Вязкость моторного масла по SAE / Блог АвтоТО — Обслуживание автомобиля

Скорее всего в вашем браузере отключён JavaScript.
Вы должны включить JavaScript в вашем браузере, чтобы использовать все возможности этого сайта.

Запись опубликована 21.01.2008 автором admin.

Одними из основных свойств моторного масла являются его вязкость и ее зависимость от температуры в широком диапазоне (от температуры окружающего воздуха в момент холодного пуска зимой до максимальной температуры масла в двигателе при максимальной нагрузке летом). Наиболее полное описание соответствия вязкостно-температурных свойств масел требованиям двигателей содержится в общепринятой на международном уровне классификации SAE J300.

Эта классификация подразделяет моторные масла 12 классов от 0W до 60: 6 зимних (0W, 5W, 10W, 15W, 20W, 25W) и 6 летних (10, 20, 30, 40, 50, 60) классов вязкости.

Буква W перед цифрой означает, что масло приспособлено к работе при низкой температуре (Winter — зима). Для этих масел кроме минимальной вязкости при 100°C дополнительно дается температурный предел прокачиваемости масла в холодных условиях. Предельная температура прокачиваемости означает минимальную температуру, при которой насос двигателя в состоянии подавать масло в систему смазки. Это значение температуры можно рассматривать как минимальную температуру, при которой возможен безопасный пуск двигателя.

Всесезонные масла обозначаются сдвоенным номером, первый из которых указывает максимальные значения динамической вязкости масла при отрицательных температурах и гарантирует пусковые свойства, а второй — определяет характерный для соответствующего класса вязкости летнего масла диапазон кинематической вязкости при 100°С и динамической вязкости при 150°С.
Методы испытаний, заложенные в оценку свойств масел по SAE J300, дают потребителю информацию о предельной температуре масла, при которой возможно проворачивание двигателя стартером и масляный насос прокачивает масло под давлением в процессе холодного пуска в режиме, который не допускает сухого трения в узлах трения.

Аббревиатура HTHS расшифровывается как High Temperature High Shear Rate, т.е. «высокая температура — высокая прочность на сдвиг». С помощью данного испытания измеряется стабильность вязкостной характеристики масла в экстремальных условиях, при очень высокой температуре.

Большинство присутствующих сегодня на рынке моторных масел являются всесезонными, т. е. удовлетворяют требованиям по вязкости как при низких, так и при высоких температурах.

Класс по SAE	Вязкость низкотемпературная		Вязкость высокотемпературная
	Проворачивание	Прокачиваемость	Вязкость, мм2/с при t = 100 °C		Min вязкость, мПа·с при t = 150 °C и скорости сдвига 106 с-1
	Max вязкость, мПа·с, при температуре, °С		Min	Max
0 W	6200 при — 35 °С	60000 при — 40 °C	3,8	—	—
5 W	6600 при — 30 °С	60000 при — 35 °С	3,8	—	—
10 W	7000 при — 25 °С	60000 при — 30 °С	4,1	—	—
15 W	7000 при — 20 °С	60000 при — 25 °С	5,6	—	—
20 W	9500 при — 15 °С	60000 при — 20 °С	5,6	—	—
25 W	13000 при — 10 °С	60000 при — 15 °С	9,3	—	—
20	—	—	5,6	< 9,3	2,6
30	—	—	9,3	< 12,6	2,9
40	—	—	12,6	< 16,3	2,9 (0W-40; 5w-40;10w-40)
40	—	—	12,6	< 16,3	3,7 (15W-40; 20W-40; 25W-40)
50	—	—	16,3	< 21,9	3,7
60	—	—	21,9	26,1	3,7

Необходимо обратить внимание на то, что для двигателей различной конструкции температурные диапазоны работоспособности масла данного класса по SAE существенно отличаются. Они зависят от мощности стартера, минимальной пусковой частоты вращения коленчатого вала, требуемой для пуска двигателя, от производительности масляного насоса, от гидравлического сопротивления маслоприемного тракта и многих других конструкционных, технологических и эксплуатационных факторов (техническое состояние автомобиля, качество бензина или дизтоплива, квалификации водителя и др.).

Предварительные рекомендации по подбору масел по вязкости:

• при пробеге автомобиля менее 25% от планового ресурса двигателя (или новый двигатель) необходимо применять масла классов SAE 5W-30 или 10W-30 всесезонно;
• при пробеге автомобиля 25-75% от планового ресурса двигателя (технически исправный двигатель) целесообразно применять летом масла классов SAE 10W-40, 15W-40, а зимой — SAE 5W-30 и 10W-30, всесезонно — SAE 5W-40;

Редакция SAE J-300APR97 от 1 августа 2001 г. включает в себя 6 зимних и 5 летних классов моторных масел.
Зимние содержат в обозначении букву «W» (от англ. «Winter» — зима): OW, 5W, 10W, 15W, 20W, 25W.

Летние обозначаются — 20, 30, 40, 50, 60 (чем больше число, тем выше вязкость масла).
Всесезонные масла имеют двойное обозначение, например SAE 15W-40.

Ориентировочные диапазоны температур окружающего воздуха, при которых обеспечивается холодный пуск и надежное смазывание двигателя моторными маслами некоторых классов вязкости по SAE приведены в таблице:

Для разных моделей двигателей температурные диапазоны могут несколько отличаться…

Интересно. SHELL Helix Ultra Extra — современное моторное масло.

 

Запись опубликована в рубрике Моторное масло с метками замерзание масла, вязкость масла, SAE, 5w-30 21.01.2008 автором admin. Следующая запись →

Индекс вязкости моторного масла. Классификация SAE 5w30 и 5w40 | SUPROTEC

Современные двигатели — это чрезвычайно сложные механизмы, состоящие из различных агрегатов и узлов, которые в разной степени подвергаются действию агрессивных продуктов сгорания нефтепродуктов, топлива, высоких температур, скоростей, давлений и т. д. В двигателе внутреннего сгорания не один десяток поверхностей трения нуждается в смазочном масле, роль и требования к качеству которого возрастают по мере совершенствования конструкций.

За последние годы значительно изменились параметры современных двигателей. Так, на 45 % увеличилась литровая мощность, примерно на 18—20 % повысились скорость и среднее эффективное давление, причем эти изменения произошли при уменьшении литрового веса (32-35 %). Предусмотрено дальнейшее повышение литровой мощности и снижение металлоемкости. Повышение экономичности и эффективности, снижение затрат металла на единицу мощности возможны только за счет дальнейшего форсирования двигателей, т. е. еще будут увеличены среднее эффективное давление, степень сжатия, частота вращения, предполагается более широко использовать наддув. Все это повышает теплонапряженность деталей двигателя и ужесточает требования к качеству моторных масел.

Мы живем в России, в которой раз от раза бывает зима. В течение года температура за бортом может меняться от плюс сорока летом до минус сорока зимой, а ездить все равно надо. Здесь нужно вспомнить, что моторное масло имеет одну неприятную особенность — его вязкость сильно зависит от температуры, причем очень сильно (читать подробнее о моторных маслах «Супротек»…). При отрицательных температурах кинематическая вязкость моторного масла может составлять тысячи сантистоксов (единица измерения вязкости, мм2/с), а в зоне рабочих температур она снижается до единиц этих же сантистоксов. Это огромный разброс. Для одного и того же моторного масла вязкость может отличаться в тысячу раз! Лучшее решения для верного выбора автомобильного масла — консультация со специалистом у дилера. Но немного понимать вопрос необходимо и самому.

Вязкость моторного масла

Вязкость моторного масла зависит от температуры и называется вязкостно-температурной характеристикой (ВТХ) масла. Это его важнейший параметр. Для того, чтобы описать вязкостно-температурную характеристику масла, его производители в техническом описании продукта дают две вязкости: при 40 С и при 100 С, а также указывают еще один параметр, смысл которого понимают не все – индекс вязкости. Что же это такое?

Что такое индекс вязкости?

Индекс вязкости – эмпирическое число, которое указывает на степень изменения вязкости масла при изменении температуры. Масла с высоким индексом вязкости проявляют меньшую зависимость вязкости от температуры, чем масла с низким индексом вязкости. Для повышения индекса вязкости проводят глубокую гидроочистку базовых масел или используют вязкостные присадки (маслорастворимые полимеры) или синтетические (полимерные) масла.

Индекс вязкости это расчетная величина, характеризующая вид зависимости кинематической вязкости масла от температуры. Как рассчитывают вязкость моторного масла? При расчете берутся два эталонных автомобильных масла ГОСТ, у которых при 100 С вязкость будет одинаковой, но одно очень сильно густеет при понижении температуры, а вязкость второго от температуры зависит слабо. Индекс вязкости первого эталона принимается равным нулю, второго – ста. Вязкостно-температурная характеристика испытуемого масла сравнивается с эталонными и по специальной формуле определяется его индекс вязкости. Чем он выше, тем лучше.

Вязкостно-температурная характеристика зависит от углеводородного состава базового масла, состава и процента добавки загущающих полимерных присадок. У базовых масел на основе парафиновых углеводородов индекс вязкости достаточно высокий, около 100. У масел на основе ароматических углеводородов существенно более низкий, около 30-40. У синтетических компонентов, например, полиальфаолефинов (ПАО) выше 150.

Вязкостно-температурная характеристика базового масла для двигателя определяет индекс вязкости и конечного продукта. У сезонных «минералок» индекс вязкости самый низкий: 80-90. У всесезонных загущенных «минералок» он повышается до 90-110. Высоко ценятся улучшенные «минералки» с частичным содержанием синтетических компонентов, в том числе гидрокрекингового происхождения, имеют вязкостно-температурную характеристику с индексом порядка 120-140.

А так называемые «полные синтетики» могут похвастаться индексом вязкости, доходящим до 170-180.

Величина этого параметра связана с первой цифрой спецификации масел по SAE (которая указывается перед W: 0W, 5W и т.д.). Чем она ниже, тем в соответствующем классе масел должен быть выше индекс вязкости.

Таблица значений вязкости моторного масла по классификации SAE

Автомобильные масла — классификация SAE J-300 DEC99

Класс по SAE	Вязкость низкотемпературная		Вязкость высокотемпературная
	Проворачивание	Прокачиваемость	Вязкость, мм2/с при t=100°C		Min вязкость, мПа⋅с, при t=150°C и скорости сдвига 106 с-1
	Max вязкость, мПа⋅с, при температуре, °C		Min	Max
0 W	6200 при -35°C	60000 при -40°C	3,8	—	—
5 W	6600 при -30°C	60000 при -35°C	3,8	—	—
10 W	7000 при -25°C	60000 при -30°C	4,1	—	—
15 W	7000 при -20°C	60000 при -25°C	5,6	—	—
20 W	9500 при — 15°C	60000 при -20°C	5,6	—	—
25 W	13000 при -10°C	60000 при -15°C	9,3	—	—
20	—	—	5,6	<9,3	2,6
30	—	—	9,3	<12,6	2,9
40	—	—	12,6	<16,3	2,9 (0W-40; 5W-40; 10W-40)
40	—	—	12,6	<16,3	3,7 (15W-40; 20W-40; 25W-40)
50	—	—	16,3	<21,9	3,7
60	—	—	21,9	26,1	3,7

Значение индекса вязкости в летний и зимний сезон

Понятно, что чем выше индекс вязкости масла, тем проще запустить двигатель холодной зимней ночью. Именно поэтому для зимней эксплуатации «синтетика» подходит лучше. Как показывает практика, есть и определенная связь между износом пар трения двигателя и индексом вязкости. Это, в первую очередь, связано с пусковым износом. Известно, что значительная доля изнашивания пар трения двигателя «сидит» в зоне холодного пуска двигателя.

Пока загустевшее на морозе масло не начнет активно прокачиваться через каналы системы смазывания, подшипники и поршневые кольца работают без смазки.

Скорость изнашивания при этом на порядок выше. И только после повышения температуры масла до такого уровня, когда оно становится текучим, пары трения перейдут в нормальный режим работы. У масел с высоким индексом вязкости такой момент настанет значительно быстрее, потому пусковая пытка пар трения будет короче и мягче.

Так выглядят вязкостно-температурные характеристики моторных масел разных видов. Черная линия – реальная «полная синтетика» с высоким содержанием ПАО, красная – типичная НС-синтетика, «гидрокрекинг» с 10% ПАО, зеленая – «полусинтетика». И все они – «сороковки» по SAE. Разница – только при пуске-прогреве, но это – важно!

Определяем качество моторного масла по индексу

Индекс вязкости очень важный параметр, по которому предварительно можно оценить качество приобретаемого моторного масла. Не ленитесь обращать на него внимание! Если увидели в описании якобы «полной синтетики» величину индекса вязкости порядка 140, знайте, в нем процентов 70-80 обычного гидрокрекингового базового масла. В этом случае применимость термина «синтетика» для этой банки остается полностью на совести его производителя.

Кстати, высокий индекс вязкости для «минералки», например, выше 115, тоже подозрителен! Это относительный показатель большого процента содержания полимерных загустителей. Полимеры в масле под действием температур и давлений со временем меняют свою структуру, активно окисляются и разрушаются. Масла с их высоким содержанием будут быстро ухудшать свои смазывающие свойства в процессе работы, то есть иметь малый срок службы. Менять их придется чаще. Чаще чем вы планировали, и чаще, чем обещал вам продавец или мастер СТО.

Статьи по теме «Моторное масло» Кровь мотора. Основные функции моторного масла автомобиля Масляный базис. Группы моторных масел. Таблица характеристик Кулинария масла. Чем отличаются моторные масла Синтетическое масло против минерального (теория) Синтетика против минералки (практика) САЕнтология масла. Классификация моторных масел по SAE Индексация масла. Индекс вязкости моторного масла АПИлог масла. Классификация моторного масла по API Допуск формы «Мерседес». Рекомендованное моторное масло Читаем инструкцию…Выбор синтетического масла

Альтернативные базовые масла: перспектива

Март 2021

• Альтернативные базовые масла могут улучшить топливную экономичность и производительность, поскольку они могут оставлять моторное масло чистым на гораздо более длительный срок по сравнению с традиционным моторным маслом и уменьшать материальный след.
• Это увеличивает пробег автомобиля и позволяет снизить выбросы CO ₂ без замены двигателя.
• В ближайшем будущем можно ожидать появления большего количества формул смазочных материалов, включающих альтернативные базовые масла.

Моторное масло — это продукт, который существует очень давно и восходит к 1866 году, когда появилось первое фирменное моторное масло [1]. Технология автомобилей постоянно развивается; следовательно, инновации в области моторных масел должны идти в ногу с развитием автомобилей. Создание новых формул и композиций моторного масла имеет жизненно важное значение для обеспечения максимальной производительности автомобиля с минимальным износом и максимальной защитой для продления срока службы двигателя.

При создании новых рецептур моторных масел также важно учитывать составы, снижающие вязкость и улучшающие фрикционные свойства. При снижении вязкости и улучшении фрикционных свойств при граничном и смешанном режимах смазки можно улучшить топливную экономичность, производительность и срок службы двигателя.

Одним из примечательных аспектов формул моторных масел является базовое масло, поскольку базовое масло является одним из основных ингредиентов, из которых состоят все моторные масла. Базовое масло составляет от 75% до 80% моторного масла, которое составляет большую часть продукта [2]. На рис. 1 показано процентное содержание ингредиентов, используемых для изготовления моторного масла.

Рис. 1. Базовое масло составляет большую часть моторного масла. [3]

Базовое масло обычно получают путем переработки сырой нефти [2]. Базовое масло классифицируется API на пять различных групп, I–V. Эти группы различают типы базовых масел по способу их обработки. Ранние традиционные базовые масла относятся к группе I и производятся по технологии сольвентной очистки [4]. Группы II и III также перерабатываются из сырой нефти, за исключением того, что группа II обладает лучшими антиокислительными свойствами и перерабатывается гидрокрекингом (двухстадийным процессом, в котором используются высокое давление, тепло, катализатор и водород [5]), а группа III более очищена и подвергается интенсивному гидрокрекингу по сравнению с группой II.

Группа IV состоит из полиальфаолефинов (ПАО) и перерабатывается путем синтеза. Группа V состоит из всех других базовых масел, таких как сложные эфиры, полиалкиленгликоль (ПАГ) и биоолефины. В Европе поливнутренние олефины (PIO) были добавлены компанией ATIEL в качестве базового масла группы VI. В настоящее время группа II является наиболее распространенным типом базового масла, используемого в моторных маслах.

Большинство современных базовых масел производится из сырой нефти, невозобновляемого ресурса. Другие альтернативы базовым маслам исследуются и внедряются в новые моторные масла. Одним из альтернативных базовых масел являются биоолефины, в которых многие виды биоолефинов отнесены к группе IV. Альтернативные базовые масла, такие как сложные эфиры и полиалкиленгликоли, классифицируются как базовые масла группы V. Эти альтернативные базовые масла имеют разные характеристики с различными сильными и слабыми сторонами. Каждое базовое масло с разными характеристиками будет иметь специфическое и немного отличающееся применение [6]. В таблице 1 сравниваются сильные и слабые стороны различных базовых масел. Максимальная рабочая температура является показателем термической стабильности и зависит от используемых пакетов антиокислительных присадок.

Таблица 1. Базовые масла имеют разные характеристики. [6]

Синтетика	Сильные стороны	Слабые стороны
Полиальфаолефины (ПАО) Максимальная рабочая температура 399°F/до 204°C	Высокий индекс вязкости, высокая термоокислительная стабильность, низкая летучесть, хорошая текучесть при низких температурах, нетоксичность, совместимость с минеральными маслами	Биоразлагаемость зависит от молекулярной массы, ограниченной растворимости добавок, риска усадки уплотнения
Ди-, три-, тетраэфиры и полиэфиры Температура 399°F /до 204°C	Нетоксичный и биоразлагаемый, с высоким индексом вязкости, хорошими низкотемпературными свойствами, смешивается с углеводородами	Гидролитическая стабильность и смешиваемость с углеводородами могут быть проблемой, ограниченная совместимость с герметиком и краской
Эфиры фосфорной кислоты Максимальная рабочая температура 241°F/116°C	Самая высокая температура самовоспламенения, превосходная износостойкость и защита от задиров	Умеренный индекс вязкости, ограниченная совместимость с уплотнениями, не смешивается с углеводородами, умеренная гидролитическая стабильность
Полиалкиленгликоли (ПАГ) Температура 399°F / до 204°C	Низкое трение и отличная смазывающая способность, нетоксичность и биоразлагаемость, высокий индекс вязкости, хорошая термическая и окислительная стабильность	Ограничения по растворимым присадкам, смешиваемость с другими базовыми маслами зависит от основы, ограниченная совместимость с уплотнениями и красками
Силиконы Максимальная рабочая температура 486°F/252°C	Самый высокий индекс вязкости, высокая химическая стабильность, отличная совместимость с уплотнениями, очень хорошая термическая и окислительная стабильность	Не смешивается с углеводородами и присадками, слабая смазывающая способность при смешанной/граничной смазке

Базовые масла группы V отличаются от обычных рыночных базовых масел и методов очистки, используемых в базовых маслах групп I–III. Однако в последнее время многие базовые масла группы V подвергаются более глубоким исследованиям для создания новых маловязких и фрикционных моторных масел. Могут потребоваться альтернативные базовые масла, так как NOACK испарения низковязких углеводородов увеличивается с уменьшением вязкости. Сложные эфиры и ПАГ имеют гораздо более низкую летучесть из-за их молекулярной полярности.

Альтернативы

Базовые масла, отличные от типичных углеводородных базовых масел, появились в авиационных двигателях во время Второй мировой войны. Немецкие синтетические базовые масла для смазочных материалов состояли из смеси поли(этилен)-эфира, практически не образовывали сажи и имели низкую вязкость в диапазоне современных моторных масел 0W–20. Кинематическая вязкость SS1600 при 100°C, используемого в радиальном BMW 801 с воздушным охлаждением, составляла ~6,2 мм²/с (SS = synthetischer Schmierstoff = синтетическая смазка). Эфир представлял собой продукт реакции метиладипиновой кислоты с разветвленными спиртами С8-С14. ВВС США использовали полипропиленгликольмонобутиловый эфир (Union Carbide Prestone 200, базовое масло LB-550) с 19 марта.44 и выше с вязкостью при 100°C 18,5 мм²/с (более безопасная конструкция!). Авиационное моторное масло на основе ПАГ было беззольным и не образовывало отложений. До сегодняшнего дня уровень цен на такие базовые масла ограничивал проникновение на рынок.

Основные различия в свойствах углеводородов, сложных эфиров и полиалкиленгликолей связаны с наличием кислорода в их углеродных скелетах. Сложные эфиры имеют одну, две или три «эфирные» связи с двумя атомами кислорода каждая, тогда как ПАГ имеют в каждом мономере «эфирную» связь. Кислород представляет собой увеличение молекулярной полярности, что увеличивает индекс смазывающей способности и вязкости, а также снижает испарение NOACK. Однако полярность из-за атомов кислорода затрудняет совместимость с полимерными материалами. Сложные эфиры являются одним из базовых масел группы V, добавляемых в качестве соосновного компонента для моторных масел. В прошлом было много попыток продавать моторные масла с использованием 100% сложных эфиров в качестве базового масла. Использование сложных эфиров в моторном масле вызывает интерес к созданию моторных масел с низкой вязкостью, высоким индексом вязкости и сниженным трением, которые могут улучшить экономию топлива и снизить выбросы парниковых газов [7].

Сложные эфиры внедряются в моторные масла с низкой вязкостью из-за их низкой летучести и высокого индекса вязкости (VI). Кроме того, сложные эфиры обладают отличной термической и окислительной стабильностью, что позволяет им хорошо работать при высоких температурах [8], связанных с низкой (пониженной) летучестью NOACK (физическое испарение). Сложные эфиры могут подвергаться термическому разложению без участия кислорода [9]. Эта реакция, в которой сложный эфир обычно проходит через бета-элиминирование при температурах от 275°C до 315°C, не происходит, поскольку металлы действуют как катализатор и понижают температуру до 200°C. Поскольку «водорода в бета-положении кислорода нет» [9], бета-элиминация маловероятна и, следовательно, повышает термическую стабильность. Эфиры также обладают большой растворяющей способностью, так как могут растворять в рецептуре сложные добавки [10]. Из-за высокого индекса вязкости сложных эфиров и высокой окислительной стабильности в рецептурах моторных масел, содержащих сложные эфиры, будет использоваться меньше присадок и диспергаторов, улучшающих индекс вязкости, в которых, как известно, и присадки, и диспергаторы повышают вязкость готового моторного масла [7].

Сложные эфиры могут соответствовать критериям экологически приемлемых смазочных материалов (EAL) в соответствии с Генеральным разрешением на судно [10]. В моторных маслах обычно встречаются три различных класса сложных эфиров: диэфиры, триэфиры (триметилолпропановые эфиры (ТМП)), тетраэфиры и полиэфиры. Эти сложные эфиры обладают высокой биоразлагаемостью и смешиваются с другими маслами и присадками [6]. Триэфиры весьма желательны, поскольку они могут использоваться в широком диапазоне вязкости. Эфиры обладают и другими свойствами, подходящими для моторных масел. Эфиры вызывают хорошее набухание уплотнения, чтобы компенсировать усадку под действием ПАО, и имеют низкое образование отложений, что хорошо для сохранения смазочного материала в течение длительного времени без необходимости замены моторного масла на некоторое время [9].]. Сложные эфиры в моторных маслах также обеспечивают высокую температуру вспышки до 325°C. Высокая температура вспышки делает моторное масло безопасным, так как оно более устойчиво к возгоранию. Экспериментальное моторное масло было изготовлено из сложных диэфиров (эфир адипиновой кислоты или диизотридециладипат) и полиэфиров (TruVisTM P3020) для сравнения с моторным маслом, использующим базовое масло Группы II [7]. Дальнейшие испытания показали, что моторное масло на основе сложноэфирного масла обладает лучшими характеристиками образования отложений и снижением трения по сравнению с моторным маслом на основе базового масла группы II. Результаты испытаний показывают, что сложные эфиры, используемые в моторных маслах, обеспечивают низкую вязкость и низкое трение и, следовательно, улучшают топливную экономичность и производительность двигателя.

Еще одним альтернативным базовым маслом, используемым для создания моторных масел с низкой вязкостью и фрикционными свойствами, являются PAG. PAG классифицируются как базовые масла группы V и обладают подходящими свойствами высокого индекса вязкости (VI), низким уровнем испарения NOACK и высокой смазывающей способностью. ПАГ подразделяются на два разных типа: водорастворимые и водонерастворимые (недавно добавленные также к маслорастворимым) [11]. Маслорастворимые PAG становятся все более распространенными на рынке, поскольку они используются для высокотемпературных применений. ПАГ обладают высоким индексом вязкости и термической стабильностью. ПАГ обладают большей теплоемкостью по сравнению со сложными эфирами и углеводородами. Теплоемкость ПАГ примерно на 22% выше, чем у типичных сложных эфиров и углеводородов [12]. Теплоемкость ПАГ влияет на потерю вязкости и пленкообразующую способность. Поскольку PAG обладают более высокой теплоемкостью, это позволяет моторному маслу работать при более высоких температурах без ухудшения смазывающих свойств. На рис. 2 показана теплоемкость альтернативных масел, таких как PAG, сложные эфиры и смеси сложных эфиров с углеводородами (HC-Ester), по сравнению с маслами на углеводородной основе (HC). На рис. 2 показаны объемные теплоемкости, поскольку масляный насос определяется объемной подачей. Сложные эфиры обладают немного более высокой объемной теплоемкостью, чем полигликоли.

Рис. 2. Теплоемкость альтернативных и обычных масел. [13]

Теплопроводность ПАГ и сложных эфиров несколько выше, чем у углеводородов, что улучшает свойства теплопередачи моторных масел через масляную пленку [13]. Благодаря высокому внутреннему индексу вязкости базовые масла PAG можно использовать для создания моторных масел с низкой вязкостью и низким коэффициентом трения. ПАГ также практически не оставляют следов, что делает моторные масла чистыми и долговечными благодаря их химической структуре [12]. Практически не оставляя следов, PAG используются для снижения трения в моторных маслах в качестве соосновного компонента и, следовательно, обеспечивают отличные прочностные свойства пленки. Низкая летучесть при высоких температурах является еще одним свойством PAG, которое позволяет использовать моторные масла на основе PAG как при высоких, так и при низких температурах. PAG также имеют низкую температуру застывания и высокую устойчивость к окислению. PAG используются для создания моторных масел с низкой вязкостью путем их объединения в рецептуру, состоящую из жирного спирта. В сочетании с жирным спиртом вязкость моторного масла падает при 40° и увеличивается ИВ [12, 13]. PAG обладают другими свойствами растворителя по сравнению с углеводородами. Поскольку PAG могут быть растворимыми как в воде, так и в масле, это обеспечивает большую гибкость при выборе составов моторных масел и областей применения. Водорастворимые свойства PAG позволяют легко обслуживать оборудование, так как чистка оборудования будет проще.

Маслорастворимые ПАГ (также известные как OSP) получают из оксидов бутилена и других видов оксидов [11, 14] или представляют собой комбинацию оксида этилена/оксида пропилена с жирным спиртом (часто C ₁₀ -C ₁₄ ). OSP обладают многими полезными функциональными свойствами, такими как традиционные PAG. OSP обеспечивают большую гибкость в рецептуре, которая влияет на молекулярную массу и свойства базового компонента. В таблице 2 показаны различия в свойствах различных типов OSP, что делает OSP универсальными во многих приложениях.

Таблица 2. Свойства базовых масел различных OSP.

Количество	Метод ASTM	ОСП-18	ОСП-32	ОСП-46	ОСП-68	ОСП-150	ОСП-220	ОСП-320	ОСП-460	ОСП-680
Кин. Вязкость при 40°C [мм2/сек]	Д445	18	32	46	68	150	220	320	460	680
Кин. вязкость при 100°C [мм2/сек]	Д445	4,0	6,4	8,5	11,5	23,5	33	36	52	77
Индекс вязкости	Д445	123	146	164	166	188	196	163	177	196
Температура застывания [°C]	Д97	–41	–57	–57	–53	–37	–34	–37	–35	–30
Температура воспламенения [°C]	Д92	220	242	240	258	258	258	260	265	270
Плотность при 25°C [г/мл]	Д7042	0,92	0,94	0,97	0,97	0,97	0,97	0,97	0,97	0,97
Анилиновая точка [°C]	Д611	<–30	<–30	<–30	<–30	<–30	–26	н/д	н/д	н/д

Уникальным свойством OSP является их низкая анилиновая точка менее –20°. Анилиновая точка обычно используется как показатель растворяющей способности или полярности базового масла. Поскольку анилиновая точка OSP низкая, OSP считаются высокополярными. В целом ПАГ умеренно полярны. Это указывает на то, что OSP более гидролитически стабильны по сравнению со сложными эфирами, что обеспечивает более длительный срок службы моторного масла.

Биоолефины представляют собой другой тип альтернативного базового масла, полученного из возобновляемых ресурсов. Олефины обычно перерабатываются посредством очистки сырой нефти и жидкостно-каталитического крекинга, парового крекинга и дегидрирования. Биоолефины — это олефины, которые производятся из альтернативного сырья, такого как биомасса [15]. Это альтернативное базовое масло вызывает все больший интерес во всем мире, и технологические достижения исследуются и разрабатываются с учетом новых видов биоолефинов. Биоолефины проходят такие процессы, как ферментация, газификация, крекинг и деоксигенация. Различные процессы, используемые для производства биоолефинов, создают различные промежуточные продукты биомассы. Биоолефины могут быть получены в виде ботриококцена (C ₃₀ H ₅₀ ) из зеленых водорослей (botryococcus braunii) или в виде бета-фарнезена (C ₁₅ H ₃₂ ) из сахара модифицированными дрожжевыми клетками. Оба сильно разветвлены, и их множественные двойные связи необходимо устранить путем гидрирования. Из такого сырья и в зависимости от того, какой процесс используется, биоспирты, диолы и другие оксигенаты создаются и используются для производства возобновляемых потоков синтетических базовых масел.

Этилен представляет собой тип олефина, который можно производить из возобновляемого сырья, хотя обычно его получают путем парового крекинга углеводородов. В дальнейшем этилен может быть получен из биоспиртов, растений и микроорганизмов [15], в зависимости от используемого процесса. Основным преимуществом создания базового масла из биоолефинов является содержание возобновляемых источников энергии. Биоолефины, используемые в базовых маслах, могут иметь низкую летучесть, что, в свою очередь, делает их подходящими для использования в моторных маслах с низкой вязкостью и трением.

Следующим важным фактором для масел класса SAE 4 и 8 со сверхнизкой вязкостью является летучесть по Ноаку (1 час при 250°C) [16]. Физическое испарение (по Ноаку) увеличивается с уменьшением вязкости, так как одновременно снижается молярная масса остова. Полярность сложных эфиров и полигликолей предлагает здесь для базовых масел сверхнизкой вязкости функциональные преимущества пониженной летучести, связанной с более высокими индексами вязкости, по сравнению с углеводородами с такой же кинематической вязкостью при 100°C. Таким образом, несколько дополнительных требований и тенденций создают основу для альтернативных базовых масел.

Об авторах

Радж Шах — директор компании Koehler Instrument Company в Нью-Йорке, где он проработал последние 25 лет. Эксперт в области альтернативной энергетики, он избран членом своих коллег в IChemE, STLE, AIC, NLGI, INSTMC, CMI, Институте энергетики и Королевском химическом обществе. Он имеет докторскую степень в области химического машиностроения Университета штата Пенсильвания и научный сотрудник Института сертифицированного менеджмента в Лондоне, а также дипломированного научного сотрудника Научного совета, дипломированного инженера-нефтяника Института энергетики и дипломированного инженера Инженерного совета Великобритании. Лауреат премии ASTM Eagle, д-р Шах недавно выступил соредактором бестселлера «Справочник по топливу и смазочным материалам». Предварительный просмотр руководства (.pdf) доступен в Интернете.

Получив в 2020 году прославленное звание выдающегося инженера Tau Beta Pi, в настоящее время он является адъюнкт-профессором кафедры материаловедения и химической инженерии в Государственном университете Нью-Йорка, Стоуни-Брук, штат Нью-Йорк. Он имеет более 250 публикаций и является волонтером в консультативном совете директоров нескольких университетов США. Узнайте больше о Радже в этом выпуске Penn State Spotlight

Д-р Матиас Войдт — управляющий директор MATRILUB Materials Ι Tribology Ι Lubrication с более чем 34-летним опытом исследований и разработок и разработки продуктов. Опубликовал более 340 публикаций и зарегистрировал 51 приоритетный патент. Он также является членом правления Немецкого общества трибологии. Он является адъюнкт-профессором трибологии в Техническом университете Берлина. Он является лауреатом премии ASTM за выдающиеся достижения. С ним можно связаться по адресу m.woydt@matrilub.de.

Г-жа Хиллари Вонг — аспирант Университета штата Нью-Йорк (SUNY) в Стоуни-Брук и стажер в компании Koehler Instrument Company.

Ссылки

[1] Киган, Мэтт, «Valvoline в 150 лет: моторное масло с самой старой маркой в ​​Америке», Auto Trends Magazine , 24 мая 2016 г., https://autotrends.org/2016/05/24/valvoline-at-150-americas-oldest- branded-motor-oil

[2] Ли, Дэвид, Основы базовых масел: качество начинается с основы, Chevron Lubricants , 1 февраля 2018 г., https://www.chevronlubricants.com/en_us/home/learning/from-chevron/personal-rec-vechicles-and-equipment/base-oil-basics-quality-starts-at-the-base.html

[3] Современные базовые масла и смеси для оптимальной работы, Lube-Tech , Февраль 2012 г., стр. 1–7

[4] Объяснение групп базовых масел», Machinery Lubrication , Noria Corporation, 9 октября 2012 г. , https://www.machinerylubrication.com/Read/29113/base-oil-groups

[5] «Гидрокрекинг». Гидрокрекинг — обзор, ScienceDirect Topics, 2019 г., https://www.sciencedirect.com/topics/engineering/hydrocracking

[6] Fitch, Беннетт, Понимание различий между составами базовых масел, Machinery Lubrication , 6 февраля 2017 г., https://www.machinerylubrication.com/Read/30730/base-oil-formulations 900 15

[7] Esche, C., et al. , Сложные эфиры для моторных масел, Трибология и технология смазки , ноябрь 2018 г., с. 80–82

[8] Сложные эфиры. BASF AG, Людвигсхафен, https://www.basf.com/global/en/products/segments/industrial_solutions/performance_chemicals/business/fuel-and-lubricant-solutions/esters.html

[9] С. Луказо, От масел для реактивных двигателей до высокотемпературных промышленных смазочных материалов, Журнал LUBE 154 : 27–29, декабрь 2019 г.

[10] Стандартное руководство по выбору экологически приемлемых смазочных материалов для Генерального разрешения Агентства по охране окружающей среды США (EPA), задание ASTM WK68 688

[11] M. R. Greaves, «Маслорастворимые полиалкиленгликоли», In: Rudnick, L.R. (Ed), Синтетика, минеральные масла и смазочные материалы на биологической основе

[12] Войдт, М., Полиалкиленгликоли как моторные масла нового поколения, J. ASTM Междунар. 8 (6), идентификатор бумаги JAI103368 и ASTM STP1521, 2012, ISBN: 978-0-8031-7507-5

[13] Шмидт Р., Г. Клингенберг и М. Войдт, Теплофизические и вязкостные свойства экологически приемлемых смазочных материалов, Industrial Lubrication and Tribology 58 : 210–224, 2006, https://doi.org/10.1108/00368790610670809

[14] Гривз, Мартин, Маслорастворимые полиалкиленгликоли, LUBE-Tech , декабрь 2013 г., стр. 1–4.

[15] Захаропулу, В. и А.А. Лемониду, Олефины из промежуточных продуктов биомассы: обзор, Catalysts 8 (1): 2, 2018 г., https://doi.org/10.3390/catal8010002

[16] Х. Р. Хендерсон, Решение проблемы с моторным маслом, часть 2, Компаунды , февраль 2018 г. , с. 16–19.

Сравнение моторных масел | Как сравнить спецификации моторных масел

ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ ОБ АВТОРСКИХ ПРАВАХ:
Все изображения и тексты на этой веб-странице являются собственностью nomaallim.com. Любое использование любой части этого контента без письменного согласия nomaallim.com подлежит юридическим процедурам в соответствии с международными и местными законами соответствующей страны. Использование названия «nomaallim», «nomaallim com» или «nomaallim.com» в тексте, описывающем несанкционированно скопированный контент, не является исключением и влечет за собой санкции в соответствии с действующим законодательством и процедурами.

ОТКАЗ ОТ ОТВЕТСТВЕННОСТИ:
Наши изображения носят информативный характер и иллюстрируют работы, выполненные нами в наших собственных помещениях для нашего собственного использования и удовлетворения.
Читатели, которые планируют выполнять аналогичные работы, вдохновленные указанным ниже методом, должны делать это на свой страх и риск и под свою ответственность.

Масла, рекомендованные производителем

ШАГ 1: Найдите моторное масло, рекомендованное для вашего автомобиля.

Это не может быть легкой задачей, так как производители автомобилей часто не указывают четко марку и качество масла в руководстве по эксплуатации.
Вас просто попросят использовать «рекомендуемое моторное масло».
Наклейки, найденные в моторном отсеке, также указывают на марки продуктов без дополнительной информации.

Вам необходимо выполнить поиск в Интернете, используя модель двигателя, модель автомобиля или, в более общем плане, таблицу рекомендованных масел производителем автомобиля для его диапазона двигателей, и найти информацию, предоставленную производителем автомобиля (OEM), , а НЕ сайт моторных масел .

В качестве примера в приведенной ниже таблице перечислены моторные масла, рекомендуемые OEM-производителями для двигателей PEUGEOT:

ШАГ 2: Найдите паспорт моторного масла, рекомендованного OEM Убедившись в следующем: lix», и т. д.) Марка моторного масла (0W30, 5W30, 10W40 и т. д.) Найдите и загрузите техпаспорт продукта. В техпаспорте указаны как минимум следующие характеристики масла:

Построение собственной сравнительной таблицы

Теперь проблема в следующем: моторное масло, рекомендованное OEM, может быть недоступно в вашей стране или в вашем автосервисе.
Или вы просто хотите найти более дешевые альтернативные масла, эквивалентные маслам, рекомендованным OEM-производителями.

​Действовать следующим образом:

1. Поиск в вашей стране доступных масел того же качества, что и масла, рекомендованные OEM
2. Загрузите их спецификации или позвоните местному дистрибьютору и попросите их.
3. Создайте сравнительную таблицу, аналогичную приведенной ниже (нажмите изображение, чтобы увеличить его). Вы можете скачать шаблон ниже.
4. Перечислите характеристики масла OEM в одной или нескольких колонках в зависимости от рекомендуемого количества масел (см. колонку «Эталонные масла»).
5. Перечислите другие моторные масла и отметьте зеленым цветом те, которые соответствуют, оранжевым те, которые можно использовать в качестве второго выбора, и красным цветом те, которые совсем не эквивалентны.
6. Критерий должен иметь близкие значения вязкости, а затем равную или превосходящую температуру вспышки.
7. Купите и используйте любое из эталонных масел, предоставленных OEM-производителем, или эквивалентные продукты, которые вы нашли. Теперь вы уверены, что можете безопасно управлять своим автомобилем.

НАПОМИНАНИЕ О КРИТЕРИЯХ ВЫБОРА МАСЛА:

Значения вязкости альтернативного масла в пределах +/- 10% от эталонного масла

Температура вспышки альтернативного масла > (или =) Температура вспышки эталонного масла

Нажмите, чтобы загрузить пустой шаблон, который можно использовать для сравнения моторных масел (Excel 2007):

motor_oil_template_l.