Институт моторного масла / Глава 10 — Выпускник

Здесь я буду рассуждать в рамках концепции насоса постоянного объема. Для начала, вспомним тот принцип, что удвоение давления для масла той же вязкости не удваивает скорость потока, но увеличение почти двукратное. Так же, удвоение числа оборотов двигателя не удваивает скорость, но, опять таки, увеличение почти двукратное. Проиллюстрируем проблему:

( A )

( B )

Применительно к маслу той же вязкости, если мы увеличим отдачу маслонасоса — мы увеличим давление и скорость потока. Если мы удвоим отдачу маслонасоса — мы удвоим давление и удвоим скорость потока.

( C ) для масла класса вязкости 40 при рабочей температуре:
Масло более густое, имеет более высокое внутреннее сопротивление, а значит требует больше давления для обеспечения той же скорости потока. Сравните с ( A ):

( D )

Случаи ( A ) и ( C ) близки к реальной жизни, если допустить отсутствие потерь в системе. А вот что происходит когда вы меняете масло класса вязкости 30 на масло класса вязкости 40:

( A ) для масла класса вязкости 30 при рабочей температуре:

( C ) Для масла класса вязкости 40 при рабочей температуре:
Масло более густое, имеет более высокое внутреннее сопротивление, а значит требует больше давления для обеспечения той же скорости потока.

При 6000 об/мин на более жидком масле была достигнута максимальная скорость потока ( A ). Когда обороты повышаются до 7, 8, или 9000 вы не получаете большую скорость потока. Вы все так же имеете скорость равную 5. Внутренние напряжения на подшипниках растут, но дополнительного усиления скорости потока масла нет.
На более густом масле максимальная скорость достигается при 3000 об/мин ( C ). Но что еще хуже — это то что максимальная скорость теперь всего 3. При увеличении оборотов до 4,5,6,7,8, 9000 об/мин мы не получаем увеличения давления и увеличения скорости потока, не получаем усиления смазки.
Далее, давайте взглянем на масло класса вязкости 20 при рабочей температуре. Мы получаем ту же скорость потока от нашего насоса постоянного объема, но более жидкое масло требует меньше давления для прокачки по системе. Так же оно соответствует тому правилу что мы должны использовать масло которое будет давать нам увеличение давления на 10 PSI на каждую 1000 об/мин.

( D )

Максимальная скорость потока не достигнута. Если бы двигатель докрутился до 9000 об/мин тогда скорость потока была бы 9 при 90 PSI — максимальном давлении до открытия клапана. Скорость потока масла при максимальных оборотах двигателя по сравнению со скоростью на масле класса вязкости 40 увеличилась в три раза! Форсунки под цилиндрами, смазывающие и охлаждающие их низ, разбрызгивают в три раза больше масла. Все детали работают при меньшей температуре и разделяющие силы на подшипниках в 3 раза выше.
Двигатели которые крутятся до 5000 об/мин обычно сбрасывают давление масла при достижении 50-60 PSI. Те, что крутятся до 8-9000 об/мин сбрасывают давление при достижении 90-100 PSI. Теперь вы видите, что максимальную скорость потока можно получить только следуя правилу 10 PSI на 1000 об/мин.
Победитель: 0W-20 для моей Maranello. Ранее я уже говорил, что мог бы использовать и масло класса вязкости 10. На самом деле, при моих разъездах по городу масло достигало лишь 85°C, и давления были схожи с давлением масла класса вязкости 40 в примере ( C ) описанном выше. Вот почему я отметил, что при гоночной эксплуатации на более горячем, жидком (0W-20) масле, я бы мог достичь оптимальных результатов подобных примеру ( D ).
А теперь давайте вернемся к рекомендуемым Ferrari параметрам в руководстве к моей 575 Maranello. Там указано 75 PSI при 6000 об/мин. Перепускное давление еще не достигнуто. Если мы будем дальше увеличивать обороты мы получим увеличение скорости потока. Это именно то что нам нужно, и это именно то, что они и рекомендуют. Максимальную скорость мы получаем при максимально возможном давлении в системе при около-максимальных оборотах двигателя в 7700 об/мин. Клапан не перепускает масло. Все прокачиваемое насосом масло идет по системе. Мощность двигателя не тратится впустую на перекачку масла через клапан обратно в картер. Это идеальна система.

Под конец, я сравню масло класса вязкости 30 при обычной рабочей температуре (100°C) и температуре на треке (150°C).

( A ) масло класса вязкости 30 при 100°C:

( E ) масло класса вязкости 30 при повышенной температуре (150°C). Масло более жидкое при 150°C. Для достижение той же скорости потока требуется меньше давления:

Горячее масло класса вязкости 30 (150°C) является более жидким чем менее горячее масло этого же класса (100°C). Оно имеет ту же скорость потока при прокачивании насосом постоянного объема, но при меньшем давлении чем при обычной рабочей температуре. Это позволяет увеличить скорость потока при максимальных оборотах вдвое. Разжижение масла при высоких температурах — это хорошо. Вы получаете большую скорость потока, больше охлаждения и больше смазки.
Масло класса вязкости 30 при 150°C имеет те же самые скорость потока и давление что и масло класса вязкости 20 при 100°C. Смотрите пример ( D ). Значит, используйте масло класса вязкости 20 при городской эксплуатации и масло класса вязкости 30 на гоночном треке. Вы получите максимальную скорость потока в обоих ситуациях.
Применительно к ВАШЕМУ двигателю, подставьте реальную скорость потока при 1000 об/мин. Если ваш мотор выдает 1,5 л/мин при 1000 об/мин, то он будет выдавать 3 л/мин при 2000 об/мин и 6 л/мин при 4000 об/мин и так далее. Тогда максимальный поток для случая ( A ) будет 7.5 л/мин. Для случая ( D ) и ( E ) вы получите максимум в 13,5 л/мин.

Выводы:
Первопричиной появления всесезонных масел является феномен загущения масла после остановки двигателя. С годами нам удавалось все больше нивелировать тенденцию масла к загущению. Так или иначе, не существует масла которое бы не густело после остановки двигателя. Именно поэтому мы вынуждены прогревать двигатель прежде чем использовать его на полную мощность. Разработчики двигателей всегда указывают рекомендуемое масло для горячего двигателя и горячего масла. Проблема дальнейшего разжижения масла не актуальна, так как эти температуры (двигателя и масла) при прогреве уравниваются. Проблемой является загущение масла при остывании двигателя.

На непрогретом двигателе давление масла будет высоким из-за того что масло густое в момент пуска.

Масло класса вязкости 40 при пуске в 24°C:
Масло густое, имеет высокое внутреннее сопротивление, а значит требует больше давления для обеспечения той же скорости потока.

При 1500 об/мин вы достигаете максимальную скорость потока и если вы раскрутите двигатель до 8000 об/мин скорость будет той же. Скорость не может расти, ее недостаточно. Вот почему мы должны ждать пока масло не прогреется до 100°C или более. Максимальная скорость потока тогда удвоится и станет равна 3. Чтобы обеспечить большую скорость потока в нашем гипотетическом двигателе нужно использовать более жидкое масло.

Если вы впитали и переварили всю изложенную здесь информацию, значит вы способны выбрать подходящий класс вязкости моторного масла для своего автомобиля, будь то масло класса вязкости 30, 40, 50 или 20. Я всегда использовал масло вязкостью на класс ниже чем рекомендуется, хотя многие наоборот используют масло классом вязкости выше рекомендованного. Я привел доказательства того, что всегда стоит выбирать масла с холодной вязкостью классов 0 или 5 (0W-XX или 5W-XX для более густых масел). Если вы хотите иметь лучшую защиту и максимальную отдачу от своего двигателя — используйте полностью синтетические масла. Выбор производителя не так важен как подбор правильной вязкости. Рейтинг должен быть SL или SM. Меняйте масло каждые 5000-8000 км и как минимум каждую весну.

THE END

>> Дополнение
<< Предыдущая глава
<> К оглавлению