Причины снижения вязкости моторного масла

Вязкость является краеугольным параметром в классификации моторных масел, и на то есть весьма серьезные причины. Вязкость масла — самое важное физическое свойство масла, отражающее его сущность. В настоящее время используются следующие системы измерения вязкости моторных масел: SAE для легкомоторных масел и ISO для масел промышленного применения. Более подробно в статье Виды масел.

Именно вязкость определяет возможность применения масла в том или ином двигателе. Применение масла иной вязкости неизбежно ведет к нарушениям в работе системы смазки, и, как следствие, к фатальным разрушениям: резкому увеличению износа в точках трения и последующему заклиниванию и разрушению пар трения, потере эффективности масляного охлаждения и последующему термическому разрушению и т. д. Изменение вязкости, как ее увеличение так и уменьшение, отражает происходящие физические и химические изменения в самом масле, которые, при несвоевременной замене масла в двигателе обязательно станут причиной неисправностей.

Поскольку масло по причине естественных химических и физических возрастных тенденций более предрасположено к росту вязкости, причин для снижения вязкости масла меньше, и именно поэтому снижение вязкости масла предвещает возникновение более серьезных проблем в двигателе вашего автомобиля.

ТЕРМИЧЕСКИЙ КРЕКИНГ

Некоторые моторные масла могут быть подвержены явлению, известному как «термический крекинг». Термический крекинг в каком-то смысле является противоположностью полимеризации, несмотря на то, что оба эффекта становятся результатом длительного воздействия высокой температуры на моторное масло. Если в процессе полимеризации происходит склеивание друг с другом многих подобных органических компонентов, в результате которого в моторном масле возникает новый компонент с более высокой вязкостью и, соответственно, более высокой по температуре точкой кипения, то сутью термического крекинга моторного масла в двигателе автомобиля является процесс разрушения некоторых компонентов моторного масла на более мелкие части. Образующиеся части имеют более низкую вязкость и, что гораздо более важно, более низкую точку кипения. А в результате — более низкую точку воспламенения и более высокая испаряемость (прямо влияет на расход масла). Точка воспламенения моторного масла — минимальная температура, при которой воздушно-масляная смесь паров моторного масла будет поддерживать горение, при наличии внешнего источника огня.

УВЕЛИЧИВАЮЩАЯСЯ НЕУСТОЙЧИВОСТЬ К ЗНАЧИТЕЛЬНЫМ СИЛАМ СДВИГА

В процессе производства моторного масла индекс вязкости масла увеличивается путем добавления в базовое масло различных компонентов, являющихся длинными органическими полимерами, которые с ростом температуры раскручиваются в длинные цепочки. Отрицательный фактор заключается в том, что такие полимеры с ростом температуры частично теряют устойчивость к силам сдвига. На практике происходит следующее: компоненты масла, подвергающиеся значительным сдвигающим силам, встречающимся в автоматических трансмиссиях, а также в высокооборотистых двигателях большого объема, начинают разрушаться и, как результат, вязкость масла начинает понижаться. Масла, которые имеют высокий индекс вязкости благодаря базовому маслу изначально более высокой вязкости (является следствием свойств базового масла, получаемым им в процессе очистки (гидрокрекинг) или благодаря их синтетической базе (синтетические мала), подвержены данному явлению в гораздо меньшей степени.

ЗАГРЯЗНЕНИЕ

Вязкость масла также снижается из-за загрязнений. В большинство случаев загрязнение масла становится следствием попаданием топлива в моторное масло. Главным негативным эффектом от попадания топлива в моторное масло является уменьшение вязкости масла, а в результате — потеря несущей способности масла. Масляная пленка, образующаяся на внутренних поверхностях двигателя, становится слишком тонкой, для того чтобы предотвратить соприкасание движущихся металлических деталей, а в результате — повышенный нагрев и заклинивание. В результате исследований установлена следующая закономерность: попадание и растворение в моторном масле 8,5% топлива снижает вязкость моторного масла вязкости SAE 15W-40 на 30% при 40° C и на 20% при 100° C.

Другим, менее значимым, но отнюдь не менее важным обстоятельством является то, что при расчете коэффициента разбавления присадок попадающим в моторное масло топливом, необходимо в качестве расчетной величины брать необщий объем моторного масла, а объем присадок, составляющий от 1 до 5% т общего объема масла. Если в моторном масле растворено 10% топлива, то вы имеете снижение концентрации пакета присадок на 5000%, что становится достаточно серьёзной проблемой, когда объемы попадающего в моторное масло топлива значительны.

ДОБАВЛЕНИЕ МАСЕЛ ИНОЙ ВЯЗКОСТИ

Вязкость масла может быть понижена с помощью добавления менее вязкого масла, произведенного по той же технологии (гидрокрекинг, синтетика и т. д. Добавление масла, произведенного иным способом, неизбежно приводит к выпадению осадка и существенной потере эксплуатационных свойств масла, вплоть до его полного загустения до литолообразного состояния). Добавление 20% масла SAE 10W-ХХ в масло SAE 50 снизит вязкость моторного масла на 30%.

ПОСЛЕДСТВИЯ ПОНИЖЕНИЯ ВЯЗКОСТИ

В чем проявляются последствия понижения вязкости? Потеря несущей способности масла приводит к быстрому повышенному износу пар трения, потерям энергии, значительному росту сил трения скольжения и трения качения. Возрастание механического трения повышает количество выделяемого от трения тепла и ускоряет протекание процессов окисления. Маловязкие моторные и трансмиссионные масла более чувствительны к загрязняющим частицам и веществам, т. к. смазывающая плёнка, образуемая маловязкими маслами слишком тонка. Наконец, гидродинамическая плёнка, образуемая моторным маслом, зависит от скорости, вязкости моторного или трансмиссионного масла и нагрузки в точке трения. Из этого следует, что при низкой вязкости масла, высокая нагрузка в сочетании с низкой скоростью трущихся деталей относительно друг друга может привести к разрыву масляной пленки и последующему сухому трению

ВЛИЯНИЕ ИЗМЕРЕНИЙ РАЗЛИЧНЫХ ПАРАМЕТРОВ МОТОРНОГО МАСЛА ПРИ 40°C И 100°C

Согласно действующим индустриальным стандартам температура, при которой измеряется вязкость масла, составляет 40°C и 100°C. Чем отличаются свойства легкомоторного и трансмиссионного при этих температурах? Измерение при 40°C необходимо для раннего определения параметров процессов окисления, полимеризации, предпосылок к перегреву масла. При этой температуре также эффективно определяются загрязнения, такие как следы топлива и охлаждающей жидкости, попадание которых в моторное масло приводит к снижению вязкость моторного масла. Добавление масел вязкости, отличающейся от вязкости уже залитого масла, более эффективно диагностируется при более низкой температуре.

Измерения различных параметров масла при температуре 100°C имеют преимущества при определении снижения индекса вязкости масла и боле показательны для двигателей внутреннего сгорания, в которых рабочие температуры жидкостей находятся в диапазоне 90–150°C. Измерения параметров моторного масла при обеих температурах применяются тогда, когда важно определить значение или изменение параметров, а также в тех случаях, когда необходимо получить много показателей.

ПРОБЛЕМЫ, СВЯЗАННЫЕ С ИЗМЕНЕНИЕМ ВЯЗКОСТИ МАСЛА

Простая замена масла, вязкость которого стала слишком большой или слишком низкой, не приведет к исчезновению проблемы. Необходимо найти и устранить причину неисправности или некорректного функционирований той или иной системы двигателя, приводящих к изменению вязкости масла.

В случае, если вязкость масла значительно увеличилась, проверьте:

Нахождение параметров в зоне рабочих температур;
эффективность сгорания топливо-воздушной смеси (косвенно отражается в потере приемистости, падении мощности, плавности набора оборотов и т. п.);
присутствие воды или гликоля (определяется с помощью лабораторных анализов отработанного моторного масла);
наличие воздуха в масле (как следствие кавитации);
правильность процедуры заливки масла.

В случае, если вязкость масла значительно уменьшилась, проверьте:

исправность системы питания;
наличие значительных сил сдвига;
наличие высокой температуры, запускающей термический крекинг масла;
загрязнение масла растворителем или растворенным газом;
правильность процедуры заливки масла.

Большое количество неисправностей двигателя и трансмиссии обуславливаются изменением вязкости моторного и трансмиссионного масла. Обеспечение вязкости масла в пределах значений, заданных конструктивом двигателя — гарантия бесперебойной, надежной и эффективной работы двигателя и трансмиссии, низкой стоимости обеспечения работы оборудования, сокращения расходов на запасные части, простоев вашего транспортного средства, залог эффективного управления автомобилем к удовольствию водителя и его пассажиров!

Назад к списку