Zorientovanie sa v špecifikáciách motorového oleja.

Pochopenie úlohy motorového oleja

Motorový olej znižuje trenie medzi povrchmi

Znižuje opotrebenie

Znižuje teplo medzi posuvnými časťami

Znižuje straty energie

Pôsobí ako chladiaca kvapalina, ktorá odvádza teplo z oblasti trenia

Pôsobí ako tesnenie medzi valcom a piestnymi krúžkami

Čo je viskozita motorového oleja?

Viskozita je meranie, ktoré kategorizuje odpor kvapaliny voči prúdeniu. Keďže sa však olej pri zahrievaní riedi a pri ochladzovaní hustne, hodnotenie viskozity oleja musí zahŕňať teplotný údaj. Existujú tiež dva typy merania viskozity oleja: kinematická a absolútna (nazývaná aj dynamická).

Kinematická viskozita motorového oleja sa meria v centistokesoch (cST) alebo mm2/s. Centistokes je 1/100 stokesu. Stokes je meranie určené tým, o koľko sa určitá hmotnosť (hustota) kvapaliny pohne (v centimetroch) za určitý časový úsek na základe gramov na kubický centimeter cez otvor.

Tu je jednoduchý príklad kinematickej viskozity: vyvŕtajte do malého pohárika otvor stanovenej veľkosti a zazátkujte ho. Potom naplňte pohárik motorovým olejom pri teplote 100 °C. Otvor odcvaknite a zmerajte, koľko gramov oleja pretečie otvorom za stanovený čas. Teraz máte kinematické hodnotenie. Bohužiaľ, motory takto nefungujú. Meranie odporu oleja pri prúdení v motore je oveľa náročnejšie.komplikované.

Po prvé, motory sa pri získavaní prietoku nespoliehajú na gravitáciu, ale olej cirkuluje pod tlakom pomocou olejového čerpadla. Po druhé, motorový olej nekvapká len tak z otvoru v pohári. Musí sa pohybovať medzi ložiskami a rotujúcimi hriadeľmi a cez úzke priechody olejovej galérie. Ako olej kĺže medzi ložiskami a hriadeľmi a cez priechody, naráža na odpor.

S týmto vedomím sa vráťme k nášmu príkladu s kvapkajúcim pohárom. Namiesto toho, aby sme vrch pohára nechali otvorený do atmosféry, uzavrieme ho a vytvoríme tlak 10 psi. Potom do otvoru na dne pohára pripevníme 12″ slamku na pitie. Ak test zopakujeme pri teplote -17,7 °C, dostaneme úplne iný výsledok a tento výsledok bude predstavovať absolútnu alebo dynamickú viskozitu.

Inými slovami, absolútna viskozita motorového oleja je meradlom toho, ako sa olej správa pri štartovaní motora a čerpaní oleja. Absolútna/dynamická viskozita motorového oleja v skutočnosti hovorí o tom, ako sa bude olej správať pri studenom štarte pri štartovaní motora a ako dobre čerpá za studena.

Ako sa vyjadruje viskozita motorového oleja?

Spoločnosť automobilových inžinierov (SAE) používa spoločnú klasifikáciu "XW-XX", kde číslo pred písmenom "W" (zima) predstavuje absolútnu/dynamickú nízku teplotu oleja (-17,7 °C) a druhé číslo predstavuje kinematickú vysokú teplotu oleja pri 100 °C.

Zimná trieda sa vypočítava pomocou špeciálneho testovacieho prístroja nazývaného simulátor studeného chodu a každý stupeň oleja sa meria v mPa's. Vysokoteplotný stupeň oleja sa meria v (cSt).

DÔLEŽITÉ UPOZORNENIE: Nižšie uvedené triedy oleja sú testované pri rôznych teplotách! 0W olej je testovaný pri -35 °C, zatiaľ čo 5W olej je testovaný pri -30 °C. Viskozity W tried sú MAXIMÁLNE prípustné, zatiaľ čo viskozity vysokoteplotných tried sú MINIMÁLNE

Takže olej triedy 5W-30 sa v chladnom počasí zahusťuje menej ako olej triedy 10W-30. To znamená, že olej 5W-30 umožní motoru rýchlejšie sa roztočiť a olejové čerpadlo ho môže čerpať ľahšie ako olej 10W-30 pri rovnakej chladnej teplote.

Pri vyšších teplotách sa olej triedy 5W-30 zriedi rýchlejšie ako olej triedy 5W-40 pri rovnakej vysokej teplote.

Index viskozity (VI)

Všetky oleje sa zahrievaním riedia. Rýchlosť, akou sa olej riedi, vyjadruje jeho viskozitný index. Ak sa olej pri zvyšovaní teploty riedi veľmi pomaly, jeho viskozitný index je vysoký. Inými slovami, olej s vysokým viskozitným indexom si udržiava konzistentnejšiu viskozitu v širokom rozsahu teplôt.

Vplyv teploty na viskozitu oleja NIE JE rovnomerný

Riedenie alebo zahusťovanie oleja nie je lineárne. Napríklad kinematická viskozita oleja sa medzi 50°F a 59°F zmení viac ako medzi 176°F a 185°F.

"Index viskozity (VI) pre základové a mazacie oleje vypracovali Dean a Davis zo spoločnosti Standard Oil v roku 1929. V tom čase neboli k dispozícii žiadne viacstupňové oleje a žiadne syntetické oleje. Pre stupnicu VI boli stanovené dva hraničné body. Oleje s nízkou zmenou viskozity v závislosti od teploty (oleje HVI rafinované z pennsylvánskej ropy, parafínový olej) boli na hornom konci stupnice.

Ich VI bola označená číslom 100, čo predstavovalo najlepšiu VI. Oleje s výraznou zmenou viskozity (LVI-oleje, rafinované z texaskej ropy zo zálivu, naftenické oleje) predstavovali spodnú hranicu. Ich VI bola označená číslom 0 - to bola najhoršia možná VI. Hodnoty VI sa týkali minerálnych olejov. Mazacie oleje sa potom porovnávali s týmito referenčnými hodnotami. Ak bol olej podobný parafínovému oleju, VI 100bol priradený; ak bol podobný naftenickému oleju, bol priradený VI 0. V strede bol priradený VI okolo 50. Na zvýšenie VI na hodnoty vyššie ako 100 boli neskôr vyvinuté nové typy základových olejov a špeciálne aditíva." -Anton Paar

VI motorového oleja sa pohybuje od -60 až do 400, v závislosti od typov modifikátorov viskozity, ktoré používa rafinéria alebo výrobca oleja. Zvyčajne motorový olej obsahuje 5 až 20 % prísad na zvýšenie viskozity.

To je dôležité. Ľudia si často myslia, že prvé a druhé číslo sú kinematické hodnoty. Nie je to tak. Číslo pred W je absolútna viskozita oleja pri štartovaní na základe ASTM TEST D5293 simulátoru štartovania za studena) a viskozita pri čerpaní na základe ASTM D4684, ASTM D3829, ASTM D6821 alebo ASTM D6896 (mini rotačný viskozimeter). Štartovanie za studena simuluje štartovanie motora za studena pri rôznych teplotáchna základe predpokladanej viskozity testovaného oleja. Inými slovami, testery nepoužívajú rovnakú teplotu pre každý olej.

Napríklad, aby sa dosiahla klasifikácia 0W, nesmie olej prekročiť maximálnu viskozitu 6200 mPa (megapascal) pri -31°F (-35°C) a maximálnu viskozitu pri čerpaní 60 000 mPa pri -40° F/C.

Pozrite si túto tabuľku, aby ste pochopili, ako môžu mať dva oleje s rovnakým prvým číslom dve rôzne absolútne viskozity.

Takže 5W olej bude VŽDY zabezpečovať lepšiu schopnosť naštartovania a čerpania ako 10W olej pri VŠETKÝCH teplotách. Je zrejmé, že v chladnejšom podnebí je dôležitejšie používať 0W alebo 5W olej, ktorý pomáha naštartovaniu a čerpaniu, ale 0W alebo 5W olej pomáha naštartovaniu a čerpaniu aj pri vyšších teplotách.

Teraz preskúmajme rozdiely v absolútnom/dynamickom mPa dvoch olejov s rovnakým prvým číslom: 10W40 a 10W-60

Olej 10W-40 má dynamickú viskozitu 735,42 mPa pri teplote 0 °C. Olej 10W-60 má dynamickú viskozitu 1453,82 mPa pri teplote 0 °C. Oba oleje sú 10W! Takže aj keď sú oba 10W, majú úplne odlišné charakteristiky pri zatáčaní a čerpaní.

Typy modifikátorov viskozitného indexu

Priame oleje a oleje s viacerými triedami obsahujú modifikátory viskozity pre konvenčné aj syntetické oleje. Výrobcovia používajú rôzne produkty, napríklad polyméry rozpustné v oleji alebo kopolyméry.

Bod tuhnutia a látky znižujúce bod tuhnutia

Teplota tuhnutia oleja je teplota, pri ktorej olej už netečie. Prísady znižujúce teplotu tuhnutia spomaľujú hustnutie oleja pri nižších teplotách tým, že spomaľujú kryštalizáciu parafínových zložiek oleja. Tým sa znižuje teplota tuhnutia.

Zlepšovače viskozitného indexu (VII)

VII zlepšovače sú zvyčajne polymérne molekuly s dlhým reťazcom a vysokou molekulovou hmotnosťou, ktoré menia svoj tvar pri zmenách teploty. Keď sú studené, sú pevne zložené alebo stočené. Keď sú v studenom stave, nezvyšujú viskozitu oleja. Keď však teplota oleja stúpa, molekuly sa "rozbalia/rozbalia". Zaberajú teda viac miesta a zvyšujú trenie motorového oleja, abyInými slovami, pôsobia ako zahusťovadlo, ktoré znižuje riedenie oleja.

- olefínové kopolyméry (OCP)

- polyalkylmetakryláty (PAMA)

- polyizobutylény (PIB)

- blokové polyméry styrénu

- metylmetakrylát (MMA)

- polybutadiénový kaučuk (PBR)

- cis-polyizoprén (syntetický kaučuk)

- polyvinylpalmitát

- polyvinylkaprilát,

- kopolyméry vinylpalmitátu s vinylacetátom,

Polymér VII má však aj svoju nevýhodu. Čím vyššia je molekulová hmotnosť polyméru, tým viac sa rozpína. Čím vyššia je však molekulová hmotnosť, tým viac sú náchylné na "strihanie", keď prúdia medzi dvoma pohyblivými časťami. Ak rafinéria/miešačka oleja používa vyššiu koncentráciu polymérov VII s vysokou molekulovou hmotnosťou, tým viac môže zabrániť riedeniu oleja, keď je olej nový. Keď však olejAk sa najazdí viac kilometrov, strihanie poškodzuje polyméry a v skutočnosti znižuje jeho schopnosť udržiavať uvedenú viskozitu. Preto sa polyméry s dlhým reťazcom pomerne rýchlo rozpadajú v dôsledku "strihu" medzi pohyblivými časťami. V skutočnosti môže v priebehu krátkeho času strih spôsobený motorom spôsobiť, že olej 5w30 sa správa ako olej 5w20 (alebo nižší). To vedie k zníženiu ochrany motora.

Na druhej strane, miešač/rafinér môže pridať niektoré vysokomolekulárne polyméry spolu s nízkomolekulárnymi polymérmi v spojení so základnou surovinou s vyššou viskozitou, aby zabezpečil rovnováhu medzi riedením pri vysokej teplote a dlhšou životnosťou oleja. Inými slovami, je to recept, ktorý závisí od konkrétneho miešača/rafinéra.

Zhrnutie

Moderné motorové oleje sú zmesou základného oleja s prísadami na zníženie riedenia pri vyšších teplotách a ďalšími prísadami na zníženie hustnutia pri nižších teplotách.Okrem prísad súvisiacich s viskozitou pridávajú rafinérie a výrobcovia zmesí aj antikorózne prísady, prísady na úpravu trenia, detergentné prísady a prísady proti peneniu.

Výber viskozity a kvality základnej suroviny spolu s typmi a množstvami prísad je plne v kompetencii rafinéra alebo nezávislého miešača. Je to recept, ktorý vychádza z ceny surovín a povesti kvality, ktorú chce rafinér alebo miešač dosiahnuť.