Kodėl šiuolaikiniai varikliai naudoja vis mažesnio klampumo alyvą

Už gamintojų rekomenduojamos variklinės alyvos klampos mažėjimo slypi vienas pagrindinis, bet mažai žinomas parametras - HTHS klampa, lemianti, kiek energijos variklis išleidžia alyvos pumpavimui per siaurus tarpus. Būtent nuoseklus HTHS mažinimas, o ne vien mada "skystesnėms" alyvoms, paaiškina, kodėl šiuolaikiniai varikliai vis dažniau projektuojami klasėms iki pat 0W-16 ir 0W-8. Priežastis - vienalaikėje variklių konstrukcijos, degalų ekonomijos norminių reikalavimų ir priedų chemijos raidoje.

Svarbu žinoti
Šiuolaikinės alyvos tapo mažiau klampios ne dėl kokybės sumažėjimo, o dėl variklių gamybos ir priedų technologijų pažangos bei griežtėjančių degalų sąnaudų norminių reikalavimų.

Kodėl anksčiau naudojo klampesnes alyvas

Variklio detalių gamybos tolerancijos (tarpai tarp stūmoklio ir cilindro, alkūninio veleno guoliuose) anksčiau buvo pastebimai didesnės, todėl patikimam tarpų užpildymui ir alyvos plėvelės išlaikymui reikėjo klampesnės alyvos. Esant mažesniam detalių apdirbimo tikslumui, per daug skysta alyva nebūtų galėjusi palaikyti pakankamo slėgio alyvos sistemoje ir apsauginės plėvelės padidintuose tarpuose.

Kas pasikeitė konstrukciniu požiūriu

Pokytis	Kaip veikia klampos reikalavimus
Detalių gamybos tikslumas	Mažesni tarpai leidžia naudoti mažiau klampią alyvą neprarandant slėgio sistemoje.
Turbininis pripūtimas ir tiesioginis įpurškimas	Padidina reikalavimus priedų termoatsparumui, tačiau savaime nereikalauja didesnės klampos.
Kintamos našos alyvos siurbliai ir fazių keitimo sistemos	Kalibruojami konkrečiam gamintojo nustatytam alyvos slėgiui ir klampai.
Degalų ekonomijos norminiai reikalavimai	Tiesiogiai skatina perėjimą prie žemesnės klampos alyvų darbinėje temperatūroje.

Kas yra HTHS klampa ir kodėl tai pagrindinis parametras

Pagrindinis parametras, slypintis už perėjimo prie skystesnių alyvų, vadinasi HTHS (High Temperature High Shear): alyvos klampa 150°C temperatūroje esant šlyties apkrovai, imituojančiai realias sąlygas guoliuose ir ant cilindro sienelių. Kuo žemesnis HTHS, tuo mažiau energijos variklis išleidžia alyvos pumpavimui per siaurus tarpus, o tai tiesiogiai didina degalų ekonomiją. Būtent HTHS sumažinimas, o ne vien žieminis rodiklis "0W", yra šiuolaikinės tendencijos link mažai klampių alyvų pagrindas.

Svarbi detalė: minimali HTHS riba standarte SAE J300 yra susieta su antruoju skaičiumi klampos žymėjime (po brūkšnelio), o ne su žieminiu rodikliu "W". Todėl 0W-20 ir 5W-20 turi vienodą minimalią HTHS ribą, o 0W-16 ji žemesnė, nepriklausomai nuo žieminio indekso.

Klampos klasė	Minimali HTHS klampa (SAE J300)
0W-20 / 5W-20	2,6 mPa·s
0W-16	2,3 mPa·s
0W-8	apie 1,7 mPa·s
0W-30 / 5W-30 / 10W-30	2,9 mPa·s
0W-40 / 5W-40 / 10W-40	2,9 mPa·s
15W-40 ir aukštesnės, įskaitant 10W-60	3,7 mPa·s
ACEA C5 (lengvųjų automobilių segmentas)	nuo 2,6 mPa·s
API FA-4 (dyzelinis segmentas)	2,9-3,2 mPa·s

Palyginimui: sportinei alyvai 10W-60, naudojamai aukštai forsuotuose varikliuose (pavyzdžiui, BMW M serijos), minimali HTHS klampa yra 3,7 mPa·s, tai daugiau nei dvigubai aukščiau nei šiuolaikinei 0W-8. Būtent todėl ILSAC standarto kategorija GF-6 padalinta į dvi dalis: GF-6A išlaiko aukštesnę HTHS ribą paplitusioms klampoms (5W-30, 0W-20), o GF-6B taikoma tik 0W-16 su žemesne HTHS riba, skirta būtent papildomai degalų ekonomijai.

Norminių degalų sąnaudų reikalavimų vaidmuo

Perėjimą prie mažai klampių alyvų skatina ne tik inžinerinės galimybės, bet ir valstybinis degalų sąnaudų bei CO2 išmetimų reguliavimas, galiojantis JAV, ES ir kituose regionuose. Kadangi vidinio variklio trinties mažinimas yra viena iš labiausiai prieinamų inžinerinių priemonių tokiems normatyvams atitikti, automobilių gamintojai naudoja skystesnę alyvą kaip vieną iš įrankių siekiant tikslinių ekonomijos rodiklių.

Kodėl negalima tiesiog pasirinkti klampesnės alyvos

Variklis projektuojamas konkrečiai klampai jau kūrimo etape: guolių tarpai, alyvos siurblio našumas ir fazių keitimo sistemų veikimo logika apskaičiuojami konkrečiam alyvos slėgiui ir klampai. Klampesnė alyva, nei numatė gamintojas, neužpildo tarpų "patikimiau", o sukuria perteklinį pasipriešinimą pumpavimui, kas padidina degalų sąnaudas ir atskirais atvejais gali sutrikdyti hidraulinių sistemų, apskaičiuotų konkrečiam alyvos slėgiui, veikimą. Vadovaukitės gamintojo rekomendacijomis, o ne bendra logika "klampesnė - saugiau".

Dažni klaidingi įsitikinimai

Klampesnė alyva patikimiau saugo variklį.

Ne, jei variklis nėra pritaikytas tokiai klampai. Per didelė klampa sukuria nereikalingą pasipriešinimą ir gali sutrikdyti sistemų, kalibruotų konkrečiam alyvos slėgiui, veikimą, įskaitant kintamą fazių valdymą.

Žema klampa visada reiškia silpnesnę apsaugą.

Ne. Apsaugą lemia ne tik klampa, bet ir priedų paketas bei variklio detalių gamybos tikslumas. Mažai klampios alyvos, kurias gamintojas numatė konkrečiam varikliui, užtikrina visavertę apsaugą.

0W reiškia, kad alyva "per daug skysta" normaliai eksploatacijai.

Ne. "0W" apibūdina tik alyvos elgesį šaltajame starte, o ne jos klampą variklio darbinėje temperatūroje, už kurią atsakingas antrasis skaičius (pavyzdžiui, 20 arba 16 žymėjimuose 0W-20 ir 0W-16).

Dažniausiai užduodami klausimai

Ar galima pilti 0W-16 į variklį, skirtą 5W-30?: Nerekomenduojama. Kategorija ILSAC GF-6B (0W-16) nėra suderinama atgaline tvarka su GF-6A, nes ji skirta žemesnei HTHS klampos ribai, kurią gamintojas specialiai numatė konkrečiam varikliui.
Kodėl 0W-8 tokia žema HTHS klampa, palyginti su klampesnėmis klasėmis?: Kategorija 0W-8 sukurta specialiai maksimaliai degalų ekonomijai varikliuose su labai tiksliomis gamybos tolerancijomis, kur tokia žema klampa vis dar užtikrina pakankamą apsauginę plėvelę.
Ar perėjimas prie mažai klampios alyvos paveiks degalų sąnaudas?: Taip, bet tik jei variklis specialiai pritaikytas gamintojo tokiai klampai: sumažintas vidinis pasipriešinimas leidžia gauti išmatuojamą degalų ekonomiją tik šiuo atveju.
Ar automobilių gamintojai visame pasaulyje vienodai greitai pereina prie itin žemos klampos?: Ne, tačiau skirtumas slypi ne tiek konkrečiose klampose (5W-20, 0W-20 ir 0W-16 naudoja tiek Japonijos, tiek Europos gamintojai), kiek leidimų sistemoje: JAV ir Japonijoje perėjimas prie itin žemos klampos įformintas kaip atskira kategorija ILSAC GF-6B, o Europoje panašaus pobūdžio sprendimai dažniau įgyvendinami per konkrečių automobilių gamintojų nuosavus leidimus virš ACEA standartų.

Išvada

Šiuolaikiniai varikliai ir šiuolaikinės alyvos vystosi kartu: žemesnė klampa tapo įmanoma dėl tikslesnės detalių gamybos ir apgalvotų priedų paketų, o būtina - dėl degalų ekonomijos norminių reikalavimų. Teisingas klampos pasirinkimas turi atitikti ne bendrą įsivaizdavimą apie "saugumą storesniame", o tikslius automobilio gamintojo reikalavimus, įskaitant HTHS klampos parametrą.