Температура кипения моторного масла, его застывания и вспышки

Температура кипения автомобильного масла — когда точно беды не миновать

(12.06.13) Иван
Недавно с товарищем спорили о том, какая температура кипения автомобильного масла, но так к общему мнению и не пришли. Кстати, а как вообще получается, что оно закипает, это же для машины плохо, верно?

Прежде чем дать ответы на столь популярные и интересующие большинство автолюбителей вопросы, необходимо подчеркнуть, что от общей температуры моторного масла зависит степень его вязкости. Как известно, вязкость – его самая важная характеристика. Классификация моторных горюче-смазочных жидкостей в первую очередь отталкивается именно от этого показателя. Запуск мотора автомобиля возможен при определенной температуре машинной смазки, которая в свою очередь бывает как низкой, так и высокой. Но слишком высокая температура ГСМ грозит серьезными последствиями.

  • Так при какой же температуре закипает масло и чем это грозит?

К сожалению, точных данных о температуре кипения моторного масла пока нет. Единственные сведения представлены экспериментами обычных автомобилистов. Достоверны они или нет, остаётся только догадываться, тем не менее, слухи просто так не рождаются. Многие автолюбители, не найдя хорошего ответа, при огромном потребительском интересе к физическим особенностям смазочных жидкостей просто брали и нагревали их в домашних условиях. Какие же результаты они получили? Большинство экспериментаторов говорят о тех или иных температурах кипения, однако все разговоры сосредоточены вокруг показателей в 250-300 градусов Цельсия и выше. Эта информация может быть очень полезной для любителей «погонять». Быстрая езда – это очень большая нагрузка на двигатель и мотор автомобиля, поэтому важно не допустить перегрева машинного масла в них. Чем выше его вязкость в спортивном автомобиле, тем лучше, а при нагревании оно становится жиже. К слову, сегодня можно приобрести специальный датчик, измеряющий температуру смазки в разных составных автомобиля.

  • Так почему же автомобильное масло не рекомендуется доводить до кипения?

Основными причинами его закипания являются неправильный уход за двигателем и оказание на него непосильной нагрузки. Опасность закипания этой жидкости в том, что она утрачивает все свои былые положительные качества и полностью теряет вязкость. Слишком жидкая смазка ничем не лучше воды, но вода здесь не подойдёт. Итог – море внутрисистемных проблем, касающихся исправности авто: начиная от прихода в негодность поршней ходовой части, заканчивая более серьезными комплексными поломками, ремонт которых нанесет ощутимый удар по бюджету автомобилиста.

Эксперты «За рулем»

  • Наши блоги
  • Наши блоггеры

Моторное масло – какое сколько прослужит?

05.07.2012 в Без рубрики 79 964 60

Зависит ли срок службы масла в одном и том же двигателе от вида этого масла? Почему одно ходит от смены до смены, а другое приходится периодически подливать?

Статья на эту тему опубликована в ЗР, 2012, №7. А вот полный ее вариант – только здесь. Исследования проводил гуру по части масел, бензинов и прочей автохимии, доцент Санкт-Петербургского политехнического Университета Александр Шабанов.

Не так давно один знакомый полуолигарх (недоолигарх) пожаловался…

– Ничего не понимаю! Купил «Кайена Би-Турбо», а он масло жрет по два литра на тысячу! Причем – хорошей дорогой синтетики… Я не бедный, но жаба душит!

Задушила жаба – продал он «Поршика». Но вопрос все же остался – куда же уходит масло? И какое масло уходит меньше? Будем разбираться…

Для испытаний мы взяли семь масел разных типов, но одной группы по вязкости, соответствующей SAE 5W-40. При выборе попробовали перекрыть все основные группы базовых масел. Почему был сделан именно этот выбор, расскажем чуть ниже.

Основной причиной ухода масла является его угар: подробности – в «Нашей справке». На него влияют конструкция и состояние двигателя, режим эксплуатации, температура воздуха за бортом. И, конечно же, свойства самого моторного масла.

Ни один параметр масла напрямую не подсказывает, сколь быстро будет оно угорать. Косвенно об этом свидетельствуют две величины. Первая – испаряемость масла (см. врезку) и температура вспышки. Если первый параметр практически нигде не фигурирует, и раздобыть его сложно, то температура вспышки указывается во всех спецификациях масел. Это температура, при которой происходит воспламенение паров масла, испаренных с поверхности масляной пленки при воздействии открытого огня (в нашем случае – пламени от сгорания топлива). Зависит она от состава масла – чем больше в нем легких фракций, тем ниже температура вспышки.

Теперь понятно, почему мы выбрали столь разношерстную компанию для испытаний. Минеральное масло – «Лукойл Стандарт» 10W-40, с температурой вспышки по паспорту 217° С. Оно пойдет как база, с ним будем сравнивать другие. Три «полусинтетики» из группы 5W-40 – гидрокрекинговое масло ZIC A+ с температурой вспышки 235°С, Castrol Magnatec (232° С) и RAVENOL (224° С). «Синтетики» постарались взять с максимальным значением температура вспышки. Выбрали наш «ТОТЕК Астра Робот» на базе полиальфаолефинов (ПАО), относимый производителем к категории Full Synthetic – его температура вспышки 246° С. Компанию ему составил эстеровый Xenum X1 c рекордными 247° С. Ну, и чтобы рассеять сомнения о том, что «синтетики» горят меньше других масел, взяли еще одно масло – Neste Oil, также позиционируемое как «полная синтетика», с температурой вспышки 228° С. Вязкость всех масел – близкая, а вот основы – абсолютно разные, совсем разные: «минералки», простые и продвинутые гидрокрекинговые «полусинтетики», хорошие «синтетики» на базе ПАО и даже самые продвинутые синтетические масла на эстеровой базе.

Читайте также:  Доработка печки ВАЗ 2107 своими руками 3

Дальше – все просто. Строго дозированные 3 литра масла заливают в мотор, после чего – тридцатичасовой заезд на условной скорости 120 км/час. Движок простенький, «жигулевский» 21083, так что для него практически 4 тысячи километров пробега на постоянной скорости – серьезное испытание. После заезда масло практически до капли сливают по строго определенному ритуалу. Остается сравнить остатки.

Продукты сгорания масла влияют на токсичность отработавших газов- чтобы отследить, насколько, по ходу испытаний на фиксированном режиме работы замеряем содержание остаточных углеводородов в отработавших газах. Поскольку топливо одно и то же, то все различия, выходящие за предел погрешности измерения, можно отослать на так называемые «нетопливные СН», порождаемые испарением и сгоранием масла в цилиндрах.

Итог подтверждает наши предположения. Угорает меньше масло с более высокой температурой вспышки. Так, наш «ТОТЕК Астра Робот» показал лучший результат, в пределах погрешности измерения с ним лежит и бельгийский XENUM X1. И, действительно, температура вспышки у них лежит за 245° С. Среди всех «полусинтетик» лучший результат по угару показал корейский ZIC A+ с заявленными 235°С. А худший результат показала обычная «минералка» с ее 217° С. Данные замеров СН также косвенно подтверждают эти результаты.

Можно возразить: мол, и так ясно, что синтетика лучше минералки! А вот и нет! Сравните данные по полусинтетическому ZIC A+ и «полной синтетике» Neste Oil – кореец дает показатели пусть и немного, но лучшие! Оно и понятно – мотор наклеек на канистрах не читает, ему важны свойства углеводородной жидкости, залитой в поддон!

Итак, на что смотреть, когда выбираешь масло, чтобы его поменьше расходовалось? Вопрос особо актуален для побитых жизнью моторов, в которых одной заправки масла от смены до смены уже не хватает, а также для любителей быстро и далеко ездить, равно как и для владельцев мощных моторов с турбонаддувом.

Наш совет следующий: всем им показаны масла с пониженной испаряемостью! К сожалению, на канистрах ничего такого вы не прочитаете: придется полазить по сайтам производителей. И тут легче всего ориентироваться на температуру вспышки: она приводится для всех масел. Чем она выше, тем лучше. Как показали наши испытания, цифра выше 230° С обеспечивает сравнительно малый расход масла на угар. А уж если он лезет за 240° С, то и совсем хорошо. Правда, за все время работы с маслами в группе «сороковок» такими величинами могли похвастаться только две их марки: «XENUM X1» и наш «ТОТЕК Астра Робот.

Да, и что важно – температура вспышки масла различна для масел разных групп вязкости. Вязкость – первична, поэтому сначала подберем требуемое масло по SAE, а уж потом, в пределах выбранной группы, будем уточнять свой выбор, выискивая масло с максимальной температурой вспышки.

КУДА УХОДИТ МАСЛО?

Если на асфальте под машиной нет масляных луж, то есть все сальники целы, то основным источником расхода масла в моторе является его угар в цилиндрах. Для атмосферных двигателей он может определять до 80 – 90% всех потерь масла, для их коллег с турбонаддувом – до 60 – 70%. Следующий по значимости путь, по которому масло покидает мотор – это смазка турбокомпрессора; далее – протечки масла через маслоотражательные колпачки. Этот путь, впрочем, может стать основным, если они полностью изношены или совсем высохли. И кое-что уходит в виде паров масла через систему вентиляции масла.

Кстати, кроме денежек, улетающих с маслом, его большой расход чреват еще многими проблемами. Это – повышенный темп загрязнения внутренних поверхностей двигателя: ведь горит масло плохо и грязно. Это – снижение ресурса катализаторов, которые не в состоянии переварить продукты неполного сгорания тяжелых углеводородов масла. Это рост токсичности отработавших газов – ведь недаром сейчас «Це-Аши» в них разделяются на «топливные» и «нетопливные», то есть масляные.

ПОЧЕМУ И КАК УГОРАЕТ МАСЛО?

Бытует мнение – ВСЕ масло, попавшее в цилиндр, неизбежно и безвозвратно сгорает! Так ли это? Нет, не так!

Масло попадает в цилиндры в виде масляной пленки, оставляемой первым поршневым кольцом. Средняя ее толщина – до десяти-двадцати микрон, в зависимости от режима работы, степени износа двигателя, вязкости масла и еще кучи других параметров. Это доказано давно и точно! Если взять типичный полуторалитровый двигатель, то легко подсчитать, что при толщине масляной пленки в 10 мкм, за один цикл в цилиндры попадает около одного «кубика» масла. То есть, если бы оно все выгорало, то при 3000 об/мин. за минуту в трубу вылетало бы… 1,5 литра масла! Значит, за каждый цикл сгорает не вся масляная пленка, а только его малая часть.

Читайте также:  Счетчик меркурий 236 описание, характеристики

Как это происходит? Вспомните, как ведет себя масло на сковородке, когда ее греете, прежде чем разбить на нее парочку-троечку яиц. Сначала оно растекается по горячей поверхности, потом, по мере нагрева сковородки, начинает кипеть и вонять на всю кухню. А, если плеснуть холодное масло сразу на раскаленную сковородку, то можно его брызгами и в лицо получить.

Теперь о том же, но «по научному». Когда масло прогрето ниже температуры кипения, оно испаряется медленно, диффундируя с нагретой поверхности. Когда начинает кипеть – испарение резко усиливается. А уж при очень высоких температурах микровзрывы отбрасывают капли масла от сковородки.

В цилиндре двигателя – все аналогично, разве что яиц там нет… И, судя по нашим оценкам, преобладать должен первый режим испарения масла, когда до его объемного кипения дело не доходит. Казалось бы, при огромных температурах сгорания топлива в цилиндрах, масло должно как минимум «шкворчать»! Но в том-то и дело, что сидит оно тонкой пленкой на сравнительно холодной поверхности цилиндра, охлаждаемого антифризом, и поэтому прогревается не так сильно. И лишь для некоторых режимов, когда педаль акселератора топится в пол, поверхностные слои пленки масла начинают кипеть. Именно поэтому при быстрой езде доливать масло приходится чаще.

ОБ ИСПАРЯЕМОСТИ МАСЛА

Скорость испарения масла должна зависеть от температуры начала его кипения, фракционного состава и толщины масляной пленки, формируемой первым поршневым кольцом на стенке цилиндра, которая, в свою очередь, зависит от высокотемпературной вязкости масла. Все это хорошо, но описания масел таких параметров обычно не содержат… Есть, правда, так называемая «испаряемость масла по NOACK» – чем она ниже, тем меньше склонность масел к угару. Принцип определения этого параметра прост – масло греют один час при температуре 250° С, после чего оценивают потерю массы. «Минералки» при этой пытке теряют до 22 – 25% , хорошие современные «синтетики» – менее 8 – 10%. Чем выше класс базового масла, тем ниже потери масла на испаряемость. Но, к сожалению, большинство фирм не указывают этот параметр в описаниях своих масел, выложенных на своих официальных сайтах.

Однако, в реальном двигателе все гораздо сложнее. Там при резко переменных температурах и давлениях испаряется тонкая пленка масла, чего ни одной модельной установкой не измеришь. Отсюда и возможные ошибки: из метода следует, что испаряемость более вязких масел ниже, а на практике с ростом вязкости масла растет его расход. Причина простая: толщина слоя масла на стенках цилиндра, а значит, его пропуск в зону прогрева и испарения, с ростом вязкости резко увеличивается.

Температура кипения моторного масла – является ли это проблемой?

С точки зрения физики, любое вещество может принимать три агрегатных состояния:

  • твердое;
  • жидкое;
  • газообразное.

Смазочные материалы не исключение: несмотря на то, что это достаточно сложные химические композиции. Технические жидкости могут превратиться в густую пасту, не способную перемещаться по каналам, или напротив: закипеть, как вода в чайнике, активно испаряясь и теряя объем.

Температура кипения или застывания моторного масла, определяет свойства всего состава, а не отдельно основы или присадок. Следует помнить, что любые негативные свойства сложных смесей определяются худшей характеристикой любого из компонентов.

То есть, если одна из присадок имеет температуру кипения 180°C, то следует считать, что все масло закипит при этой температуре. Если смазка закипит (разумеется, это выглядит не так, как кипение воды в чайнике), её характеристики моментально изменятся.

Смазывающая пленка не сможет удерживаться на рабочей поверхности механизмов, часть присадок расслоится и будет работать не эффективно. Кроме того, пары масла могут вспыхнуть внутри мотора. А это приведет к пожару, который трудно потушить.

Диапазон рабочих температур

Моторное масло должно стабильно сохранять свойства в широком пределе температур. Как минимум, в том рабочем диапазоне, который производитель установил для конкретного двигателя.

Собственно, функционирование всех механических частей и связанных с ними жидкостей, должно быть предсказуемым в заданном температурном диапазоне. Для штатных компонентов мотора, определяющие характеристики установил автозавод, вы не сможете их изменить.

Ошибка при подборе расходников, может негативно сказаться на работе силового агрегата. При этом рабочий температурный показатель двигателя с водяным охлаждением не совпадает с рабочей температурой смазки.

ДВС воздушного охлаждения не берем во внимание, ввиду ограниченного количества производимых моделей. Стандартная температура прогретой силовой установки находится в диапазоне 80°C – 90°C. Для дизелей принимается такой же показатель, с учетом более длительного времени выхода на оптимальную температуру.

Температура моторного масла при любом раскладе будет выше температуры охлаждающей жидкости на 10°C – 15°C, и составит максимум 105°C. Разумеется, если система охлаждения мотора исправна.

Почему моторное масло в двигателе горячее охлаждающей жидкости, потому что cмазочные материалы не вступают в контакт с контурами охлаждения мотора, к тому же, масло нагревается от раскаленных поршней.

Читайте также:  Почему дымит 4-тактный скутер (фото и видео)

Зависимость вязкости от температуры

Одной из важнейших характеристик является вязкость смазочного материала.

Это всегда компромисс:

  1. Густое масло лучше удерживается на поверхности детали, и формирует надежную пленку в пятне контакта.
  2. Жидкое масло эффективнее доставляется к точкам смазки, без проблем продвигается по масляным каналам, и хорошо фильтруется.

Производители подбирают баланс показателя вязкости смазочного материала совместно с мотористами автозаводов. Существует общепризнанная классификация, созданная много десятилетий назад Ассоциацией автомобильных инженеров Америки (SAE). Она установила 6 градаций вязкости для зимней эксплуатации: SAE от OW, до 25W, а также 5 летних градаций вязкости: SAE от 20 до 60.

Для проведения исследований, понятия вязкости разделены:

  • Кинематическая, которая измеряется при температурах выше нуля, определяется с помощью специальных измерительных капилляров. Величина измерения – стоксы (Ст) или сантистоксы (сСт).

    Эта величина зависит исключительно от температуры, и характерна для зимних масел, в составе которых нет загустителей.
  • Динамическая – кинематическая вязкость, помноженная на плотность технической жидкости. Эта величина в полной мере отражает зависимость моторного масла от температуры. Единица измерения: мили Паскаль-секунды (мПа-с).

В чем секрет? В зачет идет величина не только вязкости, но и сопротивления, которое возникает при механическом взаимодействии моторного масла и детали. При формировании измеряемой величины, большое влияние оказывает именно температура.

Измерение производится в ротационных измерителях, то есть динамическим путем. Величина характерна для загущенных смазочных материалов, которые относятся к всесезонным.

Температура воспламенения

Моторное масло, вне зависимости от основы (минеральная или синтетическая), относится к горючим материалам. При нагревании до критической величины, смазка воспламеняется. Для каждой марки существует температура вспышки.

При тестировании жидкостей, применяются две специальные методики:

  1. В закрытом тигле создаются условия, похожие на реальную работу внутри картера двигателя.

    Как правило, температура горения при таком методе составляет 120°С – 150°С.
  2. В открытом тигле моделируется ситуация, похожая на попадание смазки на раскаленные части выпускного тракта. При таких условиях, температура вспышки составляет 180°С – 230°С.

Второй тест не является абсолютно правильным. В реальных условиях температура воспламенения масла ниже, и составляет 150°С – 190°С. Это связано с тем, что свободное масло в подкапотном пространстве образует дополнительные пары механическим путем.

Однако этот показатель говорит скорее о пожарной безопасности (точнее, небезопасности). К техническим характеристикам смазочных материалов, эта величина не имеет отношения. При утечке моторного масла, труба глушителя (температура от 250°С до 750°С) может стать источником возгорания.

В свою очередь, степень испаряемости моторного масла зависит от наличия летучих фракций. Влияние на этот показатель оказывает как химический состав основы, так и количество присадок, основанных на воспламеняющихся компонентах.

Температура кипения

При достижении рабочего диапазона температуры двигателя, вязкость моторного масла приходит в норму, присадки активируются.

Если в мотор залита смазка, которая не имеет допуска производителя для данного типа ДВС, может произойти закипание автомобильного масла. До возгорания дело доходит редко, разве что система охлаждения двигателя окажется неисправной.

Температура кипения моторных масел на 2-3 десятка градусов ниже температуры вспышки. Если смазка находится на грани кипения, или уже кипит – происходит активное разделение состава на фракции, присадки.

Нарушаются рабочие характеристики, масло перестает выполнять свои функции. Кроме того, при закипании уменьшается уровень технической жидкости: под давлением, пары масла в большом количестве выходят через сапун или систему вентиляции картерных газов.

Причины перегрева моторного масла – как с ними бороться

  • Во-первых, следует по возможности подбирать смазочные материалы с улучшенными температурными характеристиками. В данном случае есть прямая связь с типом основы. Минеральное масло закипает быстрее, и часто работает в граничных режимах, близких к несовместимости с температурными допусками. Если ваш двигатель работает с повышенными нагрузками (например – турбина или высокофорсированная конструкция), то лучше применять синтетическое масло или полусинтетику.
  • Во-вторых – следует разобраться с системой охлаждения масла. В некоторых моторах имеется радиатор охлаждения смазки, либо его роли выполняют специальные ребра на картере мотора или его поддоне. Внешние стенки двигателя должны быть чистыми, масляно-пылевая шуба ухудшает теплообмен.
  • Разумеется, сам по себе мотор не должен перегреваться. Неисправная система охлаждения (помпа, радиатор, термостат) приводит не только к перегреву блока цилиндров. Лишние градусы получает и моторное масло.
  • Внутри силовой установки есть многочисленные каналы, по которым смазка распределяется по всему объему. При нормальном состоянии фильтра, и функционировании помпы, моторное масло интенсивно перемещается внутри двигателя. При этом горячая смазка из зоны работы поршней, активно меняется с уже остывшей, со дна картера. Общая температура смазочных материалов стабилизируется.
  • И, разумеется, необходимо своевременно проводить регламентные работы. По мере износа смазки, меняются ее характеристики, в том числе и температурные.

Тестирование моторных масел путем нагрева – видео

Заключение

Перегрев масла возможен только в случае неисправности двигателя или неправильном подборе технических жидкостей. Если вы содержите автомобиль в нормальном техническом состоянии, и придерживаетесь рекомендаций производителя – никаких проблем, связанных с закипанием или воспламенением масла не будет.

Ссылка на основную публикацию
Текст песни Бояре — А мы к вам пришли на сайте
Бояре; старинная русская народная игра КАРАКУЛИ Старинная русская народная игра «Бояре» имеет глубочайшие корни. Когда-то такие игры имели глубокий сакральный...
Таблица затяжки колесных болтов динамометрическим ключом
Как правильно затягивать колесные болты инструкция, порядок, список инструментов Затяжка болтов на колесах автомобиля — простой процесс, на первый взгляд....
Таблица номеров регионов на автомобильных номерах 2019
Автомобильные коды регионов России 2020, таблица номеров ГИБДД Ниже представлен полный перечень автомобильных кодов регионов России. Коды ГИБДД регионов России...
Текст песни Веселые ребята — Автомобили на сайте
Песня Автомобили (Веселые ребята) Кофе Блог - Кофе-блог всегда в гуще событий Войти Сентябрь 2008 Пн Вт Ср Чт Пт...
Adblock detector