Температурные показатели моторного масла

Температурный режим, в границах которого эксплуатируется моторное масло, влияет на качественные показатели и степень защиты силового агрегата. Рассмотрим, какую роль он играет в обеспечении корректной работы ДВС.

Кто хоть немного знаком с законами физики легко сможет представить механизм работы двигателя внутреннего сгорания. При работе агрегата внутри его создается повышенная нагрузка, происходит нагрев, и вследствие чего увеличивается давление. Для того, чтобы при эксплуатации детали и механизмы ДВС были защищены от трения и износа, моторные жидкости должны сохранять свои основные эксплуатационные свойства в условиях высоких температур.

Качество смазки характеризуется вязкостными показателями и температурой вспышки. Температура кипения масла в двигателе должна соответствовать допустимым показателям. Закипание может происходить при повышении нагрузки или при использовании некачественного смазочного материала. Это может привести к поломке силового агрегата. В определении характеристик моторных масел важны два показателя: допустимый предел повышения и температура кипения.

Коэффициент допустимости указывает на оптимальное нагревание смазочной жидкости. При этом важно, чтобы изменение вязкостных показателей смазки не отставало от повышения до рабочей температуры. Чем меньше время этого отставания, тем легче мотору справляться с нагрузкой. В таком случае даже при сильном нагреве защита двигателя от износа будет высокой. Пренебрежение этими показателями ведет к повышенному износу деталей и узлов мотора.

В каком диапазоне меняется температура

Сохранение рабочих качеств смазки напрямую зависит от температурного диапазона. Рабочий режим автомасел находится в границах от -40 до +180℃. Параметры каждого производимого продукта различны по вязкостно-температурным характеристикам. Особого подхода требуют силовые агрегаты на дизельном топливе. В эксплуатации они сильнее нагреваются.

Присадочные компоненты не позволяют моторной жидкости менять свои свойства при изменении температур, как в сторону повышения, так и понижения.

При смешивании с топливом происходит вспыхивание, концентрированные пары возгораются, и это приводит к высокой летучести масла. Насколько при этом увеличится расход смазочного материала, зависит от степени его очистки.

При тестировании в лабораторных условиях, после нагрева происходит выделение концентрированных паров нефти. Любое масло, независимо от базовой основы (синтетика, полусинтетика или минералка) после вспыхивания продолжает гореть.

В спортивных автомобилях с форсированными двигателями, испытывающих чрезхмерные нагрузки устанавливают систему охлаждения. В контуре системы дополнительно устанавливается датчик температур или давления масла.

Для корректной работы смазка не должна нагреваться выше +105℃. Эта цифра считается предельно допустимым порогом.

В ДВС существуют два основных режима транспортировки смазывающей жидкости:

При граничном способе подачи, масло движется без давления вокруг поршневых колец. При гидродинамической подаче, смазывание коленвала происходит под давлением.

Температурный режим в процессе эксплуатации должен строго соблюдаться. ДВС на этапе конструирования разрабатываются с учетом изменений, возникающих при нагреве. И только в нормальном диапазоне все системы работают слаженно. При незначительном сдвиге термических норм в обе стороны, работа мотора становится некорректной. Особенно опасны изменения при превышении температуры масла.

Низкий показатель температуры масла в двигателе

Одной из важных характеристик является температура застывание масла. Застывая, смазка теряет эластичность и текучесть. Моторная жидкость меняет свои свойства, не способна обеспечить нормальное поступление к деталям и стабильную масляную пленку. За счет кристаллизации парафинов смазочный материал твердеет.

Резкое снижение температуры вспышки говорит о возможных проблемах силового агрегата:

• нарушение впрыска;
• неисправность в топливной системе;
• поломка карбюратора.

Снижение температуры в картере приводит к тому, что между деталями не возникнет нужного зазора, а масло при этом подвергается окислению. Остывание приводит к загустению смазки, что может привести к протечкам, и всегда приводит к увеличению износа мотора.

Верхняя граница температуры масла

Повышение термических показателей выше положенной нормы сопровождается закипанием, задымлением и пузырением. Возгорание моторной жидкости возникает при повышении температуры до 250. В таком состоянии смазочный материал практически теряет вязкость, происходит его разжижение и частичное испарение. Критическим показателем является динамика повышения t — более 2℃ в минуту. Недопустимо сгорание масла одновременно с топливом, при этом снижается концентрация смазки, увеличивается ее расход, появляется характерный запах и меняется цвет выхлопа.

При сильном нагреве снижается вязкость автомасла, оно больше не способно создать стабильную пленку. Зазоры между деталями становятся слишком маленькими, что приводит к выходу из строя механизма.

Температура кипения моторного масла составляет 250 — 260℃. Жидкость безвозвратно теряет свои рабочие свойства, и становится бесполезной.

Причины чрезмерного нагрева моторного масла

Причинами нагрева становятся окислительные процессы, в результате которых происходит образование отложений. Под воздействием высоких температур ускоряются процессы образования шламов, нагара и лаков. Это приводит к быстрому старению смазки.

Кроме того, образованный нагар опасен тем, что его компоненты могут стать причиной детонационного взрыва. Смесь нагара с лаками приводит к закоксованности поршневых колец, а шламовые осадки к сбоям в работе силового агрегата.

Чем опасна высокая температура в двигателе

Температурный диапазон автомасел достаточно широк. При прогреве силового агрегата до рабочего состояния вязкость моторной жидкости демонстрирует нормальные показатели. При перегреве эти показатели начинают снижаться, смазывание ухудшается, а масляная пленка не способна удержаться на поверхности деталей.

Масло, нагретое до 125℃ начинает подаваться в обход поршневых колец, смешиваясь с топливом начинает выгорать. Происходят необратимые изменения. Смазочная жидкость активно улетучивается. Выявить это можно по увеличенному расходу материала.

Чрезмерное нагревание приводит к закипанию, что может привести к серьезным проблемам с ДВС.

Во избежание перегрева моторного масла в двигателе специалисты рекомендуют:

• избегать длительных поездок при высоких оборотах;
• своевременно производить замену смазочных материалов;
• серьезно относиться к выбору автомасла, исключить использование некачественных и сомнительных продуктов;
• отслеживать температуру.

Еще одним важным условием для бесперебойной работы двигателя автомобиля является следование рекомендациям производителя по обслуживанию транспортного средства, а при выборе смазочного материала следует учитывать официальные допуски моторных масел. Отклонение от заводских рекомендаций могут привести к перегреву двигателя и преждевременному его износу.

Температура масла в двигателе-свойства и характеристики

При работе температура масла в двигателе нагревается во время работы, выдерживая значительные нагрузки, вызываемые работой его узлов и деталей. По этому, смазочные материалы должны быть высокого качества и соответствовать условиям эксплуатации. Чтобы не довести до температуры кипения моторного масла, необходимо знать, какую смазку необходимо применять.

Моторное масло и температура двигателя

Смазочная жидкость является важным компонентом для работы любого двигателя. Документом, определяющим классификацию и обозначение масел, применяемых на двигателях внутреннего сгорания, является межгосударственный стандарт ГОСТ 17479-85, с дополнениями 1999 года. Требования этого документа взаимосвязаны с международными стандартами SAE, API и ACEA, которые определяют параметры масел в зависимости от сезона и температуры окружающей среды. Стандарт SAE определяет вязкостно-температурные характеристики смазки. Стандарт API указывает на применение смазки, в зависимости от типа двигателя, срока его выпуска и технических параметров (например, с турбонадувом или без). Стандарт ACEA разработан европейскими производителями. Он похож на стандарт API, но имеет более жёсткие показатели.

На основании указанных документов, автомасло бывает бензиновое, дизельное и универсальное. Масляный раствор изготавливается из минерального масла с добавлением различных компонентов и присадок. В зависимости от добавок, масляная жидкость в машинный агрегат делится на: минеральную, синтетическую и полусинтетическую.

По своей структуре масляный раствор разделяется на три разновидности:

1. Зимняя. Особенностью является более жидкое состояние, что позволяет облегчить моторный пуск автомобиля. В теплое время года масляный раствор не пригоден для применения, так как в процессе эксплуатации его вязкость станет меньше нормативной. Функции по защите и смазке агрегатов будут сведены к минимуму. Имеет буквенно-цифровую маркировку.
2. Летняя. Применяется при температуре окружающей среды выше нуля градусов. Такая жидкость имеет высокий показатель вязкости и текучести. Не рекомендуется использование зимой, так как из-за высокой вязкости двигательный пуск автомобиля будет трудным. Имеет цифровую маркировку.
3. Всесезонная. Наиболее популярная разновидность жидкости у всех водителей. Может использоваться в любое время года при любых температурах окружающей среды. Имеет двойную маркировку.

Выбор масла оказывает прямое влияние на температуру двигателя. Рабочая температура силовой установки находится в пределах от 70 до 90 градусов в зимнее время. С повышением температуры до нулевой отметки, можно начинать движение при прогреве двигателя до 50-70 градусов. В летнее время узлы и агрегаты не нуждаются в прогреве. Начинать движение можно в естественных условиях. При рекомендуемом температурном режиме, мотор надежно запускается и работает, а наполнение цилиндров проводится в максимальном объеме. Некоторые виды пусковиков имеют нормальный рабочий режим при температуре от 100 до 110 градусов. В основном, это мотый агрегат воздушного охлаждения, например двухтактный движок.

Как устроена система смазки двигателя

Задача системы смазки – это хранение, транспортировка, очистка и подача масла к трущимся узлам двигателя с целью снизить трение сопряженных деталей, обеспечить плавный пуск двигателя и не допустить его перегрева. Выполнение задачи обеспечивает комплекс узлов и агрегатов, который включает:

1. Картер двигателя (поддон) со сливной горловиной.
2. Масляный насос.
3. Фильтр для очистки масла.
4. Радиатор для охлаждения масляной жидкости.
5. Редукционный клапан.
6. Датчик давления.
7. Датчик температуры.
8. Трубопроводы.

Принцип работы системы смазки основан на подаче комбинированной подаче смазочной жидкости к трущимся деталям. Подача масла начинается после пуска двигателя. Насос закачивает масляную жидкость из картера двигателя и подает его в фильтр для смазки. После очистки, жидкость под давлением подается на кривошипно-шатунный и распределительный механизмы двигателя. Через шатуны масляный раствор подается в цилиндры двигателя. Разогретая масляная жидкость поступает в радиатор, где происходит его охлаждение. Из радиатора масляная жидкость сливается в поддон.

Остальные узлы силового агрегата смазываются после создания масляного облака. Оно получается в результате разбрызгивания смазки кривошипно-шатунным механизмом через зазоры и технологические отверстия. После смазки масляная жидкость поступает в поддон, перемешиваясь с маслом, поступившим из радиатора, и процесс подачи смазки начинается по-новому.

Функциональность смазочных жидкостей

Чтобы силовой агрегат функционировал устойчиво, необходимо правильно подобрать смазочный раствор. Его выбор проводится по параметрам, основными из которых являются:

1. Вязкость. Основной показатель любого масла. Означает способность масляной жидкости поддерживать должный уровень текучести, покрывая детали внутри двигателя. Степень вязкости зависит от температуры двигателя и своей собственной. С повышением температуры уровень вязкости падает.
2. Индекс вязкости. Величина, определяющая уровень вязкости смазочного раствора в зависимости от его температуры. Увеличение индекса вязкости увеличивает диапазон температур, в которых он может работать. Показатель является разным для каждого вида масла.
3. Температурное показание вспышки. Значение, которое определяет уровень легкокипящих фракций в масляной жидкости. У качественных масел вспышка происходит при температуре от +230 градусов и выше. Если масляный раствор не качественный, то маловязкие компоненты будут быстро выгорать и испаряться, а его расход будет увеличиваться.
4. Температурное показание кипения. Показатель, при котором масляная жидкость теряет свойство вязкости и смазочные показатели. Ее вскипание приведет к контакту трущихся деталей силовой установки и выходу ее из строя.
5. Температурное показание воспламенения. Величина критического нагрева масляной жидкости. Ее горение начинается при достижении ее температуры +260 градусов. Воспламенение грозит взрывом движка и травмами для пассажиров.
6. Летучесть. Масляный раствор начинает испарение при температуре +250 градусов. Определение летучести проводят способом НОК. При указанной температуре на протяжении одного часа необходимо провести кипение одного литра масла. Если через час останется 900 грамм жидкости, то уровень летучести составляет 10%. По международным стандартам, эта норма не должна превышать 15%.
7. Температурное показание застывания. Величина, определяющая уровень потери текучести масляной жидкостью. При достижении температуры застывания вязкость смазки резко возрастает или происходит процесс увеличения вязкости с застыванием парафина, в результате чего смазка затвердевает.
8. Щелочное значение ТВN. Число, которое определяет щелочные характеристики масла, полученные в результате добавления моющих и деградирующих присадок. Это показатель способности масляной жидкости к обезвреживанию вредных примесей и кислот, получаемых в результате работы силовой установки. Уменьшение щелочного показателя свидетельствует об уменьшении числа активных присадок, что может привести к коррозии внутренних деталей силовой установки.
9. Кислотное число ТАN. Показатель, который определяет присутствие в смазочной жидкости элементов окисления. Увеличение кислотного числа говорит о присутствии большого число продуктов окисления. Кислотное число определяют при отборе масла для проведения его анализа. Обычно, увеличенное кислотное значение связано с длительной эксплуатацией или высокой рабочей температурой силовой установки.

Рабочая температура масла в двигателе

Смазка, в зависимости от своих характеристик, может применяться в температурном диапазоне от — 50 до + 170 градусов. От температурного режима двигателя зависит рабочая температура масла в разогретом двигателе и сохранение ее вязкостно-технических параметров. Нормальный температурный режим двигателя составляет от + 80 до + 90 градусов. При таком прогреве, пусковой агрегат имеет максимальный коэффициент полезного действия. Масляная смазка прогревается на 10-15 градусов больше, чем охлаждающая жидкость. Поэтому, рабочая температура моторного масла в разогретом двигателе, находится в пределах от + 90 до + 105 градусов. Не рекомендуется превышать верхний показатель. Это грозит смазке потерей характеристик и быстрому износу трущихся деталей.

Изменения температуры масла в двигателе

Детали двигателя изготовлены с учетом их расширения при нагревании и возвращения к первоначальному состоянию по мере остывания двигателя. От того, какая температура масла в работающем двигателе, зависит работа силового агрегата. Чересчур низкое или высокое нагревание масла работающего движка влечет негативные последствия.

Низкой температурой смазки можно считать отметку в + 80 градусов. При таком показателе снижается эффективность силовой установки и уменьшение ее ресурса. Детали силового агрегата буду иметь незначительное расширение, что приведет к образованию зазоров между ними и уменьшению компрессии. При слабо прогретом пусковике влага способна конденсироваться и образовывать в смазке кислоты, которые будут влиять на износ узлов и агрегатов. Низкий градус может вызвать загустение и зависание смазки. Это повлияет на ее прохождение через фильтр, создает вакуум в системе смазки и трудности в работе силовой установки.

Высокое нагревание еще опасней, чем низкий показатель нагрева. Разогрев масляной жидкости выше + 105 градусов ведет к тому, что ее вязкость резко уменьшается и увеличивается текучесть. Под нагрузкой зазор между деталями почти исчезает, детали кривошипно-шатунного механизма вступают в контакт между собой.

При достижении температуры +125 градусов, смазка обретает высокую текучесть. Это позволяет ей проникать сквозь маслосъемные кольца и сгорать в цилиндре вместе с топливом. Уменьшается концентрация смазки и возрастает ее расход. Это недопустимо и ведет к изнашиванию узлов и агрегатов силовой установки.

Температура начала кипения моторного масла составляет + 250 градусов. При таком показателе у смазки почти отсутствует вязкость, она находится в разжиженном состоянии и хорошо испаряется. Защитная пленка между трущимися деталями отсутствует. Показателем того, что у масла началось закипание, является резкое повышение температуры, около 3-4 градусов ежеминутно.

Вязкостно-температурные характеристики

Согласно межгосударственного стандарта 17479.1-85, масла разделяются по вязкости, назначению и рабочим показателям. По вязкости смазки делятся на зимний и летний классы. Класс имеет цифровое обозначение, к зимнему классу добавляется буква «з».

По назначению масляные жидкости делятся на группы, определяющие эксплуатационный режим силовых агрегатов, с соответствующей маркировкой:

1. Нефорсированные моторы бензинового и дизельного типа. Маркируется буквой «А».
2. Малофорсированные моторы бензинового и дизельного типа. Маркируется буквой «Б1» — бензиновые, «Б2» — дизельные.
3. Среднефорсированные моторы бензинового и дизельного типа. Маркируется буквой «В1» — бензиновые, «В2» — дизельные.
4. Высокофорсированные моторы бензинового и дизельного типа, работающие в различных условиях. Маркируется буквой «Г1, Д1» — бензиновые, «Г2, Д2» — дизельные, «Е1, Е2»

Маркировка масла состоит из цифр и букв. Например, маркировка М-4з/6В1 обозначает: М – масло, 4 – класс вязкости, буква «з» — зимнее, 6 – класс вязкости летом, В1 – среднефорсированный бензиновый силовой агрегат. По характеристикам совпадает маслу SАЕ 10w/20.

Вязкостно-температурные характеристики масел по межгосударственному стандарту 17479.1-85 и соотношение с SАЕ, выложены в таблице:

Класс вязкости в странах СНГ	Наибольшая вязкость при -18С	Параметры вязкости при +100С		Классификация SАЕ
		минимум	максимум
3з	1200	3.8	5w
4з	2500	4.1	10w
5з	6100	5.6	15w
6з	10500		20w
6	7.0		20
8	7.0	9.5	20
10	9.5	11.5	30
12	11.5	13.0	30
14	13.0	15.0	40
16	15.0	18.0	40
20	18.0	23.0	50
3з/8	1200	7.0	9.5	5w/20
4з/6	2500	5.5	7.0	10w/20
4з/8		7.0	9.5
4з/10		9.5	11.5	10w/30
5з/10	6100
5з/12		11.5	13.0
5з/14		13.0	15.0	15w/40
6з/10	10500	9.5	11.5	20w/30
6з/14		13.0	15.0
6з/16		15.0	18.0

Вывод

Изложенный материал показал, какие виды, и типы смазки существуют, и какая температура масла должна быть в работающем двигателе. Для автомобильного двигателя всегда необходимо подбирать качественную смазку. Это продлит его работу, а хозяина избавит от досрочного ремонта.