bmwservice


Самообразовательный блог


Previous Entry Share Next Entry
Масло IX - Пекло
bmwservice
                                               

       В современном двигателе, масло подвергается значительной механической и температурной нагрузке. Около 10% мощности двигателя, в виде механической энергии, рассеивается именно в масле. Если перевести это в цифры, получим что-то около 5-10 кВт для среднестатистического мотора. Сравнив эту величину с моторами 50-х годов прошлого века, значительного увеличения нагрузки не отметим - трение было всегда. Другое дело - нагрузка температурная. Из примерно такого же по объему и массе двигателя, современные производители

вытаскивают значительно больше энергии. Например, взяв за образец достаточно эффективный двигатель тридцатилетней давности, увидим что-то около 70 л.с. с 1,5 литров и 100 Нм момента. Вполне достойные показатели. Подобный двигатель использовался на ВАЗ 2108.


Этот двигатель "доводили" на Porsche. Степень сжатия уже достигала 10. Обороты максимальной мощности приближались к 6000. Все бы неплохо, пока не сравним эти цифры с уже не очень современным (2005 год) BMW N46: 150 л.с. и 200 Нм сняты с объема около 2 л. Металлоемкость и масса сравнимы. С учетом приведенного объема, рассеяние энергии последним составляет примерно в 1,5 раза больше! Уместно рассмотреть и последующую модель - турбированный BMW N20 - уже 245 л.с. мощности с того же объема...

Более чем умеренно форсированный, как это теперь ясно, двигатель ВАЗ-2108, значительно проигрывает современным атмосферным моторам в мощности и эффективности. И если энергия механического рассеяния (условно "трения в масле") выросла пропорционально мощности, например, с 10 до 15 кВт, в абсолютных цифрах, то энергия теплового рассеяния в систему охлаждения, примерно равна мощности двигателя. Математика довольно проста: в ДВС около 30% идет в полезную мощность, около 30% - в систему выпуска - нагревает улицу, а интересные нам 30% - как раз уходят в разогрев двигателя. Оставшиеся 10% - как раз трение.

Теперь в цифрах: "восьмерочный" бедный родственник современных ДВС получал около 12 удельных кВт тепла на 1 л масла, то современный мотор получает уже около 25 кВт. Турбированный  - до 40! Эта тепловая мощность, как можно догадаться, рассеивается прежде всего вблизи камеры сгорания, где температура кратковременно (до нескольких тысячных долей секунды) достигает пиковых величин более 2000 градусов Цельсия. Графически это выглядит примерно вот так: абсолютные цифры могут варьировать от конкретного двигателя и его типа. Как видно, в данном случае, температура превышает планку 1000К на протяжении примерно 100 градусов по ДПКВ - а перед нами всего лишь дефорсированный судовой дизель с коротким по-определению циклом горения и температурой выхлопных газов на уровне всего 500 С. Подробнее можно посмотреть характеристики 2Ч 8,5/11. Для современных моторов можно смело масштабировать график вверх примерно на 30% и даже более.


Зоны локальной температурной нагруженности в ДВС распределяются примерно следующим образом с центром распространения тепла в области камеры сгорания.
temps


Важная часть камеры сгорания - поршень:


Очевидно, что критическими зонами контакта масла с высокими температурами в двигателе, являются именно поршневые канавки. Точнее - стенка цилиндра-кольцо-поршневая канавка. Температуры в этой области  у обычного атмосферного мотора легко достигают в среднем пары сотен градусов. В турбированном - еще выше. Казалось бы, максимальная близость к открытому горению, должна подвергать наибольшему риску к закоксовыванию верхнее поршневое и среднее кольца. Но эти кольца имеют цельную конструкцию и значительный преднатяг - хорошо пружинят и сопротивляются потере подвижности. Если так, то очевидно, что самое проблемное место современного двигателя - маслосъемные кольца.

Это кольцо постоянно пропускает сквозь себя микродозы моторного масла. В режиме полных оборотов, циркуляция является приемлемой. В режиме холостого хода и движения в условиях пробки - заведомо недостаточной. Принудительной циркуляции масла в поршневой канавке создать невозможно - форсунку туда не разместишь. В результате, сама геометрическая форма канавки, подкрепленная функцией маслосъемного кольца - отличная масляная микросковородка с температурой прожарки, в среднем, далеко за 200 градусов Цельсия.

Плохая циркуляция в этой области, ведет к закоксовыванию маслодренажных отверстий, диаметр которых в некоторых современных конструкциях составляет всего около 0,5 мм - острие иглы! Более того - затрудненная подвижность маслосъемного кольца ведет к еще большему перегреву канавки. Стоит кольцу  "вжаться" в поршень, нарушается его контакт со стенкой цилиндра - кольцо перестает передавать тепло блоку. Если страдает теплопередача - температура в этой области растет еще выше номинально допустимой, которая и так не гарантирует работоспособность во всех режимах эксплуатации. Итак, даже небольшая потеря подвижности является катализатором процесса дальнейшего залегания колец.

Современные конструктивные особенности двигателей резко усугубляют процесс коксования: поршень современного мотора стараются сделать как можно более компактным и легким, а высоту колец предельно сократить. Когда-то и самих колец было четыре. Сейчас - три. Скоро будет два. Высота колец стремительно сокращается - в этом можно легко убедиться, посмотрев номенклатуру производителей. Для понимания тенденции можно поискать в сети фотографии поршней классических автомобилей и сравнить их с современными.

Например, вот такая конструкция обращает на себя внимание не только относительно большой высотой колец, но и, зачастую, увеличенной высотой маслосъемного кольца, с огромными окнами-прорезями для дренажа масла. По-старинке везет дизелям - там нагрузки побольше и "миниатюры" не проходят - особо мельчить не получится.

Современная конструкторская логика ясна: меньше количество и высота колец - потерь на трение меньше, поршень легче - сил инерции меньше - обороты можно сделать повыше. Ну и так далее в сторону экологии, экономии, технологии. Страдает, как всегда, надежность во всех смыслах.
Вот так выглядели поршни классических автомобилей:
peter_piston
На данный момент, мы имеем целый ряд негативно направленных тенденций: минимизацию, точнее миниатюризацию цилиндро-поршневой группы, увеличение температуры двигателей, снижение средней скорости движения в крупных городах, увеличение межсервисного интервала, увеличение относительной удельной мощности двигателей, соотнесенной с объемом масла и металлоемкостью ДВС.
ducati-1199-panigale-superquadro-crankshaft-pistons
Колец на современных поршнях уже почти не видно... - на фото поршни высокооборотистых мотоциклетных моторов. Аналогичные использует, например, машины Формул-1.

Если поискать более тщательно, можно припомнить и вынужденную "крутильность" современных малолитражных ДВС - чтобы успевать за потоком, двигатель требуется крутить. В целом, это тенденция двусторонней направленности. С одной стороны, старый, дефорсированный малооборотистый холодный мотор - рай для масла. С другой - требующий постоянного  "кручения" современный "аналог", с сопутствующим повышенным выделением мощности, отчасти компенсированным увеличением средних оборотов при движении - циркуляция масла опять же в среднем улучшается. Вот только в пробке все равно расклад будет не в его пользу.

Если проиллюстрировать тенденцию изменения конструкции колец в масштабе прошедших 60-80 лет, то получится примерно вот такая картина - справа налево: все меньше и уже.


Теплонагруженность поршня растет пропорционально увеличению степени форсировки двигателя. В результате, самое неудачное стечение обстоятельств для работы масла: "компактные" кольца и поршни в высокоэффективных форсированных моторах, усиленных высокой точкой термостатирования двигателя и тяжелым режимом движения. Даже математическая модель "поршня в вакууме" рисует температуры в интересующей нас области в далеко за 200 градусов.

piston_pic

На практике, подобный прогресс в форсировании двигателей приводит вот к такому результату. Таких примеров в практике любого профильного "немецкого" (да и не только) моториста - сотни. Перед вами - центральная картинка этой главы исследования. После нее уже не так уж и важна фактически действующая температура в этой зоне. 250, 300, 350, 400 градусов - это не так важно и сильно зависит от условий измерения и двигателя. Пара стартов до 6000 оборотов и резкая остановка в пробке, или же длительная стоянка на холостом ходу - условия совсем разные, но результат одинаков:


(на фото для наглядности оставлено только маслосъемное кольцо)

Этот двигатель отнюдь не попал в ремонт по результату "естественного износа": у него физически не стерлись кольца и не упала компрессия. В таком случае, теоретически, моторист просто достает из мотора почти чистенькие поршни, меняет кольца - и двигатель поехал мотать следующий миллион. Но ничего подобного: кольца залегли еще задолго до полного естественного истирания, забились маслоотводящие каналы и расход масла стал критически невозможным для нормальной эксплуатации. Компрессия еще позволяет передвигаться и даже более того - не сильно отличается от номинала. Но нормально эксплуатировать такой мотор просто невозможно.

В подобном исходе виновато масло - никаких сомнений. И так ли уж и важно абсолютное значение температуры вблизи камеры сгорания, если ее достаточно для масляной деградации в конкретном двигателе. Пусть там 350 - прекрасно. Всего 150? - тем хуже, но это ничего не меняет. Если поршень так зарос - температуры воздействия хватает. Совершенно не нужно заниматься исследованиями и размещать термопару непосредственно в ваш личный мотор, для выяснения сколько же там градусов 215, или 297 - если вы достаете такой поршень из цилиндра во время капремонта. Масло читать и считать не умеет - ему просто достаточно.

На практике, все рассмотренные в предыдущей части материала масла, удовлетворяют огромному количеству требований и, следовательно, "пригодны для применения в самых современных моторах". Требования API/ILSAC/ACEA, ворох требований от конкретного производителя - все это у них есть с избытком. Только все это почему-то не позволяет оставить без работы тысячи автосервисов. Эти масла прекрасно "спекаются" в самых неудачных для этого местах двигателя. Самое разумное - сертифицировать и тестировать масла на термодеструкцию. Однако, основной упор производителями делается на все что угодно, кроме главного. А ничего главнее для масла, чем температура, в двигателе нет. Сейчас внимательнее рассмотрим эти моменты.

Неужели такие очевидные вещи не понимают производители масел? Нет, прекрасно понимают, даже используют... в наглядной рекламе:



Условия просты: 275 градусов Цельсия "как некоторые части вашего двигателя". Нагрев и мгновенный результат - все наглядно и понятно уже в 80-е годы прошлого века! Это при несравненно менее нагруженных моторах. Но перед нами - реклама. Формализованных параметров вида "стойкое масло", "нестойкое масло" нету ни на канистре, ни в паспорте.

Все необходимые испытания казалось бы второстепенных на практике величин присутствуют и многократно повторены в паспорте качества: вязкость при различных температурах, характеристика моющих свойств и даже испаряемость. Все это важно для номинальной работоспособности, но никаким образом не характеризует "ресурс" продукта. В самых современных стандартах, обязательно присутствуют "расширенные" требования к свойству масла не образовывать отложения, не закоксовывать кольца и пр. И что самое интересное - эти свойства и методики имеют выход лишь в виде весьма условной, чаще всего скрытой от потребителя, бальной системы: специально обученные эксперты, на особых двигателях, по специально разработанной системе оценок определяют, например, сравнительную "загрязненность" отработавшего поршня.

Позволю себе привести одну лишь цитату:
"Барри – старший эксперт по оценке нагара и лаковых отложений на поршнях, а для своей работы он использует только лупу с подсветкой и держатель поршней, поскольку никакие измерительные приборы не способны выполнить эту задачу. Визуальная оценка требует обширных знаний и очень высокой квалификации (которую к тому же периодически нужно подтверждать), ведь чтобы вывести итоговую цифру по десятибалльной шкале, приходится принимать в расчет около 200 различных показателей чистоты поршней. В исследовательских подразделениях ExxonMobil экспертов с такой квалификацией всего трое, так что это по-настоящему редкая профессия. «Настолько редкая, – говорит Барри, – что когда мы направляемся на какую-нибудь конференцию, компания даже запрещает нам лететь в одном самолете. Ведь подготовка подобного квалифицированного специалиста занимает около пяти лет".

И вот что интересно: рассматриваемая проблема, которой о которой я веду речь выше, остро проявляется лишь при наличии большинства из перечисленных ниже факторов (часть из них взаимосвязана/дублируется):

1.Температурный режим двигателя.
2.Относительная степень форсировки двигателя.
3.Режим эксплуатации (движения).
4.Конструктивные особенности двигателя.
5.Интервал замены масла.

"Промахнитесь" вы в составлении методики хотя бы на один пункт и результат не будет иметь и малейшей корреляции с действительностью - тест будет бесполезен. Но даже оценивать "загрязнение" будут по условной бальной системе - не вполне ясно, а где та самая грань "достаточности" загрязнений?

То есть, если вы берете "холодный" мотор и гоняете его по "европейскому" ездовому циклу на стенде, то.... сюрприз, так ведь именно так "берут и гоняют":

"BMW — Bayerische Motoren Werke Group (Баварский моторостроительный завод), лидирующий мировой производитель престижных автомобилей, выпускает надежные бензиновые двигатели с продленным интервалом замены масла. Для этих двигателей нужно использовать только масла с обозначением «BMW Longlife» (масло «долгой жизни»). Масло испытывают на полноразмерном стендовом двигателе BMW M44 по специальной жесткой программе. После испытаний масло сливают, а двигатель разбирают. Проводят лабораторный анализ проб отработанного масла и оценивают состояние двигателя. Только масло, выполняющее строгие требования BMW, получает допуск BMW Longlife к использованию для автомобилей BMW."

M44 с его 95-100 градусами, обкатанный по "беспробочному" циклу, как видно, позволяет практически любому маслу на рынке иметь соответствие стандарту LongLife - то есть, другими словами, без проблем выхаживать по 25000 км по "специальной жесткой программе". В реалии же, вот это масло и его состояние, с которым владельцы рискуют столкнуться на интервале замены примерно 12-15 ткм, не более:
:

В условиях слабой циркуляции, малые порции масла буквально спекаются в области поршневых колец. Более того, непосредственно после остановки двигателя, движение масла в этой области полностью прекращается, а поршень остывает до безопасных температур далеко не сразу...

Что можно считать относительно безопасной температурой, точнее - верхней ее границей, когда масло подвержено значительному температурному воздействию, но еще находится в относительной безопасности?! Даже в руководстве по эксплуатации BMW можно найти эти температурные диапазоны - критический предел, после которого датчик масла в картере подает сигнал тревоги - что-то около 160 градусов - это очень много для гражданского автомобиля, но совершенно легко достижимо на практике, например, во время отжигов на закрытых трассах. Образу внимание - в картере, то есть в масляном резервуаре. В области же поршневых колец, микропорции масла разогреваются до значительно более высоких температур, но в условиях гонки их спасает циркуляция. Впрочем, если после каждого круга "отстаиваться" на холостом...

Итак, позволю себе еще цитату из довольно древнего издания:
250С_pic
Следует сделать пару уточнений - "высокофорсированные" дизели это применительно к моторам 30+-летней давности, да и речь идет о маслах "нефтяного" происхождения, определенная часть которых, в прочем, все равно присутствует в современном масле.

Вот, например, результаты альтернативной методики тестирования для масел, выполненные по заказу одного из крупных ритейлеров. Тестировались масла соответствующие стандарту TC-W3 для двухтактной техники. Такие масла неизбежно попадают в камеру сгорания и продукты их высокотемпературных отложений имеют тем более критическое значение. Несмотря на полное соответствие стандарту, результаты тестирования действительно показывают качественную разницу. Еще раз обращу внимание, что все протестированные масла стандартизированы и одобрены, то есть соответствуют основным требованиям:
coker_panel_test
Масло подается на разогретую поверхность в течение 15 секунд и затем, в течение 45 секунд, выдерживается на ней. Цикл повторяется в течение часа. Обратите внимание на существенную разницу в результатах для температур примерно 290, 300 и 315 градусов по Цельсию соответственно. Обнаруживаются существенное влияние температуры как катализатора процесса. Важен буквально каждый лишний градус и зависимость, что очевидно, совсем не линейная...

Аппарат специализирован для измерения стойкости масла к коксованию в тонком слое. При обладании парами десятков тысяч евро, базу можно расширить самостоятельно. Прошу, однако, вновь обратить внимание на предел температурного диапазона этой установки - 400 градусов Цельсия:

Для тех, кому кажется, что этот диапазон выбран, что называется, "с запасом", напомню: температура выхлопных газов у современного бензинового мотора в режиме нормальной эксплуатации достигает 800+ градусов Цельсия. Выпускной коллектор, следовательно, разогревается до близких температур. Турбина, если таковая присутствует, располагается непосредственно вблизи выпускного коллектора, получая вращение от энергии раскаленных выхлопных газов.

Теперь вопрос - чем смазывается и охлаждается турбина? И что продолжает смазывать и охлаждать ее после остановки двигателя? Зачем на турбированные моторы настойчиво советуют устанавливать т.н. турботаймер, обеспечивающий минимальную циркуляцию масла в режиме холостого хода еще некоторое время после выключения зажигания? Ну и, разумеется, турбированный мотор обладает большей эффективностью, по сравнению с атмосферным - про увеличение теплоотдачи в расчете на один цилиндр, килограмм массы, или литр масла я уже говорил выше.

Проиллюстрирую все это на примере неплохо знакомого мне мотора. Владельцам турбированных моторов, в частности,
BMW X6 5.0i, будет крайне полезно узнать о существовании у турбин т.н. масляных магистралей, которые хорошо видно здесь:
turbo_n
Обратите внимание, даже по рисунку можно понять, что это достаточно тонкие трубки в которых при нормальных условиях постоянно должно циркулировать почти кипящее масло. Нормально циркулирует оно, на практике, лишь до 60-90 тысяч км. (3-5 лет эксплуатации) в московских условиях. А далее с двигателем и турбинами происходит тоже самое, что происходит с организмом, у которого закупорены сосуды. BMW N63 термостатируется при средней температуре 108-111 градусов и имеет удельную мощность в 408 сил при 4,4 л рабочего объема. По сравнению со старыми атмосферными моторами с аналогичным блоком, это почти ровно +30% и немногим менее 100 л.с. на литр рабочего объема - около 50 л.с. на цилиндр. Цилиндр с объемом около 0,5 л, имеет сопряженную площадь блока цилиндров объемом что-то около трех пакетов молока. Теперь мысленно попробуйте вскипятить три литра молока при помощи кипятильника мощностью 35 кВт - это около 20 чайников, включенных единовременно. Поэтому на охлаждение этого ДВС "работает" суммарно около 20 литров жидкости, включая антифриз и масло, активную систему охлаждения и огромный поток воздуха навстречу. Вот только отжигая от светофора до светофора, в пробке вы лишаетесь и потока воздуха и улучшенной циркуляции. Довершают картину турбированной роскоши - турбины и выпускные коллекторы, расположенные в развале блока и дополнительно прикрытые тепловыми экранами:

 Это очень хорошая "грелка" в совершенно непроточном месте... На этом тему "температуры масла для турбированного мотора" пока завершаю. Посмотрим, как тестируют масла другие производители.

Компания ExxonMobil использует вращающийся с частотой 2500 об/мин(!) алюминиевый диск с температурой 330 градусов. На него подается разогретое до температуры 285 градусов моторное масло. Тест проводится в течение 3 часов и также пытается воспроизвести процессы, происходящие в области поршневых колец... Здесь хотелось бы обратить внимание на один из факторов - интенсивность циркуляции масла, которую в этом случае уж никак не назовешь низкой и проводить аналогии с "пробочной" эксплуатацией этот тест, увы, не позволяет. Тем не менее, качественная разница между продуктами налицо и тут:
mobil_1

mobil_2
Очевидно, что более склонные к угару "нефтяные" минеральные масла, а также масла, содержащие такой компонент, формируют заметно больше отложений. Двигатели после "чистой" минералки, как правило, действительно грязные внутри. Отжигая такие масла в условиях интенсивной циркуляции, получают результаты, аналогичные изображенным выше.
mobil_3
Еще один примечательный тест: API SJ/SL Sequince III(G) - "тяжелые" и реальные условия эксплуатации при температуре масла в картере 150 градусов в течение 100 часов. Что-то типа "гонки по кольцу". Результат нагляден - лаковые отложения у "плохого" масла. Однако по факту снова промах - обороты аж 3600(!) и, в добавок, "холодный" двигатель с технологиями 40-80-х годов: The Sequence IIIG Test utilizes a 1996 General Motors Powertrain 3800 Series II, water-cooled, 4 cycle, V-6 engine as the test apparatus.

Завидная циркуляция всех жидкостей в то время, когда проблемы у масла начинаются при ее недостаточности! Заявленная интенсивность прокачки охлаждающей жидкости  - 160 л/минута! По-моему, только ленивый автолюбитель в наше время не слышал, что кольца залегают именно в пробках... Может быть API одумается и предложит более интересные методики для соответствия относительно современным стандартам? Учитывающие высокую среднюю температуру, постоянный старт-стоп, средние низкие обороты и скорости движения... логично, да не тут-то было:

И длительность неплохая и критерии оценки прекрасны - даже закоксовка колец оценивается. Казалось бы, это именно то, что нужно. 54 цикла старт-стопа при 216 часах длительности испытания. В общем - потрясающе удачная методика, за исключением одного момента - температуры масла в самом интересном режиме на уровне 45 градусов Цельсия? Это издевательство - имитируется лишь прогрев с ожиданием холодного шламообразования. По результатам таких "стрессовых" испытаний, поршни очередного "классического" мотора, даже изображенные на среднем рисунке в комментарием "тест не пройден", будут иметь вполне пристойный вид. Если вы забыли реальное состояние поршней, посмотрите примерно в середину статьи...

Вновь себя процитирую:"Требования API/ILSAC/ACEA, ворох требований от конкретного производителя - все это у них есть с избытком. Только все это почему-то не позволяет оставить без работы тысячи автосервисов."

То, чем занимаются стандартизирующие организации, напоминает лишь имитацию деятельности - исследуются все режимы, в которых масла должны чувствовать себя хорошо или по крайней мере, неплохо.

Попробуйте коснуться пальцем раскаленного тормозного диска на 0,1 секунды. Никаких проблем. Теперь попробуйте тоже самое... и секунду подержать... Так вот, это самое слово и будет описывать разницу между API/ACEA/... и реальными условиями эксплуатации.

Достаточно убрать из совокупности реальных условий один фактор и все масла становятся исключительно подходящими для эксплуатации. Убрали "длительность" - протестировали - отличные масла. Убрали "температуру" - протестировали - отличные масла. Добавили "циркуляцию" - протестировали - отличные масла. Ваня дома - Мани нет...

В стандарт API SJ/SL входит не менее 18(!) стандартизированных методик испытания. Оценивается вспениваемость, отложения, разжижение, коксование, массовые потери деталей, и еще много чего. На базе этой методологии производители создают свои одобрения. Вышеприведенный Sequence VG - лишь одно из 18 испытаний. Только в него входит 11 критериев оценки... Если просуммировать все критерии соответствия интегрально по всему стандарту SL, получится около сотни критериев.

Теперь вопрос: зачем все это нужно, если на поршне и в двигателе в итоге вот это:

А теперь разгадка: API/ACEA и все подобные методики стандартизированы для американского, европейского, да какого угодно нормального цикла движения. Именно поэтому, мне не попадалось ни одного мотора свежепригнанных автомобилей на каком-угодно (чаще всего, вполне конкретном) масле хотя бы в среднем состоянии, что уж тут сравнивать с автомобилями, приобретенными в Москве. И эти моторы действительно были "в номинале". На том же самом масле. Просто средняя скорость движения там мягко скажем несколько больше 25 км/ч - типичной московской скорости передвижения. Исследования средней скорости передвижения по автобану в Германии выявили величину около 140 км/ч, что легко обеспечит движение в смешанном цикле, включая город, со скоростью около 100 км/ч.

It was a balanced mixture of crowded motorway, city traffic with stop and go, country roads and also some amount of high speeding on the Autobahn. So with an average speed of 95 km/h, the car had a fuel consumption of exactly 12 liters/100km, or 19.6 mpg. Not too bad, if you consider that I had it up to 210 km/h at times and did not drive in a fuel saving way at all.

Несмотря на некоторое лукавство, вся вышерассмотренная методология, применяемая на практике, умозрительно проста и безошибочна: используется один основной фактор - температура. К ней, в качестве катализаторов, (или замедлителей) добавляется (или не добавляется) материал (металл), циркуляция (или ее отсутствие) и экспозиция (время).

Итого - основная функция и три дополнительные "регулировки скорости". Напоминает стерео систему - есть ручка громкости три регулировки тембра. Все действительно очень просто - хочешь что-то сломать - приложи энергию.
Хочешь сломать масло  - приложи температуру.

На финишную прямую методологии испытаний масел выходим со следующими вводными данными:

1.Интересующие нас температуры находятся в диапазоне 200-400 градусов Цельсия и, возможно, даже выше.
2.Интересующий нас режим - низкая циркуляция, или ее полное отсутствие.


Что может быть очевиднее и проще, чем нагреть испытуемую жидкость и измерить параметры? Но если измерить, то какие? Моя основная идея заключалась в оценке интенсивности окисливания, изменения оптической плотности (проще говоря - потемнения), массовой потери на выкипание, изменения диэлектрической проницаемости, pH кислотности, щелочного числа. Часть этих измерений можно было сделать лабораторно, часть - в практически любых условиях. Хорошую качественную разницу удалось получить нагрев масла в металлическом тигле до температуры около 190 градусов в лаборатории одного из институтов.
xenum_castrol
Слева-направо - результат для двух масел с промежуточным результатом (посередине). 1-2-3 - Xenum WRX. 4-5-6 - Castrol EDGE 5W30.  Несмотря на несколько сбивающее с толку присутствие керамических частиц в виде коллоидного раствора, разница впечатлила. Но продолжение нащупывания температурного оптимума оказалось безуспешным - после достижения температур немногим более 200 градусов, все масла довольно быстро становились почти одинаково непрозрачными и измерение относительной оптической плотности теряло всякий смысл. Безуспешным оказалось и измерение диэлектрической проницаемости - невелика разница. Щелочность также падала до едва измеримых крупиц... Все говорило о непринципиальных отличиях в маслах, сразу же по достижению требуемого температурного режима, что, однако, совершенно не коррелировало с моей практикой. Но совершенно неожиданно, одно из масел...свернулось при температуре немногим более 270 градусов в течение считанных минут. Второй образец продемонстрировал полную стабильность вплоть до максимума температурного диапазона прибора - 380 градусов Цельсия. Мне пришлось повторить эксперимент для разных объемов масла и разных длительностей - отличий не было - при любой температуре условно "стабильный" образец вел себя совершенно одинаково. Нестабильный же - сворачивался во всем диапазоне от начальных 270 до критических 380. Нагрев условной средней тестовой порции до кондиционной температуры занимает примерно 7-10 минут, температурное разрушение - еще всего 3-5 минут. Все дальнейшие исследования проходили при температуре 380С. Эта температура единовременно далека от точки самовоспламенения и позволяла получать стабильный результат довольно быстро и без отлавливания точки перехода в состояние загущения, персонально для каждого масла. Время испытания, для чистоты эксперимента, тем не менее, было увеличено до 1 часа, хотя вполне конкретный результат достигался уже спустя 15-20 минут с начала испытания...

В результате, предельно дешевым и эффективным способом нахождения и демонстрации качественных отличий моторных масел стало совсем не измерение значительного количества достаточно важных физических величин. Легко воспроизвести тесты с аналогичным результатом можно даже в бытовых условиях, буквально на конфорке. Это позволило ответить на два вопроса, которые были сформулированы непосредственно перед испытанием и которые тут не озвучивались. Многие удивятся, гарантирую. Не будет лишним опубликовать их здесь:

1.Возможно ли искусственным способом добиться полимеризации масла, аналогичной по органолептическим показателям той, которую можно наблюдать в двигателе, при значительном пробеге, при использовании некоторых масел?

2.Являются ли масла предлагаемые под брендом Castrol и BMW, с примерно аналогичными допусками и классами вязкости, аналогичными по химическому и физическому составу?


Если ответ на первый вопрос, строго говоря, требует доказательства и к нему мы еще вернемся, то ответ на второй вопрос я могу гарантировать, достаточно почитать предыдущие части статьи. Даже возможное совпадение пакета присадок может не означать идентичности свойств и основы масла, что с легкостью демонстрирует моя методика. Castrol и Original BMW могут оказаться совершенно разными по свойству и условной пригодности продуктами, что мною уже было продемонстрировано в более ранних публикациях: в 2 из 3 случаев как минимум.

Более того, с определенной долей вероятности можно утверждать, что в рамках одного концерна, под разными брендами выпускаются совершенно одинаковые продукты, в чем можно убедиться не только сравнив пакет присадок на элементном анализе, но и просто посмотрев на результаты соответствующих проб.Это один и тот же продукт в разных канистрах. Не буду показывать пальцем, смотрите результаты предыдущей главы.

Главное сомнение, которое предполагалось разрешить и которое тут же возникло в результатах тестирования: не является ли пресловутое "качество базового масла" ответственным за визуальное фиаско некоторых продуктов?!

Для этого были протестированы несколько чистых базовых продуктов совершенно разного качества и типа, результат перед вами:

Масла (базовые масла) даже не потемнели - сохранили первоначальный цвет - каждое - свой. Тоже самое произошло со всеми остальными использованными базами - от простейшей минеральной "веретенки", до самых замечательных эфирных компонентов... Цвет и консистенция не изменились и за пять часов кипения при температуре 380 градусов.

Почему же темнеет готовое масло и почему сворачивается? Почему же не свернулось ни одно минеральное масло? Неужели оно не хуже самой лучшей "синтетики", или даже лучше ее? Кто виноват и что делать?

Обо всем этом поговорим в следующей части статьи...




а в абзаце под шестью баночками свернулся xenum ???


эх, на самом интересном месте.

сам заинтригован)

немного неожиданная развязка...

так продолжение будет или нет ?)

даже не знаю, что теперь думать по этому поводу)

Отдельное спасибо за результаты отжига двухтактных масел.

Заголовок противоречит эпилогу. Объяснитесь сударь.

Как я понимаю, заголовок статьи - сарказм :)

В тексте текущей статьи, Сергей как раз доказывает полезность и результативность теста с кипячением масла.

нет, не сарказм. все проще.

[21:09:54] fareg-moscow: привет
[21:10:03] xxxxx: халлоу)
[21:10:17] fareg-moscow: статья то будет или забил на масла?
[21:10:30] xxxxx: будет
[21:10:34] fareg-moscow: а когда?
[21:10:50] xxxxx: работаю, сам знаешь
[21:11:00] fareg-moscow: скоро все забудут
[21:11:15] xxxxxx: это кто же, интересно?)))
[21:11:42] fareg-moscow: да все
[21:12:07] xxxxxx: у меня другие данные)))
[21:12:30] fareg-moscow: точно тебе говорю-темка на oil-club вообще мёртвая
[21:12:47] xxxxxx: это о чем речь?
[21:13:02] fareg-moscow: тебе сюда ссылку кинуть?
[21:13:10] xxxxxx: ну кидай
[21:13:45] fareg-moscow: сам ищи))
[21:14:12] xxxxxx: даже если так, тебе не пофиг?)
[21:14:43] fareg-moscow: да просто так ляпнул....её один хрен закрыли там....впринципе пофигу)
[21:15:04] xxxxxx: так тебе оживить надо, общительный ты наш?
[21:15:43] fareg-moscow: ха ха ха....сам что ли туда напишешь. она ж закрытая
[21:15:58] xxxxxx: пиццу ставишь?
[21:16:05] fareg-moscow: могу и вискарь
[21:16:24] xxxxxx: не, спасибо, ограничимся пиццей))) если проиграю, вискарь с меня
[21:16:52] fareg-moscow: окей, согласен
[21:17:29] xxxxxx: хорошо, в ближайшие дни. условие простое - если в течение суток с момента публикации тема поднимется и будет не менее трех новых комментов - ты проиграл.
[21:18:12] fareg-moscow: договорились.

(Deleted comment)

Re: Лаб. анализ масла ТОТЕК HR


Ну вот, опять ждать пару месяцев следующей части.
А вопросов-то всё больше.

Странно. По мне так количество вопросов наоборот уменьшается. И тема масла становится стройнее и понятнее. Для себя лично ответ уже найден. Осталось убедиться, что практика подтвердит теорию.

Можно напишу, чтоб всякие непонятливые не писали тупых комментов...

Название статьи и первый абзац - тончайший стеб и троллинг...
Ответ есть в тексте статьи...Если хватит ума это понять...

ну вы не совсем правы. ;)

после переписки и просмотра темы на оил клабе все стало ясно)))

Ссылку))) в студею...)

Анализ отработки

А как дела с анализами отработки? Кто-то сдает ? Результаты для общественности будут ?

п.с. Вам бы на профильных форумах свою тему создать(сти-гти-эво-прочие овощ клубы), читалей бы в раз стало сильно больше (если это нужно конечно)

Re: Анализ отработки

Сегодня вечером начнется публикация.

Так-то понятно. Допустим, имеем двигатель, который жрет масло. Снимаем крышку, видим мазеобразные отложения - вывод ясен. Плохое масло. Ремонтируемся и больше такое масло не используем.
Но есть примеры когда жрет масло не меньше, вскрывают движку - а там совсем ничего похожего на страшные отложения нет. Как быть с этим? Вот примеры: http://mazda6.ru/m/viewtopic.php?f=105&t=77650
http://www.drive2.ru/cars/mazda/6/6_1st_generation/black-angel/journal/79436/#post

По ссылкам моторы с расходом масла, который как вы сами говорили - "капиталка без чудес" или как-то так. 5л на 10т.км.(это только по второй ссылке, там более скромный жор) но при этом на вид они довольно чистые(на мой непрофессиональный взгляд). В итоге, владелец первой машины после ремонта продолжает лить тоже масло, специально спрашивал - кажется эльф, так популярный у маздоводов. С новыми кольцами и другими мелочами расхода уже у него нет, покрайней мере пока.
Тут уже так просто не скажешь, что масло виновато, а прибавляется еще несколько теорий - прижимные свойства колец недостаточные (как вы вычислили, что какие-то ваговские моторы и n52b25 жрут масло именно из-за неправильного материала колец?) или может быть их износ, но тогда отчего и почему? Или может таки масло, но оно забивает только самые ответственные места, а остальное остается чистым?

Edited at 2012-10-22 02:18 pm (UTC)

К сожалению, вы смешиваете полимеризовавшееся в основной массе масло и последствия от этого, с микрозакоксовыванием в области поршневых колец, которое наступает заведомо раньше.

Но и не только это: как видно, ссылка с капремонтом, никакого отношения не имеет к рассматриваемому вопросу о закоксовывании колец и полимеризации:

на этом фото прекрасно видно, что расход масла шел по двум цилиндрам через верх(!), что говорит о сильнейшей течи, например, через стержни клапанов, что подтверждается этим фото:



Стойкость РТИ к масляным основам - вообще отдельный вопрос, который я тоже изучал, но закоксовывание тут ни при чем совершенно. Закоксовывание колец и течь маслосъемных колпачков - вопросы не связанные.



Более того, смотрим на поршень и видим "поршень после пробега в том виде, как он должен быть, если мотор хочет пробегать миллион километров" в сознании всяких экспертов из института нефти, разрабатывающих стандарты и допуски:



Поршень чистейший, маслодренаж - идеальный, едва виден лак в районе жарового пояса.



Владелец сам же делает очевидный вывод, но тут же, сталкиваясь с противоречием, заблуждается в трех соснах: "Осматриваем поршни с кольцами. Особое внимание уделяем третьему, как самому проблемному. Каких либо видимых дефектов не наблюдается. Также нет признаков залегания колец. Судя по всему, кольца потеряли жесткость, и перестали удалять масло со стенки цилиндра."

Человек смотрит на поршни и видит почти идеальное их состояние, но желание найти объяснение настолько велико, что даже не видя никаких отличий, приходится фантазировать. А смотреть надо было на ГБЦ!

Если бы кольца действительно перегрели, был бы термический отпуск кольца (во всех цилиндрах), что маловероятно при видимом состоянии мотора и вообще типе ДВС, хотя полностью это исключать нельзя. Все это измеряется и контролируется, но не по фото, разумеется.

Проблема вышерассмотренного мотора, повторю, _течь масла через верх_, закоксовывание и прочее тут ни при чем - посмотрите на фото не только поршней, но и ДВС целиком. Этот мотор было почти бессмысленно перебирать - я бы поставил диагноз "замена маслосъмных колпачков". Просто владелец, видимо, занимался этим в свое удовольствие, нельзя ему отказывать в удовольствии перебрать собственный мотор).

P.S.В этом отчете не хватает главного - сравнительного фото диаметра отверстий колпачков. Нового и старого. Почему оно не было сделано - не могу вообразить. Сфотографировано все, кроме главного. В таких моторах колпачки как правило сохраняют эластичность - средняя температура невысокая, в отличие от BMW, где за 4-5 лет они могут стать пластиком на ощупь, но здесь просто разбивает дырку и этого достаточно.

Edited at 2012-10-23 11:10 am (UTC)

Проблема в том что покупают премиум машины, которые предназначенны для германии, и ездят на них в России, в стране которая ни разу не Премиум.
У нас нужно покупать простые обычные машины, которые без высокой рабочей температуры, без больших межсервисных интервалов.
Тем более что и характеристики простых движков Тойоты за счет двойного VVTi и Valvomatic ничем не хуже характеристик движков BMW.
Температура в угоду экологии не задраны, интервал ТО нормальный - 10 т км, и никаких проблем.
Но правда тогда бы такого интересного блога не было )

Кто ж знал, что гольф - машина премиум класса. Хотелось простого добротного немецкого автомобиля.

Вопрос в том, что дальнейшее ужесточение требований экологии может вести и дальше к уменьшению рабочего объема ДВС, и вполне возможно приведет также к развитию всякого рода гибридных силовых установок в массовом автомобилестроении. Япония - страна с экономикой, ориентированной на экспорт товаров и вряд ли японские автопроизводители будут ориентироваться только на нестабильный российский рынок и захотят терять европейский. Так что скорей всего те же тенденции скоро будут и у них.
Это только мои догадки, не претендующие на истину.

надеюсь, что к тому времени изобретут нормальные батарейки, чтоб ездили мы на электрокарах и не парились. А сейчас будем капиталить M54 ...

Не могу терпеть!!! Мое резюме, размышления-вопросы по те

- "В условиях слабой циркуляции, малые порции масла буквально спекаются в области поршневых колец.", но если оно там сразу спекается, то как оно умудряется забить собой весь двигатель? Или оно пройдя несколько циклов через поршень не сразу разрушается, а постепенно образуея "смолы и асфальтеины" во все еще жидкой фазе масла, а потом, при достижении критической массы асфальтеина кристаллизуется в масляном канале поршня или умирает где-то в другой части двигателя в виде полу жидкого шлама?
- Оно только там портится, или и в других местах тоже? (Ваш пример, насчет того что некоторые масла сворачиваются уже при 250, а некоторые и при 380 стабильны?) только ли это место убивает масло?
- Тонкая масляная пленка между ВМТ и НМТ испытывает краткосрочное воздействие температуры 1500-2000C, далее по ней скользят кольца поршня и оно обновляется другой порцией масла смешиваясь с остальным маслом? Сколько раз за межсервисный пробег масло бывает между ВМТ и НМТ, а также в канале МК?
- Рабочие части турбины смазывается тем же маслом и нагреваемая продуктами горения порядка 800С крыльчатка передает ему маслу тепло порядка 500-700С, это еще одна точка где происходит деградация масла?
- Вопрос, как на видео Mobil спекается минералка, а у вас нет, почему?
- Если все базы стабильны, то что сворачивается, что оставляет отложения, смесь баз изменяет свои свойства и сворачивается или присадки?

Очень мощно! Как бы вторую часть не профукать.

спасибо.

подпишись на блог - не профукаешь ;)

Вы много пишете про то на сколько высокая рабочая температура современных двигателей и как трудно приходится при этом маслу и, на сколько я понял, основным решением проблеммы вы видите применение более качественного масла и более частая его замена. А почему бы не вглянуть на проблемму под другим углом. Почему бы на двигателях с обычным (не управляемым) термостатом просто не поменять термостат на более холодный (с более низкими начальной температурой открытия и температурой полного открытия)? А на двигателях с управляемым термостатом не изменить прошивку что бы ЭБУ давал сигнал на открытие термостата при более низкой температуре? Я понимаю что изменение прошивки не всегда возможно, но тогда есть вариант замены управляемого термостата на не управляемый с нужными нам параметрами. Конечно хорошо бы ещё подправить режимы включения вентиляторов под новые параметры роботы термостата но даже без этого должен быть хороший результат.
И ещё вопрос. Какая на ваш взгяд должна быть оптимальная начальная температура открытия и температура полного открытия термостата для среднестатистического двигателя?

П.С. Спасибо за ваш интересный и познавательный блог.

Re: Термостат

в движке с механическим термостатом , например с началом открытия 85С и температурой срабатывания куллеров например 95С, средняя температура ОЖ будет плавать от 88С-до 95С... если вы поставите термос с началом открытия 78С,то без перепрошивки температуры срабатывания кулера, колебания t будут достигать 10-15С ( подниматься до 95 в пробках и резко падать почти до 80С при движении.....)
нет ли риска "расшатать" прокладку ГБЦ при таких волнах??? вот в чем проблема...имхо- поставил холодный термос- колхозь отдельный темовыключатель на кулллеры, ну или как вариант, запитать их на постоянку

Edited at 2012-10-28 10:53 am (UTC)

Отличная статья, прочитал с удовольствием, жду продолжения и завершения по теме масла!

Материал очень интересный. Жду с нетерпением продолжения.
Одно пожелание, не обходите в тестах стороной отечественные продукты, хотя бы самые передовые.

Некоторые вопросы

Для начала хочу сказать спасибо за проделанную работу и опубликованную инфу! Реально нигде нельзя найти адекватную информацию по вопросу масел.
Есть несколько вопросов к Вам:
1. Я так понял что масло 0W не может обеспечивать оптимальную работу круглогодично, соответсвенно можно ли менять его на 5W в теплое время года? И можно ли заливать в принципе 0W в мотор с пробегом 80 тыщ и более?
2. Еще я уяснил что среди топовых масел особо разницы нет в качестве, важен интервал замены. Какой оптимальный интервал замены масла? (при условии что езда не овощная а достаточно агрессивная)
3. Можно ли в промежутке между дилерским т.о. менять масло, заливая туда не оригинальное масло, но с теми же параметрами?
4. В пробах отработки масла от BMW 740 были обнаружены признаки неработающего масла после 4000 пробега из-за перегрева масла. Соответственно вопрос, а как понять перегрел ты масло или нет, учитывая что на большинстве авто не стоят датчики темпа масла в двигателе?

5. Какое оптимальное масло для американских нижневальных движков V8 объемом 5л и боолее?
Если по моделям то на Escalade (6.2 V8 16v), Tahoe (5.3 V8 16v), GC SRT (6.1 V8 16v)
6. И если все проблемы от темп.работы двигателя соответственно и масла, то можно ли продлить жизнь им обоим, снизив эту самую температуру? Поставив термостат ранний и поставив более эффективный радиатор охлаждающей жидкости?

Re: Еще парочку

в американских моторах нет "горячих европейских проблем". Никакими радиаторами температуру не изменить. Термостатом - да, но никак не радиатором. А еще, если термостат управляемый - "холодной" прошивкой.

У американцев нет управляемых термостатов, но несмотря на это при агрессивной езде масло греется до 140 градусов! А рабочая темп двигла 105-110 градусов!
Кто вам сказал что радиатором ничего не изменить?? Зачем тогда существуют такие фирмы как Mishimoto?? За счет увеличенной емкости и большей эффективности охлаждения темп двигателя не уходит выше макс допустимого. По термостату все и так понятно что можно установить холодный термостат то есть ранний и будет по легче мотору.
Это все я говорю про GC SRT8. С GMом все попроще у них мотор не такой форсированный, хотя тоже перегревы случаются.

про радиатор:
Не знаю таких фирм как Мишимото. Радиатором не изменить температуру потому, что это следует из теории. Конечно только если изначально радиатор производителем ПРАВИЛЬНО РАСЧИТАН и полностью справляется со своей задачей! (это ключевое предложение). Если НЕ справляется и допускает ПЕРЕгрев относительно РАСЧЕТНЫХ температур - тогда конечно установка правильного радиатора очень даже поможет, с этим я не спорю. На БМВ не слышал чтобы радиаторы не справлялись, тут я больше из опыта БМВ сказал. Проблемы американских моторов мне неизвестны...

Очевидно, что более склонные к угару "нефтяные" минеральные масла, а также масла, содержащие такой компонент, формируют заметно больше отложений.
---
Почему же не свернулось ни одно минеральное масло? Неужели оно не хуже самой лучшей "синтетики", или даже лучше ее?
---
Какие-то взаимоисключающие абзацы. И в проведенных тестах мы видим от же - лукойловская минералка в колбе не выгорает, а в мкольца закоксовывает. Как так?

В мануале написано. "При отсутствии моторного масла, соответствующего спецификации Dexos, можно использовать перечисленные ниже масла:" Только Беларусь, Молдова, Россия, Сербия и Турция Бензиновые двигатели (включая КПГ,СНГ,Е85) GM-LL-A-025. Есть следующая табличка в ней стоят галочки напротив всех надписей:ACEA A3/B3, ACEA A3B4, ACEA C3, API SM, API SN. Так можно если масло соответсвует хоть одной надписи? Или оно должно соответствовать всем надписям? Если первое, тогда можно заливать старый добрый Mobil1 New Life 0w40? У него и допуск GM-LL-A-025 и щёлочное число 11.8 и вязкость 185. До оно полнозольное и это не очень хорошо для катализаторов я так понимаю.Хотя скорее всего в минимальном виде. А вот для движки будет куда лучше чем Dexos2 с щёлочным числом 7 и с меньшим содержанием кальция и прочих присадок.Которое только вспыхивает и коксует кольца ради того чтобы выбросы были меньше в атмосферу.

?

Log in