 860 кг/м³ (за редким исключением).

Кстати, малый вес синтезированных смазочных материалов позиционируется в качестве конкурентного преимущества. На самом деле важно не то, какая плотность установлена производителем.

Для двигателя главное – сохранение этого значения при смене рабочих температур. Мы знаем, что от величины плотности зависит одна их главных характеристик: кинематическая вязкость моторного масла по SAE.

Вывод: Сила не в абсолютных значениях, а в стабильности этого параметра.

prosmazku.ru

Расшифровка основных показателей характеристики моторного масла

Характеристики моторных масел показывают, как ведет себя масло в разных температурных и нагрузочных режимах, и тем самым помогают автовладельцу правильно подобрать смазывающую жидкость для двигателя. Так, при выборе полезно обращать внимание не только на маркировку (в частности, вязкость и допуски автопроизводителей), но и технические характеристики моторных масел, таких как кинематическая и динамическая вязкости, щелочное число, сульфатная зольность, испаряемость и прочие. Для большинства автовладельцев эти показатели не говорят совершенно ничего. А на самом деле в них скрыто качество масла, его поведение при нагрузках и другие эксплуатационные данные.

Так, вы подробно узнаете о следующих параметрах:

Основные характеристики моторных масел

Теперь перейдем непосредственно к физическим и химическим параметрам, которые характеризуют все моторные масла.

Вязкость — основное свойство, за счет которого определяется возможность использовать продукт в двигателях разных типов. Она может быть выражена в единицах вязкости кинематической, динамической, условной и удельной. Степень тягучести моторного материала определяется двумя показателями — кинематической и динамической вязкостями. Эти параметры наряду из сульфатной зольностью, щелочным числом и индексом вязкости составляют основные показатели качества моторных масел.

Кинематическая вязкость

График зависимость вязкости от температуры моторного масла

Кинематическая вязкость (высокотемпературная) — основной эксплуатационный параметр для всех видов масел. Это отношение динамической вязкости к плотности жидкости при той же температуре. Кинематическая вязкость не влияет на состояние масла, она определяет характеристики температурных данных. Данный показатель характеризует внутреннее трение состава или его сопротивление собственному течению. Описывает показатели текучести масла при рабочей температуре +100°С и +40°С. Единицы измерения — мм²/с (сантиСтокс, сСт).

Простыми словами, этот показатель показывает вязкость масла от температуры и позволяет оценить, насколько быстро оно будет густеть при снижении температуры. Ведь чем меньше масло меняет свою вязкость при изменении температуры тем выше качество масла.

Динамическая вязкость

Динамическая вязкость масла (абсолютная) показывает силу сопротивления масляной жидкости, возникающий во время движения двух слоев масла, удаленных друг от друга на расстоянии 1 см движущихся со скоростью 1 см/с. Динамическая вязкость — произведение кинематической вязкости масла на его плотность. Единицы измерения данной величины — Паскаль-секунды.

Проще говоря, она показывает влияние низкой температуры на сопротивление пуску двигателя. А чем меньше динамическая и кинематическая вязкость при низких температурах, тем легче будет смазочной системе прокачивать масло в мороз, а стартеру крутить маховик двигателя при холодном запуске. Большое значение также имеет индекс вязкости моторного масла.

Индекс вязкости

Скорость падения кинематической вязкости с ростом температуры характеризуется индексом вязкости масла. По индексу вязкости оценивают пригодность масел для данных условий работы. Чтобы определить индекс вязкости сопоставляют вязкость масла при различных температурах. Чем он выше, тем меньше вязкость зависит от температуры, а значит и лучше его качество. Если говорить в двух словах, то индекс вязкости показывает «степень разжижения» масла. Это безразмерная величина, т.е. не измеряется в каких-либо единицах — это просто цифра.

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

При реальной работе моторного масла в двигателе, низкий индекс вязкости означает плохой запуск двигателя при низких температурах или плохая его защита от износа при высоких температурах.

Масла с высоким индексом обеспечивает работоспособность двигателя в более широком температурном диапазоне (окружающей среды). Следовательно обеспечивается более легкий пуск двигателя при низких температурах и достаточная толщина масляной пленки (а значит и защита двигателя от износа) при высоких температурах.

Высококачественные минеральные моторные масла обычно имеют индекс вязкости — 120-140, полусинтетические 130-150, синтетические 140-170. Это значение зависит от применения в составе углеводородов и очистной глубине фракций.

Тут нужен баланс, и при выборе стоит учитывать требования производителя мотора и состояние силового агрегата. Однако чем выше индекс вязкости — тем в более широком температурном диапазоне можно использовать масло.

Испаряемость

Испаряемость (еще может называться летучесть или угар) характеризует количество массы смазывающей жидкости, которая испарилась в течение одного часа при ее температуре +245,2°С и рабочем давлении 20 мм. рт. ст. (± 0,2). Соответствует стандарту ACEA. Измеряется в процентах от общей массы, [%]. Проводится с помощью специального аппарата Ноака по ASTM D5800; DIN 51581.

Чем выше вязкость масла, тем ниже у него показатель испаряемости по Ноак. Конкретные значения испаряемости зависят от типа базового масла, то есть, устанавливается производителем. Считается, что неплохая испаряемость находится в диапазоне до 14%, хотя встречаются в продаже и масла, испаряемость которых достигает 20%. У синтетических масел это значение, как правило, не превышает 8%.

В целом можно сказать, что чем ниже значение испаряемости по Ноак — тем меньше угар масла. Даже небольшая разница – в 2,5 … 3,5 единицы – способна отразиться на расходе масла. Более вязкий продукт угорает меньше. Особенно это актуально для минеральных масел.

Коксуемость

Простыми словами понятие коксуемость — это способность масла образовывать в своем объеме смолы и нагары, которые, как известно, являются вредными примесями в смазывающей жидкости. Коксуемость напрямую зависит от степени ее очистки. В том числе на это влияет, какое базовое масло было использовано изначально для создания готового продукта, а также технология производства.

Оптимальным показателем для масел с высоким уровнем вязкости является значение 0,7%. Если же масло имеет низкую вязкость, то соответствующее значение может находиться в пределах 0,1…0,15%.

Сульфатная зольность

Сульфатная зольность моторного масла (sulphate ash) — показатель наличия присадок в масле, которые включают органические соединения металлов. При эксплуатации смазки все присадки и добавки вырабатываются, — выгорают, образуя ту самую золу (шлаки и нагар), которая оседает на поршнях, клапанах, кольцах.

Сульфатная зольность масла ограничивает способность масла накапливать зольные соединения. Данное значение указывает, какое количество неорганических солей (золы), которые остаются после сгорания (испарения) масла. Это могут быть не только сульфаты (ими “пугают” автовладельцев, машины имеющие двигатели из алюминия, который “боится” серной кислоты). Измеряется зольность в процентах от общей массы состава, [% масс].

В целом же, зольные отложения забивают сажевые фильтры и дизельных машин и катализаторы у бензиновых. Однако это справедливо в случае, если имеет место значительный расход масла двигателем. Стоит отметить, что наличие серной кислоты в масле гораздо критичнее, чем повышенная сульфатная зольность.

В составе полнозольных масел количество соответствующих добавок может немного превышать 1% (до 1,1%), у среднезольных — 0,6...0,9%, у малозольных — не превышать 0,5%. Соответственно, чем это значение ниже — тем лучше.

Малозольные масла, так называемые Low SAPS (имеют маркировку по ACEA C1, C2, C3 и C4). Являются лучшим вариантом для современного автотранспорта. Обычно применяют в машинах с системой нейтрализации выхлопных газов и авто работающих на природном газе (с ГБО). Критическими значениями зольности для бензиновых двигателей является значение 1,5%, для дизельных моторов — 1,8%, а для дизельных двигателей высокой мощности — 2%. Но стоит отметить, что малозольные масла не всегда являются малосеристыми, поскольку малая зольность достигается более низким щелочным числом.

Главным недостатком малозольного масла заключается в том, что даже одна заправка некачественным топливом способна «убить» все его свойства.

Полнозольные присадки, они же Full SAPA (с маркировкой ACEA A1/B1, A3/B3, A3/B4, A5/B5). Негативно влияют на фильтры DPF, а также имеющиеся трехступенчатые катализаторы. Такие масла не рекомендуется использовать в моторах, оборудованных экологическими системами Euro 4, Euro 5 и Euro 6.

Высокая сульфатная зольность обусловлена наличием в составе моторного масла моющих присадок, содержащих металлы. Такие компоненты необходимы для предотвращения нагаро- и лакообразования на поршнях и придания маслам способности нейтрализовывать кислоты, характеризуемой количественно щелочным числом.

Щелочное число

Данная величина характеризует, как долго масло может нейтрализовать вредные для него кислоты, которые вызывают коррозионный износ деталей двигателя и усиливают процессы образования различных углеродистых отложений. Для нейтрализации используется гидроксид калия — KOH. Соответственно щелочное число измеряется в мг КОН на грамм масла, [мг КОН/г]. Физически это означает, что количество гидроксида эквивалентно по своему действию пакету присадок. Так, если в документации указано, что общее щелочное число (TBN — Total Base Number) равно, например, 7,5, то это значит, что количество КОН составляет 7,5 мг на грамм масла.

Чем больше будет щелочное число — тем дольше масло сможет нейтрализовать действие кислот, образующихся при окислении масла и сгорании топлива. То есть, им можно будет дольше пользоваться (хотя на этот показатель еще оказывают влияние другие параметры). Низкие моющие свойства — это плохо для масла, поскольку в таком случае на деталях будет образовываться несмываемый нагар.

Обратите внимание, что масла в которых минеральная основа с низким индексом вязкости, и большим содержанием серы, но высоким TBN в неблагоприятных условиях быстро сойдет на нет! Так что такую смазывающую жидкость не рекомендуется использовать в мощных современных моторах.

При работе масла в двигателе щелочное число неизбежно снижается, а нейтрализующие присадки срабатываются. Такое снижение имеет допустимые пределы, по достижении которых масло не сможет защищать от коррозии кислотными соединениями. Что касается оптимального значения щелочного числа, то раньше считалось, что для бензиновых двигателей оно будет равно примерно 8...9, а для дизельных — 11...14. Однако у современных смазочных составов щелочное число обычно ниже, вплоть до 7 и даже 6,1 мг КОН/г. Обратите внимание, что в современных двигателях нельзя использовать масла со щелочным числом 14 и выше.

Низкое щелочное число в современных маслах сделано искусственно в угоду действующим экологическим требованиям (ЕВРО-4 и ЕВРО-5). Так, при сжигании этих масел в двигателе образуется малое количество серы, что положительно сказывается на качестве выхлопных газов. Однако масло с низким щелочным числом зачастую недостаточно хорошо защищает детали двигателя от износа.

Грубо говоря, щелочное число занижено искусственно, поскольку долговечность двигателя принесены в угоду современным требованиям экологичности (например, в Германии действуют очень строгие допуски по экологии). К тому же, износ двигателя приводит к более частой смене машины конкретным автовладельцем на новую (потребительский интерес).

А значит оптимальным ЩЧ не всегда должно быть максимальное или минимальное число.

Плотность

Под плотностью понимается густота и вязкость моторного масла. Определяется при температуре окружающей среды +20°С. Измеряется в кг/м³ (реже в г/см³). Она показывает отношение общей массы продукта к его объему и напрямую зависит от вязкости масла и коэффициента сжимаемости. Определяется базой масла и базовыми присадками, а так же сильно влияет на динамическую вязкость.

Если испарение масла будет высоким, то плотность будет увеличиваться. И наоборот, если масло имеет небольшую плотность, и одновременно с этим высокую температуру вспышки (то есть, низкое значение испаряемости), то можно судить о том, что масло сделано на качественном синтетическом базовом масле.

Чем выше плотность, тем хуже масло проходит по всем каналам и зазорам в двигателе, а из-за этого усложняется вращение коленчатого вала. Это приводит к его увеличенному износу, отложений, количества нагара и повышенному расходу топлива. Но и малая плотность смазки тоже плохо — из-за нее образуется тонкая и нестабильная защитная пленка, ее быстрое выгорание. Если двигатель чаще работает на холостых оборотах или в режиме старт-стоп, то лучше использовать менее плотную смазочную жидкость. А при длительном движении на больших скоростях — более плотную.

Поэтому, все производители масел придерживаются диапазона плотности выпускаемых ими масел в диапазоне 0,830....0,88 кг/м³, где только крайние диапазоны считаются высшим качеством. А вот плотность от 0,83 до 0,845 кг/м³ — это признак эстеров и ПАО в масле. А если плотность составляет 0,855… 0,88 кг/м³ — это означает, что было добавлено слишком много присадок.

Температура вспышки

Это самая низкая температура, при которой пары нагреваемого моторного масла при определенных условиях образуют смесь с воздухом, взрывающуюся при поднесении пламени (первая вспышка). При температуре вспышки моторное масло еще не воспламеняется. Температуру вспышки определяют при нагревании моторного масла в открытом или закрытом тигле.

Это показатель наличия в масле легкокипящих фракций, что определяет способность состава образовывать нагар и сгорать при соприкосновении с горячими деталями двигателя. У качественного и хорошего масла значение температуры вспышки должно быть как можно выше. У современных моторных масел температура вспышки превышает +200°C, обычно она равна +210...230°C и выше.

Температура застывания

Значение температуры по Цельсию, когда масло теряет физические свойства, характерные жидкости, то есть, застывает, становится неподвижным. Важный параметр для автолюбителей, проживающих в северных широтах, да и другим автовладельцам, кто часто запускает двигатель «на холодную».

Хотя на самом деле в практических целях значение температуры застывания не используется. Для характеристики работы масла в мороз существует другое понятие — минимальная температура прокачиваемости, то есть, минимальная температура, при которой масляный насос в состоянии прокачать масло в системе. А она будет немного выше, чем температура застывания. Поэтому в документации имеет смысл обращать внимание именно на минимальную температуру прокачиваемости.

Что касается температуры застывания, то она должна быть на 5...10 градусов ниже, чем самые низкие температуры, при которых работает двигатель. Это может быть -50°С…-40°С и так далее, в зависимости от конкретной вязкости масла.

Присадки

Кроме этих основных характеристик моторных масел также можно встретить и дополнительные результаты лабораторных анализов на количество цинка, фосфора, бора, кальция, магния, молибдена и других химических элементов. Все эти присадки улучшающие характеристики масел. Они защищают от задиров и износов двигатель, а также продлевают работу самого масла, не давая ему окислятся или лучше держать межмолекулярные связи.

Сера — имеет противозадирные свойства. Фосфор, хлор, цинк и сера — противоизносные свойства (упрочняют масляную пленку). Бор, молибден — уменьшают трение (дополнительный модификатор для максимального эффекта снижения износа, задиров и трения).

Но кроме улучшений они имеют и обратные свойства. В частности, оседают в виде нагара в двигателе или попадают в катализатор, где накапливаются. Например, для дизелей с DPF, SCR и накопительных нейтрализаторов сера — враг, а для окислительных нейтрализаторов враг — фосфор. А вот моющие присадки (детергенты) Ca и Mg при сгорании образуют золу.

Помните, что чем меньше присадок находится в масле, тем стабильнее и предсказуемее эффект их воздействия. Поскольку они будут мешать друг другу получить четкий сбалансированный результат, не раскрыв весь заложенный в них потенциал, а также давать более отрицательный побочный эффект.

Защитные свойства присадок зависят от способов изготовления и качества сырья, поэтому их количество не всегда показатель лучшей защиты и качества. Поэтому у каждого автопроизводителя для применения в конкретном моторе есть свои ограничения.

Срок службы

В большинстве автомобилей моторное масло меняется в зависимости от пробега машины. Однако на некоторых марках смазывающих жидкостей на канистрах прямо указывают срок их действия. Это обусловлено химическими реакциями, происходящими в масле в процессе его работы. Обычно выражается в количестве месяцев беспрерывной работы (12, 24 и Long Life) или количестве километров.

Таблицы параметров моторных масел

Для полноты информации приведем несколько таблиц, где приведена информация о зависимости одних параметров моторного масла от других или от внешних факторов. Начнем с группы базовых масел в соответствии со стандартом API (API — американский институт нефти). Так, масла делятся по трем показателям — индексу вязкости, содержанию серы и массовой доле нафтенопарафиновых углеводородов.

Классификация APIIIIIIIIVV0,03
Содержание насыщенных углеводородов, %90>90ПАОЭфиры

etlib.ru


Смотрите также