Razumevanje specifikacij motornega olja.

Razumevanje vloge motornega olja

Motorno olje zmanjšuje trenje med površinami

Zmanjša obrabo

Zmanjšuje toploto med drsnimi deli

Zmanjša izgubo energije

Deluje kot hladilno sredstvo, ki odvaja toploto z območja trenja.

Deluje kot tesnilo med valjem in batnimi obročki

Kaj je viskoznost motornega olja?

Viskoznost je meritev, ki kategorizira odpornost tekočine proti toku. Ker se olje pri segrevanju redči, pri ohlajanju pa zgosti, mora ocena viskoznosti olja vključevati temperaturno referenco. Obstajata tudi dve vrsti meritev viskoznosti olja: kinematična in absolutna (imenovana tudi dinamična).

Kinematična viskoznost motornega olja se meri v centistokih (cST) ali mm2/s. Centistok je 1/100 stoka. Stok je merilo, ki se določi na podlagi tega, koliko se določena masa (gostota) tekočine premakne (v centimetrih) v določenem časovnem obdobju, in sicer na podlagi gramov na kubični centimeter skozi odprtino.

Navajamo preprost primer kinematične viskoznosti: v majhno skodelico izvrtajte luknjo določene velikosti in jo zamašite. Nato skodelico napolnite z motornim oljem pri 100 °C. Odmašite luknjo in izmerite, koliko gramov olja steče skozi luknjo v določenem časovnem obdobju. Zdaj imate kinematično vrednost. Žal motorji ne delujejo na ta način. Merjenje upora pretoka olja v motorju je veliko boljzapleteno.

Prvič, motorji se pri pretoku ne zanašajo na gravitacijo; olje kroži pod pritiskom s pomočjo oljne črpalke. Drugič, motorno olje ne kaplja samo iz luknje v skodelici. Potovati mora med ležaji in vrtečimi se gredmi ter skozi ozke prehode oljnih kanalov. Ko olje drsi med ležaji in gredmi ter skozi prehode, naleti na upor.

Če to vemo, se vrnimo k našemu primeru kapljajoče skodelice. Namesto da bi zgornji del skodelice pustili odprt za atmosfero, jo bomo zaprli in nanjo pritisnili tlak 10 psi. Nato bomo na luknjo na dnu skodelice pritrdili 12-palčno slamico za pitje. Če test ponovimo pri -17,7 °C, bomo dobili popolnoma drugačen rezultat, ki bo absolutna ali dinamična viskoznost skodelice.

Z drugimi besedami, absolutna viskoznost motornega olja je merilo, kako se olje obnaša, ko je motor v pogonu in se olje črpa. Absolutna/dinamična viskoznost motornega olja v resnici pove, kako se bo olje obnašalo pri hladnem zagonu, ko boste zagnali motor, in kako dobro črpa, ko je hladno.

Kako se izraža viskoznost motornega olja?

Združenje avtomobilskih inženirjev (SAE) uporablja skupno klasifikacijo "XW-XX", pri čemer je številka pred "W" (winter) absolutna/dinamična nizka temperatura olja (-17,7 °C), druga številka pa predstavlja kinematično visoko temperaturo olja pri 100 °C (212 °F).

Zimska ocena se izračuna s posebno preskusno napravo, imenovano simulator za hladno vožnjo, in vsak razred olja se meri v mPa's. Visokotemperaturni razred olja se meri v (cSt).

POMEMBNA OPOMBA: spodaj prikazani razredi olja so testirani pri različnih temperaturah! 0W olje je testirano pri -35 °C, 5W olje pa pri -30 °C. Viskoznosti razredov W so MAKSIMALNO dovoljene, medtem ko so viskoznosti razredov za visoke temperature MINIMALNE.

Tako se olje razreda 5W-30 v hladnem vremenu zgosti manj kot olje razreda 10W-30. To pomeni, da bo olje razreda 5W-30 omogočilo hitrejši zagon motorja in da bo oljna črpalka lažje črpala olje kot olje razreda 10W-30 pri enaki hladni temperaturi.

Pri višjih temperaturah se olje razreda 5W-30 hitreje razredči kot olje razreda 5W-40 pri enako visoki temperaturi.

Indeks viskoznosti (VI)

Vsako olje se s segrevanjem redči. Hitrost redčenja olja je izražena z indeksom viskoznosti. Če se olje z višanjem temperature redči zelo počasi, je njegov VI visok. Z drugimi besedami, olje z visokim VI ohranja bolj stalno viskoznost v širokem temperaturnem območju.

Vpliv temperature na viskoznost olja NI enakomeren

Redčenje ali zgoščevanje olja ni linearno. Kinematična viskoznost olja se na primer med 50°F in 59°F spremeni VEČ kot med 176°F in 185°F.

"Viskozitetni indeks (VI) za osnovne surovine in mazalna olja sta razvila Dean in Davis iz podjetja Standard Oil leta 1929. V tistem času ni bilo na voljo večstopenjskih olj in sintetičnih olj. Za lestvico VI sta bili določeni dve mejni točki. Olja z nizkimi temperaturnimi spremembami viskoznosti (olja HVI, rafinirana iz pennsilvanskih nafte, parafinska olja) so bila na zgornji strani lestvice.

Njihova VI je bila označena s 100, kar je predstavljalo najboljšo VI. Olja z znatno spremembo viskoznosti (olja LVI, rafinirana iz teksaških zalivskih nafte, naftenska olja) so predstavljala spodnji del. Njihova VI je bila označena z 0 - to je bila najslabša možna VI. Vrednosti VI so se nanašale na mineralna olja. Mazalna olja smo nato primerjali s temi referenčnimi vrednostmi. Če je bilo olje podobno parafinskemu olju, je bila VI 100Če je bilo podobno nafteničnemu olju, je bila določena vrednost VI 0. V sredini je bila določena vrednost VI okoli 50. Za povečanje VI na vrednosti, višje od 100, so bile kasneje razvite nove vrste osnovnih olj in posebni aditivi." -Anton Paar

VI motornega olja se giblje od -60 do celo 400, odvisno od vrste modifikatorjev viskoznosti, ki jih uporablja rafinerija ali mešalec olja. Običajno motorno olje vsebuje od 5 do 20 % dodatkov za izboljšanje viskoznosti.

To je pomembno. Številka pred W je absolutna viskoznost olja med delovanjem motorja na podlagi ASTM TEST D5293 (simulator hladnega zagona) in viskoznost pri črpanju na podlagi ASTM D4684, ASTM D3829, ASTM D6821 ali ASTM D6896 (mini rotacijski viskozimeter). Simulacija hladnega zagona motorja pri različnih temperaturahna podlagi predvidene viskoznosti preskušanega olja. Z drugimi besedami, preizkuševalci ne uporabljajo enake temperature za vsako olje.

Na primer, da bi olje doseglo oznako 0W, ne sme presegati viskoznosti pri zagonu največ 6200 mPa (megapaskalov) pri -31°F (-35 °C) in viskoznosti pri črpanju največ 60.000 mPa pri -40°F/C.

V tej tabeli si oglejte, kako imata lahko dve olji z enako prvo številko dve različni absolutni viskoznosti.

Zato bo 5W olje pri VSEH temperaturah VEDNO zagotavljalo boljšo zmogljivost pri zagonu in črpanju kot 10W olje. Seveda je v hladnejšem podnebju pomembneje uporabljati 0W ali 5W olje, da bi izboljšali zmogljivost pri zagonu in črpanju, vendar 0W ali 5W olje pomaga pri zagonu in črpanju tudi pri višjih temperaturah.

Preučimo razlike v absolutnem/dinamičnem mPa dveh olj z enako prvo številko: 10W40 in 10W-60.

Dinamična viskoznost olja 10W-40 je 735,42 mPa pri 0 °C, dinamična viskoznost olja 10W-60 pa 1453,82 mPa pri 0 °C. Obe olji sta 10W! Čeprav sta obe 10W, imata popolnoma različne lastnosti pri zagonu in črpanju.

Vrste modifikatorjev viskoznega indeksa

Enostavna in večstopenjska olja vsebujejo modifikatorje viskoznosti za konvencionalna in sintetična olja. Proizvajalci uporabljajo različne izdelke, kot so v olju topni polimeri ali kopolimeri.

Sredstva za zniževanje točke zlitja in točke zlitja

Temperatura zgoščevanja olja je temperatura, pri kateri olje ne teče več. Aditivi, ki znižujejo temperaturo zgoščevanja, upočasnjujejo zgoščevanje olja pri nižjih temperaturah, saj zavirajo kristalizacijo parafinskih sestavin olja. To znižuje temperaturo zgoščevanja.

Sredstva za izboljšanje indeksa viskoznosti (VII)

VII so običajno dolgoverižne polimerne molekule z visoko molekulsko maso, ki s spremembo temperature spreminjajo svojo obliko. Ko so hladne, so tesno zložene ali zvite. Ko so v hladnem stanju, ne povečujejo viskoznosti olja. Ko pa se temperatura olja poveča, se molekule "odvijejo/razvijejo". Tako zasedejo več prostora in povečajo trenje motornega olja, daZ drugimi besedami, delujejo kot zgoščevalec, ki zmanjšuje redčenje olja.

- olefinski kopolimeri (OCP)

- polialkil metakrilati (PAMA)

- poliizobutilenov (PIB)

- stirenski blok polimeri

- metilmetakrilat (MMA)

- polibutadienska guma (PBR)

- cis-polizopren (sintetični kavčuk)

- polivinil palmitat

- polivinilkaprilat,

- kopolimeri vinil palmitata z vinil acetatom,

Toda polimeri VII imajo tudi slabo stran. Večja kot je molekulska masa polimera, bolj se širi. Toda večja kot je molekulska masa, bolj so nagnjeni k "striženju", ko tečejo med dvema gibljivima deloma. Če rafinerija/mešalnica nafte uporablja večjo koncentracijo polimerov VII z visoko molekulsko maso, bolj lahko prepreči redčenje olja, ko je olje novo. Toda ko oljeČe se nabirajo kilometri, striženje poškoduje polimere in dejansko zmanjša njegovo sposobnost ohranjanja navedene viskoznosti. Zato polimeri z dolgimi verigami zaradi striženja med gibljivimi deli precej hitro razpadejo. Dejansko lahko zaradi striženja, ki ga povzroča motor, v kratkem času olje 5w30 deluje kot olje 5w20 (ali manj). To povzroči zmanjšanje zaščite motorja.

Po drugi strani pa lahko mešalec/rafiner doda nekaj polimerov z visoko molekulsko maso skupaj s polimeri z nizko molekulsko maso in osnovno surovino z višjo viskoznostjo, da zagotovi ravnovesje med redčenjem pri visoki temperaturi in daljšo življenjsko dobo olja. Z drugimi besedami, to je recept, ki je odvisen od posameznega mešalca/rafinerja.

Če povzamemo

Sodobna motorna olja so mešanica osnovnega osnovnega olja z dodatki za zmanjšanje redčenja pri višjih temperaturah in drugimi dodatki za zmanjšanje zgoščevanja pri nižjih temperaturah.Poleg dodatkov, povezanih z viskoznostjo, rafinerije in mešalci dodajajo tudi antikorozijske dodatke, dodatke za spremembo trenja, detergente in dodatke proti penjenju.

Izbira viskoznosti in kakovosti osnovne surovine ter vrste in količine dodatkov so v celoti odvisne od rafinerije ali neodvisnega mešalca. Gre za recept, ki temelji na ceni surovin in ugledu kakovosti, ki ga želi doseči rafinerija ali mešalec.