Почему температура застывания не показывает, как масло ведёт себя на холоде

Там, где заканчивается текучесть

Температура застывания — показатель предельного низкотемпературного состояния масла. Она показывает, при какой температуре продукт в условиях стандартного испытания практически теряет текучесть.

Этот параметр полезен, но не описывает поведение масла во всём диапазоне отрицательных температур.

При охлаждении вязкость растёт постепенно. Масло становится более вязким уже при 0, −10 и −20 °C — задолго до достижения температуры застывания.

Поэтому два масла с близкой или одинаковой температурой застывания могут заметно различаться по фактической вязкости при −10…−20 °C. И наоборот: более низкая температура застывания сама по себе не гарантирует меньшую вязкость в этом диапазоне.

Для оценки низкотемпературных свойств важно учитывать не только конечную точку потери текучести, но и то, как меняется вязкость масла по мере охлаждения.

Что меняется при морозе

При холодном запуске важно не только то, сохраняет ли масло текучесть. Существенно и то, насколько большим становится его сопротивление движению.

До запуска более вязкое масло увеличивает сопротивление проворачиванию двигателя. Стартеру приходится преодолевать не только механическое сопротивление деталей, но и сопротивление масла в подшипниках и других смазываемых узлах.

После запуска масло необходимо быстро подать из картера в систему смазки. Масляный насос должен создать поток, заполнить магистрали и обеспечить давление, необходимое для подачи масла к нагруженным узлам.

В современных двигателях масло используется также как рабочая жидкость гидравлических механизмов. От его подачи и давления зависят работа фазорегуляторов, гидронатяжителей цепи, гидрокомпенсаторов и других исполнительных устройств.

Поэтому низкотемпературная вязкость влияет сразу на несколько процессов: сопротивление проворачиванию двигателя, прокачиваемость масла, формирование давления и работу механизмов, использующих это давление.

При этом лабораторную разницу вязкости нельзя напрямую переводить в конкретное время набора давления или скорость работы отдельного механизма. Это зависит от конструкции двигателя, производительности насоса, зазоров, температуры и других факторов.

Практический смысл проще: при прочих равных условиях менее вязкое при данной отрицательной температуре масло создаёт меньшее сопротивление проворачиванию и движению по системе смазки, а более вязкое — большее.

О чем говорит класс SAE?

В обозначении SAE 0W-20, 5W-30 или 10W-40 первая часть указывает на низкотемпературный класс масла.

Этот класс не задаёт конкретное значение вязкости. Он устанавливает предельные требования, которым масло должно соответствовать в стандартизованных низкотемпературных испытаниях.

Поэтому два масла одного класса, например 5W-30, могут одновременно соответствовать требованиям SAE и при этом иметь разные фактические значения низкотемпературной вязкости.

Иными словами, обозначение 5W подтверждает соответствие масла требованиям класса, но не означает, что все масла 5W ведут себя одинаково при −10, −15 или −20 °C.

Что такое CCS и MRV?

Для оценки низкотемпературного поведения моторных масел используют несколько отдельных показателей.

CCS характеризует сопротивление масла в условиях, моделирующих холодное проворачивание двигателя.

MRV характеризует его низкотемпературную прокачиваемость.

Эти методы оценивают разные стороны поведения масла и не заменяются температурой застывания.

Подробно о CCS, MRV и кинематической вязкости при отрицательных температурах мы разбирали в отдельном материале:

Как масло ведёт себя зимой: кинематическая вязкость, CCS или MRV?

Один класс — разные значения

Различия внутри одного низкотемпературного класса хорошо видны на расширенных лабораторных измерениях масел SAE 5W-30.

В исследованной выборке при −20 °C значения CCS находились примерно в диапазоне от 1290 до 1900 мПа·с. Разница между крайними результатами составляла около 47%.

По MRV при той же температуре значения различались примерно от 2050 до 3580 мПа·с, то есть примерно на 75%.

При этом все образцы относились к одному классу SAE 5W-30.

Есть и ещё более показательный пример. У группы масел с одинаковой температурой застывания −42 °C значения CCS при −20 °C различались примерно на 47%, а MRV — примерно на 75%.

Это показывает сразу два момента.

• Во-первых, один и тот же низкотемпературный класс SAE не означает одинаковой фактической вязкости.
• Во-вторых, одинаковая температура застывания не означает одинакового поведения масла при более высоких отрицательных температурах.

По той же причине более низкая температура застывания сама по себе не гарантирует лучших значений CCS или MRV.

Что учитывать при выборе масла?

Температура застывания остаётся полезным показателем, но её нельзя рассматривать отдельно от других низкотемпературных характеристик.

При оценке масла логично учитывать:

1. требования автопроизводителя;
2. допустимый низкотемпературный класс SAE;
3. CCS и MRV, если эти данные доступны;
4. фактические измерения вязкости при отрицательных температурах;
5. температуру застывания как дополнительную характеристику предельного поведения.

Классы 0W, 5W и 10W имеют значение не только при экстремальных морозах. Различия по сопротивлению проворачиванию и прокачиваемости проявляются уже при более умеренных отрицательных температурах.

Если производитель двигателя допускает несколько классов вязкости, сравнивать фактические низкотемпературные свойства имеет смысл уже внутри разрешённых спецификаций.

Температура застывания показывает, при каком сильном охлаждении масло приближается к потере текучести. Она не показывает, насколько вязким масло будет при −10, −15 или −20 °C.

Поэтому оценивать низкотемпературное поведение масла корректнее по совокупности параметров — прежде всего по требованиям SAE, значениям CCS и MRV и фактической вязкости при отрицательных температурах.