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

[Вадим_69 8 127]

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 221]

это не отменяет моего мнения в первом сообщении.

Интуитивно я не согласен, что HTHS может характеризовать стабильность вязкости, наверное, всё много сложнее, но предметно возражать не готов. Единственное... в случае низкого HTHS должен быть более качествекнный загуститель (дабы по времени избежать просадки).

Изменено 3 августа 2014 пользователем tabachka

[Mechanicus 470]

Отчасти согласен. С одной стороны, создает и развивает предмет обсуждения, с другой... если претендуешь на роль УЧИТЕЛЯ (а такая потребность у него очевидна), то и тему надо знать в совершенстве. Иначе "поучительская " подача материала с массой касяков просто вызывает раздражение и дальнейший срач.

У меня сложилось противоположное впечатление, ну да ладно.

Стена тут не прошибаемая. Цепляться за слова не относящиеся к теме тут любимое занятие.

Изменено 3 августа 2014 пользователем Mechanicus

[tabachka 221]

@Mechanicus, это твое впечатление, но, заметь, были и другие. Потом... это жизнь

Изменено 3 августа 2014 пользователем tabachka

[power1 33 225]

Интуитивно я не согласен, что HTHS может характеризовать стабильность вязкости

и ты абсолютно прав, величина HTHS вязкости никоим образом не определяет стабильность вязкости, для определения стабильности (shear stability) применяется специальная методика, принцип которой заключается (как правило) в многократном (30, или 90 раз у допуска MB 229,5) продавливании определенного количества масла через дизельную форсунку , при этом кинематическая вязкость должна остатся в рамках определенных SAE J300 и такие масла называются Stay-in-grade

 

[torcon 64 513]

Северная Америка от Европы в использовании легких классов вязкости масла (около 80% рынка США использует 15W-40 масло для дизельных) приложений тяжелых, но это меняется. Из-за агрессивной езды к все возрастающей экономии топлива, более легкие сорта вязкости, которые способствуют ней постепенно становится принимаются. Например, в настоящее время существует увеличение 5W-40 использование масла. Shell сообщает, что его Ротелла Т Синтетический 5W-40 может помочь повысить эффективность топлива до 1% по сравнению с обычным 15W-40 моторное масло. Это достигается за счет сокращения трения и сокращения энергии, используемой для перекачки моторного масла через двигатель. Для типичного грузовика путешествия 100000 миль в год, а экономия до 140 галлонов в год, или $ 532, может быть реализовано (на основе $ 3,80 / галлон топлива и расход топлива 7 MPG). * Джоан Эванс, Infineum промышленность связи советник , сообщает, что аналогично для легковых автомобилей Моторные масла, новый ILSAC GF-6B спецификация была предложена, чтобы приспособить насущных потребностей некоторых производителей по более низким нефтей. Поскольку старые системы не были предназначены для работы на этих низких нефтей, есть потенциал для значительного износа двигателя, (в частности, износ подшипников), если неправильное применение этих низших нефтей в более старых двигателях происходит. Крис Castanian, OEM менеджер по связям для Lubrizol в Wickliffe, Огайо, говорит, "абсолютное дано является то, что моторные масла должны обеспечивать долговечность двигателя. Экономия топлива является преимуществом построен на вершине защиты двигателя. В обоих Ф.-6 и ПК-11, ведутся дискуссии о том, как определить эти новые ультра-низкие вязкости масла, чтобы избежать неправильного. Забегая вперед масла с низкой вязкостью и технологии нефти добавки двигатель весьма перспективны для снижения выбросов парниковых газов и повышения эффективности использования топлива, но вопросы совместимости и неправильного необходимо решать. "

 

оригинальный текст:

North America is behind Europe in the use of lighter oil viscosity grades (around 80% of the U.S. market uses 15W-40 oil) for heavy-duty diesel applications, but this is changing. Because of the aggressive drive toward ever-increasing fuel economy, lighter viscosity grades that contribute to it are slowly becoming accepted. For example, there is currently an increase in 5W-40 oil usage. Shell reports that its Rotella T Synthetic 5W-40 can help improve fuel efficiency by up to 1% when compared to conventional 15W-40 motor oil. This is achieved through decreased friction and reducing the energy used to pump the motor oil through the engine. For a typical truck traveling 100,000 miles per year, a savings of up to 140 gallons per year, or $532, may be realized (based on $3.80/gallon of fuel and fuel consumption of 7 MPG).* Joan Evans, Infineum industry liaison advisor, reports that similarly for passenger car motor oils, the new ILSAC GF-6B specification was proposed to accommodate the immediate needs of some OEMs for lower viscosity oils. Since the older engines were not designed to run on these lower viscosity oils, there is the potential for significant engine wear, (particularly bearing wear) if misapplication of these lower viscosity oils in older engines occurs. Chris Castanian, OEM liaison manager for Lubrizol in Wickliffe, Ohio, says, “An absolute given is that engine oils have to provide engine durability. Saving fuel is a benefit built on top of engine protection. In both GF-6 and PC-11, discussions are underway on how to identify these new ultra-low viscosity oils to avoid misapplication. Going forward low viscosity oils and engine oil additive technology hold great promise for lowering greenhouse gases and improving fuel efficiency, but issues of backward compatibility and misapplication need to be addressed.”

Журнал Tribology and Lubrication Technology

http://d27vj430nutdmd.cloudfront.net/5716/139567/139567.1.pdf

[Izb 1 716]

При сравнении влияния HTHS и вязкости при 100 градусах давайте обсудим не только влияние на экономичность, но и влияние на износ!

 

Все дальнейшие рассуждения – для летней эксплуатации (чтобы не затрагивать влияние  холодного запуска) типичного азиатско-американского двигателя рекомендуемым маслом 5W-20.

 

Очевидно, что график зависимости износа от вязкости масла имеет форму ямы ( буквы “U”), то есть имеется  оптимальный диапазон вязкости (дно ямы), слева и справа от которого износ увеличивается.  И отсюда понятно, что рекомендуемая изготовителем вязкость не абсолютно оптимальна с точки зрения износа, так как автопроизводитель в угоду повышения экономичности чуть сдвигается к левой половинке ямы (с меньшей вязкостью масла), где износ уже будет чуть (но не сильно) больше, чем на самом донышке ямы (в центре ямы). Иначе говоря,  износ на левом и правом краях дна ямы примерно одинаковый, но экономичность слева будет лучше, поэтому автопроизводитель и сдвигается ближе к левой границе ямы.  Постарался выразить мысль максимально доступно … J

 

Отсюда простой вывод, что для меньшего износа или для тяжёлых условий эксплуатации (пробки, жара, буксировка, бездорожье, высокая скорость) для уменьшения износа оптимальнее будет масло чуть вязче, например A5/B5 вместо A1/B1.  Этот вывод в точности копируется, например, в письме SUBARU о допустимости масла 5W-30 вместо 0W-20 для тяжёлых условий эксплуатации атмосферных двигателей FB20/FB25.

 

А теперь вопрос: при повышении вязкости подбираемого масла от рекомендуемой до немного  большей что важнее для минимизации суммарного износа двигателя: увеличение HTHS или увеличение вязкости при 100 градусах? HTHS влияет на износ в зоне поршней и колецю Вязкость при 100 градусах влияет на износ остальных элементов двигателя (вкладыши, кулачки, коленвал, распредвал и др). И есть сомнения, что две вышеозначенных ямы (одна яма - на графике  износа в зоне поршней и колец, вторая яма –на графике износа остальных элементов двигателя) в точности совпадают, а не сдвинуты относительно друг друга или одна вообще не охватывает другую. В частности, где быстрее проявляется износ в тяжёлых условиях или при перегреве двигателя – на поршнях (кольцах) или в остальной части двигателя?

 

Например, вместо рекомендуемого для многих азиатов и американцев масла 5W-20 (с вязкостью 8.4 и HTHS 2.7) можно залить масло с малым количеством VI (модификаторов вязкости), которое при вязкости 8.4 будет иметь увеличенный HTHS>=2.9, а можно наоборот, залить крекинговое масло 0W-20 с большим VI и увеличенной вязкостью >=8.8, но прежним HTHS 2.7. Что имеет больший смысл? 

Изменено 5 ноября 2015 пользователем Izb

[Wald 1 834]

А теперь вопрос: при повышении вязкости подбираемого масла от рекомендуемой до немного  большей что важнее для минимизации суммарного износа двигателя: увеличение HTHS или увеличение вязкости при 100 градусах?

Есть результаты анализов, которые это как-то подтверждают?

[lzsound 2 139]

HTHS никак не влияет на прокачиваемость масла в маслосистеме. А для прокачки масла мотору нужно потратить определенное кол-во энергии ( топлива ) В идеале должно быть масло с высоким HTHS и низкой вязкостью, но это невозможно.

Так что для фьюел экономи важна вязкость и HTHS тут никаким боком.

[lzsound 2 139]

@Вадим_69,Но вот появились и двадцатки со "странным" HTHS: 5w20 Red Line (HTHS=3.3) и особенно 0w20 NGN Future A3 с HTHS>3.5

@Вадим_69,

Про Редлайн ещё поверю, а вот про NGN Future A3 с HTHS>3.5 не верю. Откуда такие данные? С сайта продавца в Росии?

[MisterX 0]

 

 

@torcon, дело не в температуре 150, а в том, что глядя на HTHS, можно сравнивать сопротивление масла деталям и при более низких темпер-рах Кинематическая вязкость и HTHS - два абсолютно разных параметра и меряются по разному. Речь о том (и амеры про это пишут), что HTHS точнее позволяет измерить сопротивление масла деталям двигателя при работе, а именно это влияет на FuelEconomy! Просто HTHS гораздо более затратный метод, и не все произв-ли масел его указывают, зачастую ограничиваясь кинем. вязкостью

 

 

В том и дело, что близкие по вязкости масла могут кардинально отличаться по HTHS:

0w30 Mitsubishi Genuine вязкость 10.6 HTHS=2.9

0w30 Addinol MV038 вязкость 11.17 HTHS>3.5

И, кстати, ACEA поделила тридцатки A3 и А5 (экономичные) именно по HTHS, а не по кинем. вязкости!

 

 

В принципе согласен, но я вот летом езжу по несколько тысяч по полупустым сибирским дорогам (хотя фуры бывают ) на круизе, потому и заметил разницу между A3 и А5. А ещё заметил разницу (слегка) в динамике авто и "отзывчивости" педали газа. Но один раз это почувствовав, уже нет желания вернуться на более "густые" масла

У 0W-30 Mitsubishi Genuine Oil реальная кинематическая вязкость при 100 °C составляет 9.85, если Вы ссылаетесь на табличные данные официалов, то там вообще 10.54, эти цифры с потолка)))

Изменено 5 ноября 2015 пользователем MisterX

[Dima_ace 46]

в случае с маслами, слова экологичность/экономичность это антонимы слов надежность и наибольший срок службы

[Вадим_69 8 127]

У 0W-30 Mitsubishi Genuine Oil реальная кинематическая вязкость при 100 °C составляет 9.85, если Вы ссылаетесь на табличные данные официалов, то там вообще 10.54, эти цифры с потолка)))

 

Блин... Какие все умные! В первом сообщении на форуме! :facepalm:

А посмотреть дату моего поста не судьба? А дату анализа (на который вы ссылаетесь)? В который я, кстати, тоже финансово вложился...

Изменено 7 ноября 2015 пользователем Вадим_69

[Вадим_69 8 127]

HTHS никак не влияет на прокачиваемость масла в маслосистеме. А для прокачки масла мотору нужно потратить определенное кол-во энергии ( топлива ) В идеале должно быть масло с высоким HTHS и низкой вязкостью, но это невозможно.

Так что для фьюел экономи важна вязкость и HTHS тут никаким боком.

То есть корифеи битога всё нам врут?

А если всё же внимательно и вдумчиво их почитать. Как думаете, какая вязкость ближе к реальности при работе двигателя: динамическая (HTHS) или кинематическая (статичная)? И только ли от "прокачиваемости" масла зависит расход топлива?

Изменено 7 ноября 2015 пользователем Вадим_69

[Wald 1 834]

То есть корифеи битога всё нам врут?

А если всё же внимательно и вдумчиво их почитать. Как думаете, какая вязкость ближе к реальности при работе двигателя: динамическая (HTHS) или кинематическая (статичная)?

Учёные же дураки, зачем-то для маловязких масел границы HTHS сдвигают. Взять например ACEA, эти дурачки для А1 xW-20 HTHS отдельный прописали. Ой, клоуны, надо им ссылку на форум послать, а то ведь ерундой страдают и даже не догадываются, как на самом деле масла работают и какие параметры важны.

[lzsound 2 139]

То есть корифеи битога всё нам врут?

А если всё же внимательно и вдумчиво их почитать. Как думаете, какая вязкость ближе к реальности при работе двигателя: динамическая (HTHS) или кинематическая (статичная)? И только ли от "прокачиваемости" масла зависит расход топлива?

Осознал. Не только от статической, но И от динамической Изменено 7 ноября 2015 пользователем lzsound