 | Эта статья требует дополнительных ссылок для проверки . ( май 2018 г. ) ( Узнайте, как и когда удалить это сообщение-шаблон ) |
Индекс вязкости ( VI ) - это произвольная безразмерная мера изменения вязкости жидкости относительно изменения температуры. Он в основном используется для характеристики вязкостно-температурного поведения смазочных масел . Чем ниже индекс вязкости, тем сильнее влияет изменение температуры на вязкость. Чем выше индекс вязкости, тем более стабильной остается вязкость при колебаниях температуры. Первоначально ВИ измерялся по шкале от 0 до 100; однако достижения в области смазывания привели к разработке масел с гораздо более высоким индексом вязкости. [1]
Вязкость смазки тесно связана с ее способностью уменьшать трение в контактах твердых тел. Как правило, желательна наименее вязкая смазка, которая все же заставляет две движущиеся поверхности расходиться друг с другом для достижения условий « жидкого подшипника ». Если смазка будет слишком вязкой, для ее движения потребуется большое количество энергии (как в меде ); если он слишком тонкий, поверхности будут соприкасаться, и трение увеличится. [2]
Актуальность [ править ]
Многие области применения смазочных материалов требуют, чтобы смазочный материал работал в широком диапазоне условий, например, автомобильные смазочные материалы необходимы для уменьшения трения между компонентами двигателя, когда двигатель запускается из холодного состояния (относительно рабочих температур двигателя.) до 200 ° C или 392 ° F во время работы. Лучшие масла с наивысшим индексом вязкости останутся стабильными и не сильно изменятся по вязкости в температурном диапазоне. Это обеспечивает стабильную работу двигателя в нормальных рабочих условиях. Исторически существовало два разных типа масла, рекомендованных для использования в разных погодных условиях. Например, с зимними маслами и холодным запуском двигателей и с температурным диапазоном, скажем, от -30 ° C до 0 ° C, масло 5 мас. Может перекачиваться при очень низких температурах и, как правило, при более низких рабочих температурах двигателя. Однако в жарком климате, где температура колеблется от 30 ° C до 45 ° C, потребуется масло массой 50, чтобы оно оставалось достаточно толстым, чтобы удерживать масляную пленку между движущимися горячими частями.
Таким образом, возникла проблема всесезонных масел, где при переменных температурах, скажем, минус -10 ° C в холодные ночи и 20 ° C в течение дня, масло весом 5 было бы хорошо, так как масло можно было бы перекачивать в холодный двигатель, и когда двигатель прогреется до рабочей температуры, а день прогреется, характеристики масла 30 вес. будут идеальными. Таким образом, были введены масла 5W-30W или 5-30W, а не фиксированные и ограничивающие температуру сорта, где жидкие масла становились слишком жидкими в горячем состоянии, а более густые масла становились слишком густыми в холодном состоянии.
Это влияние температуры на масло одной вязкости можно продемонстрировать, наливая небольшое количество растительного масла в кастрюлю или сковороду, а затем либо охлаждая его в морозильной камере, либо нагревая на кухонной плите. Когда масла достаточно остынут в морозильной камере, они затвердеют в блок «парафина», подобного маслу, который нельзя перекачивать в систему смазки двигателя. Однако, когда ложку очень холодного масла помещают в сковороду на плите, и она медленно нагревается и вращается, масло постепенно нагревается, и существует определенный температурный диапазон, при котором масло является теплым и традиционно «маслянистым». Однако по мере того, как масло нагревается дальше,масло становится все тоньше и тоньше, пока не станет почти дымящимся и станет почти таким же жидким, как вода - и, таким образом, у него почти нет способности разделять движущиеся части - что приводит к контакту металла с металлом и повреждению компонентов, которые должны храниться кроме тонкой пленки масла.
Таким образом, всесезонные масла рекомендуются к использованию в зависимости от диапазона температур окружающей среды в зависимости от сезона или окружающей среды.
Кроме того, существуют проблемы поддержания температуры масла, такие как нагреватели масла или двигателя, которые обеспечивают легкий запуск и более короткий период прогрева в очень холодном климате, и масляные радиаторы для отвода достаточного количества тепла от масла и, следовательно, двигателя, коробки передач или контур гидравлического масла, чтобы поддерживать верхнюю температуру масла в пределах указанного верхнего рабочего предела.
Классификация [ править ]
Шкала VI была установлена Обществом автомобильных инженеров (SAE). Температуры, выбранные произвольно для справки, составляют 100 и 210 ° F (38 и 99 ° C). Первоначально шкала была интерполирована между 0 для нафтеновой нефти из Техасского залива и 100 для парафиновой нефти из Пенсильвании. С момента создания шкалы также производились более качественные масла, приводящие к индексам вязкости более 100 (см. Ниже). [3]
VI , улучшающие добавки и более высокого качества базовые масла , которые широко используются в настоящее время , которые увеличивают ВП достижима за пределы значения 100. Вязкость Индекс синтетических масел колеблется от 80 до более чем 400. [ править ]
Индекс вязкости Классификация До 35 лет Низкий От 35 до 80 Середина От 80 до 110 Высокая Выше 110 Очень высоко
Расчет [ править ]
Индекс вязкости можно рассчитать по следующей формуле: [4]
где U - кинематическая вязкость масла при 40 ° C (104 ° F), Y - кинематическая вязкость масла при 100 ° C (212 ° F), а L и H - вязкости при 40 ° C для двух гипотетических масел VI. 0 и 100 соответственно, имеющее ту же вязкость при 100 ° C, что и масло, вязкость которого мы пытаемся определить. То есть два масла с вязкостью Y при 100 ° C и индексом вязкости 0 и 100 будут иметь вязкость L и H соответственно при 40 ° C. Эти значения L и H можно найти в таблицах в ASTM D2270, [4] и включить в онлайн-калькуляторы. [5]
Ссылки [ править ]
https://xenum.com/en/engine-oil-visacity-index/
https://www.lubricants.total.com/what-motor-oil-vi
- ^ «Таблицы индекса вязкости» (PDF) . США: ASTM . Проверено 26 марта 2020 года .
- ^ «Не игнорируйте индекс вязкости при выборе смазки» . НАС: Нория . Проверено 26 марта 2020 года .
- ^ «Индекс вязкости» . Великобритания: Антон Паар . Проверено 29 августа 2018 .
- ^ a b «ASTM D2270-10 (2016)» . ASTM . Проверено 29 ноября 2020 .
- ^ «Рассчитать индекс вязкости» . График вязкости масла . Проверено 2 февраля 2021 года .
