Что такое SAE ?
SAE – это сообщество автомобильных инженеров (англ. Society of Automobile Engineers , SAE) -
источник технической информации и опыта, используемого в разработке, производстве, обслуживании и управлении транспортных средств для использования на земле или море, в воздухе или космосе.
SAE классификация масел по вязкости, разработанная Американской ассоциацией автомобильных инженеров (SAE), подразделяет масла на классы по текучести, т.е. способности масла течь и одновременно "прилипать" к поверхности металла. Она действует в Европе, США, Японии и других странах.
Для справки.
Вязкость жидкости - это выражение внутреннего трения ее молекул друг с другом. Считается, что вязкость - это сопротивление, которое препятствует передвижению одной частицы масла.
Кинематическая вязкость
моторных масел измеряется при двух температурах (40°С и 100°С) в сантистоксах (сокращенно cST или сСт). Она и измеряется, например, в капилляр-визкозиметрах, как время вытекания определенного количества масла из очень узкого сосуда при воздействии силы тяжести в мм 2 /с.
Динамическая вязкость
измеряется в миллипаскаль-секундах при температуре 150°С (сокращенно: mPas или мПа·с).
Прокачиваемость
- способность масляного насоса прокачать масло при минимальной температуре.
Проворачиваемостъ
- способность стартера проворачивать двигатель при минимальной температуре.
Класс SAE сообщает потребителю диапазон температуры окружающей среды, в котором масло обеспечит проворачивание двигателя стартером (первая слева колонка), прокачивание масла масляным насосом по смазочной системе двигателя под давлением при холодном пуске в режиме, не допускающем сухого трения в узлах трения (вторая слева колонка), и надежное смазывание летом при длительной работе в максимальном скоростном и нагрузочном режиме.
Классификация SAE J 300 APR 97
Класс пo SAE |
Низкотемпературная вязкость |
Высокотемпературная вязкость |
|||
Проворачивание* |
Прокачиваемосгь** |
Вязкость***, |
Вязкость****,
|
||
Максимальная вязкость, мПа с, при t,°С |
|||||
3250 при -30°С |
60000 при -40°С |
||||
3500 при -25°С |
60000 при -35°С |
||||
3500 при -20°С |
60000 при -30°С |
||||
3500 при -15°С |
60000 при -25°С |
||||
4500 при -10°С |
60000 при -20°С |
||||
3250 при -5°С |
60000 при -15°С |
||||
* Вязкость измеряется по методу ASTM D 5293 на вискозиметре CCS.
** Вязкость измеряется по методу ASTM D 4684 на вискозиметре MRV; напряжение сдвига не допускается при любом значеи вязкости.
*** Вязкость измеряется по методу ASTM D 445 на капиллярном вискозиметре (кинематическая).
**** Вязкость измеряется по методам ASTM D 4683 или CEC L-36-A-90 на коническом имитаторе подшипника.
*a Это значение для классов SAE 0W-40, 5W-40, 10W-40.
*аа Это значение для классов SAE 40, 15W-40, 20W-40, 25W-40.
Классификация подразделяет моторные масла на шесть зимних классов (0W, 5W, 10W, 15W, 20W и 25W) и пять летних (20, 30, 40, 50 и 60). В этих рядах большим числам соответствует большая вязкость. Всесезонные масла, пригодные для круглогодичного применения, обозначают сдвоенным номером, один из которых указывает зимний, другой - летний класс, например, SAE 5W-30 или 10W-40, 15W-40, 20W-50 и т. п.
Классификация SAE J 300 APR 97 для зимних масех устанавливает максимальные значения динамической вязкости при низких температурах и минимальные значения кинематической вязкости при 100°С. Для летних масех установлены пределы кинематической вязкости при 100° С и минимальные значения динамической вязкости при 150°С и скорости сдвига 106 с -1 .
Всесезонные масла отвечают требованиям к одному из зимних и к одному из летних масел одновременно, т. е. обладают очень пологой зависимостью вязкости от температуры. Это достигается загущеннием маловязких масел специальными макрополимерными присадками, повышающими индекс вязкости, иначе говоря, загущающими масло в области высоких температур больше, чем в области низких температур, и (или) использованием синтетических компонентов в качестве основы масла.
Примерное соответствие российской (ГОСТ 17479.1-85) и SAE классификаций
Класс пo SAE |
Россия |
Кинематическая вязкость при 100°С(мм 2 /с) |
Назначение |
|
Всесезонные |
||||
Обращаем внимание на то, что для двигателей различной конструкции температурные диапазоны работоспособности масла данного класса по SAE существенно различаются. Они зависят от мощности стартера, минимальной пусковой частоты вращения коленчатого вала, требуемоего для пуска двигателя, от производительности масляного насоса, от гидравлического сопротивления маслоприемного тракта и многих других конструктивных, технологических и эксплуатационных факторов (техническое состояние автомобиля, качество бензина или дизтоплива квалификация водителя и т. п.).
Сочетание значений вязкости летнего и зимнего сортов масла не означает арифметического сочетания свойств вязкости. Так, например, масло 5W-30 рекомендовано к эксплуатации при температурах окружающей среды от -30 до +20°С. Вместе с этим летнее масло 30 может работать при температурах до 30°С, но только выше нуля.
Каждый двигатель каждой марки автомобиля отличается уникальным сочетанием степени форсированности, теплонапряженности, особенностей конструкции, применяемых материалов и так далее, вплоть до качества обработки поверхностей. Таким образом, владельцу Subaru не следует слепо использовать таблицу допустимых температур Chrysler.
Для автомобилей «Жигули» эта таблица выглядит следующим образом
Класс по SAE |
Рабочий диапазон температур,°С |
от-30 до +20 |
|
от-30 до +35 |
|
от-30 до +45 |
|
от-30 до +20 |
|
от-25 до +35 |
|
от-25 до +45 |
|
от-20 до +35 |
|
от-20 до +45 |
|
от-20 до +45 |
|
от-15 до +40 |
|
от-15 до +45 |
|
от-15 до +45 |
Следует помнить, что классификация SAE J 300 распространяется только на вязкостно-температурные свойства моторных масел и не сообщает никакой информации об их эксплуатационных качествах.
Вязкость моторного масла является общим параметром для всех моторных масел, который указывает на качество: он показывает, при какой температуре можно использовать масло, заведётся ли зимой мотор, и сможет ли прокачаться масло по системе смазки.
Кто классифицирует
Единственной всемирной организацией, которая занимается разработкой стандартов по вязкости масла, является SAE (Society of Automotive Engineers)- Общество Автомобильных Инженеров США. Организация появилась в начале 19 века, когда автомобильная индустрия только зарождалась.
Для классификации масла используют его кинетическую и динамическую вязкость при рабочей температуре и при отрицательной температуре, которая показывает, можно ли завести мотор в мороз.
Цифры на этикетке
Все производители моторных масел указывают на своей этикетке вязкость масла, выглядит это следующим образом:
SAE 10w-40
SAE обозначает, что масло классифицировано по стандарту данной организации
10w — вязкость при отрицательных температурах, то есть возможности использования масла в зимний период. Буква w обозначает winter, то есть зимнее, а индекс 10 — показывает низкотемпературную вязкость
Цифра 40 указывает высокотемпературную вязкость и имеет определённые характеристики вязкости при температурах 100 и 150 градусов Цельсия.
Сезонность масел
На сезонность указывают те же цифры. Масло может быть чисто летним, зимним или всесезонным. Чем шире характеристике масла, тем оно дороже, значительно проще изготовить масло, которое будет иметь хорошие характеристики при пуске в мороз, но посредственные при высоких температурах, чем масло, которое будет иметь хорошие показателе на всех режимах использования.
Зимние
Зимние масла имеют в обозначении только индекс w, но не имеют высокотемпературный показатель в обозначении. Стандартный ряд зимнего моторного масла: SAE 0w, 5w, 10w, 15w, 20w, 25w .
Цифра показывает, при какой минимальной температуре можно использовать масло, для этого надо отнять 35. То есть, для масла с вязкостью SAE 10w предельной температурой будет 10-35=-25 градусов. При этой температуре пуск двигателя будет нормальным, если температура будет ниже, тогда запустить двигатель будет проблематичнее, так как масло замёрзнет и станет более густым, желеобразным, и стартеру будет сложно его прокрутить. Из-за этого бывают задиры на вкладышах и невозможность пуска зимой, особенно на дизельных моторах, которые очень чувствительны к оборотам при пуске.
Летние
В летних моторных маслах наоборот, зимний индекс w не регламентируется.
Стандартный ряд летнего моторного масла: SAE 20, 30, 40, 50, 60 .
Данный показатель указывает вязкость моторного масла при температуре 100 и 150 градусов, именно эти два показателя критичны для нормальной работы масла. Чем больше число, тем выше вязкость. В современных моторах есть такая тенденция, что данная цифра снижается, то есть вязкость должна быть ниже, это связано с тем, что в новых моторах применяются очень мелкие зазоры в деталях, и такому маслу легче в них проникнуть.
Всесезонные
Но для повседневной эксплуатации сезонные масла вряд ли подойдут, потому что мало кто будет менять масло по сезону- осенью и весной. Для этого и разработали всесезонное моторное масло, которое можно использовать и зимой, и летом.
В обозначении такого масла присутствуют оба индекса- зимний и летний, разделяемые знаком тире «-«. Пример обозначения: SAE 5w-50 . Чем больше будет разница между первым числом и вторым, тем дороже будет масло, так как сложнее обеспечить необходимые характеристики для более широкого диапазона температур. К примеру, масло SAE 5w-50 будет значительно круче, чем SAE 10w-40.
Показатели
Что обозначают те все показатели, которые указаны на этикетке? Практическое применение разобрали, теперь можно глянуть изнутри, как оно всё устроено.
Масла стандартизируются по следующим критериям:
- Максимальные показатели низкотемпературной вязкости при прокачивании и проворачивании для зимнего масла
- Показатели кинетической вязкости при температурах 100 и 150 градусов- для летних масел.
| 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 |
Низкотемпературная вязкость
Проворачиваемось — это по сути тот показатель, который определяет, насколько сложно будет прокрутить коленвал в минусовую температуру.
Прокачиваемость показывает, насколько легко будет прокачать масло по системе смазки, через зазоры в сопрягаемых деталях. Этот показатель важен для сопрягаемых деталей, если в зазоры между коленвалом и вкладышами не сможет закачаться масло, то будут задиры и скорый ремонт двигателя.
Обратите внимание на показатели прокачиваемости или проворачиваемости масла: возле них указана минимально допустимая температура.
Высокотемпературная вязкость
Высокотемпературная вязкость моторного масла регламентируется при двух значениях рабочей температуры: 100 и 150 °C.
- вязкость при температуре 100 градусов
- вязкость при температуре 150 градусов
Эти показатели указывают, насколько хорошо масло справляется с температурой и поддерживает вязкость на нужном уровне.
Какую вязкость лучше выбрать для двигателя?
А здесь не надо ничего выдумывать, производитель автомобиля всё посчитал до вас, просто посмотрите в сервисную книжку, там всё написано.
Зимнюю вязкость можно выбрать, ориентируясь на район проживания и температуру воздуха зимой. Если это юг и температура редко опускается ниже -10 градусов- подойдёт любое, хоть 10w, хоть 0w; а если зимой нередки морозы -30, лучше взять 0w, которое рассчитано до холодов -35 градусов.
По высокотемпературной вязкости, при ремонте двигателей, в которых использовалось масло с вязкостью 20-30, были отмечены задиры и имелся повышенный износ, хотя это масло рекомендовалось производителем, в то время как при использовании на том же моторе масло с вязкостью 40-50 таких проблем не наблюдалось. В сё дело в том, что слишком жидкое масло образовывало не сильно стабильную плёнку, но эта проблема отчасти была решена при использовании современных .
Лет около 40 назад, в мировой практике начали появляться т.н. "мультигрейдовые" масла - масла с выраженным фактором всесезонности. Базы там используются "полегче" - синтетические, более текучие... Вот от чрезмерного разжижения при рабочих температурах, их и догоняют полимерными загустителями. Заметное качественное отличие таких масел от чисто "летних" аналогов - изрядное полимерное загущивание. Характеристики текучести прокачиваемости таких жидкостей несколько теряют "линейность" в зависимости от температуры, обретают, так сказать, определенную непредсказуемость...
Озаботившись этой несущественной несуществующей проблемой, прогрессивная маслопрофессиональная общественность начала городить изобретать новый критерий HTHS - "вязкость высокотемпературного сдвига". Из названия следует, что это некий "динамический" критерий, более специализированный, чем скоростное истечение масла через капилляр... Зачем же?
Не все жидкости текут одинаково, - сказали масляные профессионалы и перестали переливать масло в бутылочках стали изобретать и стандартизировать(*) критерии текучести жидкостей, привязанные к неким динамическим процессам...
***Обратите особое внимание: низкотемпературные свойства современных масел давно нормируются только в динамике. Худо-бедно, но при помощи установок, где холодному маслу дают нагрузку и пытаются что-то там имитировать:
Невероятно, но факт: доморощенные переливатели масла в бутылочках ожесточенно равняются на HTHS: то есть, не доверяют свободному истечению жидкости при высокой температуре. Благоговейно смотрят на цифры "динамических испытаний" горячего масла. Ну допустим. Но одновременно(!), они делают с низкотемпературной вязкостью ровно противоположное: плюют на стандартизированные динамические методики, принимаясь заниматься тем, от чего ASTM/SAE и прочие давно уже отказались (а может даже и вообще не пробовали) - даже до них дошло, что тупо сливать замороженное масло в капилляр, при наличии неизбежной подачи его масляным насосом.
Не только тупо, но и глупо - нету в двигателе такой динамики. Динамики смазывания самотеком нет - зато есть целый масляный насос, который в холодную погоду аж 18 бар может накачать. Парадоксально: в очередной раз наблюдаю двойные стандарты. Только что ты говорил, что не доверяешь методике "А", предпочитая методику "Б", но тут же используешь эту методику там, где она заведомо не работает. Более того: говорят тебе об этом как раз те, кто и изобрел обе эти методики!
Если кто-то может объяснить, в чем здесь логика, не молчите.
Ну так вот, закончим лирическое отупление... вспомним, чем закончилась попытка стандартизации HTHS (попытки оценки динамики масла при высокой температуре)...
А чем это закончилось, написано даже в Википедии и на этом можно было бы закончить статью:
A 1989 American Society for Testing and Materials (ASTM) report stated that its 12-year effort to come up with a new high-temperature, high-shear (HTHS) standard was not successful. Referring to SAE J300, the basis for current grading standards, the report stated:
Целых 12 лет(!) признанной бессмысленной деятельности, этих же самых профессионалов, привели к отсутствию результата.
На этом, им бы тоже и закончить...
Но, похоже, тут снова не место логике: параметр все равно (назло, чтобы добро не пропадало?!) закрепили в стандарте вязкости SAE J300. Закрепили "минимум" HTHS для каждого класса вязкости... HTHS изначально создавался как замена устаревшему стандарту - на потребу новым реалиям. Он должен был заменить , а был, за очевидной бессмысленностью, просто оставлен в стандарте дополняющим и... замыкающим - только лишь, как браковочный критерий! Вместо замены - бессмысленное дополнение.
И знаете, что более всего забавно?! Так это то, как начинают использовать этот браковочный "снизу" критерий.
SAE нормирует вязкость капиллярного истечения в довольно широком диапазоне. Посмотрите на табличку - для распространенной SAE40 это почти точно плюс-минус 15%. От 12,5 до 16,3 сСт - это широкая, в 30% полоса допуска. При соответствующем этому диапазону минимуме по "динамической" вязкости - HTHS. Ну казалось бы - диапазон и диапазон, минимум и минимум. Один незначимый параметр совсем не мешает другому, ненужному. Но настоящее волшебство начинается, когда профессионал снова принимается за излюбленный кунштюк: начинает выбирать лучшее из стандартного.
Снова идет кровавая жатва в поле допуска. Пока все в допуске - не существует проблем. Но наши доморощенные любители начинают выбирать самые стандартные гайки для самых стандартных болтов. Отселе начинается невиданное: масла ранжируются по HTHS... внутри целого поля допуска вязкости по SAE.
Вот, например, для масел SAE 10W40, впечатляет:
Я же просто проведу красную черту там, где сам стандарт просит:
Дикое несоответствие! Когда такая разница между стандартом и реальными результатами - нужно увольнять нормировщика. Зачем нужна "норма", которую можно выполнять вообще ничего не делая?! Просто являясь маслом...
Еще смешнее, когда вы ищете рекордные значения минимальной нормы, известным только вам одному путем: выбираете максимальное значение HTHS в поле допуска вязкости по SAE.
Представляете профессионала, который ищет масло погуще , но не просто, а чтобы по стандарту SAE40... но погуще! В стандарте SAE40 могут быть масла от 12,5 до 16,3 сСт. Никто не мешает (раз уж вашему двигателю прописано, как вы считаете, "строго SAE40") искать масло SAE40, но погуще - давайте-ка мне масло стандарта SAE40, но с вязкостью 16 сСт! Смешно? А вот выше, это что такое тогда? Тут еще хуже: поиск "лучшего масла" осуществляется не по реально существующему диапазону, а хуже того - по браковочному параметру!
HTHS - нормируемый минимум для целого семейства "капиллярных" вязкостей. Задача браковочного критерия - только установить нижнюю планку.
Я не поленился, составил табличку из широкого ассортимента разных масел разных рецептур и вязкостей. Цветовой градиент показывает тенденцию и она неприлично скучная - чем больше... тем больше:
Из самого этого стандарта с указанными минимумами, торчат уши вязкостной зависимости - чем выше высокотемпературная вязкость, тем выше нормируемое значение HTHS...
Ну какой же это аргумент, когда в таблице есть очевидные несоответствия - фактические значения параметров иногда едва-едва выбиваются из общего ряда. Иногда вязкость чу-у-у-точку пониже соседа, а HTHS - чуточку повыше. Победа: это и есть то самое, "неньютоновское" проявление - существуют какие-то рецептуры с едва нелинейной зависимостью.
Осталась самая малость: доказать то, чего не удалось группе ученых ASTM за 12 лет: хоть какую-то связь взятого от фонаря параметра с хотя бы(!) с каким-то браковочным критерием состояния двигателя.
Даже не знаю каким. Хотите позлить профессионала - спросите, известен ли ему какой-то факт доказывающий преимущество масла SAE30 над маслом, например, SAE40 в рамках одного двигателя. Нет, не слышал, ответствует профессионал и пойдет выбирать масла с бОльшим HTHS...
Скажите, а каким именно образом и какими высокими технологиями достигаются лидирующие результаты? Какие усилия прилагают производители (и что мешает остальным?!), чтобы добиться столь впечатляющего преимущества над конкурентами в рамках стандарта(?).
Вас чем-то не устраивает стандартная вязкость масла , что вы усиленно ищите его густоту?
Вы говорите, что вам нужно HTHS "повыше" - ну а что мешает лить просто масло "погуще"? Если SAE40 с лучшей в классе HTHS имеет впечатляющие 4,5 единицы, то насколько будет лучше какие-нибудь 6, а то и целых 7 единиц! Будьте добры, дайте ссылку на методику (да хотя бы на излюбленное измерение износа в отработке), где 4 единицы по HTHS первенствовали бы над маслом с HTHS единицы так в 2. Хотя бы в чем-то!
Потрясающе, но "занормировав вязкость для двигателя", уверенно заявив, что для вашего двигателя подойдет только "SAE40", рецептурный допуск для разных всезезонных масел по HTHS оказывается неожиданно широк - под 30%! И это даже отражено в стандарте:
Я покорнейше прошу любого масляного профессионала пояснить мне один единственный факт: почему вдруг некоторой части масел SAE40 разрешено(sic!) иметь HTHS побольше, а другой - поменьше? Интересно, что эти "побольше" и "поменьше" от стандарта к стандарту у инженеров SAE прыгают.
Вязкость SAE40 оказалась особенной - это "срединная вязкость", где встречаются разнообразные масла от 0W40, до 25W40 и даже просто "SAE40". Очевидно, что масла с меньшим количеством загустителя "зажаты" построже - эдакая игра в подавки второй группе "сороковок". Это не первая ситуация, когда не продукт подтягивается под стандарт, а вымученный "стандарт" подчеркивает свойства продукта.
Снизу подчеркивает. На уровне плинтуса нам показывают минимальную высоту навешивания люстры.
Зебра?! - Только в полоску! - Слон? - Исключительно с хоботом! И не дай тебе божЕ, если зоопарк будет собран не по нашему строжайшему стандарту! Все товарные масла с потрясающим запасом укладываются в "строжайшие" допуски.
Обратите внимание, какие жесточайшие ограничения ждут загущенные сорта SAE50/60. Им строжайшим образом запрещено быть неHTHSснее чем SAE40! Наряду с этим, "жидким" маслам типа SAE30 приказано быть столь же стойкими к разжижению, как часть масел SAE40. Но мы-то понимаем, что это как-раз таки наоборот: части масел SAE40 дозволено быть такими же, как SAE30...
В общем, вы попробуйте найти хотя бы одно реальное масло, которое балансировало бы хотя бы на грани стандарта. Как начнете искать, сразу заметите: чем ниже вязкость, тем ближе к пророговому HTHS. Логично: сами цифры не резиновые - SAE20 имеет порог всего HTHS 2,6. С появлением инновационных масел типа "SAE12" и даже "SAE8", на горизонте забрезжил "HTHS 1" - особо-то не разгуляешься занижать. Не отрицательные же значения придумывать.
Достаточно взять реальные параметры единой продуктовой линейки, чтобы увидеть - зависимость просто линейная, почти пропорциональная "тяжести" базовых масел. И лишь на верхнем пределе начинается незначительное "неньютоновское" отклонение в виду всеподавляющего количества загустителя. Но "отклонение" это с таки-и-и-им запасом от "минимума", что неловко за "стандарт" становится.
HTHS - совершенно искусственное новообразование, направленное на эмуляцию несуществующих условий, невнятно нормированное абсурдными цифрами, с заведомо преодолимым всеми участниками рынка порогом. Это нормальная практика масляных профессионалов. Хуже того - параметр фактически полностью и линейно зависит от высокотемпературной вязкости и является "приклеенным" к фактической вязкости среднестатистического масла с "ньютоновскими" характеристиками - без значительного содержания загустителя.
Но если вдруг, кому-то потребовалось послабление - ничего страшного! - норма стандарта внезапно опускается на 30%, как и в случае широкодиапазонных масел SAE40... и норма допуска становится равной "SAE30"... То есть, мы не тянем технологию "вверх", а опускаем норму "вниз". Казалось бы - химмотологи должны яростно решать задачу приведения широкодиапазонных масел стандарта SAE 0W40 к маслам менее универсальным. Вместо этого, в виду очевидного отсутствия "технологий", таким маслам просто роняют планку стандарта на 30%!
Представим, что вы наконец-то доказали, что HTHS хоть что-то, да значит и вам всенепременно необходимо, чтобы ваше сложное масло SAE 0W40 было аналогичным простому летнему маслу SAE40. Так как (а это не новость) реальных химических чудес для этого не существует, мы просто в стандарте прописываем, что SAE 0W40 имеет право быть таким же по HTHS, как масло SAE30... Ну и так далее, подобные этому, много раз уже встреченные маслопрофессиональные чудеса.
Забавный и очевидный вывод, который, кстати, неведом абсолютно всем любителям высоких масляных технологий: HTHS это не попытка что-то повысить и улучшить. Это по-определению лишь попытка удержать качество современных всесезонных масел на уровне допотопной минералки, в которой почти не было полимерного загустителя. Вы бы хоть стандарт внимательно читали:
А вы-то думали, что HTHS даже не указывается для дешевых масел по причине того, что им с таким рылом среди новомодной синтетики и делать-то нечего?! Типа куда там позорному минеральному "лукойлу" за 100 рублей литр до новомодного синтетического мобила?! Ничего подобного: для минеральных масел вообще не существует проблем с HTHS - сам HTHS, это всего лишь попытка привести динамические характеристики вязкости масел с загустителем к "минеральному стандарту".
Еще раз обращу внимание: не существует не только известной зависимости состояния двигателя от значения HTHS, но не существует хотя бы доказанной зависимости состояния двигателя от вязкости использованного в нем масла! И много хуже того - не существует признаных (стандартизированных) методик для определения такой зависимости. Зато самих "параметров" и "тестов" у нас завались...
Что такое HTHS?
Вариантов ответа много. Самый правильный - ничто. Чуть подробнее: параметр, который призван характеризовать "нелинейность" текучести масел с присутствующим в них полимерным загустителем. Попытка "подтянуть" современные всесезонные масла типа 0W40 под "минеральные"(!) стандарты вязкости. Некоторые современнные масла содержат слишком много загустителя и вязкость свою могут незначительно терять. Отсюда и весь сыр-бор.
Стоит ли выбирать масло по HTHS?
Примерно с тем же мотивом, что искать более густое масло из диапазона стандартных вязкостей по SAE. Но делать это еще изощреннее - по минимальному браковочному критерию.
Как подсказали, конкретно этим и занимается "Mercedes" с допуском MB229.5 - ищет SAE30 погуще, да поHTTSснее. Все SAE30 масла с таким допуском имеют KV@100 около 12 и выше. Это почти что масла SAE40 в канистре SAE30! Если кажется, что похоже на анекдот, то можете проверить лично...
Почему у минеральных и многих дешевых масел не указывается HTHS? Только крутая синтетика может похвастаться хорошими результатами?
Если вашего соседа каждый месяц заставляют отмечаться в милиции, то это совсем не значит, что он - почетный гражданин города с особыми почестями, а вы чем-то хуже его, раз вас обошли подобным вниманием. HTHS штампуют только маслам категории "склонны к побегу из вязкости".
Даже сам производитель масла как бы забивает на столь важный параметр, к которому его обязывает(!) стандарт. Производителю ясно: у таких масел он гарантированно превышает допуск - там загустителя мало (меньше). А вы-то думали...
Почему столь важный параметр, присутствующий даже в основном стандарте, не нормируется при анализе отработанного масла?!
Да, забавно: загуститель при некоторых режимах эксплуатации может разрушаться. HTHS - падать. Но даже попытки измерения HTHS в лабораториях никто не предпринимает.
Если отработка нормально загустилась в конце эксплуатации - HTHS вероятно даже вырос. А если разрушился загуститель - то достаточно контролировать обычную вязкость - разрушение загустителя приближает масло к его базовой вязкости. Тут даже лаборанту понятно: HTHS вообще не нужен даже в лаборатории. Вот бы сосредоточить усилия в борьбе за создание стойкого ко всему загустителя... Но это отдельная тема.
Почему у маловязких масел реальные параметры HTHS так близки к браковочному порогу? Это же значит, что идет научная битва прямо на острие прогресса?!
Рецептуры таких масел почти не содержат загустителя - невозможно сделать незагущенные масла "неньютоновскими". Ограничивать HTHS таких масел можно только подгоняя цифры под их реальные характеристики. Что и происходит. Как только вы покажете масло SAE20 с HTHS как у SAE40, или хотя бы 30 - поговорим о "научной битве". Вот почему, скажите, до сих пор почему-то не существует масла SAE 0W20 с HTHS, скажем, в 4 единицы? Слишком далеко от требований стандарта, сложно сделать? Тогда почему HTHS SAE60, например, превышает "требования" стандарта почти в два раза? Что удалось там, чего "не удалось" для SAE20?))))
Ну и почему стандарт так щадит масла густых стандартов типа SAE50/SAE60? Требования к ним аналогичны маслам SAE40!
Причина в том, что требования, очевидно, подгоняются под базовые компоненты масла (без загущивания). Базовые масла таких всесезонок аналогичны многим SAE40 рецептурам. Получается парадокс - эти масла становятся "рекордсменами" без особых на то усилий - заведомо превышают требования стандарта почти в два раза. Кроме того, сложно нормировать общий индустриальный минимум, который почему-то все время беспричинно растет - для масел SAE80 и SAE100 по J300 потребовались бы какие-то атипичные значения HTHS. Вот как раз тут есть логика (цените!): а кто сказал, что двигателю(!) нужные такие значения вязкости? Для таких масел, по этой причине, даже внятно мотивировать особое минимальное требование оказалось просто нечем! Параметр HTHS для них так и остался на уровне более "жидких" масел - SAE40...
Постскриптум
Я всесторонне поддерживаю "переклассификацию" масел любым иным образом, который будет более информативен(?) по отношению к двигателю, по сравнению с капиллярным истечением. Вот только то, что происходит (но не произошло, хотя и произошло - HTHS-то красуется в J300) с HTHS - это лишь имитация. Симулякр. Да еще и признанно неудачный.
Чтобы заново изобрести информативную величину, ее нужно обосновать. HTHS-изобретатели же занимались тем, что подгоняли абстрактные цифры под цифры имеющиеся у "чистых" масел без загустителей. Да еще и, грубо говоря, делили полученный результат пополам, чтобы в "стандарт" могли вписаться все желающие.
Сейчас же, мы по-прежнему имеем исторически сложившиеся SAE, но уже с подпоркой в виде HTHS. Эдакая свая, но с надписью "ниже уровня земли не вбивать". Не хватает Навального, чтобы проверил финансирование 12-летнего(!) труда инженеров из SAE. Две-над-ца-ти-лет-не-го!
Более-менее этот параметр будет играть роль для сильно загущенных легкотекучих баз, типа 0W40. Но и там - на уровне погрешности измерения. Самые сильные контрасты (при сырье одного качества) будут доходить едва до 10%. Например: Motul 300V 0W40 и 10W40 - 7% разницы в сторону более загущенного масла 0W40. Семь процентов. При допуске в классе SAE - 30% или +-15%.
При выборе моторного масла для зимней эксплуатации следует обращать внимание на следующие технические характеристики, которые производители смазочных материалов обычно указывают в технических описаниях.
1. Температура замерзания (потери текучести) или Pour Point. Измеряется по ГОСТ 20287 или DIN ISO 3016 или ASTM D97. Этот параметр не имеет особого физического смысла для эксплуатации двигателя. Он указывается в целях хранения масла и указывает на то, что масло можно перелить из одной ёмкости в другую. Тем более что существуют специальные присадки – депрессоры, которые понижают температуру замерзания у минеральных масел. Добавив большое количество депрессорных присадок в минеральное гидрокрекинговое базовое масло можно добиться температуры замерзания готового масла даже ниже минус 40 С.
2. Динамическая вязкость при низкой температуре измеряемая при помощи имитатора запуска холодного двигателя CCS (Cold Cranking Simulator) по методам DIN 51 377 или ASTM D 2602. Этот важный параметр показывает насколько двигателю будет трудно провернуть холодное масло в цилиндро-поршневой группе. Измеряется в мПа*с. Чем ниже этот параметр, тем лучше. Граничные значения вязкости для разных классов масел определяет международный стандарт SAE J300.
Стандарт SAE J300 последняя редакция
3. Динамическая вязкость при низкой температуре измеряемая на миниротационном визкозиметре MRV (Mini Rotary Viscometer) . Она измеряется при температуре на 5 С ниже, чем CCS и называется ещё «вязкостью прокачивания». Это показатель говорит о том, сможет ли загустевшее масло прокачать маслонасос двигателя и с какой скоростью холодное масло будет подано по маслоканалам к точкам смазки. Измеряется в мПа*с. Все три параметра – температура замерзания, динамическая вязкость CCS и динамическая вязкость MRV, чем меньше, тем лучше. Параметры CCS и MRV, участвуют в определения класса вязкости по SAE. Стандарт SAE определяет придельные значения вязкости при определённых температурах. Например масла вязкостью 5W-XX (20, 30, 40, 50) не должны иметь вязкость CCS при минус 30 С больше, чем 6600, а вязкость MRV не должна быть больше, чем 60000. Тогда это масло имеет право маркироваться, как 5W-XX.
В бытовых условиях можно так же оценить низкотемпературные свойства с помощью различных приспособлений. И если для многих регионов России морозы под 40 С это редкость, то для Якутии это будни. Вот пример таких испытаний от драйвовчанина Андрея Тоскина АКА Белководус.
Общепризнанный технический факт - масла, изготавливаемые на основе полиальфаолефинов (ПАО), имеют лучшие низкотемпературные свойства по сравнению с минеральными гидрокрекинговыми маслами. При этом масла на ПАО имеют явные преимущества и при летней эксплуатации: более низкая испаряемость - параметр NOACK в тех. описаниях, более высокая термостабильность, низкая окисляемость и коксуемость, лучший отвод тепла от смазываемых поверхностей.
Что такое HTHS?
Как известно при высоких температурах вязкость моторного масла снижается, масляная пленка становится тоньше. Параметр HTHS — это высокотемпературная вязкость при высокой скорости сдвига. HTHS измеряется в миллипаскалях в секунду. Наиболее распространенный метод испытания ASTM D 4683. Этот метод включает в себя, определение вязкости масла при высокой температуре 150С. Итак HTHS — это вязкость моторного масла при температуре 150С и высокой скорости сдвига 106 с -1 . Ничего трудного для понимания здесь нет — просто нужно запомнить, что для каждого автомобиля свой интервал допустимой HTHS . В двигатель, не предназначенный для использования моторных масел с низким HTHS, ни в коем случае нельзя лить такие масла. Почему и нужно обращать внимание на рекомендации производителя, выбирать масло в соответствии с рекомендованной вязкостью, рекомендованными допусками и рекомендованными стандартами.
Применение масла с пониженным HTHS, в не предназначенных для этого двигателях может привести к их ускоренному износу. В моторах, спроектированных для использования в них масла с пониженным HTHS , имеется ряд существенных отличий:
- расстояние между трущимися поверхностями уменьшено. Более высокая точность сборки и подгонки деталей друг к другу (минимальные зазоры между деталями).
- применение широко-поверхностных подшипников, в которых масло высокой вязкости поступает медленнее.
- специальное нанесение микропрофиля поверхности на деталях — на подобии хона в цилиндрах, для удерживания на деталях низковязких масел.
Если двигатель не спроектирован под низковязкие масла с низким HTHS , использование таких масел в нем недопустимо!
Для чего используют масла с низким HTHS?
В последнее десятилетие среди мировых автопроизводителей, наблюдается тенденция к снижению высокотемпературной вязкости при высокой скорости сдвига — HTHS. Использование таких масел экономически и экологически оправдано. Масла с низким HTHS дают большую экономию топлива по сравнению с обычными маслами более высокой вязкости. Меньшая вязкость масла приводит к меньшему сопротивлению деталям двигателя, что приводит к увеличению мощности двигателя, меньшему износу в некоторых узлах двигателя. Применение таких масел, так же положительно влияет на экологию. Выброс CO2 в атмосферу на низковязких маслах значительно ниже, чем на маслах более высокой вязкости.
Какой параметр HTHS безопаснее для двигателя?
Попробуем показать наглядно, при каких значениях HTHS опасна, а при каких не представляет никакой опасности для двигателя.
Документ, опубликованный в японском научном издании института Toyota R&D в 1997 году. (здесь нужно сделать скидку на год, прошло много лет и низкоковязкие масла стали гораздо стабильнее и безопаснее, чем это было на момент 1997 года.)
Итак группа японских ученых:
Toshihide Ohmori
Mamoru Tohyama
— Toyota Central R&D Labs., Inc.
Masago Yamamoto
— Toyota Central R&D Labs., Inc.
Kenyu Akiyama
— Toyota Motor Corp.
Kazuyuoshi Tasaka
— Toyota Motor Corp.
Tomio Yoshihara
— Lubrizol Japan Ltd.
Провели эксперимент на четырехцилиндровых двигателях 1.6 DOHC. Главная цель экспериментов — узнать, как масла с разным HTHS влияют на износ двигателя. Как влияет на износ, добавление модификаторов трения в моторные масла, на основе MoDTC (органического молибдена). В двигатели заливались масла разных вязкостей с разным HTHS (Высокотемпературная вязкость при высокой скорости сдвига) после некоторого «пробега» двигатели разбирали и исследовали на предмет износа деталей.
HTHS масел двух главных ассоциаций.
ACEA A1
HTHS ≥ 2.9 и ≤ 3.5 xW-20 ≥ 2.6
ACEA A5
HTHS ≥ 2.9 and ≤ 3.5
ACEA A3
HTHS ≥ 3.5
ILSAC GF-4
ссылающийся на J300
5W20 HTHS не менее 2.6.
5W30 HTHS не менее 2.9
0W-40, 5W-40, 10W-40 HTHS ~ не менее 3.5
Рис 1. Износ поршневых колец при температуре 90С и при экстремальной температуре 130С
При вязкости HTHS 2.6 наблюдается «пограничная зона износа» — порог ниже которого начинается значительное увеличение износа, если HTHS меньше 2.6, то износ очень сильно увеличивается, если больше 2.6, то линия износа почти на одном уровне. На 2.6 износ чуть выше, чем на 3.5. Чем выше обороты двигателя — тем пропорциональнее увеличивается износ поршневых колец.
Рис 2. Износ кулачков. При 90 градусах на HTHS 2.6 наблюдается даже меньший износ кулачков, нежели чем на HTHS 3.5. Но с повышением температуры до 130С — все меняется — опять 2.6 пограничная зона. HTHS меньше чем 2.6 — износ повышается, больше чем 2.6 — износ минимальный.
Рис 3. Износ шатунных подшипников. Износа особого не видно — линии прямые, но все равно есть небольшая тенденция уменьшения износа в сторону HTHS 3.5
Рис 4. Добавили различные модификаторы трения и сравнили с обычным маслом без модификаторов.
Рис. 5 a) первая картинка на обычном масле, b) вторая картинка на масле с модификатором трения MoDTC — органический молибден. MoDTC действительно снижает трение и предотвращает износ, и чем ниже вязкость масла и HTHS, тем больше необходимость такой добавки.
PS. Исследование было проведено более 10 лет назад, с того времени низковязкие масла изменились в лучшую сторону! Поэтому «пограничная зона износа» — вполне может оказаться нормальной точкой где до износа еще далеко. А может и нет — физика! Нам еще предстоит узнать!
Так стоит ли лить низковязкие масла?
- Наряду с плюсами низковязких масел — экономия топлива, экология, более высокий КПД, есть минусы! Например, многие производители в мануалах, где рекомендуются низковязкие масла, пишут «5W-20 не рекомендуется использовать при высоких скоростях». То есть производители считают, что на высоких скоростях, при высоких температурах окружающего воздуха, при тяжелой нагруженности автомобиля — такие масла лучше не применять. Дело в том, что слишком тонкая пленка на высокой скорости, при сопутствующих факторах может недостаточно защищать пары трения от износа. В последнее время с течением прогресса масла 5W-20, 0W-20 улучшились! Появились новые модификаторы трения (трех-ядерный молибден, оксиды титана итд), улучшились базовые масла и противоизносные присадки. Такие надписи в мануалах стали пропадать — они перестали быть актуальными. Автопроизводители сейчас наоборот пишут в мануалах «Использование моторного масла 0W-20 в вашем двигателе предпочтительно» считая что это масло конкретно этому двигателю не навредит. В любом случае нужно прислушиваться к мануалам производителей, у них больше опыта и оснований так полагать.
- При нештатных ситуацияхнапример, вы не запустили автомобиль в морозы, не воспламенившееся топливо попадает в моторное масло и разжижает его. Низковязкое масло, при попадании в него топлива — становится еще меньшей вязкости. Топливо, конечно же, испаряется со временем нагреваясь, но какое то время там может оказаться масло очень низкой вязкости.
Пример 1: Если кто то думает что, «низковязкие масла обязательно приведут двигатель к повышенному износу» — он ошибается. Приведу результаты испытаний на трибологической установке — 4х шариковой машинке трения.
Трибологические испытания масел на диаметр износа под нагрузкой 392Н и 1 час:
Видите кто в лидерах тестов? Масла 0W-20.
Пример 2:
Лабораторные анализы отработок 0W-20, 5W-20 в тяжелых российских условиях:
Вывод: Эта статья переписывалась мной два раза с перерывом в 4 года. Сначала я напугал публику низковязкими маслами- уж, но время шло, мы набирались опыта, делали лабораторные анализы и пришли к выводу — что ничего плохого в маслах 0W-20, 5W-20, 0W-16 — нет. Если они рекомендованы производителем Вашего автомобиля! Низковязкие масла быстрее выходят на рабочую вязкость — они сами по себе меньшей вязкости. Такие масла экономят топливо при прогревах автомобиля по утрам. Низковязкие масла экономят топливо при рабочей температуре двигателя — когда двигатель полностью прогрет. В некоторых двигателях оснащенных гидрокомпенсаторами, они тише работают в гидрокомпенсаторах. При низкотемпературном запуске, низковязкие масла быстрее поступают во все труднодоступные места двигателя. Во многих двигателях конструкционно предусмотрены форсунки охлаждения поршней, которые поливают поршень маслом — в этом случае лучше и быстрее охлаждают опять же низковязкие масла. То есть при небольших минусах или их полном отсутствии, мы получаем очень много плюсов от использования низковязких масел.
Рис. 5 a) первая картинка на обычном масле, b) вторая картинка на масле с модификатором трения MoDTC — органический молибден. MoDTC действительно снижает трение и предотвращает износ, и чем ниже вязкость масла и HTHS, тем больше необходимость такой добавки.PS. Исследование было проведено более 10 лет назад, с того времени масла низковязкие изменились в лучшую сторону! Поэтому «пограничная зона износа» — вполне может оказаться нормальным маслом. А может и нет — физика… Нам еще предстоит узнать!
Какой параметр HTHS выбрать?
Основными отрицательными факторами при использовании низковязких масел являются:
Высокие скорости, нагруженность автомобиля, высокие температуры окружающего воздуха. Но наряду с плюсами низковязких масел — экономия топлива, экология, более высокий КПД, есть минусы! Например, многие производители в мануалах, где рекомендуются низковязкие масла, пишут «5W-20 не рекомендуется использовать при высоких скоростях». То есть производители считают, что на высоких скоростях, при высоких температурах окружающего воздуха, при тяжелой нагруженности автомобиля — такие масла лучше не применять. Дело в том, что слишком тонкая пленка на высокой скорости, при сопутствующих факторах может недостаточно защищать пары трения от износа. Другие же автопроизводители наоборот пишут в мануалах «Использование моторного масла 0W-20 в вашем двигателе предпочтительно» считая что это масло конкретно этому двигателю не навредит. В обоих случаях нужно прислушиваться к мануалам производителей, у них больше опыта и оснований так полагать. Поэтому всегда при выборе вязкости масла руководствуйтесь вашим мануалом!
Абразивные отложения в двигателе. Еще одна проблема при использовании низковязких масел — абразивные отложения в двигателе. Таковыми являются частицы пыли, зола, сажа. Эти отложения в двигателе пагубно влияют на слишком тонкую масляную пленку, как бы разрывая ее — что неминуемо приводит к повышенному износу. В наших тяжелых условиях эксплуатации — такие отложения можно получить очень просто. Заправились плохим бензином при сгорании, которого образовалась абразивная зернистая зола, поставили некачественный воздушный фильтр, нештатный подсос воздуха помимо воздушного фильтра. итд.
Разжижение моторного масла топливом. В тяжелых условиях эксплуатации, на территории России — морозы не редкость. При низкотемпературном запуске двигателя, очень часто не воспламенившееся топливо попадает в моторное масло и разжижает его. Не без того жидкое низковязкое масло, при попадании в него топлива — становится «как вода». Топливо, конечно же, испаряется со временем, но масло не восстанавливает свои первоначальные характеристики.
Вывод: В наших условиях, с нашим бензином, пробками, жарой, нагрузкой, некачественными расходными материалами итд, «пограничные зоны» (порог ниже которого начинается значительное увеличение износа) с HTHS 2.6 не к чему! При HTHS ≥ 2.9 и выше — износ деталей двигателя меньше! Если Ваш производитель рекомендует наряду с 0W-20, вязкость 5W-30 — то эта вязкость будет предпочтительнее! Если производитель рекомендует только 0W-20, идем искать мануал от своего же двигателя, на других рынках США, Европы, Японии. Если на тот же двигатель, в другой стране рекомендуют 5W-30 — то эта вязкость предпочтительнее!
Есть автовладельцы, которым масла 0W-20 и 5W-20 наоборот предпочтительнее, к примеру, автолюбитель машину меняет раз в 3-5 лет, быстро ездить негде, заправляется только на проверенной заправке, где по умолчанию хороший бензин, на xW-20 машина отлично проходит, и сэкономит кучу денег на бензин, за эти 3-5 лет.
Конечный выбор за автолюбителем! Нужна ли Вам «пограничная зона износа» в угоду экономии бензина, или Вам нужно иметь некоторый, небольшой запас спокойствия, но чуть больший расход. Конечно же, нужно обязательно смотреть на рекомендации производителя и выбирать из рекомендованных вязкостей! Нельзя думать, что 5W-50 спасет ваш двигатель от износа, если во всем мире в Ваш двигатель рекомендуется только 0W20 и 5W30. Более того при отрицательных температурах 5W50 как правило значительно гуще чем 5W-20, и износ на масле, такой вязкости при низкотемпературных запусках — намного выше, нежели на маслах вязкости 5W-20! Моторные масла 5W-30 независимо от того Ilsac GF-4 это или ACEA A3 или ACEA A5 — являются некой золотой серединой, где и масляная пленка не слишком тонкая, и зимой запуск не так страшен!
