Smysl specifikací motorového oleje.

Pochopení úlohy motorového oleje

Motorový olej snižuje tření mezi povrchy

Snižuje opotřebení

Snižuje teplo mezi posuvnými částmi

Snižuje ztráty energie

Působí jako chladicí kapalina, která odvádí teplo z třecí plochy.

Působí jako těsnění mezi válcem a pístními kroužky.

Co je viskozita motorového oleje?

Viskozita je měřítko, které kategorizuje odpor kapaliny proti proudění. Protože se však olej zahříváním ředí a ochlazováním houstne, musí být do hodnocení viskozity oleje zahrnuta i referenční teplota. Existují také dva typy měření viskozity oleje: kinematická a absolutní (nazývaná také dynamická).

Kinematická viskozita motorového oleje se měří v centistocích (cST) nebo mm2/s. Centistoke je 1/100 stoke. Stoke je míra určená podle toho, o kolik se určitá hmotnost (hustota) kapaliny pohne (v centimetrech) za určitou dobu, na základě gramů na centimetr krychlový otvorem.

Zde je jednoduchý příklad kinematické viskozity: do malého kelímku vyvrtejte otvor o stanovené velikosti a ucpěte jej. Poté kelímek naplňte motorovým olejem o teplotě 100 °C. Otvor odcpěte a změřte, kolik gramů oleje protéká otvorem za stanovenou dobu. Nyní máte k dispozici kinematickou viskozitu. Bohužel motory takto nefungují. Měření odporu oleje při proudění v motoru je mnohem náročnější.komplikované.

Zaprvé, motory nespoléhají na gravitaci, aby dosáhly průtoku; cirkulují olej pod tlakem pomocí olejového čerpadla. Zadruhé, motorový olej jen tak nekape z otvoru v kelímku. Musí se pohybovat mezi ložisky a rotujícími hřídeli a úzkými průchody olejových kanálů. Jak olej klouže mezi ložisky a hřídeli a průchody, naráží na odpor.

S tímto vědomím se vraťme k našemu příkladu s odkapávajícím kelímkem. Místo toho, abychom nechali horní část kelímku otevřenou atmosféře, uzavřeme jej a vytvoříme tlak 10 psi. Poté do otvoru na dně kelímku připojíme 12″ brčko na pití. Pokud test zopakujeme při -17,7 °C, získáme zcela jiný výsledek a tento výsledek bude představovat absolutní nebo dynamickou viskozitu.

Jinými slovy, absolutní viskozita motorového oleje je měřítkem toho, jak se olej chová, když motor běží a olej je čerpán. Absolutní/dynamická viskozita motorového oleje ve skutečnosti říká, jak se olej chová při studeném startu, když motor běží a jak dobře čerpá za studena.

Jak se vyjadřuje viskozita motorového oleje?

Společnost automobilových inženýrů (SAE) používá běžnou klasifikaci "XW-XX", kde číslo před písmenem "W" (zimní) představuje absolutní/dynamickou nízkou teplotu oleje (-17,7 °C) a druhé číslo představuje kinematickou vysokou teplotu oleje při 100 °C.

Zimní stupeň se vypočítává pomocí speciálního testovacího přístroje zvaného simulátor studeného chodu a každý stupeň oleje se měří v mPa's. Vysokoteplotní stupeň oleje se měří v (cSt).

DŮLEŽITÉ UPOZORNĚNÍ: Níže uvedené třídy oleje jsou testovány při různých teplotách! Olej 0W je testován při -35 °C, zatímco olej 5W je testován při -30 °C. Viskozity tříd W jsou MAXIMÁLNĚ přípustné, zatímco viskozity tříd pro vysoké teploty jsou MINIMÁLNÍ.

Olej třídy 5W-30 tedy za studena houstne méně než olej třídy 10W-30. To znamená, že olej třídy 5W-30 umožní rychlejší roztočení motoru a olejové čerpadlo jej může čerpat snadněji než olej třídy 10W-30 při stejné teplotě za studena.

Při vyšších teplotách se olej třídy 5W-30 ředí rychleji než olej třídy 5W-40 při stejně vysoké teplotě.

Index viskozity (VI)

Všechny oleje se zahříváním ředí. Rychlost, jakou se olej ředí, vyjadřuje jeho viskozitní index. Pokud se olej s rostoucí teplotou ředí velmi pomalu, je jeho viskozitní index vysoký. Jinými slovy, olej s vysokým viskozitním indexem si udržuje konzistentnější viskozitu v širokém rozsahu teplot.

Vliv teploty na viskozitu oleje NENÍ rovnoměrný.

Ředění nebo zahušťování oleje není lineární. Například kinematická viskozita oleje se mezi 50°F a 59°F změní VÍCE než mezi 176°F a 185°F.

"Index viskozity (VI) pro základové a mazací oleje byl vyvinut Deanem a Davisem ze společnosti Standard Oil v roce 1929. V té době nebyly k dispozici žádné vícestupňové oleje ani syntetické oleje. Pro stupnici VI byly stanoveny dva mezní body. Oleje s nízkou změnou viskozity v závislosti na teplotě (oleje HVI rafinované z pensylvánské ropy, parafinické oleje) byly na horním konci stupnice.

Jejich VI byla označena číslem 100, což představovalo nejlepší VI. Oleje s výraznou změnou viskozity (LVI-oleje, rafinované z texaských ropných frakcí ze Zálivu, naftenické oleje) představovaly spodní hranici. Jejich VI byla označena číslem 0 - to byla nejhorší možná VI. Hodnoty VI se týkaly minerálních olejů. Mazací oleje pak byly porovnávány s těmito referenčními hodnotami. Pokud byl olej podobný parafinickému oleji, byla VI 100byl přiřazen; pokud byl podobný naftenickému oleji, byl přiřazen VI 0. Uprostřed byl přiřazen VI kolem 50. Pro zvýšení VI na hodnoty vyšší než 100 byly později vyvinuty nové typy základových olejů a speciální aditiva." -Anton Paar

VI motorového oleje se pohybuje v rozmezí od -60 až do 400 v závislosti na typech modifikátorů viskozity použitých rafinerií nebo výrobcem oleje. Obvykle motorový olej obsahuje 5 až 20 % přísad pro zvýšení viskozity.

To je důležité. Lidé si často myslí, že první a druhé číslo jsou kinematické hodnoty. Není tomu tak. Číslo před W je absolutní viskozita oleje při startování za studena podle ASTM TEST D5293 simulátoru startování za studena) a viskozita při čerpání podle ASTM D4684, ASTM D3829, ASTM D6821 nebo ASTM D6896 (mini rotační viskozimetr). Startování za studena simuluje studený start motoru při různých teplotách.na základě předpokládané viskozity testovaného oleje. Jinými slovy, testery nepoužívají pro každý olej stejnou teplotu.

Například aby olej získal označení 0W, nesmí překročit maximální viskozitu 6200 mPa (megapascalů) při -31°F (-35°C) a maximální viskozitu při čerpání 60 000 mPa při -40°F/C.

Podívejte se na tuto tabulku, abyste pochopili, jak mohou mít dva oleje se stejným prvním číslem dvě různé absolutní viskozity.

Takže 5W olej bude VŽDY poskytovat lepší startovací a čerpací schopnosti než 10W olej při VŠECH teplotách. Je zřejmé, že je důležitější používat 0W nebo 5W olej v chladnějším podnebí, aby se zlepšily startovací a čerpací schopnosti, ale 0W nebo 5W olej pomáhá startovat a čerpat i při vyšších teplotách.

Nyní prozkoumejme rozdíly v absolutním/dynamickém mPa dvou olejů se stejným prvním číslem: 10W40 a 10W-60.

Olej 10W-40 má dynamickou viskozitu 735,42 mPa při 0 °C. Olej 10W-60 má dynamickou viskozitu 1453,82 mPa při 0 °C. Oba oleje jsou 10W! Takže i když jsou oba 10W, mají zcela odlišné klikové a čerpací vlastnosti.

Typy modifikátorů viskozitního indexu

Přímý a vícestupňový olej obsahuje modifikátory viskozity pro konvenční i syntetické oleje. Výrobci používají různé produkty, například polymery rozpustné v oleji nebo kopolymery.

Bod tuhnutí a látky snižující bod tuhnutí

Teplota tuhnutí oleje je teplota, při které olej přestává téct. Přísady snižující teplotu tuhnutí zpomalují zahušťování oleje při nižších teplotách tím, že zpomalují krystalizaci parafinických složek oleje. Tím se snižuje teplota tuhnutí.

Zlepšovače viskozitního indexu (VII)

VII zlepšovače jsou obvykle polymerní molekuly s dlouhým řetězcem a vysokou molekulovou hmotností, které mění svůj tvar se změnou teploty. Za studena jsou pevně složené nebo svinuté. Když jsou ve studeném stavu, nezvyšují viskozitu oleje. Jakmile se však teplota oleje zvýší, molekuly se "rozbalí/rozvinou". Zabírají tedy více místa a zvyšují tření motorového oleje, abyJinými slovy, působí jako zahušťovadlo, které snižuje řídnutí oleje.

- olefinové kopolymery (OCP)

- polyalkylmetakryláty (PAMA)

- polyisobutylenů (PIB)

- blokové polymery styrenu

- methylmetakrylát (MMA)

- polybutadienový kaučuk (PBR)

- cis-polyizopren (syntetický kaučuk).

- polyvinylpalmitát

- polyvinylkaprilát,

- kopolymery vinylpalmitátu s vinylacetátem,

Polymery VII však mají i svou nevýhodu. Čím vyšší je molekulová hmotnost polymeru, tím více se rozpíná. Čím vyšší je však molekulová hmotnost, tím více jsou náchylné ke "stříhání", když protékají mezi dvěma pohyblivými částmi. Pokud rafinér/směšovač oleje používá vyšší koncentraci polymerů VII s vysokou molekulovou hmotností, tím více může zabránit ředění oleje, když je olej nový. Ale jakmile se olejsbíráním kilometrů dochází k poškozování polymerů střihem a ve skutečnosti se snižuje jeho schopnost udržet uvedenou viskozitu. Proto se polymery s dlouhým řetězcem poměrně rychle rozpadají v důsledku "střihu" mezi pohyblivými částmi. Ve skutečnosti může během krátké doby střih způsobený motorem způsobit, že se olej 5w30 chová jako olej 5w20 (nebo nižší). To vede ke snížení ochrany motoru.

Na druhou stranu může míchač/rafinér přidat některé vysokomolekulární polymery spolu s nízkomolekulárními polymery ve spojení se základním olejem s vyšší viskozitou, aby zajistil rovnováhu mezi ředěním při vysokých teplotách a delší životností oleje. Jinými slovy, je to recept, který závisí na konkrétním míchači/rafinérovi.

Shrnutí

Moderní motorové oleje jsou směsí základního oleje s přísadami pro snížení ředění při vyšších teplotách a dalšími přísadami pro snížení houstnutí při nižších teplotách.Kromě přísad souvisejících s viskozitou přidávají rafinerie a výrobci směsí také antikorozní přísady, přísady pro úpravu tření, detergentní přísady a přísady proti pěnění.

Volba viskozity a kvality základní suroviny spolu s druhy a množstvím přísad je zcela v kompetenci rafinéra nebo nezávislého míchače. Jedná se o recepturu, která vychází z ceny surovin a pověsti kvality, které chce rafinér nebo míchač dosáhnout.