Объемный вес моторного масла. На что влияет плотность масла моторного в разных силовых агрегатах? Синтетическое и полусинтетическое масло - параметры плотности

Например, от плотности моторного масла зависят гидравлические параметры: насколько эффективно будет нагнетаться давление, а соответственно поступление смазки к рабочим точкам по маслопроводам.

Измерение плотности жидкостей в лаборатории

Кроме того, от этой величины зависит теплообмен. Как известно, с помощью моторной смазки отводится тепло от деталей трения, поскольку система охлаждения двигателя не задействована в этом процессе.

Производитель делает масла определенной плотности для обеспечения заданных значений кинематической вязкости. Собственно, это значение получают из величин динамической вязкости и плотности жидкости.

Что такое плотность масла?

Для покупателя привычно видеть на упаковке такие параметры, как вязкость по SAE, классификации качества по API или ACEA. Удельная плотность моторного не относится к основным характеристикам, ее значение можно узнать из расширенной классификации или по результатам тестов.

С точки зрения физики, эта величина определяется отношением массы вещества к его объему. То есть, чем больше единиц массы умещается в определенный объем – тем выше значение.

Чтобы понять, как работает система измерения, обратимся к эталону:

Величину 1 кг/л имеет дистиллированная вода при температуре 4°C.

Поскольку в смазочных материалах содержатся различные вещества, многие из которых легче воды – плотность масла ниже.

Обратите внимание

Разговорная форма «легче» имеет прямое отношение к плотности материала. Употребляя это слово, мы как раз имеем в виду, что при одном и том же объеме, вещества имеют разный вес.

Плотность отработанного моторного масла будет отличаться от свежего, скорее всего в сторону увеличения. Это связано с тем, что часть легких жидкостей улетучивается, а тяжелые примеси добавляются. Это шлаки, взвесь твердых частиц, сажа, и пр.

Таким образом, понятно, что базовое значение зависит от основы масла, и состава его присадок.

Для сведения

Мошенники часто производят очистку отработанных масел, для повторной продажи в упаковках известных брендов. При этом, даже после тщательного удаления всех примесей, которыми «богата» отработка, такие характеристики, как плотность, не восстанавливаются.

Зная правильное значение этого параметра, вы легко сможете проверить приобретаемый продукт «на подлинность».

Есть еще одна зависимость величины: от температуры

Казалось бы, в чем тут связь? Но ведь эталонное значение (см. выше: плотность дистиллированной воды) получают при определенной температуре: 4°C. Для тестирования нефтепродукта, за эталонную температуру принимается 20°C.

Это легко объяснимо с точки зрения физики:

Зависимость от внешних градусов следующая: от минуса до эталонного значения – цифры растут. Затем, по мере увеличения температуры, значение плотности снижается. Мы знаем, что вязкость зависит от плотности напрямую. При этом по мере снижения температуры масло густеет.

Это не связано с плотностью: зависимость этих величин требуется только для измерения (возвращаемся к эталонной температуре).

Снижение вязкости при понижении температуры

Разумеется, при измерении параметров невозможно обеспечить идеальные условия. Эталонные замеры производятся только в лабораториях. Поэтому для поправки на изменение внешней температуры, разработана таблица плотности масел.

Зависимость нелинейная, если построить график – получится парабола. Поэтому поправка на 1°C рассчитывается в каждом диапазоне. Чем плотнее жидкость, тем меньше зависимость от внешних условий.

Это хорошо заметно на примере простой воды. При идеальных показателях 1 кг/литр, плотность изменится лишь тогда, когда жидкость будет на грани закипания или замерзания.

Как и в чем измеряется плотность масла?

Согласно формуле (отношение массы к объему), величина фиксируется в килограммах на кубометр (кг/м³).

Для справки: плотность моторных масел лежит в пределах 750 — 995 кг/м³ (при 20°C).

Для измерения нам необходимо знать паспортные характеристики проверяемого продукта. На этикетках это значение не указано, поэтому необходимо получить эту информацию дополнительно.

Рассмотрим пример вычислений значения:

Сравнив эти данные с информацией в паспорте продукта, вы легко сможете определить, насколько покупаемый расходник соответствует заявленным характеристикам.

Отличается ли плотность синтетики и минерального масла?

Разумеется, есть связь между базовой основой и плотностью продукта. Тип и количество присадок играют второстепенную роль. У минеральных масел это значение выше. Естественный продукт несколько тяжелее. Обычно производитель устанавливает диапазон 875 – 856 кг/м³.

Лабораторный эксперимент показывающий плотность масла — виде

Кстати, малый вес синтезированных смазочных материалов позиционируется в качестве конкурентного преимущества. На самом деле важно не то, какая плотность установлена производителем.

Для двигателя главное – сохранение этого значения при смене рабочих температур. Мы знаем, что от величины плотности зависит одна их главных характеристик: по SAE.

Вывод:
Сила не в абсолютных значениях, а в стабильности этого параметра.

Представлена таблица значений плотности нефтяных и растительных масел при различных температурах. Рассмотрены следующие типы масел: машинное, турбинное, редукторное, индустриальное, моторное, растительное и другие. Значения плотности масел (или удельного веса) в таблице указаны для жидкого агрегатного состояния масла при соответствующей температуре (в интервале от -55 до 360°С).

Плотность масел в жидкой фазе обычно находится в диапазоне от 750 до 995 кг/м 3 при комнатной температуре. Масло имеет и при попадании в воду образует пленку на ее поверхности. Плотность нефтяных масел в основном несколько ниже, чем растительных. Например, плотность моторного масла равна 917 кг/м 3 , машинного — от 890 кг/м 3 , а плотность подсолнечного масла составляет величину 926 кг/м 3 . Наиболее тяжелыми растительными маслами являются горчичное масло, масло какао и льняное масло. Удельный вес этих масел может достигать значения 940-970 кг/м 3 .

Плотность масел существенно зависит от температуры — при нагревании масла его удельный вес снижается. Например, при температуре 20°С имеет величину 880 кг/м 3 , а при нагревании до температуры 120°С принимает значение 820 кг/м 3 . Плотность растительных масел также уменьшается при росте температуры — масло расширяется и становится менее плотным.

Следует отметить некоторые легкие нефтяные масла. К ним относятся: гидравлическое ВНИИ НП-403 (плотность 850 кг/м 3), ИЛС-10, ИГП-18 и трансформаторное масло (880 кг/м 3). Низким значением плотности (при нормальных условиях) среди растительных масел выделяются такие, как кукурузное, лавровое, оливковое и рапсовое масла.

Удельный вес масел часто указывают в не системных единицах измерения, а в размерности кг на литр (кг/л). Это удобно для восприятия и сравнения например, с водой, плотность которой при 4°С равна 1 кг/л. Однако, для плотность масел в формулы необходимо подставлять в размерности кг/м 3 . не трудно. Например, плотность масла АМТ-300 при температуре 20°С равна 959 кг/м 3 или 0,959 кг/л.

Кроме того, значения плотности множества веществ и материалов (металлов и сплавов, продуктов, стройматериалов, пластика, древесины) вы сможете найти в

При выборе моторного масла автолюбители ориентируются на разные показатели. Для бензинового агрегата на упаковке указывается индекс S, для дизельного двигателя - C. Также ориентируются на другие показатели. Например, выбирают синтетическую, полусинтетическую или минеральную основу; масло разной вязкости в зависимости от теплого или холодного сезона. Но часто выбирают появившиеся в последние годы всесезонные смазочные жидкости. При этом руководствуются тем которая рекомендована заводом-производителем.

Есть еще один важный показатель - это плотность моторного масла. О ней и пойдет речь в статье.

Основные свойства масел

Среди главных характеристик, относящихся к смазочным жидкостям, выделяют следующие показатели:

• Плотность моторного масла и Первый термин означает отношение к объему массы. Плотность измеряется в килограммах на кубические метры. Здесь же стоит отметить удельный вес, означающий отношение массы вещества к массе воды. Оба свойства зависят от температуры.
• Вязкость — величина, через которую выражается текучесть. Она также зависит от температуры. Вязкость измеряется в нескольких единицах: в стоксах, сантистоксах и квадратных метрах или миллиметрах на секунду по системе измерений СИ.
• и застывания. Первая означает такое увеличение температуры, при котором выделяются пары, вспыхивающие при поднесении открытого огня. Вторым показателем выступает низкая температура, при которой масло не до конца потеряло текучесть. Это может быть продемонстрировано при наклонении пробирки.
• Кислотное и щелочное число показывает количество продукта, необходимое для нейтрализации, из-за того, что скапливаются в смазочной жидкости в процессе эксплуатации.

Плотность

Плотность моторного масла является очень важным показателем, выражающим отношение массы к объему. Она связана со сжимаемостью и вязкостью. Параметр значительно влияет на мощность, поступаемую при гидропередаче, и выражает энергетический запас при циркуляции. При высокой плотности получается сократить размеры гидропередачи, не меняя мощность. С повышением давления плотность также начинает увеличиваться.

Если изменяется плотность моторного масла при 20 градусах, можно говорить о неисправностях в моторе. Учитывая сравнение плотности бензина и с плотностью масла, получится, что у последнего показатель будет выше. Таким образом, попадание топлива в смазочную жидкость уменьшит значение плотности. В то же время вода, имеющая почти 1000 кг/м3, наоборот, повысит его. Это будет иметь место потому, что у нее большее значение, чем плотность моторного масла кг/м3 (у него всего 880). Принимая во внимание эти особенности, можно вычислить, например, неисправности в вентиляции картера или системе охлаждения двигателя.

Связь плотности и вязкости

Классификации, обозначающей плотность моторного масла, не существует. Но есть другая, под названием SAE. Она определяет смазочную жидкость по параметру вязкости. Зимние масла идентифицируют по наличию буквы W. Их подразделяют от 5W до 25W. К примеру, масло с обозначением 5W способно работать при зимней температуре до тридцати градусов ниже нуля. А обозначение 10W означает возможность работы до минус двадцати градусов. А вот моторное масло, имеющее показатель 20W, будет исправно работать лишь при совсем малых морозах. Его не рекомендуется заправлять, если погода рискует быть слишком холодной.

Обозначение летних масел обычно колеблется от 10 до 60. При высокой температуре смазочная жидкость должна иметь низкие свойства вязкости.

Плотность некоторых всесезонок

Несмотря на то что плотность масла моторного отработанного не зависит от показателя вязкости, можно по маркировке выявить некоторые закономерности. Кроме того, производитель указывает этот показатель в технических характеристиках.

Например, известно, что 0,87—0,9 - это характерная плотность моторного при пятнадцати градусах. Показатель 0,857 кг часто будет при зимней марке 10W. А порядка 0,85 будет плотность моторного масла 5W40.

Летний показатель при двадцати будет равен 0,861 кг/л, а при пятидесяти — 0,875 кг/л.

В последнее время наиболее широкое распространение получают смазочные жидкости, имеющие способность работать одинаково хорошо и в летнее, и в зимнее время, так называемые всесезонные масла. Их использование намного упростило жизнь автолюбителям, которым теперь не нужно бояться, что они забудут поменять жидкость при наступлении жаркого сезона или, наоборот, холодного.

Ареометр

Для измерения плотности используют прибор под названием ареометр. Это такой поплавок, изготовленный из стекла, с балластом внизу, термометром посередине и тонкой трубкой со шкалой наверху.

Прибор помещают в масло на период от трех до пяти минут и снимают показания на шкале. Плотность масла моторного (кг/л) указывают при температуре двести градусов. Если измерения проводились по другой температуре, результат доводят по соответствующей таблице в ГОСТ.

Измерение плотности

Для определения свойств смазочной жидкости применяют его относительную плотность, вычисляемую исходя из отношения плотности масла к при температуре сорок градусов (при равных объемах).

Измерение плотности проводится следующим образом.

1. В стеклянную колбу наливают нефтепродукт при температуре двадцать градусов.
2. Осторожно опускают ареометр, чтобы он не касался стенок сосуда.
3. Через несколько минут, держа прибор на уровне глаз, делают замер, одновременно снимая показания температуры. Плотность определяется по специальной таблице.

Например, известно, что плотность моторного дизельного масла варьируется от 890 до 920 кг/м3, а автомобильного бензина — от 910 до 930 кг/м3.

Этот параметр помогает сравнить свойства разных смазочных жидкостей. Однако по нему одному нельзя судить о качестве масла в целом. Для этого принимается во внимание цвет, прозрачность продукта и другие показатели.

Теперь перейдем непосредственно к физическим и химическим параметрам, которые характеризуют все моторные масла.

Вязкость - основное свойство, за счет которого определяется возможность использовать продукт в двигателях разных типов. Она может быть выражена в единицах вязкости кинематической, динамической, условной и удельной. Степень тягучести моторного материала определяется двумя показателями - кинематической и динамической вязкостями. Эти параметры наряду из сульфатной зольностью, щелочным числом и индексом вязкости составляют основные показатели качества моторных масел.

Кинематическая вязкость

График зависимость вязкости от температуры моторного масла

Кинематическая вязкость (высокотемпературная) - основной эксплуатационный параметр для всех видов масел. Это отношение динамической вязкости к плотности жидкости при той же температуре. Кинематическая вязкость не влияет на состояние масла, она определяет характеристики температурных данных. Данный показатель характеризует внутреннее трение состава или его сопротивление собственному течению. Описывает показатели текучести масла при рабочей температуре +100°С и +40°С. Единицы измерения - мм²/с (сантиСтокс, сСт).

Простыми словами, этот показатель показывает масла от температуры и позволяет оценить, насколько быстро оно будет густеть при снижении температуры. Ведь чем меньше масло меняет свою вязкость при изменении температуры тем выше качество масла .

Динамическая вязкость

Динамическая вязкость масла (абсолютная) показывает силу сопротивления масляной жидкости, возникающий во время движения двух слоев масла, удаленных друг от друга на расстоянии 1 см движущихся со скоростью 1 см/с. Динамическая вязкость - произведение кинематической вязкости масла на его плотность. Единицы измерения данной величины - Паскаль-секунды.

Проще говоря, она показывает влияние низкой температуры на сопротивление пуску двигателя. А чем меньше динамическая и кинематическая вязкость при низких температурах, тем легче будет смазочной системе прокачивать масло в мороз, а стартеру крутить маховик двигателя при холодном запуске. Большое значение также имеет индекс вязкости моторного масла.

Индекс вязкости

Скорость падения кинематической вязкости с ростом температуры характеризуется индексом вязкости масла. По индексу вязкости оценивают пригодность масел для данных условий работы. Чтобы определить индекс вязкости сопоставляют вязкость масла при различных температурах. Чем он выше, тем меньше вязкость зависит от температуры, а значит и лучше его качество. Если говорить в двух словах, то индекс вязкости показывает «степень разжижения» масла . Это безразмерная величина, т.е. не измеряется в каких-либо единицах - это просто цифра.

Чем ниже индекс вязкости моторного масла, тем сильнее масло разжижается , т.е. толщина масляной пленки становится очень маленькой (из-за чего возникает повышенный износ). Чем выше индекс вязкости моторного масла, тем меньше масло разжижается , т.е. обеспечивается необходимая для защиты трущихся поверхностей толщина масляной пленки.

При реальной работе моторного масла в двигателе, низкий индекс вязкости означает плохой запуск двигателя при низких температурах или плохая его защита от износа при высоких температурах.

Масла с высоким индексом обеспечивает работоспособность двигателя в более широком температурном диапазоне (окружающей среды). Следовательно обеспечивается более легкий пуск двигателя при низких температурах и достаточная толщина масляной пленки (а значит и защита двигателя от износа) при высоких температурах.

Высококачественные минеральные моторные масла обычно имеют индекс вязкости - 120-140, полусинтетические 130-150, синтетические 140-170. Это значение зависит от применения в составе углеводородов и очистной глубине фракций.

Тут нужен баланс, и при выборе стоит учитывать требования производителя мотора и состояние силового агрегата. Однако чем выше индекс вязкости - тем в более широком температурном диапазоне можно использовать масло.

Испаряемость

Чем выше вязкость масла , тем ниже у него показатель испаряемости по Ноак. Конкретные значения испаряемости зависят от типа , то есть, устанавливается производителем. Считается, что неплохая испаряемость находится в диапазоне до 14%, хотя встречаются в продаже и масла, испаряемость которых достигает 20%. У синтетических масел это значение, как правило, не превышает 8%.

В целом можно сказать, что чем ниже значение испаряемости по Ноак - тем меньше угар масла. Даже небольшая разница – в 2,5 … 3,5 единицы – способна отразиться на . Более вязкий продукт угорает меньше. Особенно это актуально для минеральных масел.

Коксуемость

Простыми словами понятие коксуемость - это способность масла образовывать в своем объеме смолы и нагары, которые, как известно, являются вредными примесями в смазывающей жидкости. Коксуемость напрямую зависит от степени ее очистки. В том числе на это влияет, какое базовое масло было использовано изначально для создания готового продукта, а также технология производства.

Оптимальным показателем для масел с высоким уровнем вязкости является значение 0,7% . Если же масло имеет низкую вязкость, то соответствующее значение может находиться в пределах 0,1…0,15%.

Сульфатная зольность

Сульфатная зольность моторного масла (sulphate ash) - показатель наличия присадок в масле, которые включают органические соединения металлов. При эксплуатации смазки все присадки и добавки вырабатываются, - выгорают, образуя ту самую золу (шлаки и нагар), которая оседает на поршнях, клапанах, кольцах.

Сульфатная зольность масла ограничивает способность масла накапливать зольные соединения. Данное значение указывает, какое количество неорганических солей (золы), которые остаются после сгорания (испарения) масла. Это могут быть не только сульфаты (ими “пугают” автовладельцев, машины имеющие двигатели из алюминия, который “боится” серной кислоты). Измеряется зольность в процентах от общей массы состава, [% масс].