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润滑油脂的产品特点及试验方法

 发布时间:2011-03-29 点击量:1727
润滑油主要组成是碳氢元素;另外,常含有S及金属元素,除了硫来自基础油外,其它元素主要来自添加剂。这些元素和润滑油性能有很大关系,因此为达成油中性能,必需加不同添加剂,所以油中元素自然不同。油品元素乃是非常重要的性状,主要是它有两个用途:鉴定油品品牌真伪,因为同一品牌及同等级油品的某元素应在一定范围内,若油中元素不尽向同或其含量差异相当大,即可鉴定其真伪油品;另外,分析油品中添加剂消耗对润滑影响,这是油品追纵重要项目,尤其当润滑发生问题,要查寻发生问题原因更是不可或缺项目。硫元素分析主要是针对活性硫。活性硫是容易与铜等金属作用的高活性元素。它对润滑油腐蚀性与极压性有极大关系,有必要了解其含量。润滑油中元素分析主要是利用化学分析方法,为了得到较佳的准确性及避免干扰,ASTM推荐很多种常用分析方法,一般均参考这些方法操做作。
要辨别润滑油、脂的质量优劣,适用与否,必须要膫解其规格(质量标准)的意义及规格的试验方法。有关这些试验方法,大致可分为物理、化学试验,及性能试验几类。同时为方便使用者,区别规格或判定质量,间制定一些分类法,亦在下面介绍。
(一)黏度(Viscosity)
黏度(Viscosity)为润滑油zui主要之性质。黏度为牛顿型流体流动时其应变与切应力之比例常数。简而言之,黏度亦为流体流动时之阻力。一般所谓油料之厚薄(Lightor HeavyBody),即指黏度之大小。润滑油油膜之强度与黏度大致呈正比例。黏度愈高,其润滑油膜通常愈强韧。故黏度为机械选用正确油料必需考虑之zui主要因素之一。黏度之测定方法甚多,公制者多采用运动黏度、动力黏度或黏度。过去我国与美国地区多采用赛氏黏度,日本与英国多用武氏(Redwood)黏度,德国用恩氏黏度(EnglerViscosity)。近年来,各国全力推行公制,多数已全部改用运动黏度或动力黏度。
兹就常用之黏度分述如下:
1.动力黏度(ASTM D445)/单位cSt(即mm2/s)
图表15.动力黏度计
利用图表15所示之Ostwald或Cannon-Fenske式玻璃制黏度计测定。以橡胶小球吸取油料样品,使油面在「C」点上5mm处,在一定的温度下(40℃或100℃)然后令油料受重力作用自毛细管向下流动,并记取油面由「C」点流至「E」点时所需之时间(秒),乘以黏度计之常数,即为该油之「动力黏度」(KinemeticViscosity,简称Kin.Visc.)其CGS制单位为「铎」或「史」(Stoke),实用单位为其百分之一之「厘铎」或「厘史」(Centi-Stock),或简写成cSt。
2.黏度(ASTM D445)/单位P或CP即 dyne s/cm2
黏度(Absolute Viscosity 或 DynamicViscosity)可由动力黏度换算而得,其单位为「泊」(Poise)简称为P或其百分之一之「厘泊」(Centi-Poise),简称为CP:
〔黏度〕(Centi-Poise)=〔动力黏度(cSt)〕×〔油料之密度(g/ml)〕
油料之密度可用ASTMD941,D1481等标准方法测定。
黏度之英制单位为「Reyn」:
1Reyn=1.45×10Poise
Reyn之因次为 磅-秒/平方英寸(Lb-sec/sq.in)
3.赛氏通用黏度(ASTM D88)/单位SSU或SUS
赛氏黏度计
赛氏通用黏度(Saybolt UniversalViscosity)过去广用于我国、美国及加拿大地区。测定时须使用特制之赛氏通用黏度计(UniversalViscometer),每次试验,需油至少100ml。Saybolt赛氏通用黏度之单位为「秒」,但都以SSU(Second,SayboltUniversal)、SUS(SayboltUniversal,Second)或SUV(Saybolt UniversalViscosity)来表示。测定温度过去多为100℉及210℉,现多改成公制之40℃及100℃。如需求122℉,130℉,或0℉之黏度,须用ASTM之黏度温度关系图。
4.赛氏重油黏度(ASTMD 88):赛氏重油黏度(Saybolt FurolViscosity)测定极高黏度油料之用。仅流油之小孔较大而已。其单位以SFS(SayboltFurol,Second)或SSF(Second,Saybolt Furol)来表示,一个SFS约等于10 SSU。
5.Redwood黏度:本法以往多用于英国及日本,有Redwood 及No.2两种。分别以Redwood黏度计(Viscometer)来测定。其单位为秒。Redwood 之黏度通常以RW1表示,而RedwoodNo.2则以RW2来表示。
1个RW2”约等于10 RW1”
1个RW1”约等于1.25 SSU”
以上各种常用黏度之对照如图表18所示。但须注意者,其值均以同一温度为准,不同温度者,须设法求其同一温度之黏度后,再作比较。
6.各种常用黏度级数(SAE/ISOVG/AGMA):如前所述,润滑油膜之强度几乎与动力黏度成正比,故机件润滑用油之黏度,必须正确而合适,过厚或过薄均非所宜。商业上为使用户便于选择正确之黏度,故有研究单位规定出一定编号,按黏度之稀稠,标示于油品包装上,或其产品名称,或规格说明上。
其中zui重要而广为采用者如SAE 黏度级数、ISO VG黏度级数、AGMA黏度级数等,兹分别介绍如下:
A. 通用黏度区分:过去流行于美国之分类,以厚(Heavy),薄(Light)之程度而区分。
轻级(Light,简称L), 约为SAE 10,ISO VG32
中轻级(Light Medium,简称LM), 约为SAE 10,ISO VG46
中级(Medium,简称M), 约为SAE20,ISO VG56
中厚级(Heavy Medium,简称HM), 约为SAE 30,ISO VG68
厚级(Heavy,简称H), 约为SAE 40,ISO VG100
特厚级(Extra Heavy,简称EH), 约为SAE 50,ISO VG150
超厚级(Super Heavy,简称SH), 约为SAE 60,ISO VG220

B. SAE黏度级数:SAE(Society of AutomotiveEngineers),即美国汽车工程师学会,对于车辆用的引擎油以及齿轮油的黏度,由稀到稠加以分类,并以号数表示之,其号数与质量无关,其级数分类规定如下:
车辆用引擎油之SAE黏度分类 SAE J300 – 1997年中
SAE
黏度级数  黏度范围  150℃及106 s-1
之高剪力黏度cP
zui大值
 低温测试  100℃ 黏度cSt 
 曲柄转动黏度(cP)
zui大值 -低温℃ 泵动黏度(cP)
zui大值 -低温℃ zui小值 zui大值 
0W  3250 -30  60,000 -40  3.8  -   
5W  3500 -25  60,000 –35  3.8  -   
10W  3500 -20  60,000 –30  4.1  -   
15W  3500 -15  60,000 –25  5.6  -   
20W  4500 -10  60,000 –20  5.6  -   
25W  6000 -5  60,000 -15  9.3  -   
20  -    5.6  9.3未满  2.6
30  -    9.3  12.5未满  2.9
40  -    12.5  16.3未满  2.9(0W/40,5W/40,10W40)
40  -    12.5  16.3未满  3.7(15W/40,20W/40,25W/40,40)
50  -    16.3  21.9未满  3.7
60      21.9  26.1未满  3.7
其中W为Winter之简称,意指寒冷地区使用之意。规定侧重于低温时,黏度特性是否合于规定。另外0W,5W,10W....40,50称为单级黏度;10W-30,10W-40,...20W-40则称为复级黏度,而其要求黏度变化之稳定性,较单级黏度的油为高。中国台湾地处亚热带地区,原则上使用引擎油,冬季时以SAE30号,夏季时以SAE 40号的黏度为宜。但若能使用复级黏度机油,如SAE10W-40或15W-40等,则可省却夏冬季使用不同黏度油的麻烦。目前市面所见油品大多已是复级黏度,单级黏度相对少见。由于基础油及掺配技术的进步,复级黏度油品的黏度跨距也愈来愈大。SAE美国汽车工程师学会同时亦设定了「车辆用齿轮油黏度级数」,根据测定油料黏度的薄厚,以75、80、90、140、250等号数来区分,方便汽车驾驶人选用。

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