Вязкость трансмиссионных масел

Трансмиссионные масла обладают рядом свойств, но вязкость – одна из главных характеристик. Ведь именно от показателей вязкости зависит слаженная работа всех деталей трансмиссии. В инструкции к автомобилю всегда есть сведения о том, какая вязкость масла лучше всего подойдет для КПП.

Каким должно быть трансмиссионное масло?

Трансмиссионное масло подвергается высокому давлению, работает при высокой скорости скольжения и при разной температуре. Поэтому качество трансмиссионной жидкости оценивается согласно жестким требованиям.

Трансмиссионное масло работает в довольно «тяжелых» условиях

Трансмиссионное масло, прежде всего, должно хорошо смазывать детали трансмиссии и, тем самым, продлевать срок их службы. Противозадирные и противоизносные свойства масла не дадут деталям разрушиться раньше времени, антикоррозионные свойства сохранят их от коррозии, а способность отталкивать воду – от ржавчины. Кроме того, трансмиссионная жидкость не должна разрушать резиновые детали системы. Масло также не должно окисляться, менять свои свойства при перепадах температуры.

Также жидкость для трансмиссий помогает снизить ударные нагрузки на детали, отвести лишнее тепло, созданное при трении, а также снизить энергозатраты.

На что влияет вязкость?

Именно оптимальная вязкость масла влияет на его способность бесперебойно смазывать как поверхность механизмов, так и места соединения деталей между собой. В частности, такие характеристики трансмиссии, как скорость скольжения и нагрузки на зубья, определяют, масло какой вязкости нужно применить. Ведь при увеличении вязкости, смазывающие свойства масла могут ухудшиться.

Также вязкость влияет на срок службы деталей – масло с нужной вязкостью существенно продлевает их жизнь.

Правильная вязкость масла может существенно продлить срок службы трансмиссии

Масло с нужными показателями вязкости обеспечивает возможность автомобиля трогаться с места в условиях низкой температуры воздуха, способно уменьшить гидравлические потери, а также повысить КПД трансмиссии и уменьшить расход топлива.

Если характеристики вязкости масла не подходят автомобилю, то возможны поломки деталей коробки передач и сцепления.

Классы вязкости по SAE

Безусловно, вязкость масла напрямую зависит от температуры. Так называемые вязкостно-температурные свойства трансмиссионных жидкостей определяют по классификации SAE J 300 DEC 95. Нормативы этой классификации были разработаны Американским обществом автомобильных инженеров и именно их придерживаются многие мировые марки.

Вязкость масла, согласно этой классификации, определяют в условных единицах, их называют «степени вязкости».

Разделение масла на классы по SAE основано на показателях вязкости в условиях низких и высоких температур. При выборе масла нужно учитывать, в каких условиях используется автомобиль и какая самая высокая и самая низкая температура будет за бортом.

Что означают степени вязкости?

Жидкости для трансмиссий разделены на зимние и летние.

Маркировки зимних классов — 70W, 75W, 80W, 85W. Буква W означает «зима» (winter). Чем меньше цифра, тем жидкость температурно стабильней, то есть сохраняет оптимальную вязкость при низкой температуре. К примеру, для масла 70W максимальная температура, при которой жидкость не теряет своих свойств, -50°С, а для масла 75W – уже -40°С.

Летние классы обозначаются числами 80, 85, 90, 140 и 250. Чем больше показатель, тем при более высокой температуре жидкость сохранит свои вязкостные свойства.

Все большую популярность набирают всесезонные масла. Их обозначают двойной маркировкой. К примеру — SAE 80W-90, SAE 75W-90.

Свойства масла определяются лабораторно – просчитывается предел нормальной вязкости при 100°С и определяется минусовая температура, при воздействии которой динамическая вязкость не превышает показателя 150 000 сантипуазов (сП). Пределы нормального состояния масла важны, так как при изменении вязкости начинают разрушаться детали трансмиссии.

Можно ли смешивать?

Смешивать масла разных по SAE не рекомендуется. Нарушится баланс вязкости, который определил производитель, и гарантии того, что трансмиссия будет работать исправно, никто не даст. Перед заливкой нового масла детали трансмиссии стоит промыть. 

Классификация и таблица вязкости трансмиссионных масел

06.01.2021

Реклама наших партнеров

В коробке передач, как и в двигателе, время от времени требуется обновлять или полностью менять масло. Чтобы не навредить агрегату, нужно знать следующее: что лучше лить в КПП и какой подобрать аналог, если нет той трансмиссионной жидкости, которая указана в техническом руководстве автомобиля. В этом поможет классификация трансмиссионных масел.

Функции масла в КПП

Коробка передач любого автомобиля – это сложное устройство, в котором имеется множество шестеренок, расположенных на вращающихся валах. Во время включения той или иной передачи соответствующие шестеренки входят во взаимодействие между собой. При этом они вращаются на высоких скоростях.

Чтобы продлить срок их службы и снизить вероятность механических повреждений, (например, возникновение задиров) необходима хорошая постоянная смазка, которую обеспечивает трансмиссионное масло или специальная жидкость АТФ, если речь идет об АКПП. Кроме того, масло обеспечивает охлаждение деталей и вывод в фильтр металлических микрочастиц, неизбежно образующихся в процессе работы.

Однако не всегда для работы трансмиссии требуется специальное масло. Например, во многих переднеприводных автомобилях, в частности, в современных ВАЗах, используется моторное масло. А в коробках-автоматах используют специальную маслообразную жидкость ATF (Automatic Transmission Fluid), которая представляет собой смесь из масла и специальных добавок, присадок. Хотя в обиходе АТФ часто имеют название трансмиссионные масла АКПП. 

Как выбрать трансмиссионное масло

Самый лучший способ выбора трансмиссионного масла МКПП и АКПП заключается в том, чтобы посмотреть рекомендации производителя машины в техническом руководстве. Если же такой возможности нет, то первым критерием выбора станет то, какая именно трансмиссия установлена на автомобиле: автоматическая или механическая. Также рекомендуется учитывать тип привода (передний или задний).

Одним из важнейших показателей можно считать вязкость трансмиссионного масла. Это способность масла сохранять свою текучесть и одновременно оставаться на поверхности трущихся деталей при определенных температурах. По классификации SAE обозначается цифрами и буквой W. Первая цифра обозначает по международным стандартам минимальную температуру, при которой масло может прокачаться по каналам.

Иными словами, это минимальная температура для запуска двигателя. Вторая цифра (уже после буквы) указывает на вязкость при нагретом двигателе. Чем выше цифра, тем гуще масло. Важно помнить, что цифры не обозначают температуру напрямую. Только условно. На примере масла для двигателя: 10W-40 соответствует температурному диапазону от минус 20 до плюс 35 градусов по Цельсию.

В случае с коробкой, все эти данные содержит таблица вязкости трансмиссионных масел по температуре — SAE J306. Здесь имеется шесть классов вязкости: 75W, 80W, 85W, 90, 140, 250. При этом буква W в данном случае обозначает зиму (winter), то есть, соответствует сезонным видам масел для холодного времени года. Остальные три класса – «летние». А вот если обозначение содержит цифру с буквой и еще одну цифру, как было описано выше, то это уже всесезонный продукт, то есть сочетающий в себе свойства и зимнего и летнего масла.

Существует еще одна классификация моторных масел — АРI (American Petroleum Institute или Американский Институт Топлива). В отличие от первой описанной таблицы, в ней масла классифицируются по эксплуатационным свойствам. По международным стандартам здесь применяются буквенно-циферные обозначения. Например, GL-1. Всего их пять. Само собой, каталоги трансмиссионных масел содержат международную классификацию.

Из этих обозначений можно узнать, содержит ли масло присадки и какие, а также где оно применяется. К слову, GL-1 – это минеральное масло без каких-либо добавок и присадок. Необходимо помнить, что использование трансмиссионных масел и жидкостей более низкой категории, чем та, которая рекомендована производителем автомобиля, приводит в лучшем случае к сокращению срока службы коробки передач, а в худшем – к полному выходу ее из строя.

Что в итоге

Трансмиссионные масла классифицируются по двум показателям: вязкость и эксплуатационные свойства. Первый указывает на температурный диапазон применения, а второй – на содержащиеся присадки и добавки, а также на область применения.

При этом выбор масла для МКПП или ATF для коробки передач автомат поможет сделать таблица вязкости трансмиссионных масел и классификация по АРI. Используя данные, можно подобрать аналог смазки, залитой производителем автомобиля на заводе, причем без риска повредить коробку передач или сократить ресурс агрегата.

Источник: krutimotor.ru

Реклама наших партнеров

Акционные товары

Классификации трансмиссионных масел по API и SAE J 306 C

Классификации трансмиссионных масел по API и SAE J 306 C

Эксплуатационные свойства трансмиссионных масел согласно условиям эксплуатации и конструкции агрегатов устанавливает наиболее распространенный в мире стандарт, разработанный American Petroleum Institute (API). Указателем класса API для трансмиссионных масел является аббревиатура GL (Gear Lubricant) с нумерацией от 1 до 6. В современных легковых автомобилях различных типов используются масла GL-4 и GL-5. GL 1 – GL-3 применяются только в трансмиссиях старых автомобилей.

Группа GL-6 в настоящее время не используется, так как считается, что класс GL-5 отвечает наиболее строгим требованиям.

В 1998 г. API, работая в контакте с SAE (Society of Automotive Engineers – Американская Ассоциация Автомобильных Инженеров) и ASTM (American Society for Testing and Materials – Американское общество испытаний материалов), предложил две новые категории оценки качества трансмиссионных масел: PG-1 и PG-2 (PG-1 – для ручных коробок передач тяжелых грузовых автомобилей и автобусов; PG-2 – для ведущих осей грузовых автомобилей и автобусов). Особое внимание уделялось высокотемпературным свойствам этих масел. В технической литературе категорию PG-2 иногда обозначают группой GL-7.

Классификация API предусматривает деление трансмиссионных масел в основном по уровню противозадирных свойств. Чем больше номер группы GL, тем эффективнее присадки, обеспечивающие эти свойства. В них содержатся сернистые соединения, что в критических режимах работы зубчатых пар приводит к химическим изменениям поверхностного слоя металла, который преобразуется в тонкую модифицированную пленку – продукт износа. Несмотря на то, что металл при этом химически разъедается, суммарный ущерб в тяжелых условиях работы оказывается меньше.

Но такая химическая модификация масла позволяет снизить износ стали или чугуна. Цветные же металлы, из которых изготавливают синхронизаторы механических КПП, не всегда уживаются с сернистыми соединениями, поэтому изнашиваются быстрее. Именно поэтому на переднеприводных ВАЗах, пока российскими заводами не было налажено производство соответствующей «трансмиссионки», применялось обычное моторное масло. В этом случае при отличной сохранности синхронизаторов повышался износ шестерен.

Использование в механических КПП масла класса GL-5 может стать причиной затрудненного включения передач, так как принцип работы синхронизаторов основан на использовании такого явления как трение. Чем выше коэффициент трения рабочих поверхностей механизма синхронизации, тем легче включаются передачи. А так как эффективные противоизносные присадки этого масла снижают коэффициент трения, для включения передачи к рычагу КПП необходимо прикладывать большие усилия.

Эти примеры показывают, что классификация API во многом не отражает важных свойств масел, необходимых для эффективной работы агрегатов трансмиссий. В связи с этим автопроизводители выдвигают дополнительные требования к трансмиссионным маслам, используя классификацию API лишь как основу. Свои спецификации имеют такие фирмы-производители автомобилей и агрегатов как Chrysler, Ford, General Motors, Mack, MAN, Mercedes, Volvo.

Подводя итоги, можно сказать, что масло уровня GL-4 предназначено для работы в синхронизированных коробках передач легковых заднеприводных и переднеприводных автомобилей. Масло этого класса обеспечивает надежную защиту КПП и в то же время не агрессивно по отношению к синхронизаторам.

Масло GL-5 рекомендуется для работы в тех агрегатах трансмиссии, где имеются гипоидные зацепления. Одна из наиболее часто допускаемых ошибок – заправка маслом класса GL-4 редукторов заднеприводных автомобилей – ведет к более быстрому износу и, как следствие, быстрому выходу из строя шестерен главной пары. Оптимальным выбором можно считать трансмиссионное масло, получившее спецификацию производителя данного автомобиля. Как правило, ведущие производители масел указывают эти данные на канистре. Следует знать, что некоторые производители выпускают универсальные масла, предназначенные как для коробки передач с синхронизаторами, так и для нагруженных гипоидных передач.

Уровень противоизносных и противозадирных свойств трансмиссионного масла определяется не только составом и концентрацией присадок, но и вязкостью. Масла должны, с одной стороны, сохранять высокую вязкость при рабочих температурах, чтобы не разрушалась масляная пленка и нормально уплотнялись зазоры, с другой – не становиться слишком вязкими при минусовых температурах окружающей среды, чтобы на «холодную» не препятствовать вращению шестерен агрегатов. Слишком высокая вязкость усложняет работу синхронизаторов, ведь лишнее очень вязкое масло при переключении передач необходимо постоянно выдавливать из зазоров между контактирующими рабочими поверхностями. В сильные морозы из-за этого на «холодную» также затрудняется включение передач, а автомобиль может двигаться даже на нейтральной передаче (при включенном сцеплении).

SAE J 306 C классифицирует трансмиссионные масла следующим образом: 70W, 75W, 80W, 85W, 80, 85, 90, 140 и 250 (см. таблицы 3.3. и 3.4). Буква W (winter) означает, как и в маслах моторной группы, что вязкость определена при низких температурах, т.е. масло предназначено для эксплуатации в зимнее время. При указанных в таблице минусовых температурах вязкость масел должна быть в пределах 150000 сП (Санти-пуазов). Кроме того, масло должно соответствовать определенным минимальным требованиям при 1000С. Маркировка вязкости без буквы W – 85, 90 и т.д. говорит о принадлежности к летнему сорту. Для масел других классов SAE предельные характеристики вязкости в Санти-стоксах (сСт) определены при температуре 100⁰С. Довольно широкое признание получили всесезонные трансмиссионные масла, в маркировку которых введены два обозначения – зимнее 75W, 80W и т.д. и летнее 85, 90 – например, 75W-90 или 80W-90. Чтобы исключить нецелесообразную процедуру замены масел каждые полгода, автопроизводители рекомендуют использовать трансмиссионную «всесезонку».

Трансмиссионное масло должно выбираться с учетом максимальных и минимальных температур, при которых планируется эксплуатация автомобиля. Исходя из этих соображений, классификация SAE основана на показателях низкотемпературной и высокотемпературной вязкостей. Как показано в таблице 2, чтобы исключить большие потери энергии на трение, оптимальная «зимняя» вязкость в нашей климатической зоне должна соответствовать классу 80W. «Летнюю» вязкость лучше подбирать в соответствии с требованиями автопроизводителя, которые указаны в руководстве по эксплуатации машины.

Таблица 1. Классификация трансмиссионных масел по уровню эксплуатационных свойств (API)

Таблица 2. Классификация трансмиссионных масел по вязкости (SAE)

Вязкость моторного масла по SAE / Блог АвтоТО — Обслуживание автомобиля

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.

Таблица вязкости масла по SAE

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.

Оптимальная смесь для трансмиссии

Фёдор Авдеев

Продолжаем серию публикаций для профессионалов об автомобильных маслах. В предыдущем материале мы рассказали о видах трансмиссионных масел. В этой публикации хотим обратить внимание на некоторые особенности применения трансмиссионных масел в механических, автоматизированных и автоматических коробках передач.

Классификация трансмиссионных масел по вязкости

Разумеется, трансмиссионные масла классифицируются по вязкости. Как и в случае с моторными маслами система тестов и требований к маслам для механических коробок передач и дифференциалов была создана и периодически обновляется обществом автомобильных инженеров – SAE (Society of Automotive Engineers). Напомню читателям, что спецификация SAE для моторных масел обозначается как SAE J300, тогда как для трансмиссионных – SAE J306. В табличном виде спецификация SAE J306 выглядит так.

Предположим вы видите на этикетке ёмкости с маслом в числе прочих такую надпись: SAE 75W-90. Давайте попробуем разобраться, что она означает. Во-первых, нужно сразу понять, что данное масло всесезонное, поскольку прошло тесты, определяющие как низкотемпературный класс вязкости c индексом W (winter – зима), так и высокотемпературный, указанный через дефис.

Низкотемпературный класс вязкости оценивается путём определения температуры, при которой вязкость масла по результатам теста на вискозиметре Брукфильда (1) достигла значения в 150 000 сП (сантипуаз)*. Для класса вязкости 75W максимально допустимое значение этой температуры равно –40 °С. Для сравнения, масло класса вязкости 80W должно «загустеть» и при температуре максимум –26 °С. Значение в 150 000 сП принято по результатам реальных испытаний на мостах различной конструкции, где при вязкости, превышающей это значение, наблюдалось разрушение подшипников.

Что же касается механических коробок передач, то здесь требования к низкотемпературной вязкости более жёсткие. Есть данные о том, что требуемая вязкость масла для их исправной работы не должна превышать 20 000 сП в случае с легконагруженными синхронизированными коробками передач.

Перейдём к высокотемпературному классу вязкости, в нашем примере это SAE 90. Итак, высокотемпературный класс вязкости определяется на основе значения кинематической вязкости масла при температуре 100 °С. Кстати, здесь применяется тот же метод измерений, что и для моторных масел. Метод заключается в том, что измеряется время прохождения определённого объёма масла через капилляр калиброванного вискозиметра (2) под действием силы тяжести при температуре 100 °С. Кинематическая вязкость вычисляется, как произведение времени истечения жидкости на калибровочную константу вискозиметра.

Проще говоря, то что вы видите в третьем и четвертом столбце таблицы, – это время в секундах, за которое масло стекло из точки А в точку Б вискозиметра, умноженное на определённое число. При этом в спецификации задано не конкретное значение кинематической вязкости в cSt** (сантистокс), а диапазон допустимых значений.

Разные единицы измерения вязкости для высоко- и низкотемпературного класса вязкости объясняются разными используемыми методами. Отметим также, что на практике значение кинематической вязкости при высокой температуре позволяет косвенно судить о нагрузочной способности масляной плёнки, проще говоря, о защитных свойствах масла.

Что же касается практики выбора трансмиссионного масла в части классов вязкости, то здесь всё достаточно просто. Необходимо неукоснительно следовать рекомендациям производителя техники, изложенным в сервисной документации. Именно это поможет вам получить максимальную отдачу от вашей техники в течение определённого производителем срока эксплуатации.

Можно ли использовать моторное масло для коробок передач?

Моторное масло для коробок передач использовать можно в том и только в том случае, если это допускает производитель техники. Как ни странно такой подход ещё встречается, хотя менее распространён по причине усложнения конструкции всех агрегатов техники. Главной целью такого подхода является упрощение обслуживания и сокращение затрат на хранение смазочных материалов для клиента за счёт сокращения ассортимента. Однако сейчас это касается в основном сельскохозяйственной, строительной, дорожно-строительной и других видов внедорожной техники и некоторых грузовых автомобилей азиатских производителей малой и средней грузоподъёмности. При этом коробка передач в данном случае рассчитана на использование моторного масла.

Если же вы из желания сэкономить или по другим необъяснимым причинам решите залить моторное масло в коробку передач, требующую специальный продукт, то, как говорится, последствия могут быть различны вплоть до отказа агрегата. Как минимум вы можете получить повышенный износ зубчатых зацеплений по причине более высоких чем в двигателе контактных давлений в них и более низкого по сравнению с трансмиссионными маслами содержания противозадирных компонентов, которые защищают шестерни как раз при таких нагрузках.

Существует ли периодичность замены для трансмиссионных масел?

Смазочный материал в большинстве агрегатов и применений необходимо периодически заменять и трансмиссионные масла не исключение. Интервалы замены трансмиссионных масел коммерческой техники значительно превышают таковые для моторных масел, поскольку только в двигателе имеет место процесс горения с образованием продуктов сгорания, многие из которых пагубно влияют на масло, ускоряя ухудшение его свойств.

Исходным документом, отражающим требования производителя техники как к качеству и свойствам смазочного материала, так и к интервалам его замены, является инструкция по эксплуатации. Мы не случайно так часто упоминаем этот документ. В нём вы сможете найти совершенно однозначные ответы на два самых актуальных вопроса: «Что лить?» и «Когда менять?».

При этом, читая инструкцию, вы наверняка сталкивались с ситуацией, когда в один и тот же агрегат допускались к использованию масла, соответствующие различным спецификациям, например, ZF TE-ML 02B и ZF TE-ML 02E с различными интервалами. В данном случае клиенту предоставляется выбор: заливать масло «попроще» и чаще его менять или использовать премиальный продукт и помимо прочих преимуществ сэкономить средства в виде нормочасов работы сервисной службы. В случае с указанными спецификациями интервал может отличаться в три раза.

Совместимы ли трансмиссионные масла разных производителей?

Смешивать трансмиссионные масла разных производителей я не рекомендую. Исключения могут касаться только ATF, поскольку общеизвестно, что полностью заменить масло в автоматической коробке передач без специального оборудования или не разобрав её невозможно. Но смешивать ATF можно, если только оба продукта соответствуют одной и той же спецификации, например, Dexron IID.

Опасность заключается главным образом в несовместимости химически активных компонентов присадок, а не базовых масел, как всё ещё принято считать. Конечный продукт в виде моторного или трансмиссионного масла представляет собой хорошо сбалансированную смесь химических компонентов. При смешивании разных продуктов даже одного производителя мы смешиваем разные пакеты присадок, в результате компоненты одного продукта могут нарушить функционал компонентов другого или вовсе вывести их из строя. Нежелательные последствия могут иметь место и при изменении концентрации одних и тех же химических компонентов.

Существуют ли трансмиссионные добавки, зачем они нужны?

Дополнительные присадки к трансмиссионным маслам на рынке есть, однако моя позиция в отношении такого рода продуктов вполне однозначна: не рекомендую пользоваться дополнительными присадками к любым маслам.

Как я уже говорил, масло, которое стоит на полке магазина или поставляется на склад клиента, – это хорошо сбалансированная смесь химических компонентов, которая успешно прошла длительные испытания как функциональных, так и физико-химических свойств и характеристик. Добавление в эту смесь нового компонента может вызвать широкий спектр последствий вплоть до отказа агрегата.

Редакция благодарит экспертов компании Castrol за помощь при подготовке материала.

SAE. Классификация моторных, трансмиссионных масел

Моторные масла

SAE J-300 DEC 99

В большинстве развитых стран мира общепринятой служит классификация моторных масел по вязкости, установленная SAE (Американским обществом автомобильных инженеров) в стандарте SAE J-300 DEC 99 и введенная в действие с августа 2001 г.

Данная классификация содержит 11 классов:

6 зимних — 0w, 5w, 10w, 15w, 20w, 25w (w — winter, зима)

5 летних — 20, 30, 40, 50, 60.

Всесезонные масла имеют двойное обозначение через дефис, причем первым указывается зимний (с индексом w) класс, а вторым летний, на пример SAE 5w-40, SAE 10w-30 и т. д. Зимние масла характеризуют два максимальных значения динамической (в отличие от кинематической для ГОСТа) вязкости и нижний предел кинематической вязкости при 100°С. Летние масла характеризуют пределы кинематической вязкости при 100°С, а также минимальное значение динамической высокотемпературной (при 150°С) вязкости при градиенте скорости сдвига 106с1.

В обеих вязкостных классификациях (ГОСТ, SAE) чем меньше цифра в числителе с индексом «з» (ГОСТ) или перед буквой «w» (SAE), тем меньше вязкость масла при низкой температуре и соответственно легче холодный пуск двигателя. Чем больше цифра, стоящая в знаменателе (ГОСТ) или после дефиса (SAE), тем больше вязкость масла при высокой температуре и надежнее смазывание двигателя в летнюю жару.

* Для классов SAE 0w-40, 5w-40, 10w-40.

** Для классов SAE 40, 15w-40, 20w-40, 25w-40.

В таблице приведено примерное соответствие классов вязкости моторных масел по ГОСТ 17479.1–85 классам вязкости по SAEJ-300

Трансмиссионные масла

Классификация SAE J306 по вязкости автомобильных трансмиссионных масел

* С использованием метода ASTM D 2983

** С использованием метода ASTM D 445

Соответствие классов вязкости и групп эксплуатационных свойств трансмиссионных масел ГОСТ 17479.2, зарубежным классификациям SAE J306 и API

источник:http://maslenka.ru/

Классификация по вязкости. Степени вязкости SAE

Вязкость масла — это основной показатель качества, который является общим для всех масел. Для двигателя или любого другого механизма необходимо применять масла с оптимальной вязкостью, величина которой зависит от конструкции, режима работы и степени износа, температуры окружающей среды и других факторов. В настоящее время единственной признанной в зарубежных странах системой классификации автомобильных моторных масел является спецификация SAE J300.-1 в соответствии со степенью летнего ряда (без буквы W).

Классификация SAE J300 используется производителями двигателей для определения степеней вязкости моторных масел пригодных для использования в их двигателях и производителями масел при разработке новых составов, производстве и маркировке готовых продуктов. Стандартные ряды вязкости:

• зимний ряд: SAE 0W, 5W, 10W, 15W, 20W, 25W;
• летний ряд: SAE 20, 30, 40, 50, 60;

Всесезонные (multigrade) масла, состоят из комбинации зимнего и летнего ряда разделенные знаком «тире» (например, SAE 10W-40), другие виды записи являются неверными, и использование аббревиатуры SAE для них недопустимо (например SAE 10W/40 или SAE 10W40). Серия всесезонных масел: SAE 0W-20, 0W-30, 0W-40, 0W-50, 0W-60, 5W-20, 5W-30, 5W-40, 5W-50, 5W-60, 10W-30, 10W-40, 10W-50, 10W-60, 15W-30, 15W-40, 15W-50, 15W-60, 20W-30, 20W-40, 20W-50, 20W-60.

Таблица 3.-1; мПа с, не менееМаксимальная вязкость, мПа сminmaxпри темп. *при темп. **0W3250 при -30°С60000 при — 40°С3,8  5W3500 при -25°С60000 при -35°С3,8  10W3500 при -20°С60000 при -30°С4,1  15W3500 при -15°С60000 при -25°С5,6  20W4500 при -10°С60000 при -20°С5,6  25W6000 при -5°С60000 при -15°С9,3  20  5,6<9,32,630  9,3<12,52,940  12,5<16,32,9***40  12,5<16,33,7****50  16,3<21,93,760  21,9<26,13,7

Примечания: 1 сСт = 1 мм?/с; * При запуске холодного двигателя, вязкость проворачивания, измеряется на вискозиметре CCS; ** В отсутствии напряжения сдвига, измеряется на вискозиметре MRV; *** Для масел SAE 0W-40, 5W-40 и 10W-40; **** Для масел SAE 40, 15W-40, 20W-40 и 25W-40.

Рис. 3.1. Зависимость вязкости моторного масла от температуры (сезонных SAE 10W и SAE 40 и всесезонного SAE 10W-40)

По спецификации SAE J300, вязкости масел определяются при условиях, близких к реальным. Летнее масло имеет достаточную вязкость, чтобы обеспечить надежное смазывание при высокой температуре, но оно слишком вязкое при низкой температуре, в результате чего при низкой температуре воздуха затрудняется пуск двигателя. Маловязкое зимнее масло облегчает холодный пуск двигателя при низкой температуре, но не обеспечивает его смазывание летом, когда температура масла в двигателе превышает 100°С. Именно по этим причинам наибольшее распространение сегодня получили всесезонные сорта масел, имеющие меньшую зависимость вязкости от температуры. Таким образом степень вязкости SAE помогает определить диапазон температуры окружающей среды, при котором масло обеспечит нормальную работу двигателя — его проворачивание стартером, прокачивание масла насосом по смазочной системе при холодном пуске и надежное смазывание летом при длительной работе в режиме максимальных скоростей и нагрузок.

Моторное и трансмиссионное масло — внешняя температура и рекомендуемая вязкость

Все смазочные материалы имеют практические ограничения по рабочим температурам.

• Более низкие температуры и повышенная вязкость могут ограничивать смазку — вызывая контакт металла с металлом и повреждение машин
• Более высокие температуры и пониженная вязкость могут ограничивать толщину смазочной пленки, вызывая контакт металла с металлом и повреждение машин

Для большинства машин, таких как автомобильные двигатели, критической точкой работы является запуск до достижения рабочих температур.В холодную погоду требуются смазочные материалы с адекватной вязкостью при температуре запуска.

Моторное масло

В таблице ниже указаны соответствующие вязкости моторного масла в зависимости от температуры окружающей среды (запуска).

Обратите внимание на то, что рабочие температуры машины — и температура смазки — существенно не меняются в зависимости от температуры окружающей среды.В большинстве случаев рабочие температуры двигателей выше температур, указанных в таблице выше.

Трансмиссионное масло

В таблице ниже указаны рекомендованные вязкости трансмиссионного масла в зависимости от внешних (пусковых) температур.

Обратите внимание, что в приведенных выше таблицах указаны средние данные.Для получения конкретной информации — проверьте данные производства.

Жидкости — кинематическая вязкость

Вязкость — это сопротивление сдвигу или течению в жидкости и мера адгезионных / когезионных или фрикционных свойств. Вязкость, возникающая из-за внутреннего молекулярного трения, вызывает эффект сопротивления трению.

Есть два связанных показателя вязкости жидкости — динамическая (или абсолютная ) и кинематическая вязкость.

Кинематическая вязкость некоторых распространенных жидкостей:

130

Вязкость масла — как это измеряется и указывается

По данным Общества трибологов и инженеров по смазкам (STLE), вязкость — одно из важнейших физических свойств масла.Часто это один из первых параметров, измеряемых большинством лабораторий по анализу масла, из-за его важности для состояния масла и смазки. Но что мы на самом деле имеем в виду, когда говорим о вязкости масла?

Вязкость смазочного масла обычно измеряется и определяется двумя способами: либо на основе его кинематической вязкости, либо на основе его абсолютной (динамической) вязкости. Хотя описания могут показаться похожими, между ними есть важные различия.

Кинематическая вязкость масла определяется как его сопротивление течению и сдвигу под действием силы тяжести. Представьте, что один стакан наполняется турбинным маслом, а другой — густым трансмиссионным маслом. Какой из стаканов потечет быстрее, если его наклонить набок? Турбинное масло будет течь быстрее, поскольку относительные скорости потока зависят от кинематической вязкости масла.

Теперь рассмотрим абсолютную вязкость.Чтобы измерить абсолютную вязкость, вставьте металлический стержень в те же два стакана. Используйте стержень, чтобы перемешать масло, а затем измерьте усилие, необходимое для перемешивания каждого масла с одинаковой скоростью. Сила, необходимая для перемешивания трансмиссионного масла, будет больше, чем сила, необходимая для перемешивания турбинного масла.

Основываясь на этом наблюдении, может возникнуть соблазн сказать, что трансмиссионное масло требует большего усилия для перемешивания, потому что оно имеет более высокую вязкость, чем турбинное масло. Однако в этом примере измеряется сопротивление масла течению и сдвигу из-за внутреннего трения, поэтому правильнее сказать, что трансмиссионное масло имеет более высокую абсолютную вязкость, чем турбинное масло, поскольку для перемешивания требуется большее усилие. трансмиссионное масло.

Для ньютоновских жидкостей абсолютная и кинематическая вязкость связаны с удельным весом масла. Однако для других масел, таких как те, которые содержат полимерные улучшители индекса вязкости (VI), или сильно загрязненные или деградированные жидкости, это соотношение не выполняется и может привести к ошибкам, если мы не знаем о различиях между абсолютной и кинематической вязкостью. .

Для более подробного обсуждения абсолютной и кинематической вязкости см. Статью Дрю Тройера «Общие сведения об абсолютной и кинематической вязкости».

Метод испытания вискозиметра с капиллярной трубкой

Самый распространенный метод определения кинематической вязкости в лаборатории — это вискозиметр с капиллярной трубкой (рис. 1). В этом методе проба масла помещается в стеклянную капиллярную U-образную трубку, и проба всасывается через трубку с помощью всасывания, пока не достигнет начального положения, указанного на стороне трубки.

Затем всасывание прекращается, позволяя образцу течь обратно через трубку под действием силы тяжести.Узкая капиллярная секция трубки регулирует расход масла; более вязкие сорта масла растекаются дольше, чем более жидкие сорта масла. Эта процедура описана в ASTM D445 и ISO 3104.

Поскольку скорость потока определяется сопротивлением масла, протекающего под действием силы тяжести через капиллярную трубку, этот тест фактически измеряет кинематическую вязкость масла. Вязкость обычно указывается в сантистоксах (сСт), что эквивалентно мм2 / с в единицах СИ, и рассчитывается исходя из времени, которое требуется маслу для протекания от начальной точки до точки остановки, с использованием калибровочной константы, предоставленной для каждой трубки.

В большинстве коммерческих лабораторий по анализу масла метод вискозиметра с капиллярной трубкой, описанный в ASTM D445 (ISO 3104), модифицируется и автоматизируется с использованием ряда имеющихся в продаже автоматических вискозиметров. При правильном использовании эти вискозиметры способны воспроизводить аналогичный уровень точности, достигаемый методом ручного вискозиметра с капиллярной трубкой.

Заявление о вязкости масла бессмысленно, если не определена температура, при которой вязкость была измерена.Обычно вязкость указывается при одной из двух температур: 40 ° C (100 ° F) или 100 ° C (212 ° F). Для большинства индустриальных масел принято измерять кинематическую вязкость при 40 ° C, поскольку это основа для системы классификации вязкости ISO (ISO 3448).

Аналогичным образом, большинство моторных масел обычно измеряются при 100 ° C, поскольку система классификации моторных масел SAE (SAE J300) ссылается на кинематическую вязкость при 100 ° C (таблица 1). Кроме того, температура 100 ° C снижает нарастание помех при измерениях для загрязнения моторного масла сажей.

Метод испытания роторным вискозиметром

Менее распространенный метод определения вязкости масла использует роторный вискозиметр. В этом методе испытаний масло помещается в стеклянную трубку, помещенную в изолированный блок при фиксированной температуре (рис. 2).

Затем металлический шпиндель вращается в масле с фиксированной частотой вращения, и измеряется крутящий момент, необходимый для вращения шпинделя. Абсолютная вязкость масла может быть определена на основе внутреннего сопротивления вращению, обеспечиваемого сдвигающим напряжением масла. Абсолютная вязкость указывается в сантипуазах (сП), что эквивалентно мПа · с в единицах СИ.

Этот метод обычно называют методом Брукфилда и описан в ASTM D2983.

Хотя абсолютная вязкость и вискозиметр Брукфилда используются реже, чем кинематическая вязкость, при разработке моторных масел.Например, обозначение «W», которое используется для обозначения масел, подходящих для использования при более низких температурах, частично основано на вязкости по Брукфилду при различных температурах (Таблица 2).

Основанное на SAE J300 всесезонное моторное масло, обозначенное как SAE 15W-40, должно поэтому соответствовать пределам кинематической вязкости при повышенных температурах в соответствии с таблицей 1 и минимальным требованиям для запуска холодного двигателя, как показано в таблице 2.

Индекс вязкости

Еще одно важное свойство масла — индекс вязкости (VI).Индекс вязкости — это безразмерное число, используемое для обозначения температурной зависимости кинематической вязкости масла.

Он основан на сравнении кинематической вязкости испытуемого масла при 40 ° C с кинематической вязкостью двух эталонных масел, одно из которых имеет индекс вязкости 0, а другое — 100 единиц (рис. та же вязкость при 100ºC, что и тестовое масло. Таблицы для расчета VI на основе измеренной кинематической вязкости масла при 40 ° C и 100 ° C приведены в ASTM D2270.

Рисунок 3. Определение индекса вязкости (VI)

На рис. 3 показано, что масло, кинематическая вязкость которого изменяется в меньшей степени при изменении температуры, будет иметь более высокий индекс вязкости, чем масло с большим изменением вязкости в том же диапазоне температур.

Для большинства парафиновых промышленных масел на минеральной основе селективной очистки типичные ИВ находятся в диапазоне от 90 до 105. Однако многие минеральные масла высокой степени очистки, синтетические масла и масла с улучшенным ИВ имеют ИВ, превышающие 100.Фактически, синтетические масла типа PAO обычно имеют вязкость в диапазоне от 130 до 150.

Мониторинг и анализ вязкости

Мониторинг вязкости и отслеживание тенденций — это, пожалуй, один из самых важных компонентов любой программы анализа масла. Даже небольшие изменения вязкости могут увеличиваться при рабочих температурах до такой степени, что масло больше не может обеспечивать адекватную смазку.

Типичные пределы промышленного масла устанавливаются на уровне ± 5 процентов для предосторожности и ± 10 процентов для критических, хотя для тяжелых условий эксплуатации и чрезвычайно критических систем должны быть поставлены еще более жесткие цели.

Значительное снижение вязкости может привести к:

• Потеря масляной пленки, вызывающая чрезмерный износ
• Повышенное механическое трение, вызывающее чрезмерное потребление энергии n Выделение тепла из-за механического трения n Внутренняя или внешняя утечка
• Повышенная чувствительность к загрязнению частицами за счет уменьшения масляной пленки
• Разрушение масляной пленки при высоких температурах, высоких нагрузках или при пусках или остановках.

Аналогичным образом, слишком высокая вязкость может привести к:

• Чрезмерное тепловыделение, приводящее к окислению масла, образованию шлама и нагара
• Газовая кавитация из-за недостаточного потока масла к насосам и подшипникам
• Недостаточная смазка из-за недостаточного потока масла
• Масляный венчик в опорных подшипниках
• Избыточное потребление энергии для преодоления жидкостного трения
• Плохая деэмульгируемость или деэмульгируемость воздуха
• Плохая прокачиваемость при холодном пуске.

Каждый раз, когда наблюдается значительное изменение вязкости, необходимо всегда исследовать и устранять первопричину проблемы. Изменения вязкости могут быть результатом изменения химического состава базового масла (изменение молекулярной структуры масла) или попадания в него загрязняющих веществ (таблица 3).

Изменения вязкости могут потребовать дополнительных тестов, таких как: кислотное число (AN) или инфракрасная спектроскопия с преобразованием Фурье (FTIR), чтобы подтвердить начальное окисление; тестирование на загрязняющие вещества для выявления признаков попадания воды, сажи или гликоля; или другие, менее часто используемые тесты, такие как ультрацентрифужный тест или газовая хроматография (ГХ), для выявления изменения химического состава базового масла.

Вязкость — важное физическое свойство, которое необходимо тщательно контролировать и контролировать, поскольку оно влияет на масло и влияет на срок службы оборудования.

Независимо от того, измеряете ли вязкость на месте с помощью одного из многих местных приборов для анализа масла, способных точно определять изменения вязкости, или отправляете ли пробы в обычную внешнюю лабораторию, важно знать, как определяется вязкость и как изменения могут повлиять на надежность оборудования.Необходимо проявлять упреждающий подход к определению состояния источника жизненной силы оборудования — масла!

Влияние вязкости смазочных материалов двигателя и трансмиссии на низкотемпературное проворачивание и запуск двигателя JSTOR

Abstract

Вязкость моторного масла и жидкости для автоматической коробки передач является основным фактором обеспечения хороших пусковых и эксплуатационных характеристик в холодную погоду.Чтобы определить вклад двигателя и трансмиссии в усилие проворачивания и хода, мгновенный крутящий момент и мощность, полученные с помощью приборного оборудования двигатель-трансмиссия, были определены для пяти моторных масел с вязкостью от 4 до 184 пуаз (от SAE 5W до SAE 20W. ) и для четырех трансмиссионных жидкостей с вязкостью от 3200 до 83000 сП при -20 F. Были детально проанализированы специфические параметры двигателя и трансмиссии — трение, сжатие и расширение двигателя, вращательная инерция двигателя, трение трансмиссии и вращательная инерция.Двигателю требовалось наибольшее усилие проворачивания, которое увеличивалось с увеличением вязкости моторного масла. Повышение вязкости моторного масла увеличивает крутящий момент трения двигателя, но снижает мощность трения двигателя из-за снижения скорости вращения коленчатого вала. Чистый крутящий момент, поступающий в цилиндр с воздухом в результате сжатия и расширения воздуха в цилиндре, уменьшался с уменьшением скорости вращения коленчатого вала. Инерцией двигателя и трансмиссии можно пренебречь для большинства условий запуска. Термодинамический анализ процесса запуска показал, что частота вращения коленчатого вала должна быть высокой для хорошего запуска, поскольку тепловые потери от газов в цилиндре низкие, а давление и температура газа в цилиндре высокие.Коэффициент проворачиваемости, определяемый как отношение мгновенного момента трения двигателя к скорости вращения коленчатого вала, показал, что проворачиваемость двигателя резко ухудшилась по мере того, как вязкость моторного масла увеличивалась выше примерно 30 баллов и приближался останов стартера. Результаты, полученные с аппаратом двигатель-трансмиссия, были подтверждены результатами испытаний автомобилей. В целом запуск и работа улучшились благодаря снижению вязкости моторного масла и трансмиссионной жидкости. Характеристики трансмиссии были неудовлетворительными при вязкости жидкости более 30 000 сП из-за недостаточного потока жидкости.Из-за остановки двигателя для работы при низких температурах желательна вязкость трансмиссионной жидкости менее 3200 сП.

Информация для издателя

SAE International — это глобальная ассоциация, объединяющая более 128 000 инженеров и технических экспертов в аэрокосмической, автомобильной и коммерческой промышленности. Основные направления деятельности SAE International — обучение на протяжении всей жизни и разработка добровольных согласованных стандартов. Благотворительным подразделением SAE International является SAE Foundation, который поддерживает множество программ, включая A World In Motion® и Collegiate Design Series.

OELCHECK: Вязкость

В отличие от воды, которая имеет почти такую ​​же текучесть в диапазоне от 0 ° C до 100 ° C, вязкость масла сильно зависит от температуры. Кроме того, на вязкость также влияют рабочее давление или такие факторы, как окисление или примеси. К сожалению, это становится еще более сложным, потому что текучесть масла не изменяется равномерно, то есть линейно, с температурой.

Вязкостно-температурные характеристики

Когда температура падает, масло всегда становится гуще, т.е.е. будет иметь более высокую вязкость. Когда в конечном итоге достигается точка затвердевания, масло становится настолько густым, что больше не может двигаться. С другой стороны, при повышении температуры вязкость значительно падает. Масло может стать очень жидким. Эти температурно-зависимые изменения необходимо учитывать при выборе смазочного материала. Необходимо соблюдать особую осторожность, поскольку вязкостно-температурные характеристики зависят от типа масла. Даже масла с одинаковой вязкостью, например, при 40 ° C, могут вести себя совершенно по-разному при 0 ° C или 100 ° C.

Изменение вязкости в зависимости от температуры не будет линейным, но может быть рассчитано «двойным логарифмическим способом». Разница температур, например, в 10 ° C, не приводит к скачкам изменения вязкости с одинаковым числом. Индекс вязкости (VI), который рассчитывается с помощью кинематической вязкости, измеренной при 40 ° C и 100 ° C, используется для описания вязкостно-температурного поведения масла. Этот параметр позволяет лучше сравнивать вязкость различных масел в зависимости от температуры.Метод расчета, описанный в ISO 2909, был разработан примерно 60 лет назад. Что касается индекса вязкости, худшим минеральным маслам, известным в то время, был присвоен индекс вязкости 0, а минеральным маслам с лучшими вязкостно-температурными характеристиками был присвоен индекс вязкости 100. В то время не существовало синтетических или всесезонных. масла. В настоящее время на вязкость могут влиять так называемые улучшители вязкости или синтетические масла до такой степени, что индекс вязкости выходит далеко за пределы 100. Следующие стандартные значения показывают, насколько высокий индекс вязкости может быть достигнут с помощью современных масел:

Всесезонное масло 95

140-200

Простым и широко используемым методом визуализации вязкостно-температурного поведения является диаграмма вязкость-температура (VT-диаграмма) по Уббелоде / Вальтеру.Используя математическое преобразование (двойной логарифмический расчет), поведение VT можно аппроксимировать до такой степени, используя прямую линию, проходящую через две точки (обычно при 40 ° C и 100 ° C), что вязкость при всех других температурах может быть определена по диаграмме. .

Различные области применения можно проиллюстрировать с помощью диаграммы VT. Масло HLVP с более высоким индексом вязкости может, например, охватывать более широкий температурный диапазон.

Вязкость-давление

Масла также становятся гуще при повышении давления.Вязкость-давление также является параметром, специфичным для смазочного материала, которым, однако, по большей части можно пренебречь, поскольку при давлении ниже 400 бар он практически не имеет значения. Изменение вязкости из-за увеличения давления на 100 бар непропорционально меньше, чем из-за повышения температуры на 10 ° C. Разработчики гидравлических систем и компонентов с высокими эксплуатационными характеристиками всегда учитывают влияние давления на вязкость, одновременно учитывая влияние температуры.

Помимо прочего, смазочные материалы предназначены для защиты поверхностей пар движущихся частей от износа путем создания эластичной смазочной пленки. Положительный эффект заключается в том, что с традиционными смазочными маслами вязкость смазочной пленки увеличивается до такой степени из-за преобладающего давления на нее, что поверхности остаются раздвинутыми.

С метрологической точки зрения вязкость смазочного масла, которая изменилась из-за высокого давления, очень трудно определить.Лишь немногие институты, такие как RWTH в Аахене, также могут проводить такие измерения.

Изменения вязкости при применении масел

Что касается замены масла, наиболее важным параметром при анализе отработанного масла является учет изменений вязкости. Вязкость масла может измениться не только по причине температуры и давления. Если вязкость образца отличается от начальных значений свежего масла или эталонного значения предыдущего анализа, причины могут быть следующими:

Повышение вязкости

• Во время работы масло поглощало кислород из-за температуры и поэтому окислялось.
• Разложились ингибиторы окисления, добавки, замедляющие старение.
• Образовались продукты старения и окисления, такие как кислоты и нерастворимые в масле компоненты.
• Образовались лаковидные отложения, такие как смола и шлам.
• Сажа, пыль, вода или остатки альтернативных видов топлива загрязняют масло.
• Было использовано или залито неправильное масло.

Снижение вязкости

• Улучшители вязкости, добавки для улучшения индекса вязкости, не были устойчивыми к сдвигу и разложились.
• Несгоревшее топливо (плохое сгорание) привело к разбавлению масла.
• Было использовано или залито слишком жидкое масло или масло неподходящего типа.
• Перед заполнением систему промыли жидким промывочным маслом. Примешались остатки промывочного масла.

Проверка вязкости смазочного масла для двигателей грузовых автомобилей — 4 мая 2017 — Д-р Елена Фишер и Андреа Давидчак — Статьи новостей Petro Industry

Д-р Елена Фишер и Андреа Давидчак

В автомобиле термин «трансмиссия» описывает основные компоненты, которые вырабатывают энергию и доставляют ее на поверхность дороги, воду или воздух.Сюда входят двигатель, трансмиссия, ведущие валы, дифференциалы и главная передача (ведущие колеса, непрерывная гусеница, как в военных танках или гусеничных машинах и т. Д.). В этом контексте термин «рабочие жидкости» относится к жидкостям, которые содержат продукты, предназначенные для облегчения работы транспортного средства, такие как моторное масло, трансмиссионное масло, трансмиссионные жидкости и т. Д. В этой статье особое внимание уделяется смазочным маслам для тяжелых условий эксплуатации. транспортных средств.

Самым важным требованием к смазке является образование пленки между движущимися частями, чтобы удерживать поверхности разделенными при любых нагрузках и температурах.На вязкость масла можно влиять с помощью присадок, чтобы вязкость была достаточно высокой для образования защитной пленки, но достаточно низкой, чтобы не вызывать чрезмерных потерь энергии в пленке.

В настоящее время экономия топлива становится все более важной, а вязкость масел становится все ниже и ниже. Очень важно, чтобы вязкость оставалась стабильной в течение всего интервала замены масла.

Инновация в определении вязкости: SVM ™ Stabinger Viscometer ™ серии

Высокоточные вискозиметры серии SVM ™ основаны на ротационном принципе измерения и имеют встроенную ячейку для измерения плотности.Маленькая ячейка для измерения вязкости содержит трубку, которая вращается с постоянной скоростью и заполнена жидкостью пробы. Измерительный ротор со встроенным магнитом свободно плавает в образце. Сдвиговые силы образца приводят в движение ротор, а магнитные эффекты замедляют его вращение. Вскоре после начала измерения ротор достигает равновесной скорости. Эта скорость является мерой вязкости жидкости.

Поскольку датчик плотности SVM ™ интегрирован, измерение плотности не требуется проводить отдельно.Фактически, одна комбинированная измерительная ячейка охватывает весь диапазон измерения вязкости, плотности и температуры и заполняется за один раз. Минимального количества пробы, составляющего всего 1,5 мл, достаточно для получения многопараметрических результатов за одно быстрое измерение.

Основные преимущества при испытании смазочного масла

Диапазон измерения

Практически в каждой лаборатории время от времени необходимо измерять образец, выходящий за пределы «обычного» диапазона вязкости. Это часто создает проблемы с традиционными методами измерения и требует времени на выполнение.В SVM ™ 3001 одна комбинированная измерительная ячейка покрывает весь диапазон измерения вязкости, плотности и температуры и заполняется за один раз. Диапазон измерения вязкости ячейки составляет от 0,2 мм² / с до 30 000 мм² / с, при этом диапазон температур составляет от -60 ° C до +135 ° C (-20 ° C достигается без внешнего охлаждения). Этот диапазон измерений позволяет измерять широкий спектр образцов различной вязкости с помощью одной встроенной измерительной ячейки и, в сочетании с очень быстрой скоростью нагрева и охлаждения, а также мощным температурным сканированием, открывает новые возможности при испытании смазочных масел.

Скорость быстрого нагрева / охлаждения

В традиционных системах с ваннами для регулирования температуры пользователю обычно необходимо выбрать температуру измерения и никогда не изменять ее круглосуточно без выходных до следующего планового технического обслуживания. Напротив, SVM ™ 3001 имеет очень высокую скорость нагрева / охлаждения до 20 ° C / мин. Такие быстрые изменения температуры обеспечивают исключительную гибкость при выборе образцов, измерения температуры и испытаний, которые необходимо выполнить. В сочетании с широким диапазоном температур SVM ™ 3001 от -60 ° C до +135 ° C и возможностью быстрого и простого температурного сканирования можно получить ценную информацию о вязкостных характеристиках смазочных масел.Вместе с небольшим объемом образца всего 1,5 мл (как для определения вязкости, так и для определения плотности) быстро достигается не только изменение температуры, но и термическая однородность. Прямое термоэлектрическое охлаждение элементами Пельтье обеспечивает очень чувствительный и быстрый контроль температуры ячейки. Таким образом, после ввода новой заданной температуры прибор будет готов к следующему тесту всего за несколько минут.

Благодаря встроенному воздушному охлаждению SVM ™ 3001 может достигать -20 ° C без необходимости использования каких-либо теплоносителей или внешних устройств.

Истинное значение температурного сканирования

Поскольку экономия топлива и длительные интервалы замены являются наиболее важными требованиями для грузовиков и автобусов, при разработке двигателей очень важен анализ масла. Один из важнейших параметров — вязкость масла — при разных температурах. Следовательно, температурное сканирование очень полезно для инженеров-строителей при выполнении расчетов подшипников, чтобы гарантировать наличие достаточного количества защитной пленки.

После одной инъекции образца шприцем SVM ™ 3001 может выполнять сканирование таблицы температур от -20 ° C до +130 ° C с шагом 10 ° C.Поскольку SVM ™ 3001 не требует внешнего охлаждения для достижения -20 ° C, все измерения легко выполняются с помощью одного автономного прибора. Все данные доступны примерно через 1 час 25 минут после начала сканирования, при этом присутствие оператора не требуется. Получены значения измерений кинематической вязкости, а также динамической вязкости и плотности — все на одном графике (рисунки 1 и 2).

Рисунок 1. Диаграмма сканирования температуры

Рисунок 2.Таблица температурного сканирования

Интегрированное устройство измерения плотности

Благодаря встроенному в SVM ™ осциллятору плотности, измерение плотности в соответствии с ASTM D4052 или ISO 12185 выполняется одновременно с измерением вязкости. Другими словами, тепловой коэффициент плотности текущего образца представляет собой измеренное значение, а не типичное значение для группы продуктов. Это предлагает различные возможности и, следовательно, гибкость. Поскольку обычно требуется плотность при 15 ° C или 20 ° C, можно настроить сканирование таблицы температур с требуемыми температурами (например,грамм. 15 ° C, 40 ° C, 100 ° C), как показано на рис. 3. Другой возможностью могут быть расчеты API плотности по температуре, которые интегрированы в программное обеспечение прибора и свободно выбираются на 10,4-дюймовом сенсорном экране.

Рис. 3. Значения кинематической вязкости, плотности и вязкости
различные рабочие жидкости

Индекс вязкости Reloaded

В автоматическом режиме определения индекса вязкости изменения температуры выполняются автоматически, и индекс вязкости рассчитывается в соответствии со стандартом ASTM D2270.Обычно измерения выполняются при 40 ° C и 100 ° C, но, поскольку экстраполяция вязкости-температуры в соответствии с ASTM D341 интегрирована в программное обеспечение прибора, измерения также можно проводить при двух различных температурах, а индекс вязкости рассчитывается автоматически. Преимущество этого измерения заключается в том, что также измеряется фактическая плотность смазочного масла при обеих температурах. Это означает, что экстраполяция плотности из этих двух точек (находящихся далеко друг от друга) точна.Иногда его также называют «крутизной зависимости плотности от температуры». Для испытанных смазочных масел ошибка экстраполяции оказалась ниже 0,0001 г / см ³ .

Малый объем выборки — важность в реальной жизни

Вязкость также важна для отработанных масел. Изменение вязкости может выявить разжижение масла из-за разбавления топлива или старения масла. Например, в отличие от обычного дизельного топлива, биодизель не испаряется из моторного масла, и это приводит к постоянному разбавлению, что, в свою очередь, требует более частой замены масла.

В таких случаях для проб нефти с месторождения часто доступен только небольшой объем пробы, но в лаборатории необходимо выполнить ряд различных тестов. В таких случаях очень выгоден малый объем образца, необходимый для многопараметрического определения с помощью SVM ™. Минимальный объем образца, необходимый для SVM ™ 3001, составляет всего 1,5 мл; типичный объем пробы составляет примерно 5 мл. Кроме того, с маленькой ячейкой нового SVM ™ для очистки требуется небольшое количество растворителя, что означает меньшую долю жидких отходов, чем при использовании традиционных методов, обеспечивающих снижение затрат на утилизацию растворителя.

Заключение

Возможность измерения различных образцов с разной вязкостью при различных температурах с помощью одной измерительной ячейки, пожалуй, одно из самых ярких преимуществ SVM ™ 3001. С одной встроенной ячейкой вязкости и плотности, измерения смазочных масел, как свежих, так и использованных, а также как ATF, гипоидные масла, а также топлива могут быть легко выполнены. Благодаря очень высокой скорости нагрева и охлаждения, а также широкому диапазону измерения температуры, вязкости и плотности технология SVM ™ устанавливает новые стандарты гибкости при проведении испытаний.Температурное сканирование кинематической вязкости, плотности и динамической вязкости — все за одно сканирование — может быть выполнено в несравнимо широком диапазоне температур самым быстрым способом. Это не только значительно упрощает процедуры измерения и экономит время на многократные испытания, но также дает важное представление, например, о конструкции двигателей для тяжелых транспортных средств, в данном конкретном случае для температур от -20 ° C до +130 ° C. . В сочетании с превосходной воспроизводимостью и повторяемостью измерений вязкости и плотности, а также непревзойденной простотой эксплуатации, технология SVM ™ представляет собой одну из самых универсальных технологий измерения вязкости и плотности нефтепродуктов.

Infineum Insight | Трансмиссионные жидкости малой вязкости

Ожидания того, что трансмиссионные жидкости должны способствовать экономии топлива, — не новая концепция, но Джо Ноулс, технический консультант Infineum Transmission Fluids, объясняет, как отображение реакции оборудования на изменения вязкости и технологии присадок может привести к значительным улучшениям.

В последние годы разнообразные требования конечных пользователей, в том числе: улучшенная экономия топлива, улучшенные характеристики транспортного средства, повышенные требования к мощности и улучшенный опыт вождения, привели к огромным изменениям и развитию автомобильных трансмиссионных систем и жидкостей.

Но прямо сейчас, на рынке легких грузовиков, безусловно, самым большим стимулом для эволюции оборудования трансмиссии является улучшенная топливная экономичность, поскольку OEM-производители работают над постоянно ужесточающимися требованиями и задачами по экономии топлива.

Мы наблюдаем реальную диверсификацию технологий трансмиссии, поскольку производители оригинального оборудования используют разные подходы к повышению экономии топлива.

Один из подходов, принятых рядом OEM-производителей, заключается в увеличении количества передач в обычных ступенчатых автоматических трансмиссиях.Хотя шестиступенчатые коробки передач были рабочей лошадкой для многих OEM-производителей, некоторые сейчас переходят на восемь, девять и десять скоростей. Другие подходы включают бесступенчатую регулировку, двойное сцепление и гибридные технологии. Распространение этих систем варьируется от региона к региону, и среди других факторов их популярность обычно отражает профиль движения в каждом регионе.

Очевидно, что с таким широким спектром доступного оборудования тщательный подбор трансмиссионных жидкостей для каждого OEM-производителя и каждого конкретного приложения становится все более важным.

Вклад жидкости в экономию топлива

За последние два десятилетия трансмиссионные жидкости в большей степени косвенно повлияли на экономию топлива, в основном выступая в роли аппаратных средств. Например, в 1990-х годах были разработаны новые добавки для контроля трения, обеспечивающие устойчивость к вибрации и позволяющие повысить эффективность систем сцепления гидротрансформатора с проскальзыванием. Совсем недавно, когда стали поступать в продажу бесступенчатые трансмиссии (CVT), был введен новый химический состав жидкости для обеспечения высокого трения между сталью и стали для предотвращения проскальзывания ремня при сохранении трения между бумагой и сталью во избежание дрожания.

Сегодня ожидается, что жидкости для автоматических трансмиссий (ATF) будут оказывать прямое влияние на показатели экономии топлива. Например, вязкость жидкости ATF напрямую влияет на потери при перекачивании, сопротивлении и взбивании. И, учитывая, что масляный насос, как считается, составляет около 50% энергии, теряемой в трансмиссии, эти источники неэффективности нельзя недооценивать или игнорировать. Кроме того, вязкость ATF и химический состав пограничной пленки могут напрямую влиять на КПД редуктора и подшипника.

Для достижения максимальной топливной эффективности новая тенденция заключается в том, чтобы трансмиссионные жидкости имели все более низкую вязкость в более широком диапазоне рабочих условий.

Ряд OEM-производителей перешли от жидкостей с обычной вязкостью более 6,8 сантистоксов при температуре 100 ^o C к жидкостям с низкой вязкостью — обычно 5,5 сантистоксов — для своих автоматических трансмиссий. Но мы уже видим, что используются жидкости 4,5 сантистокса, и в будущем может возникнуть потребность в переходе на еще более низкую вязкость.

Хотя можно получить большую экономию топлива от трансмиссионных жидкостей, это гораздо больше, чем снижение вязкости при температуре 100 ^o C — вязкость при низких температурах также имеет решающее значение. Кроме того, поскольку при снижении вязкости наблюдается большая тенденция к смешанной и граничной смазке, потери в зубчатых передачах и подшипниках также могут увеличиваться. Однако из наших исследований ясно, что тщательный выбор модификаторов трения и пленкообразователей в сочетании с наиболее подходящими базовыми компонентами может снизить эти потери.

Наша тщательно разработанная методология исследований оценивает характеристики экономии топлива жидкостей, гарантируя, что они также обеспечивают достаточную защиту оборудования.

Оценка показателей экономии топлива

Наша оценка включает использование различных лабораторных скрининговых тестов, которые используются для оценки первоначального воздействия аддитивных изменений. После выбора лучших масел-кандидатов они проходят дальнейшие испытания на испытательных стендах трансмиссионного оборудования и, в конечном итоге, на транспортных средствах в реальных условиях.

Этот уровень тестирования позволяет Infineum оценивать будущие ATF в различных условиях, включая широкий диапазон температур и крутящих моментов масляного картера. На наш взгляд, это становится все более важным, поскольку составы оптимизированы для удовлетворения конкретных требований отдельных конструкций трансмиссии OEM.

Тонкая настройка для экономии топлива

В недавней программе испытаний Infineum сформулировал три тестовых ATF с разной вязкостью, объединив ряд базовых масел, модификаторов вязкости и присадок, повышающих вязкость.

После того, как это было достигнуто, были использованы стендовые и скрининговые испытания для оценки эффективности подшипников и шестерен по сравнению с эталонным маслом, залитым на заводе. Это позволило адаптировать пакет присадок для обеспечения оптимального сочетания вязкости и эффективности, чтобы обеспечить максимальную экономию топлива.

На заключительном этапе программы испытаний оценивалась экономия топлива с использованием Федеральной процедуры испытаний (FTP) и полевых испытаний. В тесте динамометра шасси FTP 75 все три масла показали улучшение экономии топлива от 0 до 0.От 6% для жидкости A до 2,3% для жидкости C сверх заводского значения заполнения. Эти улучшения показателей экономии топлива впоследствии были проверены в ходе дорожных испытаний на 35 000 миль.

Эта обширная программа стендовых, испытательных и полевых испытаний ясно продемонстрировала, что надлежащая конструкция жидкости для автоматической трансмиссии, согласованная с конкретной конструкцией трансмиссии, может привести к значительному повышению экономии топлива.

Мы ожидаем, что в будущем вызовы формулировки появятся в виде дополнительных требований к повышенной долговечности, более длительному интервалу замены и экономии топлива во все более сложном оборудовании трансмиссии.Это приведет к еще большей нагрузке на жидкость и приведет к разработке еще более эффективных ATF.

По нашему мнению, состав рецептур становится все более сложным, и совместная разработка смазочного материала и оборудования становится все более важной для обеспечения правильного баланса между экономией топлива и износостойкостью для обеспечения непрерывной защиты оборудования.

Загрузить статью

.