Индекс вязкости и HTHS - что это такое?

[kommers 0]

Предлагаю разобраться что же такое индекс вязкости.

На повестке. Что такое? от чего зависит? для чего нужен?

Понятно, что это вязкостно-температурная характеристика, и чем более пологая кривая, тем лучше.

Но почему именно при 40 и при 100 градусах определяется? При 100 понятно, рабочая температура и все такое. А 40? это к чему вообше? кому интересна температура в 40 градусов? почему не 60 или 70 что более интересно. или не -45? Просвятите, кто владеет информацией.

[Гость Vadim_Mk]

Вот что пишет И.Г. Леванов в

ОБЗОР РЕОЛОГИЧЕСКИХ МОДЕЛЕЙ МОТОРНЫХ МАСЕЛ, ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ПРИ РАСЧЁТАХ ДИНАМИКИ ПОДШИПНИКОВ СКОЛЬЖЕНИЯ КОЛЕНЧАТОГО ВАЛА Вестник ЮУрГУ, № 10, 2010

Масла с полимерными загустителями. Изначально проблема неньютоновского поведения

моторных масел связана с добавлением в них полимерных загущающих присадок (полиметакри-

лат, полиизобутилен и др.), предназначенных для увеличения индекса вязкости, получения более

пологой вязкостно-температурной характеристики (всесезонные масла). Способность растворов

полимеров изменять структуру при деформации приводит к тому, что динамическая вязкость

масла становится функцией не только температуры и давления, но и скорости сдвига; происходит

обратимое снижение вязкости масла при увеличении скорости сдвига. В отечественной литера­

туре это явление получило название «аномалия вязкости», «временное снижение вязкости», в

зарубежной - «shear-thinning» (разжижение при сдвиге) и может проявляться при скоростях сдви­

га от 10х2 -10х6 с-1. В двигателях внутреннего сгорания такие скорости развиваются в масляных

магистралях, цилиндро-поршневой группе, подшипниках скольжения коленчатого вала при за­

пуске и работе на высоких оборотах. По данным работы [4] в зависимости от типа полимера при

температуре 98,9 °С и изменении скорости сдвига с до временное снижение

вязкости составляет от 2 до 36 % к исходному значению

[Lew 81]

Вот что пишет И.Г. Леванов в

ОБЗОР РЕОЛОГИЧЕСКИХ МОДЕЛЕЙ МОТОРНЫХ МАСЕЛ, ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ПРИ РАСЧЁТАХ ДИНАМИКИ ПОДШИПНИКОВ СКОЛЬЖЕНИЯ КОЛЕНЧАТОГО ВАЛА Вестник ЮУрГУ, № 10, 2010

Очень хороший материал, но отчего же вы отрезали текст на половине мысли автора? Почему далее не пошли?

Самое важное читайте:

«…По данным работы [4] в зависимости от типа полимера при температуре 98,9 °С и изменении скорости сдвига с 0,51х10-5 до 3,44х10-5 с-1 временное снижение вязкости составляет от 2 до 36 % к исходному значению.

Практический интерес к этому явлению обусловлен тем, что способность масла временно снижать вязкость при сдвиге позволяет снизить потери мощности на трение в ДВС, следовательно, и расход топлива (по разным оценкам на 2-5 %)....»

Что я и повторял неоднократно ранее: показатель HTHS позволяет понять какое из выбираемых масел является более «энергосберегающим», вот его основное практическое значение применительно к современному легковому аввтомотору.

Как известно, потери мощности на прокачивание масла связаны с частотой вращения коленчатого вала (КВ) кубической зависимостью, они быстро увеличиваются при росте числа оборотов. И это увеличение в немалой степени обусловлено вязкостью масла. Следовательно масло, вязкость которого при увеличении оборотов снижается, есть ценная находка для конструктора, ибо это скрытый резерв для увеличения эффективного КПД ДВС благодаря снижению потерь на трение.

Но чрезмерное снижение «сдвиговой» вязкости масел, содержащих полимерные загустители, тоже нежелательно, ибо это может вызвать нарушение режима жидкостного трения из-за снижения толщины масляной пленки ниже критического значения. Но и тут не все столь однозначно в ученом сообществе, как говорится - есть мнения.

«…Виллиамсон и др. [5] показали влияние вязкоупругих свойств масел на характеристики подшипников скольжения. В частности, они установили, что нагрузочная способность подшипника при смазке вязкоупругими маслами выше, чем при смазке чисто вязкой жидкостью (минеральным маслом)…»

«…А. Харной [14] обобщил гидродинамическую теорию смазки на вязкоупругие жидкости. Установил, что несущая способность вязкоупругой плёнки выше, чем ньютоновской, а момент трения при этом остаётся постоянным.

Некоторые теоретические работы [15] указывают на снижение несущей способности вязкоупругой жидкости по сравнению с ньютоновской, а также на то, что нормальные напряжения при установившихся сдвиговых течениях пренебрежимо малы и не могут оказывать существенного влияния на несущую способность подшипников скольжения.

Д.А. Тичи и В.О. Уинер [16] провели экспериментальное исследование с рядом жидкостей, среди которых были растворы полимера (полиалкилметакрилата) в минеральном масле, с аналогичными загущенным маслам свойствами. При сдавливании плёнки с большим содержанием полимерной добавки (до 3 %) было обнаружено снижение несущей способности до 21 %.

С экспериментальными данными Д.А. Тичи и В.О. Уинера согласуются результаты теоретического исследования А. Харноя [17], где он указывает на снижение несущей способности сдавливаемой плёнки вязкоупругой жидкости при постоянной скорости сближения дисков. Однако, при внешнем периодическом возбуждении упругость плёнки приводит к увеличению зазора, что позволяет говорить о снижении износа при использовании вязкоупругих смазок…».

Одним словом некоторые специалисты считают, что несущая способность пленки у «неньютоновских масел» выше, чем у «ньютоновских», другие уверены что наоборот – ниже, а третьи [17] пришли к выводу, что хоть и ниже, но тем не менее при использовании в двигателе масел с полимерными загустителями износ будет меньше, чем в случае применения «ньютоновских масел». Сколько ученых людей – столько и мнений.

«…Несмотря на это, методики учёта неньютоновских свойств моторных масел пока не получили широкого распространения в отечественной практике проектирования подшипников скольжения коленчатых валов. Это обусловлено, во-первых, недостаточным объёмом информации о реологическом поведении современных моторных масел в подшипнике скольжения; во-вторых, отсутствием методики, позволяющей оценивать одновременное влияние различных неньютоновских свойств моторных масел на динамику

подшипников скольжения коленчатого вала…».

Иными словами: гаданий много, а вот практической пользы конструктору на сегодняшний день нет.

Анализируя приведенный материал можно сделать лишь один общий бесспорный вывод: чем ниже HTHS моторного масла, тем лучше будет топливная экономичность двигателя, особенно длительное время работающего с частичными нагрузками при высоких оборотах КВ.

Но безоговорочно утверждать, что использование масел с минимально установленным стандартом значением HTHS увеличит вероятность нарушения режима жидкостного трения (повлечет снижение несущей способности пленки) я бы не стал.

Можно лишь сделать опять же весьма гадательное предположение: масла с высокими числами HTHS обеспечат более прочную масляную пленку (чем масла с низкими числами HTHS) при некотором ухудшении топливной экономичности. И наоборот. А вот насколько «более» и при каком «ухудшении» сказать невозможно даже приблизительно, так как есть еще множество факторов, влияющих на итоговый результат, не связанных с составом и свойствами масла (конструктивных и эксплуатационных).

Но число HTHS не дает ответов на главные вопросы:

а) может ли в каком-то отдельно взятом моторе наступить такой режим, когда вязкость масла сильно «просядет» (высокие обороты х большая нагрузка х температура масла в картере более 135…140 C) и станет ниже того предела, на который рассчитаны его подшипники?;

б) масло с каким значением HTHS требуется применять в том или ином двигателе?;

в) как хорошо (или плохо) выбранное масло будет защищать трущиеся пары при нарушении режима жидкостного трения, а также насколько хорошую защиту обеспечит от коррозийных износов?

Следовательно, HTHS есть всего лишь один из многочисленных показателей, совокупность которых позволит инженеру-эксплуатационщику, знающему тонкости конструкции конкретного мотора и типичные условия эксплуатации конкретного автомобиля, сделать правильный выбор моторного масла.

А обычному юзеру (как я уже писал выше) можно лишь дать общий совет: хочешь экономить топливо – покупай масло с низким числом HTHS, но при этом старайся не дрючить мотор как барин горничную.

На данном практическом совете первая часть лекции окончена, и так уж слишком много мыслей для одного поста – большинству будет тяжело понять.

 

Спасибо всем, кто предоставил материалы – любопытно было покопаться и размять мозг, ибо времени на размышления было предостаточно

Изменено 26 июня 2014 пользователем Lew

[Гость Vadim_Mk]

А обычному юзеру (как я уже писал выше) можно лишь дать общий совет: хочешь экономить топливо – покупай масло с низким числом HTHS, но при этом старайся не дрючить мотор как барин горничную.

На данном практическом совете первая часть лекции окончена, и так уж слишком много мыслей для одного поста – большинству будет тяжело понять.

Спасибо всем, кто предоставил материалы – любопытно было покопаться и размять мозг, ибо времени на размышления было предостаточно

Прежде чем давать такие советы наверное надо внимательно посмотреть Extending SAE J300 to Viscosity Grades below SAE 20 - страницы 1 -3 и Global Perspectives on Base Oil Quality and How it Affects Lubricant Specification страницу 12 и страницу 16....

А так извините получается эта, как его, переписка Энгельса с Каутским (С)

[Lew 81]

Уважаемый, я уже неоднократно обращался к подобным любителям выкладывать в качестве своих "веских" аргументов тексты на инотранных языках на десятках страниц: если вы на что-то ссылаетесь, укажите конкретный абзац и дайте свой перевод этого абзаца.

Не все хорошо владеют иностранным тех. языком, поэтому пишите по русски что именно в тексте вам так понравилось и как именно вы поняли мысль иностранного автора. Это прежде всего общепринятый способ ведения цивилизованной полемики.

И раз уж вы так хорошо разобрались в приведенном иностранном тексте, ответте: в каких единицах отложен в графике на 2-й стр. показатель MOFT ?

 

А так извините получается эта, как его, переписка Энгельса с Каутским

Извините, но я привел свое личное понимание научного материала, изложенного в Вестнике ЮУрГУ № 10.2010, причем с конкретными выдержками из данного текста, подкрепляющими мои выводы.

Ничто не мешает вам самому внимательно и вдумчиво изучить этот материал и прийти к какому-то своему индивидуальному пониманию предмета исследования. Сделайте свой собственный анализ и выложите в нем цитаты из текста, подкрепляющий вашу (отличную от моей) личную точку зрения.

В добрый путь, могу лишь приветствовать сей полезный творческий порыв

Изменено 27 июня 2014 пользователем Lew

[Lew 81]

Для любителей не читать документы и брать на горло,

D 4683 – 04 An American National Standard Standard Test Method for Measuring Viscosity at High Shear Rate and High Temperature by Tapered Bearing Simulator1

страница 2

т.е по факту имеем угловая скорость ротора равна частоте электрического тока - 50/60 оборотов в секунду, или 3 000 - 3 600 оборотов в минуту..

Как то так

Очень сожалею, но выложенный вами материал не дает однозначного ответа на мой вопрос:

 

какой угловой скорости коленвала соответствуют результаты HTHS, приведенные в таблицах?

Увы, работа используемого вискозиметра-симулятора не воспроизводит реальные условия работы коренного и шатунного подшипника ДВС, поэтому 50-60 об/сек это всего лишь частота вращения ротора вискозиметра, и не более того.

Спасибо за предоставленный материал, с интересом прочитал, правда не столь хорошо владею английским чтобы понять все нюансы. Но суть вроде понял

Изменено 27 июня 2014 пользователем Lew

[tabachka 221]

@Lew,

А обычному юзеру (как я уже писал выше) можно лишь дать общий совет:...

Круто. Уже спецом заделался?

Можно лишь сделать опять же весьма гадательное предположение:...

Можно. Но не нужно, их ценность весьма сомнительна. К примеру, на практике не факт, что масло с высоким сдвигом защитит коленвал лучше, чем жижа, это ты уже сам понял.

[Гость Vadim_Mk]

Очень сожалею, но выложенный вами материал не дает однозначного ответа на мой вопрос:

Увы, работа используемого вискозиметра-симулятора не воспроизводит реальные условия работы коренного и шатунного подшипника ДВС, поэтому 50-60 об/сек это всего лишь частота вращения ротора вискозиметра, и не более того.

Спасибо за предоставленный материал, с интересом прочитал, правда не столь хорошо владею английским чтобы понять все нюансы. Но суть вроде понял

Интересно, почему эти люди из таких компаний

Michael J. Covitch - Lubrizol Corp.

Mike Brown - SK Lubricants

Chris May - Imperial Oil Ltd

Theodore Selby - Savant Inc

Isabella Goldmints - Infineum USA LP

David George - Chevron

вместе пишущие SAE 2010-01-2286 Extending SAE J300 to Viscosity Grades below SAE 20 (SAE International — это международная организация ученых, инженеров и специалистов, призванная совершенствовать самоходные транспортные средства и повышать уровень системных знаний на благо общества) признают ASTM D4683 и D6616 которые по вашему мнению не имеют отношения к реальной эксплуатации?

Получатся как в советском фильме про Д'Артаняна и трех мушкетеров - "Галантерейщик и Кардинал спасут Францию"!

А вас все как у Сергей Семеновича - все ГОСТ и АSTM лицензии допуски - полная лажа, кипятите масло в колбе и все станет ясно

Изменено 27 июня 2014 пользователем Vadim_Mk

[Гость Vadim_Mk]

Уважаемый, я уже неоднократно обращался к подобным любителям выкладывать в качестве своих "веских" аргументов тексты на инотранных языках на десятках страниц: если вы на что-то ссылаетесь, укажите конкретный абзац и дайте свой перевод этого абзаца.

Не все хорошо владеют иностранным тех. языком, поэтому пишите по русски что именно в тексте вам так понравилось и как именно вы поняли мысль иностранного автора. Это прежде всего общепринятый способ ведения цивилизованной полемики.

Тут уж извините, в переводчики не нанимался, хочешь не хочешь а основная масса лтературы тезнической на эту тему на английском - будь ласка его понимать...

И раз уж вы так хорошо разобрались в приведенном иностранном тексте, ответте: в каких единицах отложен в графике на 2-й стр. показатель MOFT ?

В безразмерных, так как как там относительные (нормализованные единицы) относительно толщины пленки референсного масла в работе Cryvoff, S.A., Spearot, J.A. and Bates, T.W., “Engine Bearing Oil Film Thickness Measurement and Oil Rheology - an ASTM Task Force Report,” SAE Technical Paper 902064, 1990, doi: 10.4271/902064.

Ну MFOT стандартно измеряется в микрометрах

Изменено 27 июня 2014 пользователем Vadim_Mk

[Lew 81]

Интересно, почему эти люди из таких компаний

Michael J. Covitch - Lubrizol Corp.

Mike Brown - SK Lubricants

Chris May - Imperial Oil Ltd

Theodore Selby - Savant Inc

Isabella Goldmints - Infineum USA LP

David George - Chevron

вместе пишущие SAE 2010-01-2286 Extending SAE J300 to Viscosity Grades below SAE 20 (SAE International — это международная организация ученых, инженеров и специалистов, призванная совершенствовать самоходные транспортные средства и повышать уровень системных знаний на благо общества) признают ASTM D4683 и D6616 которые по вашему мнению не имеют отношения к реальной эксплуатации?

Уважаемый, вы как всегда приводите какие-то неожиданные умозаключения, которые совершенно не относятся к моим выводам.

Нигде и никогда я не оспаривал, что перечисленные вами несомненно уважаемые господа (которых я не знаю) что-то там признают или не признают. Я об их признании/непризнании не писал не единого слова.

Еще раз призываю всех критиков очень внимательно читать то, что я пишу, и не приписывать мне того, что я не писал.

Я сказал:

Увы, работа используемого вискозиметра-симулятора не воспроизводит реальные условия работы коренного и шатунного подшипника ДВС, поэтому 50-60 об/сек это всего лишь частота вращения ротора вискозиметра, и не более того.

Если вы не в состоянии этого понять из представленного материала - ничего поделать не могу, образовывать вас в мои перспективные планы не входит. Рекомендую вам очень внимательно прочитать Designation: D 4683 – 04 и сравнить условия проведения теста на симуляторе с условиями работы настоящего подшипника в настоящем двигателе. Если конечно вы представляете эти "настоящие" условия (в чем лично я сильно сомневаюсь).

Прошу извинить, если что-то в моем посте показалось вам обидным.

Изменено 27 июня 2014 пользователем Lew

[Lew 81]

Тут уж извините, в переводчики не нанимался, хочешь не хочешь а основная масса лтературы тезнической на эту тему на английском - будь ласка его понимать...

А я и не собираюсь нанимать вас в переводчики. Я лишь попросил: если вы приводите в качестве аргумента иностранный текст, не нужно заваливать оппонента десятками страниц с призказкой "читай дурак - там все написано". В научных диспутах обычно приводят нужные абзацы, и затем дают их собственный перевод, а далее свои собственные выводы приводят, основанные на данном тексте.

В безразмерных, так как как там относительные (нормализованные единицы) относительно толщины пленки референсного масла в работе

Это как?

Толщина масляной пленки измеренная в безразмерных единицах? Т.е. толщина выраженная в относительной толщине пленки некоего условного воображаемого масла?

Это как длина составляет 33 попугая, да?

В данной таблице "normalized MOFT" можно перевести как "типичный MOFT", т.е. типичная толщина пленки масел (в каких-то единицах) при том или ином HTHS, т.е. зависимость MOFT от HTHS.

Изменено 27 июня 2014 пользователем Lew

[Lew 81]

@Lew,

Круто. Уже спецом заделался?

Ни в коем разе, так, мысли хорошо образованного дилетанта

Я уже писал раза три: масла не моя тема, я в основном ближе к рабочему процессу ДВС

Можно. Но не нужно, их ценность весьма сомнительна. К примеру, на практике не факт, что масло с высоким сдвигом защитит коленвал лучше, чем жижа, это ты уже сам понял.

Вот опять ты умудряешься найти в моих доступно и точно изложенных пояснениях какой-то тайный смысл и приписать мне какое-то умозаключение.

Где я писал, что "масло с высоким сдвигом защитит коленвал лучше, чем жижа" ?????????????????

Ну что за манера у местных форумчан - постоянно какието собственные перетолковки моих точно сформулированных выводов и постоянные домысливания.

Еще раз читаем и пытаемся понять:

Но безоговорочно утверждать, что использование масел с минимально установленным стандартом значением HTHS увеличит вероятность нарушения режима жидкостного трения (повлечет снижение несущей способности пленки) я бы не стал.

Можно лишь сделать опять же весьма гадательное предположение: масла с высокими числами HTHS обеспечат более прочную масляную пленку (чем масла с низкими числами HTHS) при некотором ухудшении топливной экономичности.

Если не согласен - аргументируй

Изменено 27 июня 2014 пользователем Lew

[Гость Vadim_Mk]

Это как?

Толщина масляной пленки измеренная в безразмерных единицах? Т.е. толщина выраженная в относительной толщине пленки некоего условного воображаемого масла?

Это как длина составляет 33 попугая, да?

В данной таблице "normalized MOFT" можно перевести как "типичный MOFT", т.е. типичная толщина пленки масел (в каких-то единицах) при том или ином HTHS, т.е. зависимость MOFT от HTHS.

Скажите этим людям по поводу их "попугаев"

Как говорил великий Ленин - учится, учится и еще раз учиться!

[Lew 81]

Вадим, я буду очень признателен лично вам и прочим критикам: старайтесь точно указывать с чем конкретно вы не согласны в моих постах.

Я высказался относительно представленного вами матириала под названием "Extending SAE J300 to Viscosity Grades below SAE 20" стр. 2 - график,

 

в частности просил вас объяснить, в каких единицах указана MOFT.

Вы сказали: в неких условно-абстрактных единицах, т.е. в попугаях.

Теперь вы мне представляете какой-то другой материал с каким-то графиком (номограммой) и с весьма полезным пожеланием учиться. На графике снова нет указания на единицу измерения MOFT. Просто цифры, и даже нули отрезаны, лепили впопыхах - не до красоты.

Причем выкладываете опять без всяких собственных выводов.

Вопросы:

а) какой ваш конкретный вывод о полезности показателя HTHS подтверждает выложенный вами фрагмент?

б) в каких единицах отложена по ординате величина MOFT в этом фрагменте?

в) (задаю повторно) что по вашему означает MOFT, какой термин из отечественной лит-ры равнозначен понятию MOFT ?

Я очень извиняюсь, но у меня такое чувство, что вы даже не разобрались в материалах, которые настоятельно мне рекомендуете в качестве учебных.

Кстати, еще на представленном вами фрагменте HTHS какой-то "левый", т.к. он определен при температуре масла 100 С

Изменено 27 июня 2014 пользователем Lew

[Гость Vadim_Mk]

Вадим, я буду очень признателен лично вам и прочим критикам: старайтесь точно указывать с чем конкретно вы не согласны в моих постах.

Я высказался относительно представленного вами матириала под названием "Extending SAE J300 to Viscosity Grades below SAE 20" стр. 2 - график,

в частности просил вас объяснить, в каких единицах указана MOFT.

Вы сказали: в неких условно-абстрактных единицах, т.е. в попугаях.

Теперь вы мне представляете какой-то другой материал с каким-то графиком (номограммой) и с весьма полезным пожеланием учиться. На графике снова нет указания на единицу измерения MOFT. Просто цифры, и даже нули отрезаны, лепили впопыхах - не до красоты.

Причем выкладываете опять без всяких собственных выводов.

Вопросы:

а) какой ваш конкретный вывод о полезности показателя HTHS подтверждает выложенный вами фрагмент?

б) в каких единицах отложена по ординате величина MOFT в этом фрагменте?

в) (задаю повторно) что по вашему означает MOFT, какой термин из отечественной лит-ры равнозначен понятию MOFT ?

К сожалению я не Мать Тореза, если Вам лениво посмотреть графики и на то, что вообще написано в версии google book данной работы(пусть хоть и не со всеми страницами) "STP1068 High-Temperature, High-Shear Oil Viscosity: Measurement and Relationship to Engine Operation" - я бессилен, выносите мозг кому либо другому

Изменено 27 июня 2014 пользователем Vadim_Mk

[malykh 186]

В данной таблице "normalized MOFT" можно перевести как "типичный MOFT", т.е. типичная толщина пленки масел (в каких-то единицах)

...

Просто цифры, и даже нули отрезаны, лепили впопыхах - не до красоты.

 

Ндааа.

1. Normalized - это не "типичный", а "нормализованный". Об этом же говорит использование слова "ratio" - "отношение".

2. Запись с опущенными нулями целой части для англоязычной литературы - это обычная вещь для компактности, а не результат "лепили впопыхах". Они и точку используют, а не запятую, если вы не заметили.

3. OFT - это "oil film thickness". MOFT - это "minimum oil film thickness", т.е. "минимальная толщина масляного слоя" в переводе на русский язык.

Изменено 28 июня 2014 пользователем malykh