Đừng bỏ qua chỉ số độ nhớt khi lựa chọn một chất bôi trơn

Quá thường xuyên chỉ số độ nhớt (VI) được coi là một tham số lựa chọn chất bôi trơn. Một lý do đơn giản là vì nó không được hiểu rõ. Một số người nghĩ rằng chỉ số độ nhớt được kết hợp trong ISO Độ nhớt, nhưng nó không phải là. Nó đứng một mình như một sự khác biệt hiệu suất chất bôi trơn độc lập.

Chúng ta đều biết rằng độ nhớt là tài sản vật lý quan trọng nhất của chất bôi trơn. Nó là một thước đo thô của một hiến pháp phân tử của chất bôi trơn từ quan điểm của kích thước chuỗi hydrocacbon. Độ nhớt được xác định bằng cách tạo ra ma sát giữa các phân tử từ chuyển động chất lỏng. Ma sát giữa các phân tử càng cao (chuỗi phân tử dài hơn), độ nhớt càng cao.

Độ nhớt xác định độ dày màng và cường độ màng trong máy. Nó cũng ảnh hưởng đến các yếu tố quan trọng khác như những yếu tố trong bảng dưới đây.

Tuy nhiên, độ nhớt của chất bôi trơn là vô nghĩa trừ khi nhiệt độ được ghi nhận, tức là nhiệt độ đo được độ nhớt. Ngược lại, máy không quan tâm đến nhiệt độ vì nó liên quan đến độ nhớt (nói lỏng lẻo). Yêu cầu độ nhớt tối thiểu, tối đa và tối ưu theo yêu cầu của máy không tính đến nhiệt độ. Thay vào đó, yêu cầu độ nhớt của máy dựa trên những thứ như thiết kế thành phần (ví dụ: ổ đỡ), tải trọng và tốc độ. Bạn có thể nhớ rằng đường cong Stribeck nổi tiếng không có biến nhiệt độ.

Điều đó nói rằng, vì các máy đòi hỏi độ nhớt nhất định và nhiệt độ được biết là có ảnh hưởng đáng kể đến độ nhớt, điều bắt buộc là bạn nên tính đến nhiệt độ và nhiệt độ hoạt động trung bình khi chọn độ nhớt. Hãy nhớ rằng, hệ thống Độ nhớt ISO chỉ báo cáo độ nhớt ở một nhiệt độ duy nhất: 40 độ C. Quan trọng nhất, đối với bất kỳ loại dầu ứng cử viên nào, bạn cần phải biết độ nhớt thay đổi như thế nào so với thay đổi nhiệt độ.

Chỉ số độ nhớt được phát triển cho mục đích này (ASTM D2270) của E. Dean và G. Davis vào năm 1929. Nó là một số không có đơn vị thực nghiệm. Dựa trên phương pháp luận, dầu thô Pennsylvania (parafinic) được thiết lập như một chuẩn mực ở mức cực đại, thể hiện độ thay đổi độ nhớt thấp liên quan đến nhiệt độ. Ở cực đoan khác là vùng Vịnh Texas (naphthenic). Nếu một chất bôi trơn tương tự như dầu thô Pennsylvania, nó được gán một VI là 100. Nếu nó tương tự như dầu thô Texas Gulf, nó được gán một VI là 0. Nửa đường ở giữa là VI 50, và vân vân. Độ VI càng cao, độ nhớt càng ổn định trên một phạm vi nhiệt độ (mong muốn hơn). Nhiệt độ được sử dụng để xác định VI là 40 độ C đến 100 độ C.

Tìm kiếm trên Internet về “máy tính chỉ số độ nhớt” sẽ hướng bạn đến một số trang Web. Bạn có thể sử dụng các máy tính này theo nhiều cách khác nhau. Ví dụ, nếu bạn biết độ nhớt của một chất bôi trơn ở hai nhiệt độ khác nhau, bạn có thể sử dụng máy tính để cung cấp cho bạn một ước tính của VI. Tốt hơn, bạn có thể nhập một độ nhớt (và nhiệt độ) và VI (thường được tìm thấy trên bảng dữ liệu sản phẩm của chất bôi trơn) để tính độ nhớt của chất bôi trơn tương tự ở bất kỳ nhiệt độ nào khác (ví dụ nhiệt độ hoạt động của máy).

Các chất bôi trơn có VI thấp tới 60 trừ hiện nay. Các chất bôi trơn khác có thể có VI trên 400. Tuy nhiên, phần lớn các chất bôi trơn trên thị trường sẽ có VI trong khoảng 90 đến 160.

Chúng ta hãy xem xét hai loại dầu khác nhau có chung một đặc tính chung - chúng đều là ISO VG 150. Tuy nhiên, một trong các loại dầu này (Dầu A) có VI là 95 (dầu khoáng), còn loại kia (Dầu B) có một VI 150 (tổng hợp). Bây giờ chúng ta hãy kiểm tra độ nhớt của các loại dầu này trừ đi 20 độ C (trừ 4 độ F) đến 100 độ C (212 độ F). Điều này được thể hiện trong bảng dưới đây.

So sánh dầu 95 VI với dầu 150 VI, có sự chênh lệch 236 phần trăm về độ nhớt ở âm 20 độ C và chênh lệch 25% trừ đi ở 100 độ C. Tất nhiên, không có sự khác biệt ở 40 độ C. Như đã đề cập trước đó, máy ra lệnh yêu cầu độ nhớt dựa trên thiết kế và điều kiện hoạt động của nó. Những điều kiện này ảnh hưởng đến nhiệt độ, do đó ảnh hưởng đến độ nhớt, ảnh hưởng đến việc bảo vệ được cung cấp.

Nhiều máy sử dụng chất bôi trơn thông thường trên nhiều khu vực ma sát và có tải trọng, tốc độ và nhiệt độ khác nhau. Thiết bị di động ngoài trời thường hoạt động trong những điều kiện khó khăn này. Đối với các máy như vậy, không có cách nào dễ dàng để xác định độ nhớt tối ưu bằng tính toán lý thuyết. Thay vào đó, độ nhớt lý tưởng được ước tính bằng cách sử dụng các phép đo hiện trường thực tế bằng cách áp dụng phương pháp thử và lỗi (chỉ cần thử nghiệm với các loại dầu có độ nhớt khác nhau và đo nhiệt độ và bảo vệ mặc).

Đối với các máy có tải trọng không đổi, tốc độ không đổi và nhiệt độ môi trường không đổi, độ nhớt lý tưởng rất thường dẫn đến nhiệt độ dầu ổn định thấp nhất. Các loại dầu có độ nhớt thấp hơn hoặc cao hơn (so với độ nhớt tối ưu) thường sẽ làm tăng nhiệt độ ổn định của dầu do các tổn thất bị khuấy (quá nhiều độ nhớt) hoặc ma sát cơ học (độ nhớt quá ít).

Nếu điều kiện không phải là hằng số (tải biến đổi, tốc độ biến đổi, nhiệt độ môi trường biến đổi, vv), thì không chỉ cần có độ nhớt tối ưu mà còn có chỉ số độ nhớt cao để ổn định độ nhớt tối ưu. Các điều kiện càng biến, càng cần nhiều dầu VI cao.

Ngoài ra, hãy nhớ rằng đối với nhiều máy móc lớn, không có nỗ lực thử nghiệm hoặc lý thuyết trong quá khứ để xác định độ nhớt tối ưu. Lựa chọn độ nhớt là nhiều hơn một dự đoán hoang dã. Điều này cũng đòi hỏi một chất bôi trơn VI cao.

Bạn cũng phải xem xét rằng hệ thống Độ nhớt ISO (ISO 3448) dựa trên mức tăng 50% giữa các cấp. Như vậy, nếu bạn đi từ ISO VG 100 đến VG 150, đó là một bước nhảy 50%. Khi các tùy chọn độ nhớt đều cách nhau 50%, rất khó để đạt được lựa chọn chất bôi trơn chính xác. Các bước độ nhớt lớn này được phóng đại hơn ở nhiệt độ thấp hơn. Đây là một lý do khác để chọn chất bôi trơn VI cao.

Dầu VI cũng có thể cho bạn biết thông tin hữu ích về công thức của chất bôi trơn, bao gồm loại và chất lượng của dầu gốc. Ví dụ, tinh dầu khoáng tinh chế và tinh khiết cao sẽ có lượng VI tương ứng cao hơn. Một số chất phụ gia, chẳng hạn như chất cải thiện độ nhớt chỉ số và chất ức chế điểm đổ, cũng ảnh hưởng đến VI. Hãy nhớ rằng, các loại dầu được nạp với các chất cải tiến VI, đặc biệt là một số loại nhất định, dễ bị mất vĩnh viễn VI và độ nhớt theo thời gian. Có các xét nghiệm ASTM để đo độ ổn định VI của chất bôi trơn tiếp xúc với cắt cao.

Giá trị chỉ số độ nhớt trên hầu hết các bảng dữ liệu sản phẩm cho các loại dầu bôi trơn thương mại. Số đơn giản này có lý do và cần được cân nhắc kỹ lưỡng khi viết một đặc điểm kỹ thuật cho các chất bôi trơn trong gần như tất cả các ứng dụng máy.

.