Vælg den rigtige olie: En simpel guide til at forstå smøremidlets viskositet

Inden for smøring er det grundlæggende at forstå viskositeten af ​​et smøremiddel, som udgør det kritiske grundlag for at vælge de rigtige smøremidler, uanset præcise enheder eller tungt udstyr. Det er så vigtigt at sikre, at dit maskineri fungerer problemfrit for en længere levetid og fungerer effektivt.

 

 

Hvad er oliens viskositet?

 

Viskositet er en væskes modstand mod at strømme. Enkelt sagt, et smøremiddels viskositet angiver oliens tykkelsesniveau. En olie med højere viskositet er tykkere og flyder langsommere, mens en olie med lavere viskositet er tyndere og flyder lettere.

e.g.,viskositeten af ​​vand ved 20 grader er ca. 1 cSt, men honning har en viskositet på ca. 12000 ved 20 grader.

Følgende tabel viser viskositeten af ​​almindelige væsker.

Viskositet af almindelige væsker
Flydende	Ca. Viskositet @ 20 grader (cSt)	Ca. Viskositet @ 40 grader (cSt)
Benzin	0.7	0.5
Vand	1	0.66
Mælk	2.5	1.5
Olivenolie	80	40
Canola olie	75	42
Hydraulikolie (ISO VG 46)	128	46
Motorolie (10W-30)	300	70
Shampoo	5000	1500
Honning	12000	2000

 

For smøremidler er viskositet en super-vigtig parameter. Det er så vigtigt, at vi ofte opkalder olien efter den. Et godt eksempel er hydraulikolie "ISO VG 46" - at "46" kommer direkte fra dens viskositet målt ved 40 grader.

 

Hvordan defineres motoroliens viskositetsgrad?

 

SAE J300-standarden definerer viskositetsgraden for motorolier. Tager "5W-40" som et eksempel:

 

W:Det betyder Modstå vinteren, der repræsenterer oliens ydeevne i koldt vejr.

Nummer før "W" (5W):Præstationsgraden ved lav-temperatur. Et mindre tal betyder, at olien er tyndere i koldt vejr, hvilket gør koldstart mindre vanskelig.

Nummer efter W (40):Ydeevnegraden for høj-temperatur. Et større tal betyder, at olien er mere klæbrig ved høje temperaturer, hvilket giver en stærkere oliefilm.

 

SAE J300 standarden

SAE viskositetsgrad	Lav-temp. startviskositet (cP) Maks	Lav-temp. pumpeviskositet (cP) Max (uden flydespænding)	Kinematisk viskositet (cSt) ved 100 grader Min	Kinematisk viskositet (cSt) ved 100 grader Maks	Høj forskydningsviskositet (cP) ved 150 grader Min
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
*Til 0W-40, 5W-40 og 10W-40 kvaliteter ** Til 15W-40, 20W-40, 25W-40 og 40 kvaliteter

 

Viskositetsændringer (ΔV) er også en vigtig indikator for, om et olieskift er nødvendigt.

 

Generelt set, hvis den kinematiske viskositet af motorolie ved 100 grader ændres med mere end ±25 % (en stigning eller fald på 25 % i viskositeten), indikerer det, at det er tid til at skifte motorolien.

 

 

Når et smøremiddel nærmer sig slutningen af ​​dets levetid, vil dets viskositet først falde markant og derefter opleve en hurtig stigning. For at undgå motorslitage fra smørehavari er det vigtigt at skifte olien omgående, før viskositeten falder væsentligt for at sikre korrekt køretøjsydelse

 

Motorolie viser sig at være tykkere end standard.

Fortykkelse (viskositetsstigning på mere end +25%) er ofte forårsaget af olieoxidation, hvilket resulterer i en stor mængde slam, hvilket fører til start-slid og øget brændstofforbrug.

Motorolie viser sig at være tyndere end standard.

Udtynding (viskositetsfald på mere end -25%) er ofte forårsaget af brændstoffortynding eller additiv ineffektivitet, hvilket fører til utilstrækkelig smøring og alvorligt slid.

 

Hvordan defineres viskositetsgrader for industriolier?

 

Standard ISO 3448 viskositetsgraden er den mest universelle og udbredte klassifikationsstandard for industriel smøremiddelviskositet, almindeligvis brugt til hydraulikolier, gearolier og andre industrielle olier.

ISO VG (viskositetsgrad), for eksempel ISO VG 32, ISO VG 68, ISO VG 220.

Kernedefinition: Antallet af hver kvalitet repræsenterer midtpunktet for den kinematiske viskositet af olieproduktet ved 40 grader. Dets tilladte udsvingsområde er ±10%.

For eksempel: Viskositetsområdet for ISO VG 46 er 41.4 - 50.6 cSt (fordi 46 ± 10 %=41.4 ~ 50,6).

 

Inden for industrismøring er viskositetsændringer en vigtig metode til vedligeholdelse af udstyr. Hvis et smøremiddels viskositet viser sig væsentligt op eller ned efter en tids brug, bør vedligeholdelsesingeniørerne være opmærksomme med det samme, da det kan betyde smøremiddelfejl, hvilket kan forårsage alvorlig skade på udstyret.

 

Olieviskositetsforøgelse:

Olieviskositet gå-høj indikerer altid alvorlig olieoxidation, ophobning af slam eller forurening med inkompatible olier med højere-viskositet.

f.eks. I hydrauliske systemer, der opererer under vedvarende høje temperaturer, oxiderer væsken meget hurtigt, hvilket fører til viskositetsforøgelse. Operatørerne bør skifte ny olie omgående.

Hvis ikke, vil den forældede olie ikke kun øge systemets energiforbrug og forårsage træg reaktion, men kan også udløse alvorlige fejl som filterblokering.

Olieviskositetsfald:

Der er 2 grunde til, at smøremidlets viskositet falder: 1, forurening med væsker med lavere-viskositet, såsom vand eller opløsningsmiddelindtrængning på grund af utilstrækkelig tætning af udstyr; 2 blev de molekylære kæder af viskositetsindeksforbedrende midler afskåret ved høj mekanisk forskydning.

Nogle billige gearolier på markedet fungerer som et typisk tilfælde: Producenten blandede lav-baseolier med lav-viskositet med billige polymere fortykningsmidler. Udseendet-god startviskositet kan ikke modstå den intense forskydning i gearrotationen. Deres viskositet falder hurtigt inden for en kort periode, hvilket fører til utilstrækkelig oliefilmstyrke og manglende smøring, hvilket forårsager slid på udstyret. Denne "omkostningsbesparende" tilgang øger faktisk markant risikoen for udstyrsfejl, øger vedligeholdelsesomkostningerne og forkorter dets levetid.

 

Viskositets-, temperatur- og viskositetsindeksforbedrer (VII'er).

 

Viskositeten måles generelt ved en bestemt temperatur. Deviskositetsindeks (VI)måler, hvor meget et smøremiddels viskositet ændrer sig med temperaturen. Jo højere værdien er, jo mindre ændres viskositetens værdi med temperaturen.

e.g.:

VI af mineralsk olie (paraffinisk-baseret) er ca. 96-110, mens den for polyalfaolefiner (PAO) kan nå så højt som 120-180. VI af PAG (polyalkylenglycol) olie kan nå over 190.

 

Fordi udstyr og omgivende temperaturer svinger konstant, foretrækkes smøremidler med høj VI i de fleste smøreapplikationer for bred temperaturtilpasning og mere stabil smørebeskyttelse. For eksempel har high-motorolier til biler baseret på PAO'er typisk en højere VI, bedre egnet til koldstart-og intens kørsel i varme temperaturer.

 

Hvordan kan VI af en basisolie forbedres?

 

Udover at optimere selve basisolien (fysisk raffinering og kemisk omdannelse), kan smøremidler med højere VI'er også opnås ved at tilføje viskositetsforbedrende midler. Disse smøremiddeladditiver er normalt langkædede-polymerer, der udvider sig med varme, hvilket modvirker den naturlige udtynding af olien.

 

Viskositetsindeksforbedrer (VII)

​

Viskositetsindeksforbedrer (VII) er et additiv, der bruges til at formulere multigrade forbrændingsmotorolier og andre industrielle smøremidler med høj VI. Det øger VI og reducerer ændringen i viskositet med temperaturen i smøremiddelformuleringerne.

Det mest almindeligt anvendte viskositetsindeksforbedrende middel er olefincopolymer (OCP), der generelt refererer til ethylenpropylencopolymer (EPM). OCP er en af ​​de mest udbredte og mainstream VII'er i verden, især inden for motorolier. Der er også andre VII, som PMA, HSD, klik venligst her for at vide mere om viskositetsindeksforbedrene.

 

Generel introduktion til viskositetsindeksforbedrende midler til smøremiddel

 

2-side af viskositet: for høj eller for lav

 

Vi bør altid vælge smøremidlet med den rigtige viskositetsklasse i henhold til manualens instruktioner.

 

Motorolie til biler

 

• Viskositet for lav

For lav viskositet resulterer hovedsageligt i utilstrækkelig smøring og tætningsringe deaktiveret, hvilket direkte fører til motorslid og lækager.

• Viskositeten for høj

For høj viskositet betyder overdreven modstand og dårlig flydeevne, hvilket kan resultere i motorens vanskelige start, højt brændstofforbrug og dårlig varmeafledning.

 

Industrielle olier

 

Lad os lave et eksempel med hydraulikolie; det kan give unødvendige problemer, hvis hydraulikvæskerne er for høje eller for lave ud over standarden.

• Viskositet for lav

Hvis hydraulikvæskerne er for tykke, kan dette øge pumpemodstanden, hindre flowet og potentielt forårsage pumpekavitation, som beskadiger pumpen. Ydermere øger hydraulikolie med for høj viskositet strømningsmodstanden i det hydrauliske system, øger strømforbruget, sænker aktuatorernes reaktion og reducerer nøjagtigheden.

• Viskositeten for høj

Hvis hydraulikvæskerne er for tynde, bliver oliefilmen tyndere, hvilket resulterer i utilstrækkelig smøring og øget slid. Olie med lav viskositet forringer også tætningsevnen, hvilket øger risikoen for lækage.

 

Hvilke viskositeter testes for smøremidler?

 

Til motorolier

 

• 100 graders kinematisk viskositet - under normale motordriftsforhold.

KV100 bestemmer tykkelsen og styrken af ​​oliefilmen under normal motordrift. For hver viskositetsgrad definerer SAE J300 en minimum og valgfri maksimal kinematisk viskositet ved 100 grader.

 

• Høj temperatur høj forskydning (HTHS)viskositet - ved 150 grader - under svære motordriftsforhold.

SAE J300 specificerer minimum HTHS-værdier for forskellige viskositetsgrader. HTHS-testen supplerer 100 graders viskositetstesten, der specifikt måler oliefilmstyrken under de mest krævende momenter af motoren, hvor der er størst behov for beskyttelse.

For lav HTHS-viskositet kan resultere i utilstrækkelig smøring og øget slid.

 

• Cold Crank Simulator (CCS)viskositet - måler koldstartsydelsen for en motor ved lave temperaturer.

CCS-viskositet er en nøgleparameter i definitionen af ​​"W" (vinter) kvalitet. Dette simulerer modstanden mod olieflow under motorstart ved ekstremt lave temperaturer. Jo lavere værdi, jo mindre belastning af batteri og motor ved koldstart, hvilket giver en mere jævn start.

 

• Micro Rotational Viscometer (MRV) / Pumping Viscosity - Kan olien pumpes ved lave temperaturer?

MRV-viskositet er en anden nøgleparameter til at definere "W"-motorolie.

Den simulerer, om olien kan opsamles af oliepumpen og cirkuleres effektivt til alle motorkomponenter ved lave temperaturer. Hvis MRV er for højt, bliver pumpning vanskelig, hvilket potentielt kan føre til olieudsultning og alvorligt motorslid umiddelbart efter start.

 

• 40 grader kinematisk viskositet - Bruges til at beregne viskositetsindeks

Selvom 40 graders kinematisk viskositet ikke bruges direkte i SAE J300-klassificeringer, er det stadig en meget vigtig fysisk egenskab. Det er afgørende i udviklingen af ​​olieformuleringer, og kvalitetskontrol. 40 graden kinematisk viskositet bruges primært til at beregne viskositetsindekset.

 

Viskositetsændring og viskositetsindeks forbedrer - SSI

 

Smøreolie indeholdende viskositetsindeksforbedrer (VIIs) viser væsentligt forbedret viskositet og et højere viskositetsindeks. Efter en vis periode med motordrift kan dens viskositet dog falde mærkbart. Hvorfor sker dette?

 

Viskositetsindeksforbedrende midler er i det væsentlige olieopløselige-polymerer. Når smøreolien udsættes for ekstreme forskydninger-såsom i høj-gear og oliepumper-kan disse polymerkæder skæres af mekanisk. Denne proces reducerer permanent polymerernes molekylvægt, hvilket resulterer i et betydeligt fald i motoroliens viskositet. Dette fænomen omtales professionelt somPermanent tab af forskydningsstabilitet. Dette fører til udtynding af oliefilmen, utilstrækkelig smøring og reduceret tætningsevne, hvilket igen fremskynder komponentslid.

 

Førsteklasses smøremidler prioriterer polymerer med usædvanligt højt forskydningsstabilitetsindeks (SSI) for at sikre, at viskositeten forbliver inden for det designede område gennem hele olieaftapningsintervallet, hvilket giver en ensartet og varig beskyttelse af motoren.

 

I industriolien varierer kravene til viskositet meget på tværs af forskellige anvendelser.

 

Tager man hydraulikolie som eksempel,Kinesiske standarder definerer specifikationer for L-HM (Anti-slid), L-HV (Lav-temperatur) og L-HS (Ultra-lav-temperatur) kvaliteter. Vi kan se, at selvom deres viskositetskrav ved 40 grader er de samme, er deres krav til lav-temperaturviskositet, flydepunkt og viskositetsindeks helt forskellige.

 

Ejendom	L-HM (anti-slid)	L-HV (lav temperatur)	L-HS (ultra-lav temperatur)
Kinematisk viskositet ved 40 grader (mm²/s)	28.8 ~ 35.2	28.8 ~ 35.2	28.8 ~ 35.2
Startbarhed ved lav-temperatur (Temperatur for 1500 mm²/s viskositet)	Ikke specificeret	Mindre end eller lig med -18 grader	Mindre end eller lig med -24 grader
Viskositetsindeks VI	Større end eller lig med 95	Større end eller lig med 140	Større end eller lig med 150
Lav-temperaturfluiditet (Pour Point)	Mindre end eller lig med -15 grader	Mindre end eller lig med -33 grader	Mindre end eller lig med -45 grader
Anbefalet anvendelse	Moderat/stabil omgivelsestemperatur	Bredt temperaturområde, kolde områder	Alvorlige kolde, arktiske forhold

 

Anti-hydraulikolie - L-HM:Denne grundlæggende kvalitet prioriterer viskositet ved stuetemperatur (40 grader) og 0 grader. Den har de laveste krav til viskositetsindeks og ydeevne ved lav-temperatur.

Hydraulikolie ved lav-temperatur - L-HV:Med udgangspunkt i L-HM forbedrer denne kvalitet viskositetsindekset og ydeevnen ved lav-temperatur markant, hvilket gør den velegnet til kolde klimaer.

Hydraulikolie med ultra-lav-temperatur - L-HS:denne oliekvalitet forbedrer yderligere-lav-temperaturstartbarhed og viskositetsindeks ud over L-HV. Det er den højeste kvalitet, designet til ekstremt kolde klimaer.

 

 

Hvilke komponenter i smøremiddelformuleringer påvirker viskositeten?

 

Eksempel på formulering af CF-4 15W-40 smøreolie
Komponent	Procent	Primær funktion og indvirkning på viskositet
Basisolie-150SN	53.0	Giver formuleringsbasen og datumviskositeten.
Baseolie- 500SN	29.0	Som en tung basisoliekomponent øger den datumviskositeten.
Smøretilsætningspakke	8.0	Giver rengøringsevne, dispergeringsevne, anti-slidegenskaber osv., samtidig med at det bidrager med en let fortykkende effekt.
Viskositetsindeksforbedrer (OCP)	9.6	Øger høj-temperaturviskositet dramatisk for at sikre, at "40"-graden er opfyldt, og forbedrer viskositetsindekset for at opnå "15W" lav-temperaturydelse.
Flydepunktsdæmpende middel	0.4	Forbedrer lav-temperaturfluiditet: Optimerer lav-temperaturviskositet (f.eks. CCS), men med en meget lav indvirkning på høj-temperaturviskositet.
Antiskummiddel	10 ppm	Undertrykker skum: Påvirker i det væsentlige ikke den samlede olieviskositet.

 

I ovenstående formulering er viskositeten af ​​den færdige smøreolie primært påvirket af tre nøgleaspekter.

Base olier

Det er hovedkomponenten i smøreolieformuleringen; dens viskositet bestemmer direkte datoviskositeten for det færdige produkt.

En eller to basisolier vælges som basisvæske i et smøremiddel. f.eks. er det en almindelig metode at bruge en blanding af 150N og 500N i et bestemt forhold til at blande en 20W-50 motorolie.

Viskositetsindeksforbedrer (VII)

VII fortykker olien betydeligt og forbedrer dens viskositetsindeks. Det er nøglekomponenten, der muliggør multi-olier.

Andre tilsætningsstoffer

Additivpakken (VII'er er ikke inkluderet) bidrager generelt også med en lille fortykkelseseffekt. Ydermere øger tilsætningsstoffer som hældepunktsnedsættende midler (f.eks. PMA PPD) også viskositeten en smule.

For at få en smøreolie af høj-kvalitet bør olieblanderens ingeniører beregne præcist i henhold til råmaterialernes datablade og afbalancere forholdet mellem disse tre elementer.