Вязкость масла и температура: Вязкость масла 5w-30, таблица значений и способы измерений

Вязкость масла, определение ее значений

Вязкость — это одна из наиболее важных характеристик моторной смазки. Основной задачей данного материалаявляется недопущение трения «сухих» рабочих элементов при сохранении герметичности двигателя.

Описание понятия «вязкость масла»

Вязкость моторного масла — наиболее важный его параметр. Физический смысл данного свойства состоит в способности оставаться в виде защитной пленки на поверхностях элементов движка и в то же время обладать текучестью.

В связи с тем, что в рабочем моторе температура смазки непостоянна, колеблется в широких диапазонах, сложно обеспечить стабильность ее характеристик. При равномерной температуре тосола или антифриза, которую отражает шкала прибора, нагрев смазки в прогретом движке может доходить до 140 °C и выше, все зависит от нагрузок, получаемых силовым агрегатом.

При изготовлении смазочного материала задается конкретная вязкость автомобильного масла, обеспечивающая лучший коэффициент полезного действия для каждого вида мотора, с учетом допустимых эксплуатационных условий.

Зависимость густоты материала от температуры

Вязкость моторного масла является величиной непостоянной, имеющей переменные показания при разной температуре внутри движка.В процессе эксплуатации силовых моторов возникла необходимость определять зависимость вязкости масла от температуры.

В ассоциации инженеров SAE проводится классификация масел по вязкости в зависимости от различных температур. Разработанная таблица вязкости позволяет определить границы возможных значений температуры, в которых эксплуатация данного силового агрегата не представляется опасной при использовании смазочного материала, имеющего определенные параметры.

Классификация моторных масел по вязкости помогает произвести правильный выбор при покупке смазочного вещества. В зависимости от интервалов температур в специальный документ занесена вязкость моторного масла, таблица является вспомогательным инструментом для получения необходимой информации.

Индекс вязкости моторного масла по SAE должен обозначаться в зависимости от ее величин при 100°C и 150°C в соответствии с таблицей. Определение вязкости масла при помощи данных, размещенных в таблице, не представляет сложностей.

Обозначения в маркировке смазочных веществ

Маркировка моторной жидкости содержит аббревиатуру SAE, затем идут числовые и буквенные обозначения. Например, наиболее часто используется обозначение марки всесезонного средства SAE 5W — 40. Что означают цифры в данной надписи? Чтобы расшифровать надпись, нужно отнять 40 от 5, получится минус 35°C — при таком значении температуры можно запускать холодный двигатель. Латинская буква W означает зимний вид, первая буква слова Winter.

Цифры, стоящие после буквы W, указывают на густоту смазочного материала при повышении температуры. Чем это число больше, тем более высокой вязкостью будет обладать смазывающая жидкость в работающем двигателе при возрастании температуры. Для определения, подходит ли данное средство для конкретного мотора, необходимо воспользоваться информацией, содержащейся в документации на автомобиль.

Степень вязкости моторного масла указана на этикетке, размещенной на канистре.

Выбор подходящей густоты смазки

Автовладельцы часто задаются вопросом, какую вязкость масла выбрать. Существует общее мнение о том, что чем выше вязкость моторного масла при повышенных температурах, тем лучше работает двигатель. Такое утверждение справедливо для езды на автомобилях спортивных моделей. Но для деталей моторов обычных машин густой вид смазки может стать губительным.

Чтобы не ошибиться при покупке смазочного средства, выбрать вязкость, являющуюся оптимальной, необходимо изучить рекомендации производителей, размещенные в сервисной книжке. Использовать моторные масла, имеющие непредусмотренную вязкость для данного вида автомобиля и его мотора, крайне нежелательно.

При производстве автомобиля учитываются допустимые режимы эксплуатации двигателя. Исходя из этого даются рекомендации по параметрам густоты смазочных материалов, оптимальным для данного силового агрегата. Только при применении правильной смазки двигатель будет стабильно работать.

На правильность выбора моторного средства не должны оказывать влияния следующие данные:

1. Дата выпуска автомобиля.
2. Количество пройденных километров.
3. Стиль вождения.
4. Материальные возможности автовладельца.
5. Некомпетентность обслуживающего персонала СТО.

Параметры заливаемой смазочной жидкости должны соответствовать требованиям, выдвинутым разработчиками данного силового агрегата.

Динамика изменения густоты смазки, кинематическая вязкость

Работа двигателя находится в прямой зависимости не только от абсолютной густоты смазочных материалов, но и от такого показателя, как динамическая вязкость масла, изменяющаяся при определенных скачках рабочей температуры, присущих данному мотору.

Выбирая нужную смазку, необходимо помнить, что динамика должна подходить к конструктивным особенностям данного движка.

Повышенная вязкость моторного масла приводит к таким негативным последствиям:

• рост рабочей температуры двигателя;
• ускоренный износ деталей;
• быстрое окисление и выход из строя смазки, приводящее к частой замене.

Снижение высокотемпературной густоты автомасел ниже рекомендуемого уровня более опасно для силового агрегата, чем ее завышение. При схожем индексе по SAE такие виды смазки имеют классы качества ACEAA1/B1, ACEAA5/B5. Данные смазочные материалы используются только в специальных моторах.

Обычные двигатели не рассчитаны на низкий класс вязкости моторных масел. Высокие температуры и обороты мотора приводят к интенсивному истончению созданной защитной пленки на трущихся поверхностях. Смазка становится неэффективной, расход смазочной жидкости увеличивается в результате ускоренного выгорания. В таких условиях высока опасность заклинивания мотора.

Если сервисная книжка или инструкция по эксплуатации автомобиля не содержат рекомендаций по применению моторных масел, относящихся к классам ACEAA1/B1, ACEAA5/B5, то применять их для своего авто нежелательно.

Кинематическая вязкость масла — это показатель, характеризующий те свойства масла, что присущи ему при нормальной и повышенной температуре, 40°C и 100°C соответственно. Данный параметр измеряется в сантистоксах.

Масла низкой вязкости

Кроме привычной классификации вязкости масел по SAE, автомеханиками используется современный индекс HTHS, учитывающий высокотемпературную вязкость при высокой скорости сдвига. С помощью данного показателя определяется толщина защитной пленки при высоких температурах смазки.

Исходя из данной классификации, моторные масла делятся на маловязкие и полновязкие. Числовое значение коэффициента HTHS указывает на степень защитных и энергосберегающих качеств смазки.

В связи с жесткими требованиями экологов в странах Европы и Японии к количеству вредных выбросов автопроизводители вынуждены использовать маловязкие сорта моторных смазочных материалов. Применение энергосберегающих масел приводит к снижению трения в двигателях, что способствует уменьшению потребления горючего и выделения в атмосферу углекислого газа.

Знакомство со стабилизаторами густоты масла

В процессе эксплуатации моторная смазка претерпевает изменение, теряет необходимую вязкость. Стабилизатор вязкости масла, предназначен для восстановления утраченных полезных свойств и доведения густоты до необходимых величин. Использование стабилизаторов показано для силовых агрегатов любого вида, имеющих среднюю либо высокую степень износа.

При использовании данного средства улучшаются такие показатели:

• увеличивается вязкость масла;
• снижается давление в системе смазки;
• исчезают шумовые эффекты работающего мотора;
• резкое уменьшение количества вредных выхлопных газов;
• приостанавливается разжижение и окисление смазочного материала;
• трущиеся поверхности покрываются защитной пленкой;
• снижается образование нагаров в цилиндрах.

Благодаря простоте использования и получаемому эффекту стабилизаторы вязкости смазочных материалов нашли широкое применение среди автолюбителей.

Особенности масловязких гидравлических масел

Низко застывающие масловязкие жидкости типа гидравлического либо турбинного масла, используются для смазки трущихся деталей в северных широтах при сверхнизких температурах.

Минимальная вязкость гидравлического масла увеличивает надежность системы смазки. Если правильно подобрать марку вещества, масляный насос стабильно получает смазку, создается оптимальное гидравлическое сопротивление, что способствует выравниванию мощности и замедлению износа элементов мотора.

Масловязкие моторные жидкости обладают неоспоримыми преимуществами. К плюсам жидкостей 5W-20, OW-40 относятся следующие факторы:

1. Уменьшение выбросов углекислого газа в атмосферу.
2. Существенная экономия топлива.
3. Высокая эффективность охлаждения двигателя за счет быстрой циркуляции жидкости.

Вязкость растительных масел

В производственных целях в качестве смазочных веществ используются также смазки растительного происхождения:

1. Подсолнечное
2. Касторовое

Как определить вязкость растительных масел? Коэффициент вязкости касторового масла, подсолнечного и другого растительного масла определяется при помощи специальных установок в лабораторных условиях.

Использование машинных смазок в производстве

Веретенный машинный вид смазки имеет низкую вязкость, применяется в слабонагруженных механизмах, работающих на высоких скоростях (текстильное производство).

Турбинная жидкость используется для смазки и охлаждения подшипников в механизмах турбинного типа:

• газовая либо паровая турбина;
• гидравлическая турбина;
• турбокомпрессорный привод.

Определяющий фактор турбинной смазки — это ее устойчивость против окисления, способствующая стойкой защите металлических элементов, входящих в действующий механизм. Благодаря уникальным свойствам турбинной смазки продлевается срок эксплуатации механизмов.

Широкую популярность приобретает ВМГЗ, обозначение должно расшифровываться как всесезонное масло гидравлическое загущенное. Данное средство используется в технических устройствах, оснащенных гидравлическими приводами, работающих в северных районах. Уникальный продукт ВМГЗ, определяемый как вещество, обладающее минимальной динамической вязкостью, обеспечивает стабильную работу техники.

Ойлрайт — это графитная смазка, имеющая водостойкую консистенцию, используемая для обработки и консервации деталей. Данный продукт сохраняет свои свойства при температуре от минус 20°С до плюс 70°С.

OILRIGHT применяется для покрытия ответственных узлов автомобилей и механизмов, деталей из нержавеющей стали, сохраняет прокат, годится для борьбы со скрипами и для защиты металлических поверхностей от коррозии. Под воздействием данного средства пластмассовые и резиновые части механизмов не должны становиться разбухшими и пористыми.

Проверка чистоты моторной жидкости

Измерение степени загрязненности моторных масел посторонними включениями производят под действием ультразвука при помощи специальных устройств. Основным недостатком проверок данного вида является невозможность проведения оперативного анализа моторной жидкости непосредственно в силовом агрегате. Ультразвуковой метод диагностики смазочного материала возможен только в условиях лаборатории.

классификация по SAE и API

Доброго всем времени суток! С Вами снова Андрей Кульпанов. В прежних публикациях мы уже уделяли время характеристикам автомобильной смазки и необходимости контроля ее уровня в системах. Что такое вязкость моторного масла? Это еще один важнейший критерий, который необходимо учитывать при эксплуатации в летние и зимние месяцы.

   Как классифицируют автомобильную смазку

Это важнейшее свойство, которое может изменяться в зависимости от температуры окружающего воздуха. Соответственно, это оказывает влияние и на температурный диапазон, в котором приходится работать двигателю внутреннего сгорания. Когда речь идет о низких температурах, то для запуска мотора и прокачивания насосом смазки по системе, смазка не должна обладать высокой вязкостью. В то же время, в жаркую погоду она должна обеспечивать создание смазочной пленки на трущихся частях и деталях.

Итак, основные индексы вязкости масел, находящиеся на слуху: 5W-30, 5W-40, 10W-40 и так далее. Мы писали о них ранее подробно. В то же время, что означает подобная градация на практике:

• зимние виды масел должны обладать небольшой вязкостью, чтобы дать быстрый пуск силовому агрегату в холодную погоду. При этом, они не дают надежную защиту при высокой температуре воздуха;
• летние разновидности не могут гарантировать запуск, в случае, когда столбик термометра падает ниже 0 °С. Зато их высокая вязкость дает хорошую смазку трущимся деталям;
• всесезонные в жару отличаются вязкостью летней смазки, а в морозы их вязкость на уровне зимних типов смазки. Они все больше вытесняют с рынка другие разновидности из-за своей универсальности и отсутствия необходимости замены дважды в год перед наступлением каждого сезона.

   Учимся выбирать правильно — основные стандарты

Чтобы выбрать правильный индекс, необходимо учитывать требования конкретного производителя, которые распространяются на основные рабочие жидкости автомобиля. Благодаря различным добавкам заводы-изготовители изменяют свойства масел, делая их более универсальными для эксплуатации. Особенно важно придерживаться рекомендаций обладателям автомобилей, которые обладают изрядным пробегом.

Существует и специальная маркировка, которая применяется Обществом Автомобильных Инженеров (на английском языке эта аббревиатура выглядит как SAE). Данная организация разработала собственные стандарты, регулирующие показатели вязкости. На них и ориентируются сегодня. Не нужно считать ни в коем случае, что это расшифровка бренда производителя.

Итак, основные стандартные нормативы касаются таких показателей смазки, как:

• прокачиваемость, которая говорит о том, насколько быстро масло сможет поступать к трущимся деталям и какова вероятность выхода двигателя из строя из-за проворачивания вкладышей. Другими словами, речь идет об условиях поступления масла при холодном пуске;
• вязкость. Этот показатель замеряется по температуре в разных режимах эксплуатации. От него будет зависеть износ мотора и его экономичность;
• пусковые качества. Дают понятие о сопротивлении при запуске и скорости выхода на необходимое число оборотов. Устанавливаются отдельно при высоких либо при низких температурах окружающей среды.

   Международные нормативы и характеристики

На сегодняшний день маркировка по SAE включает в себя 5 летних и 6 зимних разновидностей смазки для двигателя. Обозначение W означает, что они рассчитаны на зимние температуры, ведь W — это первая литера слова win­ter (зима). Чем более высоким является число перед буквой, тем большей вязкости будет жидкость. Если же чисел два, и одно стоит перед литерой, а другое после, значит, речь идет о всесезонной продукции.

Именно от этого показателя будет зависеть температурный диапазон, в котором масло обеспечит двигателю запуск без предварительного принудительного подогрева системы. А еще это говорит о том, насколько беспрепятственно оно сможет поступать к отдельным механизмам, и насколько легко оно будет качаться масляным насосом. Вязкость может меняться в сотни и даже тысячи раз при различных температурах. Вот почему сезонную смазку необходимо менять дважды в год. По этой же причине производители постепенно уходят от нее, добиваясь оптимального соотношения своей продукции благодаря введению в состав полимерных присадок.

Еще одна известная система классификации называется «по API», которую внедрил американский институт топлива в 1969 году. Основное подразделение и обозначение смазки у них следующее:

• литера S означает, что масло создано под бензиновый мотор;
• литера C по аналогии — для дизельных агрегатов.

Кроме того, эта организация выделила несколько классов масел, в том числе, и для турбированных или многоклапанных моторов. Такая продукция должна обладать повышенной защитой от износа деталей двигателя и их преждевременного окисления. Моторные масла также классифицируются по показателям энергосбережения.

В этой статье мы постарались донести до автолюбителей о том, насколько важным является показатель вязкости моторной смазки, и чем отличаются различные виды такой продукции. Надеемся, что Вам довелось ознакомиться с новой и полезной для себя информацией. Читайте следующие публикации сайта. Пока!

С уважением, автор блога Андрей Кульпанов

Место для контестной рекламы

Автор:Admin

Высокотемпературная вязкость HTHS моторных масел

Для оценки вязкости моторного масла при высокой температуре существует один важный вязкостной параметр — вязкость при высокой температуре и высокой скорости сдвига HTHS (High Temperature High Shear). Этот параметр измеряется в мПа*с при температуре 150°С, где скорость сдвига равна 106 c-1. Он наилучшим образом прогнозирует эффективность использования топлива и более точно имитирует поведение смазки двигателя в условиях все более жесткой эксплуатации.

Один из способов понять, что такое HTHS — представить, что вы пытаетесь плыть. Если пленка слишком толстая, вам сложно двигаться и нужно использовать много энергии. И наоборот, если масло слишком жидкое, то вы будете опускаться на дно. Поэтому важен правильный баланс. Масло должно быть достаточно густым, чтобы выдерживать разделение движущихся частей, но достаточно тонким, чтобы обеспечивать топливную экономичность.

Как измеряется HTHS?

Одним из методов, используемых для измерения вязкости HTHS, является ASTM D4683, официально называемый стандартным методом испытаний для измерения вязкости новых и бывших в употреблении моторных масел при высокой скорости сдвига и высокой температуре с помощью вискозиметра с коническим подшипником при 150 ° C.

Смазка двигателя вводится между ротором и статором при температуре испытания 150 ° C. Ротор испытывает реактивный крутящий момент на сопротивление масла потоку (вязкое трение), и этот уровень отклика крутящего момента используется для определения вязкости HTHS. Вязкость HTHS, измеренная по стандарту ASTM D4683, соответствует вязкости, обеспечивающей гидродинамическую смазку в двигателях малой и большой мощности.

Измеренное число из теста ASTM D4683 дает временную потерю вязкости смазочного материала при высоком сдвиге при повышенных температурах, характерную для условий работы двигателя. Чем ниже это число, тем ниже вязкость HTHS масла и тем выше ожидаемый выигрыш в эффективности использования топлива. Измеренная в миллипаскалях в секунду (мПа · с) вязкость HTHS также обычно указывается в сантипуазах (сП).

Значение HTHS	Категория масел по ACEA
HTHS ≤3,5 мПа-с	масло категории A3/B4, C3, C4, E4, E6, E7, E9
HTHS ≥2,9 и ≤3,5 мПа-с	масло категории A5/B5 и A1/B1 и вязкостью 5W-30, а также С1 и С2.
HTHS ≥2,6 и ≤2,9 мПа-с	масла категории ACEA A1/B1 и вязкостью 0W-20 / 5W-20
HTHS ≥ 2,4 и ≤2,6 мПа-с	масла вязкости 0W-16 и 5W-16

Таблица «HTHS моторных масел»

Толще или тоньше?

Чем выше параметр HTHS, тем толще масляная пленка. Ранее считалось, что чем она толще, тем лучше защита двигателя. Однако в новейших двигателях зазоры между трущимися деталями настолько малы, что гидродинамический принцип смазки уступил место граничному и даже контактному. В зонах трения в качестве противоизносного вещества работают специальные присадки, например, трехядерный органический молибден (MoDTC), ZDPP (цинковая присадка) или моноолеат глицерина.

Традиционно, смазочные материалы для тяжелонагруженных дизельных двигателей имели минимальную вязкость HTHS 3,5 сП. Но в последнее время все больше OEM-масел, работающих в тяжелых условиях, имеют вязкость HTHS ниже 3,2 сП.

Наиболее вредны масла с низким HTHS для изношенных двигателей. Дело в том, что абразивные частицы, которые, как правило, присутствуют в не новом двигателе, могут привести к тому, что тонкая масляная плёнка разрывается и начинается незащищённое трение, которое потом приводит к очень быстрому выходу деталей из строя. Слишком большие зазоры и неоптимальный режим работы топливной системы, работа мотора на малых оборотах и в режиме прогрева, приводят к тому, что топливо попадает в масло, снижая и без того малую вязкость и ухудшая его смазочные свойства.

В 1997 году научно-исследовательским центром Toyota было проведено исследование влияния вязкости HTHS на износ деталей цилиндропоршневой группы при работе в разных температурных режимах. Масла проверялись на двигателе Toyota 1.6 DOHC. Исследование показало, что при использовании масел с HTHS ниже 2.4 мПаС и при температуре масла 90 °С износ поршневых колес увеличивается только в том случае, если обороты двигателя превышают 5000 об/мин. А вот при температуре масла 130 °С резкое усиление износа поршневых колец происходит при использовании масла с HTHS от 2. 6 мПа*С, начиная с 2000 об/мин, в то время как масла с вязкостью HTHS от 3 мПа*С и выше продолжают защищать кольца даже при такой высокой температуре.

Вязкость масла — PetroWiki

Абсолютная вязкость является мерой внутреннего сопротивления жидкости потоку. Для жидкостей вязкость соответствует неформальному понятию «толщина». Например, мед имеет более высокую вязкость, чем вода.

Любой расчет, связанный с движением жидкостей, требует значения вязкости. Этот параметр необходим для условий, начиная от наземных систем сбора и заканчивая резервуаром. Можно ожидать, что корреляции для расчета вязкости позволят оценить вязкость в диапазоне температур от 35 до 300 ° F.

Ньютоновские жидкости

Жидкости, вязкость которых не зависит от скорости сдвига, описываются как ньютоновские жидкости. Корреляции вязкости, обсуждаемые на этой странице, применимы к ньютоновским жидкостям.

Факторы, влияющие на вязкость

Основными факторами, влияющими на вязкость, являются:

• Состав масла
• Температура
• Растворенный газ
• Давление

Состав масла

Обычно состав нефти описывается только плотностью API. Использование плотности в градусах API и характеристического фактора Ватсона обеспечивает более полное описание нефти. Таблица 1 показывает пример масла с плотностью 35 ° API, который указывает на взаимосвязь вязкости и химического состава, напоминая, что характеристический фактор 12,5 отражает высокопарафиновые масла, а значение 11,0 указывает на нафтеновое масло. Очевидно, что химический состав, помимо плотности в градусах API, играет роль в поведении вязкости сырой нефти. На рис. 1 показано влияние характеристического фактора сырой нефти на вязкость мертвой нефти. В целом характеристики вязкости предсказуемы. Вязкость увеличивается с уменьшением удельного веса по API сырой нефти (при условии, что коэффициент характеристики Ватсона постоянен) и с понижением температуры. Воздействие растворенного газа заключается в снижении вязкости. Выше давления насыщения вязкость увеличивается почти линейно с давлением. На рис. 2 представлена ​​типичная форма вязкости пластовой нефти при постоянной температуре.

• Рис. 1 — Вязкость мертвого масла в зависимости от плотности в градусах API и характеристического коэффициента Ватсона.

• Рис. 2 — Типовая кривая вязкости масла.

Расчет вязкости

Для расчета вязкости живых пластовых масел требуется многоступенчатый процесс, включающий отдельные корреляции для каждого этапа процесса. Вязкость мертвой или безгазовой нефти определяется как функция плотности и температуры сырой нефти по API.Вязкость насыщенной газом нефти определяется как функция вязкости мертвой нефти и газового фактора раствора (ГФ). Вязкость ненасыщенной нефти определяется как функция вязкости газонасыщенной нефти и давления выше давления насыщения.

Фиг. 3 и 4 суммируют все корреляции вязкости мертвого масла, описанные в таблицах 2 и 3 . ^{[1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9] [10] [11] [12] [13] [14] [15] [16] [17] [18] [19] [20]} ) ^{[21] [22] [23] [24] [25]} Результаты, предоставленные Рис. 4 показывают, что метод, предложенный в Стандарте ^[23] , не подходит для сырой нефти с плотностью менее 28 ° API. Аль-Кафаджи и др. Метод ^[10] не подходит для сырой нефти с плотностью менее 15 ° API, в то время как метод Беннисона ^[21] , разработанный в основном для нефти Северного моря с низкой плотностью API, не подходит для нефти с плотностью выше 30 ° API. .

• Рис. 3 — Зависимость вязкости мертвого масла от температуры.

• Фиг.4 — Вязкость мертвого масла в зависимости от плотности в градусах API.

Сравнение различных методов

На рис. 5 представлен аннотированный список наиболее часто используемых методов корреляции для расчета вязкости. Результаты иллюстрируют тенденцию изменения вязкости и температуры мертвого масла. При понижении температуры вязкость увеличивается. При температурах ниже 75 ° F метод Беггса и Робинсона ^[5] значительно переоценивает вязкость, тогда как метод Стэндинга фактически показывает снижение вязкости. Эти тенденции делают эти методы непригодными для использования в диапазоне температур, связанном с трубопроводами. Метод Била ^{[3] [4]} был разработан на основе наблюдений за вязкостью мертвого масла при 100 и 200 ° F и имеет тенденцию недооценивать вязкость при высокой температуре. Корреляции вязкости мертвой нефти несколько неточны, потому что они не учитывают химическую природу сырой нефти. Только методы, разработанные Стэндингом ^[23] и Фитцджеральдом ^{[18] [19] [20]} , учитывают химическую природу сырой нефти за счет использования характеристического фактора Ватсона.Метод Фитцджеральда был разработан для широкого диапазона условий, как подробно описано в таблицах 2, и 3 , и является наиболее универсальным методом, подходящим для общего использования корреляций, перечисленных в этой таблице. Глава 11 Справочника технических данных API — Переработка нефти ^[19] включает график, показывающий область применимости метода Фитцджеральда.

• Рис. 5 — Аннотированный список обычно используемых корреляций вязкости мертвого масла.

Метод Андраде ^{[1] [2]} основан на наблюдении, что логарифм вязкости, нанесенный на график в зависимости от обратной абсолютной температуры, образует линейную зависимость от точки несколько выше нормальной точки кипения до точки, близкой к точке замерзания масла, как показано на рис. 6 . Метод Андраде применяется посредством использования измеренных точек данных вязкости мертвого масла, полученных при низком давлении и двух или более температурах. Данные следует получать при температурах в интересующем диапазоне.Этот метод рекомендуется при наличии данных о вязкости мертвого масла.

• Рис. 6 — Вязкость мертвого масла в зависимости от обратной абсолютной температуры.

Методы определения вязкости масла до точки пузыря

Таблицы 4 и 5 ^{[5] [7] [8] [10] [11] [12] [13] [14] [15] [16] [17] [22] [23] [24] [25] [26] [27] [28] ) [29]} предоставляют полный обзор методов определения вязкости нефти до точки кипения.

Корреляции для вязкости масла при температуре кипения обычно принимают форму, предложенную Чу и Конналли. ^[26] Этот метод формирует корреляцию с вязкостью мертвого масла и газовым фактором раствора, где A и B определяются как функции газового фактора раствора.

……………….. (1)

Фиг. 7 и 8 показаны корреляции для параметров A и B, разработанные разными авторами. Фиг.9 показано влияние параметров корреляции A и B на прогноз вязкости. Этот график был разработан для вязкости мертвого масла 1,0 сП, чтобы можно было изучить влияние газового фактора раствора. Корреляции, предложенные Labedi, ^{[7] [8]} Khan et al. , ^[28] и Almehaideb ^[29] специально не используют вязкость мертвого масла и газовый фактор раствора и не были включены в этот график.

• Фиг.7– Параметр корреляции вязкости при температуре пузыря A.

• Рис. 8 — Параметр корреляции вязкости при температуре пузыря B.

• Рис. 9 — Вязкость масла до точки пузыря в зависимости от газового фактора раствора.

Корреляция для недонасыщенного масла

Когда давление повышается выше точки кипения, масло становится недонасыщенным. В этой области вязкость масла увеличивается почти линейно с увеличением давления. Таблицы 6 и 7 ^{[3] [4] [7] [8] [11] [12] [13] [14] [ 15] [16] [17] [19] [22] [25] [29] [30] [31] [32] [ 33]} предоставляют корреляции для моделирования вязкости ненасыщенной нефти. Рис. 10 представляет собой визуальное сравнение методов.

• Рис. 10 — Вязкость ненасыщенного масла в зависимости от давления.

Номенклатура

μ ob	=	Вязкость масла при температуре кипения, м / л, сП
мкм од	=	Вязкость мертвого масла, м / л, сП

Список литературы

1. ↑ ^{1.0 1,1} Andrade, E.N. да C. 1930. Вязкость жидкостей. Природа 125: 309–310. http://dx.doi.org/10.1038/125309b0
2. ↑ ^{2,0 2,1} Reid, R.C., Prausnitz, J.M., и Sherwood, T.K. 1977. Свойства газов и жидкостей, третье издание, 435–439. Нью-Йорк: Высшее образование Макгроу-Хилла.
3. ↑ ^{3,0 3,1 3,2} Бил, К. 1970. Вязкость воздуха, воды, природного газа, сырой нефти и ее попутных газов при температурах и давлениях нефтяного месторождения, No.3, 114–127. Ричардсон, Техас: Серия репринтов (Оценка нефтегазовой собственности и оценка запасов), SPE. Ошибка цитирования: недопустимый тег ; имя «r3» определено несколько раз с разным содержанием Ошибка цитирования: недопустимый тег ; имя «r3» определено несколько раз с разным содержанием
4. ↑ ^{4,0 4,1 4,2} Стоя, М. 1981. Объемное и фазовое поведение углеводородных систем нефтяных месторождений, девятое издание. Ричардсон, Техас: Общество инженеров-нефтяников AIME
5. ↑ ^{5.0 5,1 5,2} Beggs, H.D. и Робинсон, Дж. Р. 1975. Оценка вязкости нефтяных систем. J Pet Technol 27 (9): 1140-1141. SPE-5434-PA. http://dx.doi.org/10.2118/5434-PA
6. ↑ Glasø, Ø. 1980. Обобщенные корреляции давления, объема и температуры. J Pet Technol 32 (5): 785-795. SPE-8016-PA. http://dx.doi.org/10.2118/8016-PA
7. ↑ ^{7,0 7,1 7,2 7,3} Лабеди Р. 1982. PVT-корреляция африканской сырой нефти.Кандидатская диссертация. 1982 г. Докторская диссертация, Колорадская горная школа, Ледвилл, Колорадо (май 1982 г.).
8. ↑ ^{8,0 8,1 8,2 8,3} Лабеди, Р. 1992. Улучшенные корреляции для прогнозирования вязкости легкой нефти. J. Pet. Sci. Англ. 8 (3): 221-234. http://dx.doi.org/10.1016/0920-4105(92)
9. -Y
10. ↑ Нг, J.T.H. и Эгбогах, Э. 1983. Улучшенная корреляция вязкости и температуры для сырой нефти. Представлено на ежегодном техническом совещании, Банф, Канада, 10–13 мая.PETSOC-83-34-32. http://dx.doi.org/10.2118/83-34-32
11. ↑ ^{10,0 10,1 10,2} Аль-Хафаджи, А.Х., Абдул-Маджид, Г.Х. и Хассун, С.Ф. 1987. Корреляция вязкости для мертвой, живой и ненасыщенной сырой нефти. J. Pet. Res. (Декабрь): 1–16.
12. ↑ ^{11,0 11,1 11,2} Петроски Г. Jr. 1990. PVT-корреляции для сырой нефти Мексиканского залива. Магистерская диссертация. 1990 г. Докторская диссертация, Университет Юго-Западной Луизианы, Лафайет, Луизиана.
13. ↑ ^{12,0 12,1 12,2} Петроски Г. Младший и Фаршад, Ф.Ф. 1995. Корреляции вязкости для сырой нефти Мексиканского залива. Представлено на симпозиуме SPE по производственным операциям, Оклахома-Сити, Оклахома, США, 2-4 апреля. SPE-29468-MS. http://dx.doi.org/10.2118/29468-MS
14. ↑ ^{13,0 13,1 13,2} Kartoatmodjo, R.S.T. 1990. Новые корреляции для оценки свойств жидких углеводородов. Диссертация на степень магистра, Университет Талсы, Талса, Оклахома.
15. ↑ ^{14,0 14,1 14,2} Kartoatmodjo, T.R.S. и Шмидт, З. 1991. Новые корреляции физических свойств сырой нефти, Общество инженеров-нефтяников, незапрошенная статья 23556-MS.
16. ↑ ^{15,0 15,1 15,2} Картоатмоджо, Т. и З., С. 1994. Большой банк данных улучшает грубые корреляции физических свойств. Oil Gas J. 92 (27): 51–55.
17. ↑ ^{16,0 16,1 16,2} Де Гетто, Г. и Вилла, М. 1994. Анализ надежности на корреляции PVT. Представлено на Европейской нефтяной конференции, Лондон, Великобритания, 25-27 октября. SPE-28904-MS. http://dx.doi.org/10.2118/28904-MS
18. ↑ ^{17,0 17,1 17,2} Де Гетто, Г., Паоне, Ф. и Вилла, М., 1995. Корреляция давления-объема-температуры для тяжелых и сверхтяжелых масел. Представлено на Международном симпозиуме по тяжелой нефти SPE, Калгари, 19-21 июня. SPE-30316-MS. http://dx.doi.org/10.2118/30316-MS
19. ↑ ^{18,0 18,1} Фитцджеральд, Д.Дж. 1994. Метод прогнозирования для оценки вязкости неопределенных углеводородных жидких смесей. Докторская диссертация, Государственный университет Пенсильвании, Государственный колледж, Пенсильвания.
20. ↑ ^{19,0 19,1 19,2 19,3} Daubert, T.E. и Даннер, Р. П. 1997. Книга технических данных API — Переработка нефти, 6-е издание, гл. 11. Вашингтон, округ Колумбия: Американский институт нефти (API).
21. ↑ ^{20.0 20,1} Саттон, Р.П. и Фаршад, Ф. 1990. Оценка полученных эмпирическим путем PVT свойств для сырой нефти Мексиканского залива. SPE Res Eng 5 (1): 79-86. SPE-13172-PA. http://dx.doi.org/10.2118/13172-PA
22. ↑ ^{21,0 21,1} Беннисон Т. 1998. Прогноз вязкости тяжелой нефти. Представлено на конференции IBC по разработке месторождений тяжелой нефти, Лондон, 2–4 декабря.
23. ↑ ^{22,0 22,1 22,2} Эльшаркави, А. и Алихан А.A. 1999. Модели для прогнозирования вязкости ближневосточной сырой нефти. Топливо 78 (8): 891–903. http://dx.doi.org/10.1016/S0016-2361(99)00019-8
24. ↑ ^{23,0 23,1 23,2 23,3} Whitson, C.H. и Брюле, М.Р. 2000. Фазовое поведение, № 20, гл. 3. Ричардсон, Техас: Серия монографий Генри Л. Доэрти, Общество инженеров-нефтяников.
25. ↑ ^{24,0 24,1} Бергман Д.Ф. 2004. Не забывайте вязкость. Представлено на 2-м ежегодном симпозиуме по разработке месторождений Совета по передаче нефтяных технологий, Лафайет, Луизиана, 28 июля.
26. ↑ ^{25,0 25,1 25,2} Диндорук Б. и Кристман П.Г. 2001. PVT-свойства и корреляции вязкости нефтей Мексиканского залива. Представлено на Ежегодной технической конференции и выставке SPE, Новый Орлеан, 30 сентября — 3 октября. SPE-71633-MS. http://dx.doi.org/10.2118/71633-MS
27. ↑ ^{26,0 26,1} Chew, J. and Connally, C.A. Jr. 1959. Корреляция вязкости для газонасыщенной сырой нефти. В трудах Американского института инженеров горной, металлургической и нефтяной промышленности, Vol.216, 23. Даллас, Техас: Общество инженеров-нефтяников AIME.
28. ↑ Азиз, К. и Говье, Г.В. 1972. Падение давления в скважинах, добывающих нефть и газ. J Can Pet Technol 11 (3): 38. PETSOC-72-03-04. http://dx.doi.org/10.2118/72-03-04
29. ↑ ^{28,0 28,1} Хан, С.А., Аль-Мархун, М. А., Даффуа, С.О. и другие. 1987. Корреляции вязкости для сырой нефти Саудовской Аравии. Представлен на выставке Middle East Oil Show, Бахрейн, 7-10 марта. SPE-15720-MS. http://dx.doi.org/10.2118/15720-МС
30. ↑ ^{29,0 29,1 29,2} Almehaideb, R.A. 1997. Улучшенная корреляция PVT для сырой нефти ОАЭ. Представлено на выставке и конференции Middle East Oil Show, Бахрейн, 15-18 марта. SPE-37691-MS. http://dx.doi.org/10.2118/37691-MS Ошибка цитирования: недопустимый тег ; имя «r29» определено несколько раз с разным содержанием Ошибка цитирования: недопустимый тег ; имя «r29» определено несколько раз с разным содержанием
31. ↑ Кузель, Б.1965. Как давление влияет на вязкость жидкости. Hydrocarb. Процесс. (Март 1965 г.): 120.
32. ↑ Васкес М.Э. 1976. Корреляции для предсказания физических свойств жидкости. Диссертация на степень магистра, Университет Талсы, Талса, Оклахома.
33. ↑ Васкес, М. и Беггс, Х.Д. 1980. Корреляции для предсказания физических свойств жидкости. J Pet Technol 32 (6): 968-970. SPE-6719-PA. http://dx.doi.org/10.2118/6719-PA
34. ↑ Абдул-Маджид, Г.Х., Кларк, К.К. и Салман, Н.Х. 1990. Новая корреляция для оценки вязкости ненасыщенной сырой нефти.J Can Pet Technol 29 (3): 80. PETSOC-90-03-10. http://dx.doi.org/10.2118/90-03-10

Интересные статьи в OnePetro

Используйте этот раздел, чтобы перечислить статьи в OnePetro, которые читатель, желающий узнать больше, обязательно должен прочитать

Внешние ссылки

Используйте этот раздел для предоставления ссылок на соответствующие материалы на других веб-сайтах, кроме PetroWiki и OnePetro.

См. Также

Вязкость газа

Трение жидкости

Плотность масла

Свойства нефтяной жидкости

PEH: Масло_Система_Взаимосвязи

Свойства нефтяного флюида — PetroWiki

В идеале свойства флюида, такие как давление пузырька, соотношение газ / нефть раствора, коэффициент объема пласта и другие, определяются на основе лабораторных исследований, разработанных для дублирования интересующих условий. Однако экспериментальные данные довольно часто недоступны, потому что репрезентативные образцы не могут быть получены или продуктивный горизонт не оправдывает затрат на углубленное изучение пластового флюида. В этих случаях свойства давление-объем-температура (PVT) должны определяться по аналогии или с использованием корреляций, полученных эмпирическим путем. На этой странице представлены эти корреляции и приведены ссылки на более подробные вычисления.

Свойства масла

Подсчет запасов в нефтяном пласте или определение его характеристик требует знания физических свойств флюида при повышенных давлении и температуре.Первостепенное значение имеют давление насыщения, газовый фактор (газовый фактор) раствора и коэффициент объема пласта (FVF). Кроме того, вязкость и межфазное или поверхностное натяжение должны быть определены для расчетов, включающих поток нефти через трубу или пористую среду.

Ключевые свойства нефти, которые обычно необходимы для понимания коллектора и его продуктивности:

Таблица 1 ^{[1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9] [10] [11] [12] [13] [14] [15] [16] [17] [18] [19]} ) ^{[20] [21] [22] [23] [24] [25] [26] [27] [28]} суммирует рекомендуемые методы для определение общего использования каждого имущества. Эти рекомендации основаны на эффективности корреляции, полученной на основе общего набора данных, или на опыте автора, полученном при использовании различных корреляций в течение нескольких лет.

При выборе подходящих методов для выполнения расчетов для конкретного коллектора важно учитывать характеристики самой сырой нефти — ее плотность, содержание асфальтенов или парафинов и т. Д. См. «Характеристики сырой нефти» вместе с оговорками, обсуждаемыми в связи с обсуждение каждого свойства.

Список литературы

1. ↑ Lasater, J.A. 1958. Корреляция давления в точке пузыря. J Pet Technol 10 (5): 65–67. SPE-957-G. http://dx.doi.org/10.2118/957-G.
2. ↑ Аль-Шаммаси, A.A. 2001. Обзор корреляций между давлением точки пузыря и объемным фактором нефтедобычи. SPE Res Eval & Eng 4 (2): 146-160. SPE-71302-PA. http://dx.doi.org/10.2118/71302-PA
3. ↑ Веларде, Дж., Близингейм, Т.А., и Маккейн-младший, У.Д. 1997. Корреляция свойств мазута при давлениях ниже давления пузыря — новый подход. Представлено на ежегодном техническом совещании CIM, Калгари, Альберта, 8–11 июня. ПЕТСОК-97-93. http://dx.doi.org/10.2118/97-93
4. ↑ Аль-Мархун М.А. 1992. Новые корреляции для объемных факторов образования нефтегазовых смесей. J Can Pet Technol 31 (3): 22. PETSOC-92-03-02. http://dx.doi.org/10.2118/92-03-02
5. ↑ Frashad, F., LeBlanc, J.L., Garber, J.D. et al. 1996. Эмпирические корреляции PVT для колумбийской сырой нефти. Представлено на Латиноамериканской и карибской конференции SPE по разработке нефтяных технологий, Порт-оф-Спейн, Тринидад и Тобаго, 23–26 апреля.SPE-36105-MS. http://dx.doi.org/10.2118/36105-MS
6. ↑ Kartoatmodjo, R.S.T. 1990. Новые корреляции для оценки свойств жидких углеводородов. Диссертация на степень магистра, Университет Талсы, Талса, Оклахома.
7. ↑ Kartoatmodjo, T.R.S. и Шмидт, З. 1991. Новые корреляции физических свойств сырой нефти, Общество инженеров-нефтяников, незапрошенная статья 23556-MS.
8. ↑ Kartoatmodjo, T. и Z., S. 1994. Большой банк данных улучшает грубые корреляции физических свойств. Нефть Газ Дж.92 (27): 51–55.
9. ↑ Диндорук, Б. и Кристман, П.Г. 2001. PVT-свойства и корреляции вязкости нефтей Мексиканского залива. Представлено на Ежегодной технической конференции и выставке SPE, Новый Орлеан, 30 сентября — 3 октября. SPE-71633-MS. http://dx.doi.org/10.2118/71633-MS
10. ↑ Петроски, Г. Jr. 1990. PVT-корреляции для сырой нефти Мексиканского залива. Магистерская диссертация. 1990 г. Докторская диссертация, Университет Юго-Западной Луизианы, Лафайет, Луизиана.
11. ↑ Петроски Г.Младший и Фаршад Ф. 1998. Корреляция давления, объема и температуры для сырой нефти Мексиканского залива. SPE Res Eval & Eng 1 (5): 416-420. SPE-51395-PA. http://dx.doi.org/10.2118/51395-PA
12. ↑ Glasø, Ø. 1980. Обобщенные корреляции давления, объема и температуры. J Pet Technol 32 (5): 785-795. SPE-8016-PA. http://dx.doi.org/10.2118/8016-PA
13. ↑ Whitson, C.H. и Брюле, М. Р. 2000. Фазовое поведение, № 20, гл. 3. Ричардсон, Техас: Серия монографий Генри Л. Доэрти, Общество инженеров-нефтяников.
14. ↑ Бергман Д.Ф. 2004. Не забывайте вязкость. Представлено на 2-м ежегодном симпозиуме по разработке месторождений Совета по передаче нефтяных технологий, Лафайет, Луизиана, 28 июля.
15. ↑ Фитцджеральд, Д.Дж. 1994. Метод прогнозирования для оценки вязкости неопределенных углеводородных жидких смесей. Докторская диссертация, Государственный университет Пенсильвании, Государственный колледж, Пенсильвания.
16. ↑ Daubert, T.E. и Даннер, Р. П. 1997. Книга технических данных API — Переработка нефти, 6-е издание, гл.11. Вашингтон, округ Колумбия: Американский институт нефти (API).
17. ↑ Chew, J. and Connally, C.A. Jr. 1959. Корреляция вязкости для газонасыщенной сырой нефти. В трудах Американского института инженеров горной, металлургической и нефтяной промышленности, Vol. 216, 23. Даллас, Техас: Общество инженеров-нефтяников AIME.
18. ↑ Азиз, К. и Говье, Г.В. 1972. Падение давления в скважинах, добывающих нефть и газ. J Can Pet Technol 11 (3): 38. PETSOC-72-03-04. http://dx.doi.org/10.2118/72-03-04
19. ↑ Беггс, Х.Д. и Робинсон, Дж. Р. 1975. Оценка вязкости нефтяных систем. J Pet Technol 27 (9): 1140-1141. SPE-5434-PA. http://dx.doi.org/10.2118/5434-PA
20. ↑ Бил К. 1970. Вязкость воздуха, воды, природного газа, сырой нефти и ее попутных газов при температуре и давлении нефтяного месторождения, № 3, 114–127. Ричардсон, Техас: Серия репринтов (Оценка нефтегазовой собственности и оценка запасов), SPE.
21. ↑ Standing, M.B. 1981. Объемное и фазовое поведение углеводородных систем нефтяных месторождений, девятое издание.Ричардсон, Техас: Общество инженеров-нефтяников AIME
22. ↑ Кузел Б. 1965. Как давление влияет на вязкость жидкости. Hydrocarb. Процесс. (Март 1965 г.): 120.
23. ↑ Васкес М.Э. 1976. Корреляции для предсказания физических свойств жидкости. Диссертация на степень магистра, Университет Талсы, Талса, Оклахома.
24. ↑ Васкес, М. и Беггс, Х.Д. 1980. Корреляции для предсказания физических свойств жидкости. J Pet Technol 32 (6): 968-970. SPE-6719-PA. http://dx.doi.org/10.2118/6719-PA
25. ↑ Абдул-Маджид, Г.Х. и Абу Аль-Суф, Н.Б. 2000. Оценка поверхностного натяжения газа и нефти. J. Pet. Sci. Англ. 27 (3-4): 197-200. http://dx.doi.org/10.1016/S0920-4105(00)00058-9
26. ↑ Бейкер О. и Свердлов В. 1955. Расчет поверхностного натяжения 3 — Расчет значений парахора. Oil Gas J. (5 декабря 1955 г.): 141.
27. ↑ Бейкер О. и Свердлофф В. 1956. Расчет поверхностного натяжения 6 — Определение поверхностного натяжения углеводородных жидкостей. Oil Gas J. (2 января 1956 г.): 125.
28. ↑ Фироозабади, А.и Рэйми младший, Х. Дж. 1988. Поверхностное натяжение водно-углеводородных систем в пластовых условиях. J Can Pet Technol 27 (май – июнь): 41–48.

Интересные статьи в OnePetro

Используйте этот раздел, чтобы перечислить статьи в OnePetro, которые читатель, желающий узнать больше, обязательно должен прочитать

Внешние ссылки

Используйте этот раздел для предоставления ссылок на соответствующие материалы на других веб-сайтах, кроме PetroWiki и OnePetro.

См. Также

Расчет свойств PVT

Характеристики сырой нефти

PEH: Масло_Система_Взаимосвязи

% PDF-1.6 % 412 0 объект > endobj xref 412 783 0000000016 00000 н. 0000017737 00000 п. 0000017923 00000 п. 0000018052 00000 п. 0000018088 00000 п. 0000027824 00000 н. 0000027954 00000 п. 0000028109 00000 п. 0000028328 00000 п. 0000028482 00000 п. 0000028701 00000 п. 0000028856 00000 п. 0000029059 00000 н. 0000029750 00000 п. 0000029861 00000 п. 0000030769 00000 п. 0000031418 00000 п. 0000031599 00000 п. 0000031759 00000 п. 0000032666 00000 п. 0000033362 00000 п. 0000033542 00000 п. 0000033579 00000 п. 0000033782 00000 п. 0000033983 00000 п. 0000034380 00000 п. 0000034582 00000 п. 0000034643 00000 п. 0000034844 00000 п. 0000035288 00000 п. 0000053573 00000 п. 0000064827 00000 н. 0000071779 00000 п. 0000078605 00000 п. 0000084619 00000 п. 00000 00000 п. 00000

00000 п. 00000

00000 п. 00000

00000 п. 0000091689 00000 п. 0000091814 00000 п. 0000140735 00000 н. 0000140774 00000 н. 0000146772 00000 н. 0000147740 00000 н. 0000149461 00000 п. 0000157180 00000 н. 0000163466 00000 н. 0000164816 00000 н. 0000165772 00000 н. 0000169828 00000 н. 0000172521 00000 н. 0000176757 00000 н. 0000176817 00000 н. 0000176868 00000 н. 0000176928 00000 н. 0000177160 00000 н. 0000177363 00000 н. 0000177782 00000 н. 0000177844 00000 н. 0000178150 00000 н. 0000178341 00000 н. 0000178758 00000 н. 0000179290 00000 н. 0000179430 00000 н. 0000193519 00000 н. 0000193558 00000 н. 0000194236 00000 н. 0000194389 00000 н. 0000194992 00000 н. 0000195145 00000 н. 0000195298 00000 н. 0000195909 00000 н. 0000196061 00000 н. 0000196659 00000 н. 0000196812 00000 н. 0000196964 00000 н. 0000197117 00000 н. 0000197270 00000 н. 0000197423 00000 н. 0000197575 00000 н. 0000197728 00000 н. 0000197879 00000 н. 0000198032 00000 н. 0000198185 00000 н. 0000198337 00000 н. 0000198490 00000 н. 0000198642 00000 н. 0000198795 00000 н. 0000198948 00000 н. 0000199101 00000 п. 0000199254 00000 н. 0000199407 00000 н. 0000199559 00000 н. 0000199712 00000 н. 0000199864 00000 н. 0000200015 00000 н. 0000200166 00000 н. 0000200319 00000 п. 0000200472 00000 н. 0000200625 00000 н. 0000200777 00000 н. 0000200930 00000 н. 0000201083 00000 н. 0000201235 00000 н. 0000201387 00000 н. 0000201539 00000 н. 0000201691 00000 н. 0000201844 00000 н. 0000201996 00000 н. 0000202149 00000 н. 0000202301 00000 н. 0000202454 00000 н. 0000202607 00000 н. 0000202759 00000 н. 0000202911 00000 н. 0000203063 00000 н. 0000203216 00000 н. 0000203367 00000 н. 0000203519 00000 н. 0000203673 00000 н. 0000203826 00000 н. 0000203981 00000 н. 0000204136 00000 н. 0000204290 00000 н. 0000204446 00000 н. 0000204601 00000 н. 0000204754 00000 н. 0000205351 00000 н. 0000205505 00000 н. 0000206082 00000 н. 0000206235 00000 н. 0000206821 00000 н. 0000206975 00000 н. 0000207541 00000 н. 0000207694 00000 н. 0000207849 00000 н. 0000208003 00000 н. 0000208155 00000 н. 0000208309 00000 н. 0000208461 00000 н. 0000208615 00000 н. 0000208768 00000 н. 0000208922 00000 н. 0000209076 00000 н. 0000209230 00000 н. 0000209383 00000 н. 0000209537 00000 н. 0000209689 00000 н. 0000209842 00000 н. 0000209996 00000 н. 0000210150 00000 н. 0000210304 00000 п. 0000210457 00000 н. 0000210611 00000 п. 0000210764 00000 н. 0000210916 00000 н. 0000211068 00000 н. 0000211221 00000 н. 0000211375 00000 н. 0000211529 00000 н. 0000211682 00000 н. 0000211834 00000 н. 0000211988 00000 н. 0000212141 00000 п. 0000212295 00000 н. 0000212448 00000 н. 0000212601 00000 н. 0000212754 00000 н. 0000212907 00000 н. 0000213060 00000 н. 0000213214 00000 н. 0000213368 00000 н. 0000213522 00000 н. 0000213676 00000 н. 0000213829 00000 н. 0000213983 00000 п. 0000214137 00000 п. 0000214291 00000 п. 0000214445 00000 н. 0000214596 00000 н. 0000214750 00000 н. 0000214903 00000 н. 0000215057 00000 н. 0000215210 00000 н. 0000215362 00000 н. 0000215649 00000 н. 0000215797 00000 н. 0000215949 00000 н. 0000216102 00000 н. 0000216253 00000 н. 0000216407 00000 н. 0000216559 00000 н. 0000216712 00000 н. 0000216865 00000 н. 0000217019 00000 н. 0000217171 00000 н. 0000217325 00000 н. 0000217478 00000 н. 0000217630 00000 н. 0000217782 00000 н. 0000217936 00000 н. 0000218089 00000 н. 0000218243 00000 н. 0000218394 00000 н. 0000218548 00000 н. 0000218702 00000 н. 0000218855 00000 н. 0000219008 00000 н. 0000219162 00000 н. 0000219315 00000 н. 0000219468 00000 н. 0000219621 00000 н. 0000219774 00000 п. 0000219926 00000 н. 0000220078 00000 н. 0000220232 00000 н. 0000220385 00000 н. 0000220539 00000 н. 0000220693 00000 н. 0000220847 00000 н. 0000221000 00000 н. 0000221154 00000 н. 0000221308 00000 н. 0000221462 00000 н. 0000222046 00000 н. 0000222198 00000 н. 0000222767 00000 н. 0000222919 00000 н. 0000223489 00000 н. 0000223641 00000 н. 0000223793 00000 н. 0000224355 00000 н. 0000224507 00000 н. 0000224659 00000 н. 0000224811 00000 н. 0000224964 00000 н. 0000225116 00000 н. 0000225267 00000 н. 0000225419 00000 н. 0000225569 00000 н. 0000225720 00000 н. 0000225871 00000 н. 0000226022 00000 н. 0000226174 00000 н. 0000226326 00000 н. 0000226477 00000 н. 0000226630 00000 н. 0000226781 00000 н. 0000226933 00000 н. 0000227084 00000 н. 0000227236 00000 н. 0000227386 00000 н. 0000227537 00000 н. 0000227688 00000 н. 0000227839 00000 н. 0000227991 00000 н. 0000228141 00000 п. 0000228294 00000 н. 0000228445 00000 н. 0000228596 00000 н. 0000228748 00000 н. 0000228900 00000 н. 0000229052 00000 н. 0000229204 00000 н. 0000229356 00000 н. 0000229508 00000 н. 0000229660 00000 н. 0000229812 00000 н. 0000229964 00000 н. 0000230116 00000 п. 0000230268 00000 н. 0000230417 00000 н. 0000230567 00000 н. 0000230716 00000 н. 0000230868 00000 н. 0000231020 00000 н. 0000231171 00000 н. 0000231323 00000 н. 0000231474 00000 н. 0000231627 00000 н. 0000231778 00000 н. 0000231928 00000 н. 0000232080 00000 н. 0000232232 00000 н. 0000232384 00000 н. 0000232536 00000 н. 0000232688 00000 н. 0000232839 00000 н. 0000232988 00000 н. 0000233140 00000 н. 0000233293 00000 н. 0000233444 00000 н. 0000233596 00000 н. 0000233747 00000 н. 0000233898 00000 н. 0000234050 00000 н. 0000234201 00000 н. 0000234353 00000 п. 0000234505 00000 н. 0000234657 00000 н. 0000234808 00000 н. 0000235427 00000 н. 0000235581 00000 п. 0000235734 00000 н. 0000235886 00000 н. 0000236038 00000 н. 0000236189 00000 п. 0000236341 00000 п. 0000236493 00000 н. 0000236645 00000 н. 0000236797 00000 н. 0000236949 00000 н. 0000237099 00000 н. 0000237248 00000 н. 0000237401 00000 н. 0000237552 00000 н. 0000237703 00000 н. 0000237855 00000 н. 0000238006 00000 н. 0000238158 00000 н. 0000238703 00000 н. 0000238857 00000 н. 0000239391 00000 н. 0000239544 00000 н. 0000240086 00000 н. 0000240240 00000 н. 0000240768 00000 н. 0000240921 00000 н. 0000241076 00000 н. 0000241229 00000 н. 0000241764 00000 н. 0000241918 00000 н. 0000242435 00000 н. 0000242588 00000 н. 0000243106 00000 н. 0000243260 00000 н. 0000243780 00000 н. 0000243933 00000 н. 0000244088 00000 н. 0000244242 00000 н. 0000244396 00000 н. 0000244548 00000 н. 0000244701 00000 н. 0000244855 00000 н. 0000245008 00000 н. 0000245162 00000 н. 0000245315 00000 н. 0000245469 00000 н. 0000245621 00000 н. 0000245775 00000 н. 0000245928 00000 н. 0000246080 00000 н. 0000246233 00000 н. 0000246386 00000 н. 0000246539 00000 н. 0000246692 00000 н. 0000246846 00000 н. 0000246999 00000 н. 0000247152 00000 н. 0000247304 00000 н. 0000247457 00000 н. 0000247611 00000 н. 0000247765 00000 н. 0000247919 00000 п. 0000248073 00000 н. 0000248227 00000 н. 0000248380 00000 н. 0000248534 00000 н. 0000248686 00000 н. 0000248840 00000 н. 0000248994 00000 н. 0000249148 00000 н. 0000249301 00000 н. 0000249455 00000 н. 0000249608 00000 н. 0000249761 00000 н. 0000249912 00000 н. 0000250065 00000 н. 0000250219 00000 н. 0000250373 00000 н. 0000250526 00000 н. 0000250679 00000 н. 0000250831 00000 н. 0000250984 00000 н. 0000251138 00000 н. 0000251290 00000 н. 0000251444 00000 н. 0000251597 00000 н. 0000251750 00000 н. 0000251903 00000 н. 0000252057 00000 н. 0000252209 00000 н. 0000252362 00000 н. 0000252516 00000 н. 0000252669 00000 н. 0000252821 00000 н. 0000252975 00000 н. 0000253129 00000 н. 0000253283 00000 н. 0000253435 00000 н. 0000253587 00000 н. 0000253739 00000 н. 0000253892 00000 н. 0000254045 00000 н. 0000254198 00000 н. 0000254351 00000 п. 0000254503 00000 н. 0000254656 00000 н. 0000254809 00000 н. 0000254963 00000 н. 0000255115 00000 н. 0000255267 00000 н. 0000255420 00000 н. 0000255573 00000 н. 0000255727 00000 н. 0000255881 00000 н. 0000256034 00000 н. 0000256188 00000 н. 0000256342 00000 п. 0000256496 00000 н. 0000256647 00000 н. 0000256799 00000 н. 0000256952 00000 н. 0000257106 00000 н. 0000257260 00000 н. 0000257414 00000 н. 0000257568 00000 н. 0000257719 00000 н. 0000257872 00000 н. 0000258024 00000 н. 0000258177 00000 н. 0000258330 00000 н. 0000258483 00000 н. 0000258636 00000 н. 0000258789 00000 н. 0000258942 00000 н. 0000259094 00000 н. 0000259246 00000 н. 0000259398 00000 н. 0000259552 00000 н. 0000259705 00000 н. 0000259857 00000 н. 0000260009 00000 н. 0000260163 00000 п. 0000260315 00000 н. 0000260468 00000 н. 0000260621 00000 н. 0000260773 00000 п. 0000260927 00000 н. 0000261081 00000 п. 0000261235 00000 н. 0000261389 00000 н. 0000261542 00000 н. 0000261696 00000 н. 0000261850 00000 н. 0000262002 00000 н. 0000262156 00000 н. 0000262309 00000 н. 0000262462 00000 н. 0000262616 00000 н. 0000262768 00000 н. 0000262922 00000 н. 0000263075 00000 н. 0000263228 00000 н. 0000263381 00000 н. 0000263533 00000 н. 0000263684 00000 н. 0000263836 00000 н. 0000263989 00000 н. 0000264142 00000 н. 0000264296 00000 н. 0000264449 00000 н. 0000264602 00000 н. 0000264755 00000 н. 0000264908 00000 н. 0000265062 00000 н. 0000265215 00000 н. 0000265368 00000 н. 0000265522 00000 н. 0000265676 00000 н. 0000265830 00000 н. 0000265983 00000 п. 0000266136 00000 н. 0000266289 00000 н. 0000266443 00000 н. 0000266597 00000 н. 0000266749 00000 н. 0000266901 00000 н. 0000267053 00000 н. 0000267207 00000 н. 0000267361 00000 п. 0000267515 00000 н. 0000267669 00000 н. 0000267823 00000 п. 0000267977 00000 н. 0000268131 00000 п. 0000268285 00000 н. 0000268438 00000 п. 0000268591 00000 н. 0000268744 00000 н. 0000268898 00000 н. 0000269052 00000 н. 0000269206 00000 н. 0000269358 00000 н. 0000269510 00000 н. 0000269661 00000 н. 0000269813 00000 н. 0000269964 00000 н. 0000270117 00000 н. 0000270646 00000 н. 0000270798 00000 н. 0000270951 00000 п. 0000271471 00000 н. 0000271621 00000 н. 0000272146 00000 н. 0000272298 00000 н. 0000272815 00000 н. 0000272965 00000 н. 0000273118 00000 н. 0000273270 00000 н. 0000273422 00000 н. 0000273573 00000 н. 0000273724 00000 н. 0000273875 00000 н. 0000274027 00000 н. 0000274180 00000 н. 0000274332 00000 н. 0000274483 00000 н. 0000274635 00000 н. 0000274786 00000 н. 0000274938 00000 н. 0000275089 00000 н. 0000275241 00000 н. 0000275391 00000 н. 0000275542 00000 н. 0000275694 00000 н. 0000275847 00000 н. 0000276000 00000 н. 0000276152 00000 н. 0000276304 00000 н. 0000276455 00000 н. 0000276606 00000 н. 0000276758 00000 н. 0000276910 00000 н. 0000277062 00000 н. 0000277214 00000 н. 0000277366 00000 н. 0000277518 00000 н. 0000277670 00000 н. 0000277821 00000 н. 0000277973 00000 н. 0000278124 00000 н. 0000278276 00000 н. 0000278427 00000 н. 0000278579 00000 н. 0000278729 00000 н. 0000278881 00000 н. 0000279031 00000 н. 0000279183 00000 н. 0000279336 00000 н. 0000279488 00000 н. 0000279639 00000 н. 0000279791 00000 н. 0000279941 00000 н. 0000280093 00000 н. 0000280245 00000 н. 0000280396 00000 н. 0000280548 00000 н. 0000280700 00000 н. 0000280852 00000 н. 0000281004 00000 н. 0000281156 00000 н. 0000281307 00000 н. 0000281459 00000 н. 0000281611 00000 н. 0000281762 00000 н. 0000281913 00000 н. 0000282065 00000 н. 0000282217 00000 н. 0000282369 00000 н. 0000282520 00000 н. 0000282673 00000 н. 0000282824 00000 н. 0000282976 00000 н. 0000283128 00000 н. 0000283280 00000 н. 0000283432 00000 н. 0000283583 00000 н. 0000283736 00000 н. 0000283889 00000 н. 0000284042 00000 н. 0000284195 00000 н. 0000284347 00000 н. 0000284500 00000 н. 0000284653 00000 н. 0000284806 00000 н. 0000284959 00000 н. 0000285111 00000 п. 0000285264 00000 н. 0000285416 00000 н. 0000285569 00000 н. 0000285719 00000 н. 0000285872 00000 н. 0000286026 00000 н. 0000286179 00000 н. 0000286332 00000 н. 0000286485 00000 н. 0000286635 00000 н. 0000286788 00000 н. 0000286940 00000 н. 0000287093 00000 н. 0000287246 00000 н. 0000287398 00000 н. 0000287549 00000 н. 0000287703 00000 н. 0000287855 00000 н. 0000288006 00000 н. 0000288159 00000 н. 0000288311 00000 н. 0000288464 00000 н. 0000288616 00000 н. 0000288768 00000 н. 0000288919 00000 н. 0000289072 00000 н. 0000289224 00000 н. 0000289378 00000 п. 0000289530 00000 н. 0000289681 00000 п. 0000289834 00000 п. 0000289987 00000 н. 00002

00000 н. 00002 00000 н. 00002 00000 н. 00002 00000 н. 00002

00000 н. 00002 00000 н. 00002

00000 н. 00002

00000 н. 0000291360 00000 н. 0000291512 00000 н. 0000291664 00000 н. 0000291815 00000 н. 0000291966 00000 н. 0000292117 00000 н. 0000292269 00000 н. 0000292421 00000 н. 0000292574 00000 н. 0000292727 00000 н. 0000292881 00000 н. 0000293033 00000 н. 0000293186 00000 н. 0000293339 00000 н. 0000293492 00000 н. 0000293643 00000 н. 0000293795 00000 н. 0000293946 00000 н. 0000294098 00000 н. 0000294250 00000 н. 0000294402 00000 н. 0000294556 00000 н. 0000294708 00000 н. 0000294861 00000 н. 0000295014 00000 н. 0000295166 00000 н. 0000295319 00000 п. 0000295472 00000 н. 0000295625 00000 н. 0000295778 00000 н. 0000295929 00000 н. 0000296082 00000 н. 0000296236 00000 п. 0000296389 00000 п. 0000296542 00000 н. 0000296694 00000 н. 0000296847 00000 н. 0000297000 00000 н. 0000297153 00000 н. 0000297306 00000 н. 0000297459 00000 н. 0000297612 00000 н. 0000297765 00000 н. 0000297919 00000 н. 0000298070 00000 н. 0000298222 00000 н. 0000298376 00000 п. 0000298530 00000 н. 0000298684 00000 н. 0000298838 00000 н. 0000298992 00000 н. 0000299146 00000 н. 0000299300 00000 н. 0000299454 00000 н. 0000299608 00000 н. 0000299762 00000 н. 0000299916 00000 н. 0000300070 00000 н. 0000300224 00000 н. 0000300378 00000 н. 0000300531 00000 н. 0000300685 00000 н. 0000300838 00000 п. 0000300989 00000 п. 0000301143 00000 н. 0000301297 00000 н. 0000301451 00000 н. 0000301605 00000 н. 0000301759 00000 н. 0000301912 00000 н. 0000302065 00000 н. 0000302219 00000 н. 0000302373 00000 п. 0000302527 00000 н. 0000302681 00000 п. 0000302835 00000 н. 0000302989 00000 н. 0000303142 00000 п. 0000303296 00000 н. 0000303449 00000 н. 0000303603 00000 н. 0000303757 00000 н. 0000303911 00000 н. 0000304065 00000 н. 0000304218 00000 н. 0000304666 00000 н. 0000304716 00000 н. 0000309231 00000 п. 0000309652 00000 н. 0000309702 00000 н. 0000310191 00000 п. 0000310485 00000 н. 0000310534 00000 п. 0000310922 00000 н. 0000311947 00000 н. 0000312709 00000 н. 0000312759 00000 н. 0000313557 00000 н. 0000315202 00000 н. 0000316277 00000 н. 0000316525 00000 н. 0000316574 00000 н. 0000316841 00000 н. 0000317476 00000 н. 0000317526 00000 н. 0000317941 00000 н. 0000318748 00000 н. 0000319555 00000 н. 0000320363 00000 н. 0000321171 00000 н. 0000321979 00000 н. 0000322787 00000 н. 0000323594 00000 н. 0000324402 00000 н. 0000325211 00000 н. 0000326018 00000 н. 0000326825 00000 н. 0000327633 00000 н. 0000328440 00000 н. 0000329247 00000 н. 0000329322 00000 н. 0000329501 00000 н. 0000329593 00000 н. 0000329687 00000 н. 0000329799 00000 н. 0000329909 00000 н. 0000330059 00000 н. 0000330187 00000 н. 0000330356 00000 н. 0000330503 00000 н. 0000330605 00000 н. 0000330729 00000 н. 0000330839 00000 н. 0000330971 00000 п. 0000331080 00000 н. 0000331222 00000 н 0000331355 00000 н. 0000331509 00000 н. 0000331669 00000 н. 0000331782 00000 н. 0000331915 00000 н. 0000332045 00000 н. 0000332142 00000 н. 0000015956 00000 п. трейлер ] / Назад 822370 >> startxref 0 %% EOF 1194 0 объект > поток h ޼ WkLW> vY`WQ.> (HkATmZ * V 3KV \ MFЀ6j $ h (OVMVmFmV! HZzgvfv & s2s = {ι

Frontiers | Зависимые от давления и температуры измерения вязкости смазочных материалов с полимерными модификаторами вязкости

Введение

Срок службы подшипников и шестерен зависит от использования смазочных материалов. Смазочные материалы уменьшают трение и износ в высоконагруженных контактах и ​​обеспечивают охлаждение, устойчивость к коррозии и другие преимущества. Силы в механических компонентах передаются через тонкий слой смазки, который должен быть достаточно вязким, чтобы образовывать и поддерживать пленку жидкости между контактирующими поверхностями.

Вязкость является настолько важным свойством при разработке смазочных материалов, что желательно минимизировать отклонения в ее структуре, вызванные высокими температурами. Коммерческие смазочные материалы, такие как многовязкие автомобильные моторные масла, достигают этого с помощью полимерных присадок, используемых в качестве модификаторов вязкости (VM) или присадок, улучшающих индекс вязкости (VII). Эти растворимые полимеры помогают снизить термические изменения вязкости при сохранении желаемых характеристик смазочного материала, таких как образование пленки и способность к перекачиванию.

Знание свойств смазки, протекающей через контакт, необходимо для поддержания желаемых характеристик смазки и срока службы компонентов. Течение жидкости, в которой напряжение сдвига не линейно пропорционально скорости сдвига (т. Е. Неньютоновское поведение), часто встречается в смазочных материалах, содержащих полимерные добавки. В течение последних нескольких десятилетий были предложены и проверены различные гипотезы для описания неньютоновской природы смазочных материалов. Наиболее популярной моделью является простой степенной закон, который успешно использовался для описания как псевдопластических, так и дилатантных жидкостей (неньютоновская жидкость, в которой вязкость сдвига увеличивается с приложением напряжения сдвига) (Dyson and Wilson, 1965; Bayraktar and Kiran , 2000; Чу и др., 2006).

где η — вязкость, τ — напряжение сдвига, а γ ∙ — скорость сдвига. Показатель степени « n » является реологическим индексом. Жидкости с n > 1, n = 1 и n <1 соответствуют дилатантной жидкости, ньютоновской жидкости и псевдопластической жидкости соответственно.

Высоконагруженные элементы машин обычно работают в режимах эластогидродинамической смазки (EHL), где нагрузки достаточно высоки, чтобы упруго деформировать их поверхности и создавать чрезвычайно высокие давления в контакте.В теории EHL обычно предполагается, что смазочные пленки ведут себя ньютоновским образом. Однако смазка в контакте EHL испытывает быстрые и чрезвычайно большие изменения давления, порядка 1–3 ГПа (Khonsari and Booser, 2008), быстрое время прохождения порядка 4 мс и — особенно со скользящими контактами — высокий сдвиг. скорости, которые могут быть порядка 10 ⁶ с ⁻¹ . Эти условия поставили под сомнение нормальные предположения о ньютоновском поведении жидких пленок в соединениях ЭДЖ (Hamrock et al., 2004).

Ранние исследования влияния высокого давления на вязкость смазочных материалов были выполнены Бриджменом с использованием вискозиметра высокого давления с падающим телом (Bridgman, 1949). Бриджман сообщил, что вязкость масел увеличивается с увеличением давления. Его результаты предоставили данные коэффициента вязкости и давления, которые стали использоваться в теории EHL (Bair, 2000).

В 1949 году Грубин разработал принципы EHL, связанные с смазкой контактов качения для прогнозирования толщины пленки (Грубин и Виноградова, 1949).В конце 1970-х годов Хамрок и Доусон разработали передовые численные подходы для расчета изотермической ЭДЖ эллиптических контактов (Доусон и Хамрок, 1976; Хамрок и Доусон, 1976, 1978). Были определены четыре безразмерных параметра: скорость ( U ), материал ( G ), нагрузка ( W ) и безразмерная толщина пленки ( H ). Общая формула для расчета толщины пленки смазочного материала в зоне контакта может быть выражена как:

, где K, a, b и c — числа, которые меняются в зависимости от геометрии контакта.Параметры U и W легко получить из условий испытаний и применения, но параметр материала, G = α * E ‘, зависит от α *, который является мерой прочности пьезовязкостного отклик, известный как коэффициент вязкости давления. α * является свойством смазочного материала и не может быть выбран как скорость или нагрузка. E ‘ — эффективный модуль упругости.

После многих лет исследований до сих пор нет общепринятого определения коэффициента вязкости под давлением (Vergne and Bair, 2014).Самый прямой подход к получению коэффициента вязкости смазочного материала — измерение его вязкости при высоком давлении. Однако большинство представленных данных о вязкости под давлением получены косвенно из измерения центральной толщины пленки ЭДЖ (например, конфигурация шаровой пластины на стеклянной пластине) (Bair, 2000). При прямом подходе α * первоначально оценивался по экспоненциальной зависимости вязкости от давления; т.е. уравнение Баруса:

Значения α в уравнении Баруса не коррелируют с измеренными значениями толщины пленки при относительно низких давлениях.Можно использовать улучшенный коэффициент вязкости под давлением, который основан на асимптотическом коэффициенте изовязкостного давления (Blok, 1963; Bair, 2015). При прямом подходе с использованием данных вязкости при высоком давлении коэффициент асимптотической вязкости при локальном давлении определяется Баиром (Bair, 2007):

α ∗ ≈ [η0αNηN + ∑i = 1Nη0αiηi − ηi − 1ηiηi − 1] −1 (4)

где α _i — местный пьезовязкостной фактор,

αi = ln (ηiηi − 1) (pi − pi − 1) (5)

и η _i = η (p _i ) определяется из измерений вязкости при высоком давлении ( i относится к каждому измерению, а N — количеству экспериментов).Коэффициенты асимптотического изовязкого давления требуют измерений вязкости как функции давления, а также коэффициента вязкости при местном давлении. Следовательно, знание вязкости как функции давления и температуры желательно для получения реалистичного коэффициента вязкости под давлением и оценки толщины пленки EHL.

Ранее сообщалось о реологии смазочных материалов при высоком давлении (Bair and Winer, 1979; Bair et al., 2001; Chapkov et al., 2007; Баир, 2013; Вернь и Бэр, 2014). В этих исследованиях линейный переменный дифференциальный трансформатор использовался в вискозиметре с падающим телом для отслеживания положения грузила в камере вискозиметра (Bair and Winer, 1980). Баир и Куреши изучили зависимость вязкости от давления базовых масел моторных масел и полиальфаолефинового масла (ПАО-4) до 1,4 ГПа, установив уверенность в использовании вискозиметра с падающим телом под высоким давлением (Bair and Qureshi, 2002) в качестве инструмента измерения. Разделение фаз в базовом масле моторного масла наблюдалось при температуре около 1 ГПа при 70 ° C в очищенных минеральных маслах.Было высказано предположение, что это произошло из-за отделения парафинистого компонента минерального масла, который не наблюдается в масле PAO. Баир и Куреши также отметили линейную зависимость вязкости от давления в образцах API Group III и PAO-4, испытанных до 100 МПа при 180 ° C. Авторы предположили, что такое поведение могло быть связано с величиной и направлением изменения объемного модуля и свободного объема с давлением и взаимодействием между ними.

Акки, Баир и Абхираман использовали вискозиметр высокого давления с падающим телом для измерения вязкости растворов полиэтилен-декалин до 600 МПа и при температурах выше 100 ° C (Akki et al., 1995). В этом исследовании предполагалось, что значительное увеличение вязкости с давлением можно объяснить кристаллизацией образца, который может частично затвердеть. Кристаллизация под давлением наблюдалась по рассеянию света, но при более высоких давлениях, чем те, которые были получены с помощью вискозиметра высокого давления. Эта разница в давлении была связана с зародышеобразованием в образце, вызванным сдвигом.

Баир и Винер также исследовали вязкость моторных масел различных классов SAE при высоком давлении при 40 °, 100 ° и 150 ° C при давлении до 550 МПа (Bair and Winer, 1988).Результаты вязкости при низком сдвиге показали почти одинаковую тенденцию зависимости вязкости от давления между стандартными составами и составами для экономии топлива. Однако два образца показали увеличение вязкости чуть ниже 300 МПа и 40 ° C. Этот эффект был замечен ранее, и было замечено отделение твердой фазы от масла. В отличие от предыдущих исследований Mary et al. не наблюдали аномального увеличения вязкости смазочных материалов с полимерным загустителем под высоким давлением (Mary et al., 2013).

В литературе нет единого мнения относительно вязкости смазочных материалов на основе полимеров при высоком давлении. Следовательно, экспериментальные исследования поведения смазочных материалов с полимерными присадками при высоком давлении важны для лучшего понимания реологических свойств этих материалов. В данном исследовании представлены результаты экспериментов по вязкости при высоком давлении, проведенных на нескольких коммерческих моторных маслах и лабораторных смесях синтетического масла с полиизобутиленовыми полимерными присадками.

Материалы и методы

В этом исследовании представлены две серии экспериментов. В первом наборе были измерены зависящие от давления и температуры вязкости шести полностью разработанных коммерческих всесезонных моторных масел с полимерными присадками VM. Эти шесть масел состояли из трех обычных минеральных масел и трех синтетических полиальфаолефиновых (ПАО) масел. Каждый набор из трех штук был от одного производителя. В таблице 1 перечислены масла и некоторые из их свойств, которые были предоставлены производителями.Подробная информация о составе этих смазочных материалов недоступна, поскольку эти образцы были коммерческими готовыми продуктами.

Таблица 1 . Свойства коммерческих моторных масел, использованных в данном исследовании.

Вторая серия экспериментов была проведена для определения влияния молекулярной массы и концентрации полимера на зависимость вязкости от давления и температуры. Смешивали четыре образца, которые состояли из полиизобутилена (ПИБ) с двумя молекулярными массами при двух различных концентрациях.Полиизобутилен был выбран в качестве добавки в этих экспериментах, потому что это обычный модификатор вязкости, используемый в смазочных материалах (Bruce, 2012). Первая группа образцов в этом наборе состояла из низкомолекулярного ПИБ (около 75 000 г / моль) и обозначена как «ПИБ А». Вторая группа состояла из смесей ПИБ с более высокой молекулярной массой (около 340 000 г / моль) и обозначена как «ПИБ В». Молекулярные веса и другие свойства образцов PIB, предоставленных производителями, перечислены в таблице 2. PIB был смешан с базовым маслом ISO VG 10 PAO в концентрации 5% и 10% для образцов «PIB A», а также 10 и 15%. для образцов «ПИБ Б».

Таблица 2 . Свойства образцов ПИБ, использованных в данном исследовании.

Измерения вязкости при высоком давлении проводились с помощью двух вискозиметров с падающим телом: вискозиметра «высокого давления», способного измерять давление до 400 МПа, и вискозиметра «сверхвысокого давления», способного получать давление более 1 ГПа. Подробное описание вискозиметров падающего тела можно найти в литературе (Bair and Winer, 1980). Измерения, выполняемые в этих вискозиметрах, основаны на стоксовом потоке, в котором вязкость пропорциональна скорости падающего тела под действием силы тяжести, когда тело достигает предельной скорости.Температуру регулировали пропусканием воздуха мимо нагревателей и камеры вискозиметра. Вязкость измеряли при 40 °, 75 ° и 100 ° C и более 10 отдельных значениях давления. Для каждого измерения вискозиметру давали прийти в состояние равновесия в течение не менее 30 минут, чтобы обеспечить стабильность давления и температуры. Эксперименты по вязкости проводились как с твердым грузилом (цилиндр без центрального пути потока, так и со скоростью 1 мм / с для вязкости около 0 ° С).03 Па · с и прикладывает напряжение сдвига около 6 Па) и грузила с полым корпусом (представляет собой трубу с центральным отверстием, которая падает со скоростью 1 мм / с при вязкости 5,5 Па · с и прикладывает напряжение сдвига к образец внутри камеры ~ 1 Па и 30 Па между чашкой и полыми грузилами). Неопределенность значений трудно определить из-за сложности и разнообразия образцов, но среднеквадратичное отклонение образца масла 5W-30 относительно линии регрессии Ясутоми составляет 94 мПа.с.

Трибологические эксперименты были выполнены на шаровом трибометре Wedeven Associates WAM6 Machine с шариками и дисками AISI 52100.В качестве смазочных материалов использовались PAO10 и коммерческие масла 5W-30. WAM6 работал с соотношением скольжения 5%, продолжительностью 180 с и при температурах 40 °, 75 ° и 100 ° C. В каждом испытании прикладываемые нагрузки увеличивались от 50 до 160 Н, создавая средние контактные напряжения от 700 до 1000 МПа и максимальные контактные напряжения от 1000 до 1550 МПа. После каждого теста следы износа, образовавшиеся на дисках, исследовали с помощью оптического интерферометра Zygo NewView ™ 7,300.

Результаты

Измерение вязкости коммерческих моторных масел с твердым грузиком

На рис. 1 показаны зависимости вязкости коммерческих моторных масел от давления и температуры, измеренные с помощью грузила для твердых тел.Сравнения смазочных материалов на минеральной (M) и синтетической (S) основе показаны на рисунках 1A, B (масла 10W-30) и рисунках 1C, D (масла 5W-30). Во всех образцах и при всех температурах вязкость увеличивалась примерно экспоненциально (линейно с логарифмической шкалой) с давлением, имеющим вогнутую вниз форму, примерно до 500 МПа. Это ожидаемое поведение вязкости согласно уравнениям 1–4. Однако при давлениях выше 500 МПа большинство образцов показали заметное отклонение от этого ожидаемого поведения, в конечном итоге получив такую ​​большую вязкость, что любое движение грузила прекратилось.Сплошные треугольные символы на рисунках обозначают нижнюю границу оценки вязкости при давлении, при котором прекращается движение твердого грузила. Вязкости образцов, в которых движение грузила прекратилось, вернулись к исходным значениям после снижения давления. То есть нехарактерное увеличение вязкости, происходящее в этих смазочных материалах, было обратимым.

Рисунок 1 . Измерение давления-температуры-вязкости коммерческих моторных масел на основе минеральных (M) и синтетических (S) масел. (A) 10W-30 (M), (B) 10W-30 (S), (C) 5W-30 (M), (D) 5W-30 (S), ( E) 20W-50 (M) и (F) 0W-40 (S). Кинетические эффекты на вязкость можно наблюдать на Рисунках (B, D) в данных 40 ° C, где стандартная процедура мгновенного приложения давления сравнивается с приложением давления с шагом 20–30 МПа.

Аномальное увеличение вязкости при определенных температурах наблюдалось при аналогичных давлениях для смазок 5W-30 и 10W-30 как для синтетических (S), так и для минеральных (M) базовых масел, что позволяет предположить, что отклонения от ожидаемого поведения не были связаны с базовым масло.Для образца 0W-40 остановки грузила при трех исследованных температурах не наблюдалось. Когда в этих экспериментах происходила остановка грузила, это наблюдалось, когда вязкость превышала примерно 10 ⁵ мПа · с. Хотя вязкость масла 0W-40 увеличивается с давлением меньше, чем у масел 5W-30, 10W-30 или 20W-50, возможно, что масло 0W-40 остановится грузиком при давлении> 1 ГПа. Фактически, в данных 40 ° C, по-видимому, имеется перегиб вверх, соответствующий измерениям, выполненным при 800 и 1000 МПа.Однако данных выше уровня 10 ⁵ мПа с недостаточно, чтобы определить, была ли остановка грузила неизбежной.

В этих экспериментах обычно использовалось

приращений давления 100 МПа. То есть после измерения вязкости при одном значении давления следующая точка данных была получена при p + 100 МПа. Однако вязкость образцов 5W-30 (S) и 10W-30 (S) также была измерена с приращениями давления 20 и 50 МПа при 40 ° C на рисунках 1B, D, соответственно, и данные обозначены зеленым круги.Результаты показывают, что повышение давления меньшими приращениями может задержать начало остановки грузила.

Измерение вязкости лабораторных смесей ПАО / ПИБ с твердым грузиком

На рис. 2 показана вязкость чистого ПАО ISO VG 10 без полимерных добавок. При всех температурах вязкость увеличивалась примерно по экспоненте с давлением, что опять же является ожидаемым поведением в соответствии с уравнениями 1–4. На рисунках 3A – D показаны зависимости вязкости от давления и температуры для двух смесей PIB.В то время как вязкость ПАО с низкомолекулярным полимером («ПИБ А») не отклонялась от ожидаемого поведения при концентрации 10 мас.% При любой из трех температур, остановка грузила наблюдалась при 1 ГПа и 40 ° C в ПАО с 15 мас.% ПИБ А. Сравнение кривых вязкости, полученных для ПАО, смешанного с ПИБ В с более высокой молекулярной массой, показывает, что остановка грузила произошла при высоких давлениях в испытаниях при 40 ° и 75 ° С, проведенных на образце с 10 мас.% ПИБ Б, но не в образце с 5 мас.% ПИБ Б.В совокупности эти данные показывают, что остановка грузила зависела как от молекулярной массы, так и от концентрации полимера.

Рисунок 2 . Вязкость (мПа-с) как функция давления и температуры для PAO ISO 10.

Рисунок 3 . Вязкость (мПа-с) как функция давления и температуры для смеси (A) ПАО ISO 10 и PIB A (10 мас.%), (B) смеси PAO ISO 10 и PIB B (5 мас.% ), (C) смесь PAO ISO 10 и PIB A (15 мас.%) И (D) смесь PAO ISO 10 и PIB B (10 мас.%).Треугольные символы обозначают самую низкую оценку вязкости, соответствующую давлению, при котором движение грузила прекратилось.

Трибологические измерения масел PAO 10 и 5W-30

На рисунках 4, 5 показаны аналитические результаты следов износа, образовавшихся на дисках, испытанных в масле PAO 10 и 5W-30 соответственно. Каждый рисунок содержит карту поверхности в искусственных цветах, оптическое изображение, линейное сканирование и показатели поверхности (PV и Ra), полученные из шрамов износа с помощью трехмерной оптической интерферометрии.На рисунке 4 показано, что износ дисков при испытании масла PAO 10 зависел от температуры, так как повышение температуры приводило к уменьшению толщины смазочной пленки, таким образом, как и ожидалось, на испытанном диске наблюдался больший износ. при 100 ° C, чем на диске, испытанном при 40 ° C.

Рисунок 4 . Анализ следов износа, образовавшихся на дисках при 40 °, 75 ° и 100 ° C в испытаниях, проведенных с маслом ПАО 10. По часовой стрелке в каждом температурном поле находится карта поверхности в искусственных цветах, оптическое изображение следа износа, значения PV и Ra на следе износа и линия на следе износа.

Рисунок 5 . Анализ следов износа на дисках при 40 °, 75 ° и 100 ° C в ходе испытаний, проведенных с маслом 5W-30. По часовой стрелке в каждом температурном поле находится карта поверхности в искусственных цветах, оптическое изображение следа износа, значения PV и Ra на следе износа и линия на следе износа.

Последствия аномального поведения вязкости масла 5W-30 при 40 ° C можно увидеть на рисунке 5. В частности, при испытании 40 ° C наблюдался значительно больший износ, чем при измерениях 75 ° и 100 ° C, которые были объясняется потерей смазки при контакте, т.е.е., затвердевание. Линия на диаграмме 40 ° C на Рисунке 5 показывает канавку износа на диске глубиной около 1,5 мкм. Никаких других канавок износа не видно на линиях для любых измерений температуры на Рисунке 4 или при измерениях температуры 75 ° и 100 ° C на Рисунке 5. Трибологические характеристики масла 5W-30 при 40 ° C коррелируют с его характеристиками. аномальное поведение вязкости (см. рис. 1D), и предоставляет убедительные доказательства того, что эти два эффекта связаны.

Обсуждение

Результаты, представленные в предыдущем разделе, показывают, что вязкости как коммерческих смазочных материалов, так и лабораторно сформулированных ПАО с полимерными присадками значительно отличаются от ожидаемого поведения при высоком давлении.Эти отклонения принимали форму либо перегиба, когда вязкость превышала примерно 10 ⁵ мПа · с, и / или резкой остановки твердого грузила, когда вязкость становилась бесконечной. Оба эти наблюдения противоречат предположениям, сделанным в классических формулах толщины пленки ЭДЖ, которые имеют плавную, монотонную зависимость вязкости от давления. Такое противоречивое поведение может привести к неточному прогнозу толщины пленки в трибологическом контакте. Знание вязкости во входной зоне (низкое давление) контакта необходимо для расчета минимальной толщины пленки смазочного материала.Аномальное увеличение вязкости, наблюдаемое в этом исследовании, происходит при давлениях значительно ниже типичных контактных давлений, испытываемых многими механическими компонентами. Аномальное поведение вязкости смазочного материала во входной зоне контакта может существенно повлиять на формирование эластогидродинамической пленки, что, по-видимому, имело место в экспериментах WAM6, проведенных с коммерческим моторным маслом 5W-30 при 40 ° C.

Аномальное увеличение вязкости наблюдалось при аналогичных давлениях для коммерческих моторных масел 5W-30 и 10W-30 на синтетической и минеральной основе, что указывает на то, что поведение не зависело от типа базового масла.Кроме того, поскольку аномальное поведение вязкости наблюдалось в смесях ПАО / ПИБ, но не в чистом ПАО, следует сделать вывод, что аномальное поведение возникло из-за полимерных добавок. Результаты измерений PAO / PIB также показывают, что концентрация PIB влияет на реакцию вязкости на давление. Измерения вязкости смесей ПАО / ПИБ с различными молекулярными массами показывают, что аномальное поведение вязкости более вероятно в полимерах с большей молекулярной массой.

Наблюдение за тем, что вязкость товарных масел и лабораторных смесей может становиться бесконечной под действием давления, указывает на то, что полимерные добавки или растворы могут превращаться в твердые или полутвердые материалы при высоких давлениях. Фазовые переходы жидкость-твердое тело полимеров подразделяются на стеклование или кристаллизацию. Поскольку обычно предполагается, что вязкость будет превышать 10 ⁻¹² мПа · с в результате стеклования (Barlow et al., 1969; Harrison, 1976; Alsaad et al., 1978), если в ПИП происходит фазовый переход, то это, вероятно, кристаллизация (LotfizadehDehkordi et al., 2016). Разделение фаз (т. Е. Затвердевшие полимеры вышли из раствора вместе с маслом), происходящее при критических комбинациях температуры и давления, может привести к прекращению падения твердого грузила, если твердые частицы были слишком большими, чтобы пройти между грузилом и стенкой камеры. . С другой стороны, отдельные твердые частицы в масле должны легко проходить через отверстие полого грузила, и скорость спуска полого грузила может быть замедлена, но не остановлена.

Поскольку измерения вязкости, выполненные на масле 5W-30, также привели к остановке полых грузил, можно предположить, что либо весь раствор затвердел, либо затвердевшие полимеры не были отделены друг от друга и могли образовать твердые монодомены. Интерпретации результатов трибологических испытаний подтверждают точку зрения, что затвердевшие полимеры больше не находились в растворе с базовым маслом при критических температурах и контактных давлениях. То есть при температурах и контактных давлениях, соответствующих остановке грузила в экспериментах с вязкостью, рубцы износа, образовавшиеся в результате трибологических испытаний, соответствуют появлению рубцов, образованных чрезвычайно тонкой пленкой смазки с абразивными частицами, проходящими через контакт.Трибологически полимеры, которые затвердевают во входной зоне контакта, могут действовать как частицы мусора и создавать абразивный поверхностный износ, если смазочная пленка достаточно тонкая. Если затвердевшие полимеры выпадают из раствора вместе с маслом, то ожидается, что толщина масла уменьшится в результате отсутствия функции изменения вязкости, обеспечиваемой полимером в жидком состоянии. Поэтому считается, что комбинация более тонкой смазочной пленки с твердыми частицами, протекающими через контакт, является причиной большого износа, возникшего при трибологических испытаниях с маслом 5W-30 при 40 ° C.

Исследования измерений вязкости, проведенные для промышленных моторных масел, показывают, что повышение давления с меньшими приращениями сместило начало остановки твердого грузила к более высоким давлениям. Увеличение давления с большими приращениями (например, 100 МПа) могло дать молекулам недостаточно времени для организации, поэтому фазовые переходы происходили при более низких давлениях. С другой стороны, приложение давления с меньшими приращениями могло дать молекулам полимера достаточно времени для организации, поэтому фазовые переходы происходили при более высоких давлениях.Поскольку кристаллизация имеет более медленную кинетику, чем стеклование в полимерах, данные подтверждают механизм кристаллизации более благоприятно, чем механизм стеклования.

На основании результатов, представленных в данном исследовании, фазовые переходы и отделение полимерных модификаторов вязкости от масел значительно изменили расчетную толщину смазочной пленки при критических температурах и давлениях. Ясно, что использование коэффициента вязкости под давлением в классических расчетах минимальной толщины пленки становится сомнительным для смазочных материалов при давлениях, превышающих те, которые требуются для начала полимерных фазовых переходов.Наконец, будущие исследования будут включать изучение других типов полимеров, таких как PAMA (полиалкилметакрилат) и OCP (олефиновый сополимер), а также определение характеристик полимеров с помощью DSC (дифференциальной сканирующей калориметрии).

Выводы

Эксперименты, проведенные в этом исследовании, показали, что полимерные добавки в маслах могут претерпевать фазовые переходы при давлениях <1 ГПа. Вязкость полностью разработанных коммерческих и лабораторных масел принимала форму положительных перегибов (изменение наклона) на кривой давление-вязкость или резких превращений масла в жидкость с низкой вязкостью, содержащую твердые или полутвердые материалы при критических значениях. температуры и давления.Положительные изменения вязкости, зависящей от давления, имели место, когда вязкость превышала примерно 10 ⁵ мПа · с.

Зависящие от давления и температуры фазовые изменения, наблюдаемые в смазочных материалах реологически, трибологически совпадают с ускоренным износом, возникающим в результате уменьшения толщины смазочной пленки и попадания в контакт абразивных твердых частиц. В экспериментах по вязкости, проведенных для смесей ПАО / ПИБ, наблюдались фазовые переходы, которые коррелировали с молекулярными массами и концентрациями полимерных добавок ПИБ.Было обнаружено, что повышение давления с меньшими приращениями увеличивает давление, связанное с фазовыми переходами, что предполагает, что может иметь место кинетический эффект, связанный с фазовым переходом полимера.

Авторские взносы

BL провела эксперименты и провела первичный анализ. PS предоставил руководство по смазке. GD предоставил руководство по трибологии и написал рукопись.

Финансирование

Это исследование финансировалось компанией Timken Company из Кантона, штат Огайо.

Заявление о конфликте интересов

BL был студентом Университета Акрона во время этого исследования. Сейчас он работает в ExxonMobil Corp и не заявляет об отсутствии конкурирующих интересов. Авторы заявляют, что это исследование получило финансирование от компании Timken. Финансирующая организация предоставила доступ к трибологическому испытательному оборудованию для измерения износа отобранных растворов. Все авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

Благодарности

Авторы благодарны компании Timken; ДокторРайан Д. Эванс, директор по исследованиям и разработкам, за финансовую поддержку, и д-р Кулдип Кишор Мистри, специалист по разработке продуктов, за поддержку проекта. Профессор Али Диноджвала и профессор Стивен Чанг из Колледжа полимеров и полимерной инженерии Университета Акрона предоставили ценную информацию о свойствах и поведении полимеров. Мы также благодарим BASF за предоставление образцов полимеров для этого исследования. Мы особенно благодарны доктору Скотту Бэру из Технологического института Джорджии за проектирование, изготовление и руководство по испытаниям вискозиметров высокого давления.

Список литературы

Акки Р., Баир С. и Абхираман А. (1995). Низкая сдвиговая вязкость и кристаллизация в разбавленных растворах полимеров при высоких давлениях: вискозиметрия падающих тел растворов высокомолекулярного полиэтилена. Polymer Eng. Sci. 35, 1781–1784. DOI: 10.1002 / pen.760352207

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Alsaad, M., Bair, S., Sanborn, D., and Winer, W. (1978). Стеклование в смазочных материалах: его связь с эластогидродинамической смазкой (EHD). J. Tribol. 100, 404–416. DOI: 10.1115 / 1.3453197

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Баир, С. (2000). Давление-вязкость смазочных материалов до 1,4 ГПа и его связь с тяговым усилием EHD. Трибол. Transac. 43, 91–99. DOI: 10.1080 / 10402000008982317

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Баир, С. (2007). Реология высокого давления для количественной эластогидродинамики . Амстердам: Эльзевир.

Google Scholar

Баир, С.(2013). «Вискозиметры высокого давления», в Encyclopedia of Tribology eds Q. J. Wang и Y. W. Chung (Бостон, Массачусетс: Springer), 1663–1670. DOI: 10.1007 / 978-0-387-92897-5_600

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Баир, С. (2015). Критическая оценка полученных по толщине пленки коэффициентов вязкости и давления. Lubricat Sci. 27, 337–346. DOI: 10.1002 / LS.1284

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Баир, С., Ярзинский, Дж., И Винер, В.О. (2001). Зависимость вязкости смазочного материала от температуры, давления и времени. Трибол. Int. 34, 461–468. DOI: 10.1016 / S0301-679X (01) 00042-1

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Баир, С., и Куреши, Ф. (2002). Точные измерения зависимости вязкости от давления смазочных материалов. Трибол. Transac. 45, 390–396. DOI: 10.1080 / 10402000208982564

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Баир С. и Винер В. (1979). Измерение прочности смазочных материалов на сдвиг при высоком давлении. J. Tribol. 101, 251–257. DOI: 10.1115 / 1.3453339

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Баир, С., и Винер, В. (1980). Некоторые наблюдения о связи между механическими и диэлектрическими переходами смазки под давлением. J. Tribol. 102, 229–234. DOI: 10.1115 / 1.3251481

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Баир С. и Винер В. О. (1988). Реологические характеристики моторных масел при сдвиге. Трибол. Сделка. 31, 317–324. DOI: 10.1080 / 10402008808981829

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Барлоу А., Эргинсав А. и Лэмб Дж. (1969). Вязкоупругая релаксация в жидких смесях. Proc. R. Soc. Лондон . 309, 473–496. DOI: 10.1098 / RSPA.1969.0053

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Байрактар, З., и Киран, Э. (2000). Смешиваемость, фазовое разделение и объемные свойства в растворах поли (диметилсилоксана) в сверхкритическом диоксиде углерода. J. Appl. Polymer Sci. 75, 1397–1403. DOI: 10.1002 / (SICI) 1097-4628 (20000314) 75:11 <1397 :: AID-APP12> 3.0.CO; 2-F

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Блок, Х. (1963). «Обратные задачи гидродинамической смазки и директивы по проектированию для смазываемых гибких поверхностей». in Proceedings of the International Symposium on Lubrication and Wear , eds D. Muster, B. Sternlicht, (Хьюстон, Техас; Беркли, Калифорния: McCutchan Publishing), 7–79.

Google Scholar

Бриджмен, П.W. (1949). Вязкость до 30 000 кг / см ³ . Proc. Am. Акад. Arts Sci. 77, 117–128.

Google Scholar

Брюс, Р. У. (ред.). (2012). Справочник по смазке и трибологии: теория и проектирование , Vol. 2. Лондон: CRC Press, Taylor and FrancesGroup.

Google Scholar

Чапков А., Баир С., Канн П. и Любрехт А. (2007). Толщина пленки в точечных контактах в обобщенных ньютоновских условиях ЭДЖ: численный и экспериментальный анализ. Tribol Int. 40, 1474–1478. DOI: 10.1016 / j.triboint.2007.01.002

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Чу, Х. М., Ли, В. Л. и Чанг, Ю. П. (2006). Тонкопленочная эластогидродинамическая смазка — степенная модель жидкости. Tribol Int. 39, 1474–1481. DOI: 10.1016 / j.triboint.2005.10.013

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Доусон Д. и Хэмрок Б. (1976). Численная оценка деформации поверхности упругих тел при контактном напряжении Герца. ASLE Transac. 19, 279–286. DOI: 10.1080 / 05698197608982804

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Дайсон А. и Уилсон А. (1965). «Статья 3: толщина пленки при эластогидродинамической смазке силиконовой жидкостью», Труды Института инженеров-механиков, , Материалы конференции (Лидс), 97–112. DOI: 10.1243 / PIME_CONF_1965_180_323_02

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Грубин А., Виноградова И.(1949). Основы гидродинамической теории смазки тяжелонагруженных цилиндрических поверхностей. Invest Contact Mach Components 30,115–166.

Google Scholar

Хэмрок, Б. Дж., И Доусон, Д. (1976). Изотермическая эластогидродинамическая смазка точечных контактов: часть 1 — Теоретическая постановка. J. Tribol. 98, 223–228.

Google Scholar

Хэмрок, Б. Дж., И Доусон, Д. (1978). Упругогидродинамическая смазка эллиптических контактов для материалов с низким модулем упругости I — полностью затопленное соединение. J Tribol. 100,236–245.

Google Scholar

Хамрок, Б. Дж., Шмид, С. Р., Якобсон, Б. О. (2004). Основы смазки жидкой пленкой , 2-е изд. Нью-Йорк, штат Нью-Йорк: CRC press, McGraw-Hill.

Google Scholar

Харрисон, Г. (1976). Динамические свойства переохлажденных жидкостей . Лондон; Нью-Йорк, Нью-Йорк: Academic Press.

Google Scholar

Хонсари М. М., Бузер Э. Р. (2008). Прикладная трибология: конструкция подшипников и смазка , 2-е изд.Хобокен, Нью-Джерси: Джон Уайли и сыновья.

Google Scholar

ЛотфизадеДехкорди, Б., Шиллер, П. Дж., Мистри, К. К., и Долл, Г. Л. (2016). « Вязкость при высоком давлении и трибология смазочных материалов с добавками модификаторов вязкости» в материалах Ежегодного собрания STLE , 2016 г., (Лас-Вегас, Невада).

Мэри К., Филиппон Д., Лафарж Л., Лоран Д., Ронделез Ф., Баир С. и др. (2013). Новое понимание взаимосвязи между молекулярными эффектами и реологическим поведением смазок с полимерным загустителем под высоким давлением. Tribol Lett. 52, 357–369. DOI: 10.1007 / s11249-013-0214-y

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Вернь П., Баир С. (2014). Классический EHL против количественного EHL: перспективная часть i — реальная зависимость вязкости от давления и коэффициент вязкости от давления для прогнозирования толщины пленки. Tribol Lett. 54, 1–12. DOI: 10.1007 / s11249-014-0302-7

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Поддержание температуры и вязкости гидравлического масла

Провела мастер-класс по минимизации затрат на эксплуатацию гидрооборудования. недавно в местном университете.Во время этой презентации я поделился с участниками тем, что считаю быть САМОЙ важной программой профилактического обслуживания гидравлического оборудования.

Нет, это , а не контроль загрязнения . В наши дни передовой контроль загрязнения принятое предварительное условие надежности. И учитывая современные достижения в области технологий для исключения и удаления загрязняющих веществ можно сказать, что неспособность контролировать загрязнение это сбой конструкции машины, а не отказ от обслуживания.

Регламент обслуживания, который, как я считаю, стоит выше контроля загрязнения в порядке важности. в наши дни — в основном из-за пренебрежения, это: поддержание температуры и вязкости жидкости в пределах оптимальные пределы . Это включает:

1. Определение подходящей рабочей температуры жидкости и диапазона вязкости для температурных условий окружающей среды, в которых гидравлическая машина работает;
2. Подбор гидравлического масла с подходящим классом вязкости и пакетом присадок; и
3. Обеспечение поддержания температуры и вязкости жидкости в установленных пределах.

Чтобы определить правильный класс вязкости жидкости для конкретного применения, необходимо учитывать:

• начальная вязкость при минимальной температуре окружающей среды;
• максимальная ожидаемая рабочая температура, которая зависит от эффективности системы, установленной холодопроизводительности и максимальной температуры окружающей среды. температура; и
• допустимый и оптимальный диапазон вязкости для отдельных компонентов в системе.

Например, рассмотрим приложение, в котором минимальная температура окружающей среды составляет 15 ° C.Максимальная рабочая температура 75 ° C. Оптимальный Диапазон вязкости компонентов системы от 36 до 16 сантистокс. Допустимый диапазон непостоянной вязкости составляет 1000 и 10 сантистоксов.

Из диаграммы температура / вязкость, показанной на рисунке 1, видно, что для поддержания вязкости выше минимума оптимальное значение 16 сантистоксов при 75 ° C, требуется гидравлическое масло ISO VG68. При начальной температуре 15 ° C вязкость масла VG68 составляет 300 сантистоксов, что находится в пределах максимально допустимого предела 1000 сантистоксов при запуске.

После определения правильного класса вязкости масла следующим шагом является определение температурных эквивалентов оптимальной и допустимые значения вязкости компонентов системы.

Возвращаясь к кривой температуры / вязкости для жидкости VG68, показанной на Приложении 1, можно увидеть, что оптимальный диапазон вязкости от 36 до 16 сантистокс будет достигнут при диапазоне температур жидкости от 55 ° C до 78 ° C.Минимальная вязкость для оптимального срока службы подшипников 25 сантистоксов достигается при температуре 65 ° C. Допустимая, прерывистая Пределы вязкости 1000 и 10 сантистокс соответствуют температуре жидкости 2 ° C и 95 ° C, соответственно (см. рисунок 2).

Значение вязкости	сСт	Температура (VG68)
Мин. Допустимое	10	95C
Мин.Оптимальный	16	78C
Опц. Срок службы подшипника	25	65C
Макс. Оптимальный	36	55C
Макс. Допустимое	1000	2C

Приложение 2. Корреляция типичных значений рабочей вязкости для поршневого насоса с температурой масла на основе класса вязкости масла.

Возвращаясь к нашему примеру, это означает, что гидравлическое масло ISO VG68 с индексом вязкости, аналогичным показанному в экспонате 1 в системе оптимальная рабочая температура составляет 65 ° C.Максимальная операционная эффективность будет достигается за счет поддержания температуры жидкости в диапазоне от 55 ° C до 78 ° C. И если ожидаются условия холодного пуска при 2 ° C или ниже, необходимо будет предварительно нагреть масло, чтобы избежать повреждения компонентов системы. Неустойчивая температура масла в самой горячей части температура системы, которая обычно представляет собой корпус насоса, не должна превышать 95 ° C.

После определения параметров, показанных в Приложении 2 для конкретной единицы гидравлического оборудования, повреждение, вызванное высокой или низкой температурой масла. (низкой или высокой вязкости масла) можно предотвратить, а повторяющиеся задачи PM в отношении этой процедуры можно практически исключить, установив приборы для контроля температуры жидкости с аварийными сигналами и отключениями.

Если вам понравилась эта статья, вам понравится информационный бюллетень Брендана Кейси Inside Hydraulics . Он дает вам реальные практические инструкции, гайки и болты, ноу-хау в области гидравлики — информацию, которую вы можете использовать сегодня. Вот что об этом сказали несколько участников:

Не могу оторваться
«Я получаю такие электронные письма все время. Я никогда не нахожу времени их читать. Решил прочитать 30-й выпуск и не смог оторваться.С этого момента я найду время.?

Ричард А. Шейд, CFPS, инженер проекта (гидравлическое проектирование), JLG Industries Inc.

So Valuable It Waves Me Raise
«Знания, которые я получил из этого информационного бюллетеня, были настолько ценными, что я заработал себе зарплату !?

Джек Бергстром, механик по тяжелому оборудованию, Sharpe Equipment Inc.

Love It — Keep Them Coming
? Мне просто нравится этот информационный бюллетень. Как инструктор по гидравлике в Eaton, я делаю копии и распространяю их своим ученикам, когда обращаюсь к различным темам.Пожалуйста, продолжайте их приходить.?

Майкл С. Лоуренс, инструктор по гидравлике, Eaton Hydraulics Inc.

Чтобы получить бесплатную подписку на (стоимость 149 долларов), просто введите свое имя и основной адрес электронной почты в форму ниже и нажмите «ПОДПИСАТЬСЯ СЕЙЧАС!»

Это частный список рассылки, который НИКОГДА не быть переданным по любой причине. Вы также можете отказаться от подписки в любое время. Автор: alexxlab Добавить комментарий Отменить ответ Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены * Комментарий * Имя * Email * Сайт Copyright © 2024 hot-hatch.ru