油液分析技術(shù)---粘度

  潤(rùn)滑油重要的物理性質(zhì)是粘度。 粘度是潤(rùn)滑油內(nèi)摩擦阻力的程度，亦即內(nèi)摩擦力的量度。粘度決定了油液的承載能力以及油液的流動(dòng)性，是各種潤(rùn)滑油分類、分級(jí)、質(zhì)量評(píng)定與選用及代用的主要指標(biāo)。通常將粘度分為動(dòng)力粘度、運(yùn)動(dòng)粘度、相對(duì)粘度三種。

  1、動(dòng)力粘度：動(dòng)力粘度是液體在一定切應(yīng)力下流動(dòng)時(shí)，其內(nèi)摩擦力的量度。

  2、相對(duì)粘度：采用不同的特點(diǎn)粘度計(jì)所測(cè)得的條件單位表示的粘度，一般有恩氏粘度、賽氏粘度和雷氏粘度三種表示方法。

  3、運(yùn)動(dòng)粘度：運(yùn)動(dòng)粘度即流體的動(dòng)力粘度與同溫度下該流體密度ρ之比，單位為 (m^2)/s。

  下面我們來(lái)具體了解一下運(yùn)動(dòng)粘度。

一、運(yùn)動(dòng)粘度的表示：

  在溫度t℃時(shí)，運(yùn)動(dòng)粘度用符號(hào)ν表示，在單位制中，運(yùn)動(dòng)粘度單位為斯，即每秒平方米（m2/s），實(shí)際測(cè)定中常用厘斯，（cst）表示厘斯的單位為每秒平方毫米(即 1cst=1mm2/s）。運(yùn)動(dòng)粘度廣泛用于測(cè)定噴氣燃料油、柴油、潤(rùn)滑油等液體石油產(chǎn)品。深色石油產(chǎn)品、使用后的潤(rùn)滑油、原油等的粘度，運(yùn)動(dòng)粘度的測(cè)定采用逆流法。

二、運(yùn)動(dòng)粘度對(duì)潤(rùn)滑油組成的意義

  1、潤(rùn)滑油由基礎(chǔ)油和添加劑經(jīng)調(diào)和、攪拌后形成了成品油。不同的運(yùn)動(dòng)粘度調(diào)和出來(lái)的油品就是不同等級(jí)的潤(rùn)滑油。所以，運(yùn)動(dòng)粘度對(duì)潤(rùn)滑油的等級(jí)分類起了決定性因素。

  2、潤(rùn)滑油等級(jí)主要由質(zhì)量等級(jí)和粘度等級(jí)決定。如汽機(jī)油而言，API(美國(guó)石油協(xié)會(huì)) 采用的是機(jī)油品質(zhì)等級(jí)的評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)，將潤(rùn)滑油分成汽油機(jī)用(S)和柴油機(jī)用(C)兩大類。汽油機(jī)油用代號(hào)“S”表示，后面緊跟另一位英文字母(如SA、SB、SC、SD、SE、SF、SG、SH、SJ、SL、SM、SN)，字母排序越后，潤(rùn)滑油的品質(zhì)越高。柴油機(jī)油用潤(rùn)滑油--用代號(hào)“C”表示，后面緊跟另一位英文字母(如CA、CB、CD、CE、CF、CG、CH、CI、CJ)字母排序越后，潤(rùn)滑油的品質(zhì)越高。SAE（美國(guó)汽車工程師協(xié)會(huì)）采用的是粘度等級(jí)分類法。將潤(rùn)滑油分成夏季用的高溫型、冬季用的低溫型和冬夏通用的全天候型。具體含義如下：

  (1)高溫型5個(gè)(如SAE20、30、40、50、60)---其標(biāo)明的數(shù)字表示100℃時(shí)的粘度，數(shù)字越大粘度越高。

  (2)低溫型6個(gè)(如SAE0W、5W、10W、15W、20W、25W)：W是Winter(冬天)的縮寫(xiě)，表示僅用于冬天，數(shù)字越小粘度越低，低溫流動(dòng)性越好。

  (3)全天候型(如SAE15W／40)：表示低溫時(shí)的粘度等級(jí)符合SAE15W的要求、高溫時(shí)的粘度等級(jí)符SAE40的要求，屬于冬夏通用型。

  3、運(yùn)動(dòng)粘度的計(jì)算意義。首先用來(lái)確定潤(rùn)滑油的牌號(hào)。潤(rùn)滑油的牌號(hào)絕大部分是以某一溫度下運(yùn)動(dòng)粘度的平均值或近似值來(lái)決定的，同時(shí)粘度也是選用潤(rùn)滑油的主要依據(jù)。其次粘度也是輕質(zhì)燃料油，如噴氣燃料和柴油的質(zhì)量指標(biāo)之一。還有生產(chǎn)上從粘度變化來(lái)判斷潤(rùn)滑油的精致程度。而且粘度對(duì)于油料的輸送有重要意義。測(cè)定不同溫度下的粘度可以表示潤(rùn)滑油的粘溫特性。粘溫特性指潤(rùn)滑油粘度隨溫度變化的特性，常用粘度比、粘度系數(shù)和粘度指數(shù)來(lái)表示。

  4、運(yùn)動(dòng)粘度高的潤(rùn)滑油會(huì)形成比較厚的油膜，對(duì)機(jī)械的摩擦?xí)鸬奖Ｗo(hù)的作用。為了防止發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)動(dòng)零件間的接觸面磨損，潤(rùn)滑油必須有足夠的黏度，以便在各種運(yùn)轉(zhuǎn)溫度下都能在運(yùn)動(dòng)零件間形成油膜，從而使得汽車發(fā)動(dòng)機(jī)順暢運(yùn)轉(zhuǎn)；但是，過(guò)猶不及，潤(rùn)滑油黏度過(guò)大會(huì)事倍功半，甚至?xí)斐梢韵聨追矫娴牟涣加绊懀喊l(fā)動(dòng)機(jī)低溫啟動(dòng)困難、啟動(dòng)過(guò)程零件磨損加劇、功率損失大、清洗作用差和冷卻作用差等。

三、影響潤(rùn)滑油粘度的因素：

  1、溫度變化：

  油液的粘溫指數(shù)（VI）是指油的粘度隨溫度變化而發(fā)生變化的規(guī)律。更高的VI值表示油由于溫度波動(dòng)而粘度幾乎不怎么變化，而低VI表示 油液隨溫度變化會(huì)表現(xiàn)出相對(duì)大的粘度變化。 在40℃和100℃之間粘度變化不顯著的油比具有更大粘度變化的油有著更高的VI。粘度指數(shù)試驗(yàn)（ASTMD2270）基于在40℃（1040°F）和 100℃（2120°F）的油的運(yùn)動(dòng)粘度，高于95的粘度指數(shù)值被認(rèn)為是高的。具有高VI的油在寬范圍溫度下對(duì)關(guān)鍵組分提供更多的保護(hù)。

  2、添加劑：

  添加劑是潤(rùn)滑油配方的一部分。例如，多級(jí)礦物基發(fā)動(dòng)機(jī)油（除了天然高VI的基礎(chǔ)油）用彈性添加劑配制，所述彈性添加劑在低溫下緊湊并且在高溫下膨脹以降低油液的流動(dòng)性。

  3、煙炱

  常見(jiàn)于柴油發(fā)動(dòng)機(jī)，煙炱是一種在油品中形成膠體懸浮的顆粒。潤(rùn)滑油中的分散劑添加劑是用來(lái)防止煙炱顆粒聚集和生長(zhǎng)，避免膠體懸浮液形成的添加劑。

  4、水污染

  水污染： 油和自由水不混合，不是化學(xué)反應(yīng)，但在某些情況下，它們將結(jié)合形成乳狀液，看起來(lái)像加奶油的咖啡，這實(shí)際上會(huì)增加油的運(yùn)動(dòng)粘度。

  5、熱和氧化、老化副產(chǎn)物

  這些副產(chǎn)物是不溶的，但是被油以穩(wěn)定的懸浮液的形式攜帶。

  運(yùn)動(dòng)粘度v描述了物質(zhì)在地球重力影響下的流動(dòng)行為。現(xiàn)在運(yùn)動(dòng)粘度的概念已經(jīng)被人們廣泛地接納：因?yàn)橹亓ψ鳛橐环N無(wú)處不在的驅(qū)動(dòng)力已經(jīng)被人們所熟知，與其相關(guān)的滴落現(xiàn)象和運(yùn)動(dòng)粘度概念自然也得到了人們的廣泛理解。

  對(duì)于任何潤(rùn)滑油的選用，必須在加大承載能力的高粘度和易于循環(huán)的低粘度之間的取得正確的平衡。 除了潤(rùn)滑之外，油液在所有條件下都能流動(dòng)是至關(guān)重要的。因此，粘度測(cè)量是機(jī)械系統(tǒng)中油液重要的測(cè)試之一。