Razumijevanje specifikacija motornog ulja.

Razumijevanje uloge motornog ulja

Motorno ulje smanjuje trenje između površina

Smanjuje trošenje

Smanjuje toplinu između kliznih dijelova

Smanjuje gubitak energije

Djeluje kao rashladno sredstvo za uklanjanje topline iz područja trenja

Djeluje kao brtva između cilindra i klipnih prstenova

Što je viskoznost motornog ulja?

Viskoznost je mjera koja kategorizira otpor tekućine na protok. Međutim, budući da se ulje zagrijava dok se zagrijava i zgušnjava dok se hladi, ocjena viskoznosti ulja mora uključivati ​​referentnu temperaturu. Također postoje dvije vrste mjerenja viskoznosti ulja; Kinematička i apsolutna (također se naziva dinamička).

Kinematička viskoznost motornog ulja mjeri se u centistoksima (cST) ili mm2/s. Centistokes je 1/100 stokea. Stoke je mjerenje određeno koliko se određena masa (gustoća) tekućine pomiče (u centimetrima) tijekom određenog vremenskog razdoblja, temeljeno na gramima po kubnom centimetru kroz otvor.

Evo jednostavnog primjera kinematike viskoznost; izbušite rupu određene veličine u maloj šalici i začepite je. Zatim napunite posudu motornim uljem na 100°C (212°F). Odčepite rupu i izmjerite koliko grama ulja teče kroz rupu tijekom određenog vremenskog razdoblja. Sada imate kinematičku ocjenu. Nažalost, motori ne rade na taj način. Mjerenje otpora ulja na protok u motoru je daleko većekomplicirano.

Prvo, motori se ne oslanjaju na gravitaciju da bi dobili protok; cirkuliraju ulje pod pritiskom pomoću pumpe za ulje. Drugo, motorno ulje ne kaplje samo iz rupe u šalici. Mora putovati između ležajeva i rotirajućih vratila i kroz uske kanale za ulje. Dok ulje klizi između ležajeva i vratila te kroz prolaze, nailazi na otpor.

Znajući to, vratimo se našem primjeru čašice koja kaplje. Umjesto da vrh šalice ostavimo otvoren atmosferi, zatvorit ćemo ga i primijeniti pritisak od 10 psi. Zatim ćemo pričvrstiti slamku od 12 inča na rupu na dnu šalice. Ako ponovimo test na -17,7°C (0°F) dobit ćemo potpuno drugačiji rezultat i taj rezultat će biti njegova apsolutna ili dinamička viskoznost.

Drugim riječima, apsolutna viskoznost motornog ulja je mjera kako ulje djeluje kada se motor okreće i ulje se pumpa. Apsolutna/dinamička viskoznost motornog ulja stvarno vam govori kako će se ulje ponašati pri pokretanju hladnog motora kada ga pokrećete i koliko dobro pumpa kada je hladno.

Kako se izražava viskoznost motornog ulja?

Društvo automobilskih inženjera (SAE) koristi uobičajenu klasifikaciju "XW-XX", gdje je broj ispred "W" (zima) apsolutna/dinamička izvedba ulja pri niskim temperaturama (-17,7°C (0°F) a drugi broj predstavlja kinematičku visoku temperaturu ulja na 100° C (212°F).

Zimaocjena se izračunava korištenjem posebnog aparata za ispitivanje koji se naziva simulator hladnog pokretanja i svaki stupanj ulja mjeri se u mPa. Visokotemperaturni stupanj ulja mjeri se u (cSt).

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

Dakle, ulje razreda 5W-30 zgusne se manje od Ulje 10W-30 za hladno vrijeme. To znači da će ulje 5W-30 omogućiti vašem motoru brže okretanje i pumpa za ulje može ga pumpati lakše nego ulje 10W-30 na istoj niskoj temperaturi.

Na višim temperaturama, razred 5W-30 je tanji. izlazi brže od ulja razreda 5W-40 pri istoj visokoj temperaturi.

Indeks viskoznosti (VI)

Sva ulja se razrjeđuju kako se zagrijavaju. Brzina kojom se ulje razrjeđuje izražava se njegovim indeksom viskoznosti. Ako se ulje vrlo sporo razrjeđuje kako temperatura raste, tada je njegov VI visok. Drugim riječima, ulje s visokim VI održava dosljedniju viskoznost u širokom temperaturnom rasponu.

Učinak temperature na viskoznost ulja NIJE ujednačen

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

“ViskoznostIndeks (VI) za bazna ulja i ulja za podmazivanje razvili su Dean i Davis iz tvrtke Standard Oil 1929. godine. U to vrijeme nisu bila dostupna višerazredna ulja niti sintetička ulja. Za VI ljestvicu postavljene su dvije granične točke. Ulja s niskom promjenom viskoznosti ovisnom o temperaturi (HVI ulja rafinirana iz sirovih sirovina iz Pennsylvanije, parafinsko ulje) bila su na vrhu ljestvice.

Njihov VI označen je sa 100, što je predstavljalo najbolji VI. Ulja sa značajnom promjenom viskoznosti (LVI-ulja, rafinirana iz sirove nafte Teksaškog zaljeva, naftenska nafta) predstavljala su niži razred. Njihov VI bio je označen s 0 – to je bio najgori mogući VI. Vrijednosti VI odnose se na mineralna ulja. Ulja za podmazivanje su zatim uspoređena s tim referentnim vrijednostima. 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 se dodijelio VI od oko 50. Kako bi se VI povećao na vrijednosti veće od 100, kasnije su razvijene nove vrste baznih ulja i posebni aditivi.” —Anton Paar

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

Ovo je važno. Ljudi često misle da su i prvi i drugi broj kinematičke vrijednosti. Oni nisu. Broj ispred Wje apsolutna viskoznost ulja tijekom pokretanja temeljena na ASTM TEST D5293 simulatoru hladnog pokretanja) i viskoznost pumpanja temeljena na ASTM D4684, ASTM D3829, ASTM D6821 ili ASTM D6896 (mini rotacijski viskozimetar). Hladno pokretanje simulira hladno pokretanje motora pri različitim temperaturama na temelju predviđene viskoznosti ulja koje se ispituje. Drugim riječima, ispitivači ne koriste istu temperaturu za svako ulje.

Na primjer, da bi se postigla vrijednost 0W, ulje ne smije prijeći maksimalnu viskoznost pokretanja od 6200 mPa (megapaskala) na -31°F (-35°C) i maksimum pumpna viskoznost od 60.000 mPa na -40° F/C.

Pogledajte ovu tablicu da biste razumjeli kako dva ulja s istim prvim brojem mogu imati dvije različite apsolutne viskoznosti.

Dakle, ulje od 5 W UVIJEK će omogućiti bolju sposobnost pokretanja i pumpanja od ulja od 10 W na SVIM temperaturama. Očito, važnije je koristiti ulje od 0 W ili 5 W u hladnijim klimatskim uvjetima kako bi se pomoglo pokretanju i sposobnosti pumpanja, ali 0 W ili 5 W također pomaže pokretanju i sposobnosti pumpanja i na višim temperaturama.

Idemo sada ispitati razlike u apsolutnim/dinamičkim mPa dva ulja s istim prvim brojem: 10W40 i 10W-60

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

Vrste modifikatora indeksa viskoznosti

Ulje s čistim i višestrukim stupnjem sadrži modifikatore viskoznosti i za konvencionalne i sintetičko ulje. Proizvođači koriste različite proizvode, kao što su polimeri ili kopolimeri topljivi u ulju.

Stekište i depresori za sticanje

Stekište ulja je temperatura pri kojoj ulje više ne teče. Aditivi za snižavanje točke tečenja usporavaju zgušnjavanje ulja na nižim temperaturama usporavanjem kristalizacije parafinskih komponenti ulja. Time se snižavaju temperature tečenja.

Poboljšivači indeksa viskoznosti (VII)

VII poboljšivači su obično dugolančane polimerne molekule visoke molekularne težine koje mijenjaju svoj oblik s promjenama temperature. Kad su hladni, čvrsto su presavijeni ili smotani. Kada su u hladnom stanju, ne povećavaju viskoznost ulja. Međutim, kako temperatura ulja raste, molekule se "odmotavaju". Stoga zauzimaju više prostora i povećavaju trenje motornog ulja kako bi kompenzirali karakteristike razrjeđivanja topline ulja. Drugim riječima, djeluju kao zgušnjivači za smanjenje razrjeđivanja ulja.

• olefinski kopolimeri (OCP)

• polialkil metakrilati (PAMA)

• poli izobutileni (PIB)

• blok polimeri stirena

• metilmetakrilat (MMA)

• polibutadien kaučuk (PBR)

• cis-poliizopren (sintetička guma)

• polivinil palmitat

•polivinil kaprilat,

• kopolimeri vinil palmitata s vinil acetatom,

Ali postoji i loša strana polimera VII. Što je veća molekularna težina polimera, on se više širi. Ali što je veća molekularna težina, to su skloniji "smicanju" dok teku između dva pokretna dijela. Ako rafiner/mješalica ulja koristi veću koncentraciju polimera VII visoke molekularne težine, oni više mogu spriječiti razrjeđivanje ulja kada je ulje novo. Ali kako se ulje nakuplja kilometrima, smicanje oštećuje polimere i zapravo smanjuje njegovu sposobnost održavanja navedene viskoznosti. Stoga se dugolančani polimeri prilično brzo razgrađuju zbog "smicanja" između pokretnih dijelova. Zapravo, tijekom kratkog vremenskog razdoblja, smicanje uzrokovano motorom može učiniti da se ulje 5w30 ponaša kao ulje 5w20 (ili niže). To dovodi do smanjenja zaštite motora.

S druge strane, mješalica/pročišćivač može dodati neke polimere visoke molekularne težine zajedno s polimerima niske molekularne težine u kombinaciji s osnovnom masom veće viskoznosti kako bi se osigurala ravnoteža između razrjeđivanje na visokim temperaturama i dulji vijek trajanja ulja. Drugim riječima, to je recept koji ovisi o pojedinačnom rafineru/mješaču.

Ukratko

Moderna 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 povezano s viskoznošćuaditivi, dodaci za pročišćavanje i miješalice, antikorozivni aditivi, aditivi za modifikaciju trenja, detergenti i aditivi protiv pjenjenja.

Odabir viskoznosti i kvalitete baznog ulja, zajedno s vrstama i količinama aditiva u potpunosti ovisi o rafiner ili nezavisni blender. To je recept koji se temelji na cijeni sirovina i reputaciji kvalitete koju rafiner ili mješalica želi postići.