了解机油规格
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了解机油规格。
了解机油的作用
机油可减少表面间的摩擦
减少磨损
减少滑动部件之间的热量
减少能量损失
像冷却剂一样从摩擦区域带走热量
在气缸和活塞环之间起密封作用
什么是机油粘度?
粘度是对液体的流动阻力进行分类的一种测量方法。 然而,由于机油在加热时会变稀,而在冷却时会变稠,因此机油的粘度等级必须包括温度参考值。 机油粘度测量有两种类型:运动粘度和绝对粘度(也称为动态粘度)。
机油的运动粘度以厘沲(cST)或mm2/s为单位。 厘沲是1/100厘沲。 厘沲是根据一定质量(密度)的液体在一段时间内的移动量(以厘米为单位)确定的测量值,以每立方厘米通过孔口的克数为基础。
下面是运动粘度的一个简单示例:在一个小杯子上钻一个设定尺寸的孔并塞上塞子。 然后在杯子中注入100° C (212°F)的机油。 拔下塞子,测量在设定时间内有多少克机油流过该孔。 现在您就得到了运动粘度的额定值。 不幸的是,发动机不是这样工作的。 测量机油在发动机中的流动阻力要困难得多。复杂。
首先,发动机不是依靠重力来获得油流,而是通过机油泵在压力下循环机油。 其次,机油不是从油杯中的孔中滴出,而是必须在轴承和旋转轴之间以及狭窄的油道中流动。 当机油在轴承和轴之间以及油道中滑动时,会遇到阻力。
了解了这一点,让我们回到滴水杯的例子。 我们不再让杯子的顶部对大气开放,而是盖上盖子并施加10-psi的压力。 接下来,我们将一根12英寸的吸管连接到杯子底部的孔上。 如果我们在-17.7°C(0°F)下重复测试,我们将得到一个完全不同的结果,这个结果就是它的绝对粘度或动态粘度。
换句话说,机油的绝对粘度是衡量机油在发动机曲轴转动和泵油时的表现。 机油的绝对/动态粘度真正告诉您机油在冷启动曲轴时的表现以及冷启动时的泵油效果。
机油粘度如何表示?
汽车工程师学会(SAE)使用 "XW-XX "的通用分类,其中 "W"(冬季)前面的数字表示机油的绝对/动态低温(-17.7°C(0°F))性能,另一个数字表示机油在100°C(212°F)时的运动高温。
冬季等级是通过一种称为冷曲柄模拟器的特殊测试仪器计算得出的,每种机油等级的测量单位为mPa's。
重要提示:以下所示机油等级在不同温度下进行测试!0W机油在-35°C下进行测试,而5W机油在-30°C下进行测试。 W等级的粘度为最大允许粘度,而高温等级的粘度为最低允许粘度。
因此,在寒冷天气中,5W-30等级机油的稠度低于10W-30等级机油。 这意味着,在相同的低温条件下,5W-30机油将使发动机曲轴转速更快,机油泵比10W-30机油更容易泵出机油。
在高温条件下,5W-30等级机油比5W-40等级机油在相同高温条件下稀释得更快。
粘度指数 (VI)
所有机油在升温时都会变稀。 机油变稀的速度用其粘度指数表示。 如果机油在温度升高时变稀的速度非常慢,则其粘度指数较高。 换句话说,粘度指数高的机油可在较宽的温度范围内保持更稳定的粘度。
温度对机油粘度的影响并不均匀
机油的变稀或变稠不是线性的。 例如,机油的运动粘度在50°F至59°F之间的变化比在176°F至185°F之间的变化更大。
"基础油和润滑油的粘度指数(VI)是由标准石油公司的Dean和Davis于1929年制定的。 当时,还没有多级油和合成油。 对于粘度指数,设定了两个极限点。 粘度变化随温度变化较小的油品(从宾夕法尼亚原油提炼的HVI油品、石蜡油)位于粘度指数的高端。
粘度变化明显的油(LVI-油,由德克萨斯海湾原油提炼而成,环烷油)代表低端,其粘度值为0,这是可能的最差粘度值。 粘度值与矿物油有关。 润滑油然后与这些基准进行比较。 如果油与石蜡油相似,则粘度值为100。为了将VI值提高到100以上,后来开发了新的基础油类型和特殊添加剂。
机油的粘度指数从-60到400不等,取决于炼油厂或机油调配商使用的粘指剂类型。 通常,机油含有5%至20%的粘度改进添加剂。
这一点很重要。 人们通常认为第一个和第二个数字都是运动粘度值,其实不然。 W之前的数字是机油在曲轴时的绝对粘度(基于ASTM TEST D5293冷曲轴模拟器)和泵送粘度(基于ASTM D4684、ASTM D3829、ASTM D6821或ASTM D6896(微型旋转粘度计))。 冷曲轴模拟发动机在不同温度下的冷启动。根据被测油的预计粘度。 换句话说,测试人员不会对每种油使用相同的温度。
例如,要达到0W额定值,机油在-31°F(-35°C)时的最大曲柄粘度不得超过6200 mPa(兆帕),在-40°F/C时的最大泵送粘度不得超过60,000 mPa。
请参阅本图表,了解具有相同首数的两种油品如何具有两种不同的绝对粘度。
因此,在任何温度下,5W机油都比10W机油具有更好的曲柄和泵送能力。 显然,在寒冷气候下使用0W或5W机油对曲柄和泵送能力更有帮助,但在较高温度下,0W或5W机油也有助于曲柄和泵送能力。
现在,让我们来看看两种相同编号的机油(10W40和10W-60)在绝对/动态mPa值上的差异。
10W-40机油的动态粘度为735.42 mPa @ 0°C,而10W-60机油的动态粘度为1453.82 mPa @ 0°C。 两种机油都是10W!因此,尽管都是10W,它们的曲柄和泵送特性却完全不同。
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直级油和多级油均含有粘指剂,适用于常规油和合成油。 制造商使用多种产品,如油溶性聚合物或共聚物。
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机油的倾点是指机油不再流动的温度。 降凝剂添加剂通过延缓机油中石蜡成分的结晶,减缓机油在较低温度下的稠化。 这就降低了倾点温度。
粘度指数改进剂 (VII)
VII改进剂通常是长链、高分子量的聚合物分子,它们的形状会随着温度的变化而改变。 在冷态时,它们被紧紧折叠或盘绕。 在冷态时,它们不会增加机油粘度。 然而,当机油温度升高时,分子会 "松开/折叠",因此它们会占用更多空间,增加机油的摩擦力。换句话说,它们起到增稠剂的作用,以减少油品变稀。
- 烯烃共聚物 (OCP)
- 聚烷基甲基丙烯酸酯 (PAMA)
- 聚异丁烯 (PIB)
- 苯乙烯嵌段聚合物
- 甲基丙烯酸甲酯
- 聚丁二烯橡胶(PBR)
- 顺式聚异戊二烯
- 聚棕榈酸乙烯酯
- 聚辛酸乙烯酯、
- 棕榈酸乙烯酯与醋酸乙烯酯的共聚物、
但VII聚合物也有缺点。 聚合物的分子量越高,其膨胀性就越强。 但分子量越高,在两个运动部件之间流动时就越容易发生 "剪切"。 如果炼油厂/榨油厂使用较高浓度的高分子量VII聚合物,就越能防止新油变稀。 但随着油品的变稀,聚合物的分子量也会增加。因此,长链聚合物在运动部件间的 "剪切 "作用下很快就会分解。 事实上,在短时间内,发动机产生的剪切力会使5w30机油变得像5w20(或更低)机油。 这将导致发动机保护能力下降。
另一方面,混合机/精炼机可以添加一些高分子量聚合物和低分子量聚合物,同时使用粘度较高的基础油,以实现高温稀释和延长油品寿命之间的平衡。 换句话说,配方取决于精炼机/混合机。
综上所述
除了与粘度相关的添加剂外,炼油商和调配商还会添加防腐剂、摩擦改进剂、洗涤剂和消泡剂。
基础油的粘度和质量以及添加剂的种类和数量完全由精炼商或独立混合商决定。 这是一个基于原料价格和精炼商或混合商希望达到的质量声誉的配方。