Что больше влияет на FuelEconomy: малая вязкость или меньший HTHS?

[Вадим_69 8 158]

Мы как то все привыкли рассуждать про экономию топлива в контексте малой вязкости при 100 гр. Типа чем меньше, тем больше экономичность Модификаторы трения в расчёт не берём, это отдельная тема.

При этом у двадцаток обычно и HTHS в районе 2.6-2.7. Здесь всё понятно.

Но вот появились и двадцатки со "странным" HTHS: 5w20 Red Line (HTHS=3.3) и особенно 0w20 NGN Future A3 с HTHS>3.5

Казалось бы - вот оно "чудо-масло" для японского автопрома: и экономия топлива, и защита на высоте Но что-то серьёзные производители не спешат поднимать HTHS в своих двадцатках (а возможности, видимо, есть не только у Eurol). При этом в спеках своих масел применительно к топливной экономичности делают акцент имеенно на низкий HTHS, а не на вязкость при 100 гр.

Тут наткнулся на интересные мнения корифеев битога, что, мол, HTHS более коррелирует с FuelEconomy, нежели кинематическая вязкость при 100 гр.

Почитать оригинал можно здесь и здесь

Приведу интересные посты (особенно интересен последний):

CATERHAM: Today, we have PCMO's and HDEO's with every combination imaginable of base oil, GP II through GP V, and with all kinds and qualities of viscosity improvers. Consiquently trying to predict what the actual operational viscosity will be from the lowly kinematic 100C viscosity spec' is near impossible. There are 10 cSt at 100C oils that have higher operational viscosities than 14 cSt oils. The answer is the very accurate HTHS vis spec. Dispite the fact that the viscosity measure is taken at 150C it still correlates almost uncannily precisely with the operational viscosity of an engine at 100C and at operational viscosities even lower than that.

That's one reason why fuel economy correlates with the HTHS vis' of an oil and not the kinematic 100C spec'

Ben99GT: "With regard to engine friction measurements, correlations with HTHS viscosity are documented for comparisons made in the same engine under the same operating conditions. However, even under well-controlled conditions, the friction-modifying properties of the DI package in each oil can influence the degree of correlation. Under cyclic engine-operating conditions, fuel economy measurements correlate better with HTHS viscosity than with kinematic viscosity."

Tom NJ:Lots of variables here make this a complex topic. In a Newtonian fluid (no VI Improvers or similar large polymers), there would be a direct correlation between kinematic viscosity and HTHS viscosity. With VI Improvers, this correlation is often broken because the large molecules in the VI Improvers "flex" or compress under pressure (shear), sort of like a sponge. Therefore VI Improvers will increase the kinematic viscosity, but lose some of this thickening effect under high shear rates of the HTHS test. The amount of this molecular flexing or "temporary shear loss" depends on the quantity and type of VI Improver used, which varies from oil to oil. This is why you can find an oil with both a higher kinematic viscosity and a lower HTHS viscosity than another.

To help understand this, think of base oils as being steel balls and VI Improvers as being a rubber coating on these steel balls. Now, to make a straight 30 weight oil you would use a large (10 cSt) steel ball with no rubber coating. To make a 5W-30 oil, you would start with a smaller (6 cSt) steel ball and add a rubber layer until the final ball is the same size as the straight 30 wt ball. Both balls are now the same size (same Kinematic viscosity), but when you squeeze this balls under pressure (HTHS viscosity) they will behave differently - the rubber coated steel ball will give (lose viscosity) while the uncoated steel ball will not. How much the rubber coated ball compresses depends on the thickness of the rubber layer (quantity of VI Improver) and the hardness of the rubber layer (type of VI Improver).

Kinematic viscosity is measured with no pressure (shear) and will give the same reading for both a straight 30 wt oil and a 5W-30 oil. HTHS viscosity is measured under high shear rates and will give a lower number for the 5W-30 oil (rubber coated ball) because it compresses the large VI Improver molecules. As the 5W-30 oil compresses in the high shear areas of the engine it becomes a thinner oil and poses less internal frictional resistance.

As for the effect of these viscosities on fuel economy, most frictional losses occur in the bearings and ring/cylinder wall interface. Both of these areas are under high shear rates, so all else being equal the HTHS viscosity should correlate better with mileage than kinematic viscosity. Of course, all things are rarely equal, so friction modifiers, polar base oils, VI Improver quantity and type, engine shear rates, and temperature will have some influence on this correlation. Furthermore, if the HTHS viscosity gets too low, friction can increase as parts move into elastohydrodynamic or boundary regimes (Stribeck curve), so the correlation of HTHS viscosity to fuel economy is only valid within a range.

So in conclusion, fuel economy generally correlates to HTHS viscosity, except when it doesn't.

 

Вкратце, смысл уловил такой: поскольку современные мультиградные масла - "неньютоновы жидкости", то их реальная вязкость и сопротивление деталям двигателя при работе лучше характеризуется не кинематической вязкостью при 100 гр., а HTHS, т.к. это сопротивление сдвигу при высокой темпер-ре и под давлением, что более похоже на условия работы масла в двигателе. Т.е. уменьшение HTHS способствует FuelEconomy, но лишь до какого-то предела (2.7-2.8? ), ниже которого плёнка становится настолько тонкой, что возрастают механические потери на трение.

 

От себя добавлю, что заметил существенное падение расхода именно при переходе с масел 0w30 A3 на 0w30 A5 и ILSAC. При этом при переходе с 0w30 A5 Motul Eco-Nergy на 0w20 Motul Eco-Lite никакой экономии не заметил (несмотря на наличие эстеров и молибдена в последнем и почти 15 % разницу в вязкости при 100 гр).

 

Кто что думает?

Изменено 4 февраля 2013 пользователем Вадим_69

[Lew 83]

Опять 25 Была уже на форуме тема, где япы намеряли >8 %.

Однажды некий профессор питерского политеха решил провести исследования чтобы выяснить насколько сильно влияет высокотемпературная вязкость масел на рост механических потерь (считай топливную экономичность) в ВАЗовских моторах объемом 1,5 л (других у него не было) в зависимости от частоты вращения.

После многочасовых испытаний в политехской лаборатории он получил следующие результаты

 

 

Оказалось, чем больше частота вращения КВ, тем большая вязкость масла требуется для лучшей топливной экономичности ДВС. При 5000 об/мин меньшие затраты мощности на масле 50; при 3500 об/мин – 40; при 2000 – тоже 40.

Масло с наименьшей вязкостью (SAE 30) оказалось самым «не энеросберегающим».

И хотя полученные результаты вступили в прямое противоречие с законами физики и гидродинамики, которые учат нас, что затраты мощности на жидкостное трение и прокачивание масла с ростом вязкости возрастают, профессора это не смутило, ибо знал он что в моторе всё не просто и порой он может выкинуть такой закидон, что какие-нибудь япы будут долго чесать маковку, не понимая: да как же такое получилося то?

Вот такие противоречивые результаты научных исследований иногда получаются учеными людьми на различных континентах.

А вы говорите «жопомер»

Изменено 20 июля 2014 пользователем Lew

[tabachka 222]

@Lew, наверное, можно получить и обратный результат, надо всего лишь правильно подобрать "нужные" масла.

Кстати, что по оси ординат за цифры (единица измерения)? Надеюсь, не ньютоны с метрами?

Изменено 20 июля 2014 пользователем tabachka

[Lew 83]

Ньютонометры

[tabachka 222]

Мощность в ньютонометрах? Ужос, мой мозг свернулся в трубочку... иду курить (буквально)

[Lew 83]

Двигатель предварительно прогревают до рабочей Т, затем останавливают и прокручивают от постороннего источника энергии (обычно эл. дв-ля) и измеряют величину крутящего момента источника на исследуемых частотах вращения.

Эту величину в Нм профессор и отложил по ординате.

Способ дает большую погрешность, но тут за точностью и не гнались, важно было сравнить как масла влияют на усилие покрутки

[tabachka 222]

@Lew,

Способ дает большую погрешность

Способ демонстрирует, насколько человек может нафантазировать (имею ввиду профессора), чтобы увести лучшие умы человечества с праведного пути познания истины.

А если сурьёзно... как помню, основные потери на трение в ЦПГ. Но сравнивать потери в рабочем двигателе и методом пассивной прокрутки совершенно не корректно- условия работы масел, в том числе температурные, слишком разные.

Изменено 20 июля 2014 пользователем tabachka

[GVA 1 105]

Похоже по-этому в атмосферных моторах бмв м-серий с рабочими оборотами за 8000, масло 10w60.

А с преходом на турбоверсии, они стали рекомендовать 5w30, обороты значительно ниже...))

[tabachka 222]

@GVA, уточню. В некоторые моторы М серии "60-ка" допускалась, наряду, в том числе, с "30-ми".

Только "60-ка" допускалась в моторы тюнинговой S серии, но с 2000 года в какие-то моторы этой серии (конкретно уже не помню) "60-ку" лить запретили, зато разрешили лить даже "30-ку". Так что здесь сами по себе обороты вряд-ли при делах, скорее, другие конструктивные особенности. Или масла стали лучше- исчезла надобность в вязком масле... хз

Изменено 21 июля 2014 пользователем tabachka

[power1 36 080]

Похоже по-этому в атмосферных моторах бмв м-серий с рабочими оборотами за 8000, масло 10w60.

это обусловленно очень большими (порядка 10 000 бар) нагрузками в газораспределительном механизме (очень жосткие пружины), для обеспечения своевременного закрытия клапанов острыми кулачками распредвала, применение масел с хорошими EP - экстрем прессуре присадками позволяет снизить вязкость и уменьшить потери в подшипниках скольжения.

 

А в общем тенденция намечается такая - при неизменной границе кин. вязкости, разные уровни HTHS вязкости

 

[user5688 6]

И хотя полученные результаты вступили в прямое противоречие с законами физики и гидродинамики, которые учат нас, что затраты мощности на жидкостное трение и прокачивание масла с ростом вязкости возрастают, профессора это не смутило

... это папа того бмв был )))

... лев вы сильно сильно в разных весовых категориях с оппонентами ...

Изменено 21 июля 2014 пользователем user5688

[Васька_Петька 919]

"водораздел" у BMW между 10w-60 и 5w-30 был проведен прямо посреди модельного ряда M5E39, где-то в районе 2000-2001 годов, и никогда эти масла одновременно не рекомендовались в одни и те же моторы S-серии. На следующем поколении M5 в кузове Е60 (V10) - снова 10w-60, у M5 F10 - 0w-40. Вряд ли использование BMW для моторов S-серии 10w-60 связано как-то с графиками выше, т.к. множество динамометрических замеров проведено, показывающих каждый раз увеличение потерь в двигателе при использовании более вязкого масла. Сами можете поискать на ютубе.

[tabachka 222]

никогда эти масла одновременно не рекомендовались в одни и те же моторы S-серии.

Это так. Где написано иначе?

Вряд ли использование BMW для моторов S-серии 10w-60 связано как-то с графиками выше,

Нет, конечно. Единственная тогда рекомендованная "60-ка" Кастрол TWS позиционировалась как уникальное масло со сверхпрочной пленкой и power1, похоже, прав, поскольку самые высокие нагрузки как раз на кулачке. С появлением LL-01, возможно, посчитали, что качества этих масел достаточно и рекомендацию "60-ки" убрали (вроде кроме V10). Изменено 21 июля 2014 пользователем tabachka

[Васька_Петька 919]

Это так. Где написано иначе?

именно так я понял здесь: "В некоторые моторы М серии "60-ка" допускалась, наряду, в том числе, с "30-ми"". Наряду - вместе, одновременно.

[Lew 83]

это обусловленно очень большими (порядка 10 000 бар) нагрузками в газораспределительном механизме (очень жосткие пружины),

Коллега, если не сложно: в каком сопряжении такая нагрузка и откуда сведения?

10 000 бар это 10 000 кгс/см2 = 1000 МПа. Или я не прав?

[tabachka 222]

@Васька_Петька, имелась ввиду двигательная линейка М