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          潤滑油基礎知識潤滑油技術

          粘性定義

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          粘性

           viskositat.jpg

          定義


          粘度是液體抵抗其變形的性質。

          •          使用低粘度油時,變形阻力低,

          •          用粘性油,抗變形能力很強。


          注意:
          在較高粘度下,潤滑膜的承載能力比較低。

          粘度也是溫度相關的量。冷油比溫油更粘稠。隨著溫度變化的粘度變化的大小在油與油之間是不同的,并且由粘度指數(VI)來描述。

          注意:
          上下文:

          •          高粘度 - 粘性 - 更高的阻力

          •          低粘度 - 低粘度 - 易于運行的效果


          通常,在真空蒸餾和隨后的精煉中產生三至五種不同粘度的基礎油餾分,即所謂的核心餾分。此外,還有一個渣油餾分,它由缸油和光亮油組成,是非常高粘度的產品。通過混合相鄰的粘性層,設定所需的中間粘度。






          粘度測量


          粘度是在所謂的粘度計中測量的。

          基本上有三種類型:

          •          毛細管粘度計

          •          球落式粘度計和

          •          旋轉粘度計

          還有兩個粘度級別:

          •     運動粘度,單位為mm2/ s(以前為cSt =St斯托克斯),

          •     動態粘度,單位為mPa·smPa·s      =秒帕斯卡,以前的cP =厘泊)。

           

           

          毛細管

          viskoasitaet-kapillarviskosimeter (1).gif

           

          一定量的油在試驗溫度下流過毛細管(一根長而非常狹窄的管)的一定距離。粘度由流動時間決定,測量有兩種選擇:

          • 只有很小的剪切梯度的油的純重力流動,測量運動粘度,

          • 粘度計中油的外部加壓 ; 這導致剪切速率顯著增加(更真實),測量動態粘度。

           

          毛細管粘度計的示意圖

          Kugelfallviskosimeter

          viskositaet-kugelfallviskosimeter.gif


          在測試溫度下充滿測試油的傾斜玻璃管中,球落下一定距離。從測量時間開始,動態粘度通過設備常數得出。



          落球粘度計的示意圖

           

           

          旋轉粘度計

          viskositaet-rotationsviskosimeter.gif


          在轉子由電動機驅動的模型軸承中,測試油處于測試溫度。根據驅動轉子所需的轉矩,計算動態粘度。 

          旋轉粘度計的示意圖




          粘度 - 壓力的行為

          油的粘度不僅隨著溫度而變化,而且隨著施加在潤滑膜上的壓力而變化。這種性質對于摩擦學計算通常非常重要,因為可以使用不同基液的油。




          粘度和剪切速率

          對于含有VI改進劑的多級機油,除溫度和壓力外,粘度還取決于剪切速率。

          如果想像潤滑間隙并因此潤滑膜數千次膨脹,則直接位于不可移動部件(例如軸瓦,缸孔)上的油粒將具有零速度。相反,應用于運動部件的油粒將呈現該部件的速度(例如,曲軸軸承銷圓周速度或活塞速度)。這個過程理論上應該用速度三角形表示。

           

           

           

           

          剪切速率

          viskositaet-schergefaelle.jpg

          定義:剪切速率
          剪切速率是運動部分的速度[m / s]除以潤滑油膜厚度[m]。

          剪切速率是移動部分的速度[m / s]除以潤滑膜厚度[m]。這導致主軸承內燃機的剪切速率[s-1]和怠速時的活塞和汽缸內徑范圍約為10-5s-1,最大速度時約為10-6s-1。

          潤滑油的粘度僅在溫度和壓力的影響下變化,但不受不同剪切速率的影響,被稱為牛頓流體(油A)。這些包括沒有VI改進劑的油。

          如果粘度也取決于剪切速率,它被稱為非牛頓或假塑性液體(油B)。這適用于所有具有VI改進劑的多級油。

          這些油的粘度在相同的溫度和壓力下降低,但根據VI改進劑的類型和量或多或少地增加剪切速率(高剪切升高速度)。這也被稱為可逆或暫時的剪切損失。

           

           

           

           

          粘溫特性

          viskositaet-temperaturverhalten.gif








          HTHS粘度


          SAE1
          ,ACEA2和汽車制造商在他們的房屋標準中對機油溫度為150°C,剪切速率為106s-1的發動機油施加最小的粘度。這是HTHS粘度(高溫高剪切)。

          注意:
          通過設定HTHS的極限值,它旨在確保具有VI改進劑的多級機油即使在高油溫和高剪切速率(高速)下也能提供所需的潤滑安全性。

          ACEA
          19961月重新定義了HTHS的限值,并將其納入現行標準:

          •     A1 / A5 / B1 / B5
                    
            分鐘。2.9至最大。3.5      mPa·s(低HTHS值)

          •     A2 / A3 / B2 / B3 / E2 / E3 / E4 / E5
                     3.5 mPa·s
            (高HTHS值)

          根據汽車制造商的要求,例如大眾,梅賽德斯 - 奔馳,歐寶,福特或寶馬的低或高HTHS值取決于發動機的設計。


          根據方法CEC-L-36-A-97,在旋轉粘度計中測量HTHS。


          1SAE =
          汽車工程師
          協會2ACEA = 工程師協會Europeens de l'Automobile =歐洲機動車制造商協會




          粘度等級


          發動機和汽車齒輪油按SAE等級分類。工業油分為ISO粘度等級(VG)。

          SAE等級

          SAE是美國汽車工程師協會汽車工程師協會的縮寫。

          該系統分為幾個數字劃分的類別:SAE粘度類別



          •     發動機油0瓦至60

          •     傳動油為70 W240


          每個類別中的特征主要是在低溫(冬季冷啟動= W)和高油溫條件下的流動特性。對于發動機油,極限泵送溫度和HTHS仍然是標準化參數。

          注意:
          區別特征主要是在低油溫和高油溫時的流動特性。
           

          符合DIN 51511標準的發動機油SAE等級


          冷態下的參考溫度取決于SAE等級,在
          -5°C
          -30°C 盡管在發動機中可能出現油溫顯著更高的情況,但熱狀態下的參考溫度為100°C。

          限制設置在低溫和100°CSAE等級除了較低的值外,還有字母“W”(如冬季)。
           

          根據DIN 51512標準,汽車齒輪油的SAE等級


          冷態下的參考溫度取決于SAE等級,在-12°C-40°C之間 在這里,動態粘度為150,000 mPa·s,實際上傾點可能尚未達到。

          冷粘度在Brookfield旋轉粘度計中測量。具有確定的低溫行為的SAE類別帶有后綴“W”,與機油一樣。由于在較高溫度下的最小粘度仍然是在100下的極限


          ISO VG


          國際標準化組織(ISO)制定了一個粘度等級(VG)分類,覆蓋了40°C下的2個粘合劑等級,范圍從2mm2/ s1500mm2/ s。這是關于從瓦斯油(柴油)到高粘度汽缸油的范圍。

          與汽車潤滑油相比,這里的粘度范圍更受限制。

          40°C的參考溫度下,粘度僅為±10%。未指示粘度指數。

          在相同的ISO VG下,不同油品在高溫或低溫下的粘度差異也是可能的。然而,在實踐中,這種差異是次要的,并且會是你的。U.補償±10%的容差







          邊界泵送溫度

          grenzpumptemperatur.jpg


          即使在非常低的起始溫度下,油仍然必須是可泵送的油泵必須能夠吸入并輸送。因此必須有足夠的油能夠從油池通過油濾器流到油泵沒有空氣可能被困住。

          如果情況并非如此,則可能導致潤滑不足,從而導致嚴重的發動機損壞。

          注意:
          根據粘度等級,發動機油必須達到某些極限泵送溫度,在該溫度下油泵仍然自行運行。

          相關的特性粘度是60,000mPa·s。





          蒸發損失

          verdampfungsverlust.jpg

           

          該參數允許關于油 - z的蒸發行為的結論。B.在熱的引擎。

          具有這樣的低粘度的SAE 10W油,由于其較小的分子尺寸,因此低沸點溫度,在高溫下(例如,250)的顯著較高的蒸發損失為顯著較大分子較高沸點的SAE 50油的集合。

          ACEA
          將蒸發損失限制在<= 13%和<= 15%之間。





          Purpoint(冷行為)

          pourpoint.jpg

           

          用傾點來描述潤滑油的冷行為。傾點與之前使用的傾點非常相似,并提供了達到屈服點的提示。脫蠟后,基礎油的傾點為約-9至約-15 

          注意:
          傾點描述了潤滑油的冷態行為。它也提供了達到屈服點的線索。

          通過添加稱為傾點抑制劑的所謂流動改進劑可獲得更低的值。這些旨在防止小石蠟晶體一起生長成較大的石蠟晶體,從而使油保持較長的流動性。






          閃點

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          閃點標志著首次成為易燃蒸氣 - 空氣混合物來源的任何油(和其他碳氫化合物)的最低溫度。

          注:
          閃點取決于分子大小或分子量,因此取決于粘度。

          潤滑技術中,閃點是無關緊要的。出于安全原因,對于VbF / TRbF超過100°C的閃點,GGVS超過61°CGefStoffV超過55°C,沒有特別規定。

          例外:地下采礦。







          密度

          dichte.jpg

           

          密度主要取決于

          •          分子大小或分子量

          •          也來自分子結構。

          這是機器設計師在滑動軸承計算中的一個特點。在實際操作中,高密度意味著性能的損失。







          摩擦,磨損,潤滑

           

          定義

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          工業中的潤滑是應用潤滑劑以減少摩擦并減少或防止磨損。

          為了更好地理解,有必要首先考慮摩擦。

          沒有摩擦,我們星球上的生命將是不可想象的。
          我們在行走時(鞋與地面之間),駕駛時(輪胎與道路之間),車輛中的聯軸器,接通同步器環時使用它們。在這里,摩擦是正常功能的先決條件。

          但也有些情況下,我們盡量保持它們盡可能小。當滑雪z。B.通過某些涂層材料改善滑雪板的滑動性能。在氣墊船中,車輛下方會產生氣墊,以便盡可能減少向前移動的能量,或者移動試圖降低摩擦力的機柜時。B.用肥皂潤滑。

          例如摩擦:輪胎
          其中,輪胎的任務是將加速,減速(剎車)和轉彎力傳遞到汽車的道路上。這種效果越好,道路越干燥,摩擦越高。盡管如此,當急劇加速或急剎車時,以及在急轉彎時,輪胎可能會發出吱吱聲在這里,干摩擦不再足以傳遞動力,輪胎擦除。高輪胎磨損和道路磨損(車轍)是結果。

          在潮濕的道路上 - 在這里,濕氣起著潤滑油膜的作用 - 啟動時車輪通過速度更快,制動距離更長,并且使車輛在曲線上而不是在干燥路面上折斷。這種情況可以稱為混合摩擦。

          摩擦和潤滑:滑水
          輪胎和道路之間的完全流體摩擦導致滑水。在這里,在車輪前方80100公里/小時的潮濕道路上,楔形件(潤滑膜形式)在其上浮動。加速,制動和轉彎力量的傳輸不再可能,車輛失控失控。然而,后一種現象可能導致汽車和乘員在輪胎和道路相互作用中產生最壞的后果,這是機器每個潤滑點的理想狀態。

          發動機潤滑
          它在發動機中的外觀如何?在顯微鏡下,即使是最細的機加工金屬表面(軸承殼,軸,缸孔,活塞,活塞環,齒面)也顯示為山脈。兩個滑動配合件都有可能被抓住的粗糙度峰值。

          為了說明原理,為了清楚起見,在三種類型的摩擦下面。








          類型摩擦

           

          干摩擦

          reibung-trockenreibung.gif

          在這里,金屬表面無需直接相互摩擦潤滑油膜。摩擦阻力和磨損很高。當地可能會出現非常高的溫度,導致接觸部件被卡住并被破壞。只有在極端情況下,這種摩擦狀態才能在潤滑機器中使用。B.如果潤滑油供給摩擦點組失敗。

           

           

           

           

          干摩擦

          混合摩擦

          reibung-mischreibung.gif

          金屬表面之間沒有相干潤滑膜,各個粗糙度峰值可以相互接觸。啟動和停止時,此情況始終通過滑動軸承傳遞。

          發動機在活塞環與缸膛之間的上下死點范圍內,閥門控制范圍內,凸輪與挺桿上,閥導向裝置上以及齒面上的所有機器上均存在恒定的低混合摩擦。因此,潤滑劑必須能夠在滑動配合件的表面上形成添加劑保護層和反應層,從而使摩擦和磨損最小化。


           

           

          混合摩擦

          流體摩擦

          reibung-fluessigkeitsreibung.gif


          兩個金屬表面完全被潤滑膜分開,摩擦(功率損失)低,磨損為零。這是理想的狀況。必須滿足以下條件才能形成完美穩定的液膜:

          •          變窄的潤滑間隙,

          •          足夠的滑動速度,

          •          足夠的潤滑劑粘度


          這會產生1000 bar甚至更高的潤滑層壓力(流體動壓)。油泵產生的油壓高達6巴僅為純輸送壓力,與潤滑膜的承載能力無關。
           

           

           

          流體摩擦

           

           

           














           

           

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          ARAL  AG 德國亞拉股份公司創立于1898年成立,百年的石油公司,為德國境內最大的燃料及潤滑油供應商??偣驹O于德國漢堡(Hamburg),分支機構遍布歐洲各地,是德國石油科技的權威。

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