Полимерные загустители (модификаторы вязкости, Viscosity Index Improvers итд.)

[Гость Vadim_Mk]

Полимерные загустители (модификаторы вязкости, Viscosity Index Improvers итд.)

 

Сопутствующие темы:

Какое содержание полимерного загустителя в моторных маслах?

Вычисление индекса вязкости

Калькуляторы вязкости

Вычисление (примерное) количества полимерного загустителя по формуле Хармана

 

Полезные статьи:

Возможные пути снижения последствий термоокислительных каталитических превращений вязкостных присадок в загущенных маслах.pdf

Часть1 Статья Lubrizol "Понимание основ модификаторов вязкости для моторных масел" - ss333

Часть2 Статья Lubrizol "Влияние модификаторов вязкости на характеристики моторных масел" - ss333

[GVA 1 101]

Интересная тема на Битоге: http://www.bobistheoilguy.com/forums/ubbthreads.php/topics/3915940

Пришли к выводу, что большого смысла в 10W-30 нет даже летом, так как даже при прогреве летом от 40 градусов износ будет больше.

При 40С масло 10w30 (с HTHS > 3.5) по вязкости как 5w40 при 40С.

[torcon 64 541]

Ну вот у меня тоже была теория, почему на низковязких ильсаках в наших отработках износа чуть меньше, чем на сгущенках. Мысли с бобойлом сошлись...но подтверждения этому нет. Нет таких тестеров что бы сделали несколько отработок на 5в40 а потом несколько на 0в20. Есть только "случайные связи"....

[Nick 131]

Ну вот у меня тоже была теория, почему на низковязких ильсаках в наших отработках износа чуть меньше, чем на сгущенках. Мысли с бобойлом сошлись...но подтверждения этому нет. Нет таких тестеров что бы сделали несколько отработок на 5в40 а потом несколько на 0в20. Есть только "случайные связи"....

 

Я как бы не волшебник, учусь только.. но думаю, что износ лучше просто потому что его меньше при старте. Сгущенка не так быстро прокачивается. А 20ки оказалось вполне достаточно в процесссе горячей эксплуатации.

 

Но вроде как сейчас упор у производителей масел на нулевки 0-20,0-30, 0-40, 5-50, а не 5-30, 5-20, 10-30. Это связано с дальнейшими требованиям к автопроизводителям снизить потребление ГСМ ископаемого происхождения.

 

основной износ двигателей 1) первые секунды после старта (доставка масла к трущимся поверхностям) 2) повешение нагрузки в процессе горячей эксплуатации (повышение КПД двигателя). Улучшать нужно оба пункта при одновременном увеличении интервала замены масла.

 

Получение лонг-лайф рецептур с нулевками упирается в разработку рецептур со стойкимих загустителями (VII) и новых масляных баз. Вот с этим сейчас и бодаются масленщики, судя по всему. Мобил похоже добился определенных результатов, вот ESP 0-40 в фурах бегает по 100000 км. 

[ss333 1 175]

Собрал ссылки с форума в эту для удобства:

Загуститель это сильно плохо?

Каково содержание полимерных загустителей в моторных маслах?

Вычисление индекса вязкости

 

Статья от Lubrizol

Часть1 "Понимание основ модификаторов вязкости для моторных масел"

Часть2 "Влияние модификаторов вязкости на характеристики моторных масел"

 

14 декабря 2014 г. переведено с помощью гуглопереводчика, источник

Часть 1. "Понимание основ модификаторов вязкости" для моторных масел

 

Вязкость Модификатор из трех частей по основам вязкости модификаторов, хроника преимущества модификаторов вязкости для выполнения моторного масла, спрос на моторные масла , которые могут помочь улучшить экономию топлива и уменьшить выбросы , и принять в глубоком взгляд на изменениях тенденции в высокоэффективных моторных маслах, характерные для тяжелых дизельных автомобилей. В этой первой статье дается подробное понимание вязкости, как вязкость контролируется с помощью различных классов вязкости для моторных масел и как измеряется вязкость.

 

Что такое вязкость?

Вязкость - это измерение сопротивления текучей среды потоку. Когда один слой жидкости скользит по другому слою той же жидкости, всегда существует уровень сопротивления. Когда величина этого сопротивления высока, жидкость считается высокой вязкостью и обычно представляет собой более толстую жидкость, такую как мед. Когда сопротивление текучей среды является низким, жидкость считается низкой вязкостью и обычно является более тонкой жидкостью, такой как оливковое масло. Поскольку вязкость многих жидкостей будет меняться с изменением температуры, важно учитывать характеристики характеристик, которые жидкость должна проявлять от одной экстремальной температуры к другой для конкретных применений.

Вязкость для моторных масел

Моторные масла должны смазывать критические компоненты при любых температурах в нормальном рабочем диапазоне двигателя. Низкие температуры имеют тенденцию к сгущению моторного масла, что затрудняет его перекачку. Если смазка медленно достигает основных деталей двигателя, голодание масла может привести к чрезмерному износу. Кроме того, холодное, густое масло может затруднить холодный запуск из-за вязкой резистентности. И наоборот, тепло имеет тенденцию к тонкому моторному маслу, и в крайних случаях может уменьшить способность масла обеспечить адекватное защитное покрытие на критических деталях. Это может привести к преждевременному износу и механическому разрушению поршневых колец и стен цилиндров. Хитрость заключается в поиске правильного баланса вязкости по толщине и текучести, а модификаторы вязкости являются решением. Модификаторы вязкости,

Регулировка вязкости с помощью полимеров

Любой, кто вспоминает свою химию в средней школе, знает, что полимер представляет собой большую молекулу, состоящую из множества повторяющихся субъединиц, известных как мономеры. Природные полимеры, такие как янтарь, резина, шеллак, шелк и дерево, являются частью нашей повседневной жизни. Искусственные полимеры впервые стали использоваться в 1930-х годах, для синтетических каучуков и нейлоновых чулок. В 1960-х годах было признано преимущество добавления углеродных полимеров, часто называемых модификаторами вязкости, к моторному маслу. В течение этого периода Lubrizol был лидером в области химии полимеров для легковых автомобилей и грузовых автомобилей, предлагая, исследуя, тестируя и подтверждая свои преимущества благодаря усилиям сотрудников во всем мире.

Сегодня модификаторы вязкости (ВМ) являются ключевыми компонентами большинства моторных масел. Их роль заключается в том, чтобы помочь смазочным блендерам достичь желаемых вязкостных (реологических) свойств, главным образом уменьшая тенденцию изменения вязкости смазки при изменении температурных колебаний. Это достигается за счет использования определенных классов вязкости.

Сорта вязкости

Проще говоря, класс вязкости означает толщину масла или вязкость. Существует два типа марки вязкости: моно-сорт и многослойный. Моносортные масла, такие как SAE 30, обычно предназначены для обеспечения защиты двигателя при нормальной рабочей температуре, но при низких температурах могут отсутствовать текучесть. Многоцелевые масла обычно используют модификаторы вязкости для достижения большей гибкости и могут быть идентифицированы с помощью диапазона вязкости, такого как SAE 10W-30. Буква «W» обозначает, что масло было испытано для работы как в холодную погоду, так и при нормальной рабочей температуре двигателя.

Для дальнейшего понимания классов вязкости полезно использовать примеры. Поскольку многоцелевые масла являются стандартным моторным смазочным материалом для большинства автомобилей, а также легкими и тяжелыми грузовыми автомобилями по всему миру сегодня, мы начнем там. Моторное масло класса вязкости SAE 5W-30, наиболее широко используемое в Великобритании, характеризуется высокой вязкостью по отношению к моторным маслам в Северной Америке, зимой работает как вязкость SAE 5, а летом - как вязкость SAE 30. 5W (W обозначает зиму) обозначает более тонкое масло и облегчает холодную температуру. Масло быстро течет во все части двигателя, а экономия топлива улучшается, потому что из масла на двигателе происходит менее вязкое сопротивление.

Тяжелые дизельные моторные масла в настоящее время имеют более высокую вязкость по SAE, чем моторные масла для легковых автомобилей. В глобальном масштабе наиболее широко используемым классом вязкости SAE является SAE 15W-40, который более вязкий (более толстый), чем SAE 5W-30 как зимой (5 Вт, так и 15 Вт для обозначения вязкости) и летом (30 и 40 часть спецификации вязкости). В общем, чем выше значение класса вязкости SAE, тем более вязкое (толще) масло.

В то время как монооценовые масла, такие как марки SAE 30 и 40, все еще распространены на некоторых рынках, они не содержат полимеров для изменения вязкости с температурой. Использование многоступенчатого моторного масла, содержащего модификаторы вязкости, позволяет потребителю наслаждаться двумя преимуществами легкости прокачки и запуска масла, сохраняя при этом высокую температурную защиту от чрезмерного истощения моторного масла. Кроме того, в отличие от моно-моторных масел, потребителю не нужно беспокоиться о переходе от летнего сорта к маслам зимнего сорта с сезонными колебаниями температуры.

Эффективность полимера за пределами простого утонения

На протяжении десятилетий испытания и исследования Lubrizol продемонстрировали эффективность VM для повышения эффективности, чистоты и низких температурных характеристик смазочных масел, обеспечивая при этом долговечность и защищающее оборудование от сильного износа. Начиная с 1970-х годов, Lubrizol имеет сотни патентов на виртуальные машины, и его ученые внесли много сотен документов в SAE и другие профессиональные организации по преимуществам виртуальных машин. Lubrizol является признанным мировым лидером в этой области.

Типы и типичные применения виртуальных машин включают:

• Полиизобутилен (ПИБ) был преобладающей ВМ для моторного масла 40-50 лет назад. PIB все еще используются в трансмиссионных маслах из-за их выдающихся нагрузочных характеристик. PIB были заменены олефиновыми сополимерами (OCP) в моторных маслах из-за их высокой экономической эффективности и производительности.
• Полимеры полиметакрилата (PMA) содержат алкильные боковые цепи, которые препятствуют образованию кристаллов воска в масле, обеспечивая отличные низкотемпературные свойства. PMA используются в сверхмощных моторных маслах, трансмиссионных маслах и трансмиссионных жидких составах. Как правило, они имеют более высокую стоимость, чем OCP.
• Сополимеры олефинов (OCP) видят широкое использование моторных масел из-за их низкой стоимости и удовлетворительных характеристик двигателя. Многие OCP находятся на рынке, отличающиеся молекулярной массой и соотношением содержания этилена и пропилена. OCP являются доминирующим полимером, используемым для модификаторов вязкости в моторных маслах.
• Гидрированные стирол-диеновые сополимеры (SBR) характеризуются преимуществами экономии топлива, хорошими низкотемпературными свойствами и превосходными характеристиками контроля осаждения по сравнению с большинством других полимеров.
• Гидрированные радиальные полиизопреновые полимеры имеют хорошую устойчивость к сдвигу при относительно низких скоростях обработки по сравнению с некоторыми другими типами ВМ. Их низкотемпературные свойства аналогичны OCP.

Измерительная вязкость

Смазочная промышленность разработала и усовершенствовала лабораторные испытания, которые могут измерять параметры вязкости и предсказывать, как будут работать масла, модифицированные вязкостью. Испытания соответствуют стандартам ASTM, а Lubrizol обладает собственными возможностями для проведения всех испытаний, необходимых для разработки и оценки вязко модифицированных моторных масел. Полный перечень спецификаций вязкости моторного масла приведен в таблице 1 в SAE J300, пересмотренной в апреле 2013 года.

Кинематическая вязкость является наиболее распространенным измерением вязкости, используемым для моторных масел, и является мерой резистивного потока жидкости под действием силы тяжести. Кинематическая вязкость традиционно использовалась в качестве руководства при выборе вязкости масла для использования при нормальных рабочих температурах.

Капиллярные вискозиметры измеряют скорость потока фиксированного объема жидкости через небольшое отверстие при контролируемой температуре. Одним из распространенных испытаний является капиллярный вискозиметр высокого давления , который используется для моделирования вязкости моторных масел при работе подшипников коленчатого вала для измерения вязкости высокотемпературного сдвига ( HTHS ). HTHS может быть связан с долговечностью двигателя в тяжелых приложениях с высокой нагрузкой и вкладом моторного масла в топливную экономичность.

Вращающиеся вискозиметры измеряют сопротивление текучей среды потоку с использованием крутящего момента на вращающемся валу с постоянной скоростью вращения. Одним типом является Симулятор холодного проворачивания (CCS). Этот тест измеряет вязкость при низких температурах, чтобы имитировать запуск двигателя при низкой температуре. Масла с высокой вязкостью CCS могут затруднить запуск стартера в автомобиле, чтобы он перевернул двигатель.

Другим распространенным испытанием на вращающийся вискозиметр является Mini-Rotary Viscometer (MRV). В этом тесте исследуется способность масла накачиваться после указанной термической истории, которая включает в себя процессы прогрева, медленного охлаждения и холодного замачивания. MRV полезны при прогнозировании моторных масел, подверженных сбоям в полевых условиях в условиях медленного охлаждения (в течение ночи) в холодном климате.

Моторное масло иногда оценивают путем измерения температуры застывания (ASTM D97) и точки помутнения (ASTM D2500). Температура застывания - это самая низкая температура, когда движение наблюдается в масле, когда образец в стеклянной трубке наклонен. Точка облака - это температура, при которой сначала наблюдается облако от образования кристаллов воска. Эти методы больше не используются и заменяются спецификациями для низкотемпературной прокачки и коленчатого и гелеобразующего индекса.

Имеются последствия для изменений вязкости, которые могут быть вредными для работы двигателя, такие как чрезмерный износ, низкое давление масла, высокий расход масла, трудный запуск и низкий или отсутствие потока во время холодных запусков. Влияние вязкости на характеристики двигателя и то, как повышают производительность модификаторов вязкости, будет дополнительно подробно обсуждено в части 2 этой серии.

 

Часть 2. Влияние модификаторов вязкости на характеристики моторного масла.

 

В первой части этой серии статей « Понимание основ модификаторов вязкости для автомобильных моторных масел» объясняется, как первоначальная цель изменения вязкости заключалась в том, чтобы преодолеть влияние изменений температуры на рабочие характеристики моторного масла. С введением модификаторов вязкости (ВМ) в 1960-х годах стало возможным разрабатывать моторные масла, которые меньше при высоких температурах меньше и меньше при низких температурах, чем обычные моносортные масла. В результате вязкость масла могла поддерживаться в допустимых пределах как в жарком, так и в холодном климате. Это привело к появлению многоступенчатых масел для удобства клиентов, которым больше не приходилось менять моторные масла с сезонами.

Поскольку химики и инженеры продолжали исследования с помощью модифицирующих вязкость полимеров, они обнаружили много дополнительных преимуществ, которые положительно повлияли на характеристики моторного масла. Часть 2 этой серии статей посвящена некоторым из них и объясняет, как химики и инженеры измеряют улучшение вязкости. Кроме того, мы рассмотрим, как Lubrizol использует рабочие полимеры, чтобы помочь улучшить работу современных двигателей легковых автомобилей, которые меньше, чем в прошлом, но, как ожидается, обеспечивают лучшую и продолжительную работу, чем их предшественники. Наконец, мы рассмотрим, как виртуальные машины улучшают производительность сверхмощных дизельных (HD) грузовых автопарков и обеспечивают ценность для трансмиссионных и трансмиссионных масел.

Основные функции

Модификаторы вязкости выполняют пять основных функций в смазочных маслах двигателя.

1. Уменьшите изменения вязкости с помощью температуры.
2. Включить двигатель для запуска (кривошипа) при низких температурах, что измеряется вязкостью симулятора холодного проворачивания (CCS).
3. Обеспечьте прочность двигателя во время режимов смазки пограничного слоя клапанов и колец / вкладышей, измеряемых высокой вязкостью с высокой скоростью сдвига ( HTHS ).
4. Обеспечьте важные преимущества, не связанные с висцеральными характеристиками, такие как улучшенная чистота поршня и контроль над осадками, снижение уровня вязкости, вызванное сажей, и / или износ, а также долговечность уплотнений и фрикционных материалов.
5. Обеспечьте защиту и улучшите работу для вторичного использования моторного масла, гидравлики. В современных двигателях с изменяемым фаз газораспределения, дезактивацией цилиндров и фазой кулачка для экономии топлива и снижения выбросов моторное масло удваивается как гидравлическая жидкость.

Существуют дополнительные второстепенные функции, которые обеспечивают модификаторы вязкости, некоторые из которых будут подробно описаны далее в этой серии статей.

Как VMs контролирует вязкость при изменении температуры

Существует два способа объяснить, как полимеры ВМ контролируют вязкость масла. Во-первых, важно понимать, что полимеры ВМ представляют собой цепные молекулы, которые легко растворяются в минеральных и синтетических базовых маслах. Эти молекулы представляют собой свернутые цепи, напоминающие крошечные сферы, рассеянные в масле. Когда смазочное масло прокачивается по всему двигателю, полимерные катушки обеспечивают сопротивление потоку и, следовательно, повышение вязкости. Количество сборки вязкости зависит от размера катушки и концентрации полимера.

Теория термического механизма объясняет, как полимеры течет по мере того, как они нагреваются. Полимерная катушка расширяется при высокой температуре, что увеличивает вязкость. При низких температурах катушки сжимаются, занимая меньше места в масле, тем самым снижая вязкость.

В теории растворимости говорится, что полимеры сжимаются и становятся более плотно свернутыми, когда растворяются в маслах с меньшей растворимостью. Поэтому для определенной концентрации полимера ВМ вязкость смазочного материала, приготовленного с хорошим растворимым маслом, будет выше, чем вязкость, полученная с использованием менее растворимого масла. Некоторые говорят, что растворимость полимера становится легче при более высоких температурах и объясняет, почему полимерные катушки расширяются в горячем масле и, таким образом, повышают вязкость.

Как тепловое, так и растворимое представление приводит к такому же результату, что полимеры ВМ сгущают масло при более высоких температурах и позволяют смазке течь более свободно при низких температурах по сравнению с базовым маслом .

 

Рисунок 1. Полимеры ВМ более скручены при более низких температурах. Они разматываются с повышением температуры, создавая большую устойчивость к потоку и сгущая масло.

 

Свойства улучшения вязкости

Как мы измеряем улучшение вязкости базовых масел? Каковы свойства модификаторов вязкости и как мы можем продемонстрировать их OEM-производителям и маркетологам?

Индекс вязкости

Существует эмпирический метод, который измеряет изменение вязкости с температурой, называемой, как вы догадались, - индексом вязкости (VI). Этот индекс был первоначально разработан в 1929 году Дином и Дэвисом для классификации базовых масел. С введением модификаторов вязкости в моторные масла в 1960-х годах индекс вязкости стал ценным инструментом для оценки эффективности ВМ для преодоления изменений вязкости моторного масла из-за колебаний температуры. Индекс, рассчитанный в соответствии с ASTM D2270, измеряет соотношение между вязкостью масла при температурах от 40 до 100 ° C. Чем меньше разность вязкости между низкими и высокими температурами, тем выше число VI или индекс вязкости.

Типичные масла на основе парафиновых API I или II могут оцениваться в диапазоне от 95 до 105 по шкале индекса вязкости. ВП многокомпонентного масла, содержащего ВМ-полимеры, такие как SAE 15W-40, составляет около 140, а VI SAE 5W-30 составляет около 170. ВМ с высокими показателями смягчают естественную тенденцию жидкости к тонким при более высоких температуры и сгущать при более низких температурах.

Устойчивость к сдвигу

Внутри двигателя существует множество возможностей для того, чтобы полимерные цепи VM были разбиты на более мелкие фрагменты. Линейные полимеры имеют тенденцию ломаться примерно на полпути вниз по цепочке, как показано на фиг. 2. Например, когда смазочное поршневое кольцо перемещается вверх и вниз по стенке цилиндра, высокие температуры цилиндра и давления обжига могут сдвигать полимерные цепи VM, снижая его молекулярные размер. Способность полимера VM сопротивляться сдвигу называется стабильностью сдвига. По существу, стабильность сдвига - это способность полимера поддерживать свою эффективность в масле в течение длительного периода эксплуатации. Для этого есть измерение, называемое индексом стабильности сдвига (SSI).

Многолетняя забота и проблема, которая снова обратила на себя внимание автомобильной промышленности, заключается в том, что некоторые моторные масла сдвигаются из первоначальной марки вязкости SAE, что может увеличить случаи порчи и износа вкладыша и / или износа подшипника. Например, многие маркетологи нефти нуждаются в более устойчивых к сдвигу полимерах с постоянными значениями устойчивости к сдвигу в диапазоне 25% (SSI 25), которые измеряются по 90-часовому процедуре Курта Орбана (ASTM D7109). Масло в этом диапазоне сохраняет по меньшей мере 75% вклада вязкости ВМ, измеренного этим методом.

 

Рисунок 2. Пример полимера, который потенциально может быть «стрижен» во время работы оборудования, что приводит к снижению вязкости моторного масла.

 

Высокая вязкость при высокой температуре (HTHS)

Вязкость моторного масла HTHS является критическим свойством, которое связано с экономией топлива и долговечностью двигателя. Драйверы, снижающие вязкость HTHS, относятся к правительственным нормам для улучшения экономии топлива и снижения парниковых газов (ПГ). Более низкая вязкость HTHS имеет тенденцию улучшать экономию топлива и снизить парниковый эффект в новых транспортных средствах, предназначенных для работы на моторных маслах с низким HTHS, но слишком низкая вязкость HTHS может привести к увеличению трения и износа, что приводит к скручиванию гильзы цилиндра, как показано на рисунке 3. В общая, высокая вязкость HTHS обеспечивает лучшую защиту от износа. Тщательный баланс должен быть найден при разработке моторных масел и выборе правильного полимера VM является важным фактором.

 

Рисунок 3. Слева высокоэффективное моторное масло защищает двигатели от износа износа. Изображение справа показывает поврежденный гильза цилиндра от износа износа.

 

 

Низкотемпературная масляная накачка

Контроль вязкости моторного масла при низкой температуре имеет важное значение, поскольку он положительно влияет на работу двигателя и долговечность. Когда двигатель запускается, важно, чтобы моторное масло можно было нагнетать по всему двигателю и вплоть до подъема клапана как можно быстрее, чтобы свести к минимуму контакт металл-металл и обеспечить максимальную защиту от износа. Правильный полимер ВМ в сочетании с правильным депрессантом температуры застываниягарантирует, что масло будет доставляться ко всем движущимся частям двигателя. Мини-роторный вискозиметр (MRV) используется для измерения низкотемпературной прокачиваемости масла в соответствии с ASTM D4684.

 

Рисунок 4. Сравнение SAE 5W-30 (справа) по сравнению с моторным маслом SAE 15W-40 (слева) HD при -20 С. SAE 5W-30 обеспечивает лучшую отказоустойчивость при низких температурах.

 

Низкотемпературная наработка

На запуск двигателя влияет низкотемпературная вязкость моторного масла. Вязкость низкотемпературной коленчатого вала измеряется вискозиметром холодного проворачивания (CCS), ASTM D5293. Вязкость CCS связана с тем, сколько вязкого сопротивления холодное моторное масло размещается на коленчатом валу, опирающемся на его подшипники. Если вязкость слишком высока, стартер и аккумулятор могут быть неспособны запустить двигатель. Полимеры ВМ играют важную роль в поиске оптимального баланса вязкости моторного масла, чтобы обеспечить запуск с низкой температурой, масляную накачку и высокотемпературную защиту двигателя. SAE J300 В таблице 1 указаны вязкости для моторных масел только по вязкости. Температура испытания CCS зависит от класса вязкости «W». Тест MRV работает на -5 ° C ниже, чтобы гарантировать, что если двигатель запустится, масло начнет накачиваться.

Управление сажей

Сажа состоит из субмикрометровых частиц преимущественно элементарного углерода. Загрузка сажи в дизельное моторное масло может привести к проблемам с износом и вязкостью. Дизельные двигатели потребляют богатое углеродом ископаемое топливо, которое выделяет сажу в качестве побочного продукта сгорания. Сажа мигрирует к моторному маслу картера через продувку поршневых колец и накапливается в моторном масле. Чрезмерные уровни сажи, если они не контролируются должным образом, могут приводить к увеличению вязкости моторного масла и износу сажи.

Lubrizol разработал присадочные технологии для снижения износа сажи и увеличения избыточной вязкости. Например, продукт Lubrizol для тяжелых дизельных двигателей, CV9601, в сотрудничестве с модификатором вязкости LubrizolTM 7418A стирол-бутадиен (SBR) , сочетает превосходные вискозиметры и отличную прокачиваемость, экономию топлива и долговечность. Модификатор вязкости LubrizolTM 7418A доказал преимущества в борьбе с увеличением вязкости, связанной с сажей, и износом, связанным с сажей.

 

Рисунок 5. Изображение слева иллюстрирует абразивный износ сажи на кулачке двигателя. Справа высокоэффективные добавки и полимеры ВМ могут защитить детали двигателя от износа, вызванного сажей.

 

Рисунок 6. Увеличение вязкости, связанное с сажей, по сравнению с дизельными моторными маслами API CG-4, CH-4, CI-4, CI-4 PLUS и CJ-4 HD.

 

Высокотемпературная чистота

Еще одно преимущество высокоэффективных полимеров ВМ - чистота. Lubrizol предлагает ведущие в отрасли модификаторы вязкости SBR для использования в многоцелевых моторных маслах, которые требуют выдающихся высокотемпературных характеристик чистоты. Сформулированные с использованием технологии Lubrizol DI, SBR-полимеры отвечают самым взыскательным мировым спецификациям OEM и промышленности, необходимым для 
высококачественных смазочных материалов. Эти составы демонстрируют исключительное управление осадками и чистоту поршня для повышения долговечности и защиты от износа как для легковых автомобилей, так и для коммерческих автомобилей.

 

Рисунок 7. Формы лака на высокотемпературных поверхностях, таких как поршневые юбки. Современные двигатели имеют очень тесные допуски, на которые могут негативно влиять лаковые отложения.

 

Дополнительные преимущества VM

Модификаторы вязкости также работают в трансмиссионных маслах и трансмиссионных жидкостях многих легковых автомобилей и HD-грузовиков. Изменения температуры и другие факторы окружающей среды, которые вредят моторным маслам, также отрицательно влияют на производительность этих жидкостей.

Трансмиссионные жидкости смазывают шестерни, валы и другие движущиеся части, которые передают мощность от автомобильного или дизельного двигателя HD на ведущие колеса. Отдельные OEM-производители предписывают требования к вязкости при низкой температуре и высокой температуре. VM помогают повысить производительность и продлить интервал слива этих жидкостей.

И последнее, но не менее важное: трансмиссионные масла защищают и смазывают шестерни, имеющиеся в коробках передач, дифференциалах и других типах редукторов в легковых автомобилях и двигателях грузовиков HD. Трансмиссионные масла работают при более высокой вязкости, чем моторные масла. SAE International поддерживает стандарт вязкости для автомобильных трансмиссионных масел J306, который отличается от стандарта J300 класса вязкости моторного масла SAE. Модификаторы вязкости помогают соответствовать и превосходят требования к трансмиссионным маслам, что помогает поддерживать и улучшать характеристики зубчатых колес в автомобиле.

Далее: Часть 3 - Будущие тенденции в высокоэффективных дизельных двигателях

Ключевые термины, определенные

SAE - SAE International, ранее известная как Общество инженеров автомобильной промышленности, является всемирно активной ассоциацией профессиональных ассоциаций и стандартов для инженеров-профессионалов.

SAE J300 - глобальный стандарт, определяющий оценки вязкости моторного масла. В его последней редакции, январь 2015 года, устанавливаются классы ультранизкой вязкости, SAE 16 (xW-8 и SAE xW-12).

KURT ORBHAN TEST - испытательный стенд дизельного инжектора для измерения устойчивости к сдвигу моторных масел.

RHEOLOGY - исследование потока и деформации материи.

SSI - индекс устойчивости к сдвигу, который измеряет способность полимера в масле поддерживать его эффективность в течение определенного периода времени. Перемещение деталей двигателя может привести к сдвигу полимера ВМ и снижению его эффективности.

VI - индекс вязкости

VM - модификатор вязкости

CCS - Cold Cranking Simulator, стендовый тест для моделирования двигателя или запуска двигателя при низких температурах.

HTHS - High Temperature High Shear - индикатор сопротивления масла течению в узких пределах между быстродвижущимися частями двигателя.

ПРОЧНОСТЬ ФИЛЬМОВ - количество давления, необходимое для вытеснения пленки масла между двумя металлическими поверхностями.

ПОЛИМЕР ПОЛИМЕРНОСТИ ВЯЗКОСТИ - Синтетические молекулы, состоящие из одного или нескольких мономерных звеньев, соединенных друг с другом, с образованием линейных, разветвленных или звездчатых молекул, которые растворяются в минеральных и синтетических маслах, чтобы обеспечить многовязкие характеристики.

НАПРЯЖЕНИЕ - Как быстро масло доходит до всех смазанных частей двигателя во время холодного запуска с масляного поддона.

СТАБИЛЬНОСТЬ. Способность стартерного двигателя и аккумулятора перевернуть холодный двигатель против вязкого сопротивления моторного масла.

[ss333 1 175]

Испытательный тест Kurt Orbahn на 90 циклов для определения стабильности устойчивости к сдвигу масел. Cтатья от Infineum 2015г.  Источник. Гуглоперевод.

Всесезонные масла и модификаторы вязкости

Модификаторы вязкости добавляются к сверхмощным составам моторного масла для увеличения индекса вязкости и получения всесезонных масел. Эти масла, содержащие VM, являются не ньютоновскими жидкостями, что означает, что их вязкость зависит от скорости сдвига. Их использование связано с двумя явлениями:

• Временная потеря вязкости, когда в условиях высокого сдвига полимеры выравниваются с потоком, что приводит к размыванию реверсивного масла.
• Постоянная потеря сдвига, когда разрыв полимеров - устойчивость к поломке, является мерой стабильности сдвига.

Испытательный тест Kurt Orbahn на 90 циклов успешно использовался для определения стабильности устойчивости к сдвигу масел

Например, испытательный стенд для испытания на сдвиг дизельных форсунок Kurt Orbah, рассчитанный на 90 циклов, был спроектирован для моделирования постоянной потери вязкости в сверхмощных дизельных двигателях. Он успешно используется для определения стабильности устойчивости к сдвигу масел, и его корреляция с полевыми характеристиками с 2003 годом и более новыми двигателями была хорошо установлена.

 

Сохранение вязкости в течение всего интервала слива является одним из самых важных свойств смазки, и понимание производительности ВМ в всесезонных маслах никогда не было более важным. 

Полевые испытания оценивают эффективность износа

Первым шагом в этой исследовательской программе было создание смазочных характеристик на местах. Для этого Infineum провела полевое испытание для оценки различных типов ВМ в различных классах вязкости с использованием двигателей с высокой физической средой и низкой сажей, характерной для современных автомобилей большой грузоподъемности.

Двумя самыми популярными модификаторами вязкости являются гидрированный стиролдиен ( HSD ) и олефиновые сополимеры ( OCP ). Испытуемые масла SAE 15W-40 и 10W-30 были изготовлены с использованием этих полимеров и аддитивной технологии API CJ-4 в базовых запасах API Group II . Масла отбирались во время испытания и с интервалом в 35 000 миль и анализировались на различные параметры. Первое ключевое замечание заключалось в том, что для всех тест-масел кинематическая вязкость при 100 ^o C и вязкости HTHS при 150 ^o C оставалась в классе, не зависящем от выбора VM .

Изношенные металлы также представляли особый интерес, поскольку, поскольку масла с низкой вязкостью используются для получения экономии топлива на основе смазки, некоторые производители выразили озабоченность по поводу способности масел с низкой вязкостью обеспечить достаточную защиту от износа. Однако в этом полевом испытании для любого из образцов не наблюдалось никаких износ, измеренных изнашиваемыми металлами в отработанном масле, без реальной разницы между различными испытаниями ВМ или двумя классами вязкости масла.

Будущие масла PC-11 B

Однако тенденции вязкости смазки всегда снижаются, и важно быть готовым к следующим поколениям моторных масел. В Северной Америке категория ПК-11 должна ввести новую подкатегорию «топливная экономичность» - PC-11 B- которая будет представлять собой масла SAE xW-30 с HTHS в диапазоне от 2,9 до 3,2 мПа-с.

Чтобы оценить последствия для будущих масел PC-11 B, различные тестовые образцы смешивали с вязкостью HTHS от 3,0 до 3,1 мПа-с, а затем срезали в тесте Курта Орбана в течение 90 циклов и их кинематическую вязкость ( KV100) и HTHS вязкость (HTHSV150 ^o C). HTHS - KV зависимость этих масел аналогична той , которая наблюдается для высоких HTHS масел. Но поскольку эти масла составлены с нижним пределом вязкости SAE , они, как правило, опускаются ниже предельного уровня на KV100, а не на HTHS после сдвига. Это означает, что кинематическая вязкость при 100 ^oТребования к остаточному классу KV100 будут более критичными, чем вязкость HTHS при 150 ^o C при использовании будущих масел PC-11 B.

Результаты этих испытаний показывают, что потери вязкости могут зависеть от вязкости и типа базового масла, вязкости смазки и концентрации полимера. Кроме того, ясно, что стабильность сдвига полимеров лучше в маслах с низкой вязкостью даже при 90 циклах в тесте Kurt Orbahn.

Сравнение результатов работы на местах и стендов

Чтобы подтвердить результаты, полученные в лаборатории, Infineum проанализировал промежуточные и 35 000-мильные сливные пробы, собранные в полевых испытаниях. Сравнение стенда и полевых данных показало, что метод ASTM точно прогнозирует сдвиг полимеров в поле даже в современных сверхмощных дизельных двигателях.

На наш взгляд, выбор модификатора вязкости с химией и архитектурой, который может обеспечить хорошую устойчивость к сдвигу, в то же время обеспечивая высокий вклад в кинематическую вязкость, будет существенным, поскольку смазочные материалы сформулированы для обеспечения не только превосходной защиты от износа, но и эффективности использования топлива.

 

[torcon 64 541]

SiOG добавил это исследование в шапку

О том, как влияет базовое масло и детергенты на повышение стабильности загущенных масел: 

Возможные пути снижения последствий термоокислительных каталитических превращений вязкостных присадок в загущенных маслах.pdf

 

Прочитал. Действительно интересные результаты получили, если масло ПАО то снижение вязкости готового масла значительно больше, нежели с маслом нефтяного происхождения. И салицилаты кальция стабилизируют вязкость, а сульфонаты нет  Хотя опять же в отработках ничего подобного не заметил, у всех -1-1.5ед обычно падает, независимо от ПАО или VHVI, сульфонаты или салицилаты.

 

[RUSNAC 713]

torcon ,а меня статья натолкнула на мысль, что вредно разные масла в ДВС лить. Хммм...

[ss333 1 175]

3 минуты назад, RUSNAC сказал:

torcon ,а меня статья натолкнула на мысль, что вредно разные масла в ДВС лить. Хммм...

Перфекционистам

[Paulson 8 390]

7 часов назад, RUSNAC сказал:

torcon ,а меня статья натолкнула на мысль, что вредно разные масла в ДВС лить. Хммм...

 

7 часов назад, ss333 сказал:

Перфекционистам

 

Перфекционизм - да, порой напрягает, но лучше быть перфекционистом, чем по... фигистом

[Novichok 381]

17 часов назад, torcon сказал:

SiOG добавил это исследование в шапку

О том, как влияет базовое масло и детергенты на повышение стабильности загущенных масел: 

Возможные пути снижения последствий термоокислительных каталитических превращений вязкостных присадок в загущенных маслах.pdf

 

Прочитал. Действительно интересные результаты получили, если масло ПАО то снижение вязкости готового масла значительно больше, нежели с маслом нефтяного происхождения. И салицилаты кальция стабилизируют вязкость, а сульфонаты нет  Хотя опять же в отработках ничего подобного не заметил, у всех -1-1.5ед обычно падает, независимо от ПАО или VHVI, сульфонаты или салицилаты.

 

спасибо!

мне понравился вывод, так длинно и мудренно:

" Поэтому с практической точки зрения в целях унифицированного подхода важно определить полнофункциональность типичных присадок к маслам, в частности, возможность их использования в качестве стабилизаторов термолиза загущенных масел. В перспективе при изучении данного вопроса следует первоначально проверить преимущественно известные функциональные присадки к маслам."

[Novichok 381]

Статье 10 лет, интересно все так же актуально указанное там?

[SiOG 703]

18 hours ago, torcon said:

масло ПАО то снижение вязкости готового масла значительно больше, нежели с маслом нефтяного происхождения

Может, в том числе поэтому эстеры в ПАО добавляют

1 hour ago, Novichok said:

Статье 10 лет, интересно все так же актуально указанное там?

Салицилаты, сульфонаты вроде те же, да и загустители вроде тоже. Но наверняка что-нибудь придумали, чтобы вязкость не просаживалась

[ss333 1 175]

Насколько лучше VM стали в D1g2 чем D1g1?(условно старое), если в старой gen1 молекулы VМ были крупнее других, то в gen2 насколько меньше в размерах они стали скручиваться, 2раза, 1,5, или вовсе 1/4? 

Спойлер

Не звездит ли GM, как в том случае, когда они допуском D2 разом все свои старые допуска перекрыли 

 

[SiOG 703]

22 minutes ago, ss333 said:

Насколько лучше VM стали в D1g2 чем D1g1?

Откуда инфа, что он изменился? 

[ss333 1 175]

19 минут назад, SiOG сказал:

Откуда инфа, что он изменился? 

Анонсы с сайтов производителей, пример, др.пример, это ж одна из фишек "продавливания" допуска, не считая LSPI, как мне видится

 

Изменено 13 марта 2019 пользователем ss333