Forstå motoroljespesifikasjoner.

Forstå rollen til motorolje

Motorolje reduserer friksjon mellom overflater

Reduserer slitasje

Reduserer varme mellom glidende deler

Reduserer tap av energi

Fungerer som en kjølevæske for å fjerne varme fra friksjonsområdet

Fungerer som en tetning mellom sylinderen og stempelringene

Hva er motoroljeviskositet?

Viskositet er en måling som kategoriserer en væskes motstand mot strømning. Men siden olje tynner når den varmes opp og tykner når den avkjøles, må oljens viskositetsvurdering inkludere en temperaturreferanse. Det finnes også to typer oljeviskositetsmålinger; Kinematisk og Absolutt (også kalt dynamisk).

Motoroljens kinematiske viskositet måles i centistokes (cST) eller mm2/s. En centistoke er 1/100 av en stoke. En Stoke er en måling som bestemmes av hvor mye en viss masse (densitet) av væske beveger seg (i centimeter) i løpet av en tidsperiode, basert på gram per kubikkcentimeter gjennom en åpning.

Her er et enkelt eksempel på kinematisk viskositet; bor et hull av en bestemt størrelse i en liten kopp og plugg den. Fyll deretter koppen med motorolje ved 100°C (212°F). Koble fra hullet og mål hvor mange gram olje som strømmer gjennom hullet i løpet av en bestemt tidsperiode. Du har nå en kinematisk vurdering. Dessverre fungerer ikke motorer på den måten. Å måle oljes motstand mot strømning i en motor er langt merkomplisert.

For det første er ikke motorer avhengige av tyngdekraften for å oppnå flyt; de sirkulerer olje under trykk ved hjelp av en oljepumpe. For det andre drypper ikke motorolje bare ut av et hull i en kopp. Den må bevege seg mellom lagre og roterende aksler og gjennom trange oljegalleripassasjer. Når oljen glir mellom lagre og aksler og gjennom passasjer, møter den luftmotstand.

Ved å vite det, la oss gå tilbake til eksemplet med dryppende kopper. I stedet for å la toppen av koppen være åpen mot atmosfæren, setter vi et lokk på den og legger på 10 psi trykk. Deretter fester vi et 12-tommers sugerør til hullet i bunnen av koppen. Hvis vi gjentar testen ved -17,7°C (0°F) vil vi få et helt annet resultat, og dette resultatet vil være dens absolutte eller dynamiske viskositet.

Med andre ord er motoroljens absolutte viskositet en mål på hvordan oljen virker når motoren starter og oljen pumpes. En motoroljes absolutte/dynamiske viskositet forteller deg virkelig hvordan oljen vil oppføre seg ved kald oppstart når du sveiver og hvor godt den pumper når den er kald.

Hvordan uttrykkes motoroljeviskositeten?

Society of Automotive Engineers (SAE) bruker en vanlig klassifisering av "XW-XX", der tallet foran "W" (vinter) er oljens absolutte/dynamiske lavtemperatur (-17,7°C (0°F) ytelse og det andre tallet representerer oljens kinematiske høye temperatur ved 100°C (212°F).

Vinterenvurderingen beregnes ved hjelp av et spesielt testapparat kalt en kaldstartsimulator, og hver oljekvalitet måles i mPa. Oljens høytemperaturkvalitet måles i (cSt).

VIKTIG MERK: Oljekvalitetene vist nedenfor er testet ved forskjellige temperaturer! En 0W olje testes ved -35°C mens 5W oljen testes ved -30°C. Viskositetene til W-kvalitetene er MAKSIMALT tillatte, mens viskositetene til høytemperaturkvalitetene er MINIMUMS

Så en 5W-30-olje tykner mindre enn en 10W-30 grade olje i kaldt vær. Det betyr at en 5W-30-olje lar motoren din starte raskere og oljepumpen kan pumpe den lettere enn en 10W-30-olje ved samme kalde temperatur.

Ved høyere temperaturer tynner en 5W-30-kvalitet ut ut raskere enn en 5W-40-kvalitetsolje ved samme høye temperatur.

Viskositetsindeks (VI)

All olje tynnes etter hvert som den varmes opp. Hastigheten som oljen fortynnes med uttrykkes ved dens viskositetsindeks. Hvis oljen har en veldig langsom fortynningshastighet når temperaturen øker, er dens VI høy. Med andre ord, en olje med høy VI opprettholder en mer konsistent viskositet over et bredt temperaturområde.

Effekten av temperatur på oljens viskositet er IKKE ensartet

Oljefortynning eller fortykning er ikke lineær. For eksempel vil en oljes kinematiske viskositet endres MER mellom 50°F og 59°F enn mellom 176°F og 185°F.

"Viskositetenindeks (VI) for basisoljer og smøreoljer ble utviklet av Dean og Davis fra Standard Oil i år 1929. På dette tidspunktet var ingen multi-grade oljer og ingen syntetiske oljer tilgjengelig. For VI-skalaen ble det satt to grensepunkter. Oljer med lav temperaturavhengig viskositetsendring (HVI-oljer raffinert fra Pennsylvania-råolje, parafinolje) var i den høye enden av skalaen.

Deres VI ble indikert med 100, som representerte den beste VI. Oljer med betydelig viskositetsendring (LVI-oljer, raffinert fra Texas Gulf crudes, naftenisk olje) representerte den lave enden. Deres VI ble indikert med 0 – dette var den verst tenkelige VI. VI-verdiene knyttet til mineraloljer. Smøreoljer ble deretter sammenlignet med disse referansene. Hvis oljen var lik den parafiniske oljen, ble en VI på 100 tildelt; hvis den var lik den nafteniske oljen, ble en VI på 0 tildelt. I midten vil en VI på rundt 50 bli tildelt. For å øke VI til verdier høyere enn 100, ble nye baseoljetyper og spesielle tilsetningsstoffer utviklet senere." —Anton Paar

VI av motorolje varierer fra -60 til så mye som 400, avhengig av typene viskositetsmodifikatorer som brukes av raffineriet eller oljeblanderen. Vanligvis inneholder motorolje mellom 5 % og 20 % viskositetsforbedrende additiver.

Dette er viktig. Folk tror ofte at det første og andre tallet begge er kinematiske verdier. De er ikke. Tallet før Wer oljens absolutte viskositet ved sveiving basert på ASTM TEST D5293 kaldstartsimulator) og pumpeviskositet basert på ASTM D4684, ASTM D3829, ASTM D6821 eller ASTM D6896 (mini roterende viskosimeter). Kaldstartingen simulerer kaldstart av en motor ved forskjellige temperaturer basert på den anslåtte viskositeten til oljen som testes. Med andre ord, testere bruker ikke samme temperatur for hver olje.

For å oppnå en 0W-klassifisering må oljen for eksempel ikke overskride maksimalt 6200 mPa (megapascal) sveiveviskositet ved -31°F (-35°C) og et maksimum pumpeviskositet på 60 000 mPa ved -40° F/C.

Se dette diagrammet for å forstå hvordan to oljer med samme første tall kan ha to forskjellige absolutte viskositeter.

Så en 5W olje vil ALLTID gi bedre sveiving og pumpeevne enn en 10W ved ALLE temperaturer. Det er klart at det er viktigere å bruke en 0W eller 5W olje i kaldere klima for å hjelpe til med sveiving og pumpeevne, men en 0W eller 5W hjelper også med sveiving og pumpeevne i varmere temperaturer også.

Nå skal vi undersøke forskjellene i absolutt/dynamisk mPa av to oljer med samme første tall: 10W40 og 10W-60

10W-40 har en dynamisk viskositet på 735,42 mPa @ 0°C. Men 10W-60-oljen har en dynamisk viskositet på 1453,82 mPa @ 0°C. Begge oljene er 10W! Så selv om de begge er 10W, har de helt forskjellig sveiving og pumpingegenskaper.

Typer viskositetsindeksmodifikatorer

Right grade og multi-grade olje inneholder viskositetsmodifikatorer for både konvensjonelle og syntetisk olje. Produsenter bruker en rekke produkter, som oljeløselige polymerer eller kopolymerer.

Pour-point and pour-point-depressanter

En oljes flytepunkt er temperaturen som oljen ikke lenger flyter ved. Flytepunktdempende tilsetningsstoffer bremser oljefortykningen ved lavere temperaturer ved å forsinke krystalliseringen av de parafiniske komponentene i oljen. Dette senker flytepunkttemperaturene.

Viskositetsindeksforbedrer (VII)

VII-forbedrer er vanligvis langkjedede, høymolekylære polymermolekyler som endrer form med temperaturendringer. Når de er kalde, brettes de tett eller kveiles. Når de er i kald tilstand, øker de ikke oljeviskositeten. Men når temperaturen på oljen stiger, "ruller molekylene ut/folder seg ut." Så de tar opp mer plass og øker friksjonen til motoroljen for å kompensere for oljens varmefortynnende egenskaper. Med andre ord fungerer de som et fortykningsmiddel for å redusere oljefortynning.

• olefinkopolymerer (OCP)

• polyalkylmetakrylater (PAMA)

• polyisobutylener (PIB)

• styrenblokkpolymerer

• metylmetakrylat (MMA)

• polybutadiengummi (PBR)

• cis-polyisopren (en syntetisk gummi)

• polyvinylpalmitat

•polyvinylkaprylat,

• kopolymerer av vinylpalmitat med vinylacetat,

Men det er en ulempe med polymer VII. Jo høyere molekylvekt polymeren har, jo mer ekspanderer den. Men jo høyere molekylvekt, jo mer er de utsatt for å "skjære" når de flyter mellom to bevegelige deler. Hvis en oljeraffinør/blender bruker en høyere konsentrasjon av høymolekylære VII-polymerer, jo mer kan de forhindre oljetynning når oljen er ny. Men ettersom oljen samler seg kilometer, skader skjæringen polymerene og reduserer faktisk dens evne til å opprettholde den oppgitte viskositeten. Derfor brytes langkjedede polymerer ned ganske raskt på grunn av "skjær" mellom bevegelige deler. Faktisk, over en kort periode, kan skjæringen forårsaket av motoren få en 5w30 olje til å virke som 5w20 (eller lavere) olje. Dette fører til en reduksjon i motorbeskyttelse.

På baksiden kan en blender/raffiner tilsette noen polymerer med høy molekylvekt sammen med polymerer med lav molekylvekt i forbindelse med et basismateriale med høyere viskositet for å gi en balanse mellom høy temperatur tynning og lengre oljelevetid. Det er med andre ord en oppskrift som er opp til den enkelte raffinør/mikser.

Opsummert

Moderne motoroljer er en blanding av en basisolje med tilsetningsstoffer for å redusere tynning ved høyere temperaturer og andre tilsetningsstoffer for å redusere fortykning ved kaldere temperaturer. I tillegg for viskositetsrelaterttilsetningsstoffer, raffinører og blendere tilsetter anti-korrosive, friksjonsmodifiserende, vaskemidler og anti-skummende tilsetningsstoffer.

Valget av basismassens viskositet og kvalitet, sammen med typene og mengdene av tilsetningsstoffer er helt opp til raffiner eller uavhengig blender. Det er en oppskrift som er basert på prisen på råvarene og kvalitetsomdømmet raffinøren eller blenderen ønsker å oppnå.