Izberite pravo olje: Preprost vodnik za razumevanje viskoznosti maziv

Pri mazanju je temeljnega pomena razumevanje viskoznosti maziva, ki zagotavlja kritično osnovo za izbiro pravih maziv, ne glede na natančne naprave ali težko opremo. Zelo pomembno je, da zagotovite nemoteno delovanje vaših strojev za daljšo življenjsko dobo in učinkovito delovanje.

 

 

Kakšna je viskoznost olja?

 

Viskoznost je upor tekočine proti pretoku. Preprosto povedano, viskoznost maziva kaže stopnjo gostote olja. Olje z višjo viskoznostjo je gostejše in teče počasneje, medtem ko je olje z nižjo viskoznostjo tanjše in lažje teče.

e.g.,viskoznost vode pri 20 stopinjah je približno 1 cSt, med pa ima viskoznost približno 12000 pri 20 stopinjah.

Naslednja tabela prikazuje viskoznost običajnih tekočin.

Viskoznost običajnih tekočin
Tekočina	Pribl. Viskoznost pri 20 stopinjah (cSt)	Pribl. Viskoznost pri 40 stopinjah (cSt)
Bencin	0.7	0.5
voda	1	0.66
Mleko	2.5	1.5
olivno olje	80	40
Olje kanole	75	42
Hidravlično olje (ISO VG 46)	128	46
Motorno olje (10W-30)	300	70
šampon	5000	1500
srček	12000	2000

 

Za maziva je viskoznost izjemno-pomemben parameter. Tako pomembno je, da olje pogosto imenujemo po njem. Odličen primer je hidravlično olje "ISO VG 46" – to "46" izhaja neposredno iz njegove viskoznosti, izmerjene pri 40 stopinjah.

 

Kako je opredeljena stopnja viskoznosti motornega olja?

 

Standard SAE J300 določa stopnjo viskoznosti motornih olj. Kot primer vzamemo "5W-40":

 

W:Pomeni Prenesti zimo, ki predstavlja učinkovitost olja v hladnem vremenu.

Številka pred "W" (5W):Razred učinkovitosti-pri nizkih temperaturah. Manjše število pomeni, da je olje v hladnem vremenu tanjše, zaradi česar je hladen zagon lažji.

Število za W (40):Visok{0}}temperaturni razred učinkovitosti. Večje število pomeni, da je olje pri visokih temperaturah bolj lepljivo, kar zagotavlja močnejši oljni film.

 

Standard SAE J300

Viskoznostni razred SAE	Viskoznost pri nizko-temperaturnem zagonu (cP) Maks	Nizko-temperaturna črpalna viskoznost (cP) Maks (brez napetosti tečenja)	Kinematična viskoznost (cSt) pri 100 stopinjah Min	Kinematična viskoznost (cSt) pri 100 stopinjah Maks	Visoka strižna viskoznost (cP) pri 150 stopinjah 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
*Za razrede 0W-40, 5W-40 in 10W-40 ** Za razrede 15W-40, 20W-40, 25W-40 in 40

 

Spremembe viskoznosti (ΔV) so tudi pomemben pokazatelj, ali je potrebna menjava olja.

 

Na splošno, če se kinematična viskoznost motornega olja pri 100 stopinjah spremeni za več kot ±25 % (25 % povečanje ali zmanjšanje viskoznosti), to pomeni, da je čas za menjavo motornega olja.

 

 

Ko se mazivo približuje koncu svoje življenjske dobe, se bo njegova viskoznost najprej opazno zmanjšala, nato pa hitro narasla. Da bi se izognili obrabi motorja zaradi okvare mazanja, je hitra menjava olja, preden se viskoznost opazno zmanjša, bistvenega pomena za zagotavljanje pravilnega delovanja vozila

 

Motorno olje se izkaže za debelejše od standarda.

Zgoščevanje (povečanje viskoznosti za več kot +25 %) je pogosto posledica oksidacije olja, kar ima za posledico veliko količino blata, kar povzroči-obrabo ob zagonu in povečano porabo goriva.

Motorno olje se izkaže za tanjše od standardnega.

Redčenje (zmanjšanje viskoznosti za več kot -25 %) je pogosto posledica redčenja goriva ali neučinkovitosti aditiva, kar povzroči nezadostno mazanje in hudo obrabo.

 

Kako so opredeljeni viskoznostni razredi industrijskih olj?

 

Standardni razred viskoznosti ISO 3448 je najbolj univerzalen in pogosto uporabljen klasifikacijski standard za viskoznost industrijskih maziv, ki se običajno uporablja za hidravlična olja, olja za menjalnike in druga industrijska olja.

ISO VG (stopnja viskoznosti), na primer ISO VG 32, ISO VG 68, ISO VG 220.

Opredelitev jedra: Številka vsakega razreda predstavlja središče kinematične viskoznosti naftnega proizvoda pri 40 stopinjah. Njegovo dovoljeno območje nihanja je ±10%.

Na primer: Razpon viskoznosti ISO VG 46 je 41.4 - 50.6 cSt (ker je 46 ± 10 %=41.4 ~ 50,6).

 

Na področju industrijskega mazanja so spremembe viskoznosti pomembna metoda za vzdrževanje opreme. Če se viskoznost maziva po določenem obdobju uporabe znatno poveča ali zmanjša, morajo vzdrževalci takoj posvetiti pozornost, saj lahko to pomeni okvaro maziva, kar lahko povzroči resno poškodbo opreme.

 

Povečanje viskoznosti olja:

Visoka-viskoznost olja vedno pomeni močno oksidacijo olja, kopičenje blata ali onesnaženje z nezdružljivimi olji z višjo-viskoznostjo.

V hidravličnih sistemih, ki delujejo pri dolgotrajno visokih temperaturah, tekočina zelo hitro oksidira, kar povzroči povečanje viskoznosti. Upravljavci morajo nemudoma zamenjati novo olje.

V nasprotnem primeru starano olje ne bo samo povečalo porabe energije sistema in povzročilo počasen odziv, ampak lahko povzroči tudi resne okvare, kot je blokada filtra.

Zmanjšanje viskoznosti olja:

Obstajata dva razloga, zakaj viskoznost maziva pade: 1, onesnaženje s tekočinami z nižjo-viskoznostjo, kot je voda ali vdor topila zaradi neustreznega tesnjenja opreme; 2 so bile molekularne verige sredstev za izboljšanje indeksa viskoznosti odrezane z visokim mehanskim strigom.

Tipičen primer so nekatera-cenovna olja za menjalnike na trgu: proizvajalec je zmešal bazna olja z nizko{1}}viskoznostjo s poceni polimernimi zgoščevalci. Videz-dobre začetne viskoznosti ne prenese intenzivnega striženja pri vrtenju zobnika. Njihova viskoznost se v kratkem času hitro zmanjša, kar povzroči nezadostno trdnost oljnega filma in nezmožnost mazanja, kar povzroči obrabo opreme. Ta pristop k-prihranku stroškov dejansko znatno poveča tveganje za okvaro opreme, poveča stroške vzdrževanja in skrajša njeno življenjsko dobo.

 

Sredstva za izboljšanje viskoznosti, temperature in indeksa viskoznosti (VII).

 

Viskoznost se običajno meri pri določeni temperaturi. Theindeks viskoznosti (VI)meri, koliko se viskoznost maziva spreminja s temperaturo. Višja kot je vrednost, manj se vrednost viskoznosti spreminja s temperaturo.

e.g.:

VI mineralnega olja (na-parafinski osnovi) je približno 96–110, medtem ko lahko VI polialfaolefinov (PAO) doseže celo 120–180. VI PAG (polialkilen glikol) olja lahko doseže več kot 190.

 

Ker temperatura opreme in okolja nenehno niha, so v večini mazalnih aplikacij prednostna maziva z visokim VI za široko temperaturno prilagodljivost in stabilnejšo zaščito pred mazanjem. Na primer, vrhunska motorna olja za avtomobile, ki temeljijo na PAO, imajo običajno višji VI, zato so primernejša za-hladne zagone in intenzivno vožnjo pri visokih temperaturah.

 

Kako je mogoče izboljšati VI baznega olja?

 

Poleg optimizacije samega baznega olja (fizikalna rafinacija in kemična pretvorba) lahko z dodajanjem sredstev za izboljšanje viskoznosti pridobimo tudi maziva z višjimi VI. Ti aditivi za maziva so običajno polimeri z dolgo-verigo, ki se širijo s toploto in preprečujejo naravno redčenje olja.

 

Sredstvo za izboljšanje indeksa viskoznosti (VII)

​

Izboljševalec indeksa viskoznosti (VII) je dodatek, ki se uporablja za pripravo večgradnih olj za motorje z notranjim zgorevanjem in drugih industrijskih maziv z visokim VI. Poveča VI in zmanjša spremembo viskoznosti s temperaturo v formulacijah maziv.

Najpogosteje uporabljeno sredstvo za izboljšanje indeksa viskoznosti je olefinski kopolimer (OCP), ki se na splošno nanaša na etilen propilen kopolimer (EPM). OCP je eden najbolj razširjenih in najbolj priljubljenih VII na svetu, zlasti v motornih oljih. Obstajajo tudi drugi VII, kot so PMA, HSD, kliknite tukaj, če želite izvedeti več o izboljševalcih indeksa viskoznosti.

 

Splošni uvod v sredstva za izboljšanje indeksa viskoznosti za maziva

 

2-stran viskoznosti: previsoka ali prenizka

 

Vedno moramo izbrati mazivo z ustrezno stopnjo viskoznosti v skladu z navodili v priročniku.

 

Motorno olje za avtomobile

 

• Prenizka viskoznost

Prenizka viskoznost povzroči predvsem nezadostno mazanje in onemogočanje tesnilnih obročev, kar neposredno povzroči obrabo motorja in puščanje.

• Previsoka viskoznost

Previsoka viskoznost pomeni prevelik upor in slabo pretočnost, kar lahko povzroči težaven zagon motorja, visoko porabo goriva in slabo odvajanje toplote.

 

Industrijska olja

 

Naredimo primer s hidravličnim oljem; lahko povzroči nepotrebne težave, če so hidravlične tekočine previsoke ali prenizke nad standardom.

• Prenizka viskoznost

Če so hidravlične tekočine pregoste, lahko to poveča upor črpalke, ovira pretok in potencialno povzroči kavitacijo črpalke, ki poškoduje črpalko. Poleg tega hidravlično olje s pretirano visoko viskoznostjo poveča upor pretoka v hidravličnem sistemu, poveča porabo energije, upočasni odziv aktuatorjev in zmanjša natančnost.

• Previsoka viskoznost

Če so hidravlične tekočine preredke, postane oljni film tanjši, kar povzroči nezadostno mazanje in povečano obrabo. Olje z nizko viskoznostjo tudi poslabša tesnjenje, kar poveča tveganje za puščanje.

 

Kakšne viskoznosti se testirajo za maziva?

 

Za motorna olja

 

• Kinematična viskoznost 100 stopinj - pri normalnih pogojih delovanja motorja.

KV100 določa debelino in trdnost oljnega filma med normalnim delovanjem motorja. Za vsako stopnjo viskoznosti SAE J300 določa najmanjšo in neobvezno največjo kinematično viskoznost pri 100 stopinjah.

 

• Visokotemperaturni visoki strižni učinki (HTHS)viskoznost - pri 150 stopinjah - v težkih pogojih delovanja motorja.

SAE J300 določa minimalne vrednosti HTHS za različne stopnje viskoznosti. Test HTHS dopolnjuje 100-stopinjski test viskoznosti, posebej pa meri trdnost oljnega filma v najzahtevnejših trenutkih motorja, ko je zaščita najbolj potrebna.

Prenizka viskoznost HTHS lahko povzroči nezadostno mazanje in povečano obrabo.

 

• Simulator hladnega zagona (CCS)viskoznost - meri zmogljivost hladnega zagona motorja pri nizkih temperaturah.

CCS viskoznost je ključni parameter pri določanju razreda "W" (zimski). To simulira upor proti pretoku olja med zagonom motorja pri izjemno nizkih temperaturah. Nižja kot je vrednost, manjša je obremenitev akumulatorja in motorja med hladnim zagonom, zaradi česar je zagon bolj gladek.

 

• Mikro rotacijski viskozimeter (MRV)/Viskoznost pri črpanju - Ali je mogoče olje črpati pri nizkih temperaturah?

Viskoznost MRV je še en ključni parameter pri določanju motornega olja razreda "W".

Simulira, ali lahko olje pobere oljna črpalka in pri nizkih temperaturah učinkovito kroži do vseh komponent motorja. Če je MRV previsok, postane črpanje oteženo, kar lahko povzroči pomanjkanje olja in močno obrabo motorja takoj po zagonu.

 

• Kinematična viskoznost 40 stopinj - Uporablja se za izračun indeksa viskoznosti

Čeprav kinematična viskoznost 40 stopinj ni neposredno uporabljena v ocenah SAE J300, ostaja zelo pomembna fizična lastnost. Pri razvoju formulacije olja in nadzoru kakovosti je ključnega pomena. 40 stopnja kinematične viskoznosti se uporablja predvsem za izračun indeksa viskoznosti.

 

Sprememba viskoznosti in izboljšava indeksa viskoznosti - SSI

 

Mazalno olje, ki vsebuje sredstva za izboljšanje indeksa viskoznosti (VII), kaže znatno izboljšano viskoznost in višji indeks viskoznosti. Po določenem času delovanja motorja pa lahko njegova viskoznost opazno pade. Zakaj se to zgodi?

 

Sredstva za izboljšanje indeksa viskoznosti so v bistvu polimeri-topni v olju. Ko je mazalno olje izpostavljeno ekstremnim striženjem-, kot so-hitrohitrostni menjalniki in oljne črpalke-, se lahko te polimerne verige mehansko odrežejo. Ta postopek trajno zmanjša molekulsko maso polimerov, kar ima za posledico znatno zmanjšanje viskoznosti motornega olja. Ta pojav strokovno imenujemoTrajna izguba strižne stabilnosti. To vodi do tanjšanja oljnega filma, neustreznega mazanja in zmanjšane učinkovitosti tesnjenja, kar posledično pospešuje obrabo komponent.

 

Vrhunska maziva dajejo prednost polimerom z izjemno visokim indeksom strižne stabilnosti (SSI), da zagotovijo, da viskoznost ostane znotraj načrtovanega območja skozi celoten interval zamenjave olja, kar zagotavlja dosledno in trajno zaščito motorja.

 

Pri industrijskem olju se zahteve glede viskoznosti med različnimi aplikacijami zelo razlikujejo.

 

Če za primer vzamemo hidravlično olje,Kitajski standardi določajo specifikacije za razrede L-HM (proti-obrabi), L-HV (nizke-temperature) in L-HS (ultra-nizke-temperature). Vidimo lahko, da čeprav so njihove zahteve glede viskoznosti pri 40 stopinjah enake, so njihove zahteve glede nizko-temperaturne viskoznosti, vrelišča in indeksa viskoznosti popolnoma drugačne.

 

Lastnina	L-HM (proti-obrabi)	L-HV (nizka temperatura)	L-HS (ultra-nizke temperature)
Kinematična viskoznost pri 40 stopinjah (mm²/s)	28.8 ~ 35.2	28.8 ~ 35.2	28.8 ~ 35.2
Možnost zagona pri-nizkih temperaturah (Temperatura za 1500 mm²/s viskoznost)	Ni določeno	Manj ali enako -18 stopinj	Manj ali enako -24 stopinj
Indeks viskoznosti VI	Večje ali enako 95	Večje ali enako 140	Večje ali enako 150
Pretočnost pri-nizkih temperaturah (Pour Point)	Manj ali enako -15 stopinj	Manj ali enako -33 stopinj	Manj ali enako -45 stopinj
Priporočena aplikacija	Zmerne/stabilne temperature okolja	Široko temperaturno območje, hladna območja	Hud mraz, arktične razmere

 

Hidravlično olje proti obrabi - L-HM:Ta osnovni razred daje prednost viskoznosti pri sobni temperaturi (40 stopinj) in 0 stopinjah. Ima najnižje zahteve za indeks viskoznosti in zmogljivost pri nizkih-temperaturah.

Nizko-temperaturno hidravlično olje - L-HV:Ta razred, ki temelji na L-HM, znatno izboljša indeks viskoznosti in zmogljivost pri nizkih-temperaturah, zaradi česar je primeren za hladno podnebje.

Ultra-nizko{1}}temperaturno hidravlično olje - L-HS:ta kakovost olja dodatno izboljša zagon pri ultra-nizkih-temperaturah in indeks viskoznosti nad L-HV. To je najvišji razred, zasnovan za ekstremno mrzla podnebja.

 

 

Katere komponente v formulacijah maziv vplivajo na viskoznost?

 

Primer formulacije mazalnega olja CF-4 15W-40
Komponenta	Odstotek	Primarna funkcija in vpliv na viskoznost
Bazno olje-150SN	53.0	Zagotavlja osnovo formulacije in referenčno viskoznost.
Bazno olje- 500SN	29.0	Kot težka komponenta baznega olja poveča referenčno viskoznost.
Paket dodatkov za lube	8.0	Zagotavlja detergentne, disperzijske, proti{0}}obrabne lastnosti itd., hkrati pa prispeva tudi k rahlemu zgoščevanju.
Izboljševalec indeksa viskoznosti (OCP)	9.6	Dramatično poveča viskoznost pri visokih-temperaturah, da zagotovi, da je dosežen razred "40", in izboljša indeks viskoznosti, da doseže zmogljivost pri nizkih-temperaturah "15 W".
Sredstvo za zniževanje točke tečenja	0.4	Izboljša nizko-tekočljivost: Optimizira nizko-temperaturno viskoznost (npr. CCS), vendar z zelo majhnim vplivom na visoko-temperaturno viskoznost.
Sredstvo proti penjenju	10 ppm	Zavira penjenje: v bistvu ne vpliva na celotno viskoznost olja.

 

V zgornji formulaciji na viskoznost končnega mazalnega olja vplivajo predvsem trije ključni vidiki.

Bazna olja

Je glavna sestavina v formulaciji mazalnega olja; njegova viskoznost neposredno določa referenčno viskoznost končnega izdelka.

Eno ali dve bazni olji sta izbrani kot osnovna tekočina maziva. npr. Običajna metoda je uporaba mešanice 150N in 500N v določenem razmerju za mešanje motornega olja 20W-50.

Izboljševalec indeksa viskoznosti (VII)

VII znatno zgosti olje in izboljša njegov indeks viskoznosti. Je ključna komponenta, ki omogoča več-olja.

Drugi dodatki

Paket dodatkov (VII niso vključeni) na splošno prispeva tudi majhen učinek zgoščevanja. Poleg tega dodatki, kot so depresori-točke tečenja (npr. PMA PPD), prav tako nekoliko povečajo viskoznost.

Da bi dobili visoko{0}}kakovostno mazalno olje, bi morali inženirji mešalnikov olj izračunati natančno glede na podatkovne liste surovin in uravnotežiti razmerje med temi tremi elementi.