Seleccioneu l'oli adequat: una guia senzilla per comprendre la viscositat del lubricant
Deixa un missatge
En la lubricació, és fonamental entendre la viscositat d'un lubricant, que proporciona la base crítica per seleccionar els lubricants adequats, independentment dels dispositius precisos o equips pesats. És molt important assegurar-se que la seva maquinària funcioni sense problemes per a una vida útil més llarga i funcioni eficaçment.
Quina és la viscositat de l'oli?
La viscositat és la resistència d'un fluid a fluir. Simplement parlant, la viscositat d'un lubricant indica el nivell de gruix de l'oli. Un oli de viscositat més alta és més gruixut i flueix més lentament, mentre que un oli de viscositat més baixa és més prim i flueix més fàcilment.
e.g.,la viscositat de l'aigua a 20 graus és d'aproximadament 1 cSt, però la mel té una viscositat d'aproximadament 12.000 a 20 graus.
La taula següent mostra la viscositat dels líquids habituals.
| Viscositat de líquids comuns | ||
| Líquid | Aprox. Viscositat @ 20 graus (cSt) | Aprox. Viscositat @ 40 graus (cSt) |
| Gasolina | 0.7 | 0.5 |
| Aigua | 1 | 0.66 |
| Llet | 2.5 | 1.5 |
| Oli d'oliva | 80 | 40 |
| Oli de canola | 75 | 42 |
| Oli hidràulic (ISO VG 46) | 128 | 46 |
| Oli de motor (10W-30) | 300 | 70 |
| Xampú | 5000 | 1500 |
| mel | 12000 | 2000 |
Per als lubricants, la viscositat és un paràmetre molt-important. És tan important que sovint li donem el nom a l'oli. Un bon exemple és l'oli hidràulic "ISO VG 46": aquest "46" prové directament de la seva viscositat mesurada a 40 graus.
Com es defineix el grau de viscositat de l'oli de motor?
L'estàndard SAE J300 defineix el grau de viscositat dels olis de motor. Prenent "5W-40" com a exemple:
W:Significa Resistir l'hivern, que representa el rendiment de l'oli en temps fred.
Número abans de "W" (5W):El grau de rendiment a baixa-temperatura. Un nombre més petit significa que l'oli és més prim en temps fred, cosa que fa que els arrencades en fred siguin menys difícils.
Nombre després de W (40):El grau de rendiment a -alta temperatura. Un nombre més gran significa que l'oli és més enganxós a altes temperatures, proporcionant una pel·lícula d'oli més forta.
L'estàndard SAE J300
| Grau de viscositat SAE | Baixa-Viscositat d'arrencada a temperatura (cP) Màx | Baixa-Viscositat de bombeig de temperatura (cP) Màx. (sense esforç de fluència) | Viscositat cinemàtica (cSt) a 100 graus mín | Viscositat cinemàtica (cSt) a 100 graus Màx | Alta viscositat de cisalla (cP) a 150 graus mín |
| 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 |
| *Per als graus 0W-40, 5W-40 i 10W-40 ** Per als graus 15W-40, 20W-40, 25W-40 i 40 |
|||||
Canvis de viscositat (ΔV) també són un indicador important de si és necessari un canvi d'oli.
En termes generals, si la viscositat cinemàtica de l'oli del motor a 100 graus canvia en més d'un ± 25% (un augment o una disminució del 25% de la viscositat), indica que és hora de canviar l'oli del motor.
A mesura que un lubricant s'acosta al final de la seva vida útil, la seva viscositat primer disminuirà notablement i després experimentarà un ràpid augment. Per evitar el desgast del motor a causa de l'avaria de la lubricació, és essencial canviar ràpidament l'oli abans que la viscositat disminueixi notablement per garantir un bon rendiment del vehicle.
L'oli de motor resulta més gruixut que l'estàndard.
L'engrossiment (augment de la viscositat de més d'un +25%) és sovint causat per l'oxidació de l'oli, la qual cosa provoca una gran quantitat de fangs, que provoca un desgast-inicial i un augment del consum de combustible.
L'oli de motor resulta més prim que l'estàndard.
L'aprimament (disminució de la viscositat de més del -25%) és sovint causat per la dilució del combustible o la ineficàcia de l'additiu, provocant una lubricació insuficient i un desgast sever.
Com es defineixen els graus de viscositat dels olis industrials?
El grau de viscositat estàndard ISO 3448 és l'estàndard de classificació més universal i àmpliament utilitzat per a la viscositat del lubricant industrial, que s'utilitza habitualment per als olis hidràulics, olis d'engranatges i altres olis industrials.
ISO VG (grau de viscositat), per exemple, ISO VG 32, ISO VG 68, ISO VG 220.
Definició bàsica: el nombre de cada grau representa el punt central de la viscositat cinemàtica del producte petrolier a 40 graus. El seu rang de fluctuació admissible és de ±10%.
Per exemple: el rang de viscositat d'ISO VG 46 és 41.4 - 50.6 cSt (perquè 46 ± 10%=41.4 ~ 50,6).
En el camp de la lubricació industrial, els canvis de viscositat són un mètode important per al manteniment dels equips. Si la viscositat d'un lubricant augmenta o baixa significativament després d'un període d'ús, els enginyers de manteniment haurien de prestar atenció immediata, ja que pot significar una fallada del lubricant, que pot causar danys greus a l'equip.
Augment de la viscositat de l'oli:
La viscositat de l'oli-alta sempre indica una oxidació severa del petroli, acumulació de fangs o contaminació amb olis de viscositat-incompatibles més alts.
Per exemple, en sistemes hidràulics que funcionen a temperatures altes persistents, el fluid s'oxida molt ràpidament, donant lloc a un augment de la viscositat. Els operadors haurien de canviar l'oli nou ràpidament.
Si no és així, l'oli envellit no només augmentarà el consum d'energia del sistema i provocarà una resposta lenta, sinó que també pot provocar errors greus com el bloqueig del filtre.
Disminució de la viscositat de l'oli:
Hi ha 2 raons per les quals la viscositat del lubricant baixa: 1, contaminació per líquids de menor viscositat, com ara l'entrada d'aigua o dissolvents a causa d'un segellat inadequat de l'equip; 2, les cadenes moleculars dels milloradors de l'índex de viscositat es van tallar per un alt cisallament mecànic.
Alguns olis d'engranatges de baix cost-del mercat serveixen com a cas típic: el fabricant va barrejar olis de base de baixa-viscositat amb espessidors polimèrics econòmics. La viscositat inicial-bon aspecte no pot suportar el cisallament intens en la rotació de l'engranatge. La seva viscositat disminueix ràpidament en un període curt, la qual cosa condueix a una resistència insuficient de la pel·lícula d'oli i no es lubrica, la qual cosa provoca el desgast de l'equip. Aquest enfocament d'"estalvi-de costos" augmenta significativament el risc de fallada de l'equip, augmenta el cost de manteniment i escurça la seva vida útil.
Millora de l'índex de viscositat, temperatura i viscositat (VII).
La viscositat es mesura generalment a una temperatura específica. Elíndex de viscositat (VI)mesura quant canvia la viscositat d'un lubricant amb la temperatura. Com més alt sigui el valor, menys canvia el valor de la viscositat amb la temperatura.
e.g.:
El VI de l'oli mineral (basat{0}}parafínic) és d'aproximadament 96-110, mentre que el de les polialfaolefines (PAO) pot arribar fins a 120-180. El VI de l'oli PAG (polialquilenglicol) pot arribar a superar els 190.
Com que les temperatures dels equips i de l'ambient fluctuen constantment, en la majoria d'aplicacions de lubricació, es prefereixen lubricants amb alt VI per a una àmplia adaptabilitat a la temperatura i una protecció de lubricació més estable. Per exemple, els olis de motor d'automòbils-de gamma alta basats en PAO solen tenir un VI més alt, més adequat per a arrencades-en fred i conducció intensa a temperatures càlides.
Com es pot millorar el VI d'un oli base?
A més d'optimitzar el propi oli base (refinament físic i conversió química), també es poden obtenir lubricants amb uns VI més alts afegint milloradors de viscositat. Aquests additius lubricants són normalment polímers de cadena llarga-que s'expandeixen amb la calor, contrarestar l'aprimament natural de l'oli.
Millora de l'índex de viscositat (VII)
El millorador de l'índex de viscositat (VII) és un additiu utilitzat per formular olis de motors de combustió interna multigraus i altres lubricants industrials d'alt VI. Augmenta el VI i redueix el canvi de viscositat amb la temperatura en les formulacions de lubricants.
El millorador de l'índex de viscositat més utilitzat és el copolímer d'olefina (OCP), generalment referit al copolímer d'etilè propilè (EPM). L'OCP és un dels VII més utilitzats i principals del món, especialment en olis de motor. També hi ha altres VII, com PMA, HSD, feu clic aquí per saber més sobre els milloradors de l'índex de viscositat.
Introducció general als milloradors de l'índex de viscositat per a lubricants
2 cares de viscositat: massa alta o massa baixa
Sempre hem de seleccionar el lubricant amb el grau de viscositat adequat segons les instruccions del manual.
Oli de motor d'automòbil
- Viscositat massa baixa
Una viscositat massa baixa provoca principalment una lubricació insuficient i una inhabilitació dels anells de segellat, la qual cosa condueix directament al desgast del motor i a les fuites.
- Viscositat massa alta
Una viscositat excessivament alta significa una resistència excessiva i una fluïdesa deficient, la qual cosa pot provocar un arrencada difícil del motor, un alt consum de combustible i una mala dissipació de calor.
Olis industrials
Fem un exemple amb oli hidràulic; pot causar problemes innecessaris si els fluids hidràulics són massa alts o massa baixos més enllà de l'estàndard.
- Viscositat massa baixa
Si els fluids hidràulics són massa gruixuts, això pot augmentar la resistència de la bomba, dificultant el flux i causant potencialment cavitació de la bomba, que malmet la bomba. A més, l'oli hidràulic de viscositat excessivament alta augmenta la resistència al flux del sistema hidràulic, augmentant el consum d'energia, alentint la resposta dels actuadors i reduint la precisió.
- Viscositat massa alta
Si els fluids hidràulics són massa prims, la pel·lícula d'oli es torna més fina, la qual cosa provoca una lubricació insuficient i un desgast creixent. L'oli de baixa viscositat també perjudica el rendiment del segellat, augmentant el risc de fuites.
Quines viscositats es proveen per als lubricants?
Per olis de motor
- Viscositat cinemàtica de 100 graus - en condicions normals de funcionament del motor.
KV100 determina el gruix i la resistència de la pel·lícula d'oli durant el funcionament normal del motor. Per a cada grau de viscositat, SAE J300 defineix una viscositat cinemàtica mínima i opcional màxima a 100 graus.
- Cisallament alt d'alta temperatura (HTHS)viscositat - a 150 graus - en condicions severes de funcionament del motor.
SAE J300 especifica valors mínims HTHS per a diferents graus de viscositat. La prova HTHS complementa la prova de viscositat de 100 graus, mesurant específicament la resistència de la pel·lícula d'oli durant els moments més exigents del motor, quan més es necessita protecció.
Una viscositat HTHS excessivament baixa pot provocar una lubricació insuficient i un augment del desgast.
- Simulador de manivela en fred (CCS)la viscositat - mesura el rendiment d'arrencada en fred d'un motor a baixes temperatures.
La viscositat CCS és un paràmetre clau per definir el grau "W" (hivern). Això simula la resistència al flux d'oli durant l'arrencada del motor a temperatures extremadament baixes. Com més baix sigui el valor, menys tensió sobre la bateria i el motor durant un arrencada en fred, resultant en un arrencada més suau.
- Micro viscosímetre rotacional (MRV)/Viscositat de bombeig - Es pot bombejar l'oli a baixes temperatures?
La viscositat MRV és un altre paràmetre clau per definir l'oli de motor de grau "W".
Simula si l'oli pot ser recollit per la bomba d'oli i circular amb eficàcia a tots els components del motor a baixes temperatures. Si el MRV és massa alt, el bombeig es fa difícil, cosa que pot provocar una inanició d'oli i un desgast greu del motor immediatament després de l'arrencada.
- Viscositat cinemàtica de 40 graus - S'utilitza per calcular l'índex de viscositat
Tot i que la viscositat cinemàtica de 40 graus no s'utilitza directament a les qualificacions SAE J300, segueix sent una propietat física molt important. És crucial en el desenvolupament de la formulació d'oli i el control de qualitat. 40 grau de viscositat cinemàtica s'utilitza principalment per calcular l'índex de viscositat.
Canvi de viscositat i millora de l'índex de viscositat - SSI
L'oli lubricant que conté milloradors de l'índex de viscositat (VII) mostra una viscositat significativament millorada i un índex de viscositat més alt. Tanmateix, després d'un cert període de funcionament del motor, la seva viscositat pot baixar notablement. Per què passa això?
Els milloradors de l'índex de viscositat són essencialment polímers-solubles en oli. Quan l'oli lubricant està sotmès a cisalles extremes-com en engranatges d'alta-velocitat i bombes d'oli-, aquestes cadenes de polímer es poden tallar mecànicament. Aquest procés redueix permanentment el pes molecular dels polímers, donant lloc a una disminució important de la viscositat de l'oli de motor. Aquest fenomen es coneix professionalment comPèrdua permanent d'estabilitat per cisalla. Això condueix a l'aprimament de la pel·lícula d'oli, una lubricació inadequada i un rendiment de segellat reduït, que al seu torn accelera el desgast dels components.
Els lubricants premium prioritzen els polímers amb un índex d'estabilitat de cisalla (SSI) excepcionalment alt per garantir que la viscositat es mantingui dins del rang dissenyat durant tot l'interval de drenatge d'oli, proporcionant una protecció constant i duradora per al motor.
En l'oli industrial, els requisits de viscositat varien àmpliament en diferents aplicacions.
Prenent com a exemple l'oli hidràulic,Els estàndards xinesos defineixen les especificacions dels graus L-HM (anti-desgast), L-HV (baixa-temperatura) i L-HS (ultra{-baixa-temperatura). Podem veure que tot i que els seus requisits de viscositat a 40 graus són els mateixos, els seus requisits per a la viscositat a baixa-temperatura, el punt d'escotiment i l'índex de viscositat són totalment diferents.
| Propietat | L-HM (anti-desgast) | L-HV (baixa temperatura) | L-HS (Ultra-temperatura baixa) |
| Viscositat cinemàtica a 40 graus (mm²/s) | 28.8 ~ 35.2 | 28.8 ~ 35.2 | 28.8 ~ 35.2 |
| Capacitat d'inici{0}}a baixa temperatura (Temperatura per a 1500 mm²/s Viscositat) |
No especificat | Menys o igual a -18 graus | Menys o igual a -24 graus |
| Índex de viscositat VI | Major o igual a 95 | Major o igual a 140 | Major o igual a 150 |
| Fluidesa de -temperatura baixa (Pour Point) |
Menys o igual a -15 graus | Menys o igual a -33 graus | Menys o igual a -45 graus |
| Aplicació recomanada | Temperatures ambientals moderades/estables | Ampli rang de temperatures, regions fredes | Condicions de fred intens, àrtiques |
Oli hidràulic anti-desgast - L-HM :Aquest grau bàsic prioritza la viscositat a temperatura ambient (40 graus) i 0 graus. Té els requisits més baixos d'índex de viscositat i rendiment a baixa-temperatura.
Oli hidràulic de baixa -temperatura - L-HV :A partir de L-HM, aquest grau millora significativament l'índex de viscositat i el rendiment a baixa-temperatura, el que el fa adequat per a climes freds.
Oli hidràulic d'ultra-baixa{{1}temperatura - L-HS :aquest oli de grau millora encara més la capacitat d'inici a ultra--temperatura i l'índex de viscositat més enllà de L-HV. És el grau més alt, dissenyat per a climes freds extrems.
Quins components de les formulacions de lubricants afecten la viscositat?
| Exemple de formulació d'oli lubricant CF-4 15W-40 | ||
| Component | Percentatge | Funció primària i impacte sobre la viscositat |
| Oli base-150SN | 53.0 | Proporciona la base de la formulació i la viscositat de referència. |
| Oli base- 500SN | 29.0 | Com a component d'oli base pesat, augmenta la viscositat de la dada. |
| Paquet d'additius lubricants | 8.0 | Proporciona propietats de detergència, dispersió, anti-desgast, etc., alhora que contribueix a un lleuger efecte espessidor. |
| Millora de l'índex de viscositat (OCP) | 9.6 | Augmenta dràsticament la viscositat d'alta-temperatura per garantir que es compleix el grau "40" i millora l'índex de viscositat per aconseguir el rendiment de baixa-temperatura de "15 W". |
| Depressor del punt d'abocament | 0.4 | Millora la fluïdesa a baixa-temperatura: optimitza la viscositat a baixa-temperatura (p. ex., CCS), però amb un impacte molt baix en la viscositat a-alta temperatura. |
| Agent antiescuma | 10 ppm | Suprimeix l'escuma: essencialment no afecta la viscositat general de l'oli. |
En la formulació anterior, la viscositat de l'oli lubricant acabat està influenciada principalment per tres aspectes clau.
Olis base
És el component principal en la formulació d'oli lubricant; la seva viscositat determina directament la viscositat de referència del producte acabat.
Es seleccionen un o dos olis de base com a fluid de base d'un lubricant. Per exemple, és un mètode habitual utilitzar una barreja de 150 N i 500 N en una proporció determinada per barrejar un oli de motor 20W-50.
Millora de l'índex de viscositat (VII)
VII espessa significativament l'oli i millora el seu índex de viscositat. És el component clau que permet els olis multi-graus.
Altres additius
El paquet d'additius (VI no s'inclouen) generalment també aporta un petit efecte espessidor. A més, els additius com els depressors-de punt d'abocament (per exemple, PMA PPD) també augmenten lleugerament la viscositat.
Per obtenir un oli lubricant d'-alta qualitat, els enginyers de la mescla d'olis haurien de calcular amb precisió segons les fitxes de dades de les matèries primeres i equilibrar la relació entre aquests tres elements.
