Proprietatile fizice ale lubrifiantilor sunt masurate prin caracteristici precum vascozitatea uleiului de motor, stabilitatea la forfecare, performanta la temperaturi inalte si joase, rezistenta la apa si volatilitatea. Stiinta lubrifierii cauta sa optimizeze performanta unui lubrifiant prin gestionarea acestor proprietati, folosind diferite uleiuri de baza si aditivi.
Vascozitatea uleiului de motor si modul in care acesta se modifica la diferite temperaturi si conditii de functionare este una dintre cele mai importante proprietati ce determina performanta si protectia lubrifiantului.
Intelegerea vascozitatii si indicelui de vascozitate
Vascozitatea, un termen des intalnit in stiinta si industrie, masoara in esenta cat de „gros” sau „lipicios” este un fluid. Este un concept crucial, pentru ca ne ajuta sa intelegem cum curg fluidele, asa cum este uleiul de motor. Diverse aspecte, cum ar fi indicele de vascozitate, formula de vascozitate dinamica si formula de vascozitate cinematica, ii ajuta pe oamenii de stiinta si pe ingineri sa inteleaga modul in care fluidul se comporta in scenarii diverse.
Masurarea vascozitatii
Cand spunem ca vascozitatea este o masura a rezistentei fluidului la curgere, ne referim la cat de repede sau incet curge un fluid. De exemplu, mierea are vascozitate mare, deoarece curge lent, in timp ce apa, cu vascozitatea sa redusa, curge rapid. Vascozitatea este vitala in diverse industrii, asa cum este si industria auto, pentru a ne asigura ca produsele au consistenta si functionalitatea dorite.
In termeni simpli, vascozitatea reprezinta masura frecarii interne a unui lichid sau a rezistentei acestuia la curgere. Intervalul de vascozitate al unui ulei de motor este indicat in general cu ajutorul unui sistem de clasificare cinematic si dinamic, cum ar fi cele stabilite de Societatea Inginerilor Auto (SAE) sau de Organizatia Internationala pentru Standardizare (ISO).
Cerintele pentru uleiurile de motor pe benzina si diesel includ, printre altele, Clasificarea Vascozitatii Uleiurilor de Motor SAE J-300 si Clasificarea Serviciilor Institutului American al Petrolului (API). Aceste teste sunt concepute pentru a reproduce conditii specifice de functionare, ceea ce permite formulatorilor, producatorilor de echipamente originale (OEM) si consumatorilor sa inteleaga caracteristicile functionale si limitarile fiecarui lubrifiant.
– Fluidele cu vascozitate redusa pot fi descrise ca subtiri si usoare.
– Fluidele cu vascozitate mare pot fi descrise ca groase si grele.
– Uleiul de motor cu vascozitate scazuta (0W-20) curge mai repede decat uleiul cu vascozitate mare (20W-50).
Vascozitatea este masurata cu meticulozitate prin ASTM D 445, ce implica turnarea fluidului intr-o sticla special conceputa si lasat sa se echilibreze la temperatura dorita. Timpul necesar scurgerii intr-un anumit volum determina vascozitatea. Alte metode de masurare a vascozitatii sunt utilizarea unui vascozimetru, ce masoara rezistenta la curgere, sau aplicarea formulelor matematice care tin cont de diversi factori, cum ar fi curgerea si rezistenta. Masurarea exacta este cruciala pentru a ne asigura ca produsele au consistenta si performanta dorite. Exista doua tipuri de vascozitate – fiecare cu o formula diferita de masurare.
Vascozitatea cinematica
Vascozitatea cinematica reprezinta rezistenta lubrifiantului la curgere si forfecare cauzate de gravitatie. Pentru a vizualiza, imagineaza-ti ca versi doua recipiente, unul cu apa si celalalt cu miere. Vascozitatea cinematica a fiecarui fluid guverneaza viteza cu care curge. Deoarece vascozitatea cinematica a apei este mai mica, aceasta curge mai repede.
Vascozitatea cinematica, masurata folosind metodologia ASTM D445, determina gradul de vascozitate la temperatura ridicata sau temperatura de functionare a unui ulei SAE – „30” din uleiul de motor 5W-30.
Testul de vascozitate cinematica incearca sa simuleze vascozitatea in conditii normale de functionare pentru un autoturism sau un camion usor. Testul se efectueaza la 100°C si/sau 40°C, in functie de sistemul de clasificare utilizat.
Valoarea la 100°C este folosita pentru a determina gradul de viscozitate SAE, prin masurarea timpului necesar uleiului pentru a curge complet dintr-un dispozitiv vascozimetru incalzit la 100°C. Timpul scurs in secunde este convertit in centistokes (cSt). Valorile mai mici reflecta uleiurile cu vascozitate mai usoara.
Vascozitatea dinamica (absoluta)
Vascozitatea dinamica este definita ca fiind rezistenta lubrifiantului la curgere, masurata prin rezistenta. Imagineaza-ti cantitatea de energie necesara pentru a deplasa un obiect solid prin fluid. E nevoie de mai putina energie pentru a amesteca apa decat pentru miere, dat fiind ca vascozitatea dinamica a apei este mai mica.
Vascozitatea dinamica este masurata prin testul CCS – Cold Crank Simulator (ASTM D5293). Vascozitatea dinamica determina gradul de vascozitate al uleiului la temperatura scazuta (iarna sau „W” – „5W” in uleiul de motor 5W-30). Cu cat valoarea „W” este mai mica, uleiul va curge mai repede cand este rece.
Testul de vascozitate CCS evalueaza cantitatea de energie necesara pentru a porni un motor la o temperatura anume; cu cat gradul de vascozitate este mai scazut, cu atat temperatura la care se efectueaza testul este mai scazuta. Testul atribuie o valoare in centipoise (cP), utilizata pentru a determina gradul de vascozitate.
Indicele de vascozitate
Indicele de vascozitate (VI) al unui fluid lubrifiant se refera la cat de mult se modifica vascozitatea fluidului din cauza temperaturii. Un VI ridicat (peste 95) indica faptul ca fluidul sufera o mica modificare a vascozitatii din cauza fluctuatiilor de temperatura, in timp ce un VI scazut indica o modificare relativ mare a vascozitatii.
Fluidele cu un indice de vascozitate ridicat ofera mai multa protectie componentelor critice intr-o gama larga de temperaturi, mentinand grosimea fluidului si a barierei de fluide necesare intre piese. Testul indicelui de vascozitate (ASTM D2270) se bazeaza pe vascozitatea cinematica a fluidului la 40°C si 100°C.
Fluidele sintetice au de obicei cifre mult mai mari ale indicelui de vascozitate, in comparatie cu fluidele conventionale, ceea ce inseamna ca ofera o protectie imbunatatita componentelor critice intr-o gama mai larga de temperaturi.
Calculatorul pentru indicele de vascozitate
Un calculator pentru indicele de vascozitate este un instrument, disponibil online, care ajuta la determinarea rapida a VI-ului unui fluid folosind vascozitatile sale la diferite temperaturi. Acest instrument este de nepretuit pentru oamenii de stiinta si ingineri care trebuie sa evalueze rapid performanta unui fluid in diferite conditii, asigurand selectia si utilizarea optima in diverse aplicatii.
Intelegerea vascozitatii si a diferitelor sale aspecte, cum ar fi indicele de vascozitate si conceptele de vascozitate dinamica si vascozitate cinematicea, este esentiala in numeroase aplicatii din diverse industrii. De la asigurarea curgerii fluide a uleiului intr-un motor pana la garantarea consistentei dorite a unui sos, vascozitatea joaca un rol vital in viata noastra de zi cu zi, influentand calitatea si functionalitatea numeroaselor produse si procese.
Sursa foto: Freepik.com
Foto: freepik
