Caractéristiques des huiles moteur
Teneur
Caractéristiques des huiles moteur montrer comment l'huile se comporte dans différentes conditions de température et de charge, et ainsi aider le propriétaire de la voiture à sélectionner correctement le fluide de lubrification pour le moteur à combustion interne. Ainsi, lors du choix, il est utile de faire attention non seulement au marquage (à savoir la viscosité et les tolérances des constructeurs automobiles), mais également aux caractéristiques techniques des huiles moteur, telles que la viscosité cinématique et dynamique, l'indice de base, la teneur en cendres sulfatées , volatilité et autres. Pour la plupart des propriétaires de voitures, ces indicateurs ne disent rien du tout. A En fait, ils masquent la qualité de l'huile, son comportement sous charge et d'autres données opérationnelles.
Ainsi, vous apprendrez en détail les paramètres suivants :
- Viscosité cinématique;
- Viscosité dynamique;
- Indice de viscosité ;
- volatilité;
- capacité de cokéfaction ;
- teneur en cendres sulfatées ;
- nombre alcalin;
- Densité;
- Point de rupture;
- point d'écoulement ;
- additifs;
- Durée de vie.
Les principales caractéristiques des huiles moteur
Passons maintenant aux paramètres physiques et chimiques qui caractérisent toutes les huiles moteur.
La viscosité est la propriété principale, grâce à laquelle la capacité d'utilisation du produit dans différents types de moteurs à combustion interne est déterminée. Elle peut être exprimée en unités de viscosité cinématique, dynamique, conditionnelle et spécifique. Le degré de ductilité du matériau moteur est déterminé par deux indicateurs - les viscosités cinématique et dynamique. Ces paramètres, ainsi que la teneur en cendres sulfatées, l'indice de base et l'indice de viscosité, sont les principaux indicateurs de la qualité des huiles moteur.
Viscosité cinématique
Graphique de la dépendance de la viscosité à la température de l'huile moteur
La viscosité cinématique (haute température) est le paramètre de fonctionnement de base pour tous les types d'huiles. C'est le rapport de la viscosité dynamique à la densité d'un liquide à la même température. La viscosité cinématique n'affecte pas l'état de l'huile, elle détermine les caractéristiques des données de température. cet indicateur caractérise le frottement interne de la composition ou sa résistance à son propre écoulement. Décrit la fluidité de l'huile à des températures de fonctionnement de +100°C et +40°C. Unités de mesure - mm² / s (centiStokes, cSt).
En termes simples, cet indicateur montre la viscosité de l'huile à partir de la température et vous permet d'estimer à quelle vitesse elle s'épaissira lorsque la température chutera. Après tout moins l'huile change de viscosité avec un changement de température, plus la qualité de l'huile est élevée.
Viscosité dynamique
La viscosité dynamique de l'huile (absolue) montre la force de résistance du fluide huileux qui se produit lors du mouvement de deux couches d'huile, distantes de 1 cm l'une de l'autre, se déplaçant à une vitesse de 1 cm / s. La viscosité dynamique est le produit de la viscosité cinématique de l'huile et de sa densité. Les unités de cette valeur sont les secondes Pascal.
En termes simples, il montre l'effet d'une basse température sur la résistance au démarrage d'un moteur à combustion interne. Et plus la viscosité dynamique et cinématique est faible à basse température, plus il sera facile pour le système de lubrification de pomper de l'huile par temps froid et pour le démarreur de faire tourner le volant ICE lors d'un démarrage à froid. L'indice de viscosité de l'huile moteur est également d'une grande importance.
Indice de viscosité
Le taux de diminution de la viscosité cinématique avec l'augmentation de la température est caractérisé par indice de viscosité huiles. L'indice de viscosité évalue l'adéquation des huiles à des conditions de fonctionnement données. afin de déterminer l'indice de viscosité, comparer la viscosité de l'huile à différentes températures. Plus elle est élevée, moins la viscosité dépend de la température, et donc meilleure est sa qualité. En un mot, L'indice de viscosité indique le "degré de fluidification" de l'huile.. Il s'agit d'une quantité sans dimension, c'est-à-dire n'est mesuré dans aucune unité - c'est juste un nombre.
Plus l'indice est bas viscosité de l'huile moteur plus l'huile s'amincit, c'est à dire. l'épaisseur du film d'huile devient très petite (ce qui entraîne une usure accrue). Plus l'indice est élevé viscosité de l'huile moteur, moins d'huile s'amincit, c'est à dire. l'épaisseur du film d'huile nécessaire pour protéger les surfaces frottantes est prévue.
Les huiles à indice élevé assurent les performances du moteur à combustion interne dans une plage de température (environnement) plus large. Par conséquent, un démarrage plus facile du moteur à combustion interne à basse température et une épaisseur suffisante du film d'huile (et donc la protection du moteur à combustion interne contre l'usure) à haute température sont assurés.
Les huiles moteur minérales de haute qualité ont généralement un indice de viscosité de 120-140, semi-synthétique 130-150, synthétique 140-170. Cette valeur dépend de l'application dans la composition des hydrocarbures et de la profondeur de traitement des fractions.
Un équilibre est nécessaire ici, et lors du choix, il convient de tenir compte des exigences du fabricant du moteur et de l'état de l'unité de puissance. Cependant, plus l'indice de viscosité est élevé, plus la plage de température dans laquelle l'huile peut être utilisée est large.
Évaporation
L'évaporation (également appelée volatilité ou gaspillage) caractérise la quantité de masse du fluide lubrifiant qui s'est évaporée en une heure à sa température de +245,2 ° C et une pression de fonctionnement de 20 mm. rt. Art. (± 0,2). Conforme à la norme ACEA. Mesuré en pourcentage de la masse totale, [%]. Elle est réalisée à l'aide d'un appareil spécial Noack selon la norme ASTM D5800 ; DIN 51581.
De viscosité d'huile plus élevée, le il a une volatilité plus faible selon Noak. Les valeurs de volatilité spécifiques dépendent du type d'huile de base, c'est-à-dire fixées par le fabricant. On pense qu'une bonne volatilité est de l'ordre de 14%, bien que l'on trouve également des huiles en vente, dont la volatilité atteint 20%. Pour les huiles synthétiques, cette valeur ne dépasse généralement pas 8 %.
En général, on peut dire que plus la valeur de volatilité Noack est faible, plus la consommation d'huile est faible. Même une petite différence - 2,5 ... 3,5 unités - peut affecter la consommation d'huile. Un produit plus visqueux brûle moins. Cela est particulièrement vrai pour les huiles minérales.
Carbonisation
En termes simples, le concept de cokéfaction est la capacité d'une huile à former des résines et des dépôts dans son volume, qui, comme vous le savez, sont des impuretés nocives dans un fluide lubrifiant. La capacité de cokéfaction dépend directement du degré de sa purification. Cela dépend également de l'huile de base utilisée à l'origine pour créer le produit fini, ainsi que de la technologie de production.
L'indicateur optimal pour les huiles à viscosité élevée est la valeur 0,7%. Si l'huile a une faible viscosité, la valeur correspondante peut être comprise entre 0,1 et 0,15 %.
Cendres sulfatées
La teneur en cendres sulfatées de l'huile moteur (cendres sulfatées) est un indicateur de la présence d'additifs dans l'huile, notamment des composés organiques métalliques. Pendant le fonctionnement du lubrifiant, tous les additifs et additifs sont produits - ils brûlent, formant les mêmes cendres (scories et suie) qui se déposent sur les pistons, les soupapes, les segments.
La teneur en cendres sulfatées de l'huile limite la capacité de l'huile à accumuler des composés de cendres. Cette valeur indique la quantité de sels inorganiques (cendres) qui restent après la combustion (évaporation) de l'huile. Il peut s'agir non seulement de sulfates (ils "effrayent" les automobilistes, les voitures à moteur en aluminium qui ont "peur" de l'acide sulfurique). La teneur en cendres est mesurée en pourcentage de la masse totale de la composition, [% masse].
En général, les dépôts de cendres colmatent les filtres à particules diesel et les catalyseurs essence. Cependant, cela est vrai s'il y a une consommation importante d'huile ICE. Il convient de noter que la présence d'acide sulfurique dans l'huile est beaucoup plus critique que l'augmentation de la teneur en cendres de sulfate.
Dans la composition des huiles à cendres complètes, la quantité d'additifs appropriés peut légèrement dépasser 1% (jusqu'à 1,1%), dans les huiles à cendres moyennes - 0,6 ... 0,9%, dans les huiles à faible teneur en cendres - pas plus de 0,5% . Respectivement, plus cette valeur est faible, mieux c'est.
Les huiles à faible teneur en cendres, dites Low SAPS (sont étiquetées selon ACEA C1, C2, C3 et C4). Ils sont la meilleure option pour les véhicules modernes. Généralement utilisé dans les voitures équipées d'un système de post-traitement des gaz d'échappement et les voitures fonctionnant au gaz naturel (avec GPL). La teneur en cendres critique pour les moteurs à essence est de 1,5 %, pour les moteurs diesel, elle est de 1,8 % et pour les moteurs diesel de grande puissance, elle est de 2 %. Mais il convient de noter que les huiles à faible teneur en cendres ne sont pas toujours à faible teneur en soufre, car une faible teneur en cendres est obtenue par un indice de base inférieur.
Additifs full cendres, ils sont aussi Full SAPA (avec marquage ACEA A1/B1, A3/B3, A3/B4, A5/B5). Affecter négativement les filtres DPF, ainsi que les catalyseurs à trois étages existants. Ces huiles ne sont pas recommandées pour une utilisation dans les moteurs équipés de systèmes environnementaux Euro 4, Euro 5 et Euro 6.
La teneur élevée en cendres sulfatées est due à la présence d'additifs détergents contenant des métaux dans la composition de l'huile moteur. De tels composants sont nécessaires pour empêcher les dépôts de carbone et la formation de vernis sur les pistons et pour donner aux huiles la capacité de neutraliser les acides, caractérisés quantitativement par l'indice de base.
Numéro alcalin
Cette valeur caractérise la durée pendant laquelle l'huile peut neutraliser les acides nocifs pour elle, qui provoquent une usure corrosive des pièces du moteur à combustion interne et favorisent la formation de divers dépôts de carbone. L'hydroxyde de potassium (KOH) est utilisé pour neutraliser. Respectivement l'indice de base est mesuré en mg de KOH par gramme d'huile, [mg KOH/g]. Physiquement, cela signifie que la quantité d'hydroxyde est équivalente en effet au paquet d'additifs. Ainsi, si la documentation indique que l'indice de base total (TBN - Total Base Number) est, par exemple, de 7,5, cela signifie que la quantité de KOH est de 7,5 mg par gramme d'huile.
Plus l'indice de base est élevé, plus longtemps l'huile pourra neutraliser l'action des acides.formé lors de l'oxydation de l'huile et de la combustion du carburant. Autrement dit, il sera possible de l'utiliser plus longtemps (bien que d'autres paramètres influencent également cet indicateur). De faibles propriétés détergentes sont mauvaises pour l'huile, car dans ce cas un dépôt indélébile se formera sur les pièces.
Pendant le fonctionnement de l'huile dans le moteur à combustion interne, l'indice alcalin diminue inévitablement et les additifs neutralisants sont épuisés. Une telle réduction a des limites acceptables, au-delà desquelles l'huile ne pourra pas protéger contre la corrosion par des composés acides. Quant à la valeur optimale du nombre de base, on pensait auparavant que pour les ICE à essence, elle serait d'environ 8 ... 9 et pour les moteurs diesel - 11 ... 14. Cependant, les formulations de lubrifiants modernes ont généralement des indices de base inférieurs, jusqu'à 7 et même 6,1 mg de KOH/g. Veuillez noter que dans les ICE modernes ne pas utiliser d'huiles avec un indice de base de 14 ou plus.
Le faible indice de base des huiles modernes est fabriqué artificiellement pour répondre aux exigences environnementales actuelles (EURO-4 et EURO-5). Ainsi, lorsque ces huiles sont brûlées dans le moteur à combustion interne, une petite quantité de soufre se forme, ce qui a un effet positif sur la qualité des gaz d'échappement. Cependant, une huile à faible indice de base ne protège souvent pas suffisamment les pièces du moteur contre l'usure.
Cela signifie que le SC optimal ne doit pas toujours être le nombre maximum ou minimum.
densité
La densité fait référence à la densité et à la viscosité de l'huile moteur. Déterminé à une température ambiante de +20°C. Elle se mesure en kg/m³ (rarement en g/cm³). Il indique le rapport de la masse totale du produit à son volume et dépend directement de la viscosité de l'huile et du facteur de compressibilité. Elle est déterminée par l'huile de base et les additifs de base, et affecte également fortement la viscosité dynamique.
Si l'évaporation de l'huile est élevée, la densité augmentera. Inversement, si l'huile a une faible densité et en même temps un point d'éclair élevé (c'est-à-dire une faible valeur de volatilité), on peut alors estimer que l'huile est fabriquée à partir d'une huile de base synthétique de haute qualité.
Plus la densité est élevée, plus l'huile passe à travers tous les canaux et interstices du moteur à combustion interne, et de ce fait, la rotation du vilebrequin devient plus difficile. Cela entraîne une usure accrue, des dépôts, des dépôts de carbone et une augmentation de la consommation de carburant. Mais la faible densité du lubrifiant est également mauvaise - à cause de cela, un film protecteur mince et instable se forme, son épuisement rapide. Si le moteur à combustion interne tourne souvent au ralenti ou en mode start-stop, il est préférable d'utiliser un fluide de lubrification moins dense. Et avec un mouvement prolongé à grande vitesse - plus dense.
Par conséquent, tous les producteurs de pétrole adhèrent à la plage de densité des huiles qu'ils produisent dans la plage de 0,830 .... 0,88 kg / m³, où seules les plages extrêmes sont considérées comme la plus haute qualité. Mais la densité de 0,83 à 0,845 kg / m³ est un signe d'esters et de PAO dans l'huile. Et si la densité est de 0,855 ... 0,88 kg / m³, cela signifie que trop d'additifs ont été ajoutés.
point de rupture
C'est la température la plus basse à laquelle les vapeurs d'huile moteur chauffée, dans certaines conditions, forment un mélange avec l'air, qui explose lorsqu'une flamme est allumée (premier flash). Au point d'éclair, l'huile ne s'enflamme pas non plus. Le point d'éclair est déterminé en chauffant l'huile moteur dans une coupelle ouverte ou fermée.
C'est un indicateur de la présence de fractions à bas point d'ébullition dans l'huile, qui détermine la capacité de la composition à former des dépôts de carbone et à brûler au contact des pièces chaudes du moteur. Une huile de bonne qualité doit avoir un point d'éclair le plus élevé possible. Les huiles moteur modernes ont un point d'éclair supérieur à +200°C, généralement +210…230°C et plus.
point de congélation
La valeur de la température en Celsius, lorsque l'huile perd ses propriétés physiques, caractéristiques d'un liquide, c'est-à-dire qu'elle gèle, devient immobile. Un paramètre important pour les automobilistes vivant sous les latitudes nordiques, et pour les autres propriétaires de voitures qui démarrent souvent le moteur à combustion interne « à froid ».
Bien qu'en réalité, à des fins pratiques, la valeur du point d'écoulement n'est pas utilisée. Pour caractériser le fonctionnement de l'huile dans le givre, il existe un autre concept - température minimale de pompage, c'est-à-dire la température minimale à laquelle la pompe à huile est capable de pomper de l'huile dans le système. Et il sera légèrement supérieur au point d'écoulement. Par conséquent, dans la documentation, il convient de prêter attention à la température de pompage minimale.
Quant au point d'écoulement, il doit être inférieur de 5 à 10 degrés aux températures les plus basses auxquelles fonctionne le moteur à combustion interne. Elle peut être de -50°C ... -40°C et ainsi de suite, en fonction de la viscosité spécifique de l'huile.
Additifs
En plus de ces caractéristiques de base des huiles moteur, vous pouvez également trouver des résultats supplémentaires de tests de laboratoire sur la quantité de zinc, de phosphore, de bore, de calcium, de magnésium, de molybdène et d'autres éléments chimiques. Tous ces additifs améliorent les performances des huiles. Ils protègent contre les rayures et l'usure du moteur à combustion interne, et prolongent également le fonctionnement de l'huile elle-même, l'empêchant de s'oxyder ou de mieux maintenir les liaisons intermoléculaires.
Soufre - a des propriétés de pression extrême. Phosphore, chlore, zinc et soufre - propriétés anti-usure (renforce le film d'huile). Bore, molybdène - réduisent la friction (modificateur supplémentaire pour un effet maximal de réduction de l'usure, des rayures et de la friction).
Mais outre les améliorations, ils ont aussi les propriétés opposées. à savoir, ils se déposent sous forme de suie dans le moteur à combustion interne ou pénètrent dans le catalyseur, où ils s'accumulent. Par exemple, pour les moteurs diesel avec DPF, SCR et convertisseurs de stockage, le soufre est l'ennemi, et pour les convertisseurs d'oxydation, l'ennemi est le phosphore. Mais les additifs détergents (détergents) Ca et Mg forment des cendres lors de la combustion.
Les propriétés protectrices des additifs dépendent des méthodes de fabrication et de la qualité des matières premières, leur quantité n'est donc pas toujours un indicateur de la meilleure protection et qualité. Par conséquent, chaque constructeur automobile a ses propres limites d'utilisation dans un moteur particulier.
Vie de service
Dans la plupart des voitures, l'huile change en fonction du kilométrage de la voiture. Cependant, sur certaines marques de fluides lubrifiants sur bidons, leur date de péremption est directement indiquée. Cela est dû aux réactions chimiques qui se produisent dans l'huile pendant son fonctionnement. Il est généralement exprimé en nombre de mois de fonctionnement continu (12, 24 et Long Life) ou en nombre de kilomètres.
Tableaux des paramètres d'huile moteur
Pour l'exhaustivité des informations, nous présentons plusieurs tableaux qui fournissent des informations sur la dépendance de certains paramètres de l'huile moteur sur d'autres ou sur des facteurs externes. Commençons par un groupe d'huiles de base conformes à la norme API (API - American Petroleum Institute). Ainsi, les huiles sont divisées selon trois indicateurs - indice de viscosité, teneur en soufre et fraction massique d'hydrocarbures naphténoparaffiniques.
| Classement API | I | II | III | IV | V |
|---|---|---|---|---|---|
| Teneur en hydrocarbures saturés, % | > 90 | > 90 | PAO | Éthers | |
| Contient du soufre, % | > 0,03 | ||||
| Indice de viscosité | 80 ... 120 | 80 ... 120 | > 120 |
Actuellement, un grand nombre d'additifs pour l'huile sont sur le marché, ce qui modifie d'une certaine manière ses caractéristiques. Par exemple, des additifs qui réduisent la quantité de gaz d'échappement et augmentent la viscosité, des additifs antifriction qui nettoient ou prolongent la durée de vie. Pour comprendre leur diversité, il convient de collecter des informations à leur sujet dans un tableau.
| Groupe de propriétés | Types d'additifs | rendez-vous |
|---|---|---|
| Protection de la surface des pièces | Détergents (détergents) | Protège les surfaces des pièces de la formation de dépôts sur celles-ci |
| Dispersants | Prévenir le dépôt de produits d'usure du moteur à combustion interne et la dégradation de l'huile (minimise la formation de boues) | |
| Anti-usure et extrême pression | Réduit la friction et l'usure, empêche le grippage et les éraflures | |
| Anti-corrosion | Prévenir la corrosion des pièces du moteur | |
| Transformer les propriétés de l'huile | Dépresseur | Réduire le point de congélation. |
| Modificateurs de viscosité | Étendre la plage de température d'application, augmenter l'indice de viscosité | |
| Protection contre l'huile | Anti-mousse | Prévenir la formation de mousse |
| Antioxydants | Prévenir l'oxydation de l'huile |
La modification de certains des paramètres d'huile moteur répertoriés dans la section précédente affecte directement le fonctionnement et l'état du moteur à combustion interne de la voiture. Cela peut être affiché dans un tableau.
| Index | Tendance | Occasionner | Paramètre critique | Ce qui affecte |
|---|---|---|---|---|
| dureté | Augmente | Produits d'oxydation | 1,5 fois augmenter | Propriétés de départ |
| point de congélation | Augmente | Eau et produits d'oxydation | Aucun | Propriétés de départ |
| Numéro alcalin | Diminue | Action détergente | Diminuer en 2 fois | Corrosion et durée de vie réduite des pièces |
| teneur en cendres | Augmente | Additifs alcalins | Aucun | L'apparition de dépôts, l'usure des pièces |
| Impuretés mécaniques | Augmente | Produits d'usure d'équipement | Aucun | L'apparition de dépôts, l'usure des pièces |
Règles de sélection d'huile
Comme mentionné ci-dessus, le choix de l'une ou l'autre huile moteur doit être basé non seulement sur les lectures de viscosité et les tolérances des constructeurs automobiles. De plus, il y a aussi trois paramètres obligatoires qui doivent être pris en compte :
- propriétés lubrifiantes;
- conditions de fonctionnement de l'huile (mode de fonctionnement ICE);
- caractéristiques structurelles du moteur à combustion interne.
Le premier point dépend en grande partie du type d'huile qui est synthétique, semi-synthétique ou complètement minérale. Il est souhaitable que le fluide lubrifiant ait les caractéristiques de performance suivantes :
- Propriétés détergentes dispersantes-stabilisatrices et solubilisantes élevées vis-à-vis des éléments insolubles dans l'huile. Les caractéristiques mentionnées vous permettent de nettoyer rapidement et facilement la surface des pièces de travail du moteur à combustion interne de divers contaminants. De plus, grâce à eux, les pièces sont plus faciles à nettoyer de la saleté lors de leur démontage.
- La capacité de neutraliser les effets des acides, empêchant ainsi l'usure excessive des pièces du moteur à combustion interne et augmentant sa ressource globale.
- Hautes propriétés thermiques et thermo-oxydantes. Ils sont nécessaires pour refroidir efficacement les segments de piston et les pistons.
- Faible volatilité, ainsi qu'une faible consommation d'huile pour les déchets.
- L'absence de capacité à former de la mousse dans n'importe quel état, même à froid, même à chaud.
- Compatibilité totale avec les matériaux à partir desquels les joints sont fabriqués (généralement du caoutchouc résistant à l'huile) utilisés dans le système de neutralisation des gaz, ainsi que dans d'autres systèmes de moteur à combustion interne.
- Lubrification de haute qualité des pièces du moteur à combustion interne dans toutes les conditions, même critiques (en cas de gel ou de surchauffe).
- La capacité de pomper à travers les éléments du système de lubrification sans problème. Cela offre non seulement une protection fiable des éléments du moteur à combustion interne, mais facilite également le démarrage du moteur à combustion interne par temps froid.
- Ne pas entrer dans des réactions chimiques avec les éléments métalliques et en caoutchouc du moteur à combustion interne pendant son long temps d'arrêt sans travail.
Les indicateurs répertoriés de la qualité de l'huile moteur sont souvent critiques, et si leurs valeurs sont inférieures à la norme, cela se traduit par une lubrification insuffisante des différentes pièces du moteur à combustion interne, leur usure excessive, leur surchauffe, etc. conduit généralement à une diminution des ressources des pièces individuelles et du moteur à combustion interne dans son ensemble .
tout automobiliste doit surveiller périodiquement le niveau d'huile moteur dans le carter, ainsi que son état, car le fonctionnement normal du moteur à combustion interne en dépend directement. Quant au choix, il doit être effectué en s'appuyant avant tout sur les recommandations du constructeur du moteur. Eh bien, les informations ci-dessus sur les propriétés physiques et les paramètres des huiles vous aideront sûrement à faire le bon choix.
