Շարժիչի յուղի հիմնական խնդիրն է կանխել շարժիչի շարժվող մասերի չոր շփումը (այն փոխարինել հիդրոդինամիկական, այսինքն՝ հեղուկով), ինչպես նաև ապահովել նվազագույն շփման ուժ՝ աշխատանքային բալոնների առավելագույն խստությամբ. Շարժվելիս հեղուկ մարմինների մոլեկուլները նույնպես շփում են առաջացնում, այս դիմադրությունը հեղուկի մի մասի շարժմանը մյուսի նկատմամբ կոչվում է մածուցիկություն.
Յուղի մածուցիկությունը քսայուղային հատկությունների ցուցիչ է, քանի որ քսման որակը, յուղի բաշխումը շփման զույգերի վրա և, հետևաբար, մասերի մաշվածությունը կախված են յուղի մածուցիկությունից. Բացի այդ, շարժիչի շահագործման ընթացքում էներգիայի կորուստը կախված է մածուցիկությունից.
Շարժիչի յուղի մածուցիկության որոշման վրա ազդում են երկու հիմնական գործոն՝ ջերմաստիճանը և կտրման արագությունը. Մաքուր բազային յուղը այսպես կոչված. Նյուտոնյան հեղուկ, այսինքն. դրա պարամետրերը գծային կախված են. որոշակի ջերմաստիճանի և ճնշման դեպքում այն կունենա որոշակի մածուցիկություն. Այսպիսով, ճնշման աճով, ծավալը նվազում է, և մոլեկուլների փոխադարձ ներգրավումը մեծանում է, և հոսքի դիմադրությունը մեծանում է, նավթի մածուցիկությունը մեծանում է. Ջերմաստիճանի բարձրացման դեպքում գործընթացը ճիշտ հակառակն է՝ մածուցիկությունը նվազում է.
Գրեթե անհնար է ստեղծել այնպիսի քսայուղ, որն ի վիճակի է անփոփոխ պահպանել հատկությունների ողջ շրջանակը հսկայական ջերմաստիճանի միջակայքում. Ցածր ջերմաստիճանի դեպքում յուղը դառնում է ավելի հաստ, բարձր ջերմաստիճանի դեպքում, ընդհակառակը, դառնում է ավելի հեղուկ.
Կարևոր է հասկանալ, որ տաք շարժիչի ջերմաստիճանը անկայուն է. Մեքենայի վահանակի վրա գտնվող ջերմաստիճանի ցուցիչը ցույց է տալիս անտիֆրիզի ջերմաստիճանը, որը, եթե շարժիչի հովացման համակարգը ճիշտ է աշխատում, գրեթե նույնն է մնում. Այնուամենայնիվ, շարժիչի յուղի ջերմաստիճանը կարող է հասնել 140 — 150 աստիճանի.
Դրա հիման վրա յուրաքանչյուր առանձին շարժիչի համար ավտոարտադրողը որոշում է շարժիչի յուղի փոխզիջումային օպտիմալ պարամետրերը, և դրանցից ամենակարևորը մածուցիկությունն է.
Ցածր ջերմաստիճանի և բարձր ճնշման դեպքում յուղի մածուցիկությունը, օրինակ, շարժակների միացման մեջ, կարող է այնքան մեծանալ, որ նավթը դառնա կարծր, պլաստիկ զանգված. Փոխանցման տուփի մեջ այս երևույթը որոշակի դրական ազդեցություն ունի, քանի որ պլաստիկ վիճակում գտնվող յուղը չի հոսում զուգավորվող մակերեսների բացից և նվազեցնում է հարվածային բեռների ազդեցությունը մասերի վրա.
Այնուամենայնիվ, ժամանակակից բոլոր եղանակային յուղերը հաճախ ավելացնում են պոլիմերային խտացուցիչներ՝ մածուցիկության մոդիֆիկատորներ. Երբ ջերմաստիճանը բարձրանում է, դրանք ընդլայնվում են՝ դրանով իսկ մեծացնելով մածուցիկությունը, իսկ երբ նվազում են՝ փոքրանում են՝ նվազեցնելով այն.
Շփման մակերևույթների արագ սահումն առաջացնում է յուղի բարձր հոսքի արագություն նեղ բացվածքներում և առաջանում է բարձր կտրվածքային դեֆորմացիա, ինչը հանգեցնում է յուղը կազմող պոլիմերային մոլեկուլների (խտացուցիչների) ոչնչացմանը. Կտրման բարձր արագության դեպքում նրանք կարող են փոքրանալ, ինչի արդյունքում մածուցիկությունը նվազում է, թեև նրանց հիմնական աշխատանքը բարձր ջերմաստիճաններում մածուցիկության բարձրացումն է. Համեմատաբար փոքր կտրվածքային դեֆորմացիայի դեպքում պոլիմերային մոլեկուլները միայն ոլորվում են, և սթրեսը հեռացնելուց հետո, ժամանակի ընթացքում նրանք կարող են վերականգնել իրենց կազմաձևը և մածուցիկությունը. Մածուցիկության նման նվազումը կոչվում է ժամանակավոր. Այս երևույթի պատճառով է, որ ավտոմոբիլային ինժեներական համայնքը ներկայացրեց HTHS պարամետրը, որը մենք կքննարկենք հաջորդիվ.
Կինեմատիկական մածուցիկություն
Կինեմատիկական մածուցիկությունը դինամիկ մածուցիկության և խտության հարաբերակցությունն է. Այս պարամետրը ցույց է տալիս դրա հեղուկությունը նորմալ և բարձր ջերմաստիճանում և ցածր կտրվածքի արագությամբ. Ցուցանիշն արտահայտված է centiStokes-ով (1 cSt \u003d 1 մմ2 / վ).
Ցուցանիշը չափելու համար օգտագործվում է ապակե մածուցիկաչափ.
Մածուցիկության ինդեքս
Մածուցիկության ինդեքսը (VI, VI — մածուցիկության ինդեքս) արժեք է, որը ցույց է տալիս, թե որքանով է փոխվում յուղի մածուցիկությունը՝ կախված ջերմաստիճանից. Որքան բարձր է, այնքան լավ. Այնուամենայնիվ, անտիպ բարձր VI-ը կարող է ցույց տալ պոլիմերային խտացուցիչի մեծ ներգրավվածությունը և հիմքի ցածր որակը.
Հանքային բազային յուղերն ունեն ցածր մածուցիկության ինդեքս (պարաֆինի համար՝ մոտ 100, նաֆթենիկի համար՝ 30-60, իսկ արոմատիկների համար՝ այն կարող է լինել զրոյից պակաս), հիդրոկրեկինգի տեխնոլոգիայով արտադրված III խմբի յուղերը (120-ից) ունեն ավելի բարձր. Առաջատարները PAO-ներն են, որոնց դեպքում այդ ցուցանիշը կարող է գերազանցել 130-ը, իսկ պոլիալկիլեն գլիկոլների դեպքում՝ մինչև 150-ի.
Դինամիկ մածուցիկություն
HTHS (High Temperature High Shear) — մածուցիկություն բարձր ջերմաստիճանում և կտրվածքի արագությամբ
Ինչպես արդեն նկարագրված է վերևում, ներկայումս պոլիմերային խտացուցիչները լայնորեն օգտագործվում են քսայուղերի արտադրության համար՝ մածուցիկության մոդիֆիկատորներ, ինչի պատճառով յուղը դադարում է իրեն պահել Նյուտոնի հեղուկի պես. Կինեմատիկական մածուցիկությունը դարձել է գործնականում անօգուտ պարամետր շարժիչի կրիտիկական հատվածներում բազմաստիճան շարժիչային յուղերի մածուցիկությունը որոշելու համար. Այդ իսկ պատճառով HTHS — High Temperature High Shear պարամետրը ներդրվել է SAE J300 ստանդարտում. Այն չափվում է աշխատանքին մոտ պայմաններում՝ 150°C ջերմաստիճանում և 106 C-1 բարձր կտրվածքի արագությամբ. Որոշումը կատարվում է կոնաձև կրող սիմուլյատորի վրա՝ համաձայն ASTM D 4683 մեթոդի.
Հետաքրքիր է, որ ASTM 1989 զեկույցում ասվում է, որ բարձր ջերմաստիճանի, բարձր կտրվածքի մածուցիկության նոր ստանդարտ մշակելու 12 տարվա ջանքերը հաջող չեն եղել. Եթե նայեք SAE J300 աղյուսակին, կարող եք տեսնել, որ HTHS պարամետրը տարբերվում է բազմաշերտ և սեզոնային յուղերի համար. SAE 40-ի համար այն ավելի քան 3,7 մՊա * վ է, իսկ SAE 5W-40-ի համար՝ ոչ ավելի, քան 3,5 մՊա * ս . Այնուամենայնիվ, ներկայիս ստանդարտները չեն լքվել, քանի որ քսանյութերի շուկան չունի մեկ խզում, որը կապված է HTHS պարամետրի հետ.
CCS (Cold Cranking Simulator)
Շարժիչի յուղի դինամիկ մածուցիկության ցուցիչ, որը որոշվում է սառը շարժիչի գործարկման սիմուլյատորի վրա (Cold Cranking Simulator, CCS). Արտահայտված mPa*s-ով. Որքան փոքր է, այնքան ավելի հեշտ է պտտել նավթը մխոց-մխոցային խմբում.
MRV (Mini Rotation Viscometer)
Ցածր ջերմաստիճանի դինամիկ մածուցիկություն, որը որոշվում է մինի պտտվող մածուցիկաչափի վրա (Mini Rotary Viscometer). Այս ցուցանիշը ցույց է տալիս, թե արդյոք նավթի պոմպը կարող է մղել խտացրած յուղը. Չափվում է mPas*s-ով.
Շարժիչային յուղերի մակնշման վերծանում: ի՞նչ են նշանակում թվերը?
Վերոնշյալ պարամետրերը (կինեմատիկական մածուցիկություն, CCS, MRV և HTHS) օգտագործվում են շարժիչային յուղերը SAE J300 ստանդարտի համաձայն դասակարգելու համար. Ըստ նրա՝ ավտոմոբիլային յուղերը բաժանվում են:
- ձմեռ (նշվում է W տառով, օրինակ՝ SAE 0W, 5W, 10W);
- ամառ (օրինակ, SAE 30, 40, 50, 60);
- բոլոր եղանակներին (օրինակ՝ SAE 0W-16, 0W-20, 0W-30, 0W-40, 5W-20, 5W-30, 5W-40, 5W-50, 10W-30, 10W-40, 10W- 60, 15W -40, 15W-50, 20W-50, 20W-60):
Դուք կարող եք վերծանել մակագրությունը այս աղյուսակի համաձայն.
| Մածուցիկության աստիճան SAE | Կռունկունակություն (CCS), mPas-s | Պոմպունակություն (MRV), mPa-s | Կինեմատիկական մածուցիկություն 100°C-ում, ոչ ավելի ցածր | Կինեմատիկական մածուցիկություն 100°C-ում, ոչ ավելի բարձր | Մածուցիկություն HTHS, mPa-s |
|---|---|---|---|---|---|
| 0W | 6200 при -35°C | 60000 при -40°C | 3.8 | – | – |
| 5W | 6600 при -30°C | 60000 при -35°C | 3.8 | – | – |
| 10W | 7000 при -25°C | 60000 при -30°C | 4.1 | – | – |
| 15W | 7000 при -20°C | 60000 при -25°C | 5.6 | — | – |
| 20W | 9500 при -15°C | 60000 при -20°C | 5.6 | – | – |
| 25W | 13000 при -10°C | 60000 при -15°C | 9.3 | – | – |
| 8 | – | – | 4.0 | 6.1 | 1,7 |
| 12 | – | – | 5.0 | 7.1 | 2,0 |
| 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 | 2.9* |
| 40 | – | – | 12.5 | 16.3 | 3.7** |
| 50 | – | – | 16.3 | 21.9 | 3.7 |
| 60 | – | – | 21.9 | 26.1 | 3.7 |
Ինչպիսի՞ յուղի մածուցիկություն ընտրել?
Դուք պետք է լցնեք մեքենայի արտադրողի կողմից առաջարկված մածուցիկության յուղը. Ավելի հաստ, քան անհրաժեշտ է (ինչպես նաև ավելի քիչ մածուցիկ) կհանգեցնի շարժիչի մասերի արագացված մաշվածությանը.
Դուք պետք է հասկանաք, որ ավտոարտադրողները հաշվարկում են շարժիչի բացերը հատուկ աշխատանքային ջերմաստիճանի համար (Շարժիչների մեծ մասի համար՝ 100-150 աստիճան), մասնավորապես՝ ստիպելով շարժիչին աշխատել բարձրացված բեռների վրա. Այդ իսկ պատճառով ավելի հաստ սառը յուղն օգնում է շարժիչն ավելի արագ տաքանալ.
