Определение вязкостно-температурных свойств моторных масел

Определение вязкостно-температурных свойств моторных масел проводится в соответствии с ГОСТ 33-2000 «Нефтепродукты. Прозрачные и непрозрачные жидкости. Определение кинематической вязкости и расчет динамической вязкости» и ГОСТ 25371-97 «Нефтепродукты. Расчет индекса вязкости по кинематической вязкости».

Смазочные материалы – это вещества, используемые в узлах трения машин и механизмов для снижения износа, вызванного трением.

По агрегатному состоянию смазочные материалы подразделяются на:

- жидкие, называемые маслами;

- пластичные, называемые смазками;

- твердые или сухие.

По роду исходного сырья смазочные материалы подразделяются на:

- нефтяные (минеральные);

- животные;

- растительные;

- синтетические.

По целевому назначению смазочные материалы подразделяются на:

- моторные;

- трансмиссионные;

- гидравлические;

- турбинные;

- компрессорные и др.

Моторные масла предназначены для смазывания поршневых двигателей внутреннего сгорания. Они работают в исключительно тяжелых условиях, но при этом должны в течение длительного времени выполнять возложенные на них функции, а именно:

· образовывать прочную пленку на поверхностях трущихся деталей, исключая тем самым прямой контакт деталей и, как следствие, задир поверхностей, снижая износ деталей двигателя;

· уплотнять зазоры, в первую очередь, между деталями цилиндро-поршневой группы, не допуская или сводя к минимуму прорыв газов из камеры сгорания;

· отводить тепло, образующееся в результате сгорания топлива и трения, охлаждая детали двигателя;

· предотвращать образование нагара, лаковых и шламовых отложений;

· предотвращать коррозию деталей двигателя;

· выносить продукты износа из зоны трения;

· нейтрализовывать кислоты, образующиеся при окислении масла и сгорании топлива.

Вязкостно-температурные свойства моторного масла являются важным показателем его работоспособности и его качества.

Вязкостью называется свойство жидкости оказывать сопротивление при пе­ремещении ее слоев под действием внешней силы.

Это свойство является след­ствием трения, возникающего между молекулами жидкости. Различают динами­ческую и кинематическую вязкость.

Динамическая вязкость служит мерой сопротивления жидкости течению. За единицу динамической вязкости в системе СИ принята вязкость такой жидкости, которая оказывает сопротивление в 1 Н взаимному перемещению двух слоев жидкости площадью 1 м², находящихся один от другого на расстоянии 1 м и перемещающих с относительной скоростью 1 м/с (рис. 4).

Рис. 4. К определению единицы динамической вязкости – пуаза.

Единица динамической вязкости в системе СИ – Паскаль-секунда (Па·с). На практике применяют миллипаскаль – секунда (мПа·с или 10^-3 Па·с), а также сантипуаз (1сП = 1мПа·с). Между динамической и кинематической вязкостью жидкости при одинаковых температурах существует следующая зависимость:

η_t = ν_t ·ρ_t, где

η_t - динамическая вязкость, Па·с;

ν_t - кинематическая вязкость, м²/с;

ρ_t - плотность жидкости, кг/м³.

Кинематическая вязкость определяется скоростью истечения жидкости через калиброванное отверстие (капилляр) вискозиметра под действием сил гравитации. Размерность кинематической вязкости в системе СИ – м²/с. На практике чаще всего применяют меньшую единицу – мм²/с (или 10^-6 м²/с) или сантистокс (1сСт = 1мм²/с).

Динамическую вязкость определяют на ротационных вискозиметрах при различных градиентах скорости сдвига, а кинематическую вязкость – на капиллярных вискозиметрах.

Для каждого конкретного применения моторное масло выбирают по возможности с небольшой вязкостью, но такое, чтобы оно гарантировало жидкостное трение в подшипниках скольжения коленчатого вала двигателя при максимальных рабочих температурах и нагрузках. Условно за среднюю рабочую температуру масла принята температура 100⁰С. Во всех технических характеристиках и паспортах на моторное масло указывается кинематическая вязкость масла при 100⁰С – ν₁₀₀.

Вязкость моторного масла существенно зависит от температуры. По мере понижения температуры вязкость масла значительно увеличивается(так, например, при изменении температуры на 100^оС вяз­кость масла может измениться в 250 раз). Для уменьшения потерь на трение желательно, чтобы вязкость масла как можно меньше изменялась в рабочем интервале температур (40-100⁰С).

Степень изменения вязкости оценивают стандартизированным показателем – индекс вязкости (ИВ).

Чем выше ИВ, тем меньше вязкость изменяется с изменением температуры и тем выше качество масла. Индекс вязкости определяют по специальным номограммам по значениям кинематической вязкости масла, измеренными при 50 и 100^оС или рассчитывают по значениям кинематической вязкости масла при 40 и 100^оС. Индекс вязкости также обязательно указывается во всех технических характеристиках и паспортах на моторное масло.