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

[pavelzel 792]

И не потому ли 0w40 Motul X-Max (HTHS всего 3.6 - почти на нижнем пределе для сороковок) показал лучшую экономию топлива (5 %) в известном тесте сороковок в "За рулём"? Можно по разному относиться к "ЗР", но здесь, думается, им можно поверить, т.к. 0w40 X-Max имеет ILSAC GF-4 , который просто так не даётся (а для сороковок вообще нонсенс!)

"Кстати раньше не замечал, но в SAE J300 http://i265.photobuc...ata/SAEJ300.jpg

видим сниженные требования к маслам 0-40,5-40,10-40 - HTHS 2.9

в отличие от масел 15-40, 20-40, 25-40 и просто 40 - HTHS 3.7"

http://www.oil-club.ru/forum/topic/2591-ot-chego-zavisit-hths/page__view__findpost__p__71395

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!

Получается, что нырнуть в масло при 40С с меньшим HTHS легче(меньше сопротивление) даже если у него вязкость при 40С выше.

А при отрицательных температурах эта зависимость тоже сохраняется?

Тогда HTHS должна коррелировать с MRV .

[pavelzel 792]

Хотел спросить вот что: а какова вязкость масла при 150С? Не HTHS, а просто вязкость. Например, вязкость при 100С - 10, HTHS -3, а простая вязкость масла при 150С ?

[Lew 81]

Про экономию топлива на нулёвках.

Недавно один форумчанин в ветке про HTHS привел мне любопытный рисунок с какого-то тех. форума, проведенного фирмой Шеврон в 2010г.

 

 

Это рекомендации по ныне модному показателю HTHS, имеющему (по мнению многих) важное значение для современных синтетических масел с полимерными загустителями. Рекомендации относятся к грузовому мотору Вольво D12D, т.е. к хорошо сконструированному мотору, имеющего большой запас прочности и относительно низкофорсированного по сравнению с легковыми автомоторами (максимальная литровая мощность достигает 42 л.с.).

Не знаю каким путем инженеры пришли к своим выводам, но лишь анализируя рисунок и не ставя задачу перепроверять достоверность выводов его составителей, можно заключить следующее.

1. Масла с высокотемпературной вязкостью 20 для применения в данном моторе категорически не рекомендуются в связи с большим риском нарушения режима жидкостного трения и возникновения повышенного износа деталей мотора.

2. Можно применять некоторые масла с вязкостью 30 при значении их HTHS не менее 3,5. Но еще лучше применять масла с вязкостью 40 – будет запас по толщине масляной пленки в подшипниках при небольшом снижении топливной экономичности.

3. Если плюнуть на риск повреждения мотора и вместо применения масла w-40 с минимально возможным (по стандарту) HTHS=3,7 применить «энергосберегающее» масло w-20 с минимально возможным (по стандарту) HTHS=2,6 то расход топлива при работе автомобиля в холмистой местности снизится менее чем на 1,5%. На шоссе (синяя линия) – снизится на 1%. Иными словами платой за обеспечение запаса несущей способности масляной пленки при переходе с масла w-20 на «не энергосберегающее» w-40 будет являться увеличение расхода топлива на 1…1,5%.

Если же применить w-20 вместо масла w-30 с рекомендуемым числом HTHS=3,5 то экономичность улучшится примерно на 1%.

Если вместо w-30 с HTHS=3,5 применить w-40 с HTHS=3,7 – экономичность снизится менее чем на 0,5%.

4. Изложенные выводы относятся к конкретному мотору Вольво D12D, работающему основное время на относительно малых частотах вращения (примерно 1100-1500 об/мин), т.е. мотору коммерческого транспорта, где пользователям важны не понты, а конкретная информация о свойствах масел, предохраняющих моторы от износа.

Тем не менее, вышеприведенные данные, позволяющие судить о степени влияния масел 0w-20 и 0w-40 на толщину масляной пленки под нагрузкой (влияющей на защиту подшипников от износа) и топливную экономичность можно с некоторой корректировкой перенести и на легковые моторы.

Выводы пусть каждый делает для себя сам.

 

PS: я немного удлинил зеленые и синие прямые на рисунке, а также нанес несколько дополнительных прямых желтого цвета делая допущение, что на масле 0w-20 мотор не работает на больших нагрузках. В оригинале картинка чуть по-другому.

Изменено 19 июля 2014 пользователем Lew

[westf2 83]

это все относится к конкретному мотору.....

 

если авто рассчитан на 0w20 ...то выше перечисленная информация как минимум некорректна....

 

если посмотреть конструкцию некоторых мотов малолитражек что уже дошли до применения пластиковых и керамических покрытий в поршневой для уменьшения влияния тепловых зазоров и их уменьшению...

то тенденция остается прежней у азиатских и американских автопроизводителей ориентация на жидкие масла ( в двигателях объемом до 6 л) и как показывает опыт последних 10 лет двигатели спокойно отхаживают свой ресурс на 20...а качество масел 20 за последние 10 лет только улучшилось...

 

тенденция это обусловлена не только с борьбой за топливную экономичность ну и общую экономию при производстве не говоря уже о технических плюсах....

Изменено 19 июля 2014 пользователем westf2

[GVA 1 101]

3. Если плюнуть на риск повреждения мотора и вместо применения масла w-40 с минимально возможным (по стандарту) HTHS=3,7 применить «энергосберегающее» масло w-20 с минимально возможным (по стандарту) HTHS=2,6 то расход топлива при работе автомобиля в холмистой местности снизится менее чем на 1,5%. На шоссе (синяя линия) – снизится на 1%. Иными словами платой за обеспечение запаса несущей способности масляной пленки при переходе с масла w-20 на «не энергосберегающее» w-40 будет являться увеличение расхода топлива на 1…1,5%.

В коммерческую технику только лишь на обещания 1% эономии топлива никто масло не зальёт. Зальют, но при условии, что низковязкое масло

наравне с "традиционным" получило все допуски и прошло тестирование в полевых условиях с контролем состояния масла (противоизносных, моющих и т.д.).

Тот слайд Шеврона очень хорош в контексте других слайдов. А именно масла 5w30 10w30 (это низковязкие масла для тяжелой техники)

имеют такие же допуски, как и масла 15w40, а в полевых условиях защищают мотор не хуже масел традиционной вязкости, но при этом обеспечивая

экономию топлива 1-3% в зависимости от условий. Такие масла - да, зальют, ибо есть допуски. И полевые тесты на 500 и более тысяч км.

с последующей разборкой двигателя и оценкой состония деталей.

Даже 1% экономии топлива это весьма прилично. Какой нибудь UPS тратит 10 000 000 долларов в год и более на топливо.

1% это 100 000 долларов в год!

[Lew 81]

тенденция это обусловлена не только с борьбой за топливную экономичность ну и общую экономию при производстве не говоря уже о технических плюсах....

Вобще не понял каким образом переход на масло 0-20 влияет на экономию при производстве.

В чем экономия то?

[Вадим_69 8 127]

@Lew, ну картинки от Вольво, конечно, красивые А вот на картинках Тойоты несколько иные закономерности износа Причём в ряде случаев (при 90 гр. - шатунные подшипники, кулачки) износ ниже при более низком HTHS...

Изменено 19 июля 2014 пользователем Вадим_69

[Вадим_69 8 127]

Про экономию топлива на нулёвках.

Иными словами платой за обеспечение запаса несущей способности масляной пленки при переходе с масла w-20 на «не энергосберегающее» w-40 будет являться увеличение расхода топлива на 1…1,5%.

Если же применить w-20 вместо масла w-30 с рекомендуемым числом HTHS=3,5 то экономичность улучшится примерно на 1%.

Если вместо w-30 с HTHS=3,5 применить w-40 с HTHS=3,7 – экономичность снизится менее чем на 0,5%.

Опять же, у японцев почему-то получилось больше 8 %

У меня тоже экономия на маслах ILSAC по сравнению с A3 выходит где-то 5-7 %

Изменено 19 июля 2014 пользователем Вадим_69

[Lew 81]

@Lew, ну картинки от Вольво, конечно, красивые А вот на картинках Тойоты несколько иные закономерности износа Причём в ряде случаев (при 90 гр. - шатунные подшипники, кулачки) износ ниже при более низком HTHS...

Это не от Вольво картинка, а от Шеврона.

Все эти закономерности в основном больше зависят не от масла и HTHS, а от конструкции ДВС.

И еще больше от типичных режимов эксплуатации.

Поэтому сравнивать в лоб между собой мала по HTHS не имеет смысла.

Можно конечно прислушиваться к рекомендациям пр-лей авто, но нужно осознавать что их задача не в том, чтобы ДВС вашей машины отходил лимон км., а в том, чтобы он отработал в течении гарантийного срока.

Что касаемо экономии топлива, "фиксируемого" некоторыми владельцами при переходе на маловязкие масла, то это чистой воды субъективизм.

Точное измерение расхода топлива дело очень сложное, требующее много времени, навыков и специального измерительного комплекса. Владельцы же расход определяют в лучшем случае по БК, а в худшем по чекам на заправке.

Все это дает такую огромную погрешность, что говорить о какой-то действительной научности полученных результатов по меньшей мере смешно.

Конечно применение 0-20 вместо 0-60 даст ощутимую разницу в расходе топлива, но разница топливной экономичности от применения 0-20 и 0-30 или 0-20 и 5-20 вобще практически неуловима, гораздо большее влияние на расход топлива оказывают перемена направления ветра или изменение качества дорожного полотна.

ИМХО, никого ни к чему не призываю

Изменено 19 июля 2014 пользователем Lew

[Вадим_69 8 127]

Все эти закономерности в основном больше зависят не от масла и HTHS, а от конструкции ДВС.

Ну дак, вроде, к этому пришли на этом форуме ещё тыщу лет назад!!!

[Вадим_69 8 127]

Конечно применение 0-20 вместо 0-60 даст ощутимую разницу в расходе топлива, но разница топливной экономичности от применения 0-20 и 0-30 или 0-20 и 5-20 вобще практически неуловима, гораздо большее влияние на расход топлива оказывают перемена направления ветра или изменение качества дорожного полотна.

Ветер, ессно, влияет, как и куча других факторов. Но в целом, разница в HTHS 20 % и более весьма заметна! Я уловил однозначное изменение в динамике и расходе при переходе с 0W-30 Castrol SLX ACEA A3/B4 (HTHS>3.5) на 0W-30 Mitsubishi ILSAC GF-4 (HTHS=2.9). И это не субъективизм! У нас на форуме многие о подобных изменениях при переходе с A3 на ILSAC писали, да и на бобойле полно таких наблюдений...

А вот между маслами ILSAC (неважно, xW-20 или xW-30) или между A3 (xW-30 и xW-40), т.е. с близкими HTHS разницу действительно сложно уловить...

Изменено 19 июля 2014 пользователем Вадим_69

[Lew 81]

уловил однозначное изменение в динамике и расходе при переходе с 0W-30 Castrol SLX ACEA A3/B4 (HTHS>3.5) на 0W-30 Mitsubishi ILSAC GF-4 (HTHS=2.9). И это не субъективизм!

ОК, не субъективизм, верю.

Опишите пож-та, какой измерительный комплекс вы использовали при определении путевого расхода топлива и разгонной динамики автомобиля?

По каким метдикам проводили испытания?

Расход топлива измеряли в весовых или объемных единицах?

[Вадим_69 8 127]

Писал подробно (вплоть до давления в шинах) где-то в недрах темы глупых вопросов... Просто лень искать

Да и с чего при различии в HTHS на 20 %, расходу отличаться всего на 1 %? Или япы с 8 % тоже субъективны? Кстати, требования АСЕА А1/А5 - экономия топлива >2.5 %!

Изменено 19 июля 2014 пользователем Вадим_69

[Lew 81]

Просто лень искать

Скажите проще: профессиональная аппаратура при измерениях не применялась, общепринятые методики не использовались.

 

Да и с чего при различии в HTHS на 20 %, расходу отличаться всего на 1 %?

А вы на сколько хотели, тоже на 20% ?

Прочтите внимательно соответствующую ветку чтобы понять о чем говорит значение HTHS.

 

Или япы с 8 % тоже субъективны?

М.б. субъективны, а м.б. и нет. Всезависит от режимов работы ДВС: если япы при испытаниях не опускали частоту вращения ниже 7000 об/мин, то могли получить и 8%.

Хотя даже в этом случае что-то смутные сомнения меня терзают.

К.В. Джорджи в своей известной книге, считающейся классическим произведением в тематике работы масла в ДВС, пишет:

 

М.б. япы к другому выводу пришли, судить не берусь

Изменено 19 июля 2014 пользователем Lew

[westf2 83]

смотря какой двигатель