Температура масла в двигателе-свойства и характеристики

Моторное масло и температура двигателя

Смазочная жидкость является важным компонентом для работы любого двигателя. Документом, определяющим классификацию и обозначение масел, применяемых на двигателях внутреннего сгорания, является межгосударственный стандарт ГОСТ 17479-85, с дополнениями 1999 года. Требования этого документа взаимосвязаны с международными стандартами SAE, API и ACEA, которые определяют параметры масел в зависимости от сезона и температуры окружающей среды. Стандарт SAE определяет вязкостно-температурные характеристики смазки. Стандарт API указывает на применение смазки, в зависимости от типа двигателя, срока его выпуска и технических параметров (например, с турбонадувом или без). Стандарт ACEA разработан европейскими производителями. Он похож на стандарт API, но имеет более жёсткие показатели.

На основании указанных документов, автомасло бывает бензиновое, дизельное и универсальное. Масляный раствор изготавливается из минерального масла с добавлением различных компонентов и присадок. В зависимости от добавок, масляная жидкость в машинный агрегат делится на: минеральную, синтетическую и полусинтетическую.

По своей структуре масляный раствор разделяется на три разновидности:

1. Зимняя. Особенностью является более жидкое состояние, что позволяет облегчить моторный пуск автомобиля. В теплое время года масляный раствор не пригоден для применения, так как в процессе эксплуатации его вязкость станет меньше нормативной. Функции по защите и смазке агрегатов будут сведены к минимуму. Имеет буквенно-цифровую маркировку.
2. Летняя. Применяется при температуре окружающей среды выше нуля градусов. Такая жидкость имеет высокий показатель вязкости и текучести. Не рекомендуется использование зимой, так как из-за высокой вязкости двигательный пуск автомобиля будет трудным. Имеет цифровую маркировку.
3. Всесезонная. Наиболее популярная разновидность жидкости у всех водителей. Может использоваться в любое время года при любых температурах окружающей среды. Имеет двойную маркировку.

Выбор масла оказывает прямое влияние на температуру двигателя. Рабочая температура силовой установки находится в пределах от 70 до 90 градусов в зимнее время. С повышением температуры до нулевой отметки, можно начинать движение при прогреве двигателя до 50-70 градусов. В летнее время узлы и агрегаты не нуждаются в прогреве. Начинать движение можно в естественных условиях. При рекомендуемом температурном режиме, мотор надежно запускается и работает, а наполнение цилиндров проводится в максимальном объеме. Некоторые виды пусковиков имеют нормальный рабочий режим при температуре от 100 до 110 градусов. В основном, это мотый агрегат воздушного охлаждения, например двухтактный движок.

Температура вспышки и застывания

Вспышки являются состоянием, при котором на смазке появляется горючее. Достичь такого состояния можно, если поднести к смазочному составу газовое пламя. Под воздействием теплоты приводит к тому, что масляные пары концентрируются (именно они отвечают за воспламенение). Температурные состояния вспышки и воспламенения могут различаться в зависимости от способа, которым проводится испытание и аппарата. Температурное состояние вспышки и воспламенения говорят о степени очистки смазочного продукта, а также типе и являются показателями летучих свойств.

Как устроена система смазки двигателя

Задача системы смазки – это хранение, транспортировка, очистка и подача масла к трущимся узлам двигателя с целью снизить трение сопряженных деталей, обеспечить плавный пуск двигателя и не допустить его перегрева. Выполнение задачи обеспечивает комплекс узлов и агрегатов, который включает:

1. Картер двигателя (поддон) со сливной горловиной.
2. Масляный насос.
3. Фильтр для очистки масла.
4. Радиатор для охлаждения масляной жидкости.
5. Редукционный клапан.
6. Датчик давления.
7. Датчик температуры.
8. Трубопроводы.

масло

Масла, изготовленные на минеральной и полусинтетической основах, при перегреве ведут себя не так стойко, как синтетика. Так, в масле на минеральной основе при температуре 100 градусов происходят лавинообразные, необратимые процессы окисления. Его ресурс всего за полчаса сокращается на 10%, а в системе смазки образуются всевозможные высокотемпературные отложения. Поэтому при долговременной работе двигателя, заправленного минеральным маслом с перегревом, лучше заменить его при первой же возможности. При этом учтите, что в зависимости от состояния двигателя и, в частности, от чистоты его системы смазки ресурс свежего масла может упасть более чем на 25–30%. Если система охлаждения автомобиля не обеспечивает стабильную температуру двигателя, минеральное масло лучше не использовать.

Как поведет себя масло, изготовленное на полусинтетической основе, сказать сложно. Причина — неизвестно, что производитель масла подразумевает под полусинтетикой! Это может быть как смесь минерального и синтетического масел (пропорция — секрет фирмы), так и минеральное базовое масло, прошедшее глубокую очистку, например гидрокрекинг. В зависимости от этого стойкость масла к перегреву будет либо приближаться к полностью синтетическим, либо к минеральным продуктам. Посему делать какие-либо выводы крайне сложно, но можно предположить, что за 30 минут работы при температуре 100 градусов полусинтетическое масло потеряет 5% своего ресурса.

Итак, подведем итоги: работа моторного масла при температуре 100 градусов Цельсия в течение 30 минут отразится на его ресурсе следующим образом.

1. Полностью синтетическое масло — не отразится.

2. Полусинтетическое масло — ресурс необходимо сократить на 5%.

3. Минеральное масло — ресурс необходимо сократить на 10%

Функциональность смазочных жидкостей

Чтобы силовой агрегат функционировал устойчиво, необходимо правильно подобрать смазочный раствор. Его выбор проводится по параметрам, основными из которых являются:

1. Вязкость. Основной показатель любого масла. Означает способность масляной жидкости поддерживать должный уровень текучести, покрывая детали внутри двигателя. Степень вязкости зависит от температуры двигателя и своей собственной. С повышением температуры уровень вязкости падает.
2. Индекс вязкости. Величина, определяющая уровень вязкости смазочного раствора в зависимости от его температуры. Увеличение индекса вязкости увеличивает диапазон температур, в которых он может работать. Показатель является разным для каждого вида масла.
3. Температурное показание вспышки. Значение, которое определяет уровень легкокипящих фракций в масляной жидкости. У качественных масел вспышка происходит при температуре от +230 градусов и выше. Если масляный раствор не качественный, то маловязкие компоненты будут быстро выгорать и испаряться, а его расход будет увеличиваться.
4. Температурное показание кипения. Показатель, при котором масляная жидкость теряет свойство вязкости и смазочные показатели. Ее вскипание приведет к контакту трущихся деталей силовой установки и выходу ее из строя.
5. Температурное показание воспламенения. Величина критического нагрева масляной жидкости. Ее горение начинается при достижении ее температуры +260 градусов. Воспламенение грозит взрывом движка и травмами для пассажиров.
6. Летучесть. Масляный раствор начинает испарение при температуре +250 градусов. Определение летучести проводят способом НОК. При указанной температуре на протяжении одного часа необходимо провести кипение одного литра масла. Если через час останется 900 грамм жидкости, то уровень летучести составляет 10%. По международным стандартам, эта норма не должна превышать 15%.
7. Температурное показание застывания. Величина, определяющая уровень потери текучести масляной жидкостью. При достижении температуры застывания вязкость смазки резко возрастает или происходит процесс увеличения вязкости с застыванием парафина, в результате чего смазка затвердевает.
8. Щелочное значение ТВN. Число, которое определяет щелочные характеристики масла, полученные в результате добавления моющих и деградирующих присадок. Это показатель способности масляной жидкости к обезвреживанию вредных примесей и кислот, получаемых в результате работы силовой установки. Уменьшение щелочного показателя свидетельствует об уменьшении числа активных присадок, что может привести к коррозии внутренних деталей силовой установки.
9. Кислотное число ТАN. Показатель, который определяет присутствие в смазочной жидкости элементов окисления. Увеличение кислотного числа говорит о присутствии большого число продуктов окисления. Кислотное число определяют при отборе масла для проведения его анализа. Обычно, увеличенное кислотное значение связано с длительной эксплуатацией или высокой рабочей температурой силовой установки.

Вязкость моторного масла

Величина вязкости жидкости 0W20, 0W30, 5W30, 5W40, 10W40 или другой смазки считается одним из основных параметров. Смазочная жидкость применяется для снижения величины трения между поверхностями механизмов и узлов силового агрегата авто. Низкие смазывающие свойства и характеристики вещества могут привести к заклиниванию, а также ускоренному износу и поломке силового агрегата в целом.

Масла с высокой или пониженной температурой вспышки должны обладать качествами:

• исключение вероятности трения между узлами и элементами мотора;
• беспрепятственное прохождение вещества по всем магистралям системы смазки.

Производители масел используют специальные добавки, предназначенные для улучшения температурных и вязкостных параметров. Благодаря присадкам моторная жидкость меньше разжижается, когда прогревается двигатель, и делается более густой в сильный мороз.

Вещества, характеризующиеся низкой вязкостью, имеются в составе практически всех некачественных жидкостей. Из-за этого продукт быстрее выгорает и испаряется на внутренних стенках двигателя. Что способствует ускоренному расходу смазки и снижению температурных свойств продукта.

Определение вязкости по маркировке

Диапазон температур вспышки, закипания и замерзания обычно указывается на этикетке с моторной жидкостью. Также на таре со смазочным материалом имеется подробная информация касательно параметров вязкости в соответствии со стандартом SAE. Эта величина маркируется числовыми, а также буквенными обозначениями, к примеру, 0W-30 или 10W-40. Буква W свидетельствует о зимних показателях. Цифры, расположенные по бокам, говорят о рабочих параметрах жидкости для летнего и зимнего периода. В указанном диапазоне производитель гарантирует бесперебойную работу силового агрегата.

Алексей Камбулов провел тест моторных масел с нагревом, результаты показаны на ролике ниже.

Диапазон рабочих температур

Вязкость продукта зависит не только от состава вещества, но и от температуры в обширном рабочем диапазоне. Этот показатель находится в прямой зависимости от температуры в двигателе, а также воздуха. Чтобы все компоненты ДВС работали слаженно, следует обеспечить качественное функционирование процессов в пределах нормы.

При производстве транспортных средств инженеры компании-разработчика всегда рассчитывают вязкостные показатели жидкости. В среднем рабочие свойства температуры масла варьируются в районе -30 — +180 градусов, но многое зависит также от конструктивных особенностей машинного мотора и окружающей среды.

Рабочая температура масла в двигателе

Смазка, в зависимости от своих характеристик, может применяться в температурном диапазоне от — 50 до + 170 градусов. От температурного режима двигателя зависит рабочая температура масла в разогретом двигателе и сохранение ее вязкостно-технических параметров. Нормальный температурный режим двигателя составляет от + 80 до + 90 градусов. При таком прогреве, пусковой агрегат имеет максимальный коэффициент полезного действия. Масляная смазка прогревается на 10-15 градусов больше, чем охлаждающая жидкость. Поэтому, рабочая температура моторного масла в разогретом двигателе, находится в пределах от + 90 до + 105 градусов. Не рекомендуется превышать верхний показатель. Это грозит смазке потерей характеристик и быстрому износу трущихся деталей.

Как расшифровать термины «рабочая температура масла» и «плюсовые» отклонения от данного показателя?

Моторный агрегат работает в особых условиях. Во время его функционирования, в рабочей зоне появляется повышенное давление и высока температура. Оба этих фактора действуют на детали разрушительно. Чтобы исключить негативные последствия, для защиты особенно подверженных влиянию деталей, в систему и заливается смазка. Фактически, моторное масло – это расходный материал, способствующий поддержанию в системе комфортабельной обстановке.

Усредненная температура в ДВС достигает 90-105 градусов Цельсия

Любое отклонение от этой нормы, не важно, в сторону повышения или понижения, влечет за собой существенные перебои в работе двигателя. Здесь важно знать об одном нюансе

Если низкие температуры на мощность и запуск мотора влияния не оказывают, то с «плюсовыми» скачками, дела обстоят более неприятно.

Температура вспышки масла указывается на этикетке. Это необходимо, поскольку у каждого вещества свой порог закипания. Чем качественнее использованы присадки, тем выше температурный уровень.

Изменения температуры масла в двигателе

Детали двигателя изготовлены с учетом их расширения при нагревании и возвращения к первоначальному состоянию по мере остывания двигателя. От того, какая температура масла в работающем двигателе, зависит работа силового агрегата. Чересчур низкое или высокое нагревание масла работающего движка влечет негативные последствия.

Низкой температурой смазки можно считать отметку в + 80 градусов. При таком показателе снижается эффективность силовой установки и уменьшение ее ресурса. Детали силового агрегата буду иметь незначительное расширение, что приведет к образованию зазоров между ними и уменьшению компрессии. При слабо прогретом пусковике влага способна конденсироваться и образовывать в смазке кислоты, которые будут влиять на износ узлов и агрегатов. Низкий градус может вызвать загустение и зависание смазки. Это повлияет на ее прохождение через фильтр, создает вакуум в системе смазки и трудности в работе силовой установки.

Высокое нагревание еще опасней, чем низкий показатель нагрева. Разогрев масляной жидкости выше + 105 градусов ведет к тому, что ее вязкость резко уменьшается и увеличивается текучесть. Под нагрузкой зазор между деталями почти исчезает, детали кривошипно-шатунного механизма вступают в контакт между собой.

Чем опасна высокая температура в двигателе?

Сильный перегрев мотора приведет к тому, что агрегат может кипеть, это намного опаснее, чем застывание смазки. При регулярном использовании двигателя автомобиля в данных условиях падают вязкостные параметры вещества, в результате чего компоненты ДВС не могут смазываться должным образом. Надо учесть, что при перегреве моторная жидкость навсегда теряет определенные изготовителем свойства и рабочие характеристики. Со 125 градусов смазочное вещество начинает испаряться, что способствует снижению объема масла в двигателе и приводит к необходимости его регулярного добавления. Масляное голодание станет причиной выхода из строя агрегата.

В своем ролике пользователь Михаил Автоинструктор рассказал о причинах перегрева, а также способах решения этой проблемы.

Причины чрезмерного нагрева моторного масла

Рабочая температура масла Лукойл или любого другого продукта может изменяться из-за длительной эксплуатации жидкости. Со временем смазка начинает стареть в результате химических реакций и окислительных процессов, которые происходят внутри ДВС. Это приводит к появлению в агрегате нагара, лаков, а также осадков шлама. Данные процессы происходят быстрее при самовоспламенении или работе смазки в условиях повышенных температур.

Нагар — твердое вещество, появляющееся в результате окисления углеводорода. Такие отложения могут состоять из свинца, металла и других механических элементов. Появление нагара приведет к детонации и троению двигателя, калильному зажиганию и т. д. Что касается лаков, то такие отложения представляют собой окисленные пленки, которые создают липкий налет на трущихся рабочих поверхностях. В результате воздействия на смазку высокой температуры может произойти закипание лаков, в составе которых есть кислород, углерод, зола и водород.

Наличие лакового покрытия ухудшает величину теплопередачи цилиндров и поршней ДВС, что приводит к быстрому перегреву конструктивных элементов двигателя. Больше всего от воздействия лака страдают поршневые кольца и канавки, из-за коксования эти компоненты могут залегать. Кокс образуется в двигателе вследствие химической реакции нагара с лаком. Осадки в виде шлама являют собой смесь продуктов окисления с эмульсионными отложениями. Их образование способствует снижению качества жидкости и нарушению режима использования транспортного средства в целом.

Главной причиной нагрева масла можно назвать его низкое качество, если не брать во внимание механические неполадки ДВС.

Числа нейтрализации моторных масел

Ниже приведен список аббревиатур:

1. TBN. Обозначает общий щелочной параметр жидкости. По этому показателю можно определить количество кислоты, которая требуется для нейтрализации щелочных элементов, содержащихся в одном грамме продукта. Параметр измеряется в мг КОН. Величина TBN определяет число слабых и сильных щелочных элементов, которые составляют базу жидкости.
2. TAN. Общее щелочное число. Это значение определяет количество гидроокиси калия, которое потребуется для того, чтобы нейтрализовать свободные кислоты, присутствующие в одном грамме жидкости. Рабочий параметр выражает число кислотных элементов, содержащихся в составе смазки.
3. SBN. Щелочной показатель для выявления сильных кислот. Эта величина определяет объем кислоты, которая необходима для нейтрализации сильных щелочных компонентов, присутствующих в одном грамме смазочного вещества. Как правило, речь идет о неограниченных щелочах, но на практике такое случается достаточно редко.
4. SAN. Параметр сильных кислот, определяющий объем щелочных элементов, необходимых для их нейтрализации.

Вязкостно-температурные характеристики

Согласно межгосударственного стандарта 17479.1-85, масла разделяются по вязкости, назначению и рабочим показателям. По вязкости смазки делятся на зимний и летний классы. Класс имеет цифровое обозначение, к зимнему классу добавляется буква «з».

По назначению масляные жидкости делятся на группы, определяющие эксплуатационный режим силовых агрегатов, с соответствующей маркировкой:

1. Нефорсированные моторы бензинового и дизельного типа. Маркируется буквой «А».
2. Малофорсированные моторы бензинового и дизельного типа. Маркируется буквой «Б1» — бензиновые, «Б2» — дизельные.
3. Среднефорсированные моторы бензинового и дизельного типа. Маркируется буквой «В1» — бензиновые, «В2» — дизельные.
4. Высокофорсированные моторы бензинового и дизельного типа, работающие в различных условиях. Маркируется буквой «Г1, Д1» — бензиновые, «Г2, Д2» — дизельные, «Е1, Е2»

Маркировка масла состоит из цифр и букв. Например, маркировка М-4з/6В1 обозначает: М – масло, 4 – класс вязкости, буква «з» — зимнее, 6 – класс вязкости летом, В1 – среднефорсированный бензиновый силовой агрегат. По характеристикам совпадает маслу SАЕ 10w/20.

Вязкостно-температурные характеристики масел по межгосударственному стандарту 17479.1-85 и соотношение с SАЕ, выложены в таблице:

…то в холод

Теперь рассмотрим другую крайность — недогрев мотора, то есть его работу при температуре ниже 90 градусов. С самим маслом — не важно, на какой основе оно изготовлено — при пониженной температуре ничего плохого происходить не будет. Ведь разработчик двигателя и производитель масла изначально предполагают, что есть режимы холодного пуска и прогрева ДВС, которые занимают достаточно длительное время. Однако чем ниже температура масла по отношению к номинальным 90- 95 градусам, тем больше потери на внутреннее трение между его слоями и тем выше расход топлива. Мало того, процесс смесеобразования и горения топлива в камере сгорания не оптимален, а значит, в масло с картерными газами будет попадать окислитель — несгоревшая солярка. Насколько сократится срок службы масла, можно сказать, только проведя его исследование в лаборатории, так как на скорость окисления пакета присадок влияет количество содержащейся в топливе серы. Если перевозчик заправляет машину дизельным топливом экологического класса Евро-4, то критической температурой, ниже которой будет наблюдаться ускоренное окисление масла, я считаю 75 градусов Цельсия.

Источник