Температура масла в двигателе. Нормы, характеристики, функционал

Что делает масло в двигателе

Смазка при работе ДВС выполняет следующие функции:

Смазка при работе ДВС выполняет следующие функции:

  • создает несущие масляные пленки в местах передачи механической энергии от одних деталей другим: от поршня – к поршневому пальцу; от пальца – к шатуну; от шатуна – к колену коленчатого вала. Далее полученная энергия накапливается маховиком и раздается через трансмиссию на движители;
  • уменьшает трение при движении поршня внутри цилиндра, на приводе газораспределительного механизма; в топливной аппаратуре и других узлах силового устройства;
  • увеличивает уплотнение в камере сжатия горючей смеси, предотвращая прорывы газов наружу;
  • вымывает образующийся нагар из зон его образования;
  • выполняет защитные функции по предотвращению коррозии металлических элементов, находящихся в нагретом состоянии;
  • отводит тепло от пар трения, стабилизирует температуру в контактирующих местах.

Большинство пользователей привыкло, что за теплоотвод отвечает охлаждающая жидкость. Но уже более ста лет исследователи, занимающиеся тепловыми машинами, установили следующее:

  • примерно 25-30 % избытка тепла в ДВС с жидкостным охлаждением переносится смазочными жидкостями;
  • в двигателях с воздушным охлаждением до 75…80 % тепловых потоков переносятся моторным маслом. Только небольшая доля теплоты отдается через ребра охлаждения на блоке и головке блока цилиндров.

Почему важна температура масла

Вязкость смазывающих жидкостей зависит от степени

Вязкость смазывающих жидкостей зависит от степени нагревания. В горячей жидкости текучесть довольно высокая, в охлажденном состоянии проявляются пластичные свойства. Относительное смещение между слоями в смазке зависит не только от касательных усилий, прилагаемых при вращательном движении. Нормальная нагрузка в парах трения меняет структурные свойства масла.

Как происходит контакт между деталями, изучает наука, названная «трибоника». У многих пользователей выработалось стойкое мнение о том, что идеальным трением будет такое, где контактирующие поверхности имеют абсолютно гладкую поверхность. Кажется, что зеркальный вид обеспечит минимальное сопротивление при контакте.

На самом деле подобные рассуждения оказываются справедливыми для тел, которые не деформируются при контактировании. Исследования, проводимые в отечественных и зарубежных лабораториях, доказали неработоспособность идеальной модели контакта. Установлено, что наличие шероховатости определенной глубины и периодичности образования гребней и впадин для реального процесса будет лучше. Во впадинах собирается смазывающая жидкость. За счет имеющихся адгезионных свойств она удерживается на месте, не стекает с поверхности. Только свежая порция масла выдавливает отработавшую. Поэтому наблюдается регулярный массовый обмен смазки.

При проектировании тепловых машин конструкторы учитывают особенности, работы смазочных материалов. Поэтому задавая материалы для изготовления деталей, продумывают и требования, которые следует предъявить к обрабатываемым поверхностям. При этом ориентируются на результаты испытаний по изучению распределения температуры по узлам ДВС.

В некоторых институтах (НАМИ, ЦНИДИ, НАТИ, ТАДИ и других) более 60 лет исследуются тепловые процессы, происходящие внутри тепловых установок. Особенно подробно изучались двигатели, используемые на мобильной колесной и гусеничной технике. Обобщенные результаты представлены в таблицах 1 и 2.

Температура вспышки и застывания

Вспышки являются состоянием, при котором на смазке появляется горючее. Достичь такого состояния можно, если поднести к смазочному составу газовое пламя. Под воздействием теплоты приводит к тому, что масляные пары концентрируются (именно они отвечают за воспламенение). Температурные состояния вспышки и воспламенения могут различаться в зависимости от способа, которым проводится испытание и аппарата. Температурное состояние вспышки и воспламенения говорят о степени очистки смазочного продукта, а также типе и являются показателями летучих свойств.

Анализ температуры вспышки в открытом тигле

Внимание! Температуры вспышки и воспламенения не являются характеристикой работы смазочной жидкости в силовом агрегате.


Аппарат для определения температуры вспышки Температурой застывания называется такое состояние смазочного вещества, при котором оно теряет свою вязкость и становится неподвижным. Процесс застывания масел характеризуется резким повышением уровня вязкости и кристаллизацией парафиновых веществ. Это состояние достигается во время низкотемпературной эксплуатации смазки, которая в итоге становится более твёрдой и пластичной. Температурные условия застывания соответствуют пределу низкотемпературной эксплуатации вещества.

Температурный режим ↑

Смазочные вещества применяются для того, чтобы исключить сухой контакт соприкасающихся движущихся частей механизмов ДВС. Они предназначены для создания границы скольжения и разделения трущихся деталей. Температура вспышки связана с таким параметром, как испаряемость.

Моторная смазка имеет ряд характеристик, включая вязкость. Вязкость напрямую зависит от температуры. Диапазон рабочих температур ДВС заставляет производителей учитывать изменение вязкости начиная с момента запуска мотора до выхода на оптимальный режим.

Причины перегрева моторного масла – как с ними бороться

  • Во-первых, следует по возможности подбирать смазочные материалы с улучшенными температурными характеристиками. В данном случае есть прямая связь с типом основы. Минеральное масло закипает быстрее, и часто работает в граничных режимах, близких к несовместимости с температурными допусками. Если ваш двигатель работает с повышенными нагрузками (например – турбина или высокофорсированная конструкция), то лучше применять синтетическое масло или полусинтетику.
  • Во-вторых – следует разобраться с системой охлаждения масла. В некоторых моторах имеется радиатор охлаждения смазки, либо его роли выполняют специальные ребра на картере мотора или его поддоне. Внешние стенки двигателя должны быть чистыми, масляно-пылевая шуба ухудшает теплообмен.
  • Разумеется, сам по себе мотор не должен перегреваться. Неисправная система охлаждения (помпа, радиатор, термостат) приводит не только к перегреву блока цилиндров. Лишние градусы получает и моторное масло.
  • Внутри силовой установки есть многочисленные каналы, по которым смазка распределяется по всему объему. При нормальном состоянии фильтра, и функционировании помпы, моторное масло интенсивно перемещается внутри двигателя. При этом горячая смазка из зоны работы поршней, активно меняется с уже остывшей, со дна картера. Общая температура смазочных материалов стабилизируется.
  • И, разумеется, необходимо своевременно проводить регламентные работы. По мере износа смазки, меняются ее характеристики, в том числе и температурные.

Тестирование моторных масел путем нагрева — видео

Низкая температура масла в двигателе

Температурные диапазоны

Температурные диапазоны

Какая температура масла в двигателе должна быть мы разобрались, но рассмотрим, что будет если она сильно снизится. В данном случае двигатель будет работать с недостаточной эффективностью: внутренние детали расширятся недостаточно и между ними не возникнет нужный зазор.

Также в смазке будут возникать кислоты. В непрогретом моторе конденсируется влага, которая стекает в масло и перемешивается с продуктами сгорания. Появляющиеся кислоты разрушают легкие металлы. В связи с этим температура масла в двигателе должна быть нормальной, а не пониженной.

Кроме того, слишком холодное масло отличается густотой, поэтому ему трудно проходить через систему фильтрации. Масло будет обходить фильтрующий элемент через клапан в фильтре, а это ускорит износ деталей мотора. Также могут образоваться протечки жидкости.

Существует такой параметр, как температура застывания моторного масла. Застывшим называется масло, переставшее быть подвижным и тягучим. Резкое повышение вязкости и кристаллизации парафина — вот что происходит при застывании. Зависит эта температура от параметров вязкости, а понять это можно из таблицы.

к содержанию ↑

Как правильно выбирать смазочный состав моторного масла

Все автопроизводители, перед тем, как определенная модель транспортного средства поступает в свободную продажу, проводят комплекс исследований для определения допустимой вязкости и химической основы смазочной жидкости автомобиля. Т.к. каждый двигатель уникален по своему, он нуждается в определенном типе нефтепродукта. И только опытным путем можно определить, какие составы ему подойдут. После проведенных испытаний инженеры фиксируют результаты в руководстве по эксплуатации автомобиля.

Каждый автолюбитель должен перечисленные автопроизводителем требования соблюдать беспрекословно. Любое отклонение от них повлечет серьезные проблемы с двигательной системой, которые оставят невнимательного владельца «без колес».

При эксплуатации транспортного средства необходимо соблюдать следующие правила:

  1. Необходимо использовать только рекомендованные автопроизводителем виды моторных масел. Не экспериментировать с их смешиванием.
  2. Регулярно проводить техническое обслуживание автомобиля в соответствии с его сервисной книжкой.
  3. Нельзя закрывать внешние вентиляционные отверстия транспортного средства для длительного удерживания тепла внутри машины. Такая мера может спровоцировать перегрев двигательной системы и нагрев масла.
  4. Необходимо проводить проверку исправности системы охлаждения. Антифриз или тосол должен заменяться в соответствии с периодичностью, установленной производителем.
  5. Раз в неделю важно проверять уровень моторного масла в системе. Если его мало, доливать следует только аналогичную смазку.

Международный стандарт вязкости масел

О важности такого свойства, как вязкость масла, стало известно еще с тех времен, как был выпущен первый автомобиль. С тех самых времен инженеры пытались произвести классификацию смазочных материалов. Основываясь на определенных качествах, все имевшиеся масла были разделены на следующие типы:

  • маловязкие смазки
  • средневязкие
  • тяжелые

После того, как были изобретены подходящие для определения вязкости приборы — американским обществом автомобильных инженеров (SAE) была разработана наиболее точная классификация — SAE J300.

Данная классификация моторных масел в процессе своего развития претерпевала определенные изменения и сегодня представляет 11 классов вязкости.

Их полный список выглядит следующим образом:

  1. SAE 0W;
  2. SAE 5W;
  3. SAE 10W;
  4. SAE 15W;
  5. SAE 20W;
  6. SAE 25W;
  7. SAE 20;
  8. SAE 30;
  9. SAE 40;
  10. SAE 50;
  11. SAE 60.

В связи с этим, классы вязкости моторных масел стали в спецификации SAE по степени вязкости, которая определяется условиями, близкими к реально существующим. Вследствие этого и произошло разделение масел на летние и зимние виды.

Летние смазки не имеют буквенного обозначения и обладают более высокой вязкостью, вследствие чего обеспечивают качественную смазку всех деталей двигателя при высокой температуре окружающей среды.

Однако, при низких температурах такие масла становятся чересчур плотными и создают серьезную проблему при запуске холодного двигателя.

Зимнее масло является менее вязким, благодаря чему проблем при холодном пуске двигателя не возникает. Зато в жаркое время года оно становится слишком текучим, поэтому не в состоянии обеспечить детали силового агрегата должной защитой.

Благодаря изобретению всевозможных присадок, появилась новая категория масел, объединивших в себе хорошее соотношение зимних и летних характеристик. Такие смазывающие материалы получили название всесезонных.

Функции моторного масла

Моторное масло внутри двигательной системы играет важную роль. Оно выполняет следующие функции:

Моторное масло в двигателе.

  • Снижает трение между механизмами, способствует сохранению целостности металлических поверхностей.
  • Предотвращает прорывы газа из камеры сгорания наружу.
  • Очищает каналы системы, способствует устранению их засорений.
  • Предотвращает образование нагара и копоти внутри рабочего пространства.
  • Обеспечивает защиту от коррозийных процессов.
  • Способствует отводу тепла, стабилизирует температуру в местах трения.

Большая часть автовладельцев уверена, что перегрева двигателя не допускает охлаждающая жидкость, но исследователи доказали, что около 70% тепла из рабочей зоны выводит именно моторное масло.

Советы по подбору смазки

Какую масляную жидкость приобрести, чтобы обеспечить надежную защиту деталей собственного автомобиля? Лучше всего, конечно, выбрать продукт, который рекомендует ваш автопроизводитель. Определение оптимальных для двигателя характеристик нефтепродукта – сложный процесс. Изготовитель проводит множество различных тестов, чтобы установить, какое автомасло будет самым подходящим для какого-либо мотора.

В реальных условиях диапазон допустимых температурных условий может расшириться. Обусловлено это климатом, который в Российской Федерации достаточно жесткий (особенно зимой). Каждый автолюбитель должен уметь подбирать оптимальную смазку, основываясь на рекомендациях производителя своей машины, а также на реальных дорожных условиях. Это предоставляет возможность максимально продлить эксплуатационный период любого транспортного средства, будь то легковушка, микроавтобус либо же грузовик.

Определение вязкости по маркировке

На фирменной канистре с моторным маслом любого производителя содержится подробная информация о показателе вязкости продукта по системе САЕ. Обозначение вязкости состоит из числовых и буквенных символов, например, 5W40.

Здесь английская литера W говорит о зимнем параметре. Числа, стоящие слева и справа от нее — зимний и летний показатели температуры соответственно. В этом диапазоне обеспечивается стабильная работа двигателя, использующая конкретный товар.

Таблицы параметров моторных масел

Для полноты информации приведем несколько таблиц, где приведена информация о зависимости одних параметров моторного масла от других или от внешних факторов. Начнем с группы базовых масел в соответствии со стандартом API (API — американский институт нефти). Так, масла делятся по трем показателям — индексу вязкости, содержанию серы и массовой доле нафтенопарафиновых углеводородов.

Классификация APIIIIIIIIVV
Содержание насыщенных углеводородов, %>90>90ПАОЭфиры
Содержание серы, %>0,03
Индекс вязкости80…12080…120>120

В настоящее время на рынке представлено большое количество присадок в масло, которые определенным образом меняют его характеристики. Например, присадки, уменьшающие количество выхлопных газов и повышающие вязкость, антифрикционные присадки, очищающие или продлевающие срок службы. Для понимания их разнообразия имеет смысл собрать информацию о них в таблицу.

Группа свойствТипы присадокНазначение
Защита поверхностей деталейДетергенты (моющие)Предохраняют поверхности деталей от образования отложений на них
ДисперсантыПредотвращают осаждение продуктов износа двигателя и деструкции масла (минимизирует образование шлама)
Противоизносные и противозадирныеСнижают трение и износ, предотвращают схватывание и задир
АнтикоррозионныеПредотвращают появление коррозии деталей двигателя
Преобразование свойств маслаДепрессорныеСнижают температуру застывания.
Модификаторы вязкостиРасширяют температурный диапазон применения, повышают индекс вязкости
Защита маслаАнтипенныеПрепятствуют образованию пены
АнтиокислителиПредотвращают окисление масла

Изменение некоторых параметров моторного масла из перечисленных в предыдущем разделе напрямую влияет на работу и состояние двигателя автомобиля. Это можно отобразить в таблице.

ПоказательТенденцияПричинаКритический параметрНа что влияет
ВязкостьУвеличиваетсяПродукты окисленияВозрастание в 1,5 разаПусковые свойства
Температура застыванияУвеличиваетсяВода и продукты окисленияНетПусковые свойства
Щелочное числоСнижаетсяСрабатывание моющих присадокСнижение в 2 разаКоррозия и снижение ресурса деталей
ЗольностьУвеличиваетсяЩелочные присадкиНетПоявление отложений, износ деталей
Механические примесиУвеличиваетсяПродукты износа оборудованияНетПоявление отложений, износ деталей

Что делать, если закипело масло?

Если вы стоите в пробке или на парковочном месте и заметили горение масла, сразу же заглушите мотор. Паниковать не нужно, главное – остановить работу двигателя.

При появлении дыма из подкапотного пространства во время езды останавливать машину нужно следующим образом:

  1. Минимизируйте нагрузку на силовую установку – для этого уберите ногу с педали газа, чтобы понизить обороты.
  2. Включите автомобильную печь на максимальный обдув – это позволит вывести из рабочей зоны часть перегретого воздуха и снизить его концентрацию в движке.
  3. Если позволяют дорожные условия, прокатитесь накатом до полной остановки автомобиля. Встречный поток ветра охладит моторный отсек.
  4. Как только машина остановится, выждите еще 5 минут и только после этого глушите двс.

Помните! Во время повышения температурного параметра внутри двигательной системы нельзя допускать резкого торможения транспортного средства.

Важность нормальных температурных показателей

Вязкость и смазывающие способности моторного масла зависят от степени нагрева жидкости. При чрезмерном повышении температуры вещество проходит через зазор между деталями без образования разделительной пленки, снижающей интенсивность износа. При охлаждении смазка становится густой. Масляная помпа не может подавать материал через тонкие каналы к контактирующим деталям.

Моторные масла выпускаются в соответствии со стандартом SAE, определяющим возможность применения жидкости в зависимости от температуры окружающей среды. Например, сорт 0W-30 сохраняет текучесть при охлаждении до -38… -40 °С. Вязкость смазки при нормально прогретом силовом агрегате должна составлять 8…12 сантистоксов (сСт). Параметр рассчитан с учетом термических расширений деталей двигателя и обеспечивает сохранение масляной пленки на сопрягаемых поверхностях.

  В силовых агрегатах серийных автомобилей масло вПри заливке масла учитываются рабочая температура мотора и характеристики жидкости. Например, при использовании смазки с повышенной вязкостью наблюдается увеличение потерь мощности на преодоление сил трения, что негативно влияет на расход топлива.

В силовых агрегатах серийных автомобилей масло в поддоне прогревается до +90…+115 °С; в гоночных силовых установках – +130 °С.

Подведем итог

Какая температура масла должна быть в двигателе? На этот вопрос ответили много лет назад советские ученые из НАМИ. Они провели ряд исследований и смогли установить благоприятную температуру моторного масла, при которой износ металлических элементов является минимальным — 90-105°С. При этом, температура охлаждающей жидкости должна быть на 10°С ниже. Любое отклонение от нормы способно привести к преждевременному износу механизмов, влекущему за собой дорогостоящий ремонт силовой установки. Поэтому при появлении первых симптомов повышения или снижения температуры моторного масла необходимо проводить диагностику всего автомобиля.

Также следует помнить, что рабочая температура масла в двигателе будет сохраняться в допустимом диапазоне в спокойном стиле вождения, не предполагающем длительной работы на повышенных оборотах.