Odaberite pravo ulje: Jednostavan vodič za razumijevanje viskoziteta maziva

U podmazivanju je fundamentalno razumjeti viskoznost maziva, što predstavlja kritičnu osnovu za odabir pravih maziva, bez obzira na precizne uređaje ili tešku opremu. Veoma je važno osigurati da vaša mašina radi nesmetano za duži vijek trajanja i da radi efikasno.

 

 

Koliki je viskozitet ulja?

 

Viskozitet je otpor tečnosti da teče. Jednostavno govoreći, viskozitet maziva označava nivo debljine ulja. Ulje većeg viskoziteta je gušće i teče sporije, dok je ulje nižeg viskoziteta tanje i lakše teče.

e.g.,viskozitet vode na 20 stepeni je oko 1 cSt, ali med ima viskozitet od oko 12000 na 20 stepeni.

Sljedeća tabela prikazuje viskozitet uobičajenih tekućina.

Viskoznost uobičajenih tečnosti
Tečnost	Pribl. Viskozitet na 20 stepeni (cSt)	Pribl. Viskozitet @ 40 stepeni (cSt)
Benzin	0.7	0.5
Voda	1	0.66
Mlijeko	2.5	1.5
Maslinovo ulje	80	40
Canola Oil	75	42
Hidraulično ulje (ISO VG 46)	128	46
Motorno ulje (10W-30)	300	70
Šampon	5000	1500
Dušo	12000	2000

 

Za maziva, viskoznost je super{0}}važan parametar. Toliko je važno da ulje često nazivamo po njemu. Odličan primjer je hidraulično ulje "ISO VG 46" – to "46" dolazi direktno iz njegovog viskoziteta mjerenog na 40 stepeni.

 

Kako se definiše stepen viskoziteta motornog ulja?

 

Standard SAE J300 definira razred viskoziteta motornih ulja. Uzimajući "5W-40" kao primjer:

 

W:To znači Izdrži zimu, što predstavlja učinak ulja po hladnom vremenu.

Broj ispred "W" (5W):Niska{0}}ocjena performansi. Manji broj znači da je ulje rjeđe po hladnom vremenu, što otežava hladno pokretanje.

Broj iza W (40):Visoka{0}}temperaturna ocjena performansi. Veći broj znači da je ulje ljepše na visokim temperaturama, pružajući jači uljni film.

 

Standard SAE J300

SAE stepen viskoznosti	Niska-Viskoznost pri pokretanju (cP) Maks	Niska-Viskoznost pumpanja (cP) Max (bez napona tečenja)	Kinematički viskozitet (cSt) na 100 stepeni Min	Kinematički viskozitet (cSt) na 100 stepeni Maks	Visok viskozitet smicanja (cP) na 150 stepeni 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
*Za razrede 0W-40, 5W-40 i 10W-40 ** Za razrede 15W-40, 20W-40, 25W-40 i 40

 

Promjene viskoziteta (ΔV) su također važan pokazatelj da li je potrebna zamjena ulja.

 

Općenito govoreći, ako se kinematička viskoznost motornog ulja na 100 stupnjeva promijeni za više od ±25% (povećanje ili smanjenje viskoziteta za 25%), to znači da je vrijeme za promjenu motornog ulja.

 

 

Kako se lubrikant bliži kraju svog životnog vijeka, njegov će se viskozitet prvo značajno smanjiti, a zatim doživjeti nagli porast. Kako bi se izbjeglo trošenje motora zbog kvara podmazivanja, brza zamjena ulja prije nego što se viskozitet značajno smanji je od suštinskog značaja za osiguravanje ispravnih performansi vozila

 

Ispostavilo se da je motorno ulje gušće iznad standardnog.

Zgušnjavanje (povećanje viskoziteta za više od +25%) je često uzrokovano oksidacijom ulja, što rezultira velikom količinom mulja, što dovodi do-habanja pri pokretanju i povećane potrošnje goriva.

Ispostavilo se da je motorno ulje tanje od standardnog.

Razrjeđivanje (smanjenje viskoziteta za više od -25%) često je uzrokovano razrjeđivanjem goriva ili neefikasnošću aditiva, što dovodi do nedovoljnog podmazivanja i jakog habanja.

 

Kako se definišu razredi viskoziteta industrijskih ulja?

 

Standardni ISO 3448 razred viskoznosti je najuniverzalniji i najrašireniji klasifikacioni standard za viskoznost industrijskih maziva, koji se obično koristi za hidraulična ulja, ulja za prijenosnike i druga industrijska ulja.

ISO VG (Grad viskoznosti), na primjer, ISO VG 32, ISO VG 68, ISO VG 220.

Definicija jezgra: Broj svakog razreda predstavlja središnju tačku kinematičke viskoznosti naftnog proizvoda na 40 stepeni. Njegov dozvoljeni opseg fluktuacije je ±10%.

Na primjer: Opseg viskoziteta ISO VG 46 je 41.4 - 50.6 cSt (jer je 46 ± 10%=41.4 ~ 50,6).

 

U polju industrijskog podmazivanja, promjene viskoziteta su važna metoda za održavanje opreme. Ako se viskozitet maziva značajno poveća ili smanji nakon perioda upotrebe, inženjeri održavanja trebaju odmah obratiti pažnju, jer to može značiti kvar maziva, što može uzrokovati ozbiljna oštećenja opreme.

 

Povećanje viskoziteta ulja:

Visoki viskozitet ulja-uvijek ukazuje na tešku oksidaciju ulja, nakupljanje mulja ili kontaminaciju nekompatibilnim uljima većeg-viskoziteta.

npr. U hidrauličkim sistemima koji rade pod upornim visokim temperaturama, tečnost oksidira veoma brzo, što dovodi do povećanja viskoziteta. Operateri bi trebali odmah promijeniti novo ulje.

Ako nije, staro ulje ne samo da će povećati potrošnju energije sistema i uzrokovati sporu reakciju, već može izazvati i ozbiljne kvarove kao što je blokada filtera.

Smanjenje viskoziteta ulja:

Postoje 2 razloga zašto viskozitet maziva opada: 1, kontaminacija tekućinama niže-viskoznosti, kao što je ulazak vode ili rastvarača zbog neadekvatnog zaptivanja opreme; 2, molekularni lanci poboljšivača indeksa viskoznosti odsječeni su visokim mehaničkim smicanjem.

Neka jeftina-ulja za mjenjače na tržištu služe kao tipičan slučaj: proizvođač je pomiješao bazna ulja niskog viskoziteta sa jeftinim polimernim zgušnjivačima. Izgled-dobar početni viskozitet ne može izdržati intenzivno smicanje u rotaciji zupčanika. Njihov viskozitet brzo opada u kratkom periodu, što dovodi do nedovoljne čvrstoće uljnog filma i nemogućnosti podmazivanja, što uzrokuje habanje opreme. Ovaj pristup "-uštede" zapravo značajno povećava rizik od kvara opreme, povećava troškove održavanja i skraćuje njen vijek trajanja.

 

Sredstva za poboljšanje viskoziteta, temperature i indeksa viskoziteta (VII).

 

Viskoznost se općenito mjeri na određenoj temperaturi. Theindeks viskoznosti (VI)mjeri koliko se viskozitet maziva mijenja s temperaturom. Što je veća vrijednost, to se manje mijenja vrijednost viskoziteta s temperaturom.

e.g.:

VI mineralnog ulja (na bazi parafina{0}}) je otprilike 96-110, dok polialfaolefina (PAO) može doseći čak 120-180. VI PAG (polialkilen glikol) ulja može doseći preko 190.

 

Budući da temperatura opreme i okoline konstantno fluktuira, u većini aplikacija podmazivanja, maziva sa visokim VI su poželjna za široku temperaturnu prilagodljivost i stabilniju zaštitu od podmazivanja. Na primjer, vrhunska-motorna ulja za automobile na bazi PAO obično imaju veći VI, što je bolje za hladno pokretanje-i intenzivnu vožnju na visokim temperaturama.

 

Kako se može poboljšati VI baznog ulja?

 

Pored optimizacije samog baznog ulja (fizička rafinacija i hemijska konverzija), maziva sa višim VI se mogu dobiti i dodavanjem poboljšivača viskoziteta. Ovi aditivi za podmazivanje su obično dugolančani-polimeri koji se šire pod utjecajem topline, sprječavajući prirodno razrjeđivanje ulja.

 

Popravljač indeksa viskoznosti (VII)

​

Popravljač indeksa viskoznosti (VII) je aditiv koji se koristi za formulisanje multigradnih ulja za motore sa unutrašnjim sagorevanjem i drugih industrijskih maziva sa visokim VI. Povećava VI i smanjuje promjenu viskoziteta s temperaturom u formulacijama maziva.

Najčešće korišteni pojačivač indeksa viskoznosti je olefinski kopolimer (OCP), koji se općenito odnosi na etilen propilen kopolimer (EPM). OCP je jedan od najčešće korišćenih i najčešćih VII-a na svetu, posebno u motornim uljima. Postoje i drugi VII, kao što su PMA, HSD, kliknite ovdje da saznate više o popravljačima indeksa viskoznosti.

 

Opći uvod u poboljšivače indeksa viskoznosti za maziva

 

2-strana viskoziteta: previsoka ili preniska

 

Uvijek bismo trebali odabrati mazivo odgovarajućeg razreda viskoznosti prema uputama iz priručnika.

 

Motorno ulje za automobile

 

• Preniska viskoznost

Prenizak viskozitet uglavnom dovodi do nedovoljnog podmazivanja i onesposobljavanja zaptivnih prstenova, što direktno dovodi do habanja motora i curenja.

• Previsoka viskoznost

Previše visok viskozitet znači preveliki otpor i lošu tečnost, što može rezultirati otežanim paljenjem motora, velikom potrošnjom goriva i slabim odvođenjem topline.

 

Industrijska ulja

 

Napravimo primjer sa hidrauličnim uljem; može uzrokovati nepotrebne probleme ako su hidraulične tekućine previsoke ili preniske iznad standarda.

• Preniska viskoznost

Ako su hidraulične tekućine preguste, to može povećati otpor pumpe, ometati protok i potencijalno uzrokovati kavitaciju pumpe, što oštećuje pumpu. Nadalje, hidrauličko ulje pretjerano visokog viskoziteta povećava otpor protoka u hidrauličnom sistemu, povećavajući potrošnju energije, usporavajući odziv aktuatora i smanjujući preciznost.

• Previsoka viskoznost

Ako su hidraulične tekućine prerijetke, uljni film postaje tanji, što rezultira nedovoljnim podmazivanjem i povećanim habanjem. Ulje niskog viskoziteta takođe smanjuje performanse zaptivanja, povećavajući rizik od curenja.

 

Koje se viskoznosti ispituju za maziva?

 

Za motorna ulja

 

• Kinematički viskozitet od 100 stepeni - pod normalnim radnim uslovima motora.

KV100 određuje debljinu i čvrstoću uljnog filma tokom normalnog rada motora. Za svaki stepen viskoznosti, SAE J300 definiše minimalnu i opcionu maksimalnu kinematičku viskoznost na 100 stepeni.

 

• Visokotemperaturna visoka smicanja (HTHS)viskozitet - na 150 stepeni - u teškim uslovima rada motora.

SAE J300 specificira minimalne HTHS vrijednosti za različite razrede viskoziteta. HTHS test dopunjuje test viskoznosti od 100 stepeni, posebno mjereći čvrstoću uljnog filma u najzahtjevnijim trenucima motora, kada je zaštita najpotrebnija.

Preterano nizak HTHS viskozitet može dovesti do nedovoljnog podmazivanja i povećanog habanja.

 

• Simulator hladne ručice (CCS)viskozitet - mjeri performanse hladnog pokretanja motora na niskim temperaturama.

CCS viskozitet je ključni parametar u definisanju "W" (zimske) klase. Ovo simulira otpor protoku ulja tokom pokretanja motora na ekstremno niskim temperaturama. Što je niža vrijednost, to je manje opterećenje za akumulator i motor tokom hladnog starta, što rezultira glatkijim startom.

 

• Mikro rotacijski viskozimetar (MRV) / Viskoznost pumpanja - Može li se ulje pumpati na niskim temperaturama?

MRV viskozitet je još jedan ključni parametar u definiranju motornog ulja "W" razreda.

Simulira da li se ulje može pokupiti uljnom pumpom i efikasno cirkulirati do svih komponenti motora na niskim temperaturama. Ako je MRV previsok, pumpanje postaje teško, što može dovesti do nestanka ulja i ozbiljnog habanja motora odmah nakon pokretanja.

 

• Kinematički viskozitet od 40 stepeni - Koristi se za izračunavanje indeksa viskoznosti

Iako se kinematička viskoznost od 40 stupnjeva ne koristi direktno u SAE J300 ocjenama, ona ostaje vrlo važno fizičko svojstvo. To je ključno u razvoju formulacije ulja i kontrole kvaliteta . 40 stepen kinematičke viskoznosti se prvenstveno koristi za izračunavanje indeksa viskoznosti.

 

Promjena viskoziteta i poboljšivači indeksa viskoznosti - SSI

 

Ulje za podmazivanje koje sadrži sredstva za poboljšanje indeksa viskoznosti (VII) pokazuje značajno poboljšan viskozitet i viši indeks viskoznosti. Međutim, nakon određenog perioda rada motora, njegov viskozitet može značajno pasti. Zašto se to dešava?

 

Sredstva za poboljšanje indeksa viskoznosti su u suštini polimeri{0}}topivi u ulju. Kada je ulje za podmazivanje podvrgnuto ekstremnim smicanjima-kao što su brzi-zupčanici i pumpe za ulje-ovi polimerni lanci se mogu mehanički prekinuti. Ovaj proces trajno smanjuje molekularnu težinu polimera, što rezultira značajnim smanjenjem viskoziteta motornog ulja. Ovaj fenomen se stručno nazivaTrajni gubitak stabilnosti na smicanje. To dovodi do stanjivanja uljnog filma, neadekvatnog podmazivanja i smanjene performanse zaptivanja, što zauzvrat ubrzava habanje komponenti.

 

Vrhunska maziva daju prednost polimerima sa izuzetno visokim indeksom stabilnosti na smicanje (SSI) kako bi osigurali da viskozitet ostane unutar projektovanog raspona tokom cijelog intervala zamjene ulja, pružajući dosljednu i trajnu zaštitu za motor.

 

U industrijskom ulju, zahtjevi za viskozitetom uvelike variraju u različitim primjenama.

 

Uzimajući hidraulično ulje kao primjer,Kineski standardi definiraju specifikacije za klase L-HM (protiv habanja), L-HV (niska-temperatura) i L-HS (ultra-niska-temperatura). Možemo vidjeti da iako su njihovi zahtjevi za viskozitetom na 40 stepeni isti, njihovi zahtjevi za nisko{9}}viskozitetom, tačkom stinjavanja i indeksom viskoznosti su potpuno različiti.

 

Nekretnina	L-HM (protiv habanja)	L{0}}HV (niska temperatura)	L{0}}HS (Ultra{1}}niska temperatura)
Kinematički viskozitet na 40 stepeni (mm²/s)	28.8 ~ 35.2	28.8 ~ 35.2	28.8 ~ 35.2
-Pokretljivost pri niskim temperaturama (Temperatura za viskozitet od 1500 mm²/s)	Nije navedeno	Manje ili jednako -18 stepeni	Manje ili jednako -24 stepena
Indeks viskoznosti VI	Veće ili jednako 95	Veće ili jednako 140	Veće ili jednako 150
Niska{0}}Fluidnost na niskim temperaturama (tačka tečenja)	Manje ili jednako -15 stepeni	Manje ili jednako -33 stepena	Manje ili jednako -45 stepeni
Preporučena aplikacija	Umjerene/stabilne temperature okoline	Širok temperaturni raspon, hladna područja	Teška hladnoća, arktički uslovi

 

Hidraulično ulje protiv habanja - L-HM :Ova osnovna klasa daje prioritet viskoznosti na sobnoj temperaturi (40 stepeni) i 0 stepeni. Ima najniže zahtjeve za indeks viskoznosti i performanse na niskim{3}}temperaturama.

Nisko{0}}hidraulično ulje - L-HV :Nadovezujući se na L-HM, ova klasa značajno poboljšava indeks viskoznosti i performanse na niskim-temperaturama, što ga čini pogodnim za hladne klime.

Ultra{0}}nisko-hidraulično ulje - L-HS :ovo ulje dodatno poboljšava startabilnost i indeks viskoziteta na ultra-niskim-ima temperaturama iznad L-HV. To je najviši stepen, dizajniran za ekstremno hladne klime.

 

 

Koje komponente u formulacijama maziva utiču na viskoznost?

 

Primjer formulacije CF-4 15W-40 ulja za podmazivanje
Komponenta	Postotak	Primarna funkcija i utjecaj na viskozitet
Bazno ulje-150SN	53.0	Obezbeđuje bazu formulacije i referentni viskozitet.
Bazno ulje- 500SN	29.0	Kao teška komponenta baznog ulja, povećava referentni viskozitet.
Paket aditiva za podmazivanje	8.0	Pruža deterdžente, disperziju, anti-svojstva protiv habanja itd., a istovremeno doprinosi i blagom efektu zgušnjavanja.
Popravljač indeksa viskoznosti (OCP)	9.6	Dramatično povećava viskozitet pri visokoj-temperaturi kako bi se osiguralo ispunjenje ocjene "40" i poboljšava indeks viskoznosti kako bi se postigle performanse na niskim temperaturama od "15W"{3}}.
Depresator tačke tečenja	0.4	Poboljšava tečnost na niskim-temperaturama: optimizuje viskozitet na niskim-viskozitetima (npr. CCS), ali sa veoma malim uticajem na viskozitet pri visokim{4}}ima.
Sredstvo protiv pjene	10 ppm	Suzbija pjenu: U suštini ne utiče na ukupni viskozitet ulja.

 

U gornjoj formulaciji, na viskoznost gotovog ulja za podmazivanje prvenstveno utiču tri ključna aspekta.

Bazna ulja

To je glavna komponenta u formulaciji ulja za podmazivanje; njegov viskozitet direktno određuje referentni viskozitet gotovog proizvoda.

Jedno ili dva bazna ulja biraju se kao bazni fluid maziva. npr. Uobičajena je metoda da se koristi mješavina 150N i 500N u određenom omjeru za miješanje motornog ulja 20W-50.

Popravljač indeksa viskoznosti (VII)

VII značajno zgušnjava ulje i poboljšava njegov indeks viskoznosti. To je ključna komponenta koja omogućava više{1}}ulje.

Ostali aditivi

Paket aditiva (VII nisu uključeni) generalno takođe doprinosi malom efektu zgušnjavanja. Štaviše, aditivi kao -depresivi tačke tečenja (npr. PMA PPD) takođe blago povećavaju viskozitet.

Da bi dobili visoko{0}}kvalitetno ulje za podmazivanje, inženjeri uljnih blendera bi trebali precizno izračunati prema podacima o sirovinama i uravnotežiti odnos između ova tri elementa.