В настоящее время универсальные моторные масла, конденсированные с помощью вязких полимерных присадок, широко используются при эксплуатации двигателей внутреннего сгорания (ДВС). Такие добавки обычно добавляют для получения более жесткой вязкостно-температурной характеристики и улучшения индекса вязкости всесезонных масел. То есть при низких температурах вязкость должна быть не слишком высокой, чтобы обеспечить прокачиваемость в смазочной системе, узлах доступа и минимальное сопротивление трению при проворачивании. В то же время при высоких температурах вязкость не должна быть слишком низкой, чтобы обеспечить смазочный слой в узле трения.
HTHS — это высокотемпературная вязкость при высокой скорости сдвига, определяемая при 150oC и скорости сдвига 10^6 c-1.
Стандарт ASTM D4683
ASTM D4683 — один из методов, применяемых в качестве измерителя вязкости HTHS. Испытание проводится следующим образом: смазку вводят между ротором и статором и нагревают до подходящей температуры испытания в 150 °C. Ротор испытывает реактивный крутящий момент на сопротивление масла потоку, и этот уровень отклика крутящего момента используется для определения вязкости HTHS. Также было установлено, что данный параметр связан с экономией топлива, поэтому в настоящее время на него стали обращать особое внимание.
Полученное в ходе теста ASTM D4683 число дает временную потерю вязкости смазочного материала при высоком сдвиге и повышенных температурах, соответствующую условиям работы двигателя. Между эим числом и вязкостью существует прямая зависимость — ниже число — ниже вязкость HTHS и, в свою очередь, выше эффективность использованного топлива. Традиционно единицей измерения вязкости HTHS являются миллипаскали в секунду (мПа*с), но иногда ее указывают и в сантипуазах (сП).
(Миллипаскаль-секунда (millipascal second) — единица СИ динамической вязкости, равна сантипуазу (cP, сП))
Стандартом вязкости HTHS смазочных материалы в тяжелых дизельных двигателях имели минимальный показатель 3,5 сП. В настоящее время OEM-производители, работающие в тяжелых условиях, стремятся достигнуть показателя вязкости HTHS ниже 3,2 сП.
Высокий и низкий HTHS
Выделяют моторные масла с высоким и низким HTHS. Для идентификации масел с высоким HTHS (это масла, у которых данный параметр ≥3,5 мПа*с) используют следующие обозначения ACEA: A3/B3, A3/B4, C3, C4 для легковых автомобилей и E4, E6, E7, E9 для тяжелых грузовых авто. Среди моторных масел с низким HTHS выделяются следующие категории:
- С HTHS ≥2,9 и ≤3,5 мПа-с. Категории A5/B5 и A1/B1 и вязкостью 5W-30, а также С1 и С2.
- С HTHS ≥2,6 и ≤2,9 мПа-с. Это масла категории ACEA A1/B1 и вязкостью 0W-20 / 5W-20.
- И масла с HTHS ≥2,4 и ≤2,6 мПа-с. К ним относятся масла, вязкость которых 0W-16 и 5W-16. Они пока не имеют классификации ACEA, но классифицированы API SN.
По мере повышения параметра HTHS, увеличивается толщина масляной плёнки. Некоторое время назад считали, что если слой смазочной плёнки толстый, двигатель будет наверняка защищен от износа. Такая точка зрения не имеет веса в настоящее время, так как в последних двигателях зазоры между трущимися поверхностями так малы, что жидкостный принцип смазки сменяется граничным и контактным принципами. В таких областях трения в качестве вещества, защищающего от износа выступает не масляная плёнка, а современные инновационные присадки, например, трёхъядерный молибден (молибденовая смазка) или моноолеат глицерина.
Чем меньше вязкость масла, тем меньше сопротивление деталям двигателя, а это, в свою очередь, ведет к увеличению мощности мотора и меньшему износу некоторых его узлов . Применение масел с низкой вязкостью, помимо прочего, оказывает положительное влияние на экологию. Выброс в атмосферу CO2 (двуокиси углерода) на маслах низкой вязкости ниже, чем на высоковязких маслах. Стоит отметить, что производители автомобилей в Европе не придерживаются данного направления.
В моторах, предназначенных для использования в них масла с пониженным HTHS, можно отметить ряд отличий:
- расстояние между трущимися поверхностями уменьшено. Повышена точность сборки и подгонки деталей (минимизированы зазоры между элементами).
- применяются масло-насосы с более высокой производительностью для получения необходимого давления при использовании масел большей жидкости.
- используются широко-поверхностные подшипники, в которых масло с высокой вязкостью поступает медленнее.
В случаях, когда двигатель не предполагает применение низковязких масел, их использование в нем недопустимо! Именно с этой целью в руководствах по эксплуатации использование моторных масел строго регламентировано.
Какие могут быть негативные последствия при использовании масел с низким HTHS в неподготовленных двигателях? В случаях применения масла с пониженным HTHS в двигателях, не предназначенных для этого, повышается скорость их износа. В особенности это касается эксплуатации авто в условиях высоких температур, постоянного простоя в городских пробках и езды на высоких скоростях.
