Все про вязкость масла SAE
30 октября 2011 г.
Обобщенные рекомендации по подбору масел по вязкости
| Новый двигатель или
Пробег автомобиля менее 25% от планового ресурса двигателя |
Всесезонно: SAE 0W-20, SAE 0W-30, SAE 0W-40, SAE 5W-30, SAE 5W-40
|
| Технически исправный двигатель или
Пробег автомобиля 25-75% от планового ресурса двигателя |
Лето: SAE 5W-40, SAE 10W-40, SAE 15W-50;
Зима: SAE 5W-30 или SAE 5W-40; Всесезонно: SAE 5W-40 |
| Старый двигатель или
Пробег автомобиля более 75% от планового ресурса двигателя |
Лето: SAE 15W-50;
Зима: SAE 5W-40 или 10W-40 |
Справочная информация по вязкости SAE
ВЯЗКОСТЬ – это свойство жидкости, определяющее ее текучесть. Чем выше вязкость — тем гуще жидкость (чем меньше ее текучесть, тем больше в ней вязкость).
Когда двигатель вашего автомобиля холодный, масло обладает тенденцией сгущаться. В этом случае важно, чтобы оно оставалось жидким даже при низких температурах, чтобы протекать через двигатель, защищать его детали и способствовать пуску. Чем меньше вязкость, тем в большей степени масло будет сохранять свою текучесть в холодную погоду или при пуске двигателя.
ИНДЕКС ВЯЗКОСТИ – зависимость изменения вязкости масла от температуры (чем выше индекс вязкости, тем лучше масло и тем меньше вязкость масла зависит от температуры). Масло с более высоким индексом вязкости имеет лучшую текучесть при низкой температуре (запуск холодного двигателя) и более высокую вязкость при рабочей температуре двигателя.
ВЯЗКОСТЬ МАСЛА – это основной показатель качества, который является общим для всех масел. От этого показателя зависит диапазон температуры окружающей среды, в котором данное масло обеспечивает пуск двигателя без предварительного подогрева, беспрепятственное прокачивание масла насосом по смазочной системе, надежное смазывание и охлаждение деталей двигателя при наибольших допустимых нагрузках и температуре окружающей среды.
Для двигателя или любого другого механизма необходимо применять масла с оптимальной вязкостью, величина которой зависит от конструкции, режима работы и степени износа, температуры окружающей среды и других факторов. Вязкость моторного масла, во-первых, является показателем его смазывающих свойств, так как от вязкости зависит качество смазывания, распределение масла на поверхностях трения и, тем самым износ двигателя. Во-вторых, от вязкости зависят потери энергии при работе двигателя. Чем выше вязкость тем толще масляная пленка и надежнее смазывание, но тем больше потери мощности на преодоление жидкостного трения.
В настоящее время единственной признанной в зарубежных странах системой классификации автомобильных моторных масел является спецификация SAE J300 (Society of Automotive Engineers — Общество Автомобильных Инженеров США). Класс SAE говорит о диапазоне температуры окружающей среды, в котором масло обеспечит проворачивание двигателя стартером, прокачивание масла масляным насосом по смазочной системе двигателя под давлением при холодном пуске в режиме, не допускающем сухого трения в узлах трения, и надежное смазывание летом при длительной работе в максимальном скоростном и нагрузочном режиме.
Классификация подразделяет моторные масла на шесть зимних классов (0W, 5W, 10W, 15W, 20W и 25W) и пять летних (20, 30, 40, 50 и 60). В этих рядах большим числам соответствует большая вязкость. Всесезонные масла, пригодные для круглогодичного применения, обозначают сдвоенным номером, один из которых указывает зимний, другой — летний класс, например, SAE 5W-30 или 10W-40, 15W-40, 20W-50 и т. п.
Классификация SAE J 300 APR 97 для зимних масел устанавливает максимальные значения динамической вязкости при низких температурах и минимальные значения кинематической вязкости при 100°С. Для летних масел установлены пределы кинематической вязкости при 100°С и минимальные значения динамической вязкости при 150°С.
Всесезонные масла отвечают требованиям к одному из зимних и к одному из летних масел одновременно, т. е. обладают очень пологой зависимостью вязкости от температуры. Это достигается загущеннием маловязких масел специальными макрополимерными присадками, повышающими индекс вязкости, иначе говоря, загущающими масло в области высоких температур больше, чем в области низких температур, и (или) использованием синтетических компонентов в качестве основы масла.
Индекс вязкости базовых масел и смазочных материалов с SVM 4001
Индекс вязкости базовых масел и смазочных материалов с SVM 4001Области применения
Нефтяная Индустрия
Жидкие топлива
Смазки
Сырая нефть
Топочный мазут
Энергия, генерирование электроэнергии
Базовые масла являются основным ингредиентом для разработки смазочных материалов. Смазочные материалы используются в различных отраслях промышленности и должны соответствовать множеству требований. Кинематическая вязкость и индекс вязкости — это самые важные параметры как для базовых масел, так и для смазочных материалов. Вискозиметр SVM 4001 Anton Paar является идеальным решением для измерения вязкости при двух температурах и расчета индекса вязкости.
1. Для чего измерять вязкость и определять индекс вязкости?
Кинематическая вязкость при 40 и 100 °C является входным параметром для расчета индекса вязкости (ИВ) в соответствии с ASTM D2270.
ИВ показывает влияние температуры на вязкость масла и является важным параметром, определяющим свойства смазочных материалов.
Низкий ИВ означает, что вязкость значительно изменяется при изменении температуры. Такое масло является высоковязким при низких температурах и достаточно жидким при высоких температурах.
Высокий ИВ означает обратное: вязкость изменяется лишь незначительно при изменении температуры в широком диапазоне температур.
Данный отчет описывает как измерять вязкость базовых масел и смазочных материалов за один ввод образца одновременно при температурах 40 и 100 °C. Индекс вязкости автоматически рассчитывается из этих данных.
2. Какой инструмент использовался?
образца. Температура нижней пары ячеек 40 °C, верхней 100 °C.
Помимо измерения при этих двух температурах, измерение вязкости может также выполняться при других температурах в пределах диапазона измерений (например, при 50 °C и 80 °C), если это требуется. Программное обеспечение прибора вычисляет необходимые значения вязкости при 40 и 100 °C по полученным результатам в соответствии с ASTM D341 и автоматически рассчитывает индекс вязкости.Пользователи могут выбрать один из четырех классов точности в зависимости от образца и требований к точности, что также влияет на продолжительность измерения.
3. Какие образцы измерять?
Тестируются пять базовых масел, аттестованных по ASTM PTP и три готовых к применению коммерчески доступных смазочных масла.
Таблица 1: Тестируемые образцы
4. Измерение образцов
4.1 Параметры прибора
Измерения в соответствии с ASTM D7042.
- Метод: Вычисление индекса вязкости
- Режимы измерения: Повторение
- Класс точности: Точный
- Погрешность повторных показателей вязкости: 0.10 %
- Погрешность повторных показателей плотности: 0,0002 г/см³
- Автоматическое предварительное увлажнение: да
4.2 Калибровка
Используйте только прошедший калибровку прибор. Калибровка должна проводиться периодически с использованием сертифицированных эталонных стандартов. Согласно ASTM D7042, эталонные стандарты должны быть сертифицированы лабораторией, которая соответствует требованиям стандарта ISO/IEC 17025 или соответствующего национального стандарта. Диапазон значений стандартов вязкости должен быть в диапазоне измерений вискозиметра.
4.3 Пробоподготовка
Гомогенизация образца поможет улучшить повторяемость измерений. Действуйте следующим образом: Отберите приблизительно 100 мл образца в стеклянный стакан, накройте его
лабораторной пленкой, чтобы избежать загрязнения, и перемешивайте образец на магнитной мешалке с низкой скоростью в течение приблизительно 5 мин.
4.4 Заполнение
Рекомендуется использовать одноразовые шприцы объемом 10 мл для заполнения образца. Никогда не используйте шприцы с резиновым уплотнением, так как резина химически не
Убедитесь, что измерительные ячейки чистые, сухие и герметичные. Для начала залейте приблизительно 2,5 мл образца. После предварительного смачивания долейте не менее 1 мл или до тех пор, пока образец в шланге для отходов не освободится от пузырьков. Как правило, необходимо от 6 до 8 мл образца (включая предварительное смачивание и доливку), объем может варьироваться в зависимости от образца.
4.5 Очистка
4.5.1 Растворители
Бензин 100/140 (алифатический углеводородный растворитель, смесь в основном С7, С8, С9 Н-алканов с диапазоном кипения от 100 °C до 140 °C соответственно от 212 °F до 284 °F) является универсальным растворителем для очистки в широком диапазоне температур. Убедитесь, что температура кипения растворителя выше температуры измерения. В противном случае недостаточная очистка в верхней ячейке с высокой температурой может повлиять на результаты измерений. Требуемый объем растворителя обычно составляет от 9 до 12 мл на образец.
В любом случае, применяемый растворитель должен полностью высохнуть при температуре измерения. Если используется один растворитель, то он должен быть «химически чистым“ или «чистый для анализа». Если используются два растворителя, то только второй должен соответствовать этому параметру. Для некоторых образцов масла требуется применять ароматические растворители, такие как толуол или ксилол, поскольку такие образцы не (полностью) растворимы в бензине В таком случае
в качестве первого используют ароматический, а в качестве второго, алифатический углеводородный растворитель. Избегайте использования ацетона и этанола, так как эти растворители начинают кипеть при температуре ниже температуры верхней ячейки.
4.5.2 Процесс очистки
- Нажмите кнопку очистки, чтобы открыть экран очистки. Используйте этот экран во время процедуры очистки.
- Удалите образец из ячеек (протолкните его воздухом с помощью шприца).
- Залейте приблизительно 3 мл растворителя с помощью шприца и оставьте шприц подключенным.
- Нажмите кнопку скорости двигателя, чтобы улучшить очистку в ячейках вязкости. Экран очистки покажет вязкость смеси растворителя и образца в ячейках. Значение плотности показывает правильно ли заполнены ячейки растворителем. Остановите мотор.
- Перемещайте плунжер шприца вниз и вверх, чтобы улучшить эффективность очистки и в ячейках плотности, и в ячейках вязкости.
- Включите воздушный насос на нескольких секунд, чтобы удалить смесь образец-растворитель.
- Повторяйте процедуру очистки пока значение вязкости отображаемые на экране очистки не совпадет с значением вязкости растворителя.
- Выполните заключительную промывку быстросохнущим растворителем, чтобы удалить все остатки.
- — Обратите внимание на экран очистки. Сушите измерительные ячейки до тех пор, пока значение очистки не станет зеленым и не останется устойчиво зеленым для обеих пар ячеек.
Дополнительную информацию см.
в руководстве по эксплуатации SVM X001.
5 Результаты
Для всех образцов были проведены повторные измерения в соответствии с ASTM D7042. На основании достоверных результатов (n = 11) вычисляются среднее значение и стандартное отклонение, которые отображаются в таблицах ниже. Все образцы показали хорошую повторяемость, что подтверждается значениями стандартного отклонения.
5.1 Базовые масла
Полученные результаты сравнили с эталонными значениями ASTM PTP (программа проверки квалификации) определенными в соответствии с ASTM D445. Абсолютная погрешность между результатами SVM 4001 и результатами ASTM PTP находится в пределах погрешности измерения SVM ±0.35 %.
40 °C:
Таблица 2: Кинематическая вязкость базовых масел при 40 °C
100 °C:
Таблица 3: Кинематическая вязкость базовых масел при 100 °C
Индекс вязкости (ASTM D2270):
Таблица 4: Индекс вязкости базовых масел
Как правило, большинство базовых масел имеют довольно низкий ИВ, по сравнению с конечными продуктами.
Чем больше изменяется вязкость от повышения температуры, тем ниже ИВ. Также существуют различия в зависимости от группы базовых масел, к которой оно относится. Например, BO1412 и BO1312 имеют схожие значения кинематической вязкости при 40 °C. При 100 °C, кинематическая вязкость BO1312 приблизительно на 9 % выше, чем вязкость BO1412. Масла показывают аналогичную зависимость от температуры. Но ИВ BO1312 примерно на 30 % выше, чем ИВ BO1412. Масло BO1412 может относиться к группам базовых масел I или II (ИВ от 80 до 120), а BO1312 к группам III или IV (ИВ > 120).
Рисунок 2: Кинематическая вязкость и ИВ базовых масел
5.2 Смазочные материалы
Результаты сравниваются с данными, приведенными в паспорте продукта. Эти значения заявленые компанией изготовителем и могут незначительно отличаться в зависимости от
партии масла. Как правило, паспортные значения получены путем измерений в соответствии с ASTM D445.
40 °C:
Таблица 5: Кинематическая вязкость смазочных материалов при 40 °C
100 °C:
Таблица 6: Кинематическая вязкость смазочных материалов при 100 °C
Индекс вязкости (ASTM D2270):
Таблица 7: Индекс вязкости смазочных материалов
Рисунок 3: Кинематическая вязкость и ИВ смазочных материалов
Готовые к применению смазочные материалы содержат различные присадки, которые идеально уравновешивают свойства материалов для их последующего применения.
Присадки,
улучшающие ИВ (это в основном полимеры с различными температурными свойствами), являются основным ингредиентом готовых к применению смазочных материалов. Они
поддерживают изменение вязкости от температуры, настолько низким, насколько это необходимо, и поэтому смещают индекс вязкости, как показано на рис. 4.
Рисунок 4: Сравнение ИВ базовых и готовых к применению масел
Спецификации по SAE:
Автомобильные моторные масла, измеренные в соответствии с ASTM D7042, соответствуют спецификациям SAE J300, трансмиссионные масла-спецификациям SAE J306. В отношении жидкостей для автоматических коробок передач SAE J311 определяет несколько параметров, но в основном параметры жидкостей должны соответствовать спецификациям производителей (OEMs).
Требования спецификации SAE при 100 °C:
Таблица 8: Соответствие кинематической вязкости смазочных материалов требованиям спецификации SAE
6 Выводы
SVM 4001 идеально подходит для определения кинематической вязкости и расчета индекса вязкости.
Пожалуйста, убедитесь, что оборудование и настройки соответствуют
настоящему отчету (см. раздел 4, ”измерение образцов”). Значения вязкости получены в соответствии с ASTM D7042. Результаты демонстрируют превосходную повторяемость и
находятся в пределах требований ASTM D445.
Рисунок 5: SVM 4001 — Лучшее решение для измерений индекса вязкости
Использованное в статье оборудование
Вискозиметры SVM™ X001
Ожидайте большего – добро пожаловать в новую эру вискозиметрии!
Объяснение динамической вязкости и кинематической вязкости
Каждый тип жидкости обладает различным сопротивлением деформации. Мера этого сопротивления называется вязкостью. Вязкость выражает сопротивление жидкости как растяжению, так и сдвигу.
Вязкость смазочного материала и то, как она изменяется при различных температурах и условиях эксплуатации, является одним из наиболее
важные свойства, определяющие эффективность и защиту смазочного материала.
Вязкость можно рассматривать двумя способами:
Кинематическая вязкость (также называемая «коэффициентом диффузии импульса»)
определяется сопротивлением смазочного материала течению и сдвигу под действием силы тяжести. Чтобы проиллюстрировать это, представьте, что вы наливаете две емкости, одну с водой, а другую с медом. Кинематическая вязкость каждой жидкости определяет скорость ее течения. Поскольку кинематическая вязкость воды ниже, она течет быстрее. Для жидкости кинематическая вязкость уменьшается с повышением температуры. Кинематическая вязкость, измеренная по методике ASTM D445, определяет класс вязкости масла по SAE при высоких температурах («30» в 5W-30).
Динамическая вязкость (также называемая абсолютной вязкостью)
измеренная с помощью симулятора холодного пуска двигателя (CCS) (ASTM D5293), определяется как сопротивление смазочного материала течению, на что указывает его измеренное
сопротивление, которое лучше всего рассматривать как количество энергии, необходимой для перемещения объекта, такого как металлический стержень, через жидкость.
Для перемешивания воды требуется меньше энергии, чем для меда, потому что динамическая вязкость воды ниже. Динамическая вязкость определяет низкотемпературный класс масла («5W» в 5W-30).
Что вызывает различия в вязкости?
Давайте представим молекулы как группу людей в комнате. В одной группе все очень легко держатся за руки. это грипп сезон, и они не хотят болеть. На другом конце комнаты все довольно крепко держатся за руки. Это сплоченная группа, вот она.
Если вы прорветесь через обе группы и разорвете цепи людей, вам будет легче прорваться через первую группу, чем через вторую. По сути, это то, как молекулы связаны в жидкостях. Чем слабее молекулярные связи, тем слабее межмолекулярные силы. Это соответствует более низкой вязкости. Чем теснее молекулярные связи, тем сильнее межмолекулярные силы. Это соответствует более высокой вязкости.
Как вязкость влияет на защиту двигателя?
Что все это значит для защиты вашего двигателя? Проще говоря, вязкость является наиболее важным свойством смазочного материала. То, как вязкость смазочного материала реагирует на изменения температуры, давления или скорости, определяет, насколько хорошо масло защищает ваш автомобиль.
Использование смазочных материалов с неадекватной вязкостью для применения может привести к проблемы:
- Повышенный контакт металл-металл
- Повышенное трение и износ
- Повышенный расход масла
- Негерметичные уплотнения
Использование смазочных материалов со слишком высокой вязкостью для применения может привести к следующим проблемам:
- Повышенное трение жидкости
- Повышение рабочих температур Снижение энергоэффективности
Влияние температуры на вязкость
В холодном состоянии смазочные материалы густеют и текут медленнее, и для циркуляции требуется больше энергии.
Вот почему может быть сложнее завести машину холодным зимним утром — коленчатый вал должен пройти через холодное густое масло, прежде чем он будет вращаться достаточно быстро, чтобы двигатель запустился. Поскольку масло течет медленнее, компоненты двигателя могут подвергаться износу до тех пор, пока масло не нагреется настолько, чтобы течь по всему двигателю.
При резком повышении температуры происходит обратное. Скажем, вы буксируете кемпер по межштатной автомагистрали на высоте лета. Интенсивное тепло, выделяемое вашим двигателем, приводит к тому, что масло становится более жидким. Если он станет слишком тонким, он не сможет должным образом отделить металлические компоненты во время работы, что приведет к износу.
Чем выше вязкость смазочного материала, тем большее давление или нагрузку он может выдержать, что позволяет сохранить разделение между движущимися частями. Но у этих отношений есть пределы. Если вязкость слишком высока, масло не будет течь так быстро, и ваш двигатель будет работать интенсивнее и сжигать больше топлива.
Давление и его влияние на смазку
Надлежащая вязкость для предполагаемого применения имеет решающее значение для гарантии того, что силы, прилагаемые к маслу, не приводят к повышенному износу компонентов. Применение чрезмерного давления к маслу может привести к механическому сдвигу, что снижает прочность пленки и приводит к контакту металла с металлом и износу. Однако слишком высокая вязкость может вызвать масляное голодание из-за того, что масло не будет течь через маленькие каналы. Оптимизация вязкости обеспечивает правильную циркуляцию масла и обеспечить достаточную прочность пленки на компонентах.
Какое влияние оказывает скорость на смазку?
Независимо от того, используется ли подшипник, заполненный смазкой, или редуктор, заполненный маслом, необходимо учитывать оптимальную вязкость смазочного материала в зависимости от рабочих скоростей. По мере увеличения скорости для эффективной работы компонентов может потребоваться масло с более низкой вязкостью.
Кроме того, высокая вязкость или скорость также могут увеличить толщину пленки смазки, что увеличивает трение жидкости. Если вязкость слишком высока, жидкостное трение приводит к чрезмерному нагреву, что сокращает срок службы смазки.
Для разных транспортных средств требуется разная вязкость
Ключевым моментом является использование смазочного материала с правильной вязкостью для конкретного применения. Кроме того, вы хотите использовать смазку, которая не загустевает в холодном состоянии, но при этом сохраняет свою способность защищать от износа в горячем состоянии. Синтетические смазочные материалы, такие как синтетические смазочные материалы AMSOIL, обеспечивают лучшую текучесть при низких температурах при понижении температуры и улучшенную защиту, когда двигатель достигает рабочей температуры.
Производители транспортных средств указывают в руководстве по эксплуатации моторное масло какой вязкости следует использовать. Вы всегда можете воспользоваться Руководством по продукту AMSOIL, чтобы найти эту информацию.
Но имейте в виду, что требования к вязкости вашего автомобиля могут измениться, если вы модифицировали двигатель.
Значение индекса вязкости смазочного материала
Палуб 17 апреля 2020 г. Энергия
Вязкость смазочного материала оказывает большое влияние на производительность и срок службы вашего оборудования. Выбирая смазку с соответствующим индексом вязкости для вашего применения, вы можете свести к минимуму время простоя и затраты на техническое обслуживание.
Вязкость смазочного материала на самом деле является его сопротивлением течению и сдвигу. На него влияет несколько факторов, таких как загрязнение водой, частицами или другими смазочными материалами, но старение масла также может влиять на вязкость.
Двумя распространенными типами вязкости являются кинематическая вязкость и динамическая вязкость.
Динамическая (или абсолютная) вязкость дает информацию о силе, необходимой для того, чтобы смазка текла, а кинематическая вязкость показывает, насколько быстро смазка течет при приложении силы. Единицей динамической вязкости является миллипаскаль-секунда (мПа·с) или эквивалент сантипуаз (сП), а единицей кинематической вязкости — квадратный миллиметр в секунду (мм²/с) или эквивалент сантистокс (сСт).
Что такое индекс вязкости (VI) смазочного материала?
На вязкость смазочного материала влияет температура: чем выше температура, тем ниже вязкость. Состав и качество смазочного материала определяют, насколько вязкость будет уменьшаться при повышении температуры.
Индекс вязкости (VI) смазочного материала представляет собой скорость изменения вязкости при изменении температуры. Чтобы узнать, соответствует ли смазка требованиям актива в зависимости от диапазона рабочих температур, вы должны понимать VI.
Как определяется индекс вязкости смазочного материала?
Индекс вязкости смазочного материала определяется путем измерения кинематической вязкости при 40°C и 100°C.
Эти измерения затем сравниваются с результатами двух эталонных масел.
Традиционное минеральное масло имеет индекс вязкости от 95 до 100. Индекс вязкости высокоочищенного минерального масла (гидроочищенный) может достигать 120. Гидрокрекинговое базовое масло будет иметь индекс вязкости более 120, в то время как синтетические масла могут иметь более высокий индекс вязкости. .
Диаграмма индекса вязкости
На приведенной ниже диаграмме показано, как вязкость (вертикальная ось) двух разных смазочных материалов изменяется в зависимости от температуры (горизонтальная ось). Наклон смазочного материала с высоким индексом вязкости более горизонтален: вязкость остается более стабильной в более широком диапазоне температур.
Это означает, что смазка с более высоким индексом вязкости более желательна, поскольку она обеспечивает более стабильную смазочную пленку в более широком диапазоне температур.
Риски смазочных материалов с низким индексом вязкости
Смазочные материалы с более низким индексом вязкости могут иметь соответствующую вязкость при определенной температуре, но их вязкость может резко снизиться при повышении температуры.
Это может привести к повышенному механическому трению и износу из-за потери пленки.
При более низких температурах смазка с низким индексом вязкости может иметь слишком высокую вязкость, что приводит к слабому потоку масла, масляному голоданию и пуску всухую.
Всегда проверяйте ИВ смазочного материала
Для улучшения индекса вязкости производители могут добавлять в смазочный материал определенные присадки. Таким образом, смазочный материал может быть составлен в соответствии со спецификациями производителя оригинального оборудования.
Мы всегда рекомендуем проверять спецификации производителя оборудования при выборе смазочного материала для вашей области применения. Вы должны учитывать климат и условия эксплуатации вашей техники.
При выборе подходящего смазочного материала с точным индексом вязкости ваше оборудование будет работать лучше и прослужит дольше.
Q8Oils предлагает смазочные материалы с высоким индексом вязкости
Несколько примеров продуктов с высоким индексом вязкости в ассортименте продукции Q8Oils:
Серия гидравлических масел Q8 Handel подходит для широкого диапазона температур и областей применения.