Стабилност на срязване и подобрител на индекса на вискозитет в лубриканта.

Стабилност на срязванее способността на полимера да устои на напрежението на срязване, което е решаваща характеристика наПодобрители на вискозитетния индекс. Когато подобрител на индекса на вискозитет има лоша стабилност на срязване, основната верига на полимера ще се счупи под действието на напрежението на срязване, което води до спад на вискозитета. В резултат на това смесеното смазочно масло не може да поддържа първоначалния си вискозитет, което води до повишено износване и разход на гориво.

Устойчивостта на срязване е свързана със степента на полимеризация (относително молекулно тегло), степента на дисперсия (относително разпределение на молекулното тегло) и хидродинамиката на полимера в разтвор за подобрители на индекса на вискозитет.

Колкото по-дълга е полимерната верига (колкото по-голямо е относителното молекулно тегло) и колкото по-голяма е дисперсията, толкова по-лесно ще се счупи, което води до по-лоша стабилност на срязване.

Обратно, колкото по-малко е относителното молекулно тегло на полимера, толкова по-добра е стабилността на срязване, но скоростта на обработка ще бъде по-голяма, което е вредно за чистотата. Следователно е необходимо само да се постигне необходимата стабилност на срязване, вместо сляпо да се преследва възможно най-малката стабилност на срязване.

 

Как да изразя стабилността на срязване?

 

Минералното базово масло е нютонова течност, чийто вискозитет няма нищо общо със скоростта на срязване. Смазочното масло (универсално масло), добавено с подобрител на индекса на вискозитет, променя свойствата на течливостта на базовото масло и се превръща в ненютонова течност. Вискозитетът се променя с увеличаване или намаляване на скоростта на срязване.

Под действието на напрежението на срязване вискозитетът на многостепенното масло ще намалее, което се изразява чрез скоростта на намаляване на вискозитета или скоростта на загуба на вискозитет (Индекс на устойчивост на срязване, SSI).

Когато полимерът е подложен на висока скорост на срязване, ще настъпи временна загуба на вискозитет. По това време скоростта на срязване обикновено е около 10⁴s^-1, и неговите молекули ще текат по аксиалната посока и ще станат подредени. Формата на полимера се променя от сферична линия. Агломератите се променят в удължени структури, които заемат по-малък хидродинамичен обем, което води до намаляване на вискозитета. Тази загуба на вискозитет е обратима и може да бъде възстановена, след като напрежението на срязване изчезне, така че тази загуба на вискозитет е временна, изразена сВременен индекс на устойчивост на срязване (TSSI).

Тъй като скоростта на срязване се увеличава допълнително, все повече и повече молекули се деформират, което води до по-голяма загуба на вискозитет, докато се достигне максималното количество на деформация. Когато скоростта на срязване достигне над 10⁶s^-1, в допълнение към временната загуба на вискозитет, има и необратима загуба на вискозитет, причинена от разкъсване на полимерната верига, която се нарича постоянна загуба на вискозитет. Индексът на постоянна устойчивост на срязване (Индекс на постоянна устойчивост на срязване, PSSI) представлява. Разкъсването на веригата на полимера обикновено се случва в средата на веригата, където връзката въглерод-въглерод се разделя, за да се генерират две по-малки молекули.

Колкото по-голямо е молекулното тегло на полимера, толкова по-лесно се деформира и механично разгражда. Въпреки това, когато относителното молекулно тегло на полимера е достатъчно малко, няма да настъпи дори постоянна загуба на вискозитет и обикновено не е лесно да се предизвика по-нататъшно разграждане, така че процесът на разграждане е самоограничаващ се.

Скоростта на срязване на всяка част от двигателя е различна и временната загуба на вискозитет също е различна. Зъбното колело, лагерът, буталото и стената на цилиндъра са най-големите и временната загуба на вискозитет също е голяма, така че е лесно да се причини износване и абразия в тези части

 

Скорост на срязване в маслото за бензинови двигатели

Скорост на срязване		Части на двигателя	Влияние
A	103/s~104/s	Заден бутален пръстен, стебло на клапана, вход на помпата	Разход на гориво, течливост при ниска температура
B	105/s~106/s	Ножни лагери, бутала, стени на цилиндри	Износване на лагери, стържене, горещо стартиране
C	106/s-1~108/s	Скорости, гърбици, тласкачи	износване

 

Загубата на вискозитет се измерва чрез кинематичен вискозитет (KV) преди и след срязване. Постоянната устойчивост на срязване се определя по-често от индекса на постоянна устойчивост на срязване (PSSI) или просто SSI, съгласно ASTM D6022, както следва:

 

PSSI=SSI=（V₀-V_S）/(V₀-V_b)*100

 

V_o= вискозитет на масло без срязване

V_s= вискозитет на срязващо масло

V_b= вискозитет на базовата течност (без полимер)

 

Има три често използвани метода за измерване на устойчивостта на срязване.

 

● Метод с дизелови дюзи

● Ултразвуков метод

● L-38 метод (степента на срязване се измерва, след като двигателят L-38 работи 10 часа)

 

Суровостта на трите метода е много различна. Спецификациите на маслото за двигатели с вътрешно горене в Съединените щати, Европа и Китай използват съответно метода L-38, метода на дизеловите дюзи и ултразвуковия метод. И трите метода изискват вискозитетът след срязване все още да остава в диапазона на вискозитета, определен за този клас масло.

 

Сравнение на SSI наетилен-пропилен съполимер (OCP) VIIпри различни тестови методи.

 

ВЕЩ	SSI процент
	Дизелов инжектор	Sonic Shear	L-38 Тест на двигателя
Съполимерите на етилен-пропилен се използват често в Съединените щати и Китай	48.5	38	20~22
Често използвани съполимери на етилен-пропилен, отговарящи на европейските спецификации	28.3	21.7	12

 

Таблицата по-горе показва, че стойността на SSI на съполимерите на етилен-пропилен, използвани обикновено в Съединените щати и Китай, е около 50 процента от дизеловия инжектор, около 40 процента от Sonic Shear и около 20 процента при L-38 двигателя Тест.

Стойността на SSI на съполимерите на етилен-пропилен, които обикновено се използват в съответствие с европейските спецификации, е около 30 процента чрез метода на дизеловия инжектор, около 22 процента чрез Sonic Shear и около 12 процента чрез L-38 Engine Test.

Моля, обърнете внимание, че стойността на SSI зависи от конкретното срязващо устройство, използвано за измерване на стабилността на срязване.

 

Изисквания за устойчивост на срязване на различни смазочни масла:

 

Масло за бензинов двигател<  Diesel Engine Oil  <   Automatic Transmission Fluid (ATF)  <   Hydraulic Oil  <   Gear Oil.

 

Различните смазочни маслени продукти имат съответни методи за изпитване на устойчивост на срязване, за да отговорят на техните изисквания.Методи за изпитванеса:

Смазка на картера: метод на звуково срязване (както 5 минути, така и 10 минути), 3200 км (2000 мили) тест за срязване на пътя, метод L-38, метод на дизелов инжектор, тест на Peugeot 204.

Течност за автоматична трансмисия и хидравлично масло: Dexron ATF, HETC T-13, 10,000 цикъла, тест на помпата на сервоусилвателя на волана на Chrysler, 4h×93,3 градуса (тестовите условия включват 4137kPa×1700r /min и 2758kPa×1800r /мин).

Трансмисионно масло: ALI Тест за оценка на променлива тежест - Определяне на стабилността на срязване (AL I Тест за оценка на променлива тежест - Тест за определяне на стабилността на срязване) 93,3 градуса × 120h.

 

SSI се определя чрез различни методи за изпитване на срязване

Видове смазочни материали	Картерно масло			ATF	Хидравлично масло	Трансмисионно масло
Метод на тестване	Sonic Shear①	L-38,10h	Дизелов инжектор②	Dexron ATF③10000 цикъл	Тест на помпата④	ALIVSST⑤
Акрилоид 702⑥	30	20	45	49	52	89
Акрилоид 955⑦	23	12	36	43	45	--
Акрилоид 1017⑧	0	0	0.5	0	1	15~20

 

① ASTM D-2603, мин. 5 мин.

② DIN-51382: Дизелов инжектор: 10W-30/10W-40.

③ Dexron ATF, HETC T-13, 10000 цикъла.

④ Тест на помпата на сервоуправлението на Chrysler, 4h×93. 3 степен, натоварване 2758kPa, 1800r/min.

⑤ Оценка на променлива тежест по ALI Тест-Определяне на стабилността на срязване, 93,3 градуса ×120h.

⑥ Acryloid 702: PMA с ефект на понижаване на точката на течливост, подходящо за масло за бензинови двигатели.

⑦ Acryloid 955: MA с понижаващ точката на течливост и диспергиращ ефект, подходящ за бензинови и дизелови моторни масла

⑧ Акрилоид 1017: PMA, подходящ за течност за автоматична трансмисия, хидравлично масло и многостепенно трансмисионно масло.

 

KRL Метод за изпитване на устойчивост на срязванее признат в индустрията за смазочни материали като точен метод за изпитване на срязване за прогнозиране на загубата на вискозитет на смазочното масло при действителни работни условия и се превърна във важен инструмент за оценка при разработването на съвременни продукти за смазочно масло.