Pasirinkite tinkamą alyvą: paprastas tepalų klampumo supratimo vadovas

Tepimo metu labai svarbu suprasti tepalo klampumą, kuris yra esminis pagrindas renkantis tinkamus tepalus, nesvarbu, kokie tikslūs įrenginiai ar sunki įranga. Labai svarbu užtikrinti, kad jūsų mašinos veiktų sklandžiai, kad jos tarnautų ilgiau ir veiktų efektyviai.

 

 

Koks yra alyvos klampumas?

 

Klampumas yra skysčio pasipriešinimas tekėjimui. Paprasčiau tariant, tepalo klampumas rodo alyvos storio lygį. Didesnio klampumo alyva yra tirštesnė ir teka lėčiau, o mažesnės klampos alyva yra plonesnė ir teka lengviau.

e.g.,vandens klampumas 20 laipsnių temperatūroje yra maždaug 1 cSt, o medaus klampumas yra maždaug 12000 @ 20 laipsnių.

Toliau pateiktoje lentelėje parodytas įprastų skysčių klampumas.

Įprastų skysčių klampumas
Skystis	apytiksliai Klampumas @ 20 laipsnių (cSt)	apytiksliai Klampumas @ 40 laipsnių (cSt)
Benzino	0.7	0.5
Vanduo	1	0.66
Pienas	2.5	1.5
Alyvuogių aliejus	80	40
Rapsų aliejus	75	42
Hidraulinė alyva (ISO VG 46)	128	46
Variklio alyva (10W-30)	300	70
Šampūnas	5000	1500
Mieloji	12000	2000

 

Tepalams klampumas yra labai svarbus{0}}parametras. Labai svarbu, kad dažnai aliejų pavadintume jo vardu. Puikus pavyzdys yra hidraulinė alyva „ISO VG 46“ – ta „46“ gaunama tiesiai iš jos klampumo, išmatuoto 40 laipsnių kampu.

 

Kaip apibrėžiama variklinės alyvos klampumo klasė?

 

SAE J300 standartas apibrėžia variklinių alyvų klampumo klasę. Pavyzdžiui, „5W-40“:

 

W:Tai reiškia „Atlaikyti žiemą“, atspindinčią alyvos efektyvumą šaltu oru.

Skaičius prieš "W" (5W):Žemos{0}}temperatūros našumo klasė. Mažesnis skaičius reiškia, kad alyva yra plonesnė šaltu oru, todėl šaltas užvedimas yra ne toks sudėtingas.

Skaičius po W (40):Aukštos{0}}temperatūros našumo klasė. Didesnis skaičius reiškia, kad alyva yra lipnesnė aukštoje temperatūroje, todėl alyvos plėvelė yra tvirtesnė.

 

SAE J300 standartas

SAE klampumo laipsnis	Žema-temp. sukimo klampa (cP) Maks	Maža-temperatūrinė siurbimo klampa (cP) maks. (be takumo įtempio)	Kinematinė klampa (cSt) esant 100 laipsnių Min	Kinematinė klampa (cSt) esant 100 laipsnių Maks	Didelis šlyties klampumas (cP) esant 150 laipsnių 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
* Skirta 0W-40, 5W-40 ir 10W-40 klasėms ** Skirta 15W-40, 20W-40, 25W-40 ir 40 klasėms

 

Klampumo pokyčiai (ΔV) taip pat yra svarbus rodiklis, rodantis, ar būtina keisti alyvą.

 

Paprastai tariant, jei variklinės alyvos kinematinė klampa 100 laipsnių kampu pasikeičia daugiau nei ±25% (klampumas padidėja arba sumažėja 25%), tai reiškia, kad laikas keisti variklio alyvą.

 

 

Tepalui pasibaigus, jo klampumas iš pradžių labai sumažės, o paskui greitai padidės. Siekiant išvengti variklio susidėvėjimo dėl tepimo gedimo, būtina nedelsiant pakeisti alyvą prieš pastebimai sumažėjus klampumui, kad būtų užtikrintas tinkamas automobilio veikimas.

 

Variklinė alyva yra tirštesnė nei standartinė.

Sutirštėjimą (klampumo padidėjimą daugiau nei +25%) dažnai sukelia alyvos oksidacija, dėl kurios susidaro daug dumblo, dėl kurio pradeda-dėvėti ir padidėja degalų sąnaudos.

Variklinė alyva yra plonesnė nei standartinė.

Skiedimą (klampumo sumažėjimą daugiau nei -25 %) dažnai sukelia degalų praskiedimas arba priedų neefektyvumas, dėl kurio atsiranda nepakankamas tepimas ir didelis susidėvėjimas.

 

Kaip apibrėžiamos pramoninių alyvų klampumo klasės?

 

Standartinė ISO 3448 klampumo klasė yra universaliausias ir plačiausiai naudojamas pramoninių tepalų klampumo klasifikavimo standartas, dažniausiai naudojamas hidraulinėms alyvoms, pavarų dėžėms ir kitoms pramoninėms alyvoms.

ISO VG (klampumo laipsnis), pavyzdžiui, ISO VG 32, ISO VG 68, ISO VG 220.

Pagrindinis apibrėžimas: Kiekvienos klasės skaičius reiškia naftos produkto kinematinės klampos centrą 40 laipsnių kampu. Jo leistinas svyravimo diapazonas yra ±10%.

Pavyzdžiui: ISO VG 46 klampumo diapazonas yra 41.4 - 50.6 cSt (nes 46 ± 10 %=41.4 ~ 50,6).

 

Pramoninio tepimo srityje klampos pokyčiai yra svarbus įrangos priežiūros metodas. Jei po naudojimo laiko tepalo klampumas labai padidėja arba sumažėja, techninės priežiūros inžinieriai turėtų nedelsdami atkreipti dėmesį, nes tai gali reikšti, kad tepalas gali sugesti, o tai gali rimtai sugadinti įrangą.

 

Alyvos klampumo padidėjimas:

Alyvos klampumo padidėjimas-visada rodo stiprią alyvos oksidaciją, susikaupusį dumblą arba užteršimą nesuderinamais didesnio-klampumo aliejais.

pvz., Hidraulinėse sistemose, veikiančiose nuolat aukštoje temperatūroje, skystis labai greitai oksiduojasi, todėl padidėja klampumas. Operatoriai turėtų nedelsdami pakeisti naują alyvą.

Jei ne, pasenusi alyva ne tik padidins sistemos energijos sąnaudas ir sukels vangų atsaką, bet ir gali sukelti rimtų gedimų, pvz., filtro užsikimšimą.

Alyvos klampumo sumažėjimas:

Yra 2 priežastys, dėl kurių sumažėja tepalo klampumas: 1, užteršimas mažesnio-klampumo skysčiais, pvz., vandens ar tirpiklio patekimu dėl netinkamo įrangos sandarinimo; 2, klampos indekso gerintojų molekulinės grandinės buvo nupjautos dėl didelio mechaninio šlyties.

Kai kurios nebrangios{0}}pavarų alyvos rinkoje yra tipiškas atvejis: gamintojas mažo-klampumo bazines alyvas maišė su nebrangiais polimeriniais tirštikliais. Geras pradinis klampumas-neatlaiko intensyvaus krumpliaračio sukimosi kirpimo. Jų klampumas greitai mažėja per trumpą laiką, todėl alyvos plėvelė nėra pakankamai stipri ir nesutepama, todėl įranga susidėvi. Šis „išlaidų-taupymo metodas iš tikrųjų žymiai padidina įrangos gedimo riziką, padidina priežiūros išlaidas ir sutrumpina jos tarnavimo laiką.

 

Klampumo, temperatūros ir klampos indekso gerintojai (VII).

 

Klampumas paprastai matuojamas tam tikroje temperatūroje. Theklampumo indeksas (VI)matuoja, kiek tepalo klampumas keičiasi priklausomai nuo temperatūros. Kuo didesnė vertė, tuo mažiau klampumo vertė kinta priklausomai nuo temperatūros.

e.g.:

Mineralinės alyvos (parafininės{0}}pagrindo) VI yra maždaug 96–110, o polialfaolefinų (PAO) gali siekti net 120–180. PAG (polialkilenglikolio) aliejaus VI gali siekti daugiau nei 190.

 

Kadangi įranga ir aplinkos temperatūra nuolat svyruoja, daugumoje tepimo atvejų pirmenybė teikiama tepalams su dideliu VI, kad būtų galima plačiai prisitaikyti prie temperatūros ir užtikrinti stabilesnę tepimo apsaugą. Pavyzdžiui, aukščiausios klasės automobilių variklinės alyvos, kurių pagrindą sudaro PAO, paprastai turi aukštesnį VI, todėl geriau tinka šaltam užvedimui- ir intensyviam važiavimui esant aukštai temperatūrai.

 

Kaip galima pagerinti bazinės alyvos VI?

 

Be pačios bazinės alyvos optimizavimo (fizinio rafinavimo ir cheminės konversijos), tepalų su didesniu VI galima gauti ir pridedant klampumą gerinančių medžiagų. Šie tepalų priedai paprastai yra ilgos{1}}grandinės polimerai, kurie plečiasi veikiant šilumai ir neutralizuoja natūralų aliejaus retėjimą.

 

Klampumo indekso gerinimo priemonė (VII)

​

Klampumo indekso geriklis (VII) yra priedas, naudojamas daugiapakopėms vidaus degimo variklių alyvoms ir kitiems aukšto VI lygio pramoniniams tepalams gaminti. Tai padidina VI ir sumažina klampos pokytį atsižvelgiant į tepalo sudėties temperatūrą.

Dažniausiai naudojamas klampos indekso geriklis yra olefino kopolimeras (OCP), paprastai vadinamas etileno propileno kopolimeru (EPM). OCP yra vienas iš plačiausiai naudojamų ir populiariausių VII pasaulyje, ypač variklinėse alyvose. Taip pat yra ir kitų VII, pvz., PMA, HSD, spustelėkite čia, kad sužinotumėte daugiau apie klampumo indekso gerintuvus.

 

Bendras įvadas į tepalų klampumo indekso gerinimo priemones

 

Dvipusis klampumas: per didelis arba per mažas

 

Visada turėtume pasirinkti tinkamo klampumo tepalą pagal vadovo instrukcijas.

 

Automobilių variklinė alyva

 

• Per mažas klampumas

Dėl per mažo klampumo dažniausiai sutepamas nepakankamas tepimas ir išjungiami sandarinimo žiedai, o tai tiesiogiai lemia variklio susidėvėjimą ir nuotėkius.

• Per didelis klampumas

Pernelyg didelis klampumas reiškia per didelį pasipriešinimą ir prastą takumą, dėl kurio variklis gali sunkiai užvesti, gali sunaudoti dideles degalų sąnaudas ir prastai išsklaidyti šilumą.

 

Pramoninės alyvos

 

Padarykime pavyzdį su hidrauline alyva; gali kilti nereikalingų problemų, jei hidraulinių skysčių kiekis yra per didelis arba per žemas nei standartinis.

• Per mažas klampumas

Jei hidrauliniai skysčiai yra per stori, tai gali padidinti siurblio pasipriešinimą, trukdyti srautui ir sukelti siurblio kavitaciją, kuri sugadins siurblį. Be to, per didelio klampumo hidraulinė alyva padidina hidraulinės sistemos srauto pasipriešinimą, padidina energijos sąnaudas, sulėtina pavarų reakciją ir sumažina tikslumą.

• Per didelis klampumas

Jei hidrauliniai skysčiai yra per ploni, alyvos plėvelė tampa plonesnė, todėl sutepimas yra nepakankamas ir didėja susidėvėjimas. Mažo klampumo alyva taip pat blogina sandarinimo efektyvumą, padidindama nuotėkio riziką.

 

Kokie tepalų klampumai tikrinami?

 

Variklinėms alyvoms

 

• 100 laipsnių kinematinė klampumas - normaliomis variklio veikimo sąlygomis.

KV100 nustato alyvos plėvelės storį ir stiprumą normaliai veikiant varikliui. Kiekvienai klampumo klasei SAE J300 apibrėžia mažiausią ir pasirenkamą didžiausią kinematinę klampą 100 laipsnių kampu.

 

• Aukštos temperatūros didelės šlyties (HTHS)klampumas - esant 150 laipsnių - esant sunkioms variklio veikimo sąlygoms.

SAE J300 nurodo minimalias HTHS vertes skirtingoms klampumo klasėms. HTHS testas papildo 100 laipsnių klampumo testą, specialiai matuojant alyvos plėvelės stiprumą sunkiausiais variklio darbo momentais, kai labiausiai reikia apsaugos.

Per mažas HTHS klampumas gali sukelti nepakankamą tepimą ir didesnį susidėvėjimą.

 

• Šaltojo švaistiklio simuliatorius (CCS)klampumas - matuoja šalto variklio užvedimo efektyvumą esant žemai temperatūrai.

CCS klampumas yra pagrindinis parametras apibrėžiant "W" (žiemos) klasę. Tai imituoja pasipriešinimą alyvos srautui užvedant variklį esant itin žemai temperatūrai. Kuo mažesnė vertė, tuo mažesnė akumuliatoriaus ir variklio apkrova šalto užvedimo metu, todėl užvedimas vyksta sklandžiau.

 

• Mikro sukimosi viskozimetras (MRV) / siurbimo klampumas - Ar alyvą galima siurbti žemoje temperatūroje?

MRV klampumas yra dar vienas pagrindinis parametras apibrėžiant W klasės variklio alyvą.

Jis imituoja, ar alyvos siurblys gali surinkti alyvą ir efektyviai cirkuliuoti į visus variklio komponentus esant žemai temperatūrai. Jei MRV yra per didelis, siurbimas tampa sunkus, todėl iškart po užvedimo gali pritrūkti alyvos ir smarkiai susidėvėti variklis.

 

• 40 laipsnių kinematinė klampa - naudojama klampos indeksui apskaičiuoti

Nors 40 laipsnių kinematinis klampumas nėra tiesiogiai naudojamas SAE J300 reitinguose, jis išlieka labai svarbia fizine savybe. Tai labai svarbu kuriant aliejaus formulę ir kokybės kontrolę, kinematinis klampumas{3}} laipsnio pirmiausia naudojamas apskaičiuojant klampos indeksą.

 

Klampumo pokytis ir klampos indekso gerinimo priemonės - SSI

 

Tepalinė alyva, kurios sudėtyje yra klampos indekso gerintojų (VII), pasižymi žymiai pagerintu klampumu ir didesniu klampos indeksu. Tačiau po tam tikro variklio veikimo laikotarpio jo klampumas gali pastebimai sumažėti. Kodėl taip atsitinka?

 

Klampumo indekso gerinimo priemonės iš esmės yra aliejuje{0}}tirpūs polimerai. Kai tepalinė alyva yra veikiama stiprių šlyčių,-pavyzdžiui, didelės-greičių pavarose ir alyvos siurbliuose-šios polimerinės grandinės gali būti mechaniškai nupjautos. Šis procesas visam laikui sumažina polimerų molekulinę masę, todėl žymiai sumažėja variklio alyvos klampumas. Šis reiškinys profesionaliai vadinamasNuolatinis šlyties stabilumo praradimas. Dėl to suplonėja alyvos plėvelė, sutepamas netinkamas ir sumažėja sandarinimo efektyvumas, o tai savo ruožtu pagreitina komponentų susidėvėjimą.

 

Aukščiausios kokybės tepalams pirmenybė teikiama polimerams, turintiems išskirtinai aukštą šlyties stabilumo indeksą (SSI), siekiant užtikrinti, kad klampumas išliktų numatytame diapazone per visą alyvos išleidimo intervalą, užtikrinant nuoseklią ir ilgalaikę variklio apsaugą.

 

Pramoninės alyvos klampumo reikalavimai įvairiose srityse labai skiriasi.

 

Pavyzdžiui, hidraulinė alyva,Kinijos standartai apibrėžia L-HM (anti-dėvėjimosi), L-HV (žemos-temperatūros) ir L-HS (ultra-low{6}}temperatūra) specifikacijas. Matome, kad nors jų klampumo reikalavimai 40 laipsnių kampu yra vienodi, jų reikalavimai žemos-temperatūros klampumui, stingimo temperatūrai ir klampos indeksui yra visiškai skirtingi.

 

Turtas	L-HM (saugo-dėvėjimąsi)	L-HV (žema temperatūra)	L-HS (itin-žema temperatūra)
Kinematinė klampumas esant 40 laipsnių (mm²/s)	28.8 ~ 35.2	28.8 ~ 35.2	28.8 ~ 35.2
Paleidimas žemoje-temperatūroje (Temperatūra 1500 mm²/s klampumui)	Nenurodyta	Mažiau nei -18 laipsnių arba lygi	Mažiau nei -24 laipsniai arba lygi
Klampumo indeksas VI	Didesnis arba lygus 95	Didesnis arba lygus 140	Didesnis arba lygus 150
Žemos{0}}temperatūros sklandumas (Litimo taškas)	Mažesnė arba lygi -15 laipsnių	Mažiau nei -33 laipsniai arba lygus jai	Mažiau nei -45 laipsniai arba lygi
Rekomenduojama taikymas	Vidutinė / stabili aplinkos temperatūra	Platus temperatūros diapazonas, šalti regionai	Stiprus šaltis, arktinės sąlygos

 

Hidraulinė alyva nuo nusidėvėjimo - L-HM:Ši pagrindinė klasė teikia pirmenybę klampumui kambario temperatūroje (40 laipsnių) ir 0 laipsnių. Jai keliami žemiausi klampumo indekso ir žemos temperatūros{3}}temperatūros reikalavimai.

Žemos-temperatūros hidraulinė alyva - L-HV:Remiantis L-HM, ši klasė žymiai pagerina klampumo indeksą ir efektyvumą žemoje-temperatūros sąlygomis, todėl tinka šaltam klimatui.

Itin žemos temperatūros-hidraulinė alyva - L-HS :šios klasės alyva dar labiau pagerina paleidimą esant ypač-žemai-temperatūrai ir klampumo indeksą, viršijantį L-HV. Tai aukščiausios klasės, skirta itin šaltam klimatui.

 

 

Kokie tepalų sudėties komponentai turi įtakos klampumui?

 

CF-4 15W-40 tepalinės alyvos formulės pavyzdys
Komponentas	Procentas	Pagrindinė funkcija ir poveikis klampumui
Bazinė alyva-150SN	53.0	Suteikia formulės pagrindą ir pradinį klampumą.
Bazinė alyva{0}}SN	29.0	Kaip sunkus bazinės alyvos komponentas, jis padidina pradinio taško klampumą.
Tepalų priedų pakuotė	8.0	Suteikia plovimo, dispersiškumo, anti-dėvėjimosi savybių ir kt., taip pat šiek tiek sutirština.
Klampumo indekso gerinimo priemonė (OCP)	9.6	Dramatiškai padidina klampumą aukštoje{0}}temperatūroje, kad užtikrintų, jog laikomasi „40“ klasės, ir pagerina klampos indeksą, kad būtų pasiektas „15 W“ žemos temperatūros veikimas.
Užpylimo taško slopinimo priemonė	0.4	Pagerina žemos{0}}temperatūros sklandumą: optimizuoja žemos-temperatūros klampumą (pvz., CCS), bet labai mažai veikia aukštos-temperatūros klampumą.
Agentas nuo putų	10 ppm	Slopina putas: Iš esmės neturi įtakos bendram alyvos klampumui.

 

Aukščiau pateiktoje formulėje gatavos tepalinės alyvos klampumą pirmiausia įtakoja trys pagrindiniai aspektai.

Bazinės alyvos

Tai yra pagrindinis tepalo aliejaus sudėties komponentas; jo klampumas tiesiogiai lemia gatavo produkto pradinį klampumą.

Viena arba dvi bazinės alyvos parenkamos kaip bazinis tepalo skystis. pvz., 20W-50 variklio alyvai maišyti įprastas būdas naudoti 150N ir 500N mišinį tam tikru santykiu.

Klampumo indekso gerinimo priemonė (VII)

VII žymiai sutirština alyvą ir pagerina jos klampumo indeksą. Tai pagrindinis komponentas, įgalinantis kelių{1}}klasių alyvas.

Kiti priedai

Priedų paketas (VII neįeina) paprastai taip pat suteikia nedidelį tirštinimo efektą. Be to, priedai, pvz., stingimo taško slopintuvai (pvz., PMA PPD), taip pat šiek tiek padidina klampumą.

Siekdami gauti aukštos kokybės{0}}tepalinę alyvą, alyvos maišytuvo inžinieriai turėtų tiksliai apskaičiuoti pagal žaliavų duomenų lapus ir subalansuoti šių trijų elementų santykį.