Вязкостно-температурные свойства

Изменение вязкости моторного масла в зависимости от температуры – вязкостно-температурные свойства – характеризует способность масла образовывать масляный слой, обеспечивающий условия жидкостного трения между сопряженными поверхностями трущихся деталей при различных условиях работы двигателя. Вязкость моторного масла влияет также на надежность прокачивания масла по всей системе смазки, на легкость и быстроту пуска двигателя, уплотнение поршневых колец в цилиндре, на степень очистки масла в фильтрах.

При низкой температуре вязкость масла резко увеличивается, при вращении и перемещении сопряженных узлов и деталей, при движении масла по маслопроводу и масляным каналам возникает сильное сопротивление, велики механические потери. В результате ухудшается смазка двигателя, затруднен его пуск, увеличивается износ.

В то же время моторное масло должно сохранять достаточно высокую вязкость при высоких температурах, чтобы не терять способности образовывать устойчивую смазывающую пленку между трущимися поверхностями. Таким образом, предпочтительно использовать масла, обладающие высокой вязкостью при высокой температуре и низкой при низкой температуре. (При построении графической зависимости вязкости от температуры такие масла имеют пологую вязкостно-температурную кривую.)

Моторные масла с подобными вязкостно-температурными свойствами получают путем загущения маловязкой масляной основы присадками. Такими загущающими присадками служат обычно полимерные соединения, растворимые в маслах – полиизобутилен, полиалкилстиролы, полиметакрилаты. Загущенные моторные масла увеличивают срок службы двигателя и самого масла, снижают расход топлива. Недостатком некоторых загущающих присадок является невысокая термическая и механическая стабильность.

Величина вязкости определяется как динамическая и кинематическая.

Динамическая вязкость – сила сопротивления двух слоев жидкости площадью 1 см², находящихся на расстоянии 1 см друг от друга при перемещении их со скоростью 1 см²/с один относительно другого. Единица измерения динамической вязкости – Па×с. Кинематическая вязкость равна динамической вязкости, деленной на плотность жидкости при той же температуре, при которой определялась вязкость. За единицу кинематической вязкости принят стокс (Ст), на практике используют сантистокс (сСт). 1Ст = 10^–4м²/с, 1сСт = 10^–6м²/с = 1 мм²/с.

Вязкостно-температурные свойства выражаются безразмерной величиной – индексом вязкости (ИВ). Индекс вязкости определяется отношением вязкости масла при 50°С к вязкости при 100°С. Чем выше ИВ, тем более полого изменяется кривая вязкости при изменении температуры, то есть тем лучше вязкостно-температурная характеристика моторного масла. Значение индекса вязкости определяют по специальным таблицам или, что проще, по номограммам, пример которой приведен на рисунке 1.

Рис.1.Номограмма для определения индекса вязкости

Помимо ИВ, вязкостно-температурные свойства моторных масел оцениваются по кинематической вязкости масла при +100°С и при –18°С, а также по температуре застывания. В зависимости от величины показателей вязкостно-температурных свойств моторных масел определяются условия их эксплуатации. Масла, применяемые в зимнее время и всесезонно, должны иметь высокий индекс вязкости, более низкую температуру застывания и меньшую вязкость при низких температурах по сравнению с летними маслами.

Для понижения температуры застывания в моторные масла вводят депрессорные присадки (депрессанты). Механизм действия депрессантов состоит в том, что они адсорбируются на образующихся мелких кристаллах парафинов. Это приводит к прекращению роста кристаллов, и масло сохраняет подвижность. Обычно вводят депрессант в количестве около 0,5 %, что обеспечивает снижение температуры застывания на 17–25°С. В маслах для круглогодичного использования (всесезонных) используют также модификаторы вязкости, представляющие собой полимеры с низкой молекулярной массой.