Vyberte si ten správny olej: Jednoduchý sprievodca pre pochopenie viskozity maziva

Pri mazaní je nevyhnutné pochopiť viskozitu maziva, ktorá poskytuje rozhodujúci základ pre výber správnych mazív, bez ohľadu na presné zariadenia alebo ťažké zariadenia. Je veľmi dôležité zabezpečiť, aby vaše strojové zariadenie fungovalo hladko pre dlhšiu životnosť a fungovalo efektívne.

 

 

Aká je viskozita oleja?

 

Viskozita je odpor tekutiny voči prúdeniu. Jednoducho povedané, viskozita maziva udáva úroveň hrúbky oleja. Olej s vyššou viskozitou je hustejší a tečie pomalšie, kým olej s nižšou viskozitou je redší a tečie ľahšie.

e.g.,Viskozita vody pri 20 stupňoch je približne 1 cSt, ale med má viskozitu približne 12 000 pri 20 stupňoch.

Nasledujúca tabuľka ukazuje viskozitu bežných kvapalín.

Viskozita bežných kvapalín
Kvapalina	Pribl. Viskozita @ 20 stupňov (cSt)	Pribl. Viskozita @ 40 stupňov (cSt)
Benzín	0.7	0.5
Voda	1	0.66
Mlieko	2.5	1.5
Olivový olej	80	40
repkový olej	75	42
Hydraulický olej (ISO VG 46)	128	46
Motorový olej (10W-30)	300	70
Šampón	5000	1500
Zlato	12000	2000

 

Viskozita je v prípade mazív mimoriadne-dôležitý parameter. Je taký dôležitý, že podľa neho olej často pomenujeme. Skvelým príkladom je hydraulický olej „ISO VG 46“ – ten „46“ pochádza priamo z jeho viskozity meranej pri 40 stupňoch.

 

Ako je definovaný stupeň viskozity motorového oleja?

 

Norma SAE J300 definuje stupeň viskozity motorových olejov. Vezmime si "5W-40" ako príklad:

 

W:Znamená to odolávať zime, čo predstavuje výkon oleja v chladnom počasí.

Číslo pred "W" (5W):Stupeň výkonu pri nízkych-teplotách. Menšie číslo znamená, že olej je v chladnom počasí redší, takže štarty za studena sú menej náročné.

Číslo po W (40):Stupeň výkonu pri vysokej{0} teplote. Väčší počet znamená, že olej je pri vysokých teplotách lepkavejší a poskytuje silnejší olejový film.

 

Štandard SAE J300

Stupeň viskozity SAE	Nízkoteplotná viskozita pri štartovaní (cP) Max	Nízko{0}}teplotná čerpacia viskozita (cP) Max (bez napätia na medzi klzu)	Kinematická viskozita (cSt) pri 100 stupňoch min	Kinematická viskozita (cSt) pri 100 stupňoch Max	Vysoká šmyková viskozita (cP) pri 150 stupňoch min
0W	6200@ -35	60000@ -40	3.8	-	-
5W	6600@ -30	60000@ -35	3.8	-	-
10W	7000@ -25	60000@ -30	4.1	-	-
15W	7000@ -20	60000@ -25	5.6	-	-
20W	9500@ -15	60000@ -20	5.6	-	-
25W	13000@ -10	60000@ -15	9.3	-	-
16	-	-	6.1	<8.2	2.3
20	-	-	6.9	<9.3	2.6
30	-	-	9.3	<12.5	2.9
40	-	-	12.5	<16.3	3.5* / 3.7**
50	-	-	16.3	<21.9	3.7
60	-	-	21.9	<26.1	3.7
*Pre stupne 0W-40, 5W-40 a 10W-40 ** Pre 15W-40, 20W-40, 25W-40 a 40 tried

 

Zmeny viskozity (ΔV) sú tiež dôležitým ukazovateľom toho, či je potrebná výmena oleja.

 

Vo všeobecnosti, ak sa kinematická viskozita motorového oleja pri 100 stupňoch zmení o viac ako ± 25 % (25 % zvýšenie alebo zníženie viskozity), znamená to, že je čas na výmenu motorového oleja.

 

 

Keď sa mazivo blíži ku koncu svojej životnosti, jeho viskozita sa najskôr výrazne zníži a potom zaznamená rýchly nárast. Aby sa predišlo opotrebovaniu motora v dôsledku poruchy mazania, rýchla výmena oleja pred výrazným znížením viskozity je nevyhnutná na zabezpečenie správneho výkonu vozidla.

 

Motorový olej sa ukázal byť nadštandardne hustejší.

Zahusťovanie (zvýšenie viskozity o viac ako +25 %) je často spôsobené oxidáciou oleja, čo vedie k veľkému množstvu kalu, čo vedie k-opotrebeniu pri štarte a zvýšenej spotrebe paliva.

Motorový olej sa ukazuje byť redší ako štandardný.

Riedenie (pokles viskozity o viac ako -25%) je často spôsobené riedením paliva alebo neúčinnosťou aditív, čo vedie k nedostatočnému mazaniu a silnému opotrebovaniu.

 

Ako sa definujú stupne viskozity priemyselných olejov?

 

Stupeň viskozity podľa normy ISO 3448 je najuniverzálnejší a najrozšírenejší klasifikačný štandard pre viskozitu priemyselných mazív, bežne používaný pre hydraulické oleje, prevodové oleje a iné priemyselné oleje.

ISO VG (stupeň viskozity), napríklad ISO VG 32, ISO VG 68, ISO VG 220.

Základná definícia: Číslo každej triedy predstavuje stredný bod kinematickej viskozity ropného produktu pri 40 stupňoch. Jeho prípustný rozsah kolísania je ±10 %.

Napríklad: Rozsah viskozity ISO VG 46 je 41.4 - 50.6 cSt (pretože 46 ± 10 %=41.4 ~ 50,6).

 

V oblasti priemyselného mazania sú zmeny viskozity dôležitou metódou údržby zariadení. Ak viskozita maziva po určitom čase používania výrazne stúpa alebo klesá, technici údržby by mali okamžite venovať pozornosť, pretože to môže znamenať zlyhanie maziva, ktoré môže spôsobiť vážne poškodenie zariadenia.

 

Zvýšenie viskozity oleja:

Vysoká viskozita oleja-vždy znamená silnú oxidáciu oleja, hromadenie kalu alebo kontamináciu nekompatibilnými olejmi s vyššou-viskózou.

napr. V hydraulických systémoch pracujúcich pri pretrvávajúcich vysokých teplotách kvapalina veľmi rýchlo oxiduje, čo vedie k zvýšeniu viskozity. Prevádzkovatelia by mali bezodkladne vymeniť nový olej.

Ak nie, starý olej nielenže zvýši spotrebu energie systému a spôsobí pomalú odozvu, ale môže tiež spôsobiť vážne poruchy, ako je zablokovanie filtra.

Zníženie viskozity oleja:

Existujú 2 dôvody, prečo viskozita maziva klesá: 1. kontaminácia kvapalinami s nižšou viskozitou-, ako je vniknutie vody alebo rozpúšťadla v dôsledku nedostatočného utesnenia zariadenia; 2 boli molekulárne reťazce látok zlepšujúcich index viskozity odrezané vysokým mechanickým strihom.

Typickým prípadom sú niektoré-nákladové prevodové oleje na trhu: výrobca zmiešal základné-oleje s nízkou viskozitou s lacnými polymérnymi zahusťovadlami. Vzhľadovo-dobrá počiatočná viskozita nemôže odolať intenzívnemu strihu pri otáčaní ozubeného kolesa. Ich viskozita rýchlo klesá v priebehu krátkej doby, čo vedie k nedostatočnej pevnosti olejového filmu a zlyhaniu pri mazaní, čo spôsobuje opotrebovanie zariadenia. Tento „nákladový-úsporný“ prístup v skutočnosti výrazne zvyšuje riziko zlyhania zariadenia, zvyšuje náklady na údržbu a skracuje jeho životnosť.

 

Zlepšovače viskozity, teploty a indexu viskozity (VII).

 

Viskozita sa všeobecne meria pri určitej teplote. Theindex viskozity (VI)meria, ako veľmi sa mení viskozita maziva s teplotou. Čím je hodnota vyššia, tým menej sa mení hodnota viskozity s teplotou.

e.g.:

VI minerálneho oleja (na parafínovom{0}}základe) je približne 96-110, zatiaľ čo index VI polyalfaolefínov (PAO) môže dosiahnuť až 120-180. VI oleja PAG (polyalkylénglykol) môže dosiahnuť viac ako 190.

 

Pretože teploty zariadenia a okolia neustále kolíšu, vo väčšine aplikácií mazania sa uprednostňujú mazivá s vysokým indexom viskozity pre širokú teplotnú adaptabilitu a stabilnejšiu ochranu mazania. Napríklad automobilové motorové oleje vyššej kategórie na báze PAO majú zvyčajne vyšší index VI, ktorý je vhodnejší pre studené štarty-a intenzívnu jazdu pri vysokých teplotách.

 

Ako možno zlepšiť VI základného oleja?

 

Okrem optimalizácie samotného základového oleja (fyzikálna rafinácia a chemická konverzia) je možné mazivá s vyšším indexom viskozity získať aj pridaním prostriedkov na zlepšenie viskozity. Tieto prísady do mazív sú zvyčajne polyméry s dlhým-reťazcom, ktoré sa teplom rozťahujú, čím pôsobia proti prirodzenému riedeniu oleja.

 

Zlepšovač indexu viskozity (VII)

​

Zlepšovač indexu viskozity (VII) je prísada používaná na formulovanie viacstupňových motorových olejov s vnútorným spaľovaním a iných priemyselných mazív s vysokým viskozitným indexom. Zvyšuje VI a znižuje zmenu viskozity s teplotou v formuláciách mazív.

Najbežnejšie používaným činidlom zlepšujúcim index viskozity je olefínový kopolymér (OCP), všeobecne označovaný ako kopolymér etylénu a propylénu (EPM). OCP je jedným z najpoužívanejších a najbežnejších VII na svete, najmä v motorových olejoch. Existujú aj ďalšie VII, ako PMA, HSD, kliknite sem a dozviete sa viac o zlepšovačoch indexu viskozity.

 

Všeobecný úvod do zlepšovačov viskozitného indexu mazív

 

2-strana viskozity: príliš vysoká alebo príliš nízka

 

Vždy by sme mali zvoliť mazivo so správnou triedou viskozity podľa pokynov v príručke.

 

Automobilový motorový olej

 

• Príliš nízka viskozita

Príliš nízka viskozita má za následok najmä nedostatočné mazanie a deaktiváciu tesniacich krúžkov, čo priamo vedie k opotrebovaniu motora a netesnostiam.

• Príliš vysoká viskozita

Príliš vysoká viskozita znamená nadmerný odpor a slabú tekutosť, čo môže mať za následok sťažené štartovanie motora, vysokú spotrebu paliva a zlý odvod tepla.

 

Priemyselné oleje

 

Urobme príklad s hydraulickým olejom; môže spôsobiť zbytočné problémy, ak sú hydraulické kvapaliny príliš vysoké alebo príliš nízke nad rámec normy.

• Príliš nízka viskozita

Ak sú hydraulické kvapaliny príliš husté, môže to zvýšiť odpor čerpadla, brániť prietoku a potenciálne spôsobiť kavitáciu čerpadla, ktorá poškodí čerpadlo. Hydraulický olej s nadmernou viskozitou navyše zvyšuje prietokový odpor v hydraulickom systéme, zvyšuje spotrebu energie, spomaľuje odozvu akčných členov a znižuje presnosť.

• Príliš vysoká viskozita

Ak sú hydraulické kvapaliny príliš tenké, olejový film sa stenčí, čo má za následok nedostatočné mazanie a zvýšené opotrebovanie. Olej s nízkou viskozitou tiež zhoršuje tesniaci výkon a zvyšuje riziko úniku.

 

Aké viskozity sa testujú pre mazivá?

 

Pre motorové oleje

 

• 100 stupňová kinematická viskozita - za normálnych prevádzkových podmienok motora.

KV100 určuje hrúbku a pevnosť olejového filmu pri bežnej prevádzke motora. Pre každý stupeň viskozity SAE J300 definuje minimálnu a voliteľnú maximálnu kinematickú viskozitu pri 100 stupňoch.

 

• High Temperature High Shear (HTHS)viskozita - pri 150 stupňoch - v náročných prevádzkových podmienkach motora.

SAE J300 špecifikuje minimálne hodnoty HTHS pre rôzne stupne viskozity. Test HTHS dopĺňa test 100 stupňovej viskozity, konkrétne meranie sily olejového filmu počas najnáročnejších momentov motora, kedy je ochrana najviac potrebná.

Príliš nízka viskozita HTHS môže viesť k nedostatočnému mazaniu a zvýšenému opotrebovaniu.

 

• Simulátor studeného kľuku (CCS)viskozita - meria výkon motora pri studenom štarte pri nízkych teplotách.

CCS viskozita je kľúčovým parametrom pri definovaní "W" (zimnej) triedy. To simuluje odpor voči prúdeniu oleja počas štartovania motora pri extrémne nízkych teplotách. Čím nižšia hodnota, tým menšie zaťaženie batérie a motora pri studenom štarte, výsledkom čoho je hladší štart.

 

• Mikro rotačný viskozimeter (MRV) / Viskozita čerpania - Dá sa olej čerpať pri nízkych teplotách?

Viskozita MRV je ďalším kľúčovým parametrom pri definovaní motorového oleja triedy "W".

Simuluje, či je možné olej zachytiť olejovým čerpadlom a účinne cirkulovať do všetkých komponentov motora pri nízkych teplotách. Ak je MRV príliš vysoká, čerpanie sa stáva obtiažnym, čo môže viesť k nedostatku oleja a vážnemu opotrebovaniu motora ihneď po naštartovaní.

 

• 40 stupňová kinematická viskozita - Používa sa na výpočet indexu viskozity

Aj keď sa 40 stupňová kinematická viskozita priamo nepoužíva v hodnotení SAE J300, zostáva veľmi dôležitou fyzikálnou vlastnosťou. Je rozhodujúca pri vývoji olejovej formulácie a kontroly kvality. 40. Stupeň kinematickej viskozity sa primárne používa na výpočet indexu viskozity.

 

Zlepšenie zmeny viskozity a indexu viskozity - SSI

 

Mazací olej obsahujúci zlepšovače indexu viskozity (VIIs) vykazuje výrazne zlepšenú viskozitu a vyšší index viskozity. Po určitej dobe prevádzky motora však môže jeho viskozita výrazne klesnúť. Prečo sa to deje?

 

Zlepšovače viskozitného indexu sú v podstate polyméry-rozpustné v oleji. Keď je mazací olej vystavený extrémnym strihom,-ako napríklad vo vysokorýchlostných-prevodovkách a olejových čerpadlách-tieto polymérové ​​reťazce možno mechanicky odrezať. Tento proces trvalo znižuje molekulovú hmotnosť polymérov, čo vedie k výraznému zníženiu viskozity motorového oleja. Tento jav sa odborne označuje akoTrvalá strata stability v šmyku. To vedie k stenčovaniu olejového filmu, nedostatočnému mazaniu a zníženiu tesniaceho výkonu, čo následne urýchľuje opotrebovanie komponentov.

 

Prémiové mazivá uprednostňujú polyméry s výnimočne vysokým indexom šmykovej stability (SSI), aby sa zabezpečilo, že viskozita zostane v rámci navrhnutého rozsahu počas celého intervalu výmeny oleja, čím sa zabezpečí konzistentná a trvalá ochrana motora.

 

V priemyselných olejoch sa požiadavky na viskozitu v rôznych aplikáciách značne líšia.

 

Ako príklad uvedieme hydraulický olej,Čínske normy definujú špecifikácie pre triedy L-HM (proti-opotrebeniu), L-HV (nízka-teplota) a L-HS (ultra-nízka-teplota). Vidíme, že hoci ich požiadavky na viskozitu pri 40 stupňoch sú rovnaké, ich požiadavky na viskozitu pri nízkej teplote, bod tuhnutia a index viskozity sú úplne odlišné.

 

Nehnuteľnosť	L-HM (Proti-opotrebeniu)	L-HV (nízka teplota)	L-HS (ultra-nízka teplota)
Kinematická viskozita pri 40 stupňoch (mm²/s)	28.8 ~ 35.2	28.8 ~ 35.2	28.8 ~ 35.2
Štartovateľnosť pri nízkych-teplotách (Teplota pre viskozitu 1500 mm²/s)	Nešpecifikované	Menšie alebo rovné -18 stupňov	Menšie alebo rovné -24 stupňov
Viskozitný index VI	Väčšie alebo rovné 95	Väčšie alebo rovné 140	Väčšie alebo rovné 150
Tekutosť pri nízkej{0} teplote (bod tuhnutia)	Menšie alebo rovné -15 stupňov	Menšie alebo rovné -33 stupňov	Menšie alebo rovné -45 stupňov
Odporúčaná aplikácia	Stredné/stabilné okolité teploty	Široký teplotný rozsah, chladné oblasti	Silná zima, arktické podmienky

 

Hydraulický olej proti-opotrebeniu - L-HM:Táto základná trieda uprednostňuje viskozitu pri izbovej teplote (40 stupňov) a 0 stupňov. Má najnižšie požiadavky na viskozitný index a výkonnosť pri nízkych-teplotách.

Nízkoteplotný -hydraulický olej - L-HV :Táto trieda, ktorá vychádza z L-HM, výrazne zlepšuje index viskozity a výkonnosť pri nízkych{1}}teplotách, vďaka čomu je vhodná do chladného podnebia.

Hydraulický olej s ultra-nízkou{1}}teplotou - L-HS:tento druh oleja ďalej zlepšuje štartovateľnosť pri ultra-nízkej{1}}tete a viskozitný index nad L-HV. Ide o najvyššiu triedu určenú pre extrémne chladné podnebie.

 

 

Aké zložky v formuláciách mazív ovplyvňujú viskozitu?

 

Príklad zloženia mazacieho oleja CF-4 15W-40
Komponent	Percento	Primárna funkcia a vplyv na viskozitu
Základný olej-150SN	53.0	Poskytuje základ formulácie a základnú viskozitu.
Základný olej- 500SN	29.0	Ako zložka ťažkého základového oleja zvyšuje základnú viskozitu.
Balíček aditív do mazív	8.0	Poskytuje detergentné, disperzné vlastnosti, -opotrebenie atď. a zároveň prispieva k miernemu zahusťovaciemu účinku.
Zlepšovač viskozitného indexu (OCP)	9.6	Dramaticky zvyšuje-viskozitu pri vysokých teplotách, aby sa zabezpečilo splnenie triedy „40“, a zlepšuje index viskozity, aby sa dosiahol výkon pri nízkych-teplotách „15 W“.
Depresant bodu tuhnutia	0.4	Zlepšuje tekutosť pri nízkych{0}}teplotách: Optimalizuje viskozitu pri nízkych-teplotách (napr. CCS), ale s veľmi nízkym vplyvom na viskozitu pri vysokých-teplotách.
Protipenový prostriedok	10 ppm	Potláča penu: V podstate neovplyvňuje celkovú viskozitu oleja.

 

Vo vyššie uvedenej formulácii je viskozita hotového mazacieho oleja primárne ovplyvnená tromi kľúčovými aspektmi.

Základné oleje

Je hlavnou zložkou vo formulácii mazacieho oleja; jeho viskozita priamo určuje referenčnú viskozitu hotového výrobku.

Ako základná kvapalina maziva sa vyberá jeden alebo dva základné oleje. napr. Bežnou metódou je použitie zmesi 150N a 500N v určitom pomere na zmiešanie motorového oleja 20W-50.

Zlepšovač indexu viskozity (VII)

VII výrazne zahusťuje olej a zlepšuje jeho viskozitný index. Je to kľúčový komponent umožňujúci viac-rozličné oleje.

Iné aditíva

Balíček aditív (VII nie sú zahrnuté) vo všeobecnosti tiež prispieva k malému zahusťovaciemu účinku. Okrem toho aditíva ako látky znižujúce-bod tuhnutia (napr. PMA PPD) tiež mierne zvyšujú viskozitu.

Ak chcete získať-kvalitný mazací olej, mali by technici miešačov oleja presne počítať podľa údajových listov surovín a vyvážiť vzťah medzi týmito tromi prvkami.