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]

tabachka (22 Июль 2014 - 12:37) писал:

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

Коллега, по научному правильнее "напряжение смятия", или "контактное напряжение" т.к. именно этот параметр рассчитывают при проектировании.

Нагрузка же складывается под действием 3-х сил: силы инерции; усилий пружин; силы давления газа в момент открытия клапана.

То есть цифра 10 000 кг/см2 и 25 т кот. вы не разобравшись привели,это не нагрузка, а контактное напряжение.

 

Касаемо удельного давления... я не Даймлер, и, слава богу, не Lew, всего лишь почитываю иногда умные (а может, и не умные, не мне судить) книжки, а вот в этих книжках говорится как раз рвз об удельном давлении. Есть несколько источников, приведу Розенберга "Смазка механизмов машин"

А нагрузка, удельное давление, касательное напряжение... не суть важно, важно то, что давление в точке контакта гораздо больше, чем в шатуне. Просто потому, что площать контакта в паре "толкатель-клапан" мизерна в сравнении с площадью опоры в шатунном подшипнике. Пример того же комара. При массе ~0 способен создать давление в миллиарды Па. Неужели так сложно это понять? Непонятно, чему и где вы учились

Изменено 22 июля 2014 пользователем tabachka

[Васька_Петька 916]

Коллега, "что вижу - о том и пою" не есть объективный вывод. Еще раз: данными журнала Автомобильная промышленность располагаете?

Там должны быть статистические выкладки, кот. можно верить. Не нужно ничего лопатить самому, нужно читать спецлитературу.

еще раз - не располагаю, и не собираюсь ничего искать. так же как не собираюсь искать подтверждения иным фактам, которые вижу каждый день - например, восход или заход солнца. Вот Вы и поищите - в опровержение моих субъективных выводов.

 

Считаете, что эти моторы среднефорсированные - посмотрите требования хонды по маслам на основные модели на американском рынке - там степень форсировки, как правило, в среднем выше (не буду ничего подтверждать - это и так все знают), а требования по маслам (как правило) все те же - xw-20.

 

Но низко/среднефорсированный мотор - не обязательно означает, что они низко/средненагруженный.

 

При том, что эта техника расчитана на большой ресурс, и соответственно смазочные материалы применяются чтобы этот ресурс не уменьшить

вся нормальная коммерческая техника (а не только эта) рассчитана, как правило, на большой ресурс. Разница в том, что коммерческая техника бывает с бензиновыми и дизельными моторами. Для обеспечения большого ресурса нормальной современной коммерческой техники с бензиновыми моторами достаточно на данном этапе маловязких масел. Действовать по аналогии - "а вот на нормальной дизельной коммерческой технике используются вот такие вот масла, поэтому давайте будем использовать такие же масла (масла такой же вязкости) на бензиновой коммерческой технике" - неправильно. Есть разумная достаточность - вот из нее и исходят производители коммерческой техники при подборе масел, и обоснованность такого подхода подтверждается пробегами этой самой коммерческой техники.

 

у них - местных магистральных тягачей - еще несинхронизированные ручные коробки стоят и барабанные тормоза - тоже все ради ресурса.

[Lew 81]

Касаемо удельного давления... я не Даймлер, и, слава богу, не Lew, всего лишь почитываю иногда умные (а может, и не умные, не мне судить) книжки, а вот в этих книжках говорится как раз рвз об удельном давлении. Есть несколько источников, приведу Розенберга "Смазка механизмов машин"

А нагрузка, удельное давление, касательное напряжение... не суть важно, важно то, что давление в точке контакта гораздо больше, чем в шатуне. Просто потому, что площать контакта в паре "толкатель-клапан" мизерна в сравнении с площадью опоры в шатунном подшипнике.

Коллега, очень хорошо, что вы пришли к такому выводу.

А теперь подумайте: где больше нагрузка, приходящаяся на вкладыш или приходящаяся на кулачек?

И почему площадь контактной поверхности вкладыша всегда больше площади поверхности кулачка, и почему подшипник смазывается под давлением, а кулачек разбрызгиванием?

Это как-то связано с нагрузкой, или просто так от нечего делать, типа дань традициям?

 

Из книги под редакцией И.М. Ленина Автомоб. и тракторные дв-ли.

 

Практически точно так же написано в книгах Орлина, Ховаха и еще десятках книг по автотракторным ДВС

Изменено 22 июля 2014 пользователем Lew

[Lew 81]

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.

Да Вадим, правильно. Встречал в американской лит-ре мнение, что мин. критический зазор должен быть не менее 3 мкм, в противном случае режим жидкостного трения нарушается, увеличивается коэф-т трения и возрастает риск возникновения износа.

Поэтому HTHS и характеризует тот предел, ниже которого нельзя падать в погоне за топливной экономичностью.

Об этом кстати тоже было написано

[tabachka 221]

А теперь подумайте: где больше нагрузка, приходящаяся на вкладыш или приходящаяся на кулачек?

На бронепоезде.

И так, с начала...

Ты засомневался

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

я простым, чуть ли не бытовым языком, попытался высказать свою точку зрения, что такое в паре "кулачок-толкатель", с точки здравого смысла и некоторых представлений о школьной физике, возможно. Однако, воспользовавшись тем, что я расслабился (каюсь, забыл, с кем общаюсь), ты начал придираться к формулировкам. Мне ничего не оставалось, как потратить время на поиск подтверждения смысла моих слов в технической литероатуре. Я это сделал. И опять тебя что-то не устраивает, на ходу меняешь предмет спора.

Коллега, очень хорошо, что вы пришли к такому выводу.

Не передергивай! Можно подумать, это ты мне доказывал очевидное, а я, лошара, упирался рогом, под тем или предлогом не понимая, о чем идет речь.

А теперь подумайте: где больше нагрузка, приходящаяся на вкладыш или приходящаяся на кулачек?

Я тебе уже написал, что "давление в точке контакта (кулачок-толкатель) гораздо больше, чем в шатуне". И не выкручивайся, речь шла об УДЕЛЬНОМ давлении, нагрузка аналогично, также подразумевалась удельная. И я даже принял твой термин "контактное напряжение", поскольку суть сказанного не меняется.

И почему площадь контактной поверхности вкладыша всегда больше площади поверхности кулачка, и почему подшипник смазывается под давлением, а кулачек разбрызгиванием?

это легко, но не относится к предмету спора, я уже потратил на тебя слишком много времени. Тебе, в свою очередь, если нечего делать, предлагаю подумать, почему требования к качеству поверхности в паре "кулачок-толкатель" гораздо выше. Для чего применяется нитроцементирование, для чего нужна твердость поверхности по Роквеллу под 60. И почему, если реализовать хотя бы одну поверхность по технологии вкладыша, она тут же получит задир, хоть давлением его смазывай, хоть в бочку с маслом опускай. Хотя ежу понятно, удельные нагрузки в месте контакта очень высокие, без применения высокотехнологичных материалов никак, шатун с вкладышем с пятном контакта в несколько см.кв. по нагрузкам на единицу площади рядом не стоял. Изменено 22 июля 2014 пользователем tabachka

[power1 33 292]

Нагрузки на поверхностях толкателя и кулачка значительно меньше. Гораздо большие нагрузки приходятся на шатунные вкладыши, чтобы это понять, не нужно быть Даймлером

а ты докажи, или опять только лиш "потоки сознания"?

 

Колега, вы в своем репертуаре: сначала что-то ляпните сгоряча, а потом, вместо того, чтобы признать ошибку, начинаете меня засыпать текстами на 1000 стр., не имеющими никакоо отношения к вашему ляпу.

ну вот опять подтвердил свою несостоятельность понять элементарного, зато запас афоризмов неиссякаем, ну вот тебе цитата -

 

"" В эффективном смазывании в ГРМ нуждаются также места контакта кулачков с толкателями или рычагами привода клапана. Работа этих пар связана с большими удельными нагрузками, обусловленными преодолением усилия пружин и сил инерции клапана, а также с значительными скоростями скольжения кулачка по толкателю или рычагу. Напряжения в месте контакта на поверхности кулачка достигают 500-1200 МПа. ""

 

отсюда -

 

http://www.autolub.i...rticle_31.shtml

 

и на всякий случай конвертор -

 

http://molbiol.edu.r.../01_08.html#a49

 

надеюсь сумееш конвертировать MPа в кг/см2?

 

так-что написанные мной 10 000 бар далеко не предел

 

Если хотите их использовать как аргумент, приведите конкретную короткую выдержку из материала, или хотя бы назовите № стр. и абзац.

Этого требуют элементарные правила ведения научной полемики

оп-па опять нас прохвэссор поучает, а сам-то как?

 

Я лишь знаю что нагрузки прихдящиеся на шатунные подшипники гораздо выше, чем приходятся на кулачки.

вранье, докажи!

 

Просто поразмыслить: почему одни смазываются под давлением, а другие разбрызгиванием

а что, в месте контакта есть предпосылка образования маслянного клина или гидростатической смазки??

tabachka писал

И опять тебя что-то не устраивает, на ходу меняешь предмет спора

так это самая главная его фишка, поэтому я в одном из постов написал что поддерживаю его признание, но с уточнением "хитрый"

[Lew 81]

Я тебе уже написал, что "давление в точке контакта (кулачок-толкатель) гораздо больше, чем в шатуне". И не выкручивайся, речь шла об УДЕЛЬНОМ давлении, нагрузка аналогично, также подразумевалась удельная. И я даже принял твой термин "контактное напряжение", поскольку суть сказанного не меняется.

Коллеги, если вы в терминологии плаваете, то хотя бы попробуйте осмыслить обсуждаемый предмет отталкиваясь от особенностей рабочего процесса ДВС.

Что-то вам объяснить - полный трындец (вы уж извините)

 

Еше раз.

1) Площадь контактной поверхности кулачка меньше площади контактной поверхности вкладыша.

Это принимаем?

2. Кулачек работает в режиме полужидкостного трения, значит коэф-т трения при его работе на порядки больше, чем к-т трения в подшипнике, кот. работает в режиме жидкостного трения.

С этим не спорим?

3. Кулачек работая в условиях полужидкостного трения, тем не менее обладает большим ресурсом, не меньшим, чем ресурс шатунного подшипника, работающего на масляном клине.

Нет возражений?

4. Если бы на кулачек приходились такие огромные удельные давления, как вы утверждаете, а режим смазки, напомню, полужидкостный, то в этом месте были бы большие потери на трение и сильный нагрев.

Так почему нет ни того, ни другого?

Откройте расклад мех. потерь в ДВС и вы с удивлением обнаружите, что потери в ГРМ составляют в общих потерях лишь 4-6%, это меньше чем потери на вращение крыльчатки вентилятора.

 

Мало того, в ГРМ основные потери - вовсе не в кулачках, а подшипниках распредвала. Откройте же наконец книги, подключите головной мозг, и подумайте: как кулачки работая при таких огромных значениях удельных давлений (как вы считаете 10000-25000 кг/см2) да ещё в режиме полужидкостного трения, ухитряются работать без износа и с такими мизерными потерями на трение????????????????????????

 

 

Однако, воспользовавшись тем, что я расслабился (каюсь, забыл, с кем общаюсь), ты начал придираться к формулировкам.

Что значит "придираться", если вы путаете паровозы с пароходами?

Вы даже не можете осмыслить то, что написано в технической литературе, данными кот. вы пользуетесь.

А уж про ваш будоражащий кровь пример о том, как кулачек долбит по клавишам ) даже стыдно вспоминать.

Безударные кулачки применяются в автомоторах лет уж 50, стыдно об этом не знать.

 

И почему, если реализовать хотя бы одну поверхность по технологии вкладыша, она тут же получит задир, хоть давлением его смазывай, хоть в бочку с маслом опускай.

Милейший, вы фантазер. Как поверхности деталей могут получить задир, если они разделены меж собой слоем масла?????????????????

power1, я ваши сообщения перестал читать - у вас просто какая-то словесная каша пошла

Не хотите думать - оставайтесь при своем мнении, не хочу разрушать илюзии, в мире которых вы пребываете

Изменено 23 июля 2014 пользователем Lew

[tabachka 221]

@Lew, изначально спор был про нагрузки в 10 тонн, мы тебе, с ссылками на литературу, показали, что сие имеет право быть. Также попытался объяснить, что для таких нагрузок применяются другие технологии, чем в шатунном подшипнике, но ты не захотел слушать. Потом.. не веришь в такие нагрузки? Пиши претензии авторам. Свои попытки гипотетического рассуждения, что такого не может быть, оставь при себе, объяснять тебе твои заблуждения и разводить бадягу ещё на несколько страниц уже достало, все хорошо в меру.

Изменено 23 июля 2014 пользователем tabachka

[Гость Vadim_Mk]

В The Viscosity-Dependent Fuel Efficiency Index for Engine Oils T W. SELBY Savant, Inc., USA чуть чуть другая картина по потерям в узлах LDC, время не стоит на месте ....

И нем не менее кулачки ГРМ в режиме смешанного трения (по кривой Штрибека) нормально работают на маловязких маслах 0/5W-20

Изменено 23 июля 2014 пользователем Vadim_Mk

[Lew 81]

И нем не менее кулачки ГРМ в режиме смешанного трения (по кривой Штрибека) нормально работают на маловязких маслах 0/5W-20

Что с учетом относитеьно малой величины их контактной поверхности и бльшого ресурса свидетельствует том, что нагрузки на них приходятся относительно малые.

Давно заметил: самое сложное это докзывать очевидное.

 

Кстати, коллега tabachka, как вы думаете, почему материал контактной поверхности вкладыша такой "мягкий", почему бы поверхность тоже по примеру кулачков не цементировать или не применять высокопрочные стали?

Изменено 23 июля 2014 пользователем Lew

[Гость Vadim_Mk]

Что с учетом относитеьно малой величины их контактной поверхности и бльшого ресурса свидетельствует том, что нагрузки на них приходятся относительно малые.

Давно заметил: самое сложное это докзывать очевидное.

Ну не совсем так все просто и очевидно

была проблема с износом балансирных валов ГРМ на дизелях из за возросшего Hertzian contact stress

2000-01-2949 Preventing Catastrophic Camshaft Lobe Failures in Low Emission Diesel Engines Chevron Products Co

Страница № 24 просто песня для любителей нулевок и масел на базе ПАО - так как масла группы II дают такой же или даже меньший износ балансирных валов ГРМ на дизелях 6,2 литра

Изменено 23 июля 2014 пользователем Vadim_Mk

[AndreyCheung 201]

Коллега, верю, хорошие среднефорсированные моторы (72=85 л.с. с 1 л). Очень рад, что в них испоьзуется 0-20.

 

При том, что эта техника расчитана на большой ресурс, и соответственно смазочные материалы применяются чтобы этот ресурс не уменьшить

Сам противоречий не видишь в своих словах?

А сколько л.с. с 1 л у магистральных тягачей? Неужели больше ста?

[Гость mikong]

Страница № 24 просто песня для любителей нулевок и масел на базе ПАО - так как масла группы II дают такой же или даже меньший износ балансирных валов ГРМ на дизелях 6,2 литра

Тем не менее реальные анализы с современных моторов показывают, что криминала нет на 0-ках. Или снова будешь отрицать?

0w-20 с космическим пробегом...

http://www.bobistheoilguy.com/forums/ubbthreads.php?ubb=showflat&Number=3134924#Post3134924

Так что скорее всего дело в двигателе.

[Гость Vadim_Mk]

Коллега, верю, хорошие среднефорсированные моторы (72=85 л.с. с 1 л). Очень рад, что в них испоьзуется 0-20.

Имеем два даже не среднефорсированных европейских мотора

Немецкий атмо 1.4 CGGB - 86 лс /1,4 литра = 61,43 лс - 502 505/ 504 507 допуск с НТНS > 3.5 масла от 5W-30 и выше

Итальянски турбодизель 2.8 A 428 DOHC - 180 лс/2,8 литра = 64,28 лс/литр - допуски с НТНS > 3.5 API CJ-4, Dexos 2, масла от 0/5W-30/40

Как то так вот

[Гость Vadim_Mk]

Тем не менее реальные анализы с современных моторов показывают, что криминала нет на 0-ках. Или снова будешь отрицать?

0w-20 с космическим пробегом...

http://www.bobistheoilguy.com/forums/ubbthreads.php?ubb=showflat&Number=3134924#Post3134924

Так что скорее всего дело в двигателе.

Если данная вязкость предназначена и прописана производителем - то нет никакого криминала

Так как у меня в мануале на ТБ написано в явном виде - 5W-30 Dexos 2 -самое оптимальное масло, а 0W-ХХ - лейте только при температуре меньше - 25 - 29 С

Изменено 23 июля 2014 пользователем Vadim_Mk