Что такое масляная пленка
Большая Энциклопедия Нефти и Газа
Образование масляной пленки происходит следующим образом. Удлиненные молекулы смазывающего вещества могут иметь на одном конце полярно-активный радикал, который прикрепляется к поверхности твердого тела. Множество таких молекул образуют мономолекулярный ориентированный слой подобно ворсу ковра. Плотнопараллельно расположенные молекулы занимают стоячее положение, при котором неполярные хвосты направлены от твердой поверхности. Толщина таких масляных пленок обычно не превышает 0 1 мкм. Эти пленки не способны выравнивать поверхность трения и повторяют ее микрорельеф. Характерной особенностью масляной пленки является слабая связь между неполярными концами молекул смежных слоев, причем по мере удаления от поверхности эта связь ослабевает. [2]
Образование масляной пленки необходимой толщины между трущимися деталями возможно лишь при наличии достаточно высокой относительной скорости движения этих деталей. При отдельных рабочих режимах машины масляная пленка между деталями может оказаться слишком тонкой для полного разделения поверхностей, что, естественно, должно вызвать усиленный износ деталей. Такой случай имеет место при пуске двигателя в ход. Вращение двигателя начинается с нулевой скорости, в соответствии с чем двигатель должен сделать значительное число оборотов, прежде чем между его трущимися деталями образуется масляная пленка достаточной толщины. Ее образование затрудняется также тем, что масляный насос двигателя, приводимый в действие одновременно с пуском двигателя в ход, не обеспечивает при малых оборотах эффективной подачи масла в магистраль и далее к поверхностям трущихся деталей. [3]
Образованию масляной пленки способствует клинообразное пространство между трущимися поверхностями сегментов и опорного диска. Для этого сегменты должны иметь возможность самоустанавливаться под некоторым углом к опорной поверхности диска. Опоры для облегчения самоустановки сегментов устанавливают не в центре сегментов, а смещают в сторону их сбегающего края. [4]
Условия образования масляной пленки между образцами, принятыми для испытаний на таких машинах и между зубьями зубчатых колес, различны. [7]
В образовании непрерывной масляной пленки на нагруженной стороне известную роль играет, несомненно, шарнирное соединение поршня с поршневым пальцем, позволяющее поршню самоустанавливаться под углом к оси цилиндра и создавать этим клиновидную масляную подстилку. [8]
Это обеспечивает образование масляной пленки между зубьями толщиной в несколько раз большей, чем при эвольвентном зацеплении. [9]
При увеличении давления Р0 для образования масляной пленки следует пропорционально увеличить вязкость масла. Мощность, потребляемая пятой, увеличится пропорционально увеличению вязкости масла. [13]
Конструкция подшипника и способ смазки должны обеспечивать образование достаточно грузоподъемной масляной пленки между рабочими поверхностями. [15]
О моторном масле. Мифы и суровая реальность.
Ну здравствуйте мои дорогие душители железа!
Вводная часть:
Пока Вы заливаете свои синие зенки на новогодние праздники…
я, находясь в отпуске, и далее захватив все новогодние праздники, ввиду ожесточения санкций и кратного увеличения стоимости используемого мною моторного масла решил подобрать альтернативную замену, но сделать выбор не потому что «посоны советуют», а предварительно самому разобравшись во всех процессах, показателях и учитывая характеристики огромного выбора масел а так же конкретного мотора(ов) сделать правильный выбор
Вязкость масла и мифы
Самые популярные наши заблуждения относительно вязкости :
1 миф: «Если я люблю душить – значит сток моторное масло со сток вязкостью не подходит – типа нужно заливать более спортивные автомобильные масла» — Поздравляю — Вы пошли по моим стопам, готовьте бабки на новый мотор + реальная потеря мощности.
2 миф: «Когда разрабатывался 4g63t мотор – то не было таких крутых современных аля спортивных масел с большой вязкостью, так что автопроизводитель и не мог их рекомендовать» — не было тогда не только современных марок моторного масла, не было еще и технологий производства двигателей, рассчитанных на такое современное автомасло (речь за сток мотор со сток зазором), так что начинайте снова копить на капиталку)
Пащиму? Спросите Вы…узнаем об этом далее…но по порядку, итак :
Основная задача любого масла – исключить сухое трение движущихся внутренних деталей двигателя и обеспечить минимальную силу трения при максимальной герметичности рабочих цилиндров. Получить масло, которое обладало бы необходимыми для этого свойствами, и при этом имело бы стабильные характеристики в широком диапазоне температур невозможно, а диапазон рабочих температур масла в двигателе достаточно широк и постоянно изменяется. Более того, все моторы имеют разный пробег, зазоры бывают разными и т.д…главное в вязкости масла – способность оставаться на поверхности внутренних деталей мотора и при этом сохранять текучесть при определённых условиях работы.
Хочу обратить Ваше внимание на то, что та температура, которую большинство автолюбителей наблюдают на приборной доске, и которую принято называть температурой двигателя – на самом деле является температурой охлаждайки, которая на исправном авто стабильна в прогретом двигателе и равна она примерно 90 градусов. Если мы установим датчик температуры масла в машину то увидим, что темпер масла при этом далеко не рядом и постоянно скачет в зависимости от режимов душения и может доходить даже до 130 градусов если жёстко продолжительное время дубастить, и наоборот — мы можем видеть, что охлаждайка давно прогрета — типа можно ехать, но моторное масло даже не встало на 40 градусов.
Поэтому, для каждого конкретного мотора производитель определяет оптимальные параметры для используемого масла, которые должны обеспечить максимальный КПД при минимальном износе внутренних деталей мотора в ходе его эксплуатации. Так же надо понимать, что вязкость масла меняется в зависимости от температуры и является не постоянной величиной, поэтому существует классификация всех масел по вязкости, которая указывает на вязкость конкретного масла при различных рабочих температурах, т.е. данная классификация указывает диапазон температур, в котором работа конкретного двигателя является нормальной, т.е. безопасной, при условии, что производитель допустил это моторное масло с такими параметрами для езды для такого мотора.
Моторное масло должно эффективно прокачиваться по масляным каналам и обеспечивать разделение поверхностей трения, т.е. создавать масляную пленку нужной толщины между этими поверхностями. При недостаточной толщине масляной пленки или ее отсутствии возможно возникновение контактов металл-металл, отсюда повышенный износ и задиры/сваривание поверхностей — это приводит к так называемым проворотам вкладышей и прихватам цилиндров.
Вязкость масла влияет на толщину масляной пленки, которая образуется между трущимися поверхностями. Чем выше вязкость масла, тем больше толщина масляной пленки, чем ниже вязкость, тем меньше толщина масляной пленки. Там, где в моторе конструктивно невозможно создание масляной пленки необходимой толщины (например, кулачок распредвала-толкатель), предотвращение износа осуществляется благодаря противоизносным/противозадирным присадкам масла.
Нужно понимать основные требования к вязкости масел:
Вязкость масла не должна быть слишком низкой, потому что это может привести к повреждению двигателя из-за возникновения трения «металл-металл»
Вязкость масла не должна быть очень большой потому, что деталям будет «трудно двигаться» относительно друг друга (представьте, что в двигателе мёд) и его будет тяжело прокачать по масляным каналам, что приведет к отсутствию смазки в узлах трения и возникновению «сухого трения», а также повышенному расходу топлива.
Вязкость масла должна быть оптимальной! Она изначально рассчитывается при создании каждого конкретного типа двигателя и указывается в руководстве по эксплуатации и обслуживанию двигателя/автомобиля.
Так как же зависит вязкость моторного масла от температуры?
С ростом температуры вязкость моторного масла падает, т.е. масло становится более жидким. Вязкость масла может уменьшаться в интервале температур от 0°С до +120°С в сотни и тысячи раз. На практике этот эффект используется при замене масла – масло всегда меняют после прогрева двигателя, т.е. когда масло разжижается, иначе слить его максимально полно с двигателя нельзя.
«Обычное минеральное» моторное масло при 0°С гуще воды более чем в сотни и тысячи раз, а при +100°С всего лишь в десятки. Кинематическая вязкость моторного масла показывает именно «степень густоты» моторного масла. Она измеряется в сСт (сантиСтоксы или мм /с, 1 сСт = 1 мм /с).
Скорость падения кинематической вязкости с ростом температуры характеризуется ИНДЕКСОМ ВЯЗКОСТИ масла. Проще говоря, индекс вязкости показывает «степень разжижения» масла. Это безразмерная величина, т.е. не измеряется в каких-либо единицах (метрах, километрах, килограммах и т.д.) – это просто цифра!
Чем ниже индекс вязкости моторного масла, тем сильнее масло разжижается, т.е. толщина масляной пленки становится очень маленькой (а за этим следует повышенный износ). Чем выше индекс вязкости моторного масла, тем меньше масло разжижается, т.е. обеспечивается необходимая для защиты трущихся поверхностей толщина масляной пленки.
На практике, в случае реальных моторных масел, низкий индекс вязкости означает плохой запуск двигателя при низких температурах или плохая его защита от износа при высоких температурах.
Пример: нашерашское масло M10ДМ – минеральное масло (индекс вязкости ИВ
Вывод: чем выше индекс вязкости моторного масла, тем в более широком температурном диапазоне (окружающей среды) масло обеспечивает работоспособность двигателя – обеспечивается более легкий пуск двигателя при низких температурах и достаточная толщина масляной пленки (и, соответственно, защита двигателя от износа) при высоких температурах.
Итак, мы должны для себя чётко понимать, что вязкость автомасла на стоковом моторе на стоковых зазорах должна соответствовать требованиям автопроизводителя, не зависимо от возраста, пробега, стиля вождения, бюджета и мнения «посонов».
Вы можете начать закидывать меня какашками, вываливая их на вентилятор, но это действительно так — это доказано, это как велосипед который не нужно изобретать, всё лежит на поверхности …и второй немаловажный фактор — индекс вязкости — и он нужен, чем выше — тем лучше. Вооот… теперь то мы знаем какой показатель масла в сертификатах, так злостно скрываемый производителями, нам то и нужен для того чтобы отделить мух от говна и наоборот…но вы не переживайте…я за Вас это сделал мои любимые разрушители моторов))) Но об этом потом, после уточнения ещё некоторых характеристик, спрятанных производителем от наших глаз и даже не указываемых мелким шрифтом на этикетке…ну ничего…мы и до них доберёмся) И ни какая пыль в глаза с роликов ютюба не собьют нас с правильного пути… До встречи…постараюсь как можно быстрее вывалить главное.
Антизагуститель. Как получить прочную масляную плёнку.
Мы уже упоминали о том, что моторное масло может разжижаться вследствие различных причин:
-высокая скорость сдвига масляной плёнки (особенно в двигателях с CVVT, турбинами и т.п.);
-конденсат, который образовывается в результате запуска двигателя на холодную;
-остатки топлива, попадающие в масло при регенерации сажевого фильтра, либо при неравномерной затяжке гаек крепления форсунок и неодинаковой подаче топлива ТНВД к форсункам в дизельных двигателях (особенно у VW);
Поэтому масло часто не доживает до конца срока службы: уже через 5000-7000 км масло теряет некоторые свои штатные характеристики. В прошлой статье (smazka.ru/news/pochemu-ma…-shtatnye-kharakteristiki) вы можете узнать, как масло 5W-30 стало маслом с характеристикой 5W-16.
iMagnet P14 создан для того, чтобы поддерживать масло в рабочем состоянии до конца срока службы за счёт стабилизации HTHS вязкости. Но просим не путать с загустителями, повышающими вязкость масла. Для того, чтобы разница была нагляднее, проведём эксперимент – исследуем пробы масла при помощи реометра (прибор для определения вязкостных характеристик) и посмотрим, как изменятся характеристики при добавлении загустителя или iMagnet).
Начнём с загустителей. Да, они делают масло более вязким и избавляют двигатель от угара масла, но общая картина только ухудшится: слишком вязкое масло оставляет двигатель без надлежащего смазывания (масло плохо распрыскивается).
Перед продажей авто продавцы не редко используют загустители моторного масла, чтобы было проще продать автомобиль, который «не дымит».
Первую пробу мы сняли с чистого масла и того же масла с добавлением загустителя:
Как видите, разница на лицо. Загустители делают масло гуще в 2 раза. Дадим загустителям ещё один шанс и возьмём пробу масла с пробегом 8000км. По идее, масло, повидавшее мир, уже должно было разжижиться. Может быть, тогда загуститель поможет:
Даже в случае с несвежим маслом, загуститель всё равно «перегибает палку» и показывает слишком большую вязкость HTHS. Это говорит о том, что масляная плёнка стала крепче не за счёт усиления связей между молекулами, а за счёт увеличения их количества.
Загустители призваны увеличивать густоту масла, но если посмотрите на любую канистру с маслом, то кроме знакомых 5W-30 вы увидите рядом еще один параметр – категория масла по ILSAC.
Данные аббревиатура говорит ещё о 15 параметрах масла, в том числе HTHS (высокотемпературная вязкость при высокой скорости сдвига). Особенность этого параметра в том, что он говорит о вязкости при температуре 150’C и скорости сдвига масляной плёнки 1000000*(1/sec) (не путать со скоростью движения поршня).
У разных типов масла свой параметр HTHS, который должен быть не менее указанной нормы. HTHS параметр в отличие от обычного параметра вязкости характеризует не просто «густоту» масла, а прочность масляной плёнки. Именно она защищает детали в двигателе, не позволяя им тереться друг об друга.
При использовании загустителя масло стало гуще почти вдвое, и двигателю приходится прикладывать больше усилий на то, чтобы сдвинуть детали. Это при том, что на работу двигателя и без того приходится только 11,5% энергии получаемой от топлива. Однако есть другое решение, более инновационное – стабилизатор HTHS вязкости моторного масла iMagnet P14.
iMagnet P14 можно назвать Antiзагустителем, так как он тоже борется с разжижением масла, но не за счёт увеличения его густоты, а за счёт восстановления HTHS вязкости. Повторим опыт с пробой масла:
Ещё одно преимущество iMagnet P14 заключается в том, что он помогает маслу работать в граничном режиме. Когда масло уже немного теряет свою прочность, детали начинают тереться друг об друга. Это обычно происходит при недостатке масла между деталями (особенно в период пуска двигателя), при больших удельных нагрузках в узлах трения (например, в зубчатых передачах) и др.
В моторном масле, как правило, предусмотрены специальные компоненты, которые предназначены для работы именно в этом режиме. Однако со временем и их ресурс исчерпывается. iMagnet P14 восстанавливает их жизнеспособность.
В статье мы обсудим некоторые тонкости при замене моторного масла и фильтров в автомобиле, при очередном ТО.
Как грамотно сэкономить на ТО, и стоит ли переплачивать за дорогие оригинальные запчасти. Почему к выбору моторного масла стоит подойти исключительно со знанием дела, мы расскажем о его задачах, свойствах, проанализируем состав, чтобы Вы представляли всю картинку о тонкостях подбора и применения определенных сортов масел в двигателе Вашего автомобиля.
Если в период эксплуатации машины Вам не нужны такие проблемы как:
залегание и закоксовка колец,
проблемы со стартером (запуском мотора)
угар и масляное голодание движка.
И поверьте мне, за этими проблемами потянуться и вылезут наружу пакости с системой охлаждения, топливной системой и т.д. в общем «сыпаться», как говорят автолюбители, начнет все подряд.
Поэтому лучше предупредить, чем потом маяться в сервисе и платить за то, что можно было изначально не допускать.
Главная задача при замене расходников и жидкостей в машине, это их правильный выбор, ибо от него зависит эффективность работы в системе смазки двигателя всех жидкостей, а фильтры будут качественно фильтровать отложения и мелкие стружки, что значительно продлит срок эксплуатации Вашего автомобиля.
Так же не забывайте записывать дату смены или пробег, чтобы соблюдать интервалы и вовремя менять расходники и масла. Обычно средний интервал замены составляет до 10-12 тыс. км пробега, в зависимости от условий эксплуатации и качества масла и фильтров.
Даже если вы будете следовать рекомендациям по подходящей вязкости моторного масла, указанной в руководстве пользователя, то у вас, как минимум, останется еще дюжина вопросов. Причем, если еще взять и масляные фильтры, то вопросы, связанные с ними, пополнят ту дюжину.
Вы можете купить фильтр с самыми высокими характеристиками по удержанию отложений и максимальным сроком службы. Но нужно ли вам тратить эти деньги, если вы меняете свое масло строго по пробегу?
Именно в этой ситуации возникает проблема длительных интервалов.
Мы проанализировали результаты экспериментов от таких брендов как: Valvoline, Mobil 1, Liqui Moly,Total, Royal Purple, Fram и WIX Filters, чтобы получить от них тот состав, который более менее подойдет под наши автомобили.
В процессе рассуждения мы раскроем некоторые мифы.
Но сначала, проведем небольшой урок по основам смазки.
Задачи моторного масла и свойства масляной пленки
Основной смысл моторного масла заключается в создании им чрезвычайно тонкой амортизирующей пленки для отделения металлических компонентов и предотвращения их контакта, когда детали вращаются друг относительно друга.
Внутри камеры сгорания масляная пленка действует как герметик, чтобы закрыть зазор между поршневыми кольцами и стенкой цилиндра. Это самое движение создает очень ощутимое тепло.
Масло содержит антиоксиданты, которые защищают его от распада на составляющие, это своеобразный моторный клей. Хорошее моторное масло способно дать нам эти свойства. Но для такой работы ему надо правильно циркулировать по системе. Иногда требуется хорошая текучесть.
О вязкости моторного масла
Маловязкое масло (Обычно нулёвки и пятерки), хорошо использовать в северных регионах. Но оно быстро выходит из строя, когда чересчур нагревается, что делает его жизнь в двигателе более сложной. С другой стороны, более вязкое масло (обычно тридцатки) поддерживает прочную амортизирующую пленку, которая не разрывается при нагревании. Но это свойство очень сильно проседает, во время холодов.
В Лабораториях по изготовлению точно определяют, какой диапазон вязкости лучше всего подходит для каждого конкретного двигателя. Всегда следуйте рекомендации производителя, в особенности обращайте внимание на вязкость.
Использование неправильной вязкости является самой распространенной причиной преждевременного износа двигателя. И большая часть этого износа происходит во время холодных запусков. Двигатель остывает, а масло густеет на морозе и при запуске мотора вновь, нужна молниеносная прокачка и подача смазки на детали, иначе повышенное трение и нагрузка на стартер высокое, что приводит к быстрому износу.
Рекомендации авто производителя обычно прописываются в инструкции по эксплуатации автомобиля или прямо на крышке маслоналивного отверстия. Никогда не применяйте неподходящую вязкость даже, если вы считаете, что такое масло будет работать лучше.
Очень важно! При выборе и покупке продукта обращайте внимание на срок годности на канистре, обычно он составляет около 5 лет. Но опять же есть нюансы в хранении, при котором должна соблюдаться определенная температура помещения. Так же переверните канистру вверх дном, и убедитесь что масло не течет через крышку. Если залить в двигатель,просроченное масло, то оно просто разложится на составляющие, и сразу сгорит.
Так же важно знать и почитать
Почему возникает и к чему ведет масляное голодание ДВС
Масляное голодание приводит к повышенному трению между подвижными деталями двигателя. Характер трущихся пар в каждой из зон двигателя предполагает характерные причины и последствия недостатка смазывающего материала. В статье мы рассмотрим, как определить масляное голодание двигателя, как проверить фактическое давление масла, а также избежать негативных последствий повышенного трения между поршневыми кольцами и цилиндром, вкладышами и коленчатым валом, шейками распределительного вала и его постелью.
Функции масляной пленки
Масляное голодание – процесс взаимодействия деталей, при котором нарушается оптимальная толщина масляной пленки в пятне контакта трущихся пар. При этом возникающая сила трения приводит к резкому повышению температуры в пятне контакта и появлению задиров. Высокая механическая нагрузка может привести к разрушению деталей, а в отдельных случаях из-за температурного воздействия элементы привариваются в пятне контакта.
Функции масляной пленки:
Причины масляного голодания
Масляное голодание мотора стоит отличать от зонального срыва масляной пленки между определенными парами трения. Общий недостаток смазывающего материала возникает либо вследствие недостаточного давления в системе смазки, либо по причине снижения перекачиваемого объема масла. Срыв масляной пленкой возникает по большей мере из-за ударных нагрузок на пары трения, снижения смазывающей способности моторного масла либо неправильного зазора между парами трения.
Причины нехватки масла в моторе:
Признаки недостаточного давления
Зачастую с понятием масляного голодания владельцы сталкиваются когда на щитке приборов загорается контрольная лампа низкого давления в системе смазки. Засветиться индикатор может как по причине нехватки масла, так и из-за неисправности датчика давления, проводки либо индикации щитка приборов.
В первую очередь признаком масляного голодании является повышенная шумность при работе двигателя. Посторонние звуки возникают вследствие повышенного трения. На авто с цепным приводом ГРМ масляное голодание провоцирует характерный лязгающий звук ослабшей цепи, так как при недостаточном давлении гидронатяжитель не в состоянии обеспечить должное натяжение цепи.
Наиболее верный способ определения причины засвечивания «масленки» красного цвета – замер фактического давления в системе смазки с помощью механического манометра. В случае хлопотности этого метода по причине неудобного расположения датчика давления (ДД) или отсутствия оборудования, часто целесообразней начинать с проверки электроцепи и замены датчика.
Неисправности системы смазки двигателя
Простейшая система смазки состоит из маслозаборника, масляного насоса, редукционного клапана, масляного фильтра и датчика давления. Современные системы нередко оборудуются запорным клапаном, предотвращающим стекание масла из блока цилиндров на заглушенном двигателе, форсунками для дополнительного охлаждения поршней, масляным радиатором. Последний отводит тепло за счет обдува корпуса наружным воздухом либо посредством теплообмена с антифризом, который циркулирует через теплообменник.
Несмотря на тип устройства масляного насоса, наиболее частая неисправность узла – выработка корпуса, деталей всасывающей и нагнетающей секций. Возникающий зазор приводит к недостаточному разряжения в полости всасывания и утечкам масла в нагнетающей полости, что приводит к масляному голоданию двигателя. Куда разнообразней причины нехватки смазки по вине регулируемого маслонасоса.
Выше продемонстрировано устройство механического масляного насоса, производительность которого зависит от оборотов коленчатого вала. Конструкция регулировки довольно надежная, поэтому редко становится причиной масляного голодания.
На фото ниже представлен двухрежимный масляный насос, управляемый клапаном регулировки давления. Сигнал на клапан подается ECU (Engine Control Module). Движение клапана перераспределяет поток масла к управляющим поверхностями, что позволяет гибко регулировать давление масла во всех режимах работы двигателя. Несмотря на приемлемую надежность, можно выделить наиболее вероятные неисправности:
Локальный срыв масляной пленки
Помимо общего голодания, возникающего вследствие неисправности насоса или снижения уровня масла в поддоне, стоит упомянуть о возможных локальных проблемах даже на авто с исправной системой смазки. Наиболее часто распространен срыв масляной пленки в пятне контакта поршневых колец со стенками цилиндра, шейками коленчатого вала и шатунными вкладышами.
В первом случае задиры возникают либо вследствие износа деталей цилиндропоршневой группы, либо из-за увеличенной порции впрыскиваемого в цилиндры топлива. Переливающие форсунки смывают масляную пленку со стенок цилиндров, провоцируя задиры на поршнях и цилиндрах.
В случае с коленчатым валом и его вкладышами чаще всего срыв масляной пленки происходит из-за чрезмерного давления в камере сгорания до момента преодоления поршнем ВМТ. Причина неисправности в рассинхронизации фаз ГРМ, слишком раннем зажигании или впрыске топлива, если речь идет о дизельном ДВС.
Наиболее опасно для двигателя детонационное сгорание топлива. В случае детонации разрушается масляная пленка на цилиндрах и оказывается разрушительное механическое воздействие на все детали ЦПГ.
Влияние моторного масла на толщину масляной пленки
Понятие оптимальной масляной пленки для каждого двигателя и даже отдельной его узловой части индивидуально. Ее толщина зависит от нагрузки на элементы, температурного режима и материала, из которого изготавливаются детали двигателя. Поэтому каждый мотор проектируется под определенный вид моторного масла. Для удобства пользователей производители ориентируются на общепринятые мировые стандарты классификации моторных масел. Наиболее известные классификации масел:
Чтобы предотвратить причины и последствия масляного голодания, следует использовать смазочные материалы с соответствующими допусками, контролировать подлинность покупаемой продукции, соблюдать, а иногда и сокращать рекомендуемые производителем интервалы сервисного обслуживания. Также регулярно проверять уровень даже в том случае, если ранее в доливке масла не было необходимости.