Válassza ki a megfelelő olajat: Egyszerű útmutató a kenőanyag viszkozitásának megértéséhez

A kenés során alapvető fontosságú a kenőanyag viszkozitásának megértése, amely kritikus alapja a megfelelő kenőanyagok kiválasztásának, legyen szó precíz eszközökről vagy nehéz berendezésekről. Nagyon fontos, hogy gépei zökkenőmentesen működjenek a hosszabb élettartam érdekében és hatékonyan működjenek.

 

 

Mekkora az olaj viszkozitása?

 

A viszkozitás a folyadék áramlással szembeni ellenállása. Egyszerűen szólva, a kenőanyag viszkozitása az olaj vastagságát jelzi. A nagyobb viszkozitású olaj vastagabb és lassabban folyik, míg az alacsonyabb viszkozitású olaj vékonyabb és könnyebben folyik.

e.g.,a víz viszkozitása 20 fokon kb. 1 cSt, de a méz viszkozitása kb. 12000 @ 20 fok.

Az alábbi táblázat a szokásos folyadékok viszkozitását mutatja.

Közönséges folyadékok viszkozitása
Folyékony	kb. Viszkozitás @ 20 fok (cSt)	kb. Viszkozitás @ 40 fok (cSt)
Benzin	0.7	0.5
Víz	1	0.66
Tej	2.5	1.5
Olívaolaj	80	40
Repce olaj	75	42
Hidraulika olaj (ISO VG 46)	128	46
Motorolaj (10W-30)	300	70
Sampon	5000	1500
Méz	12000	2000

 

A kenőanyagoknál a viszkozitás rendkívül-fontos paraméter. Annyira fontos, hogy az olajat gyakran róla nevezzük el. Kiváló példa erre az „ISO VG 46” hidraulikaolaj – ez a „46” közvetlenül a 40 fokon mért viszkozitásából származik.

 

Hogyan határozzák meg a motorolaj viszkozitási fokozatát?

 

A SAE J300 szabvány határozza meg a motorolajok viszkozitási fokozatát. Példaként az „5W-40”-et vesszük:

 

W:Ez azt jelenti, hogy ellenáll a télnek, ami az olaj teljesítményét mutatja hideg időben.

A "W" előtti szám (5W):Az alacsony hőmérsékletű{0}}teljesítmény fokozat. A kisebb szám azt jelenti, hogy az olaj hígabb hideg időben, így kevésbé nehéz a hidegindítás.

Szám a W (40) után:A magas hőmérsékletű{0}}teljesítmény fokozat. A nagyobb szám azt jelenti, hogy az olaj ragadósabb magas hőmérsékleten, erősebb olajfilmet biztosítva.

 

A SAE J300 szabvány

SAE viszkozitási fokozat	Alacsony-hőmérsékletű indítási viszkozitás (cP) max	Alacsony-hőmérsékletű szivattyúzási viszkozitás (cP) Max (folyási feszültség nélkül)	Kinematikai viszkozitás (cSt) 100 fokon Min	Kinematikai viszkozitás (cSt) 100 fokon Max	Magas nyírási viszkozitás (cP) 150 fokon 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
*0W-40, 5W-40 és 10W-40 fokozatokhoz ** 15W-40, 20W-40, 25W-40 és 40 fokozatokhoz

 

Viszkozitás változás (ΔV) szintén fontos mutatója annak, hogy szükséges-e olajcsere.

 

Általánosságban elmondható, hogy ha a motorolaj kinematikai viszkozitása 100 fokban több mint ±25%-kal változik (25%-os viszkozitásnövekedés vagy csökkenés), akkor ez azt jelzi, hogy ideje kicserélni a motorolajat.

 

 

Ahogy a kenőanyag élettartama végéhez közeledik, viszkozitása először jelentősen csökken, majd gyorsan növekszik. A kenés meghibásodása miatti motorkopás elkerülése érdekében a jármű megfelelő teljesítményének biztosításához elengedhetetlen az olaj azonnali cseréje, mielőtt a viszkozitás jelentősen csökkenne.

 

A motorolaj a szabványnál vastagabbnak bizonyul.

A sűrűsödést (több mint +25%-os viszkozitásnövekedés) gyakran az olaj oxidációja okozza, ami nagy mennyiségű iszapot eredményez, ami indítási kopáshoz és megnövekedett üzemanyag-fogyasztáshoz vezet.

A motorolaj vékonyabbnak bizonyul, mint a szokásos.

Az elvékonyodást (a viszkozitás csökkenése több mint -25%-kal) gyakran az üzemanyag hígítása vagy az adalékok hatástalansága okozza, ami elégtelen kenéshez és súlyos kopáshoz vezet.

 

Hogyan határozzák meg az ipari olajok viszkozitási fokozatait?

 

Az ISO 3448 szabvány szerinti viszkozitási fokozat az ipari kenőanyagok viszkozitásának leguniverzálisabb és legszélesebb körben használt osztályozási szabványa, amelyet általában hidraulikaolajokhoz, hajtóműolajokhoz és más ipari olajokhoz használnak.

ISO VG (Viszkozitási fokozat), például ISO VG 32, ISO VG 68, ISO VG 220.

A mag definíciója: Az egyes fokozatok száma az olajtermék kinematikai viszkozitásának középpontját jelenti 40 fokon. Megengedett ingadozási tartománya ±10%.

Például: Az ISO VG 46 viszkozitási tartománya 41.4 - 50.6 cSt (mivel 46 ± 10%=41.4 ~ 50,6).

 

Az ipari kenés területén a viszkozitás változtatása fontos módszer a berendezések karbantartására. Ha egy kenőanyag viszkozitása jelentős mértékben emelkedik vagy csökken a használat után, a karbantartó mérnököknek azonnal oda kell figyelniük, mert ez kenőanyag meghibásodását jelentheti, ami komoly berendezéskárosodást okozhat.

 

Az olaj viszkozitásának növelése:

A magas viszkozitású-olaj mindig súlyos olajoxidációt, iszap felhalmozódást vagy nem kompatibilis, nagyobb viszkozitású olajokkal való szennyeződést jelez.

Például a tartósan magas hőmérsékleten működő hidraulikus rendszerekben a folyadék nagyon gyorsan oxidálódik, ami viszkozitásnövekedéshez vezet. Az üzemeltetőknek azonnal új olajat kell cserélniük.

Ha nem, az elöregedett olaj nemcsak növeli a rendszer energiafogyasztását és lassú reakciót okoz, hanem komoly hibákat is előidézhet, például a szűrő eltömődését.

Az olaj viszkozitásának csökkenése:

A kenőanyag viszkozitása csökkenésének két oka van: 1, alacsonyabb viszkozitású folyadékok általi szennyeződés, például víz vagy oldószer behatolása a berendezés nem megfelelő tömítése miatt; A 2. ábrán a viszkozitási index javító szerek molekulaláncait nagy mechanikai nyíróerővel levágtuk.

A piacon található néhány olcsó{0}}hajtóműolaj tipikus eset: a gyártó alacsony-viszkozitású alapolajokat kevert olcsó polimer sűrítőszerekkel. A jó kezdeti viszkozitás-nem bírja a fogaskerék forgása során jelentkező intenzív nyírást. A viszkozitásuk rövid időn belül gyorsan lecsökken, ami az olajréteg elégtelen szilárdságához és a kenés hiányához vezet, ami a berendezés kopásához vezet. Ez a „költségkímélő” megközelítés valójában jelentősen növeli a berendezés meghibásodásának kockázatát, növeli a karbantartási költségeket és lerövidíti annak élettartamát.

 

Viszkozitás, hőmérséklet és viszkozitási index javító szerek (VII).

 

A viszkozitást általában meghatározott hőmérsékleten mérik. Aviszkozitási index (VI)méri, hogy a kenőanyag viszkozitása mennyire változik a hőmérséklettel. Minél nagyobb az érték, annál kevésbé változik a viszkozitás értéke a hőmérséklettel.

e.g.:

Az ásványolaj (paraffin-alapú) VI-ja körülbelül 96-110, míg a polialfaolefinek (PAO) a 120-180-at is elérheti. A PAG (polialkilénglikol) olaj VI-ja elérheti a 190-et is.

 

Mivel a berendezések és a környezeti hőmérséklet folyamatosan ingadozik, a legtöbb kenési alkalmazásban a magas VI-értékkel rendelkező kenőanyagokat részesítik előnyben a széles hőmérsékleti alkalmazkodóképesség és a stabilabb kenésvédelem érdekében. Például a PAO-alapú csúcskategóriás-autóipari motorolajok általában magasabb VI-értékkel rendelkeznek, és jobban megfelelnek hidegindításhoz- és intenzív vezetéshez meleg hőmérsékleten.

 

Hogyan javítható egy alapolaj VI-ja?

 

Az alapolaj optimalizálása mellett (fizikai finomítás és kémiai átalakítás) viszkozitásjavítók hozzáadásával magasabb VI-értékű kenőanyagok is előállíthatók. Ezek a kenőanyag-adalékok általában hosszú{1}}láncú polimerek, amelyek hő hatására kitágulnak, ellensúlyozva az olaj természetes elvékonyodását.

 

Viszkozitási index javító (VII)

​

A viszkozitási indexjavító (VII) többfokozatú belső égésű motorolajok és más magas VI-értékű ipari kenőanyagok előállításához használt adalék. Növeli a VI-t és csökkenti a viszkozitás változását a hőmérséklet függvényében a kenőanyag-készítményekben.

A leggyakrabban használt viszkozitási index javító szer az olefin kopolimer (OCP), amely általában az etilén-propilén kopolimerre (EPM) utal. Az OCP a világ egyik legszélesebb körben használt és mainstream VII-je, különösen a motorolajokban. Vannak más VII-ek is, mint a PMA, HSD, kérjük, kattintson ide, ha többet szeretne megtudni a viszkozitási index javítóiról.

 

Általános bevezetés a kenőanyagok viszkozitási indexének javítóihoz

 

A viszkozitás két oldala: túl magas vagy túl alacsony

 

A kenőanyagot mindig a megfelelő viszkozitási fokozattal válasszuk ki a kézikönyv utasításai szerint.

 

Autó motorolaj

 

• A viszkozitás túl alacsony

A túl alacsony viszkozitás főként elégtelen kenéshez és a tömítőgyűrűk letiltásához vezet, ami közvetlenül a motor kopásához és szivárgásához vezet.

• A viszkozitás túl magas

A túl magas viszkozitás túlzott ellenállást és rossz folyóképességet jelent, ami a motor nehezen indítható, magas üzemanyag-fogyasztást és rossz hőelvezetést eredményezhet.

 

Ipari olajok

 

Vegyünk egy példát a hidraulikaolajjal; szükségtelen problémákat okozhat, ha a hidraulikafolyadék szintje túl magas vagy túl alacsony a szabványnál.

• A viszkozitás túl alacsony

Ha a hidraulikafolyadék túl vastag, ez növelheti a szivattyú ellenállását, akadályozhatja az áramlást, és potenciálisan a szivattyú kavitációját okozhatja, ami károsíthatja a szivattyút. Ezenkívül a túl magas viszkozitású hidraulikaolaj növeli a hidraulikus rendszer áramlási ellenállását, növeli az energiafogyasztást, lelassítja a működtetők reakcióját és csökkenti a pontosságot.

• A viszkozitás túl magas

Ha a hidraulikafolyadékok túl hígak, az olajréteg elvékonyodik, ami elégtelen kenést és fokozott kopást eredményez. Az alacsony viszkozitású olaj a tömítési teljesítményt is rontja, növelve a szivárgás kockázatát.

 

Milyen viszkozitásokat tesztelnek kenőanyagokra?

 

Motorolajokhoz

 

• 100 fokos kinematikai viszkozitás - normál motorműködési feltételek mellett.

A KV100 meghatározza az olajfilm vastagságát és szilárdságát a motor normál működése során. A SAE J300 minden viszkozitási fokozathoz meghatároz egy minimális és opcionális maximális kinematikai viszkozitást 100 fokon.

 

• Magas hőmérsékletű, magas nyírási sebesség (HTHS)viszkozitás - 150 fokon - a motor súlyos működési körülményei között.

A SAE J300 minimális HTHS értékeket határoz meg a különböző viszkozitási fokozatokhoz. A HTHS teszt kiegészíti a 100 fokos viszkozitástesztet, kifejezetten az olajréteg szilárdságát méri a motor legigényesebb pillanataiban, amikor a legnagyobb szükség van a védelemre.

A túl alacsony HTHS viszkozitás elégtelen kenést és fokozott kopást eredményezhet.

 

• Hideg forgattyús szimulátor (CCS)A viszkozitás - a motor hidegindítási teljesítményét méri alacsony hőmérsékleten.

A CCS viszkozitása kulcsfontosságú paraméter a "W" (téli) minőség meghatározásában. Ez szimulálja az olajáramlással szembeni ellenállást a motor indításakor rendkívül alacsony hőmérsékleten. Minél alacsonyabb az érték, annál kevésbé terheli meg az akkumulátort és a motort hidegindításkor, ami egyenletesebb indítást eredményez.

 

• Mikroforgási viszkoziméter (MRV) / Szivattyúzási viszkozitás - Szivattyúsítható az olaj alacsony hőmérsékleten?

Az MRV viszkozitása egy másik kulcsfontosságú paraméter a "W" fokozatú motorolaj meghatározásában.

Azt szimulálja, hogy az olajat az olajszivattyú fel tudja-e szívni, és alacsony hőmérsékleten hatékonyan keringetheti-e a motor összes alkatrészébe. Ha az MRV túl magas, a szivattyúzás nehézkessé válik, ami potenciálisan olajéhezéshez és súlyos motorkopáshoz vezethet közvetlenül az indítás után.

 

• 40 fokos kinematikai viszkozitás - a viszkozitási index kiszámításához

Bár a 40 fokos kinematikai viszkozitást nem használják közvetlenül a SAE J300 minősítésekben, ez továbbra is nagyon fontos fizikai tulajdonság. Ez kulcsfontosságú az olajkészítmények fejlesztésében és a minőség-ellenőrzésben. A kinematikai viszkozitás fokát elsősorban a viszkozitási index kiszámításához használják.

 

A viszkozitásváltozás és a viszkozitási index javítói - SSI

 

A viszkozitásindex-javítókat (VII) tartalmazó kenőolaj jelentősen megnövelt viszkozitást és magasabb viszkozitási indexet mutat. A motor működésének bizonyos időtartama után azonban a viszkozitása észrevehetően csökkenhet. Miért történik ez?

 

A viszkozitási index javító szerek alapvetően olajban{0}}oldható polimerek. Ha a kenőolaj extrém nyírásnak van kitéve,-például nagy sebességű-hajtóművekben és olajszivattyúkban-, ezek a polimerláncok mechanikusan levághatók. Ez az eljárás tartósan csökkenti a polimerek molekulatömegét, ami jelentősen csökkenti a motorolaj viszkozitását. Ezt a jelenséget szakmailag únMaradandó nyírási stabilitásvesztés. Ez az olajfilm elvékonyodásához, nem megfelelő kenéshez és csökkent tömítéshez vezet, ami viszont felgyorsítja az alkatrészek kopását.

 

A prémium kenőanyagok előnyben részesítik a kivételesen magas nyírási stabilitási indexű (SSI) polimereket, így biztosítva, hogy a viszkozitás a tervezett tartományon belül maradjon a teljes olajleeresztési intervallumban, következetes és tartós védelmet biztosítva a motornak.

 

Az ipari olajok viszkozitására vonatkozó követelmények nagymértékben eltérőek a különböző alkalmazásokban.

 

Ha például a hidraulika olajat vesszük,A kínai szabványok meghatározzák az L-HM (kopásgátló-), az L-HV (alacsony-hőmérséklet) és az L-HS (ultra-alacsony-hőmérsékletű) fokozatokat. Láthatjuk, hogy bár a viszkozitási követelményeik 40 fokon azonosak, az alacsony hőmérsékleti viszkozitásra, a dermedéspontra és a viszkozitási indexre vonatkozó követelményeik teljesen eltérőek.

 

Ingatlan	L-HM (kopásgátló-)	L-HV (alacsony hőmérséklet)	L-HS (ultra-alacsony hőmérséklet)
Kinematikai viszkozitás 40 fokon (mm²/s)	28.8 ~ 35.2	28.8 ~ 35.2	28.8 ~ 35.2
Indíthatóság alacsony-hőmérsékleten (Hőmérséklet 1500 mm²/s viszkozitáshoz)	Nincs megadva	-18 fok vagy annál kisebb	-24 fok vagy annál kisebb
Viszkozitási index VI	95-nél nagyobb vagy egyenlő	140-nél nagyobb vagy egyenlő	150-nél nagyobb vagy egyenlő
Alacsony-hőmérsékletű folyékonyság (Furnáspont)	-15 foknál kisebb vagy azzal egyenlő	-33 fok vagy annál kisebb	-45 fok vagy annál kisebb
Ajánlott alkalmazás	Mérsékelt/stabil környezeti hőmérséklet	Széles hőmérséklet-tartomány, hideg régiók	Súlyos hideg, sarkvidéki viszonyok

 

Kopásgátló hidraulika olaj - L-HM :Ez az alapminőség a szobahőmérsékleten (40 fok) és a 0 fokos viszkozitást részesíti előnyben. Ennek a legalacsonyabb követelményei vannak a viszkozitási indexre és az alacsony hőmérsékleti teljesítményre-.

Alacsony-hőmérsékletű hidraulikaolaj - L-HV :Az L-HM-re építve ez a minőség jelentősen javítja a viszkozitási indexet és az alacsony-hőmérsékletű teljesítményt, így alkalmas hideg éghajlatra.

Ultra-alacsony-hőmérsékletű hidraulikaolaj - L-HS :ez a minőségi olaj tovább javítja az ultra-alacsony-hőmérsékletű indíthatóságot és a viszkozitási indexet az L-HV felett. Ez a legmagasabb minőségű, extrém hideg éghajlatra tervezték.

 

 

A kenőanyag készítmények mely összetevői befolyásolják a viszkozitást?

 

Példa a CF-4 15W-40 kenőolaj összetételére
Összetevő	Százalék	Elsődleges funkció és hatás a viszkozitásra
Alapolaj-150SN	53.0	Biztosítja a készítmény alapját és viszkozitását.
Alapolaj- 500SN	29.0	Nehéz alapolaj komponensként növeli a nulla viszkozitását.
Kenőanyag adalék csomag	8.0	Mosóhatást, diszperziót, kopásgátló-tulajdonságokat stb. biztosít, miközben enyhe sűrítő hatást is biztosít.
Viszkozitási index javító (OCP)	9.6	Drámaian megnöveli a magas hőmérsékletű-viszkozitást, hogy biztosítsa a „40” fokozat betartását, és javítja a viszkozitási indexet, hogy elérje a „15 W” alacsony hőmérsékleti teljesítményt.
Pour Point Depresant	0.4	Javítja az alacsony-hőmérsékletű folyékonyságot: Optimalizálja az alacsony-hőmérsékletű viszkozitást (pl. CCS), de nagyon csekély hatással van a magas-hőmérsékletű viszkozitásra.
Habzásgátló szer	10 ppm	Elnyomja a habzást: Lényegében nem befolyásolja az olaj általános viszkozitását.

 

A fenti összetételben a kész kenőolaj viszkozitását elsősorban három kulcsfontosságú szempont befolyásolja.

Bázis olajok

A kenőolaj-készítmény fő összetevője; viszkozitása közvetlenül meghatározza a késztermék alapviszkozitását.

A kenőanyag alapfolyadékaként egy vagy két alapolajat választanak ki. pl. Általános módszer a 150 N és 500 N keverékének használata bizonyos arányban egy 20W-50 motorolaj keverésére.

Viszkozitási index javító (VII)

A VII jelentősen sűríti az olajat és javítja annak viszkozitási indexét. Ez a kulcsfontosságú összetevő, amely lehetővé teszi a több-minőségű olajok előállítását.

Egyéb adalékanyagok

Az adalékcsomag (a VII-eket nem tartalmazza) általában szintén hozzájárul egy kis sűrítő hatáshoz. Ezenkívül az olyan adalékok, mint a dermedéspont-csökkentők (pl. PMA PPD), kis mértékben növelik a viszkozitást.

Ahhoz, hogy jó minőségű{0}}kenőolajat kaphassunk, az olajkeverő mérnökeinek a nyersanyagok adatlapja alapján kell pontosan számolniuk, és ki kell egyensúlyozniuk e három elem közötti kapcsolatot.