Изберете правилното масло: Просто ръководство за разбиране на вискозитета на лубриканта

При смазването е от основно значение да се разбере вискозитета на смазочния материал, който осигурява критичната основа за избор на правилните смазочни материали, независимо от прецизни устройства или тежко оборудване. Много е важно да гарантирате, че вашата машина работи гладко за по-дълъг живот и работи ефективно.

 

 

Какъв е вискозитетът на маслото?

 

Вискозитетът е съпротивлението на течността да тече. Най-просто казано, вискозитетът на лубриканта показва нивото на гъстота на маслото. Маслото с по-висок вискозитет е по-гъсто и тече по-бавно, докато маслото с по-нисък вискозитет е по-рядко и тече по-лесно.

e.g.,вискозитетът на водата при 20 градуса е приблизително 1 cSt, но медът има вискозитет от приблизително 12000 при 20 градуса.

Следващата таблица показва вискозитета на обичайните течности.

Вискозитет на обичайните течности
Течност	Прибл. Вискозитет при 20 градуса (cSt)	Прибл. Вискозитет при 40 градуса (cSt)
Бензин	0.7	0.5
вода	1	0.66
мляко	2.5	1.5
зехтин	80	40
Рапично масло	75	42
Хидравлично масло (ISO VG 46)	128	46
Двигателно масло (10W-30)	300	70
Шампоан	5000	1500
мед	12000	2000

 

За смазочните материали вискозитетът е супер-важен параметър. Толкова е важно, че често наричаме маслото на него. Чудесен пример е хидравличното масло "ISO VG 46" – това "46" идва директно от неговия вискозитет, измерен при 40 градуса.

 

Как се определя степента на вискозитет на моторното масло?

 

Стандартът SAE J300 определя степента на вискозитет на моторните масла. Вземайки "5W-40" като пример:

 

W:Означава Устойчивост на зимата, представяща ефективността на маслото при студено време.

Номер преди "W" (5W):Ниска{0}}температурна степен на ефективност. По-малкото число означава, че маслото е по-рядко при студено време, което прави студеното стартиране по-малко трудно.

Номер след W (40):Висока{0}}температурна степен на ефективност. По-голямото число означава, че маслото е по-лепкаво при високи температури, осигурявайки по-силен маслен филм.

 

Стандарт SAE J300

Клас на вискозитет по SAE	Ниско{0}}температурен вискозитет на завъртане (cP) Макс	Ниско{0}}температурен вискозитет при изпомпване (cP) Макс. (без граница на провлачане)	Кинематичен вискозитет (cSt) при 100 градуса мин	Кинематичен вискозитет (cSt) при 100 градуса Макс	Висок вискозитет на срязване (cP) при 150 градуса мин
0W	6200@ -35	60000@ -40	3.8	-	-
5W	6600@ -30	60000@ -35	3.8	-	-
10W	7000@ -25	60000@ -30	4.1	-	-
15W	7000@ -20	60000@ -25	5.6	-	-
20W	9500@ -15	60000@ -20	5.6	-	-
25W	13000@ -10	60000@ -15	9.3	-	-
16	-	-	6.1	<8.2	2.3
20	-	-	6.9	<9.3	2.6
30	-	-	9.3	<12.5	2.9
40	-	-	12.5	<16.3	3.5* / 3.7**
50	-	-	16.3	<21.9	3.7
60	-	-	21.9	<26.1	3.7
*За класове 0W-40, 5W-40 и 10W-40 ** За класове 15W-40, 20W-40, 25W-40 и 40

 

Промени във вискозитета (ΔV) също са важен индикатор дали е необходима смяна на маслото.

 

Най-общо казано, ако кинематичният вискозитет на моторното масло при 100 градуса се промени с повече от ±25% (25% увеличение или намаление на вискозитета), това показва, че е време за смяна на двигателното масло.

 

 

Когато лубрикантът наближи края на живота си, неговият вискозитет първо ще намалее значително, след което ще претърпи бързо покачване. За да се избегне износването на двигателя от повреда на смазването, навременната смяна на маслото, преди вискозитетът да намалее значително, е от съществено значение за осигуряване на правилната работа на автомобила

 

Моторното масло се оказва по-дебело от стандарта.

Сгъстяването (увеличаване на вискозитета с повече от +25%) често се причинява от окисляване на маслото, което води до голямо количество утайки, което води до-износване при стартиране и увеличен разход на гориво.

Моторното масло се оказва по-рядко от стандартното.

Разреждането (намаляване на вискозитета с повече от -25%) често се причинява от разреждане на горивото или неефективност на добавките, което води до недостатъчно смазване и силно износване.

 

Как се определят степени на вискозитет на индустриалните масла?

 

Класът на вискозитет по стандарт ISO 3448 е най-универсалният и широко използван класификационен стандарт за вискозитет на промишлени смазочни материали, често използван за хидравлични масла, масла за трансмисии и други индустриални масла.

ISO VG (степен на вискозитет), например ISO VG 32, ISO VG 68, ISO VG 220.

Дефиниция на ядрото: Номерът на всеки клас представлява централната точка на кинематичния вискозитет на нефтения продукт при 40 градуса. Допустимият му диапазон на колебание е ±10%.

Например: Диапазонът на вискозитет на ISO VG 46 е 41.4 - 50.6 cSt (защото 46 ± 10%=41.4 ~ 50,6).

 

В областта на индустриалното смазване промените във вискозитета са важен метод за поддръжка на оборудването. Ако вискозитетът на лубриканта се повиши или понижи значително след период на употреба, инженерите по поддръжката трябва да обърнат незабавно внимание, тъй като това може да означава повреда на лубриканта, което може да причини сериозна повреда на оборудването.

 

Увеличаване на вискозитета на маслото:

Високият-вискозитет на маслото винаги показва силно окисление на маслото, натрупване на утайка или замърсяване с несъвместими масла с по-висок-вискозитет.

например в хидравлични системи, работещи при постоянни високи температури, течността се окислява много бързо, което води до увеличаване на вискозитета. Операторите трябва незабавно да сменят новото масло.

Ако не, остарялото масло не само ще увеличи потреблението на енергия в системата и ще причини бавен отговор, но може също да предизвика сериозни повреди като запушване на филтъра.

Намаляване на вискозитета на маслото:

Има 2 причини, поради които вискозитетът на смазката спада: 1, замърсяване от течности с по-нисък-вискозитет, като вода или проникване на разтворител поради неадекватно уплътняване на оборудването; 2, молекулярните вериги на подобрители на индекса на вискозитет са прекъснати чрез високо механично срязване.

Някои-евтини трансмисионни масла на пазара са типичен случай: производителят е смесил базови масла с нисък{1}}вискозитет с евтини полимерни сгъстители. Изглежда-добрият начален вискозитет не може да издържи на интензивното срязване при въртене на предавката. Техният вискозитет намалява бързо за кратък период от време, което води до недостатъчна якост на масления филм и невъзможност за смазване, което причинява износване на оборудването. Този подход за „-спестяване на разходи“ всъщност значително увеличава риска от повреда на оборудването, увеличава разходите за поддръжка и съкращава експлоатационния му живот.

 

Подобрители на вискозитета, температурата и вискозитетния индекс (VII).

 

Вискозитетът обикновено се измерва при определена температура. Theиндекс на вискозитет (VI)измерва доколко вискозитетът на лубриканта се променя с температурата. Колкото по-висока е стойността, толкова по-малко стойността на вискозитета се променя с температурата.

e.g.:

VI на минерално масло (на базата на парафин-) е приблизително 96-110, докато този на полиалфаолефините (PAO) може да достигне до 120-180. VI на маслото PAG (полиалкилен гликол) може да достигне над 190.

 

Тъй като температурите на оборудването и околната среда варират постоянно, в повечето приложения за смазване се предпочитат смазочни материали с висок VI за широка температурна адаптивност и по-стабилна защита на смазването. Например автомобилните-моторни масла от висок клас, базирани на PAO, обикновено имат по-висок VI, по-подходящи за стартиране-на студено и интензивно шофиране при високи температури.

 

Как може да се подобри VI на базово масло?

 

В допълнение към оптимизирането на самото базово масло (физическо рафиниране и химическо преобразуване), смазочни материали с по-високи VI могат също да бъдат получени чрез добавяне на подобрители на вискозитета. Тези смазочни добавки обикновено са дълго{1}}верижни полимери, които се разширяват с топлина, противодействайки на естественото разреждане на маслото.

 

Подобрител на вискозитетния индекс (VII)

​

Подобрител на вискозитетния индекс (VII) е добавка, използвана за формулиране на всесезонни масла за двигатели с вътрешно горене и други индустриални смазочни материали с висок VI. Повишава VI и намалява промяната във вискозитета с температурата във формулите на смазочния материал.

Най-често използваният подобрител на индекса на вискозитет е олефинов съполимер (OCP), обикновено отнасящ се до етилен-пропиленов съполимер (EPM). OCP е един от най-широко използваните и масови VII в света, особено в двигателните масла. Има и други VII, като PMA, HSD, моля, щракнете тук, за да научите повече за подобрителите на вискозитетния индекс.

 

Общо въведение в подобрителите на индекса на вискозитет за лубриканти

 

2-страна на вискозитета: твърде висок или твърде нисък

 

Винаги трябва да избираме лубриканта с правилния вискозитетен клас според инструкциите в ръководството.

 

Автомобилно моторно масло

 

• Твърде нисък вискозитет

Твърде ниският вискозитет води главно до недостатъчно смазване и деактивирани уплътнителни пръстени, което директно води до износване на двигателя и течове.

• Твърде висок вискозитет

Прекалено високият вискозитет означава прекомерно съпротивление и слаба течливост, което може да доведе до трудно стартиране на двигателя, висок разход на гориво и лошо разсейване на топлината.

 

Индустриални масла

 

Да направим пример с хидравлично масло; това може да причини ненужни проблеми, ако хидравличните течности са твърде високи или твърде ниски над стандарта.

• Твърде нисък вискозитет

Ако хидравличните течности са твърде гъсти, това може да увеличи съпротивлението на помпата, възпрепятствайки потока и потенциално причинявайки кавитация на помпата, което поврежда помпата. Освен това хидравличното масло с прекалено висок вискозитет увеличава съпротивлението на потока в хидравличната система, увеличавайки консумацията на енергия, забавяйки реакцията на задвижващите механизми и намалявайки точността.

• Твърде висок вискозитет

Ако хидравличните течности са твърде редки, масленият филм става по-тънък, което води до недостатъчно смазване и нарастващо износване. Маслото с нисък вискозитет също влошава ефективността на уплътняването, увеличавайки риска от изтичане.

 

Какви вискозитети се тестват за смазочни материали?

 

За моторни масла

 

• 100 градуса кинематичен вискозитет - при нормални условия на работа на двигателя.

KV100 определя дебелината и здравината на масления филм при нормална работа на двигателя. За всеки клас на вискозитет SAE J300 определя минимален и незадължителен максимален кинематичен вискозитет при 100 градуса.

 

• Високотемпературно срязване (HTHS)вискозитет - при 150 градуса - при тежки условия на работа на двигателя.

SAE J300 определя минимални HTHS стойности за различни степени на вискозитет. Тестът HTHS допълва теста за вискозитет от 100 градуса, като по-специално измерва якостта на масления филм по време на най-взискателните моменти на двигателя, когато защитата е най-необходима.

Прекалено ниският вискозитет HTHS може да доведе до недостатъчно смазване и повишено износване.

 

• Симулатор на студена манивела (CCS)вискозитет - измерва производителността на студен старт на двигателя при ниски температури.

CCS вискозитетът е ключов параметър при определянето на класа "W" (зимен). Това симулира съпротивлението на потока масло по време на стартиране на двигателя при изключително ниски температури. Колкото по-ниска е стойността, толкова по-малко напрежение върху батерията и двигателя по време на студен старт, което води до по-плавно стартиране.

 

• Микроротационен вискозиметър (MRV) / Вискозитет при изпомпване - Може ли маслото да се изпомпва при ниски температури?

Вискозитетът на MRV е друг ключов параметър при определянето на моторното масло с клас "W".

Той симулира дали маслото може да се поеме от маслената помпа и да циркулира ефективно до всички компоненти на двигателя при ниски температури. Ако MRV е твърде високо, изпомпването става трудно, което потенциално води до недостиг на масло и сериозно износване на двигателя веднага след стартиране.

 

• Кинематичен вискозитет от 40 градуса - Използва се за изчисляване на индекса на вискозитет

Въпреки че кинематичният вискозитет от 40 градуса не се използва директно в оценките на SAE J300, той остава много важно физическо свойство. Той е от решаващо значение при разработването на маслената формула и контрола на качеството. 40 степента на кинематичен вискозитет се използва предимно за изчисляване на индекса на вискозитет.

 

Промяна на вискозитета и подобрители на индекса на вискозитет - SSI

 

Смазочното масло, съдържащо подобрители на индекса на вискозитет (VII), показва значително подобрен вискозитет и по-висок индекс на вискозитет. Въпреки това, след определен период на работа на двигателя вискозитетът му може да спадне значително. защо се случва това

 

Подобрителите на вискозитетния индекс са по същество масло{0}}разтворими полимери. Когато смазочното масло е подложено на екстремни срязвания-като например при високо-скоростни предавки и маслени помпи-тези полимерни вериги могат да бъдат механично отрязани. Този процес трайно намалява молекулното тегло на полимерите, което води до значително намаляване на вискозитета на моторното масло. Това явление професионално се наричаПостоянна загуба на стабилност при срязване. Това води до изтъняване на масления филм, неадекватно смазване и намалена ефективност на уплътняването, което от своя страна ускорява износването на компонентите.

 

Първокласните смазочни материали дават приоритет на полимери с изключително висок индекс на стабилност на срязване (SSI), за да гарантират, че вискозитетът остава в рамките на проектирания диапазон през целия интервал на смяна на маслото, осигурявайки постоянна и дълготрайна защита на двигателя.

 

В индустриалното масло изискванията за вискозитет варират значително в различните приложения.

 

Вземайки хидравлично масло като пример,Китайските стандарти определят спецификации за класове L-HM (против-износване), L-HV (ниска-температура) и L-HS (ултра-ниска-температура). Можем да видим, че въпреки че техните изисквания за вискозитет при 40 градуса са едни и същи, техните изисквания за вискозитет при ниска-температура, точка на течливост и индекс на вискозитет са напълно различни.

 

Собственост	L-HM (Против-износване)	L-HV (ниска температура)	L-HS (ултра-ниска температура)
Кинематичен вискозитет при 40 градуса (mm²/s)	28.8 ~ 35.2	28.8 ~ 35.2	28.8 ~ 35.2
Ниска{0}}температурна възможност за стартиране (Температура за 1500 mm²/s вискозитет)	Не е посочено	По-малко или равно на -18 градуса	По-малко или равно на -24 градуса
Индекс на вискозитет VI	По-голямо или равно на 95	По-голямо или равно на 140	По-голямо или равно на 150
Течливост при ниски-температури (Точка на изливане)	По-малко или равно на -15 градуса	По-малко или равно на -33 градуса	По-малко или равно на -45 градуса
Препоръчително приложение	Умерени/стабилни температури на околната среда	Широк температурен диапазон, студени региони	Силен студ, арктически условия

 

Хидравлично масло против -износване - L-HM:Този основен клас дава приоритет на вискозитета при стайна температура (40 градуса) и 0 градуса. Той има най-ниските изисквания за индекс на вискозитет и ефективност при ниски-температури.

Ниско{0}}температурно хидравлично масло - L-HV:Базиран на L-HM, този клас значително подобрява индекса на вискозитет и ефективността при ниски-температури, което го прави подходящ за студен климат.

Ултра{0}}ниско{1}}температурно хидравлично масло - L-HS:този клас масло допълнително подобрява стартовата способност при ултра-ниски-температури и индекса на вискозитет над L-HV. Това е най-високият клас, предназначен за екстремни студени климатични условия.

 

 

Какви компоненти в смазочните състави влияят върху вискозитета?

 

Пример за състав на смазочно масло CF-4 15W-40
Компонент	Процент	Основна функция и въздействие върху вискозитета
Базово масло-150SN	53.0	Осигурява основата на формулата и базовия вискозитет.
Базово масло- 500SN	29.0	Като компонент на тежко базово масло, той повишава базовия вискозитет.
Пакет добавки за смазка	8.0	Осигурява детергентни, диспергиращи, свойства против -износване и др., като същевременно допринася за лек сгъстяващ ефект.
Подобрител на вискозитетния индекс (OCP)	9.6	Увеличава драстично вискозитета при високи-температури, за да гарантира, че е изпълнена степента "40" и подобрява индекса на вискозитет, за да постигне производителността при ниски{3}}температури "15W".
Депресант на точката на течливост	0.4	Подобрява течливостта при ниски-температури: Оптимизира вискозитета при ниски-температури (напр. CCS), но с много слабо въздействие върху вискозитета при високи-температури.
Антипенител	10 ppm	Потиска пяната: По същество не влияе на общия вискозитет на маслото.

 

В горната формулировка вискозитетът на готовото смазочно масло се влияе основно от три ключови аспекта.

Базови масла

Това е основният компонент във формулата на смазочното масло; неговият вискозитет директно определя основния вискозитет на крайния продукт.

Едно или две базови масла се избират като базова течност на смазка. напр. Общ метод е да се използва смес от 150N и 500N при определено съотношение за смесване на двигателно масло 20W-50.

Подобрител на вискозитетния индекс (VII)

VII значително сгъстява маслото и подобрява неговия вискозитетен индекс. Това е ключовият компонент, позволяващ много{1}}маслата.

Други добавки

Пакетът добавки (VII не са включени) обикновено също допринася за малък сгъстяващ ефект. Освен това, добавки като-депресанти на точката на течливост (напр. PMA PPD) също леко повишават вискозитета.

За да получат високо{0}}качествено смазочно масло, инженерите на смесителите за масла трябва да изчислят прецизно според информационните листове за суровините и да балансират връзката между тези три елемента.