Velg riktig olje: En enkel guide til å forstå smøremiddelets viskositet

Ved smøring er det grunnleggende å forstå viskositeten til et smøremiddel, som gir det kritiske grunnlaget for å velge de riktige smøremidlene, uansett presise enheter eller tungt utstyr. Det er så viktig å sikre at maskinen din fungerer jevnt for lengre levetid og fungerer effektivt.

 

 

Hva er viskositeten til olje?

 

Viskositet er motstanden til en væske til å strømme. Enkelt sagt, et smøremiddels viskositet indikerer oljens tykkelsesnivå. En olje med høyere viskositet er tykkere og flyter langsommere, mens en olje med lavere viskositet er tynnere og flyter lettere.

e.g.,Viskositeten til vann ved 20 grader er ca. 1 cSt, men honning har en viskositet på ca. 12000 ved 20 grader.

Følgende tabell viser viskositeten til vanlige væsker.

Viskositet av vanlige væsker
Flytende	Ca. Viskositet @ 20 grader (cSt)	Ca. Viskositet @ 40 grader (cSt)
Bensin	0.7	0.5
Vann	1	0.66
Melk	2.5	1.5
Olivenolje	80	40
Canola olje	75	42
Hydraulikkolje (ISO VG 46)	128	46
Motorolje (10W-30)	300	70
Sjampo	5000	1500
Honning	12000	2000

 

For smøremidler er viskositet en super-viktig parameter. Det er så viktig at vi ofte navngir oljen etter den. Et godt eksempel er hydraulikkoljen "ISO VG 46" - at "46" kommer direkte fra dens viskositet målt ved 40 grader.

 

Hvordan defineres viskositetsgraden til motorolje?

 

SAE J300-standarden definerer viskositetsgraden til motoroljer. Ta "5W-40" som et eksempel:

 

W:Det betyr Motstå vinteren, som representerer oljens ytelse i kaldt vær.

Tall før "W" (5W):Ytelsesgraden for lav-temperatur. Et mindre antall betyr at oljen er tynnere i kaldt vær, noe som gjør kaldstart mindre vanskelig.

Tall etter W (40):Ytelsesgraden for høy-temperatur. Et større antall betyr at oljen er klebrigere ved høye temperaturer, og gir en sterkere oljefilm.

 

SAE J300-standarden

SAE viskositetsgrad	Lav-temp. startviskositet (cP) Maks	Lav-temp pumpeviskositet (cP) Max (uten flytespenning)	Kinematisk viskositet (cSt) ved 100 grader Min	Kinematisk viskositet (cSt) ved 100 grader Maks	Høy skjærviskositet (cP) ved 150 grader 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
*For 0W-40, 5W-40 og 10W-40 karakterer ** For 15W-40, 20W-40, 25W-40 og 40 karakterer

 

Viskositetsendringer (ΔV) er også en viktig indikator på om et oljeskift er nødvendig.

 

Generelt sett, hvis den kinematiske viskositeten til motorolje ved 100 grader endres med mer enn ±25 % (en 25 % økning eller reduksjon i viskositet), indikerer det at det er på tide å skifte motorolje.

 

 

Når et smøremiddel nærmer seg slutten av levetiden, vil dets viskositet først synke markant, og deretter oppleve en rask økning. For å unngå motorslitasje fra smørehavari, er det avgjørende å skifte olje umiddelbart før viskositeten reduseres betydelig for å sikre riktig kjøretøyytelse

 

Motorolje viser seg å være tykkere utover standard.

Fortykning (viskositetsøkning på mer enn +25%) er ofte forårsaket av oljeoksidasjon, noe som resulterer i store mengder slam, noe som fører til oppstartsslitasje og økt drivstofforbruk.

Motorolje viser seg å være tynnere enn standard.

Tynning (viskositetsreduksjon på mer enn -25%) er ofte forårsaket av drivstofffortynning eller tilsetningsineffektivitet, noe som fører til utilstrekkelig smøring og alvorlig slitasje.

 

Hvordan defineres viskositetsgrader for industrielle oljer?

 

Standard ISO 3448 viskositetsgrad er den mest universelle og utbredte klassifiseringsstandarden for industriell smøremiddelviskositet, vanligvis brukt for hydraulikkoljer, giroljer og andre industrielle oljer.

ISO VG (viskositetsgrad), for eksempel ISO VG 32, ISO VG 68, ISO VG 220.

Kjernedefinisjon: Tallet for hver klasse representerer senterpunktet for den kinematiske viskositeten til oljeproduktet ved 40 grader. Det tillatte fluktuasjonsområdet er ±10 %.

For eksempel: Viskositetsområdet til ISO VG 46 er 41.4 - 50.6 cSt (fordi 46 ± 10 %=41.4 ~ 50,6).

 

I det industrielle smørefeltet er viskositetsendringer en viktig metode for vedlikehold av utstyr. Hvis et smøremiddels viskositet viser betydelig opp eller ned etter en tids bruk, bør vedlikeholdsingeniørene være oppmerksomme umiddelbart, da det kan bety smøremiddelsvikt, som kan forårsake alvorlig skade på utstyret.

 

Økning av oljeviskositet:

Oljeviskositet går-høy ​​indikerer alltid alvorlig oljeoksidasjon, akkumulering av slam eller forurensning med inkompatible oljer med høyere-viskositet.

f.eks. I hydrauliske systemer som opererer under vedvarende høye temperaturer, oksiderer væsken veldig raskt, noe som fører til viskositetsøkning. Operatørene bør skifte ny olje umiddelbart.

Hvis ikke, vil den gamle oljen ikke bare øke systemets energiforbruk og forårsake treg respons, men kan også utløse alvorlige feil som filterblokkering.

Oljeviskositetsreduksjon:

Det er 2 grunner til at smøremidlets viskositet faller: 1, forurensning av væsker med lavere-viskositet, som for eksempel vann eller løsningsmiddelinntrengning på grunn av utilstrekkelig tetning av utstyret; 2 ble molekylkjedene av viskositetsindeksforbedrende midler kuttet av ved høy mekanisk skjærkraft.

Noen billige giroljer på markedet fungerer som et typisk tilfelle: produsenten blandet lav-baseoljer med lav{1}}viskositet med rimelige polymere fortykningsmidler. Utseendet-god startviskositet tåler ikke den intense skjæringen i girrotasjonen. Deres viskositet går raskt ned i løpet av en kort periode, noe som fører til utilstrekkelig oljefilmstyrke og manglende smøring, noe som fører til slitasje på utstyret. Denne «kostnadsbesparende-tilnærmingen øker faktisk risikoen for utstyrsfeil betydelig, øker vedlikeholdskostnadene og forkorter levetiden.

 

Viskositets-, temperatur- og viskositetsindeksforbedrer (VIIs).

 

Viskositeten måles generelt ved en bestemt temperatur. Deviskositetsindeks (VI)måler hvor mye et smøremiddels viskositet endres med temperaturen. Jo høyere verdi, desto mindre endres verdien av viskositet med temperaturen.

e.g.:

VI av mineralolje (paraffinisk-basert) er omtrent 96-110, mens den for polyalfaolefiner (PAO) kan nå så høyt som 120-180. VI av PAG (polyalkylenglykol) olje kan nå over 190.

 

Fordi utstyr og omgivelsestemperaturer svinger konstant, i de fleste smøreapplikasjoner, er smøremidler med høy VI foretrukket for bred temperaturtilpasning og mer stabil smørebeskyttelse. For eksempel har high-motoroljer for biler basert på PAO-er vanligvis en høyere VI, bedre egnet for kaldstart-og intens kjøring i varme temperaturer.

 

Hvordan kan VI av en baseolje forbedres?

 

I tillegg til å optimalisere selve baseoljen (fysisk raffinering og kjemisk omdannelse), kan smøremidler med høyere VIs også oppnås ved å tilsette viskositetsforbedrende midler. Disse smøretilsetningene er vanligvis langkjedede-polymerer som utvider seg med varme, og motvirker den naturlige tynningen av oljen.

 

Viskositetsindeksforbedrer (VII)

​

Viskositetsindeksforbedrer (VII) er et tilsetningsstoff som brukes til å formulere multigrade forbrenningsmotoroljer og andre høy VI industrielle smøremidler. Det øker VI og reduserer endringen i viskositet med temperaturen i smøremiddelformuleringene.

Den mest brukte viskositetsindeksforbedreren er olefinkopolymer (OCP), som vanligvis refererer til etylenpropylenkopolymer (EPM). OCP er en av de mest brukte og mainstream VII-ene i verden, spesielt innen motoroljer. Det er også andre VII, som PMA, HSD, vennligst klikk her for å vite mer om viskositetsindeksforbedrene.

 

Generell introduksjon til viskositetsindeksforbedrer for smøremiddel

 

2-side av viskositet: for høy eller for lav

 

Vi bør alltid velge smøremiddel med riktig viskositetsgrad i henhold til instruksjonene i manualen.

 

Motorolje for biler

 

• For lav viskositet

For lav viskositet resulterer hovedsakelig i utilstrekkelig smøring og tetningsringer deaktivert, noe som direkte fører til motorslitasje og lekkasjer.

• Viskositeten er for høy

For høy viskositet betyr overdreven motstand og dårlig flytbarhet, noe som kan resultere i motorens vanskelige start, høyt drivstofforbruk og dårlig varmeavledning.

 

Industrielle oljer

 

La oss lage et eksempel med hydraulikkolje; det kan forårsake unødvendige problemer hvis hydraulikkvæskene er for høye eller for lave utover standarden.

• For lav viskositet

Hvis hydraulikkvæskene er for tykke, kan dette øke pumpemotstanden, hindre strømning og potensielt forårsake pumpekavitasjon, som skader pumpen. Videre øker hydraulikkolje med for høy viskositet strømningsmotstanden i det hydrauliske systemet, øker strømforbruket, reduserer responsen til aktuatorene og reduserer nøyaktigheten.

• Viskositeten er for høy

Hvis hydraulikkvæskene er for tynne, blir oljefilmen tynnere, noe som resulterer i utilstrekkelig smøring og økende slitasje. Olje med lav viskositet svekker også tetningsytelsen, og øker risikoen for lekkasje.

 

Hvilke viskositeter testes for smøremidler?

 

For motoroljer

 

• 100 grader kinematisk viskositet - under normale motordriftsforhold.

KV100 bestemmer tykkelsen og styrken på oljefilmen under normal motordrift. For hver viskositetsklasse definerer SAE J300 en minimum og valgfri maksimal kinematisk viskositet ved 100 grader.

 

• Høy temperatur høy skjærkraft (HTHS)viskositet - ved 150 grader - under tøffe motordriftsforhold.

SAE J300 spesifiserer minimum HTHS-verdier for ulike viskositetsgrader. HTHS-testen utfyller 100 graders viskositetstesten, og måler spesifikt oljefilmstyrken under de mest krevende momentene i motoren, når beskyttelse er mest nødvendig.

For lav HTHS-viskositet kan resultere i utilstrekkelig smøring og økt slitasje.

 

• Cold Crank Simulator (CCS)viskositet - måler kaldstartsytelsen til en motor ved lave temperaturer.

CCS-viskositet er en nøkkelparameter for å definere "W" (vinter) karakteren. Dette simulerer motstanden mot oljestrøm under motorstart ved ekstremt lave temperaturer. Jo lavere verdi, jo mindre belastning på batteri og motor ved kaldstart, noe som gir en jevnere start.

 

• Micro Rotational Viscometer (MRV) / Pumping Viscosity - Kan oljen pumpes ved lave temperaturer?

MRV-viskositet er en annen nøkkelparameter for å definere "W"-motorolje.

Den simulerer om oljen kan tas opp av oljepumpen og sirkuleres effektivt til alle motorkomponenter ved lave temperaturer. Hvis MRV er for høy, blir pumping vanskelig, noe som kan føre til oljesult og alvorlig motorslitasje umiddelbart etter start.

 

• 40 grader kinematisk viskositet - Brukes til å beregne viskositetsindeks

Selv om 40 graders kinematisk viskositet ikke brukes direkte i SAE J300-klassifiseringer, er det fortsatt en svært viktig fysisk egenskap. Det er avgjørende i utviklingen av oljeformuleringer og kvalitetskontroll. 40 graden kinematisk viskositet brukes først og fremst til å beregne viskositetsindeksen.

 

Viskositetsendring og viskositetsindeks forbedrer - SSI

 

Smøreolje som inneholder Viscosity Index Improvers (VIIs) viser betydelig forbedret viskositet og en høyere viskositetsindeks. Etter en viss periode med motordrift kan imidlertid viskositeten falle merkbart. Hvorfor skjer dette?

 

Viskositetsindeksforbedrer er i hovedsak oljeoppløselige-polymerer. Når smøreoljen utsettes for ekstreme skjæringer-som i høy-gir og oljepumper-kan disse polymerkjedene kuttes av mekanisk. Denne prosessen reduserer permanent molekylvekten til polymerene, noe som resulterer i en betydelig reduksjon i motoroljens viskositet. Dette fenomenet omtales profesjonelt somPermanent skjærstabilitetstap. Dette fører til tynning av oljefilmen, utilstrekkelig smøring og redusert tetningsytelse, som igjen akselererer komponentslitasjen.

 

Førsteklasses smøremidler prioriterer polymerer med eksepsjonelt høy skjærstabilitetsindeks (SSI) for å sikre at viskositeten forblir innenfor det beregnede området gjennom hele oljetømmeintervallet, og gir konsistent og varig beskyttelse for motoren.

 

I industrioljen varierer kravene til viskositet mye på tvers av ulike bruksområder.

 

Ta hydraulikkolje som et eksempel,Kinesiske standarder definerer spesifikasjoner for L-HM (Anti-slitasje), L-HV (Lav-temperatur) og L-HS (Ultra-lav-temperatur) karakterer. Vi kan se at selv om deres viskositetskrav ved 40 grader er de samme, er deres krav til lav-temperaturviskositet, flytepunkt og viskositetsindeks helt forskjellige.

 

Eiendom	L-HM (anti-slitasje)	L-HV (lav temperatur)	L-HS (ultra-lav temperatur)
Kinematisk viskositet ved 40 grader (mm²/s)	28.8 ~ 35.2	28.8 ~ 35.2	28.8 ~ 35.2
Startbarhet med lav-temperatur (Temperatur for 1500 mm²/s viskositet)	Ikke spesifisert	Mindre enn eller lik -18 grader	Mindre enn eller lik -24 grader
Viskositetsindeks VI	Større enn eller lik 95	Større enn eller lik 140	Større enn eller lik 150
Lav-temperaturfluiditet (Pour Point)	Mindre enn eller lik -15 grader	Mindre enn eller lik -33 grader	Mindre enn eller lik -45 grader
Anbefalt søknad	Moderat/stabil omgivelsestemperatur	Bredt temperaturområde, kalde områder	Alvorlige kalde, arktiske forhold

 

Anti-hydraulikkolje - L-HM:Denne grunnkarakteren prioriterer viskositet ved romtemperatur (40 grader) og 0 grader. Den har de laveste kravene til viskositetsindeks og lav-temperaturytelse.

Hydraulikkolje med lav-temperatur - L-HV:Denne karakteren bygger på L-HM og forbedrer viskositetsindeksen og lav-temperaturytelsen betydelig, noe som gjør den egnet for kaldt klima.

Ultra-lav-hydraulikkolje - L-HS :denne oljekvaliteten forbedrer startbarheten for ultra-lav-temperatur og viskositetsindeksen ytterligere utover L-HV. Det er den høyeste karakteren, designet for ekstremt kaldt klima.

 

 

Hvilke komponenter i smøremiddelformuleringer påvirker viskositeten?

 

Eksempel på formulering av CF-4 15W-40 smøreolje
Komponent	Prosentdel	Primær funksjon og innvirkning på viskositet
Base Oil-150SN	53.0	Gir formuleringsbasen og datumviskositeten.
Baseolje- 500SN	29.0	Som en tung baseoljekomponent øker den datoviskositeten.
Smøretilsetningspakke	8.0	Gir vaskeevne, dispergering, anti-slitasjeegenskaper osv., samtidig som det bidrar til en lett fortykningseffekt.
Viskositetsindeksforbedrer (OCP)	9.6	Øker høy-temperaturviskositet dramatisk for å sikre at "40"-graden oppfylles, og forbedrer viskositetsindeksen for å oppnå "15W" lav-temperaturytelse.
Hellepunktsdempende middel	0.4	Forbedrer lav-temperaturfluiditet: Optimaliserer lav-temperaturviskositet (f.eks. CCS), men med svært liten innvirkning på høy-temperaturviskositet.
Antiskummiddel	10 ppm	Undertrykker skum: Påvirker i hovedsak ikke den totale oljeviskositeten.

 

I formuleringen ovenfor er viskositeten til den ferdige smøreoljen primært påvirket av tre nøkkelaspekter.

Base oljer

Det er hovedkomponenten i smøreoljeformuleringen; dens viskositet bestemmer direkte datoviskositeten til det ferdige produktet.

En eller to baseoljer velges som basisvæske i et smøremiddel. det er en vanlig metode å bruke en blanding av 150N og 500N i et visst forhold for å blande en 20W-50 motorolje.

Viskositetsindeksforbedrer (VII)

VII gjør oljen betydelig tykkere og forbedrer dens viskositetsindeks. Det er nøkkelkomponenten som muliggjør multi-oljer.

Andre tilsetningsstoffer

Tilsetningspakken (VII-er er ikke inkludert) bidrar generelt også med en liten fortykningseffekt. Dessuten øker tilsetningsstoffer som-hellepunktsdempende midler (f.eks. PMA PPD) viskositeten litt.

For å få en-smøreolje av høy kvalitet, bør oljeblanderingeniørene beregne nøyaktig i henhold til databladene til råvarene og balansere forholdet mellom disse tre elementene.