Пенкилер Форум

Играчка-Плачка с вискозитета на маслата в съвременни двигатели

Мита за по-гъстите масла не си отива и стои тук упорито.
Псевдо специалисти по цял ден плашат потребителя, че тролчетата с пилите и чуковете седят в засада и само чакат да налее предписаното САЕ-30 или САЕ 20 за да поломят двигателя.

Откъде идва легендата:
Някъде между 50-те и 80-те се произвеждат двигатели на изключително ниско металургично и технологично ниво с груби повърхности, плоски триещи/плъзгащи повдигачи или кобилици, лагери с композиция, не успокоени сегменти с не равномерен пружинен ефект, неточно отляти и обработени бутала от некачествена емулсия на алуминия и което е най-лошото: малка боклучива маслена помпа. Това е времето когато автомобилите са евтини и струват между една и няколко заплати и никой не планира тези индустриални изделия да живеят активно повече от 6-8 години, а често и дори само 3.
Въпреки това, повечето такива автомобили имат двигатели проектирани за работа със масла САЕ-20 и САЕ-30 (Рено 10 е за 20, Лада е за 30) Причината за това, е че тези двигатели са маломощни и всичко по-гъсто е ненужно и ще ги направи още по-маломощни.

Масовото САЕ-40 се появява много късно през 70-те, когато колите още са евтини, съответно буталата и лагерите още са боклучиви, а мощността расте до и над 60 к.с./л. Тогава се появяват и двигатели понасящи САЕ-50. Много от немските машини имат едни сложни таблици с температура на околната среда допускащи от САЕ-5w-30, през 15-40 до 10-50 и 15-50.
Постепенно с еволюцията на охладителните системи и металургията предписаните смазки се върнаха на до 0-40 през 90-те и отново до 5-30 и 0/5-20 в днешни дни.

Обичайно в миналото автомобила се е карал до 60-80.000 със САЕ-20 или 30, после 40, които се е водило дизелово и накрая като съвсем се разтрака, падне му налягането и започне да харчи масло се е използвало САЕ-50. Често последното пътуване е ставало с диференциално масло САЕ-140.
Цялата работа приключвала на 120-150.000 километра.

Основната причина автомобилистите да харесват гъстото масло, е че в стар и евтин двигател с малка маслена помпа, гъстото масло вдига налягането в системата осезаемо. Също намалява шума, който обикновено е от газоразпределението или лагери и бутални болтове на границата на разпадането.
И въпреки това, поради лошите ефекти, които описвам надолу, дори със САЕ-50 много от старите мотори отново губеха налягане след дълго пътуване, защото много части в тях просто прегряваха от ниския дебит, например тунелите на разпределителния и колянавия вал и биелите откъм биелния лагер. Всичко това като се качи в температурен режим 30-40-50° нагоре заради ниската циркулация се отваря и маслото тече свободно без да създава налягане.

Истината, е че когато дойде дилемата по-гъсто масло е време да си купите стойка за двигател и едно голямо гедоре. Няма нищо страшно. Спазвайте ръководството, използвайте добра шлайф база, напълнете го с нови части и този път го карайте с пълна синтетика и качествено гориво и я сменяйте на 5-8.000 километра заедно с висококачествени филтри.

Край на историческата ретроспекция.

* * *

В днешни дни

Да вземем за пример два много масови двигателя последно поколение: VW AE888 и Форд Еко Бууст Нано V6 - отнася се и за всички съвременни двигатели чак до Форд 4.6-3V от 2005-та

Тези двигатели имат променлива маслена помпа (4.6 няма, той държи високо налягане постоянно) с две фиксирани налягания на маслото, например 1.8 и 3.5 бара, които избира според оборотите и товара.

Типичното масло е САЕ 5W-30 за турбо дизелите и турбо бензиновите с директно впръскване и 0/5W-20 за атмосферните и хибридите.

Препоръчаното масло за Екобууст е 5-30 с HTHS 2.9-3.4 типично 3.1.
Съответно вискозитета при 100°С ще бъде между 9.9 и 12. Напомням, при малък товар и ниски обороти двигателя държи 1.8 бара, а при останалите режими 3.5.

Какво ще стане ако преминем на САЕ-40, дори да е 0-40?
Ще имаме 13.5-15 cst@100°C и HTHS типично над 3.5.
Ако сравним САЕ 30 с CST=10 и САЕ 40 с CST=15 това означава директно намаляване на дебита на масло през двигателя и турбините с поне 50% за еднакъв HTHS, а всъщност повече заради по-високитя кинематичен вискозитет.
Подчертавам, маслените помпи са с много голям капацитет, съответно налягането винаги е константно - 1.8 или 3.5 бара. Просто соленоида ще работи с по-голям duty cycle за да държи зададеното налягане. Циркулацията на маслото ще бъде много по-ниска и всичко в контакт с него ще бъде много по-горещо, съответно и самото масло ще работи при по-висока температура. Съответно и охладителната система ще се натовари с допнително количество топлина.
Което е най-лошото, тази топлина ще се опитва да тече през места и детайли, които ще развият положителна температурна разлика върху сечения, които не са металургично предвидени да пренасят топлина. В случая с биелните лагери просто ще нагряват биелите и колянавия вал.
-> всичко това означава, че целият двигател ще бъде малко крив при режима на работа предизвикан от 50% по-малко циркулация на масло. Всички отвори в двигателя няма да бъдат с формата и размера с които е предвидено да бъдат.
Същевременно двигателя ще произвежда и допълнителна топлина от горивния процес, защото по-гъстото масло ще му пречи да се върти така както е проектиран.

Примера с двигателите с фиксирана помпа регулирана само с байпасен клапан е още по-лошо.

Отново, типичното САЕ 5W-20 има CST ~8.5@100°C и HTHS 2.6-2.7 с малки изключения (знам за едно) 2.9.
Преминаването на каквото и да било САЕ-30 отново означава CST поне 10, по-често 11-12 и HTHS понякога и до 3.6, типично 3.1-3.4.

И тук имаме разлика от 50% в циркулацията.

Форд 4.6-3V има минимално налягане на маслото на топло при 2.000 оборота от 5.2 бара, иначе светва чека.
Регулирането на налягането обаче е само с байпасен клапан, който сработва на 6-7 бара.

Това означава огромен дебит през байпасния клапан, което го износва, огромно налягане върху масления филтър, което в повечето случаи просто мачка предпазната пружина и двигателя работи без маслен филтър.

Но стига негативизъм. Има хора на които такива аргументи не им действат.

Замислете се обаче, слагате ли грес на часовника си или използвате часовникарска смазка? Двигателят в автомобила Ви е изработен по-точно от часовника Ви! С какво смазвате шевна машина или тъкачен стан? Защо не слагате грес или диференциално масло?

При положение, че в съвременните двигатели имате гарантирано константно налягане на маслото и всичко в тях е проектирано точно за това налягане защо бихте използвали различно от предписаното масло? На цената на понижена циркулация и охлаждане.

Какво в двигател с ролерни кобилици и верига тип метален ремък без пълно проникване на зъбните колела се нуждае от омекотяващият ефект на гъстото масло? Нищо. Сегментите обичат най-течливото масло, което можете да им осигурите. Горния компресионен сегмент е на полу-сухо мазане. Тоест, колкото по-тънко масло, което не се обира от сегментите и влиза в хонинга, толкова по-добре. Колкото по-нисък HTHS, толкова по-добре за сегментите. Тоест, при константно налягане, т.е. гарантиран маслен клин във всички лагери, единствената група с претенции по отношение на смазката са буталата-цилиндрите и сегментите и точно тази група се нуждае от възможно най-тънко масло.
Дори буталния болт се нуждае от тънко масло, защото на студено гъстото просто ще го остави на сухо. Ако имате намерение да карате един двигател дълго, то е добре да не му се износват каналите за сегментите в буталата, а точно там имате нужда от тънко масло, което на първо място да стигне до там в достатъчни количества.

Това е. Няма нито една рационална причина да се използва гъсто масло, нуждите на двигателя са точно обратните.

* * *
Не Ви харесва?

Купете си електромобил!

Още причини да не използвате гъсто масло

1. Съвременните двигатели използват все по-тънки сегменти, които имат все по-малко радиално напрежение, тоест по-меки са.
Над 50% от триенето в двигателя се дължи на съпротивлението на сегментите към цилиндрите.
Същевременно хонинга на цилиндрите е съобразен с препоръчаният вискозитет. По-гъстото масло просто няма да може да се разлее, да омокри стената на цилиндъра и да се задържи там, защото сегментите непрекъснато ще го събират от финния хонинг.
+ С възрастта на двигателя сегментите омекват, а хонинга се заглажда и става по-плитък -> следователно трябва да използваме масло с още по-нисък вискозитет.

2. Налягането на маслото е регулирано, независимо дали с ограничаващ клапан или с маслена помпа с променлив обем контролиран със соленоид. Следователно дебита на маслото е обратно пропорционален на налягането за единица изпомпван обем.
Повечето съвременни двигатели с електронна маслена помпа са настроени за 1.8 бара налягане на празен ход или ниско натоварване и обороти и 3.8 бара при натоварване или по-високи обороти.
Повечето по-стари двигатели от 2005-та насам, които са за САЕ-20 използват огромни налягания от сорта на минимум 5.2 бара на 2.000 оборота на загрял двигател, а механичният предпазен клапан е на 7-8 бара, тоест маслената помпа е с огромен обем.

Следователно при такъв свръх капацитет за единица изпомпван обем масло на оборот, колкото по-нисък е вискозитета, толкова повече дебит ще имаме и обратно, смазката с висок вискозитет ще постигне максималното налягане с много по-малък дебит.

Къде е проблема?

- Буталото се охлажда на 50-60% от маслото разпръсквано от биелния лагер, пръскано през отвора в биелата или от специалните пръскалки ако има такива.
Същевременно плътността на маслата дори между САЕ-20 и САЕ-50 е 0.82 до 0.86 грама за см3, тоест една и съща, съответно и топлоемността им е една и съща. Само че типичното САЕ-20 има вискозитет 0.8Cst@100 градуса Целзий, а типичното САЕ-30 има Cst 12 или с 50% повече.
-> Следователно дебита през двигателя ще бъде 30-50% по-нисък, още повече, че типичното САЕ-20 има HTHS вискозитет, а това е параметъра от който зависи налягането, от 2.6 при 150 градуса, докато типичното САЕ 30 има HTHS 3.5, тоест наслагват се два фактора за по-нисък дебит.
Просто буталото ще се охлажда с между 15 и над 30% по-малко, като към това добавим и повече нагряване от повишено триене нещата стават наистина грозни.
+ Втората точка през която буталото се охлажда най-много е горният компресионен сегмент, короната топлоотдава към канала, канала към сегмента, а сегмента към стената на цилиндъра. Логично, когато намалим наполовина охлаждането на челото и короната от долната страна през маслените пръски, то топлината през компресионния сегмент ще се вдигне повече от двойно. Температурата на коксуване, изпаряване или самозапалване на различните масла (ако са хубави) е почти една и съща в границите между 230 и 240 градуса по целзий. Логично при многократно повишеното количество топлина протичащо през горният сегмент там ще се създадат условия за образуване на нагар. Въобще няма да навлизам в подробности колко се вдига износването за свеси 10 градуса Целзий в повече точно на това място. В общи линии само един вискозитетен клас нагоре може да изкара горния сегмент от всякакви проектни температурни режими и да накара втория сегмент да работи при условията при които първия обикновено работи.
От тук вече фантазията Ви трябва да е достатъчна за да се сетите, че сегментите омекват, трупат нагар, износването се засилва, въртенето им в каналите се забавя и т.н.

Накратко, карането с по-гъсто масло от предписаното е страшна простотия. При двигатели при които е позволено да се кара със САЕ-30 или САЕ-40, 30 може да се използва целогодишно, а 40 стриктно между юни и октомври или ако теглите ремарке или каравана.

Карането с нещо различно от РАО синтетика притежаваща реални пълни лицензи и сертификати също е страшна простотия. Същото се отнася и за смяна на масло на повече от 7.500-8.000 километра.

Няколко думи в допълнение.

Всички тунинговащи каквото и да било трябва да имат предвид, че отдавна има тунинг бутала за хлабина от 3 стотни в 86мм цилиндър (в90 или 95 мм ще са малко повече).

Също така имайте предвид, че съвременните тунинг сегменти вече са 0.7 gas ported горен компресионен сегмент, около 1 мм втори и 2мм маслен сегмент, всички прогонени (достижение от 60-те) и с понижено налягане, т.е. меки. като си поръчвате бутала, преди това си намерете комплект тънки сегменти и си ги поръчайте за такива. По-здрави са, по-износоустойчиви, могат да качат много коне, държат на повече обороти и износват цилиндъра повече.
Другото, което трябва да направите е да си купите собствени инструменти за разстъргване и хонинг минимум в две стъпки всяка операция и да проконтролирате разстъргването и хонинга стъпка по стъпка така, че след втория или третия хонинг цилиндрите да ви дойдат на точен размер за точната хлабина на буталата. Иначе просто не се занимавайте. Не е лошо да минете с най-финната полир паста и агнешко кече всички цилиндри, както и да развъртите гол блок с вал, биели и старите бутала и сегменти с бормашина, разбира се добре омазан, за няколко минути след което да го измиете още веднъж. Може и затапен с плоча и с подаване на масло под налягане. Така ще сте сигурни, че 0.7мм компресионните Ви сегменти ще си вършат работата.

п.п. 2JZ-GTE е за САЕ-30 с нисък HTHS<3.5, типично 3.1... Така че правете му сметката дали се нуждаете от нещо по-гъсто.

Карането с нещо различно от РАО синтетика притежаваща реални пълни лицензи и сертификати също е страшна простотия. Същото се отнася и за смяна на масло на повече от 7.500-8.000 километра

.
Аз знам само за едно масло на redline което е 70% рао . Другите са тотал кварц 9000 около 8% и по едно масло  на лики моли и шел със около 4% рао . Всичко друго от читавите марки масла е хидрокрекинг на петрол VHVI технология . Разновидност на това същото едно и също нещо има при шел при мобил и още някои наричано с различни имена но то е едно същото . Наричат го дори синтетика но реално не е .
Така че по принуда караме с минералка масата автолюбители .
Относно вискозитета не съм съгласен че е по добре да се кара със масла с нисък вискозитет така на общо основание . Всеки мотор има диапазон масла според температурните условия и експлоатация на автомобила и региона . За нашия климат ако е допустимо 5W40 или  дори 10W40 предпочитам пред някаква чорба 0W20 . Това не е масло а вода като загрее и не знам изобщо как маже тия лагери като това са лагери работещи на маслен слой и трябва да има значителон налягане там особено при висок товар .