Как определить вязкость масла по маркировке: Расшифровка классификации масла по SAE

Зимние масла

Для примера берется нефтепродукт, имеющий индекс 5W30. Чтобы произвести правильный расчет рабочих параметров, от цифры, идущей перед индексом W, отнимается число 40 (это — константа). В итоге получается значение температуры воздуха, при которой допускается применение расходного вещества. Чтобы определить температурный режим проворачиваемости силового агрегата, от индекса отнимается число 35.

Применение низкотемпературных расходных материалов рекомендуется при следующих значениях:

1. 0W. Смазочное вещество сохранит характеристики при минусовой температуре в диапазоне от -30 до -35 градусов.
2. 5W. Нефтепродукт обеспечит качественный запуск мотора машины и прокачку смазки по каналам системы в диапазоне от -25 до -30 градусов.
3. 10W. Тип смазки с индексом 10W обеспечит качественный старт ДВС в диапазоне от -20 до -25 градусов.
4. 15W. Смазка сохранит рабочие параметры при низких температурах в диапазоне от -15 до -20 градусов.
5. 20W. Сохранение рабочих параметров и характеристик выполняется в диапазоне от -10 до -15 градусов.

Важно, чтобы параметр вязкости соответствовал значениям прокачиваемости и проворачиваемости.

Летние масла

В соответствии с международной классификацией, летние смазочные вещества обозначаются исключительно цифрами, например, SAE 40. Эта цифра в вязкости моторного масла определяет усредненную величину, которая определяет рабочий параметр при функционировании вещества в условиях высоких температур.

Всесезонные масла

Всесезонные рабочие жидкости могут применяться при любых температурах воздуха. Параметр вязкости будет изменяться с учетом температурного режима, что позволит обеспечить качественное смазывание компонентов системы ДВС. Нефтепродукты, предназначенные для всех сезонов, соответствуют параметрам наивысшей величины вязкости прокручиваемости при низких температурах и наименьшей — при повышенных.

Какую вязкость выбрать?

При выборе нефтепродукта для конкретного авто обязательно надо руководствоваться рекомендациями, указанными производителем в сервисной книжке.

Касательно параметров вязкости:

1. Для относительно новых транспортных средств, которые не прошли 30% от общего ресурса эксплуатации до капитального ремонта, используются маловязкие нефтепродукты. Имеются в виду масла 5W20 либо 5W30. Большинство производителей японских машин рекомендуют использовать такие смазки для сервисной заправки.
2. При общем пробеге от 30 до 75% от всего ресурса рекомендуется применение нефтепродуктов с индексом 5W. В холодное время года следует заливать смазку 5W30.
3. Изношенные силовые агрегаты в теплое время года должны заправляться смазками 15W50. При низких отрицательных температурах допускается применение веществ с индексом 5W.

Видео «Демонстрация вязкостных параметров смазки»

Канал BestAutoVideo Russia предоставил видеоролик, где наглядно показаны отличия вязкостных свойств разных нефтепродуктов.

Была ли эта статья полезна?

Спасибо за Ваше мнение!

Статья была полезнаПожалуйста, поделитесь информацией с друзьями

Да (60.00%)

Нет (40.00%)

Классификация моторных масел по SAE

Классификация моторных масел по SAE

09.11.2018

Сообщество автомобильных инженеров (англ. — Society of Automotive Engeneers (SAE)) классифицирует моторные масла по вязкости, выделяя 11 категорий: 0W, 5W, 10W, 15W, 20W, 25W, 20, 30, 40, 50, 60.
Определить значение вязкости для конкретной категории масла можно по специальной таблице. В ней указана вязкость при температуре +100°С. Буква W (Winter) в маркировке указывает на то, что данное масло пригодно для использования в зимнее время. Для него дополнительно определяется вязкость при низких температурах, а также минимальная температура перекачиваемости

Вязкость по SAE

Для каждой категории масла имеется значение максимальной вязкости при определенной температуре. Чтобы определить вязкость смазки, используют специальный прибор CCS, имитирующий холодный картер.

Минимальная температура перекачиваемости указывает на нижний температурный предел, при котором масляный насос еще способен продавить масло по системе. Практическое значение данного показателя в том, что он указывает, при какой температуре можно безопасно запустить двигатель автомобиля.

Современные моторные масла обладают несколькими диапазонами вязкости. То есть они должны отвечать требованиям по вязкости в различных температурных режимах.

Маркировка масла не дает ответ на вопрос, в каких условиях может использоваться данный смазочный материал. Она касается лишь температуры запуска двигателя.
Потому маркировка SAE используется для определения температурного режима, при котором масло сохраняет вязкость, необходимую для безопасного пуска двигателя. То есть насос сможет данное смазочное средство при определенной температуре продавить до всех мест мотора, где необходима смазка.

Примеры

Для примера рассмотрим моторное масло SAE 5W-40. Справочные материалы указывают на то, что с использованием такого масла двигатель успешно заведется в диапазоне температур от -30°С до +35°С.

В последнее время на рынке можно заметить продукцию с необычной маркировкой, в которой невысокий первый индекс сочетается с высоким вторым, например, 5W-50. Такие масла появились в ответ на совершенствование и повышение технических показателей двигателей. Используют такие смазочные материалы, прежде всего, в моторах спорткаров.

Высокофорсированные двигатели работают в сложных условиях с большими нагрузками, высокими оборотами и температурами. При таком режиме работы обычное масло наверняка утратит необходимую вязкость, а масляное покрытие взаимодействующих деталей потеряет свою целостность. Это станет причиной выхода мотора из строя.

Масла с повышенным вторым индексом обеспечат надежную защиту деталей даже при использовании в моторах спортивных автомобилей. Но ожидать повышения мощности двигателя благодаря таким смазкам не стоит.

Классификация трансмиссионных масел по SAE

Похожий принцип классификации принят SAE и для трансмиссионных масел. Они разделяются на 7 категорий: 4 всесезонных (с буквой W в маркировке) и 3 летних.

Всесезонные трансмиссионные масла также, как и моторные, имеют двойной индекс, например,80W-90.

Также трансмиссионные масла разделяются на группы. Для легкового транспорта подходят смазочные материалы групп GL-4 и GL-5. Масла GL-4 заливаются в агрегаты в тех автомобилях, для которых характерны умеренные режимы работы. Это механические коробки и редуктора со спирально-коническими и гипоидными передачами. Масла GL-5 подойдут не только для умеренных режимов эксплуатации, но и для сложных.

Если вы хотите определить вязкость жидкости, проведите простой научный эксперимент, измерив скорость металлического шарика, брошенного в емкость с жидкостью. Скорость мяча в сочетании с относительными плотностями мяча и жидкости можно использовать для расчета вязкости жидкостей. Но вы не сможете рассчитать вязкость, если не знаете, что это такое и почему это важно.

Определение вязкости

Вязкость определяется как «величина, которая описывает сопротивление жидкости течению. Жидкости сопротивляются относительному движению погруженных в них объектов, а также движению слоев с разными скоростями внутри них». Знание того, насколько толстый ваш материал, может иметь огромное влияние на вашу способность выполнять работу. Такие материалы, как мед или клей, имеют тенденцию быть более густыми и описываются как имеющие более высокую вязкость, тогда как вода и гликоль менее вязкие и текут быстрее.

Температура также играет решающую роль в определении вязкости жидкости. Вообще говоря, чем теплее жидкость, тем ниже ее вязкость и тем легче она течет. Чем холоднее, тем более похожим на шлам он становится и имеет более высокую вязкость. Понимание того, как рассчитать вязкость, может быть полезно при принятии решения о том, готов ли ваш материал к использованию или нет. Так как же определить вязкость?

Попробуйте

Расчет плотности мяча

1. Измерьте массу мяча с помощью весов. Например, предположим, что масса мяча составляет 0,1 килограмма (кг).
2. Найдите радиус мяча, сначала измерив диаметр (расстояние прямой линии, проходящей через мяч в самой широкой части). 3 = 0,000004193

Расчет плотности жидкости

1. Измерьте массу мерного цилиндра, когда он пуст. Затем измерьте массу мерного цилиндра со 100 миллилитрами (мл) жидкости в нем. Предположим, что пустой цилиндр имел массу 0,2 кг, а с жидкостью его масса была 0,45 кг.
2. Определите массу жидкости, вычитая массу пустого баллона из массы баллона с жидкостью. В примере: Масса жидкости = 0,45 кг – 0,2 кг = 0,25 кг 93 *1 миллион кубических сантиметров равен 1 кубическому метру

Расчет вязкости жидкости

1. Заполните высокий градуированный цилиндр тестируемой жидкостью так, чтобы она находилась примерно на 2 см от верха цилиндра. Используйте маркер, чтобы сделать отметку на 2 см ниже поверхности жидкости. Отметьте еще одну линию в 2 см от дна цилиндра.
2. Измерьте расстояние между двумя метками на мерном цилиндре. Предположим, что расстояние равно 0,3 м.
3. Опустите мяч на поверхность жидкости и с помощью секундомера засеките, сколько времени потребуется мячу, чтобы упасть с первой отметки на вторую. 2) ÷ (92) ÷ (9 х 0,05) = 93,1 паскаль-секунды.

Формула расчета вязкости:

вязкость = напряжение сдвига / скорость сдвига

Результат обычно выражается в сантипуазах (сП), что эквивалентно 1 мПа·с (миллипаскаль-секунда).

Powerblanket Solutions

Powerblanket позволяет легко снизить вязкость многих промышленных жидкостей путем равномерного нагрева контейнера до нужной температуры, позволяя вашему материалу достичь желаемой вязкости для использования. Это экономит ваше время и деньги, позволяя вернуться к работе, а не ждать, пока температура окружающей среды естественным образом нагреет ваш материал.

Powerblanket предлагает продукты различной вязкости, готовые к транспортировке, от подогревателей ковшей и бочек до нагревателей контейнеров IBC. Мы также можем изготовить индивидуальные решения для большинства областей применения. Если вам нужны более текучие жидкости, Powerblanket поможет вам.

Промышленные барабанные и бочковые нагреватели Powerblanket обеспечивают равномерный и постоянный нагрев, исключая отходы и снижая затраты.

Узнайте больше о барабанных и бочковых нагревателях

Вязкость масла – как она измеряется и сообщается

По данным Общества трибологов и инженеров по смазочным материалам (STLE), вязкость является одним из наиболее важных 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 вы наполняете один стакан турбинным маслом, а другой — густым трансмиссионным маслом. Какой из них быстрее вытечет из стакана, если его наклонить на бок? Турбинное масло будет течь быстрее, потому что относительные скорости потока определяются кинематической вязкостью масла.

Теперь рассмотрим абсолютную вязкость. Для измерения абсолютной вязкости в эти же стаканы вставьте металлический стержень. Используйте стержень для перемешивания масла, а затем измерьте усилие, необходимое для перемешивания каждого масла с одинаковой скоростью. Усилие, необходимое для перемешивания трансмиссионного масла, будет больше, чем усилие, необходимое для перемешивания турбинного масла.

Основываясь на этом наблюдении, может возникнуть соблазн сказать, что для перемешивания трансмиссионного масла требуется большее усилие, поскольку 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 масла, содержащие полимерные присадки, улучшающие индекс вязкости (VI), или сильно загрязненные или разложившиеся жидкости, это соотношение не выполняется и может привести к ошибкам, если мы не знаем о различиях между абсолютной и кинематической вязкостью. .

Более подробное обсуждение абсолютной и кинематической вязкости см. в статье Дрю Тройера «Понимание абсолютной и кинематической вязкости».

Капиллярный вискозиметр Метод испытания

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

Затем всасывание прекращается, позволяя образцу течь обратно через трубку под действием силы тяжести. Узкая капиллярная часть трубки регулирует расход масла; более вязким сортам нефти требуется больше времени, чтобы течь, чем более жидким сортам нефти. 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 по времени, которое требуется маслу, чтобы течь от начальной точки до конечной точки, с использованием константы калибровки, поставляемой для каждой трубки.

В большинстве коммерческих лабораторий анализа нефти метод вискозиметра с капиллярной трубкой, описанный в ASTM D445 (ISO 3104), модифицирован и автоматизирован с использованием ряда коммерчески доступных автоматических вискозиметров. При правильном использовании эти вискозиметры способны воспроизводить аналогичный уровень точности, обеспечиваемый методом ручного вискозиметра с капиллярной трубкой.

Определение 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 промышленных масел принято измерять кинематическую вязкость при 40°C, поскольку это является основой для системы оценки вязкости ISO (ISO 3448).

Точно так же большинство моторных масел обычно измеряют при 100°C, поскольку система классификации моторных масел SAE (SAE J300) относится к кинематической вязкости при 100°C (таблица 1). Кроме того, температура 100°C снижает рост помех при измерении загрязнения моторного масла сажей.

Ротационный вискозиметр Метод испытаний

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

Затем металлический шпиндель вращается в масле с фиксированной скоростью вращения и измеряется крутящий момент, необходимый для вращения шпинделя. Основываясь на внутреннем сопротивлении вращению, обеспечиваемом напряжением сдвига масла, можно определить абсолютную вязкость масла. Абсолютная вязкость указывается в сантипуазах (сП), что эквивалентно мПа·с в единицах СИ.

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

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

Исходя из SAE J300, всесезонное моторное масло, обозначенное как SAE 15W-40, должно соответствовать предельным значениям кинематической вязкости при повышенных температурах в соответствии с таблицей 1 и минимальным требованиям для запуска холодного двигателя, указанным в таблице 2.

Индекс вязкости

Еще одним важным свойством масла является индекс вязкости (VI). Индекс вязкости — 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 другой — 100 (рис. 3), каждое из которых имеет такая же вязкость при 100ºC, как у испытуемого масла. Таблицы для расчета индекса вязкости по 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 с меньшим изменением кинематической вязкости в зависимости от температуры будет иметь более высокий индекс вязкости, чем масло с большим изменением вязкости в том же диапазоне температур.

Для большинства парафиновых индустриальных масел селективной очистки на минеральной основе типичные индексы вязкости находятся в диапазоне от 90 до 105. Однако многие минеральные масла высокой степени очистки, синтетические масла и масла с улучшенным индексом вязкости имеют индексы вязкости, превышающие 100. синтетические масла обычно имеют индекс вязкости от 130 до 150.

Мониторинг вязкости и тренды

Мониторинг и анализ тенденций вязкости, возможно, являются одним из наиболее важных компонентов любой программы анализа масла. Даже небольшие изменения вязкости могут увеличиваться при рабочих температурах до такой степени, что масло больше не может обеспечивать достаточную смазку.

Типичные предельные значения промышленного масла установлены на уровне ±5 процентов для осторожности и ±10 процентов для критических условий, хотя для тяжелых условий эксплуатации и чрезвычайно важных систем должны быть установлены еще более жесткие требования.

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 Внутренние или внешние утечки
• Повышенная чувствительность к загрязнению частицами благодаря уменьшению масляной пленки
• Разрушение масляной пленки при высоких температурах, высоких нагрузках или во время пуска или выбега.

Аналогично, слишком высокая вязкость может вызвать:

• Чрезмерное тепловыделение, приводящее к окислению масла, образованию шлама и лака
• Газовая кавитация из-за недостаточного потока масла к насосам и подшипникам
• Нехватка смазки из-за недостаточного потока масла
• Масляный бич в опорных подшипниках
• Избыточный расход энергии на преодоление жидкостного трения
• Плохая дегазация или деэмульгируемость
• Плохая прокачиваемость при холодном пуске.

Всякий раз, когда наблюдается значительное изменение вязкости, всегда следует исследовать и устранять основную причину проблемы. Изменения вязкости могут быть результатом изменения химического состава базового масла (изменение молекулярной структуры масла) или проникновения загрязняющих веществ (таблица 3).

Изменения вязкости могут потребовать дополнительных тестов, таких как: кислотное число (AN) или инфракрасная спектроскопия с преобразованием Фурье (FTIR) для подтверждения начального окисления; тестирование загрязнений для выявления признаков проникновения воды, сажи или гликоля; или другие менее часто используемые тесты, такие как ультрацентрифужный тест или газовая хроматография (ГХ), для выявления изменений в химическом составе базового масла.