Что такое вязкость моторного масла и как она расшифровывается

Что такое вязкость масла

Вязкость масла — это величина, определяющая сопротивление, возникающее при взаимном перемещении слоев относительно друг друга. Ближайший бытовой синоним этого технического термина — густота. То есть, чем выше показатель вязкости масла, тем более оно густое. Вязкость является одной из важнейших характеристик моторного смазочного материала и напрямую зависит от температуры — как внешней, так и рабочей. Определяет, среди прочего, пригодность к эксплуатации масла в той или иной климатической зоне.

Расшифровка вязкости масла

Для классификации моторных масел по вязкости существует несколько мировых стандартов. Рассмотрим два наиболее актуальных для нас: SAE и API.

Статьи 17 мая 2023 Что такое масложор и как от него избавиться

Конспекты 19 апреля 2022 Промывка двигателя — что это такое, составы, когда требуется

Классификация вязкости масла по SAE

SAE расшифровывается как Society of automotive engineers — общество автомобильных инженеров. Это американская организация, основанная в начале прошлого века (1905-й год) с целью технической кооперации, обмена опытом и идеями. На сегодняшний день SAE — один из крупнейших мировых регуляторов стандартов наземного, водного, авиационного и даже космического транспорта. Именно SAE внедрил всем известную классификацию по вязкости моторных масел SAE J300, которую указывают в документации и на канистрах по всему миру. Общее представление о классификации моторных масел по SAE дает следующая таблица.

Приведенная таблица является ориентировочной. Современная химическая промышленность выпускает огромное количество всевозможных смазочных материалов для ДВС, и свести их характеристики в единую наглядную инфографику практически невозможно. В данной статье мы рассматриваем основные типы моторных масел, актуальные для рядового потребителя в нашей стране.

Автомобильные масла по SAE можно вполне четко разделить на три ключевые группы: зимние, летние и всесезонные. К зимним, имеющим индекс «W» (winter — зима) относятся масла с вязкостью от 0W до 20W. Хотя последнее вполне можно считать всесезонным с узкими допусками по температурам. Летние не имеют литеры «W», а обозначаются просто как SAE 30 и SAE 40. Наконец, всесезонные масла с широким температурным диапазоном составляют абсолютное большинство сортов, и маркируются буквенно-символьным обозначением с дефисом: от 0W-30 до 15W-40. По аналогии с летними и зимними, первое число с приставкой «W» обозначает нижний температурный предел эксплуатации, а второе число — верхний.

Несмотря на частичное совпадение второй группы чисел (после дефиса) с фактическим температурным допуском, нужно знать, что цифры не указывают конкретные градусы. Все обозначения связаны с вязкостью и интерпретируются исключительно с точки зрения инженерной документации SAE.

Классификация масел по API

API также является организацией, регулирующей допуски на различные параметры горюче-смазочных материалов. API — это аббревиатура от American petroleum institute (Американский институт нефти). В отличие от общей транспортной проблематики SAE, исследования API сфокусированы именно на горюче-смазочных материалах. Таблица допусков моторных масел по API, включая самые последние SM, SN и SP, приведена ниже.

Подобная таблица есть и для масел, предназначенных для дизельных двигателей. Актуальные допуски для дизельных масел по API: CH-4, CI-4, CJ-4 и CK-4 (последний — самый новый, для двигателей от 2017 года). Как можно видеть, классификация у API принципиально отличается от таковой у SAE. Вместо разделения по вязкости с привязкой к климатическим условиям, указываются года выпуска и условный уровень технологичности двигателей. Очевидно, что при огромном разнообразии моторов и условий их эксплуатации, такая маркировка сама по себе является значительно менее точной. Поэтому, подбор масла всегда должен осуществляться с учетом как допуска по API, так и вязкости по SAE.

Помимо SAE и API, в мире существуют еще несколько классификационных стандартов моторных масел. Например, ACEA, JASO, ILSAC. Однако на российском рынке наиболее популярными считаются именно SAE/API. Маркировка допусков по ACEA может быть указана не везде, а JASO и ILSAC практически неизвестны рядовому российскому покупателю.

Индекс вязкости масла

Индекс вязкости — еще одна характеристика, определяющая различия текучести масла в зависимости от температуры. Однако важно не путать индекс вязкости масла с его общеизвестным индексом по SAE. Индекс SAE предполагает определение вязкости в конкретных единицах — сантистоксах (сСт). Сантистокс является физической единицей общепризнанной международной системы СГС («сантиметр-грамм-секунда»). Тогда как индекс вязкости — это сравнительная величина, имеющая отражение в условных единицах VI (Viscous index, буквально «индекс вязкости»).

Для определения индекса вязкости масла используется сравнение испытуемого образца с эталоном при температурах от 40 до 100 градусов Цельсия. По результатам масло получает тот или иной индекс вязкости. Чем выше индекс вязкости — тем стабильнее масло во всем допустимом диапазоне его применения. Для примера, масло с низким VI будет густеть при нижнем пороге температуры применения, и становиться слишком жидким при пиковой температуре. Масло с высоким индексом вязкости будет не сильно густеть зимой и не сильно разжижаться в жару.

Чтобы не запутаться, можно запомнить так: вязкость по SAE определяет допустимые границы температуры воздуха для эксплуатации масла в принципе. Тогда как индекс вязкости отражает, насколько масло будет стабильно во всем этом диапазоне. Если упрощенно, то индекс вязкости — это условный индикатор качества масла. Средний показатель VI для современных синтетических всесезонных масел лежит в пределах 150-180 единиц. Редкие дорогие масла могут иметь 200 и даже 240 единиц.

Кинематическая вязкость масла и динамическая

Кинематическая и динамическая вязкость масла — значения, определяющие цифровые индексы сортов масла по SAE. К примеру, в классическом всесезонном 5W30 цифра «5» будет обозначать динамическую вязкость, а «30» — кинематическую. Следуя вышеприведенной таблице соответствия, это масло применимо для климата с разницей температур от -35 до +35. Рассмотрим оба параметра подробнее.

Динамическая вязкость масла

Еще обозначается как абсолютная вязкость. Показывает силу, возникающую при взаимном сдвиге двух слоев масла со скоростью 1 см/с в промежутке 1 см. Измеряется в паскаль-секундах (Па·с) с использованием специального прибора — ротационного вискозиметра. Результаты переводятся в привычные числа с приставкой «W» и указывают «зимнюю» вязкость моторного масла. Чем больше показатель — тем гуще масло при отрицательных температурах. Соотношения динамической вязкости SAE с климатическими допусками следующие:

• SAE 0W: до -40 градусов
• SAE 5W: до -35 градусов
• SAE 10W: до -30 градусов
• SAE 15W: до -25 градусов
• SAE 20W: до -15 градусов

Кинематическая вязкость масла

Она же высокотемпературная вязкость. Характеризует время, за которое через тарированное отверстие в измерительном приборе (тоже вискозиметре, но другого вида) пройдёт некоторое количество масла. Измеряется так же в сантистоксах (сСт), или, в качестве альтернативы — квадратных миллиметрах в секунду (1 мм²/c). Используется для определения сорта масла в ту или иную «летнюю» категорию. Тест масла происходит в различных «горячих» режимах, вплоть до 150 градусов. Логика цифр такая же, как и в случае с динамической вязкостью: чем выше значение, тем масло гуще. По классификации SAE кинематическая вязкость сводится к следующим соответствиям внешним температурам:

• SAE 30: до +35 градусов
• SAE 40: до +40 градусов

Комментарий эксперта

Свое видение на некоторые популярные вопросы по маслу озвучивает Юрий Галкин, начальник управления продуктового развития «Газпромнефть — смазочные материалы».

Можно ли смешивать масла одного допуска, но разной вязкости?

«Моторные и трансмиссионные масла производят в соответствии с международными системами классификации. Они включают, в том числе, требования по вязкости продукции при различных температурах — отрицательных и положительных. Параметры необходимого масла подбираются разработчиками двигателя, трансмиссии или другого узла, для обеспечения их оптимальной работы в различных условиях.

При смешивании разных масел, например, 0W-30 и 5W-40 одного класса/допуска, получится некая смесь с характеристиками вязкости, отличными от принятого стандарта. Ее параметры также будут зависеть от пропорций и изменения баланса присадок. Определить эффективность такого продукта вне лабораторных условий невозможно, а значит, нельзя прогнозировать, какое влияние на механизмы он окажет. Смешение масел различных производителей и композиций не рекомендуется, так как это может привести к ухудшению рабочих характеристик и смазочного материала, и узла.»

Что происходит, когда вязкость масла выше или ниже нормы для определенного двигателя?

«Однозначного ответа на этот вопрос нет. Одни двигатели рассчитаны на широкий перечень классов вязкости от 0W-20 до 20W-50 — в таком случае незначительное увеличение или уменьшение вязкости масла не приведет к серьезным проблемам.

В другие двигатели нужно заливать только маловязкие масла. Например, гибридные автомобили или современные турбомоторы китайских производителей с прямым впрыском топлива (GDI) требуют масел только класса 0W-20. В таких двигателях подшипники особой конструкции, узкие масляные каналы, малые зазоры, другая производительность масляного насоса, и они рассчитаны на применение маловязких масел. Если заливать в них продукцию с более высокой вязкостью — вероятны проблемы с циркуляцией и смазыванием, что приведет к последующему ремонту. Также в этом случае масло с более высокой вязкостью несколько снижает КПД двигателя и увеличивает расход топлива.

Третьи двигатели рассчитаны только на масла с высокой вязкостью: 5W-30/5W-40 и так далее — это преимущественно автомобили более ранних годов выпуска. Если в них использовать масло с меньшей вязкостью — это может привести к исчезновению масляной пленки на деталях механизмов, что повлечет нарушение работы двигателя и внеплановый ремонт с заменой узлов.

При выборе масла важно следовать рекомендациям автопроизводителей и применять то масло, которое прописано в документах на технику».

• Как и когда нужно менять масло в автомате

• Какое масло меньше всего угорает в двигателе: ответ эксперта

• Какое масло заливать в двигатель: дизельный, бензиновый, с большим пробегом

• Промывка двигателя — что это такое, составы, когда требуется

• Масложор: что это, причины, как избавиться от большого расхода масла