Что такое плотность масла?
Для покупателя привычно видеть на упаковке такие параметры, как вязкость по SAE, классификации качества по API или ACEA. Удельная плотность моторного не относится к основным характеристикам, ее значение можно узнать из расширенной классификации или по результатам тестов.
С точки зрения физики, эта величина определяется отношением массы вещества к его объему. То есть, чем больше единиц массы умещается в определенный объем – тем выше значение.
Чтобы понять, как работает система измерения, обратимся к эталону:
Величину 1 кг/л имеет дистиллированная вода при температуре 4°C.
Поскольку в смазочных материалах содержатся различные вещества, многие из которых легче воды – плотность масла ниже.
Обратите внимание
Разговорная форма «легче» имеет прямое отношение к плотности материала. Употребляя это слово, мы как раз имеем в виду, что при одном и том же объеме, вещества имеют разный вес.
Плотность отработанного моторного масла будет отличаться от свежего, скорее всего в сторону увеличения. Это связано с тем, что часть легких жидкостей улетучивается, а тяжелые примеси добавляются. Это шлаки, взвесь твердых частиц, сажа, и пр.
Таким образом, понятно, что базовое значение зависит от основы масла, и состава его присадок.
Для сведения
Мошенники часто производят очистку отработанных масел, для повторной продажи в упаковках известных брендов. При этом, даже после тщательного удаления всех примесей, которыми «богата» отработка, такие характеристики, как плотность, не восстанавливаются.
Зная правильное значение этого параметра, вы легко сможете проверить приобретаемый продукт «на подлинность».
Основные факторы влияния плотности моторного масла
Под плотностью понимается густота и вязкость технической жидкости в картере двигателя вашего автомобиля. Чем выше плотность, тем хуже масло проходит во все тонкие зазоры двигателя и больше усложняет вращение коленчатого вала. Можете вспомнить, как в зимнее морозное утро тяжело стартер крутит двигатель — это происходит именно из-за слишком высокой вязкости масла на морозе.
Как видите, если вязкость слишком высокая, двигатель не получает должной смазки, а также усложняется его вращение, что приводит к увеличенному расходу топлива и прочим неприятным особенностям. Но и слишком жидкое масло в картере двигателя ни к чему хорошем не приведет. Самые главные негативные моменты чрезмерно малой вязкости масла следующие:
- отсутствие нормальной смазки деталей силового агрегата, слишком быстрое стекание масла в картер;
- плохая работа масла на силовых агрегатах с большим зазором между стенками цилиндров и поршнем;
- чрезмерное выгорание смазочной жидкости на стенках и создание загрязнения двигателя отработкой;
- быстрое забивание масляного фильтра из-за чрезмерно активной циркуляции смазки в системе;
- повышенный износ силового агрегата, причиной которому является плохая смазка деталей механизма.
Это неприятные последствия заливки в двигатель неподходящего смазочного материала, потому необходимо следить за соответствием плотности масла в вашем автомобиле. Если же смазка слишком плотная и вязкая, она также вызывает повышенный нагар и постоянный расход технической жидкости из-за чрезмерного налипания на стенки цилиндров и прочие механизмы двигателя.
Несоответствующая плотность масла оказывается настоящей проблемой для автомобиля, потому необходимо обязательно следить за этой особенностью технических жидкостей, которые вы заливаете в авто при обслуживании. Покупая масло, старайтесь отдавать предпочтение маркированным и проверенным вариантам в фирменных баллонах. Так вы сможете купить качественную смазку для долговечной работы двигателя.
1 Свойства моторного масла и варианты классификации
На сегодняшний день не существует определенной классификации моторных масел по физической плотности, однако их принято разделять по степени вязкости (SAE). Именно к этому показателю производители современных смазочных материалов привязывают и плотность, несмотря на то, что с физической точки зрения эти два показателя напрямую не связаны. Но перед тем как обозначить различия между маслами по вязкости и понять, для чего необходимо знать плотность отработанного и нормального масла, необходимо разобраться, что собой представляет моторное масло и от чего зависят его конечные показатели.
Классификации моторных масел по степени вязкости SAE
Похожие статьи
Моторное масло, помимо снижения коэффициента трения и антифрикционных свойств, выполняет целый ряд дополнительных функций, за которые отвечают специальные вещества, именуемые присадками, которые добавляются в нефтяную основу вещества. Присадки необходимы в первую очередь для того, чтобы максимально оптимизировать характеристики смазочной жидкости, расширить температурный диапазон, улучшить защитные свойства, уменьшить трение в системе двигателя и т. д.
Присадка для уменьшения трения в системе двигателя
В процессе работы ДВС и под воздействием высоких температур поршневая группа очень сильно нагревается, поэтому качественное моторное масло должно иметь показатели вязкости, при которых оно обеспечит надежную смазку узлов и создание масляного уплотнителя между стенками цилиндра и поршня. С помощью присадок производитель делает масла определенной плотности и вязкости, которые предназначены для бензиновых или дизельных двигателей, либо универсальные продукты, которые могут использоваться на любых типах моторов. Доля присадок в моторном масле составляет от 5 до 30 процентов, что также влияет на конечную плотность продукта.
Плотность, как важный параметр масла
Плотность, как в моторном, так и в трансмиссионном машинном масле такой же важный параметр, как и вязкость. Чем плотнее структура масла, тем лучше оно образует защитную пленку на деталях. Чем выше его текучесть, тем пленка будет тоньше, но быстрее закроются все микротрещинки в механизмах силовых агрегатов и трансмиссии.
Идеальная формула текучести и плотности нефтепродуктов достигается исключительно с помощью присадок, так как в итоге надо чтобы масло быстро пролилось во все уголки двигателя и коробки передач, а затем надежно покрыло механизмы, защищая их от трения и износа (все те же противозадирные присадки).
Плотность масла не одинакова, она зависит напрямую от класса смазочных продуктов: минеральное, полусинтетическое, синтетическое и т.п. Помимо этого, на плотность влияют процессы получения продукта, новые технологии способны создать уникальную текучесть синтетических моторных и трансмиссионных масел в купе с надежным защитным покрытием. Минеральные и полусинтетические масла имеют более высокую плотность, так как относятся к природным или частично природным продуктам нефтепереработки. Соответственно качество нефти и ее состав напрямую влияет на конечный продукт, такой как машинное масло.
Не последнюю роль в плотности машинных масел так же играет степень очистки их базового продукта и присадочные пакеты, добавляемые при производстве смазочных материалов. Стандартная плотность машинного масла равна 910 кг/м3, что можно увидеть в любой таблице измерения плотностей большинства веществ.
Для машинных масел можно вывести формулу, чем чище масло, тем меньше оно содержит фракций, соответственно его плотность будет ниже и выкипать они будут при более низких температурах с небольшим временным интервалом. И наоборот, чем больше содержит машинное масло фракций, которые имеют высокую плотность, тем выше будут температуры закипания.
Зачем это нужно знать, — затем что бы прочитать на канистре при какой температуре машинное масло может дать вспышку, а так же какое из масел необходимо применить, что бы надежно защищало автомобиль при высоких температурах под нагрузкой.
Плотность масел
Реальная плотность моторных масел находится в пределах от ρ = 0,68…0,89 г/см³ до ρ = 0,95…1,03 г/см³. Поэтому принято их разделять:
- на легкие (до ρ = 0,88 г/см³);
- средние, ρ = 0,89…0,93 г/см³;
- тяжелые, ρ = 0,95…1,03 г/см³.
Легкие обычно имеют низкий показатель вязкости µ = 5…7 сСт (характеристика кинематической вязкости). У тяжелых смазок значение может составлять µ = 12…17 сСт.
Низкая вязкость позволяет проникать в самые мелкие отверстия, но несущая способность подобных смазочных материалов невысокая. Она может выдавливаться, допуская сухое трение.
Минеральные масла
В результате крекинг-процесса производится разделение фракций нефти по плотности. После отделения топливных фракций, используемых для сжигания в цилиндрах мобильной техники, остаются тяжелые составляющие. Их используют для производства смазочных материалов.
Для придания определенных свойств моторных масел в них добавляют присадки:
- противопенные присадки снижают возможность образования тонких пленок. Наличие подобных компонентов не дает возможность транспортировать по системе смазки смесь жидкости и газа. Поэтому при выжигании этих компонентов ухудшаются характеристики масла. Теряя противопенные составляющие, масляная основа увеличивает плотность;
- противопригарные присадки работают дольше всех. В их составе используют соли редкоземельных металлов. Эти же присадки понижают адгезионные свойства. Несущая основа меньше прилипают к поверхности металла (чугуна, стали и алюминия). По мере срабатывания компонентов несколько снижается плотность масла;
- моющие присадки содержат соли натрия и калия. Их наличие в составе смесей помогает вымывать пригоревшие остатки из небольших щелей и отверстий. Самое важное – это удаление остатков масла и замена новой порцией на коренных и шатунных шейках. По мере выгорания моющих составляющих наблюдается рост плотности.
Для этих типов моторных смазок важно то, что они имеют наибольшую плотность. При нагрузке на сопрягаемые детали КШМ при невысокой частоте вращения коленчатого вала (до 4000-5000 об/мин) несущая способность масляной пленки удовлетворительная.
Синтетические масла
В результате переработки пропана получают псевдоожиженные составляющие. Они являются основой для создания смазочных материалов. В зависимости от давления и температуры, создаваемых в процессе формирования длинных полимеров, образуются разные несущие жидкости. Они используются в качестве основы для моторных масел.
Большинство производителей использует в качестве основы одни и те же компоненты. Различия формируются только за счет используемых присадок. Отечественные и зарубежные производители разрабатывают свои типы присадок. У большинства из них применяют аналоги. Различия незначительные.
Создавая моторные смазки, каждый присваивает свой бренд. Однако, для большинства пользователей важны не наименования, а реальные возможности, которые определяются по системе SAE (предназначение масел по температурному режиму).
Для большинства современных автомобилей применяют универсальные масла. У них в маркировке указывается W (winter – зимний вариант использования), а также второе число, указывающее на работу в летний период.
Таблица: Плотность и кинематическая вязкость для синтетических масел большинства производителей
| Класс моторного масла по SAE | Плотность, г/см³ | ||
| при 20 ⁰С | при 100 ⁰С | при 120 ⁰С | |
| 5w30 | 0,863…0,868 | 0,781…0,786 | 0,762…0,770 |
| 5w40 | 0,867…0,872 | 0,775…0,781 | 0,751…0,757 |
| 10w30 | 0,865…0,868 | 0,801…0,808 | 0,792…0,800 |
| 10w40 | 0,865…0,870 | 0,810…0,817 | 0,801…0,804 |
| 15w40 | 0,910…0,915 | 0,863…0,871 | 0,853…0,860 |
| 20w50 | 0,872…0,880 | 0,835…0,842 | 0,822..0,831 |
| Показатели кинематической вязкости | |||
| Класс моторного масла по SAE | Кинематическая вязкость, сСт | ||
| при 20 ⁰С | при 100 ⁰С | при 120 ⁰С | |
| 5w30 | 12,3…12,7 | 8,8…9,3 | 7,8…8,3 |
| 5w40 | 12,7…13,2 | 9,4…9,8 | 8,5…9,1 |
| 10w30 | 14,4…15,0 | 9,1…9,6 | 8,8…9,4 |
| 10w40 | 15,3…15,6 | 9,6…9,9 | 9,1…9,4 |
| 15w40 | 16,7…17,2 | 10,6…11,0 | 9,9…10,3 |
| 20w50 | 18,3…18,8 | 11,3…11,8 | 10,8…11,1 |
Плотность и вязкость сохраняется на приемлемом уровне в широком диапазоне температур.
Полусинтетические масла
При производстве полусинтетики производители добавляют примерно 60…70 % по объему минеральные составляющие, остальная часть представлена в виде синтетики. По своим характеристикам такие смазки являются промежуточными по показателям. Для тяжелой техники чаще применяют именно этот тип материалов.
Образцы отечественного автопрома, выпущенные до нулевых годов, рекомендуется эксплуатировать именно на этих видах моторного масла.Плотность полусинтетики на 3…7 % выше, чем у чистой синтетики.
Пикнометрический метод
Чаще всего специалисты определяют плотность при помощи пикнометра. Данный способ основывается на нахождении относительного значения искомой величины. Используется он в заводских лабораториях производителей смазывающих жидкостей.
Плотностные значения автомобильных масел по пикнометрическому методу определяется очень точно. Вплоть до четвертой цифры после запятой. Для взвешиваний применяются аналитические весы, имеющие погрешность не больше 0.0002 г.
Технология пикнометрического способа довольно сложна. Поэтому на нее существует отдельный российский ГОСТ №3900-85. Он полностью регламентирует и описывает данный метод.
Измерение плотности
Для определения плотности используется ареометр. Конструкция состоит из стеклянного поплавка с трубкой, на которую нанесена шкала. Показания фиксируют при температуре 20C в кг/л.
Отношение показателя плотности масла к плотности воды является относительным значением. Его определяют следующим образом: ингредиенты берутся в равных количествах при температуре 40C.
Отличается ли плотность синтетики и минерального масла?
Разумеется, есть связь между базовой основой и плотностью продукта. Тип и количество присадок играют второстепенную роль. У минеральных масел это значение выше. Естественный продукт несколько тяжелее. Обычно производитель устанавливает диапазон 875 – 856 кг/м³.
Лабораторный эксперимент показывающий плотность масла — виде
Синтетические смазки легче, можно считать, что легкость связана с сырьем – их в основном синтезируют из природного газа. На самом деле, связи с газом нет. Тем не менее, значение ниже, чем у минералки: 840 – 860 кг/м³ (за редким исключением).
Кстати, малый вес синтезированных смазочных материалов позиционируется в качестве конкурентного преимущества. На самом деле важно не то, какая плотность установлена производителем.
Для двигателя главное – сохранение этого значения при смене рабочих температур. Мы знаем, что от величины плотности зависит одна их главных характеристик: кинематическая вязкость моторного масла по SAE.
Вывод:
Сила не в абсолютных значениях, а в стабильности этого параметра.
Температура застывания ↑
Показатели температур, при которых автомасло не теряет своих текучих свойств, — температура его застывания. Эти значения не оказывают влияние на способность мотора запускать работу в условиях заморозков, а определяют возможность перелива автомасла из емкостей без дополнительной обработки (прогрева). Температура застывания автомасла – косвенный показатель потери его текучих свойств. В связи с тем, что других способов оценки их подвижности не разработано, значение температуры застывания остается основным показателем качественного состава.
Современные производители предлагают универсальные моторные масла, а также отдельно на зимний и летний периоды. Удельный вес, их плотность зависит от значения температур рабочей среды. Достаточной вязкостью при сильном нагревании рабочей среды обладают летние масла. Для зимних продуктов, предназначенных для запуска мотора при заморозках, характерны невысокие показатели вязкости при высоких значениях температур. Способность застывания не будет являться критерием для оценки поведения автомасел при морозах. Хотя для местностей с суровыми зимними условиями важно применять арктические моторные масла, с подходящей температурой застывания.
Всесезонные машинные масла в своем составе имеют загущенные полимерные добавки. Температура застывания, вязкостные свойства таких продуктов, плотность изменяются под влиянием скорости сдвига и рабочей температуры. Использование всесезонного масла способствует холодному запуску мотора. На выходе снижается расход топлива из-за уменьшения потерь энергии на трение вследствие понижения вязкости автомасла. Стандартов, определяющих температуру их застывания и плотность, не существует. Условия для застывания автомасла должно быть ниже на 10 °С – 17 °С наименьшего значения температуры рабочей среды мотора.
Подводим итоги
Если вы решили сменить привычную марку масла на другую, обязательно учтите особенности эксплуатации вашего силового агрегата и получите больше шансов сохранить его работоспособность на долгие тысячи километров и годы. С помощью качественного дорогого и оригинального масла вы сможете сэкономить на ремонтах и отсутствии износа двигателя.
Такие особенности позволяют легко получить необходимый уровень безопасности эксплуатации транспортного средства, а также обеспечить длительную и качественную работу всей поршневой системы. С помощью современных технологий в области смазочных материалов можно заставить силовой агрегат работать намного дольше. Какие масла используете вы для своего автомобиля?
Плотность синтетики и полусинтетики
По большому счёту показатели этой величины синтетических и полусинтетических автожидкостей довольно схожи. Различие заключается лишь в возможности изменять состояние. Полусинтетика, обладая минеральными частицами, перекрывает поршневую систему при невысоких температурах. Данные продукты уязвимы к тепловому воздействию.
Не взирая на то, что синтетика не так подвергается воздействию температуры, не каждый раз индекс плотности бывает оптимален. Зависит это от таких факторов:
- Объём и качество пакета добавок. В определённых случаях масса присадочных составляющих бывает вредоносной для мотора.
- На синтетические смазки отрицательно воздействуют предельные температуры и долгое постоянное эксплуатирование.
- В обстановках предельных температурных параметров появляется вероятность неисправности системы охлаждения, и защита двигателя становится безрезультатной.
- При высокой сумме данной продукции период её функционирования низок. Срок годности составляет 12 месяцев, затем жидкое вещество делается бесполезным.
- Большое число нелегальных продуктов на рынке.
Однако при всех минусах синтетические автомасла гарантируют достойный уровень защиты мотора.
Виды масел в зависимости от температурного режима
Вязкость определяется по международному стандарту SAE J300 и подразделяет все смазочные материалы на три основных вида — летние, зимние и всесезонные.
К летним относятся масла, имеющие следующий показатель SAE:
- 20;
- 30;
- 40;
- 50;
- 60.
Зимние смазки имеют свои преимущества:
- невысокая стоимость;
- невысокая вязкость, благодаря которой запуск холодного двигателя при минусовой температуре происходит лучше, чем с применением всесезонных жидкостей;
- высокая стойкость к деструкции.
- К ним относятся следующие виды:
- SAE 0W;
- SAE 5W;
- SAE 10W;
- SAE 15W;
- SAE 20W.
Самыми распространенными являются всесезонные жидкости. Они также имеет свои достоинства, а наиболее главным следует считать его использование в любое время года. Благодаря имеющимся в составе полимерным присадкам, оно способно изменять степень вязкости относительно окружающей температуры. Кроме того, оно имеет хорошие энергосберегающие свойства, благодаря которым силовой агрегат работает в жаркую погоду более экономичней, чем при использовании летнего типа масел.
Всесезонные:
- SAE 0W-30;
- SAE 0W-40;
- SAE 5W-30;
- SAE 5W-40;
- SAE 10W-30;
- SAE 10W-40;
- SAE 15W-40;
- SAE 20W-40.
Благодаря прекрасно сбалансированным показателям, всесезонки показывают хорошие результаты в работе с критическими температурами.
Для того, чтобы подобрать для двигателя своего автомобиля наиболее подходящее по вязкости масло — следует опираться на два основных показателя:
- в каких климатических условиях эксплуатируется автомобиль;
- сколько лет эксплуатируется двигатель.
Опираясь на первый показатель, для регионов с высокой температурой воздуха следует выбирать жидкости с более высоким показателем вязкости. Данный параметр представлен цифрой, находящейся перед буквой «W».
Так, к примеру, при эксплуатации транспортного средства при температуре воздуха от -10 и до +45 следует выбирать SAE 20W-40.
Второй параметр: в этом случае следует выбирать смазку согласно выработанному ресурсу двигателя. Так для нового двигателя следует подбирать меньшую вязкость, а для мотора постарше — более вязкое масло. Это необходимо для того, чтобы более выработанные детали, имеющие между собой значительно увеличенные зазоры, могли более или менее нормально функционировать.
Помните, что любая смазка содержит показатели вязкости как при низких, так и при высоких температурах, поэтому при выборе это следует обязательно учитывать. Чем выше первая цифра (стоящая перед буквой W), тем рабочий диапазон на низких температурах будет меньше. Чтобы произвести расчеты — необходимо от цифры 40 отнять первый показатель смазки.
К примеру, жидкость со значением 5W20 имеет температурный диапазон -35˚ С и -30˚ С.
Второе число, расположенное после буквы «W», дает понятие высокотемпературной вязкости. Если не вдаваться в технические тонкости, то можно сказать так — чем больше второе значение — тем выше будет вязкость масла при высоких температурах.
Выбор смазочной жидкости
Выбор смазки должен быть ориентирован согласно допускам, указанным производителем силового агрегата. Учитывать необходимо и сезонность, что важно для климатических условий региона. В маркировке продукта плотность масел указывается цифрой вначале, например, из двух продуктов — 5W40 и 10W40 последнее будет наиболее плотным.
При выборе смазочного состава необходимо учитывать такие моменты:
- максимальная идентичность с продуктами, рекомендованными допусками моторных масел;
- фирменная тара. Следует избегать приобретения на розлив из бочки;
- оригинальный продукт. Внимательно изучайте товар на предмет подделки;
- свежесть и срок годности.
На показания плотности оказывают влияние посторонние вещества, которые могут проникать в масла при износе или разгерметизации соединений. Определить такое явление можно с помощью масляного щупа (посторонние пятна) и контроля расходования смазки. Поможет в этом прибор под названием ареометр.
Показатели плотности горюче-смазочных продуктов:
- бензин ~ 760 кг/м3;
- диз. топливо ~ 840 кг/м3;
- антифриз — 1035-1085 кг/м3;
- вода — 1000 кг/м3;
- моторное масло — 880-930 кг/м3.
Учитывая эти показатели, просто определить наличие посторонних примесей, используя ареометр. При разгерметизации систем охлаждения значение увеличивается, а уменьшается при неисправности поршневой.
Чтобы быть уверенным в качестве смазочных материалов автолюбители могут воспользоваться маслотестером. Этот прибор позволяет узнать не только плотность с точностью до единиц, но и тип масел (синтетика, минералка, полусинтетика).
Правильный выбор смазочных материалов увеличит ресурс службы двигателя и избавит от дополнительных трат на ремонт и обслуживание.
Выбор моторного масла по его вязкости
Подбор необходимого масла строго индивидуален и направлен на определенный двигатель. Поэтому в первую очередь следует ориентироваться на те указания и рекомендации, которые сделал производитель в технической документации к тому или иному автомобилю.
Помните, что только оригинальное масло либо его качественный аналог способны обеспечить двигатель хорошей работой и максимальным износом деталей.
В том случае, если данного рода документация отсутствует — ориентироваться следует на указанные допуски масла в отношении определенных двигателей, которые, чаще всего, имеются на этикетке производителя.
Моющедиспергирующие свойства ↑
Моюще-диспергирующая способность моторных масел обеспечивается добавлением зольных присадок. В результате снижаются низкотемпературные отложения в моторе, увеличивается срок эксплуатации масляных фильтров, уменьшается процесс образования нагара на кольцах и поршнях.
Видео по теме:
Сроки хранения масла и его утилизация ↑
Как правило, срок годности моторного масла составляет 2 – 3 года. При большем сроке хранения может происходить оседание присадок, в результате чего теряются их свойства. Важно соблюдать температурный режим хранения. Для этих целей лучше всего подходит канистра. После длительного хранения полезно взбалтывать масло, чтобы восстановить его консистенцию.
Автомасло в процессе эксплуатации загрязняется различными примесями. Допускается использование отработанного масла в некоторых сферах деятельности (топливо для котельного оборудования, гидравлическая жидкость, противогрибковое средство).
Когда количество отработанного автомасла велико, то следует позаботиться о его утилизации. В настоящее время организованны специальные пункты для приемки отработанного сырья, которые делают это на возмездной основе. Хранение отработанного автомасла, организация его сбора регламентируются специальными требованиями и нормативами (СанПИНами).
