Определение вязкостно-температурных свойств масла

 

Цель работы: определить индекс вязкости испытуемого моторного масла, сделать вывод о пригодности его к применению.

 

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

 

1.1. Методы определения вязкости масла

 

Вязкость служит основным параметром масел. По нему масла маркируют. От вязкости масла при рабочих температурах в узле трения зависит качество смазывания трущихся деталей и их износ.

Вязкость масла изменяется в зависимости от температуры: с повышением температуры вязкость понижается. Интенсивность изменения вязкости масла при изменении температуры у различных масел неодинакова. Характер вязкостно-температурной кривой оценивается индексом вязкости (ИВ).

Индекс вязкости характеризует изменение вязкости масел в зависимости от температуры, то есть пологость вязкостно-температурной кривой масла.

Вязкость масел с высоким индексом при изменении температуры изменяется незначительно, а вязкость масел с низким индексом − значительно.

Индекс вязкости масел оценивают в условных единицах. Его определяют способом сравнения кривой вязкости испытуемого масла с аналогичными кривыми двух эталонных масел. Одно из них характеризуется очень пологой кривой, его индекс вязкости принят за 100 единиц, другое - крутой кривой, индекс вязкости принят за 0 единиц. Вязкость эталонных и испытуемого масел одинакова при температуре 100°С.

Масла с более высоким индексом вязкости обладают лучшими технико-эксплуатационными свойствами. Чем меньше изменение вязкости масла в заданном интервале температур, тем лучше его вязкостно-температурные свойства и тем больше индекс вязкости этого масла. Для летних масел индекс вязкости, как правило, не превышает 90, а для зимних и всесезонных (загущенных) он составляет 95-125 и выше. Для повышения индекса вязкости в масла добавляют вязкостные присадки.

Загущенными называются масла, содержащие вязкостную присадку. Маловязкое минеральное масло характеризуется пологой кривой. В это масло добавляют вязкостные присадки (полиизобутилены и полиалкилметакрилаты). Получают загущенное масло, вязкость которого при 100°С увеличена за счет добавления вязкостной присадки, а вязкость при 0°С примерно такая же, как и у маловязкого незагущенного минерального масла. Таким образом, получают загущенное масло с пологой вязкостно-температурной кривой и высоким индексом вязкости.

Загущенные масла обладают хорошими вязкостно-температурными свойствами и текучестью при низких температурах, способствуют легкому и быстрому пуску двигателя в холодное время года, образуют небольшое количество нагара и обеспечивают минимальные потери мощности на трение, что ведет к экономии топлива.

Для подсчета индекса вязкости определяют кинематическую вязкость испытуемого масла при 40 и 100°С.

Индекс вязкости ИВ вычисляют по формулам:

 

,                                               (13.1)

 

,                                               (13.2)

 

,                                                         (13.3)

 

где ν – кинематическая вязкость масла при 40⁰С с индексом вязкости, равным 0, обладающего при 100⁰С  такой же кинематической вязкостью, как испытуемое масло, мм²/с;

ν₁ – кинематическая вязкость испытуемого масла при 40⁰С, мм²/с;

ν₂ – кинематическая вязкость масла при 40⁰С с индексом вязкости, равным 100, обладающего при 100⁰С такой же кинематической вязкостью, как испытуемое масло, мм²/с.

По этим формулам вычисляют ИВ, если кинематическая вязкость масла при 100°С находится в пределах 2 - 70 мм²/с.

Значения ν и ν₃ выбирают из таблицы 13.1.

Если для найденного значения кинематической вязкости масла в этой таблице не указаны ν и ν₃, но оно находится в диапазоне приведенных значений, то ν и ν₃ рассчитывают методом линейной интерполяции.

Индекс вязкости масла округляют до целого числа. Точность расчета при 95%-ной доверительной вероятности должна соответствовать данным таблицы 13.2.

Вязкость масла ν₁ и вязкость при 100⁰С измеряют с помощью вискозиметра. Если для измеренного значения кинематической вязкости испытуемого масла в таблице 13.2 не указана точность, но эти значения находятся в диапазоне приведенных значений, их рассчитывают методом линейной интерполяции.

 

Таблица 13.1

Значение кинематической вязкости масел

Кинематическая вязкость при 100°С, мм2 /с (сСт)	ν, мм2 /с (сСт)	ν3, мм2 /с (сСт)	ν2, мм2 /с (сСт)
6.0 6.5 7.0 7.5 8.0 8.5 9.0 9.5 10.0 10.5 11.0 11.5 12.0 12.5 13.0 13.5 14.0 14.5 15.0 15.5 16.0	57.97 67.12 78.00 88.85 100.0 111.5 123.3 135.3 147.7 160.6 173.9 187.6 201.9 216.6 231.9 247.4 263.3 279.6 296.5 313.9 331.9	19.78 23.94 29.43 34.87 40.40 46.19 52.20 58.36 64.86 71.63 78.75 86.10 93.87 101.9 110.4 119.0 128.0 137.2 146.8 156.9 167.3	38.19 43.18 48.57 53.98 59.60 65.32 71.10 76.91 82.87 88.95 95.19 101.5 108.0 114.7 121.5 128.4 135.4 142.4 149.7 157.0 164.6

 

Таблица 13.2

К определению индекса вязкости

Кинематическая вязкость при 100°С	ИВ=0		ИВ=100
	Повторяемость	Воспроизводимость.	Повторяемость	Воспроизводимость
4 6 8 15 30	2,4 2,1 1,9 1,5 1,2	4,8 4,2 3,7 3,0 2,5	1,7 1,3 1,1 0,7 0,4	3,4 2,6 2,2 1,4 0,9

 

Вискозиметры - это приборы для измерения вязкости в жидких средах. Их можно разделить на две большие категории: цифровые электронные вискозиметры, а также капиллярные вискозиметры Уббелоде и Канон-Фенски. Хотя принципы их действия таких приборов могут совпадать, удобство и точность агрегатов не сопоставима.

Вискозиметры имеют пять основных принципов действия, и соответственно делятся на пять типов приборов: капиллярные, с падающим шариком (вискозиметр Гепплера), ротационные, вибрационные и ультразвуковые. Каждый из методов обладает некоторыми отличительными чертами и поэтому их подбирают в зависимости от среды, которая будет преимущественно измеряться.

Преимущества электронных вискозиметров для измерения вязкости неоспорима по сравнению с вискозиметрами Уббелоде. Последние служат для определения вязкости в прозрачных жидкостях. Такой прибор не изолирован от факторов внешней среды и, как следствие, константа вязкости жидкости будет изменяться в зависимости от температуры окружающей среды.