Влияние температуры на моторные масла

Почему температура моторного масла важна

Степень вязкости смазочного состава напрямую зависит от его температуры. При чрезмерном нагреве нефтепродукт обретает повышенную текучесть и стремительно стекает с рабочих поверхностей. В охлажденном состоянии происходит обратная реакция: жидкость кристаллизуется, повышается ее плотность, увеличивается вязкость. Когда такие температурные сдвиги происходят в рабочем диапазоне, это не нарушает работы системы, однако выход за пределы «дозволенного» влечет за собой серьезные последствия.

Слишком низкая температура

Рабочая температура внутри картера не должна опускаться ниже границы в 90°С. Если вдруг произошло снижение, система охлаждения еще больше понизит данный показатель, а это уже чревато неэффективной работой всей силовой установки. При пониженных температурах масла в двигателе происходит недостаточное расширение металлических элементов. Из-за этого образуются слишком большие зазоры между механизмами. Данные зазоры влекут за собой появление вибрации в двигателе и преждевременное разрушение механизмов. Недостаточный нагрев смазочного состава приводит к повышению его плотности и невозможности справляться с возложенными на него функциями.

При недостаточно прогретом моторе внутри него начинает скапливаться влага, которая, попадая в моторное масло, запускает процесс образования кислот. Кислоты в свою очередь разрушают легкие металлы. При нормальной температуре вода в рабочей зоне не концентрируется.

Рабочая температура масла в двигателе не может быть достигнута в следующих случаях:

1. Нарушение герметичности системы. Если через патрубки происходит обильный подсос воздуха, то двигатель не сможет набрать требуемую температуру.
2. Выход из строя термостата. Подклинивание этого миниатюрного элемента способно нарушить работу всей системы. Если термостат не закрывается, то происходит интенсивная потеря тепла.
3. Смешивание охлаждающей жидкости с моторным маслом. Нарушение герметичности системы охлаждения может повлечь за собой попадание антифриза в смазочный состав. Это в свою очередь вызовет потерю работоспособности обеих смазок и повысит риск отказа двигательной системы.

Слишком высокая температура

Раскаленный двигатель.

С недостаточным прогревом все понятно, но что меняется, если температура превышает допустимые нормы? Максимальная температура масла не должна превышать 125°С. Если повышение происходит, нефтепродукт перестает поступать на поршневые кольца и начинает гореть. Вместе с гарью образуется копоть, которая забивает каналы системы и вызывает масляное голодание.

Горение масляной смеси вынуждает автовладельца делать регулярную доливку. При смешивании с новой жидкостью происходит временное восстановление температурного баланса.

Если ваш автомобиль стал чаще просить поднять уровень смазки, это повод показать его специалисту.

Температура масла в двигателе, как правило, повышается, когда в системе охлаждения падает уровень охлаждающей жидкости и давление моторного масла. В последнем случае жидкость не успевает отвести тепло из рабочей зоны и нагревается под воздействием раскаленных поверхностей.

Устаревание масла и потеря его вязкостных свойств также могут стать причиной нарушения температурного диапазона.

Симптомы сгорания масла

Существует четыре основных симптома закипания смазочного вещества. Среди них:

изменение показаний термостата. Каждый автомобиль оснащается специальным индикатором на приборной панели, с помощью которого водитель всегда может следить за температурой моторной смазки. При хорошо прогретом двигателе стрелка индикатора должна указывать на среднее значение (небольшие отклонения – не больше одного деления – допустимы в обе стороны). Но как только владелец транспортного средства заметил, что стрелка медленно, но верно ползет в направлении красной границы, значит пришло время бить тревогу — температура автомобильного масла начала повышаться.
звук кипения. Не во всех, но во многих случаях при появлении подобной проблемы возникает характерный для кипения масла звук. Спутать его ни с чем невозможно.
дым. Еще один симптом критического повышения – дым, валящий из подкапотного пространства

Обратите внимание, что его появление может сигнализировать не только о кипении масла, но и о закипании охлаждающей жидкости. В последнем случае он будет локализован преимущественно в районе бачка, предназначенного для заливания антифриза или тосола.
черные выхлопы

Если вы не заметили первые три симптома, или по какой-то причине они не образовались, но температура масла чрезмерно возросла, то выхлопной газ начнет приобретать сине-черный цвет. Его интенсивность возрастет, и не заметить его будет невозможно.

Рабочая температура масла и «плюсовые» отклонения от нее

Датчик температуры Во время работы моторной установки в ее рабочей зоне создается повышенное давление и высокая температура, которые разрушительно влияют на все взаимодействующие детали. В целях противостояния двум этим опасным факторам в систему заливается защитное вещество – масло, призванное поддерживать в установке оптимально комфортную среду. Рабочая температура масла в двигателе автомобиля составляет 90-105 градусов Цельсия. Любое отклонение от нее – вверх или вниз – влечет за собой появление перебоев в работе мотора. Если низкие температуры влияют на запуск мотора и его мощность, то с «плюсовыми» отклонениями дела обстоят более серьезно.

Температура кипения автомобильного масла характеризует свойства каждого используемого в его составе ингредиента. И определяется она самым низким параметром. Так, например, если для одной из присадок будет характерна температура кипения 180 градусов, а для остальных составляющих – 195, то для моторного масла будет устанавливаться именно первый показатель кипения.

Процесс кипения сопровождается пузырением смазки, ее летучестью и образованием большого количества отложений, которые забивают междетальные зазоры и каналы системы смазки.

Т.к. масло, независимо от основы – минеральной, полусинтетической или синтетической – относится к горючим продуктам, то его свойства также характеризует главный параметр — температура вспышки масла. Достижение критической величины вызывает воспламенение ГСМ. Несмотря на то, что многими производителями технических жидкостей указывается температура воспламенения в диапазоне от 230 до 240 градусов Цельсия, в реальных условиях она оказывается гораздо ниже и составляет 150-190 градусов. Связано это с тем, что в процессе сгорания масла в двигателе образуются дополнительные пары, которые и становятся причиной раннего воспламенения смазки. Таким образом, реальная температура вспышки масла зависит от количества пара, образовавшегося в результате его кипения.

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.

Способы проверки

Масло подсолнечника не должно дымиться. Поэтому не стоит дожидаться того, когда появятся пузырьки. Для готовки требуется лишь горячая жидкость, а не кипящая. Если температурный режим масла превысил допустимые нормы и появился сильный булькающий звук, понадобится отключить огонь и накрыть емкость крышкой. Это требуется для того, чтобы жидкость немного остыла.

Чтобы проверить: закипело масло или нет, допустимо воспользоваться следующими способами:

1. Если сотейник разогревался уже с маслом, понадобится покрутить емкость, чтобы масло перетекало по основанию. Жидкость должна медленно перетекать и быстро покрывать основание емкости.
2. Изначально понадобится хорошо раскалить сотейник, а после влить масло. Когда жидкость начнет тонким слоем растекаться по раскаленной емкости, она сразу нагреется до нужного температурного режима. Однако данный метод не подходит при использовании сковороды с антипригарным покрытием.
3. Необходимо небольшой ломтик лука либо чеснока опустить в нагретую жидкость. Если он начал шипеть, значит, можно приступать к жарке. Однако если от края емкости начал тянуться дымок, сотейник необходимо убрать с огня. Это свидетельствует о том, что жидкость очень сильно нагрелась.
4. Поверхность раскаленного масла должна быть блестящей.

Большая Энциклопедия Нефти и Газа

Температура кипения масла должна быть значительно выше температуры кипения сырого бензола, чтобы при отгонке в бензол попадало только незначительное количество масла. Масло не должно растворяться в воде, а удельный вес его должен значительно отличаться от единицы для более быстрого отстаивания его от воды.  

Температура кипения масла на 150 — 300 С выше, чем у воды. В процессе кипения масла происходит процесс его разложения ( крекинг-процесс) и на изделиях образуется газо-паровая пленка.  

Гурвича , по мере повышения температуры кипения масел количество образующихся средних эфиров серной кислоты растет.  

Известно, что в присутствии водяного пара температура кипения масла резко снижается. Часть острого пара перед поступлением в бензольную колонну предварительно проходит регенератор, способствуя испарению в нем регенерируемого поглотительного масла, и вместе с парами масла направляется в бензольную колонну для отдувания из масла бензола.  

Для улучшения условий регенерации растворителя его температура кипения должна быть значительно ниже температуры кипения масла.  

Вязкость регенерируемых масел восстанавливается при испарении из них горючего, температура кипения которого значительно ниже температуры кипения масла. Температурный режим испарения зависит от фракционного состава топлива.  

Отгон горючего — бензина, керосина и др. из отработанного масла основан на том, что температура кипения горючего значительно ниже температуры кипения масла, в результате чего при нагревании вначале испаряется и отделяется горючее.  

Было показано, что величина этого порога близка к мощности, которая была бы рассеяна с сопел и паропровода, если бы их излучение на корпус насоса можно было считать излучением черного тела при температуре кипения масла.  

С повышением температуры кипения масел их вязкость возрастает. Остаточные масла более вязкие, чем дистиллятные. Парафиновые углеводороды нормального строения характеризуются наименьшей вязкостью. С разветвлением цепи их вязкость возрастает. Циклические углеводороды значительно более вязкие, чем парафиновые. При одинаковой структуре вязкость нафтенов выше, чем аренов. Наибольшую вязкость имеют смолисто-асфальтеновые вещества. Важнейшей характеристикой масел является изменение их вязкости с температурой.  

С повышением температуры кипения масел их вязкость возрастает. Остаточные масла более вязкие, чем дистиллятные. Парафиновые углеводороды нормального строения характеризуются наименьшей вязкостью. С разветвлением цепи их вязкость возрастает. Циклические углеводороды значительно более вязкие, чем парафиновые. При одинаковой структуре вязкость нафтенов выше, чем аренов. Наибольшую вязкость имеют смолисто-асфальтеновые вещества.  

Отгон горючего из отработанных масел основан на разности температур кипения горючего и масла. Температура кипения горючего значительно ниже температуры кипения масла, поэтому при подогреве отработанного масла происходит в первую очередь испарение горючего, которое при этом отделяется от масла / Температурный режим, необходимый для извлечения горючего из отработанного масла, зависит от качества топлива и метода его отгонки. Вполне очевидно, что чем выше пределы выкипания топлива, тем более высокая температура необходима для удаления тяжелых ( хвостовых) фракций топлива из отработанного масла.  

Отгон Горючего основан на разности температур кипения горючего и масла. Так как температура кипения горючего значительно ниже температуры кипения масла, то при подогреве отработанного масла происходит испарение горючего.  

Фитоцпдное действие минеральных масел обусловлено, как указывалось выше, их физико-химическими свойствами и химическим составом. Решающее значение при этом имеют вязкость и температура кипения масел. Более опасны для растений вязкие тяжелые масла. В силу своей малой подвижности они сравнительно слабо проникают в листья, но и медленно улетучиваются из них, что способствует нарушению физиологических процессов.  

Растворитель должен легко и полно регенерироваться. Для этого его температура кипения должна быть значительно ниже температуры кипения масла. Однако слишком низкая температура кипения также нежелательна, ибо приводит к необходимости вести процесс под давлением.  

Фитотоксичность минеральных масел обусловливается содержанием ароматических и непредельных углеводородов и зависит от температуры кипения масел и от их вязкости.  

Страницы:      1    2

ЗАЧЕМ ПРОВЕРЯЛИ?

А вот и то, ради чего все затевалось. Официально заявляем: масла очень даже разные и явно не из одной бочки. Разбег результатов по отдельным параметрам — не на проценты, а в разы! И не всегда эффект соответствует цене. Лидер выявился сразу — у эстерового Motul Gear 300 наилучшие показатели и по нагрузке сваривания, и по индексу задира, и по критической нагрузке. С износом чуть хуже, но тут вообще интересно: ни одно из испытанных масел не уложилось в требования ГОСТа для группы ТМ-5. Почему так? Возможно, это следствие уменьшения содержания в современных продуктах серы и фосфора, которые раньше определяли высокие противоизносные свойства. Но негативным полученный результат тоже считать нельзя: мы же выбираем масло для механических коробок группы GL-4, где противоизносные показатели вообще не нормированы ГОСТом.

А вот и еще один нюанс, ради которого стоило поработать. Оказалось, что противоизносные и противозадирные свойства изменяются в противофазе! На уровне интуиции это понятно. Основной принцип защиты от износа — проложить между деталями что-то мягкое, скользящее. А для увеличения стойкости к задиру требуется обратное. Поэтому эффективный пакет присадок должен обеспечивать некий компромисс между двумя взаимоисключающими факторами.

Ну а что лучше-то? Наши советы на тему «Что выбрать?» — ниже. Досье всех участников мы расположили по алфавиту. А пожелание одно: не о масел.

Пока коробка не отмахнулась от вас.

Результаты отличаются друг от друга не на проценты, а в разы!

Диапазон рабочих температур

Моторное масло должно стабильно сохранять свойства в широком пределе температур. Как минимум, в том рабочем диапазоне, который производитель установил для конкретного двигателя.

Что происходит с маслом, когда оно закипает

Собственно, функционирование всех механических частей и связанных с ними жидкостей, должно быть предсказуемым в заданном температурном диапазоне. Для штатных компонентов мотора, определяющие характеристики установил автозавод, вы не сможете их изменить.

ДВС воздушного охлаждения не берем во внимание, ввиду ограниченного количества производимых моделей. Стандартная температура прогретой силовой установки находится в диапазоне 80°C – 90°C

Для дизелей принимается такой же показатель, с учетом более длительного времени выхода на оптимальную температуру.

Температура моторного масла при любом раскладе будет выше температуры охлаждающей жидкости на 10°C – 15°C, и составит максимум 105°C. Разумеется, если система охлаждения мотора исправна.

Почему моторное масло в двигателе горячее охлаждающей жидкости, потому что cмазочные материалы не вступают в контакт с контурами охлаждения мотора, к тому же, масло нагревается от раскаленных поршней.

Диапазон рабочих температур

Вязкость моторных масел

Смазывающее вещество используют, чтобы не допустить сухого трения внутренних деталей двигателя. Моторная жидкость должна обеспечивать разделение поверхностей трения, эффективно прокачиваясь по масляным каналам. Температура (в дальнейшем темп.) вспышки моторного смазывающего — это параметр, характеризующий его испаряемость.

Характеристики моторного масла — вязкость и зависимость от темп. в широком диапазоне. Создавая двигатель автомобиля производители, прежде всего, должны рассчитать вязкость моторного нефтепродукта, которая может изменяться с изменением температур.

Темп. вспышки определяется нагреванием рабочей жидкости в открытом или закрытом тигле, приборе, куда его заливают и подогревают. Чтобы зафиксировать темп. состояние рабочей жидкости следует провести над тиглем зажженным фитильком.

Рабочая темп. моторных масел не должна повышаться больше чем на 2 градуса в течение 1 минуты. Смазывающее вещество должно не только вспыхивать, но и гореть. Низкая темп. моторных масел увеличивает вязкость жидкости, и наоборот.

Процесс замены моторного масла

Вязкость моторных масел, которая указана в руководстве по эксплуатации, должна быть оптимальной. Температура вспышки моторных масел характеризует присутствие в нем легкокипящих фракций. Она связана с таким показателем, как испаряемость нефтепродукта во время эксплуатации. Хорошие рабочие вещества имеют темп. показатели вспышки более 225°C.

Фракции, обладающие слабой вязкой, которые есть в наличии только у некачественных масел, выгорают и испаряются очень быстро. В результате этого смазочный продукт также быстро расходуется. К тому же, его температурные свойства ухудшаются.

-35°С — 180°С — таковы пределы рабочих температур масел. Температурное состояние рабочей жидкости зависит от конструкции ДВС и темп. воздуха. Чтобы получить хорошие вязкостно-температурные характеристики, нефтепродукта загущают посредством специальных присадок, позволяющих меньше «разжижаться» при достижении высоких темп. и делаться гуще при низких.

Классификация

Рабочий температурный показатель обычного двигателя с водяным охлаждением должен быть между 80°C и 90°C. Исходя их этого, рабочее темп. состояние смазки должно быть выше на 10°C — 15°C температурного состояния охладителя, но не доходить до отметки 105°C.

Рабочая вязкость может падать ниже 10 мм 2/c. В результате этого масляная плёнка будет слишком тонкой, чтобы стать качественной смазкой для всех деталей в двигателе.

Стоит знать температурный диапазон применения некоторых нефтепродуктов.

В названии зимних рабочих жидкостей содержится буква «W»: 4OW, 5W, 10W, 15W, 20W, 25W.

Летние обозначаются числами — 20, 30, 40, 50, 60. Вязкость выше, если выше число.

Двойное обозначение имеют всесезонные смазывающие: SAE 15W-40.

Существует таблица значений и характеристик вязкости смазочного продукта по SAE:

Таблица значений вязкости смазочного продукта

Смазочный продукт бывает бензиновым, дизельным и универсальным, а также всесезонным, летним и зимним. Характеристики смазывающего зависят от базового вещества, которое является основой и с помощью которого различают минеральные, полусинтетические и синтетические продукты для смазки.

Если температурный диапазон, который обеспечивает нужную вязкость жидкости, широк, то выше и его индекс, а значит, такой продукт можно назвать высококачественным. У рабочего вещества может быть как низкое темп. состояние, доводящее его до застывания, так и высокое, то есть температура кипения. О застывании немного позже.

Температура вспышки трансформаторного масла

Данная характеристика представляет собой минимальное значение температуры, при которой начинается процесс парообразования.

Основными функциями трансформаторного масла являются изоляция и охлаждение трансформатора. Это масло устойчиво при высоких температурах и обладает отличными электроизоляционными свойствами. Именно поэтому такие масла используются в трансформаторах с целью изоляции токоведущих частей, находящихся под высоким напряжением, и их охлаждения.

Отсутствие нагрузки или её непроизводительные потери имеют тенденцию повышать температуру обмотки трансформатора и изоляцию вокруг обмотки. Повышение температуры масла происходит вследствие отвода тепла от обмоток.

Если температура вспышки масла ниже нормативной, то нефтепродукт испаряется, образуя внутри бака трансформатора углеводородные газы. В этом случае обычно срабатывает газовое реле Бухгольца. Оно является защитным устройством, которое монтируется во многих конструкциях силовых электрических трансформаторов, где предусмотрен внешний масляный резервуар.

Обычный диапазон температур вспышки трансформаторных масел – 135….145 ° С.

Что в итоге?

Ремонт в лучшем случае важных узлов двигателя, а в худшем — авто отправиться на капремонт с заменой двигателя и сопутствующих систем. Вот почему необходимо точно понимать, за что отвечает каждый температурный режим моторного масла, и как правильно использовать данные на упаковке, выбирая только качественные проверенные продукты.

Для определения испаряемости, или летучести моторного масла, применяется метод Нок. Если после нагревания в течение часа 1 000 г моторного масла при температуре 250 °C остается 850 г масла, это означает, что его летучесть составляет 15 % (минус 150 г). В соответствии с требованиями ACEA, испаряемость моторных масел класса A1/B1 не смеет превышать 15 %, у масел классов A3/B3, A3/B4, A5/B5, C1, C2, C3, E4, E6, E7, E9 этот показатель должен быть меньше 13 % или равен 13 %, а у масел класса C4 испаряемость должна быть меньше 11 % или равна 11 %.

Если моторное масло слишком летуче, его придется чаще заливать в двигатель и поэтому расход масла будет высоким.

Температура затвердевания (setting point)

Температура затвердевания — температура, при которой масло перестает быть жидкостью и застывает. При охлаждении масло перестает течь под воздействием силы тяжести.

Температура затвердевания часто ниже температуры застывания на 3–5 °C. Затвердевание масла обусловлено кристаллизацией парафинов, которые присутствуют в базовом масле. При соединении кристаллов парафина консистенция масла становится твердой и похожей на воск.

Температура застывания (pour point)

Температура застывания (точка текучести) — это самая низкая температура, при которой масло еще обладает способностью течь.

Температура застывания (pour point) и температура затвердевания (setting point) характеризуют физические свойства смазочного материала при низких температурах.

Числа нейтрализации моторных масел

TBN — Total Base Number, или общее щелочное число Общее щелочное число показывает количество кислоты, необходимой для нейтрализации щелочей, содержащихся в 1 грамме моторного масла (выражается в мг KOH, или гидроокиси калия). Таким образом, TBN описывает количество слабых и сильных щелочей в составе моторного масла.

TAN — Total Acid Number, или общее кислотное число Общее кислотное число показывает количество гидроокиси калия (KOH) в миллиграммах, которое необходимо для нейтрализации свободных кислот, находящихся в 1 грамме моторного масла. Таким образом, TAN выражает количество слабых и сильных кислот, содержащихся в моторном масле.

SBN — Strong Base Number, или щелочное число для определения сильных кислот Щелочное число для определения сильных кислот показывает количество кислоты, которое потребуется для нейтрализации сильных щелочей, содержащихся в 1 грамме моторного масла. Таким образом, SBN выражает количество сильных щелочей, прежде всего неорганических щелочей, присутствующих в моторном масле, что крайне редко встречается на практике.

SAN — Strong Acid Number, или число сильных кислот Число сильных кислот показывает количество щелочи, необходимой для нейтрализации сильных кислот, содержащихся в 1 грамме моторного масла (выражается в мг KOH). Таким образом, SAN показывает количество сильных, или неорганических кислот, в составе моторного масла.

В качестве вспомогательного материала использовалась книга М. Наамса ”Mootoriõlid” (Таллинн, 1995).

Что такое температура вспышки индустриального масла? От каких показателей она зависит? Обо этом всем и не только расскажем дальше в статье.

В общем случае температурные характеристики индустриальных масел характеризуют критические точки их эксплуатации – высокотемпературные и низкотемпературные

. К первым относят температуру вспышки и температуру воспламенения. Ко вторым – температуру застывания, равновесную температуру застывания и температуру помутнения.