Forståelse af motoroliespecifikationer.

Forståelse af motoroliens rolle

Motorolie reducerer friktion mellem overflader

Reducerer slid

Reducerer varmen mellem de glidende dele

Reducerer tab af energi

Virker som et kølemiddel, der fjerner varme fra friktionsområdet.

Fungerer som tætning mellem cylinder og stempelringe

Hvad er motoroliens viskositet?

Viskositet er en måling, der kategoriserer en væskes modstand mod at flyde. Men da olie bliver tyndere, når den opvarmes, og tykkere, når den afkøles, skal oliens viskositetsvurdering indeholde en temperaturreference. Der er også to typer målinger af olieviskositet: Kinematisk og absolut (også kaldet dynamisk).

Motoroliens kinematiske viskositet måles i centistokes (cST) eller mm2/s. Et centistoke er 1/100 af et stoke. Et stoke er et mål for, hvor meget en bestemt masse (densitet) af væske bevæger sig (i centimeter) i løbet af et tidsrum, baseret på gram pr. kubikcentimeter gennem en åbning.

Her er et simpelt eksempel på kinematisk viskositet: Bor et hul af en bestemt størrelse i en lille kop, og sæt proppen i. Fyld derefter koppen med motorolie ved 100 °C. Tag proppen ud af hullet, og mål, hvor mange gram olie der strømmer gennem hullet i løbet af et bestemt tidsrum. Nu har du en kinematisk værdi. Desværre fungerer motorer ikke på den måde. At måle oliens modstand mod at strømme i en motor er langt mere kompliceret.kompliceret.

For det første er motorer ikke afhængige af tyngdekraften for at opnå flow; de cirkulerer olie under tryk ved hjælp af en oliepumpe. For det andet drypper motorolie ikke bare ud af et hul i en kop. Den skal bevæge sig mellem lejer og roterende aksler og gennem smalle oliegalleripassager. Når olien glider mellem lejer og aksler og gennem passager, støder den på modstand.

Lad os derfor gå tilbage til vores eksempel med den dryppende kop. I stedet for at lade toppen af koppen være åben for atmosfæren, sætter vi låg på og påfører et tryk på 10 psi. Derefter sætter vi et 12″ sugerør i hullet i bunden af koppen. Hvis vi gentager testen ved -17,7 °C (0 °F), får vi et helt andet resultat, og dette resultat vil være den absolutte eller dynamiske viskositet.

Med andre ord er motoroliens absolutte viskositet et mål for, hvordan olien opfører sig, når motoren starter, og olien pumpes. En motorolies absolutte/dynamiske viskositet fortæller dig i virkeligheden, hvordan olien vil opføre sig ved koldstart, når du starter, og hvor godt den pumper, når den er kold.

Hvordan udtrykkes motoroliens viskositet?

Society of Automotive Engineers (SAE) bruger en fælles klassificering af "XW-XX", hvor tallet før "W" (vinter) er oliens absolutte/dynamiske lavtemperatur (-17,7°C (0°F) ydelse og det andet tal repræsenterer oliens kinematiske højtemperatur ved 100° C (212°F).

Vinterklassificeringen beregnes ved hjælp af et særligt testapparat kaldet en koldstartsimulator, og hver oliekvalitet måles i mPa's. Oliens højtemperaturkvalitet måles i (cSt).

VIGTIG BEMÆRKNING: Nedenstående oliekvaliteter er testet ved forskellige temperaturer! 0W-olien er testet ved -35 °C, mens 5W-olien er testet ved -30 °C. Viskositeten i W-kvaliteterne er den MAXIMALT tilladte, mens viskositeten i højtemperaturkvaliteterne er den MINIMALT tilladte.

Så en 5W-30-olie tykner mindre end en 10W-30-olie i koldt vejr. Det betyder, at en 5W-30-olie vil få din motor til at starte hurtigere, og oliepumpen kan pumpe den lettere end en 10W-30-olie ved samme kolde temperatur.

Ved højere temperaturer udtyndes en 5W-30-olie hurtigere end en 5W-40-olie ved samme høje temperatur.

Viskositetsindeks (VI)

Al olie bliver tyndere, når den varmes op. Den hastighed, hvormed olien bliver tyndere, udtrykkes ved dens viskositetsindeks. Hvis olien bliver meget langsomt tyndere, når temperaturen stiger, er dens VI høj. Med andre ord opretholder en olie med høj VI en mere ensartet viskositet over et bredt temperaturområde.

Effekten af temperatur på olieviskositet er IKKE ensartet

Oliens udtynding eller fortykkelse er ikke lineær. For eksempel vil en olies kinematiske viskositet ændre sig MERE mellem 50°F og 59°F, end den vil mellem 176°F og 185°F.

"Viskositetsindekset (VI) for basisolier og smøreolier blev udviklet af Dean og Davis fra Standard Oil i 1929. På dette tidspunkt var der ingen multi-grade olier og ingen syntetiske olier til rådighed. For VI-skalaen blev der fastsat to grænsepunkter. Olier med lav temperaturafhængig viskositetsændring (HVI-olier raffineret fra Pennsylvania-råolie, paraffinisk olie) var i den høje ende af skalaen.

Deres VI blev angivet med 100, hvilket repræsenterede den bedste VI. Olier med betydelig viskositetsændring (LVI-olier, raffineret fra Texas Gulf Crudes, naphthenisk olie) repræsenterede den lave ende. Deres VI blev angivet med 0 - dette var den værst mulige VI. VI-værdierne relaterede til mineralolier. Smøreolier blev derefter sammenlignet med disse benchmarks. Hvis olien lignede den paraffiniske olie, var en VI på 100blev tildelt; hvis den lignede den naphtheniske olie, blev der tildelt en VI på 0. I midten ville der blive tildelt en VI på omkring 50. For at øge VI til værdier højere end 100 blev der senere udviklet nye baseolietyper og specielle additiver." -Anton Paar

Motoroliens VI varierer fra -60 til helt op til 400, afhængigt af hvilke typer viskositetsmodifikatorer raffinaderiet eller olieblanderen bruger. Motorolie indeholder typisk mellem 5% og 20% viskositetsforbedrende additiver.

Det er vigtigt. Folk tror ofte, at det første og det andet tal begge er kinematiske værdier. Det er de ikke. Tallet før W'et er oliens absolutte viskositet under start baseret på ASTM TEST D5293 cold-cranking simulator) og pumpeviskositet baseret på ASTM D4684, ASTM D3829, ASTM D6821 eller ASTM D6896 (mini rotary viscometer). Cold-cranking simulerer koldstart af en motor ved forskellige temperaturerbaseret på den forventede viskositet af den olie, der testes. Med andre ord bruger testerne ikke den samme temperatur til hver olie.

For at opnå en 0W-klassificering må olien f.eks. ikke overstige en maksimal startviskositet på 6200 mPa (megapascal) ved -31°F (-35°C) og en maksimal pumpeviskositet på 60.000 mPa ved -40°F/C.

Se dette diagram for at forstå, hvordan to olier med det samme første nummer kan have to forskellige absolutte viskositeter.

Så en 5W olie vil ALTID give bedre start- og pumpeevne end en 10W ved ALLE temperaturer. Det er naturligvis vigtigere at bruge en 0W eller 5W olie i koldere klimaer for at hjælpe start- og pumpeevnen, men en 0W eller 5W hjælper også start- og pumpeevnen i varmere temperaturer.

Lad os nu se på forskellene i absolut/dynamisk mPa for to olier med samme første nummer: 10W40 og 10W-60.

10W-40 har en dynamisk viskositet på 735,42 mPa ved 0 °C. Men 10W-60-olien har en dynamisk viskositet på 1453,82 mPa ved 0 °C. Begge olier er 10W! Så selvom de begge er 10W, har de helt forskellige start- og pumpeegenskaber.

Typer af viskositetsindeksmodifikatorer

Straight grade og multi-grade olie indeholder viskositetsmodifikatorer til både konventionel og syntetisk olie. Producenter bruger en række forskellige produkter, som olieopløselige polymerer eller copolymerer.

Skænkepunkts- og skænkepunktsnedsættende midler

En olies flydepunkt er den temperatur, hvor olien ikke længere flyder. Flydepunktssænkende additiver bremser oliens fortykkelse ved lavere temperaturer ved at forsinke krystalliseringen af de paraffinske komponenter i olien. Dette sænker flydepunktstemperaturerne.

Viskositetsindeksforbedrende midler (VII)

VII-forbedringsmidler er normalt langkædede polymermolekyler med høj molekylvægt, der ændrer form ved temperaturændringer. Når de er kolde, er de foldet stramt eller oprullet. Når de er i kold tilstand, øger de ikke oliens viskositet. Men når oliens temperatur stiger, "oprulles/udfoldes" molekylerne. Så de optager mere plads og øger friktionen i motorolien tilkompensere for oliens varmefortyndende egenskaber. Med andre ord fungerer de som et fortykningsmiddel for at reducere oliens fortynding.

- olefin-copolymerer (OCP)

- polyalkylmethakrylater (PAMA)

- polyisobutylener (PIB)

- styren-blokpolymerer

- methylmethacrylat (MMA)

- polybutadiengummi (PBR)

- cis-polyisopren (en syntetisk gummi)

- polyvinylpalmitat

- polyvinylkaprylat,

- copolymerer af vinylpalmitat og vinylacetat,

Men der er en ulempe ved polymer VII. Jo højere molekylvægt polymeren har, jo mere udvider den sig. Men jo højere molekylvægt, jo mere tilbøjelige er de til at "klippe", når de flyder mellem to bevægelige dele. Hvis en olieraffinader/blender bruger en højere koncentration af VII-polymerer med høj molekylvægt, jo mere kan de forhindre, at olien bliver tyndere, når den er ny. Men når olienNår man kører flere kilometer, beskadiger forskydningen polymererne og reducerer faktisk dens evne til at opretholde den angivne viskositet. Derfor nedbrydes langkædede polymerer ret hurtigt på grund af "forskydning" mellem bevægelige dele. Faktisk kan forskydningen forårsaget af motoren over en kort periode få en 5w30-olie til at fungere som 5w20 (eller lavere) olie. Dette fører til et fald i motorbeskyttelsen.

På den anden side kan en blender/raffinaderi tilføje nogle højmolekylære polymerer sammen med lavmolekylære polymerer i forbindelse med en basisolie med højere viskositet for at skabe en balance mellem udtynding ved høj temperatur og længere levetid for olien. Med andre ord er det en opskrift, der er op til den enkelte raffinaderi/blender.

Sammenfattende

Moderne motorolier er en blanding af en basisolie med additiver til at reducere udtynding ved højere temperaturer og andre additiver til at reducere fortykkelse ved koldere temperaturer. Ud over viskositetsrelaterede additiver tilsætter raffinaderier og blandere antikorrosive, friktionsmodificerende, detergenter og skumdæmpende additiver.

Valget af basismaterialets viskositet og kvalitet samt typer og mængder af tilsætningsstoffer er helt op til raffinaderiet eller den uafhængige blender. Det er en opskrift, der er baseret på prisen på råmaterialerne og det kvalitetsomdømme, raffinaderiet eller blenderen ønsker at opnå.