Machinery Lubrication (7/2003)
Моторные масла - экономия топлива vs. износ
Моторные масла, повышающие экономию топлива, позволяют снизить трение и продлить срок службы двигателя. Цель этой статьи - бросить вызов общепринятой точке зрения, особенно в отношении современных (GF-3 ILSAC / API Starburst) моторных масел.
Экономия топлива: кого же это волнует?
Во-первых, нужно признать тот факт, что американские потребители обычно не заботятся об экономии топлива, за исключением экономически трудных периодов. Лидером продаж пассажирского транспорта является пикап Ford F-Series. Пять из топа 10 самых продаваемых автомобилей – грузовые, и они дороже обычных авто. Некоторые из них называют спортивными универсалами или внедорожниками (SUV), так как их владельцы не желают признавать, что это грузовые автомобили. Масса (размер, вес) этих авто не способствует экономии топлива.
Кроме того, задумайтесь, как управляют большинством транспортных средств. И плавное ускорение, и езда на пределе скорости, чтобы сберечь топливо, опасны для самого себя и для других водителей, которые торопятся еще больше.
С другой стороны, производители автомобилей обеспокоены экономией топлива. Производителей сильно штрафуют, если линейка автомобилей, которую они производят, не дотягивает до требований Corporate Average Fuel Economy (CAFE) (усреднённая экономичность автомобилей, выпускаемых производителем (
Shoewreck)
регулирование и улучшение топливной экономики), предъявляемых к ним со стороны федерального правительства.
На пути к более жидким маслам (Shoewreck) Маловязкие масла
Маловязкие масла используются в наше время по трем причинам: они экономят топливо в тестовых системах (двигателях), изменились требования к вязкости, и производители рекомендуют маловязкие сорта.
Sequence VI-B - это тест, использующийся для оценки экономии топлива по спецификации GF-3. При испытании двигателя по VI-B, он оснащен roller cam [пояснение ниже, в постах
ThinkPad,
Shoewreck не знаю, что за термин и абзац труден для моего понимания в целом], в то время как в прежнем тесте (Sequence VI) использовался slider cam. Старый тест Sequence VI хорошо реагировал на модификаторы трения, но Sequence VI-B заточен под маловязкие масла.
Эффективность использования топлива при испытаниях масел сравнивали с эффективностью использования топлива на эталонном масле по тесту Sequence VI-B.
Чтобы пройти испытание, масло должно улучшать экономию топлива на один – два процента, в зависимости от класса вязкости. SAE 5W-20 должны показывать относительную эффективность использования топлива выше, чем SAE 5W-30 .
Интересно отметить, что эталонное масло - полностью PAO (на основе полиальфаолефинов,
Shoewreck) synthetic SAE 5W-30. Чтобы квалифицироваться по GF-3 Starburst, обычным минеральным маслам пришлось обыгрывать полностью синтетическое эталонное масло по топливной экономии. (Похоже, есть еще более эффективно экономящие топливо, чем магическое базовое масло.)
Еще одним фактором топливной экономии является temporary polymer shear [временной полимерный сдвиг?]. Эти полимеры известны также как улучшающие индекс присадки (или модификаторы). Полимеры – это пластмасса (пластик), растворенная в масле, чтобы обеспечить мультивязкостные характеристики. Так же, как какой-то пластик более прочный, какой-то более хрупкий или более термостойкий, чем другие, различные полимеры имеют отличающиеся характеристики.
Полимеры - огромные ветвящиеся молекулы. При нагреве они раскручиваются и разрываются. Ветви сцепляются с подобными себе молекулами других полимеров и ловят-фиксируют большое количество крошечных молекул масла. Именно поэтому относительно небольшое количество полимера может иметь громадное влияние на вязкость масла.
Когда масло закачивается в зазор между вкладышем и шейкой вала (
Shoewreck)
«протягивается» между подшипником и шейкой вала [цапфой?], полимеры имеют тенденцию совмещаться друг с другом, наподобие упакованных ложек. Когда это происходит, вязкость падает. Затем, когда масло проходит через подшипник, полимерные молекулы запутываются снова и вязкость возвращается к норме. Это явление называется «временной сдвиг».
Поскольку тест Sequence VI-B отзывчив к снижению вязкости, разработчики масел используют полимерный сдвиг, чтобы пройти тест. Устойчивый к сдвигу полимер делает прохождение теста оценки экономии топлива GF-3 гораздо более сложным.
Новые правила, определяющие требования к холодной текучести классов вязкости SAE (SAE J300) вступили в силу в июне 2001 года. Автопроизводители боялись, что современные системы впрыска могут позволить двигателю запуститься при температуре более низкой, нежели температура при которой масло способно поступать (затекать) в масляный насос (oil pump). Следовательно, новые правила потребовали еще более разжиженное масло.
Автопроизводители сейчас рекомендуют менее вязкие масла для своих автомобилей, чем в прошлом. Много лет назад SAE 10W-40 был наиболее рекомендуемым классом вязкости, затем перешли на SAE 10W-30. SAE 5W-30 является самым популярным в настоящее время, но Ford и Honda рекомендуют SAE 5W-20. Вполне возможно, что широкое внедрение SAE 5W-20 и других маловязких масел может происходить, чтобы соблюсти требования CAFE.
Так как изменения в требованиях к холодной текучести и тест оценки экономии топлива толкают рецептуру к нижней части уровня (класса) вязкости, сегодняшние масла SAE 10W-30 больше похожи на прошлые (спецификации GF-1) масла SAE 5W-30. Кроме этого, есть тенденция у автопроизводителей рекомендовать менее вязкие сорта. Это выглядит смешно. Внедорожникам (SUV) и грузовикам, с их, в сущности, по своей природе менее эффективным полным приводом и аэродинамикой кирпича, нужны мощные, неэкономичные двигатели для быстрого перемещения их массы в пространстве. В ответ производители автомобилей рекомендуют использование маловязких масел для экономии топлива. Невероятно!
Вязкость и износ
Маловязкие масла имеют меньшее сопротивление, и, следовательно, меньшее трение и износ. Не так ли? Возможно, в двигателях для испытаний или двигателях, которые работают в нормальном режиме. Но некоторые более вязкие масла предлагают более высокий уровень защиты для нагруженных режимов, таких, как вождение по горам, транспортирование лодки, езда в пыльных условиях, короткие поездки, при высоких оборотах, перегрузках, перегревах и переохлаждениях.
Любые абразивные частицы, эквивалентные или превышающие толщину масляной пленки, приведут к износу. Необходимы фильтры, чтобы поддерживать низкое количество загрязняющих веществ. Другой частью уравнения является толщина масляной пленки. Более толстые масляные пленки могут выдержать большее количество загрязняющих веществ.
Температура имеет большое влияние на вязкость и толщину пленки. В качестве точки отсчета, увеличение уровня вязкости SAE на единицу необходимо, чтобы преодолеть влияние увеличения температуры двигателя на 20°F. В заданной эталонной точке разница между уровнями вязкости SAE 30, 40 и 50 примерно 20°F. SAE 20 в некоторой степени ближе к 30, чем прочие, поскольку SAE 30 должно быть на 30°F выше, чем SAE 20 для примерно эквивалентной вязкости.
Другими словами, SAE 20 при температуре 190°F (87.78 °C) имеет примерно такую же кинематическую вязкость как SAE 30 при 220°F (104.44 °C), которая, в свою очередь, имеет примерно такую же вязкость как SAE 40 при 240°F (115.56 °C). Это приближение хорошо работает в диапазоне температур от 190°F (87.78 °C) до 260°F (126.67 °C). Что удивительно, так это небольшая разница между прямой вязких и маловязких масел с одинаковым обратным номером (например, SAE 30, SAE 5W-30, и SAE 10W-30).
Если масло SAE 50 при 260°F (126.67 °C) является столь же маловязким, как масло SAE 20 при 190°F (87.78 °C), представьте, какой тонкой масляная пленка становится, когда вы используете SAE 5W-20 и ваш двигатель перегревается. При перегреве двигателя, масляная пленка становится опасно тонкой и может привести к пробою.
Ford, исходя из требований CAFE, и рекомендует масло SAE 5W-20 для большинства своих двигателей в США. Он утверждает, что SAE 5W- 20 является оптимальным для топливной экономии и износа.
Чтобы определить, обеспечивают ли масла SAE 5W-20 такой же уровень защиты, как SAE 5W-30, [мы?] консультировались с Dagenham Motors в Англии, одним из крупнейших дилеров Ford в Европе. SAE 5W-30 требуется для сохранения гарантии в Англии, а SAE 5W-20 даже не доступны. Если SAE 5W-20 лучше и для экономии топлива и для износа, то почему бы Ford не рекомендовать его для его же двигателей в Европе?
Противоизносные изменения свойств
Еще одним изменением, которое случилось в моторных маслах для легковых автомобилей с GF-2 и GF-3, является более строгое ограничение на фосфор, входящий в состав фосфата цинка (ZDDP) противоизносных присадок. Автопроизводители обеспокоены тем, что фосфор будет осаждаться на поверхности катализатора и сокращать его срок службы.
Это сложный вопрос, и осаждение зависит от специфики химической технологии ZDDP и окончательной композиции (формулы?) масла. В промышленности безуспешно пытались разработать тест двигателя для изучения тенденции формирования осадка катализатора в зависимости от масла. Таким образом, автопроизводители установили произвольное ограничение для моторного масла в 0,1% фосфора.
Масло для двигателя
Сообщение от AnM
)) - в связи с этим более частые замены (0/20 каждые 5000, 5/30 каждые 7500 км), и лучше 5/30, а не 0/20
И многие о них мечтают
(сорри
(сам в области программной инженерии тружусь и я за инженеров, а не за пиэмов и маркетологов
Ваши права
Ответить с цитированием
