Vyberte správný olej: Jednoduchý průvodce pro pochopení viskozity maziva

Při mazání je zásadní porozumět viskozitě maziva, která poskytuje rozhodující základ pro výběr správných maziv, bez ohledu na přesná zařízení nebo těžké vybavení. Je tak důležité zajistit, aby vaše stroje fungovaly hladce, aby byla delší životnost a fungovaly efektivně.

 

 

Jaká je viskozita oleje?

 

Viskozita je odpor tekutiny vůči proudění. Jednoduše řečeno, viskozita maziva udává úroveň tloušťky oleje. Olej s vyšší viskozitou je hustší a teče pomaleji, zatímco olej s nižší viskozitou je řidší a snáze teče.

e.g.,Viskozita vody při 20 stupních je přibližně 1 cSt, ale med má viskozitu přibližně 12 000 při 20 stupních.

Následující tabulka ukazuje viskozitu běžných kapalin.

Viskozita běžných kapalin
Kapalný	Přibl. Viskozita @ 20 stupňů (cSt)	Přibl. Viskozita @ 40 stupňů (cSt)
Benzín	0.7	0.5
Voda	1	0.66
Mléko	2.5	1.5
Olivový olej	80	40
Řepkový olej	75	42
Hydraulický olej (ISO VG 46)	128	46
Motorový olej (10W-30)	300	70
Šampon	5000	1500
Med	12000	2000

 

U maziv je viskozita mimořádně-důležitým parametrem. Je tak důležitý, že po něm olej často pojmenováváme. Skvělým příkladem je hydraulický olej „ISO VG 46“ – ten „46“ pochází přímo z jeho viskozity měřené při 40 stupních.

 

Jak je definován stupeň viskozity motorového oleje?

 

Norma SAE J300 definuje stupeň viskozity motorových olejů. Vezměme si "5W-40" jako příklad:

 

W:Znamená to odolnost vůči zimě, což představuje výkon oleje v chladném počasí.

Číslo před "W" (5W):Třída výkonu při nízkých-teplotách. Menší číslo znamená, že olej je v chladném počasí řidší, takže studené starty jsou méně obtížné.

Číslo za W (40):Třída výkonu při vysokých-teplotách. Vyšší číslo znamená, že olej je při vysokých teplotách lepivější a poskytuje silnější olejový film.

 

Standard SAE J300

Viskozitní třída SAE	Nízkoteplotní startovací viskozita (cP) Max	Nízká{0}}teplotní čerpací viskozita (cP) Max (bez napětí na mezi kluzu)	Kinematická viskozita (cSt) při 100 stupních min	Kinematická viskozita (cSt) při 100 stupních Max	Vysoká smyková viskozita (cP) při 150 stupních 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
*Pro třídy 0W-40, 5W-40 a 10W-40 ** Pro 15W-40, 20W-40, 25W-40 a 40 stupňů

 

Změny viskozity (ΔV) jsou také důležitým ukazatelem toho, zda je nutná výměna oleje.

 

Obecně řečeno, pokud se kinematická viskozita motorového oleje při 100 stupních změní o více než ±25% (25% zvýšení nebo snížení viskozity), znamená to, že je čas vyměnit motorový olej.

 

 

Jak se mazivo blíží ke konci své životnosti, jeho viskozita se nejprve výrazně sníží a poté zaznamená rychlý nárůst. Aby se předešlo opotřebení motoru v důsledku poruchy mazání, je pro zajištění správného výkonu vozidla nezbytná rychlá výměna oleje před výrazným snížením viskozity.

 

Motorový olej se ukazuje být nadstandardně hustší.

Zahuštění (zvýšení viskozity o více než +25 %) je často způsobeno oxidací oleje, která má za následek velké množství kalu, což vede k opotřebení při startování- a zvýšené spotřebě paliva.

Motorový olej se ukazuje být řidší než standardní.

Ředění (pokles viskozity o více než -25 %) je často způsobeno ředěním paliva nebo neúčinností aditiv, což vede k nedostatečnému mazání a silnému opotřebení.

 

Jak jsou definovány stupně viskozity průmyslových olejů?

 

Stupeň viskozity Standard ISO 3448 je nejuniverzálnější a nejrozšířenější klasifikační standard pro viskozitu průmyslových maziv, běžně používaný pro hydraulické oleje, převodové oleje a další průmyslové oleje.

ISO VG (stupeň viskozity), například ISO VG 32, ISO VG 68, ISO VG 220.

Základní definice: Číslo každého stupně představuje střed kinematické viskozity ropného produktu při 40 stupních. Jeho povolený rozsah kolísání je ±10 %.

Například: Rozsah viskozity ISO VG 46 je 41.4 - 50.6 cSt (protože 46 ± 10 %=41.4 ~ 50,6).

 

V oblasti průmyslového mazání jsou změny viskozity důležitou metodou údržby zařízení. Pokud viskozita maziva po určité době používání výrazně stoupá nebo klesá, technici údržby by měli okamžitě věnovat pozornost, protože to může znamenat selhání maziva, které může způsobit vážné poškození zařízení.

 

Zvýšení viskozity oleje:

Vysoká viskozita oleje-vždy znamená silnou oxidaci oleje, hromadění kalu nebo kontaminaci nekompatibilními oleji s vyšší-viskozitou.

např. v hydraulických systémech pracujících za trvale vysokých teplot kapalina velmi rychle oxiduje, což vede ke zvýšení viskozity. Provozovatelé by měli neprodleně vyměnit nový olej.

Pokud ne, starý olej nejen zvýší spotřebu energie systému a způsobí pomalou odezvu, ale může také způsobit vážné poruchy, jako je ucpání filtru.

Snížení viskozity oleje:

Existují 2 důvody, proč viskozita maziva klesá: 1, kontaminace kapalinami s nižší viskozitou, jako je vnikání vody nebo rozpouštědla v důsledku nedostatečného utěsnění zařízení; 2, molekulární řetězce zlepšovačů viskozitního indexu byly odříznuty vysokým mechanickým střihem.

Typickým případem jsou některé-levné převodové oleje na trhu: výrobce smíchal nízkoviskózní základní oleje s levnými polymerními zahušťovadly. Vzhledově-dobrá počáteční viskozita nemůže odolat intenzivnímu střihu při otáčení ozubeného kola. Jejich viskozita během krátké doby rychle klesá, což vede k nedostatečné pevnosti olejového filmu a nedostatečnému mazání, což způsobuje opotřebení zařízení. Tento „nákladový-úsporný“ přístup ve skutečnosti výrazně zvyšuje riziko selhání zařízení, zvyšuje náklady na údržbu a zkracuje jeho životnost.

 

Zlepšovače viskozity, teploty a indexu viskozity (VIIs).

 

Viskozita se obecně měří při specifické teplotě. Theviskozitní index (VI)měří, jak moc se mění viskozita maziva s teplotou. Čím vyšší je hodnota, tím méně se hodnota viskozity mění s teplotou.

e.g.:

VI minerálního oleje (na bázi parafinu{0}}) je přibližně 96–110, zatímco u polyalfaolefinů (PAO) může dosáhnout až 120–180. VI oleje PAG (polyalkylenglykol) může dosáhnout více než 190.

 

Vzhledem k tomu, že teploty zařízení a okolního prostředí neustále kolísají, ve většině aplikací mazání jsou upřednostňována maziva s vysokým indexem viskozity pro širokou teplotní adaptabilitu a stabilnější ochranu mazání. Například automobilové motorové oleje nejvyšší třídy na bázi PAO mají obvykle vyšší VI, lépe se hodí pro studené starty-a intenzivní jízdu za vysokých teplot.

 

Jak lze zlepšit VI základního oleje?

 

Kromě optimalizace samotného základového oleje (fyzikální rafinace a chemická konverze) lze maziva s vyšší viskozitou získat také přidáním látek zlepšujících viskozitu. Tyto přísady do maziv jsou obvykle polymery s dlouhým-řetězcem, které se teplem roztahují a působí proti přirozenému řídnutí oleje.

 

Zlepšovač viskozitního indexu (VII)

​

Zlepšovač viskozitního indexu (VII) je aditivum používané k výrobě vícestupňových motorových olejů s vnitřním spalováním a dalších průmyslových maziv s vysokým VI. Zvyšuje VI a snižuje změnu viskozity s teplotou ve složení maziv.

Nejběžněji používaným prostředkem zlepšujícím index viskozity je olefinový kopolymer (OCP), obecně označovaný jako kopolymer ethylenu a propylenu (EPM). OCP je jedním z nejpoužívanějších a nejběžnějších VII na světě, zejména v motorových olejích. Existují také další VII, jako PMA, HSD, klikněte zde, abyste se dozvěděli více o zlepšovacích indexech viskozity.

 

Obecný úvod ke zlepšovačům viskozitního indexu pro maziva

 

2-strana viskozity: příliš vysoká nebo příliš nízká

 

Vždy bychom měli zvolit mazivo správné viskozitní třídy podle pokynů v návodu.

 

Automobilový motorový olej

 

• Příliš nízká viskozita

Příliš nízká viskozita má za následek především nedostatečné mazání a vyřazení těsnicích kroužků, což přímo vede k opotřebení motoru a netěsnostem.

• Příliš vysoká viskozita

Příliš vysoká viskozita znamená nadměrný odpor a špatnou tekutost, což může mít za následek obtížné startování motoru, vysokou spotřebu paliva a špatný odvod tepla.

 

Průmyslové oleje

 

Udělejme příklad s hydraulickým olejem; může to způsobit zbytečné problémy, pokud jsou hydraulické kapaliny příliš vysoké nebo příliš nízké nad rámec standardu.

• Příliš nízká viskozita

Pokud jsou hydraulické kapaliny příliš husté, může to zvýšit odpor čerpadla, bránit průtoku a potenciálně způsobit kavitaci čerpadla, která poškodí čerpadlo. Hydraulický olej s nadměrně vysokou viskozitou navíc zvyšuje průtokový odpor v hydraulickém systému, zvyšuje spotřebu energie, zpomaluje odezvu akčních členů a snižuje přesnost.

• Příliš vysoká viskozita

Pokud jsou hydraulické kapaliny příliš tenké, olejový film se ztenčuje, což má za následek nedostatečné mazání a zvýšené opotřebení. Olej s nízkou viskozitou také zhoršuje těsnicí výkon a zvyšuje riziko úniku.

 

Jaké viskozity se testují u maziv?

 

Pro motorové oleje

 

• 100stupňová kinematická viskozita - za normálních provozních podmínek motoru.

KV100 určuje tloušťku a pevnost olejového filmu při běžném provozu motoru. Pro každý stupeň viskozity definuje SAE J300 minimální a volitelnou maximální kinematickou viskozitu při 100 stupních.

 

• High Temperature High Shear (HTHS)viskozita - při 150 stupních - za náročných provozních podmínek motoru.

SAE J300 specifikuje minimální hodnoty HTHS pro různé stupně viskozity. Test HTHS doplňuje test 100 stupňů viskozity, konkrétně měření síly olejového filmu během nejnáročnějších momentů motoru, kdy je ochrana nejvíce potřeba.

Příliš nízká viskozita HTHS může mít za následek nedostatečné mazání a zvýšené opotřebení.

 

• Simulátor studeného kliku (CCS)viskozita - měří výkon studeného startu motoru při nízkých teplotách.

Viskozita CCS je klíčovým parametrem při definování třídy "W" (zima). To simuluje odpor proti proudění oleje při startování motoru při extrémně nízkých teplotách. Čím nižší hodnota, tím menší zatížení baterie a motoru při studeném startu, což má za následek hladší start.

 

• Mikrorotační viskozimetr (MRV) / Viskozita čerpání - Lze olej čerpat při nízkých teplotách?

Viskozita MRV je dalším klíčovým parametrem při definování motorového oleje třídy "W".

Simuluje, zda může být olej nasáván olejovým čerpadlem a účinně cirkulován do všech součástí motoru při nízkých teplotách. Pokud je MRV příliš vysoká, čerpání se stává obtížným, což může vést k nedostatku oleje a vážnému opotřebení motoru ihned po nastartování.

 

• Kinematická viskozita 40 stupňů - Používá se k výpočtu indexu viskozity

Ačkoli se kinematická viskozita 40 stupňů přímo nepoužívá v hodnocení SAE J300, zůstává velmi důležitou fyzikální vlastností. Je zásadní při vývoji složení oleje a kontroly kvality. 40. Kinematická viskozita se primárně používá k výpočtu indexu viskozity.

 

Zlepšení změny viskozity a indexu viskozity - SSI

 

Mazací olej obsahující zlepšovače indexu viskozity (VIIs) vykazuje výrazně zlepšenou viskozitu a vyšší index viskozity. Po určité době provozu motoru však může jeho viskozita znatelně klesnout. Proč se to děje?

 

Zlepšovače viskozitního indexu jsou v podstatě polymery-rozpustné v oleji. Když je mazací olej vystaven extrémním střihům,-jako jsou vysokorychlostní-převodovky a olejová čerpadla-, mohou být tyto polymerové řetězy mechanicky odříznuty. Tento proces trvale snižuje molekulovou hmotnost polymerů, což má za následek výrazné snížení viskozity motorového oleje. Tento jev se odborně označuje jakoTrvalá ztráta smykové stability. To vede ke ztenčení olejového filmu, nedostatečnému mazání a sníženému těsnícímu výkonu, což zase urychluje opotřebení součástí.

 

Prémiová maziva upřednostňují polymery s výjimečně vysokým indexem smykové stability (SSI), aby bylo zajištěno, že viskozita zůstane v určeném rozsahu po celý interval výměny oleje, což zajistí konzistentní a trvalou ochranu motoru.

 

V průmyslových olejích se požadavky na viskozitu v různých aplikacích značně liší.

 

Vezmeme-li jako příklad hydraulický olej,Čínské normy definují specifikace pro třídy L-HM (proti-oděrování), L-HV (nízká-teplota) a L-HS (ultra-nízká-teplota). Vidíme, že ačkoli jsou jejich požadavky na viskozitu při 40 stupních stejné, jejich požadavky na nízkoteplotní-viskozitu, bod tuhnutí a viskozitní index jsou zcela odlišné.

 

Vlastnictví	L-HM (proti-oděrování)	L-HV (nízká teplota)	L-HS (ultra-nízká teplota)
Kinematická viskozita při 40 stupních (mm²/s)	28.8 ~ 35.2	28.8 ~ 35.2	28.8 ~ 35.2
Startovatelnost při nízkých-teplotách (Teplota pro viskozitu 1500 mm²/s)	Nespecifikováno	Menší nebo rovno -18 stupňů	Menší nebo rovno -24 stupňů
Viskozitní index VI	Větší nebo rovno 95	Větší nebo rovno 140	Větší nebo rovno 150
Nízká-tekutost (bod tuhnutí)	Menší nebo rovno -15 stupňů	Menší nebo rovno -33 stupňů	Menší nebo rovno -45 stupňů
Doporučená aplikace	Střední/stabilní okolní teploty	Široký teplotní rozsah, chladné oblasti	Silná zima, arktické podmínky

 

Hydraulický olej proti-otěru - L-HM:Tato základní třída upřednostňuje viskozitu při pokojové teplotě (40 stupňů) a 0 stupňů. Má nejnižší požadavky na viskozitní index a výkon při nízkých-teplotách.

Nízkoteplotní -hydraulický olej - L-HV :Tato třída, která vychází z L-HM, výrazně zlepšuje viskozitní index a výkon při nízkých-teplotách, takže je vhodná do chladného klimatu.

Hydraulický olej ultra-nízké{1}}teploty - L-HS:tento olej dále zlepšuje startovatelnost při ultra{0}}nízkých{1}}teplotách a viskozitní index nad L-HV. Jedná se o nejvyšší stupeň, určený pro extrémně chladné klima.

 

 

Jaké složky ve složení maziv ovlivňují viskozitu?

 

Příklad složení mazacího oleje CF-4 15W-40
Komponent	Procento	Primární funkce a vliv na viskozitu
Základní olej-150SN	53.0	Poskytuje základ složení a výchozí viskozitu.
Základní olej- 500SN	29.0	Jako složka těžkého základového oleje zvyšuje výchozí viskozitu.
Balíček aditiv do maziv	8.0	Poskytuje detergentní, disperzní vlastnosti, -otěrové vlastnosti atd. a zároveň přispívá k mírnému zahušťování.
Zlepšovač viskozitního indexu (OCP)	9.6	Dramaticky zvyšuje-viskozitu při vysokých teplotách, aby bylo zajištěno splnění třídy „40“, a zlepšuje viskozitní index, aby bylo dosaženo výkonu při nízkých-teplotách „15W“.
Depresant bodu tuhnutí	0.4	Zlepšuje nízkoteplotní-tekutost: Optimalizuje nízkoteplotní-viskozitu (např. CCS), ale s velmi malým dopadem na vysokoteplotní-viskozitu.
Odpěňovací prostředek	10 ppm	Potlačuje pěnu: V podstatě neovlivňuje celkovou viskozitu oleje.

 

Ve výše uvedené formulaci je viskozita hotového mazacího oleje primárně ovlivněna třemi klíčovými aspekty.

Základní oleje

Je hlavní složkou ve složení mazacího oleje; jeho viskozita přímo určuje výchozí viskozitu hotového produktu.

Jako základní kapalina maziva se volí jeden nebo dva základové oleje. např. je běžnou metodou použití směsi 150N a 500N v určitém poměru pro smíchání motorového oleje 20W-50.

Zlepšovač viskozitního indexu (VII)

VII výrazně zahušťuje olej a zlepšuje jeho viskozitní index. Je to klíčová složka umožňující více-kvalitní oleje.

Další přísady

Balíček aditiv (VII nejsou součástí dodávky) obecně také přispívá k malému zahušťujícímu účinku. Kromě toho aditiva jako látky snižující-bod tuhnutí (např. PMA PPD) také mírně zvyšují viskozitu.

Aby bylo možné získat vysoce-kvalitní mazací olej, měli by inženýři olejových míchaček přesně vypočítat podle datových listů surovin a vyvážit vztah mezi těmito třemi prvky.