Допуски масел
Cуществуют методики классификаций автомобильного масла по качеству и эксплуатационным характеристикам. Но, не всех автопроизводителей это устраивает, похоже. Некоторые из них разрабатывают свои допуски масел и проводят сертификацию моторного масла по этим допускам для своих двигателей.
Допуск производителя двигателя – это конкретный стандарт качества моторного масла, для которого определены все параметры, которые производитель автомобиля считает обязательными при использовании такого автомасла в своем двигателе.
Процедура присвоения допусков достаточно сложна – для того, чтобы получить право писать на этикетке моторного масла какой-либо допуск какого-либо производителя, производитель автомасла должен получить соответствующий сертификат от этого автопроизводителя. В свою очередь, перед выдачей такого сертификата, автопроизводитель проводит достаточно сложные испытания и анализы моторного масла. Платит за процедуру (и немало кстати), естественно производитель моторного масла.
Информация о том, по каким допускам сертифицировано конкретное моторное масло обязательно присутствует на этикетке, т.е., если там такой информации нет – это масло по допускам не сертифицировано, что бы не говорил продавец.
Итак, зачем все-таки нужны допуски масла?
Все из-за жесткой конкуренции на рынках новых автомобилей. Конкуренция эта возникла не вчера, она существует много лет. И все это время каждый производитель автомобилей из кожи вон лезет, чтобы удержать своих покупателей и еще привлечь новых. А для этого приходится очень жестко позиционировать свою продукцию по некоторым параметрам. В том числе, это касается и двигателей.
К примеру, один производитель заявляет: «наши машины очень быстрые», другой – «а наши – экономные», третий же позиционирует свои автомобили, как «мощные и проходимые». Тем не менее, у всех троих есть линейки моторов и моделей – от слабых и экономных и до быстрых и тяговитых.
Позиционирование мотора влияет на его конструкцию
Вся эта идеология напрямую влияет на производство, в том числе двигателей. Технологии у производителей разные, и продиктованы они, не в последнюю очередь, позиционированием марки машины. Соответственно, разные и материалы, из которых изготавливают внутренние детали мотора. А вот тут уже начинается химия и вопросы взаимодействия присадок, которые содержатся в масле, с этими самыми материалами, используемыми при производстве двигателя.
Поскольку присадки у каждого производителя масла разные, то и получается, что одно и то же масло может идеально подходить для одного двигателя, и буквально за пару лет уничтожить (к примеру, путем разъедания поршневых колец) другой, аналогичный, но другого производителя. И тут нет и не может быть понятия – «это моторное масло лучше, а то – хуже», просто автомасла все – РАЗНЫЕ, предназначены для разных моторов и условий эксплуатации.
Кроме того, критическое значение имеет толщина пленки, которую образует масло на внутренних деталях автомобиля (некоторые присадки именно ее и регулируют).
Если эта толщина будет больше допущенных производителем мотора зазоров – будет постоянно перегреваться поршневая группа, со всеми вытекающими отсюда последствиями, если же меньше – масло попросту будет выгорать сверх нормы. А вот допустимые зазоры то как раз у всех автопроизводитеолей разные, более того, они разные даже у разных моторов одного производителя.
В результате, допуски масел – самый важный параметр
Именно поэтому многие автопроизводители разрабатывают свои собственные стандарты и требования к автомаслу для каждого двигателя (либо линейки таковых). По заявкам производителей автомасла, делаются необходимые исследования и тесты, в результате чего конкретная марка масла конкретного производителя допускается к использованию в конкретном двигателе. Оформляется все это сертификатом, и только после этого производитель автомасла имеет право писать на этикетке именно этого масла допуск автопроизводителя.
Следует заметить, что при огромном разнообразии автомобильных масел на рынке, а также учитывая количество конструктивно разных двигателей и их производителей, наличие сертификата допуска масла производителем автомобиля является серьезным аргументом в пользу его использования.
И наоборот – отсутствие допуска делает такое использование весьма рискованным.
Была ли полезна статья?
Рейтинг: 0 ( оценок)
Что такое допуски моторных масел?
Автопроизводители могут предъявлять более высокие требования к маслам, предназначенным для двигателей новейших конструкций. Не дожидаясь очередных международных спецификаций, они заявляют о своих оригинальных методах испытаний или предъявляют более жесткие проходные критерии в рамках действующих международных систем классификации.
Этим как бы компенсируется разрыв между текущим конструктивным усовершенствованием двигателей и задержками с принятием новых международных стандартов и спецификаций на моторные масла. Только при использовании масел, учитывающих все требования производителей, гарантируется долговременная служба двигателя.
В случае подтверждения соответствия оригинальным требованиям, поставщики масел имеют право наносить на этикетку своих продуктов номера соответствующих спецификаций автопроизводителей. Со своей стороны, автопроизводители составляют и периодически публикуют списки апробированных и допущенных к использованию продуктов.
Если коротко, допуск производителя двигателя – это конкретный стандарт качества моторного масла, для которого определены все параметры, которые производитель автомобиля считает обязательными при использовании такого автомасла в своем двигателе.
Процедура присвоения допусков достаточно сложна. Для того чтобы получить право писать на этикетке моторного масла допуск какого-либо производителя, производитель автомасла должен получить соответствующий сертификат от этого автопроизводителя. В свою очередь, перед выдачей такого сертификата, автопроизводитель проводит достаточно сложные испытания и анализы моторного масла.
Платит за процедуру естественно производитель моторного масла.
Информация о том, по каким допускам сертифицировано конкретное моторное масло обязательно присутствует на этикетке. Если там такой информации нет – это масло по допускам не сертифицировано, что бы Вам не говорил продавец.
Технологии у производителей разные. Соответственно, разные и материалы, из которых изготавливают внутренние детали мотора. А вот тут уже начинается химия и вопросы взаимодействия присадок, которые содержатся в масле, с этими самыми материалами.
Поскольку присадки у каждого производителя масла разные, то и получается, что одно и то же масло может идеально подходить для одного двигателя, и буквально за пару лет уничтожить (к примеру, путем разъедания поршневых колец) другой, аналогичный, но другого производителя.
Нет, и не может быть понятия – «это моторное масло лучше, а то – хуже», просто автомасла все – разные, предназначены для разных моторов и условий эксплуатации.
Кроме того, критическое значение имеет толщина пленки, которую образует масло на внутренних деталях автомобиля (некоторые присадки именно ее и регулируют). Если эта толщина будет больше допущенных производителем мотора зазоров – будет постоянно перегреваться поршневая группа, со всеми вытекающими отсюда последствиями, если же меньше – масло попросту будет выгорать сверх нормы. А вот допустимые зазоры как раз у всех автопроизводителей разные. Более того, они разные даже у разных моторов одного производителя.
Вот и выходит, что допуски масел – один из самых важных параметров.
Именно поэтому многие автопроизводители разрабатывают свои собственные стандарты и требования к автомаслу для каждого двигателя (либо линейки таковых). По заявкам производителей автомасла, проводят необходимые исследования и тесты, в результате чего конкретная марка масла конкретного производителя допускается к использованию в конкретном двигателе.
Моторные масла Shell, Liqui Moly и Texaco отвечают требованиям ведущих автопроизводителей и зачастую их превосходят. Информация о допусках размещена на канистре.
Следует заметить, что при огромном разнообразии автомобильных масел на рынке, а также учитывая количество конструктивно разных двигателей и их производителей, наличие сертификата допуска масла производителем автомобиля является серьезным аргументом в пользу его использования. И наоборот – отсутствие допуска делает такое использование весьма рискованным.
Была ли полезна статья?
Рейтинг: 0 ( оценок)
Масляные уплотнения Конфигурации вала и отверстия и допуски
Материал вала Уплотнения лучше всего работают на валу из среднеуглеродистой или нержавеющей стали.
Особенно рекомендуется термическая обработка или азотирование. Для герметизации воды при низких поверхностных скоростях больше подходит нержавеющая сталь.
Минимальная твердость на участке, где уплотнительная кромка соприкасается с валом, должна составлять 45 HRC. Если смазка сомнительна, присутствуют абразивные вещества или скорость вала больше 4 м/с, предпочтительнее 55 HRC.
Вал должен быть обработан до поверхности Шероховатость Rt=1-4 микрометра (Ra=0,2-0,8 микрометра). На участках контактной поверхности не допускаются следы нарезов.
Допуск вала| Номинальный диаметр вала | Допуск |
| до 4.000 | +/- 0,003 |
| свыше 4.000 до 6.000 | +/- 0,004 |
| свыше 6.000 до 10.000 | +/- 0,005 |
| свыше 10.000 | +/- 0,006 |
| Материал вала и твердость | ||
| Состояние | Материал | Твердость |
| Общий | Углеродистая сталь (особенно рекомендуется термическая обработка или азотирование) | 45 HRC мин. |
| Для уплотняющей воды с низкой поверхностной скоростью | Нержавеющая сталь | 55 HRC мин. |
Передний угол отверстия должен быть скошенным и без заусенцев. Внутренний угол отверстия должен иметь максимальный радиус 0,047 дюйма. Допуски на отверстие показаны ниже.
| Допуск отверстия в дюймах | |
| Диаметр отверстия | Допуск отверстия |
| до 3.000 | +/- 0,001 |
| от 3,001 до 6,000 | +/- 0,0015 |
| от 6,001 до 10,000 | +/- 0,002 |
| от 10.001 до 20.000 | +/- 0,002/- 0,004 |
| от 20.001 до 40.000 | +/- 0,002/- 0,006 |
| от 40.001 до 60.000 | +/- 0,002/- 0,010 |
Сталь и чугун обеспечивают хорошую поверхность как для резины, так и для наружного диаметра.
и металлический наружный диаметр морские котики. Для отверстия из мягкого сплава (алюминия), уплотнения с резиновым наружным диаметром. обеспечивают лучшую герметизирующую способность, чем металлические наружные диаметры.
В таблице ниже указана рекомендуемая максимальная шероховатость отверстия.
| Внутренний диаметр отверстия Шероховатость | Максимальная шероховатость |
| Металл Н.Д. | 10 микродюймов Ra 2,50 микродюймов Ra |
| Наружный диаметр с резиновым покрытием | 150 микродюймов Ra 3,75 микродюймов Ra |
Два типа эксцентриситета вала влияют на характеристики уплотнения. Это динамическое биение (двойной динамический эксцентриситет) и смещение (перекос вала относительно отверстия или статический эксцентриситет).
На прилагаемых графиках показаны допустимые уровни для каждого типа.
Биение вала
Смещение вала
Зазоры в подшипниках — двигатели
Лучше ли построить двигатель с более узкими зазорами в подшипниках и использовать синтетическое моторное масло с низкой вязкостью, или лучше построить двигатель с более традиционным или еще меньше зазоры в подшипниках и использовать масло с более высокой вязкостью?
Узкие зазоры в подшипниках и относительно маловязкие синтетические моторные масла с различной вязкостью хорошо работают во многих областях применения, от гонок NASCAR и кольцевых гонок до дрэг-рейсинга.
Однако имейте в виду, что большинство этих двигателей специально изготовлены и изготовлены с соблюдением строгих допусков. Шейки коленчатого вала прецизионно отшлифованы, чтобы быть как можно более круглыми, плоскими и точными, шейки отполированы до зеркального блеска с Ra или меньше на пару микродюймов, подшипники точно подогнаны к точным допускам с использованием нутромера и микрометра (не деформируемый пластиковый датчик), а двигатели работают на высококачественном синтетическом гоночном масле, а не на обычном моторном масле.
Масляный зазор представляет собой зазор между внутренним диаметром установленного подшипника и наружным диаметром шейки коленчатого или распределительного вала. Зазор измеряется под углом 90 градусов к линии разъема подшипника, которая является самой толстой частью подшипника (толщина подшипника немного сужается к линии разъема).
Уменьшение масляного зазора между шатунными и коренными подшипниками и коленчатым валом имеет ряд преимуществ. Меньший зазор распределяет нагрузку по большей площади поверхности подшипника и более равномерно распределяет давление по подшипнику. Это хорошо, если подшипник достаточно прочный, чтобы справиться с этим. Меньший зазор также уменьшает объем масла, которое должно поступать в подшипник для поддержания масляной пленки между подшипником и валом.
Это тоже хорошо, если масло достаточно жидкое (низкая вязкость), чтобы хорошо проникать в подшипник. Это также снижает давление масла, необходимое двигателю, поэтому дополнительная мощность достигается за счет снижения нагрузки на масляный насос.
В двигателях NASCAR правила ограничивают минимальный диаметр шатуна и коренных шеек коленчатого вала. Шатуны 1.850? в диаметре, а магистрали 1,999?. Большинство этих двигателей имеют зазоры ходовых шатунов и коренных подшипников 0,001? или меньше, и они делают это с гоночными маслами с низкой вязкостью, такими как 0W5, 0W30 и 0W50. Эти гоночные масла жидкие, как вода, и сильно модифицированы трением.
Они также содержат дополнительные противоизносные присадки, такие как ZDDP (уровень фосфора до 1850 частей на миллион или выше), для защиты кулачков и плоских толкателей. Эти масла предназначены только для гонок и не рекомендуются для уличного использования, поскольку они не содержат тех же моющих, диспергирующих и ингибиторов коррозии, что и обычные моторные масла. Обычные двигатели должны выдерживать увеличенные интервалы замены масла, а гоночные масла — нет. Кроме того, уровень ZDDP слишком высок для автомобилей последних моделей, оснащенных каталитическими нейтрализаторами.
Благодаря впрыску топлива многие двигатели NASCAR теперь развивают мощность около 900 лошадиных сил без ограничительной пластины и развивают скорость 9500 об/мин на 500 миль. Подшипники выдерживают сильные удары, но выдерживают очень хорошо (когда вы в последний раз слышали о том, что двигатель NASCAR дует из-за отказа подшипника?). Но то, что отлично работает для NASCAR, может не работать в других формах, гонках или на улице.
Одним из недостатков более близких зазоров подшипников является то, что они могут увеличить температуру подшипников и масла. Это не проблема, пока подшипники и масло могут выдерживать нагрев, но если они не могут, это увеличивает риск выхода из строя смазки и выхода подшипников из строя. Вот почему высококачественное синтетическое моторное масло абсолютно необходимо, если вы строите двигатель с более узкими, чем обычно, зазорами.
Старое эмпирическое правило заключается в том, чтобы указать .0007? до 0,001? зазора подшипника на каждый дюйм диаметра вала в стандартном двигателе.
Следовательно, если коленчатый вал имеет шейки диаметром два дюйма, шатунные и коренные подшипники должны быть собраны примерно с 0,0015? до 0,002? оформления.
Для повышения производительности некоторые производители подшипников рекомендуют добавлять дополнительные полтысячные зазора. Почему? Потому что отверстия шатунов не остаются круглыми в мощном двигателе на высоких оборотах. Когда поршень достигает верхней мертвой точки на такте выпуска, инерция растягивает шток и удлиняет отверстие на большом конце штока. Это, в свою очередь, деформирует подшипники и уменьшает зазоры в нижнем шатунном подшипнике, увеличивая его в верхнем шатунном подшипнике.
Для двигателей с высокими оборотами некоторые производители подшипников рекомендуют зазоры шатунных подшипников 0,002? до 0,003°, с абсолютным минимальным зазором не менее 0,0015°. Чем меньше зазоры, тем жестче требования к геометрии шатунных шеек (как можно более круглые, прямые и гладкие, с небольшим конусом или без него).
Двигатели уличного движения могут выиграть от более жестких допусков и более жидких масел для повседневной езды. Но когда используются добавки мощности, такие как закись азота, турбонаддув или наддув, или выходная мощность двигателя достигает диапазона от 450 до 500 и более лошадиных сил, более свободные зазоры в подшипниках, вероятно, безопаснее для компенсации изгиба коленчатого вала, деформации коренного отверстия и отверстия шатуна.
Те же рассуждения применимы к тяговым двигателям, тяговым двигателям и другим высокопроизводительным двигателям, которые производят значительную мощность. Многие из этих двигателей имеют зазоры в шатунах и коренных подшипниках, равные 0,0025? до 0,003? диапазон.
Для субботних вечерних гонщиков по бездорожью клиренс — ваш друг, потому что загрязняющие вещества часто попадают в картер. Чем слабее, тем безопаснее.
Шток и коренные отверстия должны быть как можно более круглыми с не более чем плюс или минус 0,0005? вариации для двигателя с высокими характеристиками (001? достаточно близко для запаса).
Вы также должны учитывать тот факт, что сами подшипники могут быть неидеальными. Производственные допуски плюс-минус 0,00025? в некоторых подшипниках нет ничего необычного, в то время как другие могут отличаться только на 0,00015? или менее.
Выравнивание главного отверстия также имеет решающее значение. Некоторые производители подшипников говорят, что соседние коренные отверстия должны иметь несоосность не более 0,0005 дюйма (0,001 дюйма в целом), если вы используете триметаллические подшипники, и не более 0,002 дюйма. смещения между соседними отверстиями (в целом 0,002 дюйма) с алюминиевыми биметаллическими подшипниками.
Одним из преимуществ меньшего зазора в подшипниках является то, что он дает больше места для «перекоса», что важно, если коленчатый вал не обработан почти идеально или имеется некоторая несоосность коренных отверстий. Для более широких зазоров в подшипниках требуется масло с более высокой вязкостью (например, универсальное масло 20W50 или прямое масло вязкостью 30, 40 или 50).
Масло с более высокой вязкостью абсолютно необходимо с более широкими зазорами для поддержания масляной пленки между подшипником и валом, чтобы подшипник не нуждался в смазке. Это также требует большего давления масла от масляного насоса и/или большего объема масла.
Количество масла, которое фактически находится между подшипником и поверхностью вала в точке наибольшей нагрузки, невелико. Хотя установленный зазор между подшипником и валом может быть 0,001? до 0,0015? или больше, масло вытесняется, когда подшипник нагружен. В самом тонком месте масляная пленка может иметь толщину всего 0,00002? толстый (1/100 диаметра человеческого волоса!). Между металлическими поверхностями не так много масла, но для поддержания гидростатической смазки требуется совсем немного. Когда вал начинает вращаться, между валом и подшипником образуется масляный клин, который поднимает вал вверх и от поверхности подшипника. Затем вал скользит по маслу с минимальным трением.
Если станок для шлифовки коленчатого вала качается во время шлифовки коленчатого вала, по окружности шейки могут остаться выступы.
Они могут быть невидимы невооруженным глазом и их очень трудно обнаружить с помощью микрометра. Но если на поверхности есть какие-либо перекосы, это может помешать образованию масляного клина под валом, если зазоры подшипников в двигателе слишком тугие. Полировка кривошипа может уменьшить шероховатость поверхности шейки, но не избавит от выступов или ребер.
Другим фактором, который следует учитывать, является то, что верхний баббитовый слой на триметаллическом подшипнике очень тонкий, обычно 0,0005? до 0,0008? толстый. Верхний слой баббита действует как сухая пленочная смазка, когда между валом и подшипником нет масла. Это нормально для сухого пуска, который может длиться всего пару оборотов коленчатого вала, но он быстро стирается, если двигателю не хватает масла, когда он работает под большой нагрузкой или на высоких оборотах.
И как только защитный верхний слой баббита будет разрушен, промежуточный слой из медно-свинцового сплава быстро схватится, если нет масляной пленки, отделяющей его от вала.
Одна из причин, по которой многие производители высокопроизводительных двигателей используют триметаллические подшипники, заключается в том, что им нужны подшипники с хорошей устойчивостью к заеданию при высоких оборотах. Подшипники из триметалла также хорошо справляются с высокими нагрузками двигателя и имеют хорошую усталостную прочность. Поверхностный слой баббита также обеспечивает возможность заделки, если грязь или мусор попадут через масляный фильтр. Триметаллические подшипники обычно рекомендуются для использования с коленчатыми валами из кованой стали.
Алюминиевые биметаллические подшипники, напротив, обладают высокой износостойкостью и коррозионной стойкостью. С более твердыми алюминиево-кремниевыми сплавами они также могут выдерживать более высокие нагрузки, обеспечивая при этом хорошие противозадирные свойства. Алюминиевые подшипники часто рекомендуются для чугунных кривошипов, поскольку они полируют поверхность шейки. Более того, по мнению некоторых производителей подшипников, алюминиевый биметаллический подшипник из сплава с высоким содержанием кремния фактически будет сопротивляться заклиниванию дольше, чем подшипник из триметалла, если защитная масляная пленка исчезнет.
Это возвращает нас к зазорам масла и подшипников. Маслу все равно, какой подшипник и вал оно смазывает. Необходимо только поддерживать достаточную масляную пленку между двумя поверхностями, чтобы обеспечить гидродинамическую смазку и предотвратить контакт металла с металлом. Давление и поток масла должны быть достаточными, чтобы подшипники смазывались и охлаждались, а само масло должно иметь достаточную прочность на сдвиг, чтобы оно не выталкивалось из зазора между подшипником и валом в точке, где нагрузка наибольшая. .
Синтетические моторные масла с разной вязкостью более текучие, чем обычные масла без утяжелителей, как при низких, так и при высоких температурах. Таким образом, они могут работать как при холодном запуске, так и при повышенных рабочих температурах (что очень важно для турбокомпрессоров). Чтобы уменьшить трение и повысить экономию топлива, в серийные двигатели большинства последних моделей на заводе заливается масло 5W20 или даже 0W20. В сочетании с более жесткими допусками сборки двигателя эти комбинации масла и подшипников относительно хорошо подходят для повседневного вождения и даже для умеренной эксплуатации.
Однако для гонок масло должно быть разработано специально для гонок, особенно если двигатель имеет плоский распредвал, для которого требуется большое количество ZDDP в пакете присадок.
Вы можете выбрать масло с вязкостью от 0W5 до 120W60, при этом вязкость 15W40 является популярной для серийных и шоссейных гонок, а также для пружинных автомобилей. Для более широких зазоров подшипников некоторые предпочитают использовать более тяжелое масло 15W50 или 20W50. В классах Top Alcohol и Pro Mod, дрэг-рейсинге, AHDR Nitro Bikes и тяге трактора со спиртом 20W60 может быть предпочтительным смазочным материалом. Для драгстеров NHRA Top Fuel и Funny Cars можно использовать масло вязкостью 70WT. Таким образом, тип используемого масла будет зависеть от применения и зазоров подшипников внутри двигателя.
Дополнительный уровень защиты можно получить, установив подшипники с покрытием. Доступны различные типы запатентованных покрытий, которые обеспечивают стойкость к истиранию при отсутствии масла между подшипником и валом.
Такие покрытия стоят дороже, но являются хорошей страховкой от сухого пуска и могут спасти кривошип, если двигатель потеряет давление масла во время гонки.
Наконец, независимо от того, какой тип подшипников вы устанавливаете в двигатель или насколько близко вы устанавливаете зазоры подшипников, всегда используйте большое количество монтажной смазки для покрытия подшипников. Кроме того, при первом запуске двигателя используйте подходящее масло для обкатки. Масла для обкатки обычно представляют собой чистое масло вязкостью 30W без модификаторов трения для быстрой посадки колец. Но они также содержат дополнительные противоизносные присадки ZDDP для защиты кулачка и толкателей. Затем масло для обкатки можно слить и заменить маслом того типа (обычным или синтетическим), который будет использоваться с этого момента. Обязательно сообщите покупателю двигателя, насколько важно использовать высококачественное масло и чтобы оно имело правильную вязкость, соответствующую зазорам подшипников и требованиям к смазке двигателя и области применения.