Осмисляне на спецификациите на моторните масла.

Разбиране на ролята на моторното масло

Моторното масло намалява триенето между повърхностите

Намалява износването

Намалява топлината между плъзгащите се части

Намалява загубата на енергия

Действа като охлаждаща течност за отвеждане на топлината от зоната на триене

Действа като уплътнение между цилиндъра и буталните пръстени

Какво представлява вискозитетът на моторното масло?

Вискозитетът е мярка, която категоризира съпротивлението на течността да тече. Тъй като обаче маслото се разрежда при нагряване и се сгъстява при охлаждане, оценката на вискозитета на маслото трябва да включва температурна референция. Съществуват и два вида измервания на вискозитета на маслото: кинематични и абсолютни (наричани още динамични).

Кинематичният вискозитет на моторното масло се измерва в сантистокове (cST) или mm2/s. Един сантисток е 1/100 от стока. Стокът е мярка, която се определя от това колко определена маса (плътност) течност се движи (в сантиметри) за определен период от време, на базата на грамажи на кубичен сантиметър през отвор.

Ето един прост пример за кинематичен вискозитет: пробийте дупка с определен размер в малка чаша и я запушете. След това напълнете чашата с моторно масло при температура 100°С (212°F). Отпушете дупката и измерете колко грама масло преминава през дупката за определен период от време. Вече имате кинематичен показател. За съжаление двигателите не работят по този начин.сложно.

Първо, двигателите не разчитат на гравитацията, за да получат поток; те циркулират масло под налягане с помощта на маслена помпа. Второ, моторното масло не капе просто от дупка в чаша. То трябва да се движи между лагерите и въртящите се валове и през тесни канали на маслената галерия. Докато маслото се плъзга между лагерите и валовете и през каналите, то среща съпротивление.

Вместо да оставим горната част на чашата отворена за атмосферата, ще я затворим и ще приложим налягане от 10 psi. След това ще прикрепим 12-инчова сламка за пиене към отвора в долната част на чашата. Ако повторим теста при -17,7 °C, ще получим съвсем различен резултат и този резултат ще бъде абсолютният или динамичният вискозитет.

С други думи, абсолютният вискозитет на моторното масло е мярка за това как се държи маслото, когато двигателят работи и маслото се изпомпва. Абсолютният/динамичният вискозитет на моторното масло наистина ви показва как ще се държи маслото при студен старт, когато запалвате двигателя и колко добре изпомпва при студено състояние.

Как се изразява вискозитетът на моторното масло?

Дружеството на автомобилните инженери (SAE) използва обща класификация "XW-XX", където числото, предшестващо "W" (зима), е абсолютната/динамичната ниска температура на маслото (-17,7 °C), а другото число представлява високата кинематична температура на маслото при 100 °C (212 °C).

Класът Winter се изчислява с помощта на специален апарат за изпитване, наречен симулатор за работа със студен двигател, и всеки клас масло се измерва в mPa's. Високотемпературният клас на маслото се измерва в (cSt).

ВАЖНА ЗАБЕЛЕЖКА: Маслата, показани по-долу, са тествани при различни температури! Маслото 0W е тествано при -35°C, докато маслото 5W е тествано при -30°C. Вискозитетът на класовете W е МАКСИМАЛНО допустим, докато вискозитетът на класовете за високи температури е МИНИМАЛЕН.

Така че при студено време масло от клас 5W-30 се сгъстява по-малко от масло от клас 10W-30. Това означава, че маслото от клас 5W-30 ще позволи на двигателя да се завърти по-бързо и маслената помпа ще може да го изпомпва по-лесно, отколкото маслото от клас 10W-30 при същата студена температура.

При по-високи температури маслото от клас 5W-30 се разрежда по-бързо от маслото от клас 5W-40 при същата висока температура.

Индекс на вискозитета (VI)

Всяко масло се разрежда при затопляне. Скоростта, с която маслото се разрежда, се изразява чрез неговия вискозитетен индекс. Ако маслото се разрежда много бавно при повишаване на температурата, то неговият вискозитетен индекс е висок. С други думи, масло с висок вискозитетен индекс поддържа по-постоянен вискозитет в широк температурен диапазон.

Влиянието на температурата върху вискозитета на маслото НЕ е равномерно

Например кинематичният вискозитет на маслото се променя ПОВЕЧЕ между 50°F и 59°F, отколкото между 176°F и 185°F.

"Индексът на вискозитета (VI) за базови и смазочни масла е разработен от Дийн и Дейвис от Standard Oil през 1929 г. По това време не са съществували многостепенни масла и синтетични масла. За скалата на VI са определени две гранични точки. Маслата с ниска степен на изменение на вискозитета в зависимост от температурата (масла HVI, рафинирани от петролни суровини от Пенсилвания, парафинови масла) са в горната част на скалата.

Тяхната VI е означена със 100, което представлява най-добрата VI. маслата със значително изменение на вискозитета (LVI-масла, рафинирани от суров нефт от Тексаския залив, нафтеновото масло) представляват долната граница. тяхната VI е означена с 0 - това е най-лошата възможна VI. стойностите на VI се отнасят за минералните масла. след това смазочните масла се сравняват с тези еталони. ако маслото е подобно на парафиновото масло, VI от 100Ако то е подобно на нафтеновото масло, се определя VI от 0. По средата се определя VI от около 50. За да се увеличи VI до стойности над 100, по-късно се разработват нови видове базови масла и специални добавки." - Антон Паар

VI на моторното масло варира от -60 до 400 в зависимост от видовете модификатори на вискозитета, използвани от рафинерията или производителя на маслото. Обикновено моторното масло съдържа между 5 и 20 % добавки за подобряване на вискозитета.

Това е важно. Често хората си мислят, че първото и второто число са кинематични стойности. Това не е така. Числото преди W е абсолютният вискозитет на маслото при работа в режим на кран, базиран на ASTM TEST D5293 симулатор на работа в режим на студен кран) и вискозитет при изпомпване, базиран на ASTM D4684, ASTM D3829, ASTM D6821 или ASTM D6896 (мини ротационен вискозиметър). Работата в режим на студен кран симулира стартиране на двигателя в режим на студен кран при различни температури.въз основа на прогнозирания вискозитет на изпитваното масло. С други думи, тестерите не използват една и съща температура за всяко масло.

Например, за да се постигне класификация 0W, маслото не трябва да надвишава максимален вискозитет при работа в режим на въртене 6200 mPa (мегапаскал) при -31°F (-35°C) и максимален вискозитет при изпомпване 60 000 mPa при -40°F/C.

Вижте тази диаграма, за да разберете как две масла с едно и също първо число могат да имат два различни абсолютни вискозитета.

Така че 5W масло винаги ще осигурява по-добри възможности за запалване и изпомпване, отколкото 10W при ВСИЧКИ температури. Очевидно е по-важно да се използва 0W или 5W масло при по-студен климат, за да се подпомогне запалването и изпомпването, но 0W или 5W също помага за запалването и изпомпването при по-високи температури.

Сега нека разгледаме разликите в абсолютното/динамичното mPa на две масла с еднакво първо число: 10W40 и 10W-60.

Динамичният вискозитет на маслото 10W-40 е 735,42 mPa @ 0°C. Динамичният вискозитет на маслото 10W-60 е 1453,82 mPa @ 0°C. И двете масла са 10W! Така че, въпреки че и двете са 10W, те имат напълно различни характеристики при работа с двигател и при изпомпване.

Видове модификатори на вискозитетния индекс

Маслата от обикновен клас и многокласните масла съдържат модификатори на вискозитета както за конвенционални, така и за синтетични масла. Производителите използват различни продукти, като масленоразтворими полимери или съполимери.

Депресанти на точката на изливане и на точката на изливане

Температурата на сгъстяване на маслото е температурата, при която маслото престава да тече. Добавките, понижаващи температурата на сгъстяване, забавят сгъстяването на маслото при по-ниски температури, като забавят кристализацията на парафиновите компоненти на маслото. Това понижава температурата на сгъстяване.

Подобрители на вискозитетния индекс (VII)

VII подобрителите обикновено са дълговерижни полимерни молекули с високо молекулно тегло, които променят формата си при промяна на температурата. Когато са студени, те са сгънати плътно или навити. Когато са в студено състояние, те не увеличават вискозитета на маслото. С повишаване на температурата на маслото обаче молекулите се "размотават/разгъват". Така те заемат повече място и увеличават триенето на моторното масло, за даС други думи, те действат като сгъстител, за да намалят разреждането на маслото.

- олефинови съполимери (OCP)

- полиалкил метакрилати (PAMA)

- полиизобутилени (PIB)

- блокови полимери на стирена

- метилметакрилат (MMA)

- полибутадиен каучук (PBR)

- цис-полиизопрен (синтетичен каучук)

- поливинил палмитат

- поливинил каприлат,

- съполимери на винилпалмитат с винилацетат,

Но полимерът VII има и отрицателна страна. Колкото по-високо е молекулното тегло на полимера, толкова повече се разширява. Но колкото по-високо е молекулното тегло, толкова по-склонни са към "срязване", докато текат между две движещи се части. Ако една рафинерия/смесител използва по-висока концентрация на полимери VII с високо молекулно тегло, толкова повече те могат да предотвратят разреждането на маслото, когато то е ново. Но когато маслотоПри натрупване на километри срязването уврежда полимерите и всъщност намалява способността му да поддържа посочения вискозитет. Следователно полимерите с дълги вериги се разрушават доста бързо поради "срязването" между движещите се части. Всъщност за кратък период от време срязването, причинено от двигателя, може да накара масло 5w30 да действа като масло 5w20 (или по-ниско). Това води до намаляване на защитата на двигателя.

От друга страна, един смесител/рафинерия може да добави някои полимери с високо молекулно тегло заедно с полимери с ниско молекулно тегло в комбинация с базова суровина с по-висок вискозитет, за да осигури баланс между разреждане при висока температура и по-дълъг живот на маслото. С други думи, това е рецепта, която зависи от конкретния смесител/рафинерия.

В обобщение

Съвременните моторни масла са смес от базово базово масло с добавки за намаляване на разреждането при по-високи температури и други добавки за намаляване на сгъстяването при по-ниски температури.В допълнение към добавките, свързани с вискозитета, рафинериите и производителите на смеси добавят антикорозионни, модифициращи триенето, детергентни и противопенни добавки.

Изборът на вискозитета и качеството на основната суровина, както и видовете и количествата на добавките, зависят изцяло от рафинерията или независимия блендер. Това е рецепта, която се основава на цената на суровините и репутацията на качеството, което рафинерията или блендерът желае да постигне.