Что такое плотность смазочных материалов

Плотность моторных масел

Плотность моторного масла определяется физическим отношением массы жидкости к ее объему, а зависит она не только от состава материала, но и от температуры нагрева. В среднем этот показатель составляет 0,68—0,95 кг/л. От того, насколько правильно будет подобрано масло по плотности, напрямую зависит срок беспроблемного функционирования роторного или поршневого двигателя и в частности кривошипно-шатунного механизма.

Недостатки масел с высокой или низкой плотностью

У высокоплотных смазочных жидкостей есть один серьезный недостаток — они из-за своей густоты не могут проникнуть в труднодоступные места обрабатываемых участков. Чтобы минимизировать риски, приходится увеличивать расход материала, а это приводит к образованию коксовых отложений.

Моторные масла, плотность которых ниже 0,68 кг/л, склонны вызывать заметно больше проблем, чем высокоплотные аналоги. Слишком редкое масло:

быстро стекает в картер, не смазывая качественно все подвижные механизмы;
более интенсивно загрязняет установленные масляные фильтры;
способствует образованию отложений на деталях двигателей внутреннего сгорания.

Чтобы избежать вышеперечисленных проблем, специалисты рекомендуют использовать только то масло, которое обладает оптимальными показателями плотности и соответствует требованиям производителя той или иной техники.

Плотность отработанного и зимнего масел

Зимние типы моторных масел обозначаются латинской буквой W. Перед ней обязательно указывается допустимая температура эксплуатации, а после буквы W прописывается индекс вязкости в нагретом состоянии. Минимальная плотность таких жидкостей составляет 0,85 кг/л, а максимальная — 0,9 кг/л.

Моторные масла, которые применяются в зимнее время года, то есть при минусовых температурах воздуха, имеют особую консистенцию. Чтобы узнать, в каком состоянии находится масло в данный момент, достаточно воспользоваться ареометром. Это простой и доступный всем прибор для измерения плотности различных жидкостей.

Что учитывать при выборе моторного масла

На первый взгляд может показаться, что подбор масла — задача простая и понятная. Но так ли это на самом деле? Здесь нужно учитывать множество факторов. Например, синтетические масла практически не боятся резких изменений температурного режима, но из-за большого количества всевозможных примесей в составе увеличиваются риски преждевременного выхода из строя двигателя.

При выборе моторного масла недостаточно ознакомиться лишь с маркировкой той или иной продукции. Желательно обратить внимание на следующие нюансы:

климатические и погодные условия, в которых эксплуатируется техника;
строгое соответствие требованиям, указанным автопроизводителем;
покупка масла только проверенных брендов и в фирменных емкостях;
признаки подделки (неправильный цвет жидкости, отсутствие этикетки, маркировки и пр.).

Плотность масла

26.01.2021 2 Статья канала В полевых условиях Создать свой канал

Привычно видеть на упаковке моторного масла такие параметры, как вязкость по SAE и класс качества по API или ACEA. Удельная плотность не относится к основным характеристикам масла, однако от этого показателя зависят многие другие свойства моторной жидкости.

Рассмотрим названный параметр подробнее.

Плотность моторного масла: что это и как она измеряется?

С точки зрения физики плотность масла – это отношение его массы к объему. Чем больше единиц массы умещается в определенном объеме жидкости, тем выше значение плотности.

Разговорная форма «легче» имеет прямое отношение к плотности материала. Употребляя это слово, мы имеем в виду, что при одном и том же объеме вещества обладают разным весом.

Эталонную плотность – 1 кг/л – имеет дистиллированная вода при температуре +4 °C.

Смазочные материалы содержат различные вещества, многие из которых легче воды, поэтому плотность масел ниже. Этот показатель у нефтепродуктов измеряется при +20 °C, что легко объяснимо с точки зрения физики.

Во-первых, вода относительно стабильна, ее плотность практически не меняется в зависимости от температуры. Однако при околонулевом значении начинается процесс кристаллизации льда, поэтому эталонная температура выше.

Во-вторых, масла имеют сложный состав. Их густота зависит от свойств компонентов, имеющих различную температуру замерзания и кипения.

Именно поэтому эталонной для измерения плотности масла принято считать температуру, характерную для средней климатической зоны – +20 °С. При более низких значениях плотность выше (на морозе масло гуще), с увеличением температуры она снижается.

Плотность моторных масел при +20 °C может составлять от 750 до 995 кг/м³.

Разумеется, при измерении плотности невозможно обеспечить идеальные условия. Эталонные замеры производятся только в лабораториях.

В бытовых условиях плотность масла определяется с помощью специального прибора – ареометра.

Ареометр и измерение плотности с его помощью

Рассмотрим порядок вычисления реального значения плотности на следующем примере.

Допустим, что согласно паспортным данным, диапазон плотности тестируемого масла находится в пределах 990-999 кг/м³. Поправка на каждый градус составляет 0,515.

Выполняем измерение ареометром, фиксируя текущую температуру. Например, при +24,2 °C плотность масла составит 997,8 кг/м³. Разницу между реальными и эталонными температурными показателями – 4,2 – умножаем на величину поправки 0,515. Получаем 2,16. Отнимаем это число от измеренного значения 997,8 кг/м³. В результате узнаем реальный показатель плотности масла – 995,6 кг/м³.

Сравнив эти данные с информацией в паспорте, вы легко сможете определить соответствие характеристик масла заявленным.

Зависимость плотности от состава масла

Величина плотности масла в большой степени зависит от его состава и качества. Любая смазочная жидкость содержит парафины, нафтены и ароматические углеводороды, заметно отличающиеся друг от друга по названному показателю.

Высокая плотность указывает на большее содержание ароматических углеводородов, низкая – на большее количество нафтенов.

Влияние плотности масла на его рабочие свойства

От величины плотности зависит одна их главных характеристик масла – его кинематическая вязкость по SAE. Чем плотность выше, тем смазочная жидкость гуще.

У масел со слишком высокой или слишком низкой плотностью есть ряд недостатков.

Густая смазка хуже прокачивается по масляным каналам и плохо проникает в зазоры, что усложняет вращение коленвала. Такое явление наблюдается при запуске двигателя в мороз.

Использование очень вязкого масла – причина высокого расхода топлива и усиленного нагарообразования.

Загрязненный двигатель

Применение масла с низкой плотностью тоже может вызвать ряд проблем. Такая смазка быстро стекает в картер, не успев оставить на деталях защитную пленку.

Жидкое масло выгорает и загрязняет силовой агрегат. Вследствие слишком активной циркуляции оно выводит из строя масляные фильтры.

Плотность масел разных видов

Разумеется, связь между базовой основой и плотностью масла есть. Тип и количество присадок играют второстепенную роль. Минеральные масла тяжелее синтетических, их плотность находится в диапазоне 856-875 кг/м³.

Синтетические смазки легче (840-860 кг/м³), так как производят их, в основном, из природного газа.

Более низкая плотность «синтетики» позиционируется как ее конкурентное преимущество. Однако для двигателя важнее не сам показатель, а его сохранение при смене рабочих температур.

Плотность «зимних» моторных масел ниже, так как при отрицательных температурах им свойственно загустевать.

Отработанное масло более плотное, чем свежее. Это связано с тем, что часть легких фракций из них улетучивается, а тяжелые примеси (шлаки, твердые частицы, сажа и пр.), наоборот, добавляются.

2. Основные понятия и характеристики смазочных материалов

Под Плотностью понимается объемная масса вещества. Для масел обычно приводится в кг/м 3 при температуре +15 или +20 °C. Плотность смазочных масел варьируется от 700 до 950 кг/м 3 в зависимости от качества базового масла, густоты и присадок.

Вязкость

Чем гуще жидкость, тем выше ее Вязкость. Единицей измерения вязкости смазочных масел обычно является сСт (сантитокс) = мм 2 /с (система SI) или сП (сантипуаз) = мПа*с (система Si).

Вместе с любой единицей вязкости всегда должна указываться Температура. Вязкость всех масел сильно падает при повышении температуры. Вязкость обычного моторного масла SAE 10W при температуре –20 °C может составлять 2000 сП, но при нагреве до +100 °C Вязкость падает до 5,2 сСт.

Индекс вязкости

Индекс вязкости (ИВ) характеризует свойство жидкости разжижаться при повышении температуры. Чем подвижней становится жидкость, тем ниже Индекс вязкости. ИВ сезонных моторных масел составляет около 95‑110, всесезонных — даже свыше 200.

Температура вспышки

Температура вспышки отражает степень огнеопасности жидкости. Температура вспышки — это температура, при которой происходит испарение такого количества горючих газов, которое может вызвать вспыхивание при поднесении открытого огня, но жидкость при этом не горит.

Температура воспламенения

Температура воспламенения — это температура, при которой газы, испаряющиеся из нагретой в открытом тигле жидкости, горят после поднесения открытого огня не менее пяти секунд. Температура воспламенения обычно выше температуры вспышки на 10‑50 °C.

Температура застывания

При снижении температуры масло загустевает. При определенной температуре оно перестает течь под силой собственной тяжести. Эту температуру называют Температурой застывания. Температура застывания зависит, в частности, от вязкости масла и химической структуры. У парафиновых масел застывание происходит из‑за находящегося в составе масла воска, который образует кристаллы. Чем больше масло остывает, тем крупнее становятся кристаллы, в итоге создавая в масле сеть, которая препятствует течению.

Щелочной резерв

При работе двигателя в масло попадают кислотные соединения, которые появляются в процессе горения топлива. Их необходимо нейтрализовать, чтобы воспрепятствовать коррозии металлических деталей. Для этого в масло добавляют присадки, которые создают Щелочной резерв. Его величину выражают общим щелочным числом (TBN).

Основные понятия масел и смазочных материалов, плотность, вязкость, индекс вязкости масла, температура вспышки, воспламенения и застывания, щелочной резерв, хранение масел.

Под плотностью моторных масел и смазочных материалов понимается объемная масса вещества. Для масел обычно приводится в кг/м3 при температуре плюс 15 или плюс 20 градусов. Плотность смазочных масел варьируется от 700 до 950 кг/м3 в зависимости от качества базового масла, густоты и присадок.

Основные понятия масел и смазочных материалов, плотность, вязкость, индекс вязкости масла, температура вспышки, воспламенения и застывания, щелочной резерв, хранение масел.

Чем гуще жидкость, тем выше ее вязкость. Единицей измерения вязкости моторных масел и смазочных материалов обычно является cSt (сантисток) = мм2/с (система SI) или cP (сантипуаз) = mPas (система Si). Вместе с любой единицей вязкости всегда должна указываться температура. Вязкость всех масел сильно падает при повышении температуры. Вязкость обычного моторного масла SAE 10W при температуре минус 20 градусов может составлять 2000 cP, но при нагреве до плюс 100 градусов вязкость падает до 5,2 cSt.

Индекс вязкости масел и смазочных материалов.

Индекс вязкости характеризует свойства жидкости разжижаться при повышении температуры. Чем подвижней становится жидкость, тем ниже индекс вязкости. Индекс вязкости сезонных моторных масел составляет около 95–110, всесезонных – даже свыше 200.

Температура вспышки масел и смазочных материалов.

Температура вспышки отражает степень огнеопасности жидкости. Так, температура вспышки – это температура, при которой происходит испарение такого количества горючих газов, которое может вызвать вспыхивание при поднесении открытого огня, но жидкость при этом не горит.

Основные понятия масел и смазочных материалов, плотность, вязкость, индекс вязкости масла, температура вспышки, воспламенения и застывания, щелочной резерв, хранение масел

Температура воспламенения масел и смазочных материалов.

А температура воспламенения – это температура, при которой газы, испаряющиеся из нагретой в открытом тигле жидкости, горят после поднесения открытого огня не менее пяти секунд. Температура воспламенения обычно выше температуры вспышки на 10-50 градусов.

Температура застывания масел и смазочных материалов.

При снижении температуры масло загустевает. При определенной температуре оно перестает течь под силой собственной тяжести. Эту температуру называют температурой застывания. Температура застывания зависит, в частности, от вязкости масла и химической структуры. У парафиновых масел застывание происходит из-за находящегося в составе масла воска, который образует кристаллы. Чем больше масло остывает, тем крупнее становятся кристаллы, в итоге создавая в масле сеть, которая препятствует течению.

Щелочной резерв масел и смазочных материалов.

При работе двигателя в масло попадают кислотные соединения, которые появляются в процессе горения топлива. Их необходимо нейтрализовать, чтобы воспрепятствовать коррозии металлических деталей. Для этого в масло добавляют присадки, которые создают щелочной резерв. Его величину выражают общим щелочным числом (TBN).

Температура текучести масел и смазочных материалов.

Минимальная рабочая температура трансмиссионных масел, при которой масло сохраняет текучесть.

Хранение масел и смазочных материалов, обращение с ними.

Место и условия хранения масел и смазочных материалов следует выбирать так, чтобы избежать попадания в них воды и примесей. Место хранения должно быть защищено от дождя и минимально подвержено колебаниям температуры. Колебания температуры могут вызвать скопление влаги в емкостях, которые неплотно закрыты. Бочки лучше всего хранить на боку или вверх дном так, чтобы заливное отверстие находилось ниже уровня масла.

Легко подверженные замерзанию продукты, такие как эмульсии для обработки металлов и моющие средства, следует предохранять от мороза при перевозке и хранении. При обращении со смазочными материалами и маслами, а также химикатами следует соблюдать официальные нормы и правила. Дополнительная информация дается в паспортах безопасности продуктов.