Вязкость – важнейший параметр, позволяющий подобрать моторное масло в полном соответствии с температурой воздуха, характерной для определенного времени года, и климатическими особенностями местности, где эксплуатируется автомобиль. Недаром именно вязкость стала самой первой характеристикой, по которой моторные масла были классифицированы.
В настоящее время общепринято подразделять моторные масла по их вязкостно-температурным свойствам. Сделать это помогает так называемая классификация SAE, а точнее, стандарт SAE J-300 JUN 2001. Аббревиатура SAE расшифровывается как Society of Automotive Engineers, по-русски – Общество автомобильных инженеров. Это сочетание латинских букв можно найти на этикетке любой канистры с моторным маслом, потому что именно указываемые следом за аббревиатурой SAE характеристики дают покупателю однозначный ответ, к какому типу принадлежит масло – зимнему, летнему или всесезонному и в каком диапазоне температур его допустимо применять.
У зимних масел после аббревиатуры SAE идет одно из шести обозначений: 0W, 5W, 10W, 15W, 20W или 25W – чем меньше значение, тем ниже допустимая температура использования. Точнее, более грамотно сказать так: чем меньше значение, указанное перед буквой W, тем меньше вязкость масла при низких температурах окружающей среды, а потому легче осуществить холодный пуск двигателя. Согласитесь, очень нужный в суровую зимнюю пору показатель!
У летних масел пять классов: 20, 30, 40, 50 и 60, и в противоположность зимним маслам здесь чем больше указанное число, тем больше вязкость при высоких температурах, а значит, тем лучше масло смазывает, т. е. лучше защищает двигатель в жаркую погоду.
Наконец, у всесезонных масел за аббревиатурой SAE следует двойное обозначение, в котором первая часть (перед буковой W) указывает на зимнюю характеристику, вторая (за буквой W) – на летнюю. Например, SAE 10W 30, SAE 20W 40. Именно всесезонные масла в последнее время получили наиболее широкое распространение, и это неудивительно, поскольку для нашей страны в течение года характерна смена типично летней погоды на типично зимнюю. При этом менять масло подобно летним и зимним шинам, согласимся, не очень удобно, тем более если современные технологии его изготовления этого вовсе не требуют. Усредненные данные диапазонов температур окружающей среды для наиболее часто применяемых классов масел указаны в табл. 1.
| Класс моторного масла | Температурный диапазон |
|---|---|
| SAE 0W 20 | –30…+15 |
| SAE 0W 30 | –30…+20 |
| SAE 5W 30 | –25…+20 |
| SAE 5W 40 | –25…+30 |
| SAE 10W 30 | –20…+30 |
| SAE 10W 40 | –20…+35 |
| SAE 15W 30 | –15…+35 |
| SAE 15W 40 | –15…+40 |
| SAE 20W 30 | –10…+40 |
| SAE 20W 40 | –10…+45 |
| SAE 30 | 0…+40 |
| SAE 40 | 0…+45 |
На просторах бывшего Советского Союза многие из выпускаемых моторных масел продолжают классифицировать в соответствии с их вязкостью не только по SАЕ, но и по ГОСТ 17479.1–85. Этот нормативный документ также предусматривает деление моторных масел на «сезонные» классы в зависимости от вязкости. Классы те же: летние, зимние и всесезонные.
Летние масла подразделяют на семь классов: 8, 10, 12, 14, 16, 20 и 24; зимние масла – на четыре класса: 4, 5, 6, 8. Как видим, масло класса 8 допустимо использовать как летом, так и зимой. В обозначении всесезонных масел указывают сразу два параметра: до косой черты – зимний класс, после косой черты – летний. Например, 4з/8 или 5з/10. Буква «з» говорит о том, что в составе масла применены загущающие присадки. В табл. 2 приведено ориентировочное соответствие классов вязкости моторных масел по ГОСТ 17479.1–85 и SAE J-300.
Многие, конечно, знают о том, что при изготовлении большинства современных масел не обходится без использования различных присадок. Можно сказать, что без них свойства базовых масел не будут отвечать требуемому качеству. Присадки бывают самые разные. Это антиокислители, которые тормозят окисление масла при высокой температуре, беззольные дисперсанты, предотвращающие образование низкотемпературных отложений и выпадение осадка, зольные детергенты, обеспечивающие чистоту поршней и улучшающие подвижность поршневых колец, а также ряд других. Загущающие присадки, или, как их более правильно называют, модификаторы вязкости, одни из самых, пожалуй, главных – они повышают индекс вязкости масла, улучшая одно из важнейших для его работоспособности свойств.
Что такое индекс вязкости? Это безразмерная величина, рассчитанная по значениям кинематической вязкости при температурах 40 и 100 °С. Для сезонных масел значение этого индекса находится в пределах 90…105, для всесезонных – 130…160. Более высокий индекс вязкости всесезонных масел позволяет, с одной стороны, сохранять их достаточную вязкость летом, когда температура в картере двигателя нередко достигает 100 °С, а с другой – обеспечивает уверенный пуск холодного двигателя в мороз.
| ГОСТ 17479.1–85 | SAE J-300 |
|---|---|
| 3з | 5W |
| 4з | 10W |
| 5з | 15W |
| 6з | 20W |
| 6 | 20 |
| 8 | 20 |
| 10 | 30 |
| 12 | 30 |
| 14 | 40 |
| 16 | 40 |
| 20 | 50 |
| 24 | 60 |
| 3з/8 | 5W 20 |
| 4з/6 | 10W 20 |
| 4з/8 | 10W 20 |
| 4з/10 | 10W 30 |
| 5з/10 | 15W 30 |
| 5з/12 | 15W 30 |
| 5з/16 | 15W 40 |
| 6з/10 | 20W 30 |
| 6з/14 | 20W 40 |
| 6з/16 | 20W 40 |
Как уже сказано, повышенного индекса вязкости моторного масла удается достичь, применяя загущающие макрополимерные присадки. Но есть от подобных присадок и другая польза – экономия топлива. Дело в том, что всесезонные загущенные масла – не ньютоновские жидкости, их вязкость зависит не только от температуры, но и от градиента скорости сдвига, т. е. от отношения скорости движения одной поверхности трения относительно другой к величине зазора между ними, который заполнен маслом. Благодаря этому вязкость всесезонных масел в отличие от незагущенных сезонных падает с увеличением скорости сдвига, причем абсолютная величина подобного временного падения вязкости значительно возрастает со снижением температуры, т. е. в случае, когда двигатель прогрет не сильно. А в каком случае температура масла и охлаждающей жидкости в двигателе движущегося автомобиля не достигает своего максимального значения? Прежде всего в городских условиях, когда поездки в своем большинстве непродолжительны и двигатель попросту не успевает по-настоящему нагреться: именно в подобных условиях благодаря изменению градиента скорости сдвига всесезонные загущенные масла позволяют экономить топливо.
Впрочем, экономия топлива в условиях города благодаря использованию присадок – модификаторов вязкости это лишь небольшая часть такой обширной темы, как энергосберегающие свойства моторных масел. Эта тема сама по себе заслуживает отдельного рассмотрения. А нам, завершая разговор о вязкостно-температурных свойствах моторных масел, остается акцентировать внимание на том, что применение излишне вязких масел увеличивает потери на трение (результат – затрудненный «холодный» пуск двигателя и снижение экономичности), а недостаточно вязких масел приводит к возрастанию износа трущихся деталей (снижается ресурс двигателя), а также повышает расход масла на угар (ухудшаются экологические показатели).
Константин Закурдаев, журнал «Основные средства»