Mootoriõli spetsifikatsioonide mõistmine.

Mootorõli rolli mõistmine

Mootoriõli vähendab pindade vahelist hõõrdumist

Vähendab kulumist

Vähendab kuumust libisevate osade vahel

Vähendab energiakadu

Toimib nagu jahutusvedelik, et eemaldada soojus hõõrdealalt

Toimib tihendina silindri ja kolvirõngaste vahel.

Mis on mootoriõli viskoossus?

Viskoossus on mõõtmine, mis kategoriseerib vedeliku voolutakistust. Kuna õli aga soojenedes hõreneb ja jahtudes pakseneb, peab õli viskoossuse määramine sisaldama temperatuuri viite. Samuti on olemas kahte tüüpi õli viskoossuse mõõtmisi: kinemaatiline ja absoluutne (mida nimetatakse ka dünaamiliseks).

Mootorõli kinemaatilist viskoossust mõõdetakse sentistokides (cST) või mm2/s. Sentistoke on 1/100 stoke'i. Stoke on mõõtühik, mis määrab, kui palju teatud mass (tihedus) vedelik liigub (sentimeetrites) aja jooksul, võttes aluseks grammi kuupsentimeetri kohta läbi avause.

Siin on lihtne näide kinemaatilise viskoossuse kohta; puurige väikesesse tassi kindla suurusega auk ja sulgege see. Seejärel täitke tass mootoriõliga temperatuuril 100° C (212°F). Võtke auk lahti ja mõõtke, mitu grammi õli voolab läbi augu kindlaksmääratud aja jooksul. Nüüd on teil kinemaatiline hinnang. Kahjuks ei toimi mootorid nii. Õli voolutakistuse mõõtmine mootoris on palju keerulisem kui mootori voolutakistuse mõõtmine, sest see on palju keerulisem.keeruline.

Esiteks, mootorid ei toetu voolu saamiseks gravitatsioonile; nad lasevad õli ringlusse rõhu all, kasutades selleks õlipumpa. Teiseks, mootoriõli ei tilgu lihtsalt tassis olevast august välja. See peab liikuma laagrite ja pöörlevate võllide vahel ning läbi kitsaste õlikanalite. Kui õli libiseb laagrite ja võllide vahel ning läbi kanalite, siis puutub see kokku takistusega.

Seda teades pöördume tagasi meie tilkuva tassi näite juurde. Selle asemel, et jätta tassi ülaosa atmosfäärile avatuks, paneme selle korki ja rakendame 10 psi rõhku. Järgnevalt kinnitame 12″ joogipilli tassi põhjas asuvasse auku. Kui me kordame katset -17,7°C (0°F) juures, saame täiesti erineva tulemuse ja see tulemus on selle absoluutne või dünaamiline viskoossus.

Teisisõnu, mootoriõli absoluutne viskoossus näitab, kuidas õli käitub, kui mootor käivitab ja õli pumbatakse. Mootoriõli absoluutne/dünaamiline viskoossus näitab tegelikult, kuidas õli käitub külmalt käivitamisel, kui te käivitab ja kui hästi see külma pumbab.

Kuidas väljendatakse mootoriõli viskoossust?

Autoinseneride Ühing (SAE) kasutab ühist klassifikatsiooni "XW-XX", kus "W" (talv) ees olev number on õli absoluutne/dünaamiline madalatemperatuur (-17,7 °C (0 °F) ja teine number tähistab õli kinemaatilist kõrgeimat temperatuuri 100 °C (212 °F) juures.

Winteri reiting arvutatakse spetsiaalse katseseadme abil, mida nimetatakse külmkokkupõrke simulaatoriks, ja iga õliklassi mõõdetakse mPa's. Õli kõrge temperatuuriklassi mõõdetakse (cSt).

TÄHTIS MÄRKUS: Allpool toodud õlide kvaliteediklassid on testitud erinevatel temperatuuridel! 0W õli testitakse -35°C juures, samas kui 5W õli testitakse -30°C juures. W-klasside viskoossused on MAKSIMUMI lubatud, samas kui kõrge temperatuuriga klasside viskoossused on MINIMUMID.

Niisiis, 5W-30 klassi õli pakseneb külma ilmaga vähem kui 10W-30 klassi õli. See tähendab, et 5W-30 klassi õli võimaldab mootoril kiiremini käivituda ja õlipump saab seda kergemini pumbata kui 10W-30 klassi õli samal külmal temperatuuril.

Kõrgematel temperatuuridel hõreneb 5W-30 klassi õli kiiremini kui 5W-40 klassi õli sama kõrgel temperatuuril.

Viskoossusindeks (VI)

Kõik õlid hõrenevad soojenedes. Õli hõrenemise kiirust väljendab selle viskoossusindeks. Kui õli hõrenemine on temperatuuri tõustes väga aeglane, siis on selle VI kõrge. Teisisõnu, kõrge VI-ga õli säilitab ühtlasema viskoossuse laias temperatuurivahemikus.

Temperatuuri mõju õli viskoossusele EI ole ühtlane.

Õli hõrenemine või paksenemine ei ole lineaarne. Näiteks õli kinemaatiline viskoossus muutub 50°F ja 59°F vahel rohkem kui 176°F ja 185°F vahel.

"Viskoossusindeks (VI) baas- ja määrdeõlide jaoks töötati välja 1929. aastal Standard Oil'i Dean ja Davis'i poolt. Sel ajal ei olnud veel saadaval mitmikõlisid ja sünteetilisi õlisid. VI skaala jaoks määrati kaks piirpunkti. Madala temperatuurist sõltuva viskoossuse muutusega õlid (Pennsylvania toornaftast rafineeritud HVI-õlid, parafiinsed õlid) olid skaala kõrgeimas otsas.

Nende VI oli märgitud 100, mis kujutas endast parimat VI-d. Olulise viskoossuse muutusega õlid (LVI-õlid, Texase lahe toornaftast rafineeritud õlid, nafteensed õlid) kujutasid endast madalaimat piiri. Nende VI oli märgitud 0 - see oli halvim võimalik VI. VI väärtused olid seotud mineraalõlidega. Seejärel võrreldi määrdeõlisid nende võrdlusalustega. Kui õli oli sarnane parafiinse õliga, siis VI 100määrati; kui see oli sarnane nafteensele õlile, määrati VI 0. Keskel määrati VI umbes 50. VI tõstmiseks üle 100, töötati hiljem välja uued baasõlide tüübid ja spetsiaalsed lisandid." -Anton Paar

Mootoriõli VI väärtus ulatub -60-st kuni 400-ni, sõltuvalt rafineerimistehase või õlisegisti poolt kasutatud viskoossuse parandajate tüübist. Tavaliselt sisaldab mootoriõli 5-20% viskoossuse parandamise lisandeid.

See on oluline. Inimesed arvavad sageli, et esimene ja teine number on mõlemad kineetilised väärtused. See ei ole nii. Number enne W on õli absoluutne viskoossus käivitamisel, mis põhineb ASTM TEST D5293 külmkäivitussimulaatoril) ja pumpamisviskoossus, mis põhineb ASTM D4684, ASTM D3829, ASTM D6821 või ASTM D6896 (mini rotatsiooniviskosimeeter). Külmkäivitussimulaator simuleerib mootori külmkäivitamist eri temperatuuridel.lähtudes katsetatava õli prognoositavast viskoossusest. Teisisõnu, testijad ei kasuta iga õli puhul sama temperatuuri.

Näiteks 0W klassifikatsiooni saavutamiseks ei tohi õli viskoossus olla üle 6200 mPa (megapaskali) käivitamisel temperatuuril -31°F (-35°C) ja maksimaalne pumpamisviskoossus 60 000 mPa temperatuuril -40°F/C.

Vaadake seda tabelit, et mõista, kuidas kahel sama algarvuga õlil võib olla kaks erinevat absoluutset viskoossust.

Nii et 5W õli tagab ALATI parema käivitus- ja pumba võimekuse kui 10W õli kõigil temperatuuridel. Ilmselgelt on olulisem kasutada 0W või 5W õli külmemas kliimas, et aidata käivitus- ja pumba võimekust, kuid 0W või 5W õli aitab käivitus- ja pumba võimekust ka soojemal temperatuuril.

Uurime nüüd kahe sama esimese numbriga õli absoluutse/dünaamilise mPa erinevusi: 10W40 ja 10W-60.

10W-40 õli dünaamiline viskoossus on 735,42 mPa @ 0°C. 10W-60 õli dünaamiline viskoossus on aga 1453,82 mPa @ 0°C. Mõlemad õlid on 10W! Seega, kuigi mõlemad on 10W, on neil täiesti erinevad käivitus- ja pumbaomadused.

Viskoossusindeksi modifikaatorite tüübid

Nii tavapäraste kui ka sünteetiliste õlide puhul sisaldavad sirge- ja mitmeklassilised õlid viskoossuse modifikaatoreid. Tootjad kasutavad erinevaid tooteid, näiteks õlilahustuvaid polümeere või kopolümeere.

Voolupunkti ja valupunkti alandavad ained

Õli voolamistemperatuur on temperatuur, mille juures õli enam ei voola. Voolamistemperatuuri alandavad lisandid aeglustavad õli paksenemist madalamatel temperatuuridel, aeglustades õli parafiinsete komponentide kristalliseerumist. See alandab voolamistemperatuuri.

Viskoossusindeksi parandajad (VII)

VII parandajad on tavaliselt pika ahelaga, suure molekulmassiga polümeermolekulid, mis muudavad oma kuju temperatuuri muutudes. Külmas olekus on nad tihedalt kokku volditud või kokku keritud. Külmas olekus ei suurenda nad õli viskoossust. Kuid kui õli temperatuur tõuseb, molekulid "lahti keritud/ lahti volditud". Seega võtavad nad rohkem ruumi ja suurendavad mootoriõli hõõrdumist, etkompenseerivad õli soojuse hõrenemisomadusi. Teisisõnu, nad toimivad paksendajana, et vähendada õli hõrenemist.

- olefiinkopolümeerid (OCP)

- polüalküülmetakrülaadid (PAMA)

- polüisobuteenid (PIB)

- stüreeni plokkpolümeerid

- metüülmetakrülaat (MMA)

- polübutadieenkautšuk (PBR)

- cis-polüisopreen (sünteetiline kautšuk)

- polüvinüülpalmitaat

- polüvinüülkaprülaat,

- vinüülpalmitaadi ja vinüülatsetaadi kopolümeerid,

Kuid VII polümeeridel on ka negatiivne külg. Mida suurem on polümeeri molekulmass, seda rohkem ta laieneb. Kuid mida suurem on molekulmass, seda rohkem on nad altid "lõikumisele", kui nad voolavad kahe liikuva osa vahel. Kui õli rafineerija/blender kasutab suuremat kontsentratsiooni suure molekulmassiga VII polümeere, seda rohkem võivad nad vältida õli hõrenemist, kui õli on uus. Kuid kui õlikogunevad kilomeetrid, kahjustab nihkumine polümeere ja vähendab tegelikult selle võimet säilitada märgitud viskoossust. Seetõttu lagunevad pika ahelaga polümeerid liikuvate osade vahelise "nihkumise" tõttu üsna kiiresti. Tegelikult võib mootori põhjustatud nihkumine lühikese aja jooksul panna 5w30 õli käituma nagu 5w20 (või madalam) õli. See toob kaasa mootori kaitse vähenemise.

Teisest küljest võib blender/rafineerija lisada mõned suure molekulmassiga polümeerid koos väikese molekulmassiga polümeeridega koos kõrgema viskoossusega põhivaraga, et saavutada tasakaal kõrge temperatuuri lahjendamise ja pikema õli kasutusaja vahel. Teisisõnu, see on retsept, mis sõltub iga rafineerija/blenderi individuaalsest retseptist.

Kokkuvõttes

Kaasaegsed mootoriõlid on segu baasõlist, millele on lisatud lisandeid, mis vähendavad õhenemist kõrgematel temperatuuridel, ja muid lisandeid, mis vähendavad paksenemist külmematel temperatuuridel.Lisaks viskoossusega seotud lisanditele lisavad rafineerijad ja segajad ka korrosioonivastaseid, hõõrdumist modifitseerivaid, detergente ja vahutamisvastaseid lisandeid.

Põhimassi viskoossuse ja kvaliteedi ning lisaainete liigi ja koguse valik on täielikult rafineerija või sõltumatu blenderi otsustada. See on retsept, mis põhineb tooraine hinnal ja kvaliteedi mainel, mida rafineerija või blender soovib saavutada.