Selectați uleiul potrivit: un ghid simplu pentru înțelegerea vâscozității lubrifiantului

În lubrifiere, este fundamental să înțelegem vâscozitatea unui lubrifiant, care oferă baza critică pentru selectarea lubrifianților potriviți, indiferent de dispozitivele precise sau echipamentele grele. Este atât de important să vă asigurați că utilajele dumneavoastră funcționează fără probleme pentru o viață mai lungă și funcționează eficient.

 

 

Care este vâscozitatea uleiului?

 

Vâscozitatea este rezistența unui fluid la curgere. Pur și simplu vorbind, vâscozitatea unui lubrifiant indică nivelul de grosime al uleiului. Un ulei cu vâscozitate mai mare este mai gros și curge mai lent, în timp ce un ulei cu vâscozitate mai mică este mai subțire și curge mai ușor.

e.g.,vâscozitatea apei la 20 de grade este de aproximativ 1 cSt, dar mierea are o vâscozitate de aproximativ 12000 la 20 de grade.

Următorul tabel arată vâscozitatea lichidelor comune.

Vâscozitatea lichidelor comune
Lichid	Aproximativ. Vâscozitate la 20 de grade (cSt)	Aproximativ. Vâscozitate la 40 de grade (cSt)
Benzină	0.7	0.5
Apă	1	0.66
Lapte	2.5	1.5
Ulei de măsline	80	40
Ulei de canola	75	42
Ulei hidraulic (ISO VG 46)	128	46
Ulei de motor (10W-30)	300	70
Şampon	5000	1500
Miere	12000	2000

 

Pentru lubrifianți, vâscozitatea este un parametru foarte-important. Este atât de important încât adesea numim uleiul după el. Un exemplu excelent este uleiul hidraulic „ISO VG 46” – acel „46” provine direct din vâscozitatea sa măsurată la 40 de grade.

 

Cum este definit gradul de vâscozitate al uleiului de motor?

 

Standardul SAE J300 definește gradul de vâscozitate al uleiurilor de motor. Luând „5W-40” ca exemplu:

 

W:Înseamnă Rezistă la iarnă, reprezentând performanța uleiului pe vreme rece.

Număr înainte de „W” (5W):Gradul de-performanță la temperatură scăzută. Un număr mai mic înseamnă că uleiul este mai subțire pe vreme rece, făcând pornirile la rece mai puțin dificile.

Număr după W (40):Gradul de{0}}performanță la temperatură înaltă. Un număr mai mare înseamnă că uleiul este mai lipicios la temperaturi ridicate, oferind o peliculă de ulei mai puternică.

 

Standardul SAE J300

Grad de viscozitate SAE	-Vâscozitate la pornire la temperatură scăzută (cP) Max	-Vâscozitate de pompare la temperatură scăzută (cP) Max (fără tensiune de curgere)	Vâscozitate cinematică (cSt) la 100 de grade Min	Vâscozitate cinematică (cSt) la 100 de grade Max	Viscozitate ridicată la forfecare (cP) la 150 de grade 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
*Pentru clasele 0W-40, 5W-40 și 10W-40 ** Pentru clasele 15W-40, 20W-40, 25W-40 și 40

 

Modificări ale vâscozității (ΔV) sunt, de asemenea, un indicator important pentru a stabili dacă este necesară o schimbare a uleiului.

 

În general, dacă vâscozitatea cinematică a uleiului de motor la 100 de grade se modifică cu mai mult de ±25% (o creștere sau scădere cu 25% a vâscozității), aceasta indică că este timpul să schimbi uleiul de motor.

 

 

Pe măsură ce un lubrifiant se apropie de sfârșitul duratei de viață, vâscozitatea sa va scădea mai întâi semnificativ, apoi va experimenta o creștere rapidă. Pentru a evita uzura motorului din cauza defecțiunii lubrifierii, schimbarea promptă a uleiului înainte ca vâscozitatea să scadă în mod semnificativ este esențială pentru a asigura performanța corespunzătoare a vehiculului.

 

Uleiul de motor se dovedește a fi mai gros decât standardul.

Îngroșarea (creșterea vâscozității cu mai mult de +25%) este adesea cauzată de oxidarea uleiului, ceea ce duce la o cantitate mare de nămol, ceea ce duce la uzura-la pornire și la creșterea consumului de combustibil.

Uleiul de motor se dovedește a fi mai subțire decât standardul.

Diluarea (scăderea vâscozității cu mai mult de -25%) este adesea cauzată de diluarea combustibilului sau de ineficiența aditivilor, ceea ce duce la o lubrifiere insuficientă și la uzură severă.

 

Cum sunt definite gradele de vâscozitate ale uleiurilor industriale?

 

Gradul de vâscozitate standard ISO 3448 este cel mai universal și utilizat standard de clasificare pentru vâscozitatea lubrifianților industriali, utilizat în mod obișnuit pentru uleiurile hidraulice, uleiurile de transmisie și alte uleiuri industriale.

ISO VG (grad de viscozitate), de exemplu, ISO VG 32, ISO VG 68, ISO VG 220.

Definiție de bază: Numărul fiecărui grad reprezintă punctul central al vâscozității cinematice a produsului petrolier la 40 de grade. Intervalul său de fluctuație permis este de ±10%.

De exemplu: intervalul de vâscozitate al ISO VG 46 este 41.4 - 50.6 cSt (deoarece 46 ± 10%=41.4 ~ 50,6).

 

În domeniul lubrifierii industriale, modificările vâscozității reprezintă o metodă importantă pentru întreținerea echipamentelor. Dacă vâscozitatea unui lubrifiant prezintă o creștere sau o scădere semnificativă după o perioadă de utilizare, inginerii de întreținere ar trebui să acorde o atenție imediată, deoarece aceasta poate însemna o defecțiune a lubrifiantului, ceea ce poate cauza daune grave echipamentului.

 

Creșterea vâscozității uleiului:

Vâscozitatea uleiului crește-indică întotdeauna oxidarea severă a uleiului, acumularea de nămol sau contaminarea cu uleiuri incompatibile cu-vâscozitate mai mare.

de exemplu, în sistemele hidraulice care funcționează la temperaturi ridicate persistente, fluidul se oxidează foarte rapid, ducând la creșterea vâscozității. Operatorii ar trebui să schimbe rapid uleiul nou.

Dacă nu, uleiul îmbătrânit nu numai că va crește consumul de energie al sistemului și va provoca un răspuns lent, dar poate declanșa și defecțiuni grave, cum ar fi blocarea filtrului.

Scăderea vâscozității uleiului:

Există 2 motive pentru care vâscozitatea lubrifiantului scade: 1, contaminarea cu lichide cu vâscozitate mai mică-, cum ar fi pătrunderea apei sau a solvenților din cauza etanșării inadecvate a echipamentului; 2, lanțurile moleculare ale amelioratorilor de indice de vâscozitate au fost tăiate prin forfecare mecanică ridicată.

Unele uleiuri de transmisie cu costuri reduse-de pe piață servesc ca un caz tipic: producătorul a amestecat uleiuri de bază cu-vâscozitate scăzută cu agenți de îngroșare polimerici ieftini. Vâscozitatea inițială aspect-bună nu poate rezista la forfecarea intensă în rotația angrenajului. Vâscozitatea lor scade rapid într-o perioadă scurtă, ceea ce duce la o rezistență insuficientă a peliculei de ulei și la eșecul lubrifierii, ceea ce provoacă uzura echipamentului. Această abordare de „-economisire a costurilor” crește semnificativ riscul de defectare a echipamentului, crește costurile de întreținere și îi scurtează durata de viață.

 

Îmbunătățitori de vâscozitate, temperatură și indice de vâscozitate (VII).

 

Vâscozitatea este măsurată în general la o anumită temperatură. Theindicele de vâscozitate (VI)măsoară cât de mult se modifică vâscozitatea unui lubrifiant cu temperatura. Cu cât valoarea este mai mare, cu atât valoarea vâscozității se modifică mai puțin odată cu temperatura.

e.g.:

Valoarea VI a uleiului mineral (pe bază{0}}parafinică) este de aproximativ 96-110, în timp ce cea a polialfaolefinelor (PAO) poate ajunge până la 120-180. VI-ul uleiului PAG (polialchilen glicol) poate ajunge la peste 190.

 

Deoarece echipamentele și temperaturile ambiante fluctuează constant, în majoritatea aplicațiilor de lubrifiere, lubrifianții cu VI mare sunt preferați pentru o adaptabilitate largă la temperatură și o protecție mai stabilă a lubrifierii. De exemplu, uleiurile de motor de ultimă generație-pe bază de PAO au de obicei un VI mai mare, mai potrivite pentru pornirile la rece-și condus intens la temperaturi ridicate.

 

Cum poate fi îmbunătățit VI-ul unui ulei de bază?

 

Pe lângă optimizarea uleiului de bază în sine (rafinare fizică și conversie chimică), lubrifianții cu VI mai mari pot fi obținuți și prin adăugarea de agenți de îmbunătățire a vâscozității. Acești aditivi lubrifianți sunt în mod normal polimeri cu lanț lung-care se extind cu căldură, contracarând subțierea naturală a uleiului.

 

Ameliorator al indicelui de vâscozitate (VII)

​

Îmbunătățitorul indicelui de vâscozitate (VII) este un aditiv utilizat pentru a formula uleiuri multigrade de motoare cu combustie internă și alți lubrifianți industriali cu VI mare. Mărește VI și reduce modificarea vâscozității cu temperatura în formulările de lubrifiant.

Cel mai frecvent utilizat ameliorator al indicelui de viscozitate este copolimerul de olefină (OCP), referindu-se în general la copolimerul de etilenă propilenă (EPM). OCP este unul dintre cele mai utilizate și mai populare VII-uri din lume, în special în uleiurile de motor. Există și alte VII, cum ar fi PMA, HSD, vă rugăm să faceți clic aici pentru a afla mai multe despre îmbunătățitorii indicelui de vâscozitate.

 

Introducere generală la amelioratorii indicelui de vâscozitate pentru lubrifiant

 

2 părți ale vâscozității: prea mare sau prea scăzută

 

Ar trebui să selectăm întotdeauna lubrifiantul la gradul de vâscozitate adecvat, conform instrucțiunilor din manual.

 

Ulei de motor auto

 

• Vâscozitate prea scăzută

O vâscozitate prea scăzută are ca rezultat, în principal, o lubrifiere insuficientă și inelele de etanșare dezactivate, ceea ce duce direct la uzura motorului și scurgeri.

• Vâscozitate prea mare

Vâscozitatea excesiv de ridicată înseamnă rezistență excesivă și curgere slabă, ceea ce poate duce la pornirea dificilă a motorului, un consum mare de combustibil și o disipare slabă a căldurii.

 

Uleiuri industriale

 

Să facem un exemplu cu ulei hidraulic; poate cauza probleme inutile dacă fluidele hidraulice sunt prea mari sau prea scăzute peste standard.

• Vâscozitate prea scăzută

Dacă fluidele hidraulice sunt prea groase, aceasta poate crește rezistența pompei, împiedicând fluxul și poate cauza cavitația pompei, care poate deteriora pompa. În plus, uleiul hidraulic cu vâscozitate excesivă crește rezistența la curgere în sistemul hidraulic, crește consumul de energie, încetinește răspunsul actuatoarelor și reduce precizia.

• Vâscozitate prea mare

Dacă fluidele hidraulice sunt prea subțiri, pelicula de ulei devine mai subțire, ceea ce are ca rezultat o lubrifiere insuficientă și creșterea uzurii. Uleiul cu vâscozitate scăzută afectează, de asemenea, performanța de etanșare, crescând riscul de scurgere.

 

Ce vâscozități sunt testate pentru lubrifianți?

 

Pentru uleiuri de motor

 

• Vâscozitate cinematică de 100 de grade - în condiții normale de funcționare a motorului.

KV100 determină grosimea și rezistența peliculei de ulei în timpul funcționării normale a motorului. Pentru fiecare grad de viscozitate, SAE J300 definește o vâscozitate cinematică minimă și opțională maximă la 100 de grade.

 

• Forfecare înaltă la temperatură ridicată (HTHS)vâscozitate - la 150 de grade - în condiții severe de funcționare a motorului.

SAE J300 specifică valori minime HTHS pentru diferite grade de vâscozitate. Testul HTHS completează testul de vâscozitate de 100 de grade, măsurând în mod specific rezistența peliculei de ulei în cele mai solicitante momente ale motorului, când protecția este cea mai necesară.

Vâscozitatea HTHS excesiv de scăzută poate duce la o lubrifiere insuficientă și o uzură crescută.

 

• Simulator de manivelă rece (CCS)vâscozitatea - măsoară performanța pornirii la rece a unui motor la temperaturi scăzute.

Vâscozitatea CCS este un parametru cheie în definirea gradului "W" (iarnă). Aceasta simulează rezistența la curgerea uleiului în timpul pornirii motorului la temperaturi extrem de scăzute. Cu cât valoarea este mai mică, cu atât este mai puțină solicitarea bateriei și a motorului în timpul pornirii la rece, rezultând o pornire mai lină.

 

• Vâscozimetru cu microrotație (MRV)/Vâscozitate de pompare - Uleiul poate fi pompat la temperaturi scăzute?

Vâscozitatea MRV este un alt parametru cheie în definirea uleiului de motor de gradul „W”.

Simulează dacă uleiul poate fi preluat de pompa de ulei și circulat eficient către toate componentele motorului la temperaturi scăzute. Dacă MRV este prea mare, pomparea devine dificilă, ceea ce poate duce la lipsa de ulei și la uzura gravă a motorului imediat după pornire.

 

• Vâscozitate cinematică de 40 de grade - Folosită pentru a calcula indicele de vâscozitate

Deși vâscozitatea cinematică de 40 de grade nu este utilizată direct în evaluările SAE J300, rămâne o proprietate fizică foarte importantă. Este esențial în dezvoltarea formulării uleiului și controlul calității. 40 gradul de vâscozitate cinematică este utilizat în primul rând pentru a calcula indicele de vâscozitate.

 

Modificarea vâscozității și îmbunătățirea indicelui de vâscozitate - SSI

 

Uleiul lubrifiant care conține amelioratori ai indicelui de vâscozitate (VII) prezintă o vâscozitate semnificativ îmbunătățită și un indice de vâscozitate mai mare. Cu toate acestea, după o anumită perioadă de funcționare a motorului, vâscozitatea acestuia poate scădea semnificativ. De ce se întâmplă asta?

 

Îmbunătățitorii indicelui de vâscozitate sunt în esență polimeri-solubili în ulei. Când uleiul de lubrifiere este supus la forfecare extreme-cum ar fi în cazul angrenajelor de viteză mare-și pompelor de ulei-aceste lanțuri polimerice pot fi tăiate mecanic. Acest proces reduce permanent greutatea moleculară a polimerilor, rezultând o scădere semnificativă a vâscozității uleiului de motor. Acest fenomen este denumit profesional caPierdere permanentă de stabilitate la forfecare. Acest lucru duce la subțierea peliculei de ulei, lubrifiere inadecvată și performanță redusă de etanșare, care la rândul său accelerează uzura componentelor.

 

Lubrifianții premium acordă prioritate polimerilor cu indice de stabilitate la forfecare (SSI) excepțional de mare pentru a se asigura că vâscozitatea rămâne în intervalul proiectat pe tot parcursul intervalului de scurgere a uleiului, oferind o protecție constantă și de durată pentru motor.

 

În uleiul industrial, cerințele de vâscozitate variază foarte mult în diferite aplicații.

 

Luând uleiul hidraulic ca exemplu,Standardele chineze definesc specificațiile pentru clasele L-HM (Anti-uzură), L-HV (temperatură - scăzută) și L-HS (temperatură ultra{-scăzută{-). Putem vedea că, deși cerințele lor de vâscozitate la 40 de grade sunt aceleași, cerințele lor pentru vâscozitate la temperatură joasă-, punctul de curgere și indicele de vâscozitate sunt total diferite.

 

Proprietate	L-HM (anti-uzură)	L-HV (temperatură scăzută)	L-HS (temperatură ultra- scăzută)
Vâscozitate cinematică la 40 de grade (mm²/s)	28.8 ~ 35.2	28.8 ~ 35.2	28.8 ~ 35.2
Posibilitate de pornire la -temperatură scăzută (Temperatura pentru vâscozitate 1500 mm²/s)	Nu este specificat	Mai mic sau egal cu -18 grade	Mai mic sau egal cu -24 de grade
Indicele de vâscozitate VI	Mai mare sau egal cu 95	Mai mare sau egal cu 140	Mai mare sau egal cu 150
Fluiditate la -temperatură scăzută (Pour Point)	Mai mic sau egal cu -15 grade	Mai mic sau egal cu -33 de grade	Mai mic sau egal cu -45 de grade
Aplicație recomandată	Temperaturi ambientale moderate/stabile	Gamă largă de temperatură, regiuni reci	Frig sever, condiții arctice

 

Ulei hidraulic anti-uzură - L-HM :Acest grad de bază acordă prioritate vâscozității la temperatura camerei (40 grade) și 0 grade. Are cele mai scăzute cerințe pentru indicele de vâscozitate și performanța la temperatură scăzută-.

Ulei hidraulic cu temperatură joasă - L-HV :Bazându-se pe L-HM, acest grad îmbunătățește semnificativ indicele de vâscozitate și performanța la temperaturi scăzute-, făcându-l potrivit pentru climatele reci.

Ulei hidraulic cu temperatură ultra-joasă{{1} - L-HS :acest ulei de calitate îmbunătățește și mai mult capacitatea de pornire la temperatură ultra-scăzută-și indicele de vâscozitate peste L-HV. Este cel mai înalt grad, conceput pentru climatele extrem de reci.

 

 

Ce componente din formulările de lubrifianți afectează vâscozitatea?

 

Exemplu de formulare de ulei lubrifiant CF-4 15W-40
Componentă	Procent	Funcția primară și impactul asupra vâscozității
Ulei de bază-150SN	53.0	Oferă baza formulării și vâscozitatea de referință.
Ulei de bază- 500SN	29.0	Ca o componentă grea a uleiului de bază, crește vâscozitatea datei.
Pachet cu aditivi lubrifiant	8.0	Oferă proprietăți de detergent, dispersie, anti-uzură etc., contribuind în același timp la un ușor efect de îngroșare.
Îmbunătățitor al indicelui de vâscozitate (OCP)	9.6	Crește dramatic vâscozitatea la temperatură înaltă-pentru a se asigura că este îndeplinită gradul „40” și îmbunătățește indicele de vâscozitate pentru a obține performanța la temperatură scăzută de „15 W”.
Depresorul punctului de curgere	0.4	Îmbunătățește fluiditatea la temperatură scăzută: optimizează vâscozitatea la temperatură scăzută (de exemplu, CCS), dar cu un impact foarte scăzut asupra vâscozității la temperatură înaltă.
Agent antispumant	10 ppm	Suprimă spuma: în esență nu afectează vâscozitatea generală a uleiului.

 

În formula de mai sus, vâscozitatea uleiului de lubrifiere finit este influențată în primul rând de trei aspecte cheie.

Uleiuri de bază

Este componenta principală în formularea uleiului lubrifiant; vâscozitatea acestuia determină direct vâscozitatea de referință a produsului finit.

Unul sau două uleiuri de bază sunt selectate ca fluid de bază al unui lubrifiant. de exemplu, este o metodă obișnuită să folosiți un amestec de 150N și 500N într-un anumit raport pentru a amesteca un ulei de motor 20W-50.

Îmbunătățitor al indicelui de vâscozitate (VII)

VII îngroașă semnificativ uleiul și îmbunătățește indicele de vâscozitate al acestuia. Este componenta cheie care permite uleiuri multi-grade.

Alți aditivi

Pachetul de aditivi (VII nu sunt incluse) contribuie în general și cu un efect mic de îngroșare. În plus, aditivii cum ar fi depresorii-punctului de turnare (de exemplu, PMA PPD) cresc ușor vâscozitatea.

Pentru a obține un ulei lubrifiant de-înaltă calitate, inginerii amestecătorilor de ulei ar trebui să calculeze exact în funcție de fișele de date ale materiilor prime și să echilibreze relația dintre aceste trei elemente.