روغن مناسب را انتخاب کنید: راهنمای ساده برای درک ویسکوزیته روان کننده
پیام بگذارید
در روانکاری، درک ویسکوزیته روان‌کننده، که مبنای حیاتی را برای انتخاب روان‌کننده‌های مناسب، بدون توجه به دستگاه‌های دقیق یا تجهیزات سنگین، فراهم می‌کند، ضروری است. بسیار مهم است که اطمینان حاصل شود که ماشین آلات شما برای عمر طولانی تر به خوبی کار می کنند و به طور موثر کار می کنند.
ویسکوزیته روغن چقدر است؟
ویسکوزیته مقاومت سیال در برابر جریان است. به زبان ساده، ویسکوزیته یک روان کننده سطح ضخامت روغن را نشان می دهد. روغن با ویسکوزیته بالاتر غلیظ تر است و کندتر جریان می یابد، در حالی که روغن با ویسکوزیته پایین نازک تر است و راحت تر جریان می یابد.
e.g.,ویسکوزیته آب @ 20 درجه تقریباً 1 cSt است، اما عسل دارای ویسکوزیته تقریباً 12000 @ 20 درجه است.
جدول زیر ویسکوزیته مایعات معمولی را نشان می دهد.
| ویسکوزیته مایعات معمولی | ||
| مایع | تقریبا ویسکوزیته @ 20 درجه (cSt) | تقریبا ویسکوزیته @ 40 درجه (cSt) |
| بنزین | 0.7 | 0.5 |
| آب | 1 | 0.66 |
| شیر | 2.5 | 1.5 |
| روغن زیتون | 80 | 40 |
| روغن کانولا | 75 | 42 |
| روغن هیدرولیک (ISO VG 46) | 128 | 46 |
| روغن موتور (10W-30) | 300 | 70 |
| شامپو | 5000 | 1500 |
| عزیزم | 12000 | 2000 |
برای روان کننده ها، ویسکوزیته یک پارامتر بسیار مهم-است. این بسیار مهم است که ما اغلب نام روغن را به نام آن می گذاریم. یک مثال عالی روغن هیدرولیک "ISO VG 46" است - که "46" مستقیماً از ویسکوزیته آن می آید که در 40 درجه اندازه گیری شده است.
درجه ویسکوزیته روغن موتور چگونه تعریف می شود؟
استاندارد SAE J300 درجه ویسکوزیته روغن موتور را تعریف می کند. در نظر گرفتن "5W-40" به عنوان مثال:
W:این به معنای مقاومت در برابر زمستان است که نشان دهنده عملکرد روغن در هوای سرد است.
شماره قبل از "W" (5W):درجه عملکرد{0}}درجه حرارت پایین. عدد کوچکتر به این معنی است که روغن در هوای سرد رقیق‌تر است و شروع سرد را کمتر می‌کند.
شماره بعد از W (40):درجه عملکرد{0}}درجه حرارت بالا. عدد بزرگتر به این معنی است که روغن در دماهای بالا چسبنده است و لایه روغن قوی تری ایجاد می کند.
استاندارد SAE J300
| درجه ویسکوزیته SAE | حداکثر ویسکوزیته پایین{0} | حداکثر ویسکوزیته پمپاژ کم-دمای (cP) (بدون تنش تسلیم) | ویسکوزیته سینماتیکی (cSt) در 100 درجه حداقل | ویسکوزیته سینماتیک (cSt) در حداکثر 100 درجه | ویسکوزیته برشی بالا (cP) در 150 درجه حداقل |
| 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 |
| *برای گریدهای 0W-40، 5W-40 و 10W-40 ** برای گریدهای 15W-40، 20W-40، 25W-40 و 40 |
|||||
تغییرات ویسکوزیته (ΔV) همچنین یک شاخص مهم برای اینکه آیا تعویض روغن ضروری است یا خیر.
به طور کلی، اگر ویسکوزیته سینماتیکی روغن موتور در 100 درجه بیش از 25 ± درصد تغییر کند (افزایش یا کاهش 25 درصدی ویسکوزیته)، نشان دهنده زمان تعویض روغن موتور است.
همانطور که یک روان کننده به پایان عمر خود نزدیک می شود، ویسکوزیته آن ابتدا به طور قابل توجهی کاهش می یابد، سپس افزایش سریعی را تجربه می کند. برای جلوگیری از فرسودگی موتور در اثر خرابی روغن کاری، تعویض سریع روغن قبل از کاهش شدید ویسکوزیته برای اطمینان از عملکرد مناسب خودرو ضروری است.
روغن موتور فراتر از استاندارد ضخیم تر است.
ضخیم شدن (افزایش ویسکوزیته بیش از +25%) اغلب در اثر اکسیداسیون روغن ایجاد می‌شود که در نتیجه مقدار زیادی لجن ایجاد می‌شود که منجر به سایش شروع- و افزایش مصرف سوخت می‌شود.
روغن موتور نازک تر از استاندارد است.
نازک شدن (کاهش ویسکوزیته بیش از 25-٪) اغلب به دلیل رقیق شدن سوخت یا بی اثر بودن مواد افزودنی ایجاد می شود که منجر به روانکاری ناکافی و سایش شدید می شود.
گریدهای ویسکوزیته روغن های صنعتی چگونه تعریف می شوند؟
درجه ویسکوزیته استاندارد ISO 3448 جهانی ترین و پرکاربردترین استاندارد طبقه بندی برای ویسکوزیته روان کننده صنعتی است که معمولاً برای روغن های هیدرولیک، روغن دنده و سایر روغن های صنعتی استفاده می شود.
ISO VG (درجه ویسکوزیته)، به عنوان مثال، ISO VG 32، ISO VG 68، ISO VG 220.
تعریف هسته: تعداد هر گرید نشان دهنده نقطه مرکزی ویسکوزیته سینماتیکی محصول روغن در 40 درجه است. محدوده نوسان مجاز آن ± 10 درصد است.
به عنوان مثال: محدوده ویسکوزیته ISO VG 46 41.4 - 50.6 cSt است (زیرا 46 ± 10٪=41.4 ~ 50.6).
در زمینه روانکاری صنعتی، تغییرات ویسکوزیته یک روش مهم برای نگهداری تجهیزات است. اگر ویسکوزیته روانکار پس از یک دوره استفاده به میزان قابل توجهی افزایش یا کاهش پیدا کند، مهندسان تعمیر و نگهداری باید فوراً توجه کنند، زیرا ممکن است به معنای خرابی روانکار باشد که ممکن است باعث آسیب جدی به تجهیزات شود.
افزایش ویسکوزیته روغن:
ویسکوزیته روغن{0}بالا همیشه نشان‌دهنده اکسیداسیون شدید روغن، تجمع لجن یا آلودگی با روغن‌های ناسازگار با ویسکوزیته بالاتر-است.
به عنوان مثال، در سیستم های هیدرولیک که تحت دماهای بالا و مداوم کار می کنند، سیال به سرعت اکسید می شود و منجر به افزایش ویسکوزیته می شود. اپراتورها باید روغن جدید را به سرعت تعویض کنند.
در غیر این صورت، روغن کهنه نه تنها مصرف انرژی سیستم را افزایش می‌دهد و باعث واکنش کند می‌شود، بلکه ممکن است باعث خرابی‌های جدی مانند مسدود شدن فیلتر شود.
کاهش ویسکوزیته روغن:
2 دلیل برای کاهش ویسکوزیته روانکار وجود دارد: 1، آلودگی توسط مایعات با ویسکوزیته کمتر، مانند ورود آب یا حلال به دلیل آب بندی ناکافی تجهیزات. 2، زنجیره های مولکولی بهبود دهنده های شاخص ویسکوزیته توسط برش مکانیکی بالا قطع شدند.
برخی از روغن‌های دنده ارزان قیمت-در بازار به عنوان یک مورد معمولی عمل می‌کنند: سازنده روغن‌های پایه با ویسکوزیته پایین- را با قوام‌دهنده‌های پلیمری ارزان‌قیمت ترکیب می‌کند. ظاهر{3}}ویسکوزیته اولیه خوب نمی تواند برش شدید در چرخش دنده را تحمل کند. ویسکوزیته آنها در مدت کوتاهی به سرعت کاهش می یابد و منجر به استحکام ناکافی لایه روغن و عدم روانکاری می شود که باعث فرسودگی تجهیزات می شود. این رویکرد "صرفه جویی در هزینه" در واقع به طور قابل توجهی خطر خرابی تجهیزات را افزایش می دهد، هزینه تعمیر و نگهداری را افزایش می دهد و عمر سرویس آن را کوتاه می کند.
بهبود دهنده های ویسکوزیته، دما و شاخص ویسکوزیته (VIIs).
ویسکوزیته به طور کلی در یک دمای خاص اندازه گیری می شود. اینشاخص ویسکوزیته (VI)اندازه گیری میزان تغییر ویسکوزیته روان کننده با دما. هر چه این مقدار بیشتر باشد، مقدار ویسکوزیته کمتر با دما تغییر می کند.
e.g.:
VI روغن معدنی (مبتنی بر پارافینیک) تقریباً 96-110 است، در حالی که پلی آلفائولفین ها (PAO) می تواند به 120-180 برسد. VI روغن PAG (پلی آلکیلن گلیکول) می تواند به بیش از 190 برسد.
از آنجایی که تجهیزات و دمای محیط دائماً در نوسان هستند، در اکثر کاربردهای روانکاری، روانکارهایی با VI بالا برای سازگاری با دمای گسترده و حفاظت از روانکاری پایدارتر ترجیح داده می شوند. به عنوان مثال، روغن‌های موتور خودروهای پیشرفته بر پایه PAO معمولاً دارای VI بالاتری هستند که برای راه‌اندازی سرد-و رانندگی شدید در دماهای گرم مناسب‌تر هستند.
چگونه می توان VI روغن پایه را بهبود بخشید؟
علاوه بر بهینه سازی خود روغن پایه (تصفیه فیزیکی و تبدیل شیمیایی)، روان کننده هایی با ویسکوزیته بالاتر نیز می توانند با افزودن بهبود دهنده های ویسکوزیته به دست آیند. این افزودنی‌های روان‌کننده معمولاً پلیمرهای زنجیره‌ای بلند- هستند که با گرما منبسط می‌شوند و با نازک شدن طبیعی روغن مقابله می‌کنند.
بهبود دهنده شاخص ویسکوزیته (VII)
بهبود دهنده شاخص ویسکوزیته (VII) یک افزودنی است که برای فرموله کردن روغن موتورهای احتراق داخلی چند درجه و سایر روان کننده های صنعتی با VI بالا استفاده می شود. VI را افزایش می دهد و تغییر ویسکوزیته با دما را در فرمولاسیون روان کننده کاهش می دهد.
رایج ترین بهبود دهنده شاخص ویسکوزیته، کوپلیمر الفین (OCP) است که به طور کلی به کوپلیمر اتیلن پروپیلن (EPM) اشاره دارد. OCP یکی از پرکاربردترین و رایج ترین VII ها در جهان به خصوص در روغن موتور است. همچنین VII دیگری مانند PMA، HSD وجود دارد، لطفاً اینجا را کلیک کنید تا در مورد بهبود دهنده های شاخص ویسکوزیته بیشتر بدانید.
مقدمه ای کلی بر بهبود دهنده های شاخص ویسکوزیته برای روان کننده
2 طرف ویسکوزیته: خیلی زیاد یا خیلی کم
ما همیشه باید روانکار را با درجه ویسکوزیته مناسب طبق دستورالعمل راهنما انتخاب کنیم.
روغن موتور خودرو
- ویسکوزیته خیلی کم
ویسکوزیته خیلی کم عمدتاً منجر به روانکاری ناکافی و غیرفعال شدن حلقه های آب بندی می شود که مستقیماً منجر به سایش و نشتی موتور می شود.
- ویسکوزیته خیلی بالاست
ویسکوزیته بیش از حد بالا به معنای مقاومت بیش از حد و جریان پذیری ضعیف است که ممکن است منجر به راه اندازی دشوار موتور، مصرف سوخت بالا و اتلاف حرارت ضعیف شود.
روغن های صنعتی
بیایید یک مثال با روغن هیدرولیک بسازیم. اگر سیالات هیدرولیک بیش از حد بالا یا خیلی پایین از حد استاندارد باشد، ممکن است باعث مشکلات غیر ضروری شود.
- ویسکوزیته خیلی کم
اگر سیالات هیدرولیک بیش از حد غلیظ باشند، ممکن است مقاومت پمپ افزایش یابد، جریان را مختل کند و به طور بالقوه باعث ایجاد حفره پمپ شود که به پمپ آسیب می رساند. علاوه بر این، روغن هیدرولیک با ویسکوزیته بیش از حد بالا مقاومت جریان در سیستم هیدرولیک را افزایش می دهد، مصرف برق را افزایش می دهد، پاسخ محرک ها را کاهش می دهد و دقت را کاهش می دهد.
- ویسکوزیته خیلی بالاست
اگر سیالات هیدرولیک بیش از حد نازک باشند، لایه روغن نازک تر می شود که منجر به روانکاری ناکافی و افزایش سایش می شود. روغن با ویسکوزیته پایین نیز عملکرد آب بندی را مختل می کند و خطر نشتی را افزایش می دهد.
چه ویسکوزیته ای برای روان کننده ها آزمایش می شود؟
برای روغن موتور
- ویسکوزیته سینماتیک 100 درجه - در شرایط کارکرد معمولی موتور.
KV100 ضخامت و استحکام لایه روغن را در طول کارکرد عادی موتور تعیین می کند. برای هر درجه ویسکوزیته، SAE J300 حداقل و حداکثر ویسکوزیته سینماتیکی اختیاری را در 100 درجه تعریف می کند.
- برشی بالا با دمای بالا (HTHS)ویسکوزیته - در 150 درجه - در شرایط کارکرد شدید موتور.
SAE J300 حداقل مقادیر HTHS را برای درجه های مختلف ویسکوزیته مشخص می کند. تست HTHS تکمیل کننده تست ویسکوزیته 100 درجه است، به ویژه اندازه گیری استحکام لایه روغن در سخت ترین لحظات موتور، زمانی که حفاظت بیشتر مورد نیاز است.
ویسکوزیته بیش از حد پایین HTHS می تواند منجر به روانکاری ناکافی و افزایش سایش شود.
- شبیه ساز لنگ سرد (CCS)ویسکوزیته - عملکرد شروع سرد موتور را در دماهای پایین اندازه گیری می کند.
ویسکوزیته CCS یک پارامتر کلیدی در تعریف درجه "W" (زمستان) است. این مقاومت در برابر جریان روغن را در هنگام راه اندازی موتور در دماهای بسیار پایین شبیه سازی می کند. هرچه این مقدار کمتر باشد، فشار کمتری به باتری و موتور در هنگام استارت سرد وارد می‌شود و در نتیجه استارت نرم‌تر می‌شود.
- ویسکومتر چرخشی میکرو (MRV) / ویسکوزیته پمپاژ - آیا می توان روغن را در دماهای پایین پمپ کرد؟
ویسکوزیته MRV یکی دیگر از پارامترهای کلیدی در تعریف روغن موتور درجه "W" است.
این شبیه سازی می کند که آیا روغن می تواند توسط پمپ روغن برداشت شود و به طور موثر در تمام اجزای موتور در دماهای پایین گردش کند. اگر MRV بیش از حد بالا باشد، پمپاژ مشکل می شود و به طور بالقوه منجر به گرسنگی روغن و سایش شدید موتور بلافاصله پس از راه اندازی می شود.
- ویسکوزیته سینماتیک 40 درجه - برای محاسبه شاخص ویسکوزیته استفاده می شود
اگرچه ویسکوزیته سینماتیکی 40 درجه به طور مستقیم در رتبه بندی SAE J300 استفاده نمی شود، اما همچنان یک ویژگی فیزیکی بسیار مهم است. در توسعه فرمولاسیون روغن بسیار مهم است و درجه ویسکوزیته سینماتیک کنترل کیفیت در درجه اول برای محاسبه شاخص ویسکوزیته استفاده می شود.
تغییر ویسکوزیته و بهبود دهنده های شاخص ویسکوزیته - SSI
روغن روان کننده حاوی بهبود دهنده های شاخص ویسکوزیته (VIIs) ویسکوزیته به طور قابل توجهی بهبود یافته و شاخص ویسکوزیته بالاتری را نشان می دهد. با این حال، پس از یک دوره مشخص از کارکرد موتور، ویسکوزیته آن ممکن است به طور قابل توجهی کاهش یابد. چرا این اتفاق می افتد؟
بهبود دهنده های شاخص ویسکوزیته اساساً پلیمرهای محلول{0}}روغنی هستند. هنگامی که روغن روان کننده در معرض قیچی شدید قرار می گیرد-مانند دنده های پرسرعت-و پمپ های روغن{4}}این زنجیره های پلیمری را می توان به صورت مکانیکی قطع کرد. این فرآیند وزن مولکولی پلیمرها را به طور دائم کاهش می دهد و در نتیجه ویسکوزیته روغن موتور کاهش می یابد. این پدیده به طور حرفه ای به عنواناز دست دادن پایداری برشی دائمی. این منجر به نازک شدن لایه روغن، روانکاری ناکافی و کاهش عملکرد آب بندی می شود که به نوبه خود سایش قطعات را تسریع می کند.
روانکارهای ممتاز پلیمرهایی با شاخص پایداری برشی فوق‌العاده بالا (SSI) را در اولویت قرار می‌دهند تا اطمینان حاصل شود که ویسکوزیته در تمام بازه تخلیه روغن در محدوده طراحی‌شده باقی می‌ماند و حفاظتی پایدار و پایدار برای موتور ایجاد می‌کند.
در روغن صنعتی، الزامات ویسکوزیته در کاربردهای مختلف بسیار متفاوت است.
با در نظر گرفتن روغن هیدرولیک به عنوان مثال،استانداردهای چینی مشخصاتی را برای درجه‌های L-HM (ضد سایش)، L-HV (دمای پایین-) و L{4}}HS (درجه حرارت فوق‌العاده-پایین-) تعریف می‌کنند. می‌توانیم ببینیم که اگرچه نیازهای ویسکوزیته آنها در 40 درجه یکسان است، اما الزامات آنها برای ویسکوزیته دمای پایین، نقطه ریزش و شاخص ویسکوزیته کاملاً متفاوت است.
| اموال | L-HM (ضد-ساییدگی) | L-HV (دمای پایین) | L-HS (درجه حرارت فوق العاده-پایین) |
| ویسکوزیته سینماتیک در 40 درجه (mm²/s) | 28.8 ~ 35.2 | 28.8 ~ 35.2 | 28.8 ~ 35.2 |
| شروع{0}درجه حرارت پایین (دما برای ویسکوزیته 1500 میلی متر مربع بر ثانیه) |
مشخص نشده است | کمتر یا مساوی 18- درجه | کمتر یا مساوی 24- درجه |
| شاخص ویسکوزیته VI | بزرگتر یا مساوی 95 | بزرگتر یا مساوی 140 | بزرگتر یا مساوی 150 |
| سیالیت دمای پایین- (نقطه ریزش) |
کمتر یا مساوی 15- درجه | کمتر یا مساوی 33- درجه | کمتر یا مساوی 45- درجه |
| برنامه پیشنهادی | دمای محیط متوسط/پایدار | محدوده دمایی وسیع، مناطق سردسیر | سرمای شدید، شرایط قطب شمال |
روغن هیدرولیک ضد سایش - L-HM :این درجه پایه ویسکوزیته را در دمای اتاق (40 درجه) و 0 درجه در اولویت قرار می دهد. کمترین نیاز را برای شاخص ویسکوزیته و عملکرد دمای پایین- دارد.
روغن هیدرولیک دمای پایین - L-HV :بر اساس L{0}}HM، این درجه به طور قابل توجهی شاخص ویسکوزیته و عملکرد دمای پایین- را بهبود می‌بخشد و آن را برای آب و هوای سرد مناسب می‌کند.
روغن هیدرولیک فوق‌العاده-کم-درجه حرارت پایین - L-HS:این روغن درجه حرارت شروع به کارکرد فوق العاده پایین-و شاخص ویسکوزیته فراتر از L-HV را بیشتر می کند. این بالاترین درجه است که برای آب و هوای سرد بسیار طراحی شده است.
چه اجزایی در فرمولاسیون روان کننده بر ویسکوزیته تأثیر می گذارد؟
| نمونه فرمولاسیون روغن روان کننده CF-4 15W-40 | ||
| جزء | درصد | عملکرد اولیه و تاثیر بر ویسکوزیته |
| روغن پایه-150SN | 53.0 | پایه فرمول و ویسکوزیته داده را فراهم می کند. |
| روغن پایه- 500SN | 29.0 | به عنوان یک جزء سنگین روغن پایه، ویسکوزیته مبنا را افزایش می دهد. |
| بسته افزودنی روغن | 8.0 | خاصیت شویندگی، پراکندگی، ضد سایش و غیره را ارائه می‌کند، در حالی که یک اثر ضخیم‌کننده جزئی نیز دارد. |
| بهبود دهنده شاخص ویسکوزیته (OCP) | 9.6 | ویسکوزیته دمای بالا را به طور چشمگیری افزایش می‌دهد تا از رعایت درجه "40" اطمینان حاصل کند و شاخص ویسکوزیته را برای دستیابی به عملکرد دمای پایین "15 وات"- بهبود می‌بخشد. |
| کاهش دهنده نقطه ریزش | 0.4 | بهبود سیالیت کم-درجه حرارت: ویسکوزیته در دمای پایین-(مثلاً CCS) را بهینه می‌کند، اما تأثیر بسیار کم بر ویسکوزیته-در دمای بالا دارد. |
| عامل ضد کف | 10 پی پی ام | فوم را مهار می کند: اساساً بر ویسکوزیته کلی روغن تأثیر نمی گذارد. |
در فرمول فوق، ویسکوزیته روغن روانکاری تمام شده عمدتاً تحت تأثیر سه جنبه کلیدی است.
روغن های پایه
این جزء اصلی در فرمول روغن روان است. ویسکوزیته آن مستقیماً ویسکوزیته پایه محصول نهایی را تعیین می کند.
یک یا دو روغن پایه به عنوان سیال پایه یک روان کننده انتخاب می شوند. به عنوان مثال، استفاده از مخلوطی از 150 نیوتن و 500 نیوتن با نسبت معین برای مخلوط کردن روغن موتور 20 وات-50 یک روش معمول است.
بهبود دهنده شاخص ویسکوزیته (VII)
VII روغن را به میزان قابل توجهی غلیظ می کند و شاخص ویسکوزیته آن را بهبود می بخشد. این جزء کلیدی است که روغن‌های چند درجه-را قادر می‌سازد.
سایر مواد افزودنی
بسته افزودنی (VII ها شامل نمی شوند) به طور کلی اثر ضخیم کنندگی کمی دارد. علاوه بر این، افزودنی‌هایی مانند{1}افزونه‌کننده‌های نقطه‌ریزی (مانند PMA PPD) نیز کمی ویسکوزیته را افزایش می‌دهند.
برای به دست آوردن روغن روانکاری با کیفیت{0}، مهندسان مخلوط کن روغن باید دقیقاً بر اساس برگه های داده مواد خام محاسبه کنند و رابطه بین این سه عنصر را متعادل کنند.
