Razmišljanje specifikacija motornog ulja.

Razumijevanje uloge motornog ulja

Motorno ulje smanjuje trenje između površina

Smanjuje habanje

Smanjuje toplinu između kliznih dijelova

Smanjuje gubitak energije

Djeluje kao rashladna tekućina za uklanjanje topline iz područja trenja

Djeluje kao brtva između cilindra i klipnih prstenova

Šta je viskozitet motornog ulja?

Viskozitet je mjerenje koje kategorizira otpor tečnosti prema protoku. Međutim, budući da se ulje razrjeđuje dok se zagrijava i zgušnjava dok se hladi, ocjena viskoznosti ulja mora uključivati ​​temperaturnu referencu. Postoje i dvije vrste mjerenja viskoznosti ulja; Kinematički i apsolutni (također se naziva dinamički).

Kinematički viskozitet motornog ulja mjeri se u centistoksima (cST) ili mm2/s. Centistoke je 1/100 stokea. Stouk je mjerenje određeno koliko se određena masa (gustina) tekućine kreće (u centimetrima) tokom vremenskog perioda, na osnovu grama po kubnom centimetru kroz otvor.

Evo jednostavnog primjera kinematike viskoznost; izbušite rupu određene veličine u maloj čaši i začepite je. Zatim napunite čašu motornim uljem na 100°C (212°F). Isključite rupu i izmjerite koliko grama ulja protiče kroz rupu tokom određenog vremenskog perioda. Sada imate Kinematic ocjenu. Nažalost, motori ne rade na taj način. Mjerenje otpora ulja prema protoku u motoru je daleko višekomplikovano.

Prvo, motori se ne oslanjaju na gravitaciju da bi postigli protok; oni cirkulišu ulje pod pritiskom pomoću uljne pumpe. Drugo, motorno ulje ne curi samo iz rupe u čaši. Mora se kretati između ležajeva i rotirajućih vratila i kroz uske prolaze uljne galerije. Dok ulje klizi između ležajeva i osovina i kroz prolaze, nailazi na otpor.

Znajući to, vratimo se našem primjeru čašice koja kaplje. Umjesto da vrh čaše ostavimo otvoren prema atmosferi, zatvorit ćemo ga i primijeniti pritisak od 10 psi. Zatim ćemo pričvrstiti slamku za piće od 12 inča na rupu na dnu šolje. Ako ponovimo test na -17,7°C (0°F) dobićemo potpuno drugačiji rezultat i ovaj rezultat će biti apsolutni ili dinamički viskozitet.

Drugim riječima, apsolutni viskozitet motornog ulja je mjera kako ulje djeluje kada motor radi i ulje se pumpa. Apsolutni/dinamički viskozitet motornog ulja vam zaista govori kako će se ulje ponašati pri hladnom pokretanju kada pokrećete i koliko dobro pumpa kada je hladno.

Kako se izražava viskozitet motornog ulja?

Društvo automobilskih inženjera (SAE) koristi uobičajenu klasifikaciju "XW-XX", gdje je broj koji prethodi "W" (zima) apsolutni/dinamički učinak ulja pri niskoj temperaturi (-17,7°C (0°F) a drugi broj predstavlja kinematsku visoku temperaturu ulja na 100° C (212°F).

Zimaocjena se izračunava pomoću posebnog aparata za testiranje koji se naziva simulator hladnog pokretanja i svaki razred ulja se mjeri u mPa. Visokotemperaturna klasa ulja mjeri se u (cSt).

VAŽNA NAPOMENA: Dolje prikazani razredi ulja testirani su na različitim temperaturama! Ulje od 0W je testirano na -35°C, dok je ulje od 5W testirano na -30°C. Viskoznosti razreda W su MAKSIMALNO dozvoljene, dok su viskoznosti visokotemperaturnih razreda MINIMALNE

Dakle, ulje klase 5W-30 zgusne manje od Ulje 10W-30 po hladnom vremenu. To znači da će ulje 5W-30 omogućiti vašem motoru da se brže pokrene i pumpa za ulje može ga pumpati lakše od ulja 10W-30 na istoj hladnoj temperaturi.

Na višim temperaturama, razred 5W-30 se razrjeđuje brže od ulja 5W-40 na istoj visokoj temperaturi.

Indeks viskoznosti (VI)

Svo ulje se razrjeđuje kako se zagrijava. Brzina kojom se ulje razrjeđuje izražava se njegovim indeksom viskoznosti. Ako se ulje vrlo sporo razrjeđuje kako temperatura raste, onda je njegov VI visok. Drugim riječima, ulje s visokim VI održava konzistentniji viskozitet u širokom temperaturnom rasponu.

Utjecaj temperature na viskozitet ulja NIJE ujednačen

Razređivanje ili zgušnjavanje ulja je nije linearno. Na primjer, kinematička viskoznost ulja će se VIŠE promijeniti između 50°F i 59°F nego između 176°F i 185°F.

“ViskozitetIndeks (VI) za bazna ulja i ulja za podmazivanje razvili su Dean i Davis iz Standard Oil-a 1929. godine. U to vrijeme nisu bila dostupna nikakva multigradna ulja niti sintetička ulja. Za VI skalu postavljene su dvije granične tačke. Ulja s promjenom viskoziteta ovisno o niskoj temperaturi (HVI ulja rafinirana iz Pennsylvania sirove, parafinsko ulje) bila su na visokom kraju ljestvice.

Njihov VI je označen sa 100, što je predstavljalo najbolji VI. Ulja sa značajnom promjenom viskoziteta (LVI-ulja, rafinirana iz sirove nafte Teksaškog zaljeva, naftenska nafta) predstavljaju najnižu vrijednost. Njihov VI je označen sa 0 – ovo je bio najgori mogući VI. VI vrijednosti se odnose na mineralna ulja. Ulja za podmazivanje su zatim upoređena sa ovim referentnim vrednostima. Ako je ulje bilo slično parafinskom ulju, dodijeljen je VI od 100; ako je bilo slično naftenskom ulju, dodijeljen je VI od 0. U sredini bi bio dodijeljen VI od oko 50. Da bi se VI povećao na vrijednosti veće od 100, kasnije su razvijene nove vrste baznog ulja i specijalni aditivi.” —Anton Paar

VI motornog ulja kreće se od -60 do čak 400, ovisno o vrsti modifikatora viskoziteta koje koristi rafinerija ili miješalica ulja. Tipično, motorno ulje sadrži između 5% i 20% aditiva za poboljšanje viskoznosti.

Ovo je važno. Ljudi često misle da su i prvi i drugi broj kinematičke vrijednosti. nisu. Broj ispred Wje apsolutni viskozitet ulja pri pokretanju na osnovu ASTM TEST D5293 simulatora hladnog pokretanja) i viskozitet pumpanja zasnovan na ASTM D4684, ASTM D3829, ASTM D6821 ili ASTM D6896 (mini rotacioni viskozimetar). Hladno pokretanje simulira hladno pokretanje motora na različitim temperaturama na osnovu projektovane viskoznosti ulja koje se testira. Drugim riječima, testeri ne koriste istu temperaturu za svako ulje.

Na primjer, da bi se postigla ocjena 0W, ulje ne smije prelaziti maksimalnu viskoznost od 6200 mPa (megapascal) pri -31°F (-35°C) i maksimalnom viskoznost pumpanja od 60.000 mPa na -40° F/C.

Pogledajte ovaj grafikon da biste razumjeli kako dva ulja s istim prvim brojem mogu imati dva različita apsolutna viskoziteta.

Dakle, ulje od 5W UVIJEK će osigurati bolje pokretanje i sposobnost pumpanja od 10W na SVIM temperaturama. Očigledno, važnije je koristiti ulje od 0W ili 5W u hladnijim klimama kako bi se pomoglo pokretanju i sposobnosti pumpe, ali 0W ili 5W također pomaže pri pokretanju i pumpi i na toplijim temperaturama.

Sada ispitajmo razlike u apsolutnom/dinamičkom mPa dva ulja sa istim prvim brojem: 10W40 i 10W-60

10W-40 ima dinamički viskozitet od 735,42 mPa pri 0°C. Ali 10W-60 ulje ima dinamički viskozitet od 1453,82 mPa na 0°C. Oba ulja su 10W! Dakle, iako su oba 10W, imaju potpuno različito pokretanje i pumpanjekarakteristike.

Vrste modifikatora indeksa viskoznosti

Straight grade i multi-grade ulja sadrže modifikatore viskoziteta za oba konvencionalna i sintetičko ulje. Proizvođači koriste različite proizvode, kao što su polimeri ili kopolimeri rastvorljivi u ulju.

Depresivi tačke stinjavanja i tačke stinjavanja

Točka stinjavanja ulja je temperatura na kojoj ulje više ne teče. Aditivi koji smanjuju tačku stinjavanja usporavaju zgušnjavanje ulja na nižim temperaturama usporavajući kristalizaciju parafinskih komponenti ulja. Ovo snižava temperature tačke stinjavanja.

Poboljšivači indeksa viskoznosti (VII)

VII poboljšivači su obično dugolančani polimerni molekuli visoke molekularne težine koji mijenjaju svoj oblik s promjenama temperature. Kada su hladne, čvrsto se presavijaju ili umotaju. Kada su u hladnom stanju, ne povećavaju viskozitet ulja. Međutim, kako temperatura ulja raste, molekuli se „odmotavaju/razvijaju“. Tako zauzimaju više prostora i povećavaju trenje motornog ulja kako bi kompenzirali karakteristike razrjeđivanja topline ulja. Drugim riječima, djeluju kao zgušnjivač za smanjenje razrjeđivanja ulja.

• olefinski kopolimeri (OCP)

• polialkil metakrilati (PAMA)

• poliizobutileni (PIB)

• stirenski blok polimeri

• metilmetakrilat (MMA)

• polibutadienska guma (PBR)

• cis-poliizopren (sintetička guma)

• polivinil palmitat

•polivinil kaprilat,

• kopolimeri vinil palmitata sa vinil acetatom,

Ali postoji loša strana polimera VII. Što je veća molekularna težina polimera, to se više širi. Ali što je veća molekularna težina, to su skloniji "striženju" dok teku između dva pokretna dijela. Ako rafinerija ulja/mješalica koristi višu koncentraciju VII polimera visoke molekularne težine, to više mogu spriječiti razrjeđivanje ulja kada je ulje novo. Ali kako se ulje akumulira kilometrima, smicanje oštećuje polimere i zapravo smanjuje njegovu sposobnost da održi navedeni viskozitet. Stoga se polimeri dugog lanca razgrađuju prilično brzo zbog „smicanja“ između pokretnih dijelova. Zapravo, u kratkom vremenskom periodu, smicanje uzrokovano motorom može učiniti da ulje 5w30 djeluje kao ulje 5w20 (ili niže). To dovodi do smanjenja zaštite motora.

S druge strane, mikser/rafiner dodaje neke polimere visoke molekularne težine zajedno s polimerima male molekulske težine u kombinaciji s baznom masom veće viskoznosti kako bi se osigurala ravnoteža između razrjeđivanje pri visokim temperaturama i duži vijek trajanja ulja. Drugim riječima, to je recept koji ovisi o individualnom rafineru/mješaču.

U sažetku

Savremena motorna ulja su mješavina baznog ulja s aditivima za smanjenje razrjeđivanja na višim temperaturama i drugi aditivi za smanjenje zgušnjavanja na nižim temperaturama. Osim toga, previše povezan s viskoznošćuaditivi, rafineri i blenderi dodaju, antikorozivne, aditive za modifikaciju trenja, deterdžente i aditive protiv pjene.

Odabir viskoziteta i kvaliteta osnovne sirovine, kao i vrste i količine aditiva u potpunosti ovisi o rafiner ili nezavisni blender. To je recept koji se temelji na cijeni sirovina i reputaciji kvaliteta koju rafiner ili blender želi postići.