Motoreļļas specifikāciju izpratne.

Izpratne par motoreļļas nozīmi

Motoreļļa samazina berzi starp virsmām

Samazina nodilumu

Samazina siltumu starp slīdošajām daļām

Samazina enerģijas zudumus

Darbojas kā dzesēšanas šķidrums, lai no berzes zonas noņemtu siltumu.

Darbojas kā blīvējums starp cilindru un virzuļa gredzeniem.

Kas ir motoreļļas viskozitāte?

Viskozitāte ir mērījums, kas raksturo šķidruma pretestību plūstam. Tomēr, tā kā eļļa sašķīst, to karsējot, un sabiezē, to atdzesējot, eļļas viskozitātes rādītājā jāiekļauj temperatūras norāde. Ir arī divu veidu eļļas viskozitātes mērījumi: kinemātiskie un absolūtie (saukti arī par dinamiskajiem).

Motoreļļas kinemātisko viskozitāti mēra centistokos (cST) vai mm2/s. Centistoks ir 1/100 stoka. Stoks ir mērījums, ko nosaka pēc tā, par cik noteiktu laiku pārvietojas noteikta šķidruma masa (blīvums) (centimetros), pamatojoties uz gramiem uz kubikcentimetru caur atveri.

Lūk, vienkāršs kinemātiskās viskozitātes piemērs: nelielā krūzītē izurbiet noteikta izmēra caurumu un aizsprostojiet to. Tad piepildiet krūzīti ar motoreļļu 100 °C temperatūrā. Atbloķējiet caurumu un izmēriet, cik gramu eļļas izplūst caur caur caurumu noteiktā laika periodā. Tagad jums ir kinemātiskais rādītājs. Diemžēl dzinēji nedarbojas šādā veidā. Mērīt eļļas pretestību plūsmai dzinējā ir daudz grūtāk.sarežģīts.

Pirmkārt, dzinēju plūsma nav atkarīga no gravitācijas; tajos eļļa cirkulē zem spiediena, izmantojot eļļas sūkni. Otrkārt, motoreļļa ne tikai pil no cauruma glāzē. Tai ir jānokļūst starp gultņiem un rotējošām vārpstām un pa šauriem eļļas galerijas kanāliem. Eļļļai slīdot starp gultņiem un vārpstām un pa kanāliem, tā saskaras ar pretestību.

To zinot, atgriezīsimies pie mūsu piemēra ar pilināmo krūzīti. Tā vietā, lai krūzītes augšdaļu atstātu atvērtu atmosfērai, mēs to aizvērsim un radīsim spiedienu 10 psi. Pēc tam pie krūzītes apakšdaļā esošā cauruma piestiprināsim 12 collu dzeramā dzēriena salmiņu. Ja mēs atkārtosim testu -17,7 °C temperatūrā, mēs iegūsim pavisam citu rezultātu, un šis rezultāts būs absolūtā jeb dinamiskā viskozitāte.

Citiem vārdiem sakot, motoreļļas absolūtā viskozitāte ir rādītājs, kas raksturo eļļas darbību, kad motors ir ieslēgts un eļļa tiek sūknēta. Motoreļļas absolūtā/dinamiskā viskozitāte patiesībā parāda, kā eļļa uzvedīsies aukstās iedarbināšanas laikā, kad ir ieslēgts motors un cik labi tā sūknējas aukstā stāvoklī.

Kā tiek izteikta motoreļļas viskozitāte?

Automobiļu inženieru biedrība (SAE) izmanto kopējo klasifikāciju "XW-XX", kur skaitlis pirms "W" (ziema) ir eļļas absolūtā/dinamiskā zemas temperatūras (-17,7 °C) veiktspēja, bet otrs skaitlis ir eļļas kinemātiskā augstā temperatūra pie 100 °C (212 °F).

Ziemas rādītāju aprēķina, izmantojot īpašu testēšanas aparātu, ko sauc par aukstās kloķēšanas simulatoru, un katru eļļas klasi mēra mPa's. Eļļas augsttemperatūras klasi mēra (cSt).

Svarīga piezīme: turpmāk norādītās eļļas klases tiek testētas dažādās temperatūrās! 0W eļļa tiek testēta -35°C temperatūrā, bet 5W eļļa -30°C temperatūrā. W klases eļļas viskozitāte ir MAKSIMĀLĀ pieļaujamā, bet augstas temperatūras klases eļļas viskozitāte ir MINIMĀLĀ.

Tātad 5W-30 klases eļļa aukstā laikā sabiezē mazāk nekā 10W-30 klases eļļa. Tas nozīmē, ka 5W-30 klases eļļa ļaus jūsu dzinējam ātrāk ieslēgties un eļļas sūknis to varēs sūknēt vieglāk nekā 10W-30 klases eļļa tādā pašā aukstā temperatūrā.

Augstākā temperatūrā 5W-30 klases eļļa izšķīst ātrāk nekā 5W-40 klases eļļa tādā pašā augstā temperatūrā.

Viskozitātes indekss (VI)

Jebkura eļļa sašķidrinās, tai sasilstot. Eļļas sašķidrināšanās ātrumu izsaka ar tās viskozitātes indeksu. Ja, paaugstinoties temperatūrai, eļļa sašķidrinās ļoti lēni, tad tās VI ir augsts. Citiem vārdiem sakot, eļļa ar augstu VI saglabā vienmērīgāku viskozitāti plašā temperatūras diapazonā.

Temperatūras ietekme uz eļļas viskozitāti NAV vienmērīga

Piemēram, eļļas kinemātiskā viskozitāte starp 50°F un 59°F mainās daudz vairāk nekā starp 176°F un 185°F.

"Standard Oil" pārstāvji Dīns un Deiviss 1929. gadā izstrādāja viskozitātes indeksu (VI) bāzes un smēreļļām. 1929. gadā šajā laikā nebija daudzšķiedru eļļu un sintētisko eļļu. VI skalai tika noteikti divi robežpunkti. Eļļas ar zemām viskozitātes izmaiņām atkarībā no temperatūras (HVI eļļas, kas rafinētas no Pensilvānijas naftas produktiem, parafīna eļļa) atradās skalas augšējā daļā.

To VI tika apzīmēta ar 100, kas bija vislabākā VI. Eļļas ar ievērojamām viskozitātes izmaiņām (LVI-eļļas, rafinētas no Teksasas līča naftas produktiem, naftēnnaftas) bija zemākais līmenis. To VI tika apzīmēta ar 0 - tā bija sliktākā iespējamā VI. VI vērtības attiecās uz minerāleļļām. Pēc tam ar šiem etaloniem tika salīdzinātas smēreļļas. Ja eļļa bija līdzīga parafīndegvielai, VI bija 100ja tā bija līdzīga naftēnseļļai, tika piešķirts VI 0. Vidēji tika piešķirts VI aptuveni 50. Lai palielinātu VI līdz vērtībām, kas lielākas par 100, vēlāk tika izstrādāti jauni bāzes eļļas tipi un speciālas piedevas." -Antons Paars.

Atkarībā no naftas pārstrādes rūpnīcā vai eļļas maisītājā izmantotajiem viskozitātes modifikatoru veidiem motoreļļas VI svārstās no -60 līdz pat 400. Parasti motoreļļa satur no 5 % līdz 20 % viskozitāti uzlabojošo piedevu.

Tas ir svarīgi. Cilvēki bieži domā, ka pirmais un otrais skaitlis ir kinemātiskās vērtības. Tā nav. Skaitlis pirms W ir eļļas absolūtā viskozitāte kloķēšanas laikā, pamatojoties uz ASTM TEST D5293 aukstās kloķēšanas simulatoru) un sūknēšanas viskozitāte, pamatojoties uz ASTM D4684, ASTM D3829, ASTM D6821 vai ASTM D6896 (mini rotējošais viskozimetrs). Aukstās kloķēšanas simulators simulē aukstu dzinēja iedarbināšanu dažādās temperatūrās.pamatojoties uz testējamās eļļas paredzamo viskozitāti. Citiem vārdiem sakot, testētāji katrai eļļai neizmanto vienu un to pašu temperatūru.

Piemēram, lai iegūtu 0W kategoriju, eļļa nedrīkst pārsniegt maksimālo kloķēšanas viskozitāti 6200 mPa (megapaskalu) pie -31°F (-35°C) un maksimālo sūknēšanas viskozitāti 60 000 mPa pie -40°F/C.

Skatiet šo tabulu, lai saprastu, kā divām eļļām ar vienādu pirmo numuru var būt divas dažādas absolūtās viskozitātes.

Tātad 5W eļļa VISOS laikos vienmēr nodrošinās labāku kloķēšanas un sūknēšanas spēju nekā 10W eļļa visās temperatūrās. Protams, aukstākā klimatā ir svarīgāk izmantot 0W vai 5W eļļu, lai uzlabotu kloķēšanas un sūknēšanas spēju, taču 0W vai 5W eļļa palīdz kloķēšanas un sūknēšanas spējai arī siltākā temperatūrā.

Tagad pārbaudīsim divu eļļu ar vienādu pirmo numuru - 10W40 un 10W-60 - absolūtā/dinamiskā mPa atšķirības.

Eļļas 10W-40 dinamiskā viskozitāte ir 735,42 mPa @ 0°C. Bet eļļas 10W-60 dinamiskā viskozitāte ir 1453,82 mPa @ 0°C. Abām eļļām ir 10W! Tātad, lai gan abas ir 10W, tām ir pilnīgi atšķirīgas kloķēšanas un sūknēšanas īpašības.

Viskozitātes indeksa modifikatoru veidi

Gan parastās, gan sintētiskās eļļas vienkāršās un daudzkārtējās klases eļļas satur viskozitātes modifikatorus. Ražotāji izmanto dažādus produktus, piemēram, eļļā šķīstošus polimērus vai kopolimērus.

Uzliešanas punkta un uzliešanas punkta depresanti

Eļļas sacietēšanas temperatūra ir temperatūra, pie kuras eļļa vairs neizplūst. Cietēšanas temperatūru pazeminošas piedevas palēnina eļļas sabiezēšanu zemākās temperatūrās, aizkavējot eļļas parafīna komponentu kristalizāciju. Tas pazemina eļļas sacietēšanas temperatūru.

Viskozitātes indeksa uzlabotāji (VII)

VII uzlabotāji parasti ir garas ķēdes, lielmolekulāras polimēru molekulas, kas, mainoties temperatūrai, maina savu formu. Aukstā stāvoklī tās ir cieši salocītas jeb savītas. Aukstā stāvoklī tās nepalielina eļļas viskozitāti. Tomēr, paaugstinoties eļļas temperatūrai, molekulas "atritinās/neatritinās". Tādējādi tās aizņem vairāk vietas un palielina motoreļļas berzi, laiCitiem vārdiem sakot, tie darbojas kā biezinātājs, lai samazinātu eļļas retināšanos.

- olefīnu kopolimēri (OCP)

- polialkilmetakrilmetakrilāti (PAMA)

- poliizobutilēni (PIB)

- stirēna blokpolimēri

- metilmetakrilāts (MMA)

- polibutadiēna kaučuks (PBR)

- cis-poliizoprēns (sintētiskais kaučuks).

- polivinilpalmitāts

- polivinilkaprilāts,

- vinilpalmitāta un vinilacetāta kopolimēri,

Bet polimēriem VII ir arī negatīva puse. Jo lielāks polimēra molekulmasa, jo vairāk tas izplešas. Bet jo lielāka molekulmasa, jo vairāk tie ir pakļauti "griešanai", plūstot starp divām kustīgām daļām. Ja naftas pārstrādātājs/maisītājs izmanto lielāku koncentrāciju polimēru VII ar augstu molekulmasu, jo vairāk tie var novērst eļļas atšķaidīšanos, kad eļļa ir jauna. Bet, kad eļļa ir jauna.Uzkrājot kilometrus, nobīdes bojā polimērus un faktiski samazina tās spēju saglabāt norādīto viskozitāti. Tāpēc garās ķēdes polimēri diezgan ātri sabojājas "nobīdes" dēļ starp kustīgajām detaļām. Faktiski īsā laika periodā dzinēja radītā nobīdes dēļ 5w30 eļļa var darboties kā 5w20 (vai zemāka) eļļa. Tas samazina dzinēja aizsardzību.

No otras puses, maisītājs/rafinētājs var pievienot dažus lielmolekulārus polimērus kopā ar mazmolekulāriem polimēriem, kā arī mazmolekulārus polimērus kopā ar augstākas viskozitātes bāzes izejvielu, lai nodrošinātu līdzsvaru starp atšķaidīšanu augstā temperatūrā un ilgāku eļļas kalpošanas laiku. Citiem vārdiem sakot, tā ir recepte, kas ir atkarīga no konkrētā maisītāja/rafinētāja.

Kopsavilkumā

Mūsdienu motoreļļas ir bāzes bāzes eļļas maisījums ar piedevām, lai samazinātu retināšanos augstā temperatūrā, un citām piedevām, lai samazinātu sabiezēšanu aukstākā temperatūrā.Papildus ar viskozitāti saistītām piedevām naftas pārstrādes uzņēmumi un maisījumu ražotāji pievieno arī pretkorozijas, berzes modifikācijas, mazgāšanas un pretputēšanas piedevas.

Pamatvielas viskozitātes un kvalitātes izvēle, kā arī piedevu veidi un daudzumi ir pilnībā atkarīgi no rafinētāja vai neatkarīgā maisītāja. Tā ir recepte, kuras pamatā ir izejvielu cena un kvalitātes reputācija, ko rafinētājs vai maisītājs vēlas sasniegt.