Перегрев двигателя – всегда становится большой проблемой для автовладельца. Последствия могут быть очень неприятные. При перегреве начинается интенсивное образование задиров на стенках цилиндров. А затем, скоро, происходят деформации головки блока цилиндров, деформации вкладышей, и т.д.
Если мотор работает при повышенной нагрузке на высоких оборотах, даже кратковременный перегрев обычно вызывает очень тяжелые повреждения, для устранения которых требуется капитальный ремонт двигателя. В наиболее экстремальных случаях перегретый мотор может просто взорваться. Взрывы двигателей из-за перегрева – довольно обычное дело на трассах Формулы-1. Это неудивительно, ведь в этих гонках используются двигатели, работающие на очень высоких оборотах.
Причина износа двигателя при перегреве – не просто повышение температуры само по себе. Основная причина повреждений – нарушение вязкостных свойств моторного масла при экстремально высокой температуре.
Любое моторное масло рассчитано на использование в строго определенном диапазоне температур. Температурный диапазон моторного масла в основном определяется двумя его характеристиками: кинематической и динамической вязкостью. Кинематическая вязкость измеряется в капиллярном вискозиметре и показывает, насколько легко масло течет при данной температуре под действием силы тяжести в капиллярной трубке.
Динамическая вязкость измеряется в более сложных установках – ротационных вискозиметрах. Она показывает насколько меняется вязкость масла при изменении скорости перемещения смазываемых деталей относительно друг друга. С увеличением скорости относительного перемещения смазываемых деталей вязкость снижается, а с уменьшением – возрастает.
При перегреве вязкость моторного масла падает ниже определенного предела. А при высоких оборотах, когда детали двигателя движутся относительно друг друга на очень высокой скорости, разжижение масла в зонах трения становится просто катастрофическим - масляная пленка между деталями двигателя разрушается полностью. В результате, поршни, например, начинают тереться о стенки цилиндров практически всухую. А это не только вызывает интенсивные задиры, но и еще больше повышает температуру из-за увеличившегося трения.
Обычно температура максимальна в подшипниках коленчатого вала и в зоне поршневых колец. Даже в обычных условиях эксплуатации температура масла там может подниматься до +180...+200 °C , а при кратковременном перегреве – до нескольких сотен градусов. Поэтому, максимальные разрушения происходят именно там.
Процедура сертификации моторных масел по SAE (J300) включает определение кинематической вязкости при +100 °C и динамической вязкости при +150 °C. Например, для масла вязкостью SAE 10W-60, кинематическая вязкость при 100 градусах должна быть не ниже 21.9 мм2/с, а динамическая вязкость при температуре +150 °C – не ниже 3.7 мПа с, при скорости сдвига 106 c-1.
Высококачественные моторные масла крупных западных компаний, прошедшие испытания по SAE, API, ACEA, и ILSAC прекрасно работают в этих пределах и в сущности мало отличаются друг от друга. Различия между ними больше всего проявляются при таких экстремальных температурах и нагрузках, при которых обычные моторы в штатном режиме не работают никогда. Дорогие масла обычно обладают лучшими вязкостно-температурными характеристиками. Как всегда, за качество приходится доплачивать.
Это и понятно, ведь разработка и производство моторного масла способного нормально работать не теряя своих свойств, скажем, при -50 °C и + 500 °C градусах может стоить баснословно дорого. Многие производители экономят, прекрасно понимая, что сверхвысокий температурный диапазон совершенно не важен для обычного автолюбителя. До тех пор, конечно, пока у него случайно не соскочит или не прорвется шланг системы охлаждения. Тогда цена вопроса – несколько сотен долларов, потраченных на ремонт двигателя.