Voiteluaineen leikkausstabiilisuuden ja viskositeettiindeksin parantaja.

Leikkauskestävyyson polymeerin kyky vastustaa leikkausjännitystä, mikä on ratkaiseva suorituskykyViskositeettiindeksin parantajat. Kun viskositeetti-indeksin parantajalla on huono leikkausstabiilisuus, polymeerin pääketju katkeaa leikkausjännityksen vaikutuksesta, mikä johtaa viskositeetin laskuun. Tämän seurauksena sekoitettu voiteluöljy ei pysty säilyttämään alkuperäistä viskositeettiluokkaansa, mikä lisää kulumista ja polttoaineen kulutusta.

Leikkausstabiilisuus liittyy polymeroitumisasteeseen (suhteellinen molekyylipaino), dispersioasteeseen (suhteellinen molekyylipainojakautuma) ja polymeerin hydrodynamiikkaan liuoksessa viskositeetti-indeksin parantajia varten.

Mitä pidempi polymeeriketju (mitä suurempi suhteellinen molekyylipaino) ja mitä suurempi dispersio, sitä helpommin se katkeaa, mikä johtaa huonompaan leikkausstabiilisuuteen.

Sitä vastoin mitä pienempi polymeerin suhteellinen molekyylipaino on, sitä parempi leikkausstabiilisuus, mutta käsittelynopeus on suurempi, mikä on haitallista puhtaudelle. Siksi on välttämätöntä saavuttaa vain vaadittu leikkausstabiilisuus, sen sijaan, että pyrittäisiin sokeasti pienimpään mahdolliseen leikkausstabiilisuuteen.

 

Kuinka ilmaista leikkausstabiilisuus?

 

Mineraaliperusöljy on newtonilainen neste, jonka viskositeetilla ei ole mitään tekemistä leikkausnopeuden kanssa. Voiteluöljy (monilaatuinen öljy), johon on lisätty viskositeettiindeksiä parantavaa ainetta, muuttaa perusöljyn virtausominaisuuksia ja siitä tulee ei-newtonilainen neste. Viskositeetti muuttuu leikkausnopeuden kasvaessa tai pienentyessä.

Leikkausjännityksen vaikutuksesta monilaatuisen öljyn viskositeetti laskee, mikä ilmaistaan ​​viskositeetin laskunopeudella tai viskositeetin häviönopeudella (Leikkausstabiilisuusindeksi, SSI).

Kun polymeeri altistetaan suurelle leikkausnopeudelle, tapahtuu tilapäinen viskositeetin menetys. Tällä hetkellä leikkausnopeus on yleensä noin 10⁴s^-1, ja sen molekyylit virtaavat aksiaalisuunnassa ja tulevat järjestykseen. Polymeerin muoto muuttuu pallomaisesta linjasta Agglomeraatit muuttuvat pitkänomaisiksi rakenteiksi, jotka vievät vähemmän hydrodynaamista tilavuutta, mikä johtaa viskositeetin laskuun. Tämä viskositeetin menetys on palautuva ja se voidaan palauttaa, kun leikkausjännitys häviää, joten tämä viskositeetin menetys on väliaikainen, ilmaistunaVäliaikainen leikkausstabiilisuusindeksi (TSSI).

Kun leikkausnopeus kasvaa edelleen, yhä useammat molekyylit deformoituvat, mikä johtaa suurempaan viskositeetin menetykseen, kunnes muodonmuutoksen enimmäismäärä saavutetaan. Kun leikkausnopeus saavuttaa yli 10⁶s^-1Tilapäisen viskositeettihäviön lisäksi tapahtuu myös polymeeriketjun katkeamisesta johtuva peruuttamaton viskositeettihäviö, jota kutsutaan pysyväksi viskositeettihäviöksi. Pysyvä leikkausstabiilisuusindeksi (Pysyvä leikkausstabiilisuusindeksi, PSSI) edustaa. Polymeerin ketjun katkeaminen tapahtuu yleensä ketjun keskellä, jossa hiili-hiili-sidos hajoaa kahden pienemmän molekyylin muodostamiseksi.

Mitä suurempi polymeerin molekyylipaino on, sitä helpompi se on muotoaan ja hajoaa mekaanisesti. Kuitenkin, kun polymeerin suhteellinen molekyylipaino on riittävän pieni, pysyvää viskositeettihäviötä ei tapahdu, eikä hajoamista yleensä ole helppo aiheuttaa, joten hajoamisprosessi on itsestään rajoittuva.

Moottorin kunkin osan leikkausnopeus on erilainen, ja myös tilapäinen viskositeettihäviö on erilainen. Hammaspyörä, laakeri, mäntä ja sylinterin seinä ovat suurimmat, ja myös tilapäinen viskositeettihäviö on suuri, joten kulumista ja hankausta on helppo aiheuttaa näissä osissa

 

Leikkausnopeus bensiinimoottoriöljyssä

Leikkausnopeus		Moottorin osat	Vaikutus
A	103/s~104/s	Takamännän rengas, venttiilin varsi, pumpun imuaukko	Polttoaineen kulutus, juoksevuus alhaisessa lämpötilassa
B	105/s~106/s	Tappilaakerit, männät, sylinterin seinämät	Laakereiden kuluminen, räjähdys, kuumakäynnistykset
C	106/s-1~108/s	Vaihteet, nokat, nostimet	pitää päällä

 

Viskositeettihäviö mitataan kinemaattisella viskositeetilla (KV) ennen leikkausta ja sen jälkeen. Pysyvä leikkausstabiilisuus määritellään yleisemmin pysyvällä leikkausstabiilisuusindeksillä (PSSI) tai yksinkertaisesti SSI:llä, ASTM D6022:n mukaan seuraavasti:

 

PSSI=SSI=（V₀-V_S）/(V₀-V_b)*100

 

V_o= leikkaamattoman öljyn viskositeetti

V_s= leikatun öljyn viskositeetti

V_b= perusnesteen viskositeetti (ilman polymeeriä)

 

Leikkausstabiiliuden mittaamiseen on kolme yleisesti käytettyä menetelmää.

 

● Dieselsuutinmenetelmä

● Ultraäänimenetelmä

● L-38-menetelmä (leikkausaste mitataan, kun L-38-moottori on käynyt 10 tuntia)

 

Näiden kolmen menetelmän ankaruus on hyvin erilainen. Polttomoottoriöljyn tekniset tiedot Yhdysvalloissa, Euroopassa ja Kiinassa käyttävät L-38-menetelmää, dieselsuutinmenetelmää ja ultraäänimenetelmää. Kaikki kolme menetelmää edellyttävät, että viskositeetti leikkaamisen jälkeen pysyy edelleen tälle öljylaadulle määritellyllä viskositeettialueella.

 

SSI:n vertailueteeni-propeenikopolymeeri (OCP) VIIeri testimenetelmillä.

 

KOHDE	SSI prosenttia
	Dieselin suutin	Sonic Shear	L-38 Moottoritesti
Eteeni-propeenikopolymeerejä käytetään yleisesti Yhdysvalloissa ja Kiinassa	48.5	38	20~22
Yleisesti käytetyt etyleeni-propeenikopolymeerit, jotka vastaavat eurooppalaisia ​​vaatimuksia	28.3	21.7	12

 

Yllä oleva taulukko osoittaa, että Yhdysvalloissa ja Kiinassa yleisesti käytettyjen eteeni-propeenikopolymeerien SSI-arvo on noin 50 prosenttia Diesel Injectorissa, noin 40 prosenttia Sonic Shearissa ja noin 20 prosenttia L-38 Enginessä. Testata.

Eurooppalaisten vaatimusten mukaisesti yleisesti käytettyjen eteeni-propeenikopolymeerien SSI-arvo on noin 30 prosenttia Diesel Injector -menetelmällä, noin 22 prosenttia Sonic Shear -menetelmällä ja noin 12 prosenttia L-38 Engine Test -testillä.

Huomaa, että SSI-arvo riippuu tietystä leikkauslaitteesta, jota käytetään leikkausstabiilisuuden mittaamiseen.

 

Eri voiteluöljyjen leikkauskestävyyden vaatimukset:

 

Bensiinimoottoriöljy<  Diesel Engine Oil  <   Automatic Transmission Fluid (ATF)  <   Hydraulic Oil  <   Gear Oil.

 

Useilla voiteluöljytuotteilla on vastaavat leikkauskestävyyden testimenetelmät vaatimustensa täyttämiseksi.Testausmenetelmätovat:

Kampikammion voiteluaine: Sonic Shear -menetelmä (sekä 5 min että 10 min), 3200 km (2000 mailia) Road Shear -testi, L-38 -menetelmä, Diesel Injector -menetelmä, Peugeot 204 -testi.

Automaattivaihteistoöljy ja hydrauliöljy: Dexron ATF, HETC T-13, 10,000 sykliä, Chryslerin ohjaustehostimen pumpputesti, 4h×93,3 astetta (testiolosuhteet sisältävät 4137kPa×1700r/min ja 2758kPa×1800r /min).

Vaihteistoöljy: ALI Variable Seveity Scoring Test-Shear Stability Determination (AL I Variable Seveity Scoring Test-Shear Stability Determination Test) 93,3 astetta × 120h.

 

SSI määritetty erilaisilla leikkauskoemenetelmillä

Voiteluainetyypit	Kampikammion öljy			ATF	Hydrauliikka öljy	Vaihdeöljy
Testausmenetelmä	Sonic Shear①	L-38,10h	Dieselin suutin②	Dexron ATF③10 000 sykli	Pumpun testi④	ALIVSST⑤
Akryyli 702⑥	30	20	45	49	52	89
Akryyli 955⑦	23	12	36	43	45	--
Akryyli 1017⑧	0	0	0.5	0	1	15~20

 

① ASTM D-2603, vähintään 5 min.

② DIN-51382: Dieselin suutin: 10W-30/10W-40.

③ Dexron ATF, HETC T-13, 10000 sykli.

④ Chrysler-ohjaustehostimen pumpputesti, 4h×93. 3 astetta, kuormitus 2758kPa, 1800r/min.

⑤ ALI:n vaihtelevan vakavuuden pisteytystesti-leikkausstabiilisuuden määritys, 93. 3 astetta × 120 h.

⑥ Acryloid 702: PMA, jolla on jähmettymispistettä alentava vaikutus, sopii bensiinimoottoriöljylle.

⑦ Acryloid 955: MA, jossa on jähmettymispistettä alentava ja hajottava vaikutus, sopii bensiini- ja dieselmoottoriöljyille

⑧ Acryloid 1017: PMA, sopii automaattivaihteistoöljylle, hydrauliöljylle ja moniasteisille vaihteistoöljyille.

 

KRL-leikkausstabiilisuustestimenetelmäon tunnustettu voiteluaineteollisuudessa tarkaksi leikkaustestimenetelmäksi voiteluöljyn viskositeettihäviön ennustamiseen todellisissa käyttöolosuhteissa ja siitä on tullut tärkeä arviointityökalu nykyaikaisten voiteluöljytuotteiden kehittämisessä.