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

[tabachka 222]

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

Прав. Я также задумывался над этой цифрой... имхо, она реальна. Чтобы преодолеть жескость пружины, нужно создать давление в несколько десятков кг. А в динамике зависимость будет квадратичная, при оборотах двигателя более 8 тыщь кулачок будет долбить по толкателю ого-го. А площать контакта "кулачок-толкатель" в момент, близкий к наибольшему открытию клапана, очень небольшая, тупо предполагаю, несколько кв.мм., поэтому, пересчитывая в кв.см, получим тонны усилия.

Изменено 21 июля 2014 пользователем tabachka

[Alexq55 435]

Очень интересные (и думается, что в целом верные) мысли затронуты в теме. Но все же предлагаю "спуститься на землю". В качестве примера возьмем японский автопром - лидера по внедрению и использованию низковязких масел. Из всего, перечисленного в теме относительно связи масла и износа, для автопроизводителей просто не существует. Их главная цель - экономия топлива (и попутно экология и прочее). Вот доказательство. Средний японский авто имеет ежегодный пробег 12-15 тыс. км. Пройти ТО на автомобиле с возрастом более 7 лет там нереально (очень дорого и потому нерационально). Теперь представьте итоговый пробег японского авто за 7 лет, который с таким пробегом или утилизируется или отправляется в Россию. В связи с этим вопрос - нафига инженерам и конструкторам "загоняться" проблемами связи HTHS (или кинематической вязкости) и их влиянием на износ? Повторюсь, у них иная цель - экономия топлива, с которой они успешно справляются, благодаря своим низеовязким маслам, позволяющим легко преодолевать ресурс двигателя в 100-200 тыс.

[Васька_Петька 919]

Очень интересные (и думается, что в целом верные) мысли затронуты в теме. Но все же предлагаю "спуститься на землю". В качестве примера возьмем японский автопром - лидера по внедрению и использованию низковязких масел. Из всего, перечисленного в теме относительно связи масла и износа, для автопроизводителей просто не существует. Их главная цель - экономия топлива (и попутно экология и прочее). Вот доказательство. Средний японский авто имеет ежегодный пробег 12-15 тыс. км. Пройти ТО на автомобиле с возрастом более 7 лет там нереально (очень дорого и потому нерационально). Теперь представьте итоговый пробег японского авто за 7 лет, который с таким пробегом или утилизируется или отправляется в Россию. В связи с этим вопрос - нафига инженерам и конструкторам "загоняться" проблемами связи HTHS (или кинематической вязкости) и их влиянием на износ? Повторюсь, у них иная цель - экономия топлива, с которой они успешно справляются, благодаря своим низеовязким маслам, позволяющим легко преодолевать ресурс двигателя в 100-200 тыс.

а как вы прокомментируете внедрение низковязких масел в США, где в некоторых штатах техосмотра вообще нет как такового, и в котором все так же ездят японские авто?

[Lew 83]

Чтобы преодолеть жескость пружины, нужно создать давление в несколько десятков кг. А в динамике зависимость будет квадратичная, при оборотах двигателя более 8 тыщь кулачок будет долбить по толкателю ого-го.

Не нужно фантазировать, кулачек не долбит по пружине, а относительно плавно нажимает.

В противном случае грохот при работе мотора был бы не хилый, да и ресурс деталей при такой долбежке был бы небольшим.

И цифра 10 тонн силы на 1 кв.см лично у меня вызывает огромные сомнения.

Впрочем дождемся объяснений от автора изречения

[Lew 83]

В связи с этим вопрос - нафига инженерам и конструкторам "загоняться" проблемами связи HTHS (или кинематической вязкости) и их влиянием на износ? Повторюсь, у них иная цель - экономия топлива, с которой они успешно справляются, благодаря своим низеовязким маслам, позволяющим легко преодолевать ресурс двигателя в 100-200 тыс.

Эту мысль я высказывал ранее, но был яростно освистан и закидан тухлыми помидорами

Тут есть еще один нюанас: вовсе не факт, что 0-20 существенно снизит ресурс обычного "гражданского" легкового мотора. Так что в переходе на маловязкие масла в свете общей тенденции снижения требований большого ресурса ДВС имеется определенный смысл.

 

а как вы прокомментируете внедрение низковязких масел в США,

Конкретно кто "вводит" и на каких моторах? Откуда сведения?

Введение проводится на законодательном уровне, или как частная инициатива каких-то фирм?

Изменено 22 июля 2014 пользователем Lew

[Васька_Петька 919]

Конкретно кто "вводит" и на каких моторах? Откуда сведения?

Введение проводится на законодательном уровне, или как частная инициатива каких-то фирм?

я использовал слово "внедрение". Низковязкие масла внедрены/внедряются японскими и американскими автопроизводителями, присутствующими на рынке США, на безальтернативной основе. Информация из мануалов к свежим автомобилям, и из того, что я вижу в США.

[Палыч314 1 332]

@Lew, в этом году бензиновый турбомотор BMW N20 перевели с масел 5w-30 и 0w-30 на FUCHS 0w-20 (допуск LL-14 FE+).

[tabachka 222]

Не нужно фантазировать, кулачек не долбит по пружине, а относительно плавно нажимает.

Я не на лекции по ДВС, как хочу, так и говорю (уже писал об этом). А ты, вижу, хочешь, в очередной раз, показать из себя продвинутого "вумного"? Что это не так, легко доказуемо (в очередной раз). Итак, твои слова

И цифра 10 тонн силы на 1 кв.см лично у меня вызывает огромные сомнения.

А знаешь, почему вызывает сомнения? Потому, что у тебя не хватает фантазии и элементарных школьных знаний, чтобы прикинуть, как и при каких условиях работает пара "кулачок-толкатель" на высоких оборотах. Налицо элеметарное незнание физики процесса. Скажу больше. Тебя смущает цифра 10 тонн? Это семечки, возможна гораздо больше нагрузка (встречал цифру 25 тонн). И, самое прикольное, данная цифра взята из источника... фик угадаешь. Твое любимое НАМИ!!! Так что зайди к своим корешам и развей сомнение, только не пудри мозг своими "вумностями" Изменено 22 июля 2014 пользователем tabachka

[Lew 83]

я использовал слово "внедрение". Низковязкие масла внедрены/внедряются японскими и американскими автопроизводителями, присутствующими на рынке США, на безальтернативной основе. Информация из мануалов к свежим автомобилям, и из того, что я вижу в США.

Коллега, "безальтернативно" это когда пишут: вы должны заливать в мотор исключительно 0-20, в противном случае фирма не несет ответственности в случае выхода мотора из строя.

В мануалах же обычно дают рекомендации по нескольким видам масел.

И в принципе в факте введения 0-20 нет ничего необычного. Если масло не приводит к быстрой кончине мотора и позволяет сэкономить какой-то мизер топлива, отчего бы его не рекомендовать повсеместно?

И в первую очередь это должны делать американские фирмы, т.к. у них по большей части моторы относительно низкофорсированные, т.е. нагрузки на подшипники и остальные детали сравнительно не велики.

Опять же повторюсь: в наше время значение "кинематическая вязкость масла 100 С" есть лишь один из многочисленных факторов, влияющих на вероятность механического износа.

Проще говоря не нужно бояться масла 0-20, если не собираешься постоянно дрючить мотор как барин горничную

Но и не нужно свято верить что оно существенно снизит расход топлива по сравнению с тем же 0-30

Изменено 22 июля 2014 пользователем Lew

[Lew 83]

Я не на лекции по ДВС, как хочу, так и говорю (уже писал об этом). А ты, вижу, хочешь, в очередной раз, показать из себя продвинутого "вумного"?

Коллега, не нужно переходить на хамство.

Я всего лишь попросил вас разъяснить ваше высказывание, показавшееся мне несколько странным:

 

А в динамике зависимость будет квадратичная, при оборотах двигателя более 8 тыщь кулачок будет долбить по толкателю ого-го.

Итак: по каким причинам кулачек будет "долбить" по толкателю, да еще с силой 10 т. на 1 кв.см.?

Это на каких моторах подобный мазохизм?

Изменено 22 июля 2014 пользователем Lew

[tabachka 222]

@Lew,

Коллега, не нужно переходить на хамство

.

Это не хамство, а способ показать "сам дурак". Ты меня уколол, я показал уровень твоей продвинутости, только и всего. Что непонятного? Только я не скрываюсь под маской "культурного и воспитанного".

Итак: по каким причинам кулачек будет "долбить" по толкателю?

Это на каких моторах подобный мазохизм?

продолжаешь "валять дурочку", считаешь, подколол? Понятие "мягкого удара" знакомо? Почитай особенности работы пары "кулачок-толкатель" на двигателях, форсированных по оборотам. Потом... "долбит" ещё не значит забивать гвозди. Но и твои "плавно нажимает", в таких условиях работы, далеки от истины, так что... Изменено 22 июля 2014 пользователем tabachka

[Discoverer 1 633]

Очень интересные (и думается, что в целом верные) мысли затронуты в теме. Но все же предлагаю "спуститься на землю". В качестве примера возьмем японский автопром - лидера по внедрению и использованию низковязких масел. Из всего, перечисленного в теме относительно связи масла и износа, для автопроизводителей просто не существует. Их главная цель - экономия топлива (и попутно экология и прочее). Вот доказательство. Средний японский авто имеет ежегодный пробег 12-15 тыс. км. Пройти ТО на автомобиле с возрастом более 7 лет там нереально (очень дорого и потому нерационально). Теперь представьте итоговый пробег японского авто за 7 лет, который с таким пробегом или утилизируется или отправляется в Россию. В связи с этим вопрос - нафига инженерам и конструкторам "загоняться" проблемами связи HTHS (или кинематической вязкости) и их влиянием на износ? Повторюсь, у них иная цель - экономия топлива, с которой они успешно справляются, благодаря своим низеовязким маслам, позволяющим легко преодолевать ресурс двигателя в 100-200 тыс.

 

Т.е. погуще сохранит движок подольше?

Я правильно понял вашу мысль?

[Discoverer 1 633]

@Lew, в этом году бензиновый турбомотор BMW N20 перевели с масел 5w-30 и 0w-30 на FUCHS 0w-20 (допуск LL-14 FE+).

Двигатель дорабатывали и просто на бумаге подмахнул производитель?

[Lew 83]

продолжаешь "валять дурочку", считаешь, подколол?

Коллега, вы написали банальную безграмотность, не нужно надувать щеки - поезд уже ушёл

 

Понятие "мягкого удара" знакомо?

Ну всё, замолола мельница.

От "долбит ого-го" плавно съезжаем на "мягкий удар".

Коллега, фраза "я был не прав" пишется гораздо короче. Постарайтесь иногда ее использовать в своем лексиконе.

 

Налицо элеметарное незнание физики процесса. Скажу больше. Тебя смущает цифра 10 тонн? Это семечки, возможна гораздо больше нагрузка (встречал цифру 25 тонн).

Это не нагрузка, а напряжение смятия. Действительно, оно может достигать в этом узле значений более 12000 кгс/см2.

Нагрузка это наибольшая нормальная сила Р, действующая на рссчитываемую поверхность

Изменено 22 июля 2014 пользователем Lew

[tabachka 222]

Т.е. погуще сохранит движок подольше?

Вопрос, как минимум, дня (по рейтингу) А что вкладывается в понятие "сохранит движок"?

 

 

@Lew, опять "вумничаешь? А я ведь промолчал про твою мощность в ньютонометрах

Это не нагрузка, а напряжение смятия.

Не знаю, что ты сминаешь, но, если по научному (на что ты претендуешь), то правЕльней "удельное давление"

Потом... слово "нагрузка" применил power1, попробуй ему вынести мозг

Изменено 22 июля 2014 пользователем tabachka