Monday, February 20, 2012

Вискозитет на моторното масло

Първите масла, бяха сезонни масла, вискозитет SAE 40 често се избираха за летни, и за зимния сезон се сипваха масла SAE 10w, заради вискозитета си. зимно време, маслото се сгъстява, и разнасянето при стартиране на двигателя му става трудно, и през първите 15 минути, докато маслото и двигателя загреят за да може маслото да се разнесе, двигателя е подложен на сериозно изнасяне, равносилно на около 300 км агресивно шофиране тип газ-спирачки. Тези масла имат измерен и обозначен само кинематичен вискозитет при 100 градуса – работна температура или при –20 градуса. За това се наричат сезонни масла. Проблемът с тях е че зимното масло много лесно се разкъсваше лятото, а лятното масло се сгъстяваше много зимата, и това пречеше на двигателя да стартира, и да работи адекватно, до загряването на маслото до работна температура. Другият проблем с тези масла, е че те не са детергентни, и не промиват и не прочистват двигателя. За всеобща радост и щастие, тези масла много отдавна за отживелица, останала и забравена в миналото.


Вискозитетът на маслото представлява компромис. Отчасти поради тези променливи изисквания и отчасти защото минералните масла се разреждат при нагряване и сгъстяват при охлаждане. Новите технологии, използвани днес от всички реномирани фирми в света, се основават на присадки, които намаляват степента, в която вискозитетът се влияе от промените в температурата. Това е ярко изразено при всесезонни масла, като например 20W50 и 20W30. тези масла имат висок вискозитет. Например все сезонното масло 10W40 изпитва по-малка промяна на вискозитета при нормалните работни температури в сравнение с едно сезонните видове SAE 10W и SAE 40. При температура -20С, все сезонното масло има същия вискозитет като маслото SAE 10W, докато при 100С има същия вискозитет като масло то SAE 40. Класификацията по SAE, Society of Automotive Engineers, Общество на инженерите автомобилисти първоначално е обхващала четири класа, наречени SAE 20, 30,40 и 50, които покриват най-използваните вискозитети. По-късно тази серия е била разширена и са били включени още по-редки масла, поради нарасналото търсене от по-лесно запалване в зимни условия и отчасти поради подобрената технология в модерните двигатели, които вече не изискват гъсти масла. Гъстите масла все още са нужни за по-старите двигатели, при които има висок разход на масло в резултат на деформациите в нагорещените части на цилиндъра. При всесезонните масла, индекса се чете първо при палене рано сутрин при зимно време на студ, при -20 градуса, и после при 100 градуса - нормална работна температура на двигателя и маслото. Което за индекс 5w-40 значи динамичен вискозитет 5w при палене зимно време при -20 градуса, w идва от английската дума winter която значи зима, и при 100 градуса кинематичния вискозитет на маслото е 40. по правило колкото е по-висок вискозитета на маслото толкова е по-гъсто. Подобен ефект се постига с присадки, наречени вискозитетни модификатори, които се добавят съм маслото, и тези присадки предизвикват този ефект. Вискозитетите на тези три нови класа първоначално са били специфицирани по динамичният вискозитет при -20С, това е типична температура за студени зимни утрини, и всеки от тях е получил буквата W, което значи зима: SAE 10W, SAE 20W. По-късно са били прибавени още и класовете 5W, 15W, 25W, за да се задоволят нарасналите нужди от прецизност в модерните двигатели, като динамичният вискозитет се е определял на специални симулиращи апарати при по-ниски температури. Летните масла се определят по кинематичния вискозитет при 100С, SAE 20, 30, 40, 50, 60, а зимните по динамичния вискозитет, при -20 градуса, SAE 0W, 5W, 10W, 15W, 20W, 25W. Компромисът между зимни и летни масла са все сезонните масла, които ще разгледаме по-долу.

Всесезонни масла
Като своите предшественици, все сезонното масло е смес от минерално или синтетично масло и присадки, но то съдържа съвършено нов компонент - чувствителен към температурата полимер, който може да стабилизира вискозитета. При охлаждане веригообразните молекули на полимера се свиват и са неактивни и маслото има течливостта на зимното масло. Но когато се нагрее и молекулите на маслото станат по-активни, полимерът набъбва и се отвива като пружина и по този начин пречи на движението на молекулите, а това от своя страна предотвратява разреждането на маслото.

Всички масла стават по-редки при нагряване и по-гъсти при охлаждането някои са по-малко чувствителни към този ефект, отколкото други. Тази чувствителност зависи от редица фактори. например от, технологията и дълбочината на рафиниране, и има ли и каква и до колко дълбока допълнителна обработка, например хидроизомеризация, при която ненаситените въглеводороди се насищат, наличието на синтетични компоненти и др. Степента на тази промяна се характеризира с число, известно като вискозитет.

Когато маслото има висок вискозитет, то относително малко променя вискозитета си в някакъв температурен интервал. Модерните все сезонни масла имат висок вискозитет. Защото съдържат полимерни присадки, които противодействат на разреждащия ефект на високите температури. Така все сезонното масло трябва да бъде достатъчно гъсто при високи температури и достатъчно течно при ниски температури. Например маслото от класа SAE 20W50 има характеристиките на маслото SAE 20W при температура -20С и характеристиките на маслото SAE 50 при температура 100С. Най-широкият диапазон, използван днес, е SAE 5W40 или 10W60, и е почти изцяло за бензинови двигатели. Изискванията на дизеловите двигатели се задоволяват от по-тесни диапазони: 10W30, 15W30, 20W30, 15W40, 20W40, 20W50.

Все сезонното масло поддържа отлично своя вискозитет както през зимата, така и през лятото. Неотдавна не беше решен проблемът с неговата "гъстота", защото гъстото масло намалява коефициента на полезното действие на двигателя. Когато горивото беше евтино, това нямаше значение. Но сега проблемът възниква с пълна сила. Това предизвика следващия проблем: могат ли маслата да се направят още по-редки и все още да защитават двигателя, както и преди? На пръв поглед това изглежда съмнително.

Проблемът с редките масла винаги е бил свързан с тяхната лесна изпаряемият и поради това - с бързата им консумация. Въпросът е дали можем да направим рядко масло, което да не се изпарява толкова лесно. Маслото е сложна смес от въглеводородни молекули с различни размери, форми и тегла. Те се различават по своята реакция към топлината. В крайна сметка те всички започват да се изпаряват. Редките масла, съдържащи пръстено образни молекули, се изпаряват по-лесно, отколкото маслата, съдържащи веригообразни молекули. И колкото е по-рядко маслото, толкова по-бързо е изпарението. Затова колкото по-малко пръстено образни молекули имаме в сместа и колкото повече са веригите, толкова е по-голяма възможността да се намали успешно вискозитетът на моторното масло. До неотдавна единствените масла, които са постигали тази желана комбинация от нисък вискозитет и ниска изпаряемост, са били синтетичните масла. По начало те са били предназначени за специалните нужди на реактивните двигатели, но са много скъпи и се получават много сложно.

Важно е да се знае че за да се получи добро моторно масло е необходимо основното масло да е чисто и добро и хомогенно, тогава присадките ще имат пълен ефект. Ако основното масло е боклук, каквито, и колкото присадки да му слагате, крайния резултат си остава боклук. Има два основни начина на получаване на базовите масла, преди да бъдат легирани с присадките.

No comments:

Post a Comment

Note: Only a member of this blog may post a comment.