Viskozity məsələləri

Motor yağı daxili yanma mühərrikinin həyati vacib hissəsidir. Yağsız mühərrik işə düşməz. Bu fakt artıq avtomobilin yüzillik tarixinin lap başlanğıcında başa düşülürdü. 1886-cı ildə ictimaiyyətə təqdim edilən və adətən 4 vurğulu daxili yanma mühərriki ilə işləyən ilk istehsal avtomobili hesab edilən Benz Patent Motor Car, olduqca yad bir damla qidalı yağlama və yağlanmış bir fincan istifadə etdi. Lakin, ilk həqiqi kütləvi istehsal olan avtomobil, məşhur Ford Model T 1908-ci ildə istifadəyə verildi. Artıq müasir maşınlarda gördüyümüzə konseptual olaraq oxşar olan splash yağlama sistemindən istifadə edilmişdir. Yalnız, həm mühərrik, həm də Model T-nin transmissiyası eyni yağı paylaşdı.

Daxili yanma mühərriki o qədər kritik dərəcədə yağdan asılıdır ki, motor yağının standartlaşdırılması zərurəti tez bir zamanda reallaşdı. Əslində, artıq 1911-ci ildə motor yağlarının ilk klassifikasiyası yeni təsis edilmiş Maşınqayırma Mühəndisləri Cəmiyyəti (SAE) tərəfindən qəbul edilmişdir. 26 no-li "Speys" adlanan ilk SAE klassifikasiyası xüsusi cazibə qüvvəsinə, fləş və atəş nöqtələrinə əsaslanan motor yağları sırasına daxil idi. Daha çox viskous yağlar "ağır" idi, daha yüksək flaş və od nöqtələrinə malik idi. Since since - even nowadays - motor yağlar hələ bəzən çəki ilə istinad olunur, baxmayaraq ki, neft viskozity 1923-cü ildən bütün gələcək SAE spesifikasiyalar üçün əsas kimi istifadə edilməyə başladı.  Son SAE J300 spesifikasiyası 2015-ci ildə qəbul edilmişdir.

AE J300-də viskoziyanın dörd müxtəlif növü müəyyən edilir: 100oC -də kinematik viskoz (KV100), soyuq qranit (CCS) və soyuq temperatur pompalama üçün maksimal icazəli viskozity, yüksək temperaturlu yüksək shear (HTHS) viskozity. Buna görə də, viskozun vacib olduğunu qətiyyətlə deyə bilərik!

Oil viskozitet onun məqsədyönlü yararlılığının vacib kvatifatorlarından biridir. Bir atəş motorunda, bütün hərəkət edən hissələri bir yağlı film üzərində minir. Metal-metal kontaktın yağsız olması fəlakətli nəticələrə gətirib çıxara bilər və nəyin bahasına olursa-olsun, bunlardan qaçmaq lazımdır. Neftin öz işini yerinə yetirmək üçün onu vaxtında kritik yağlama nöqtələrinə çatdırmaq lazımdır. Mühərrikdə yağ kanalları və ya qalereyalar vasitəsilə yağ axını əsasən onun kinematik viskozluğu ilə müəyyən edilir. Məhz buna görə kv100 düzgün yağı seçərkən ilk növbədə baxmaq lazımdır. Bununla belə, qışda da avtomobilinizi işə sala bilməlisiniz. Temperatur aşağı düşdükcə motor yağı getdikcə daha çox viskouslaşır və nəticədə sabuna bənzər bərk maddəyə çevrilir. Bu baş verərsə, mühərrikinizi krank edə bilməyəcəksiniz. Bu səbəbdən SAE J300 də CCS və aşağı temperaturlu nasosların siyahısını tutur. Nəhayət, yüksək mühərrik yükü altında, arıqlarda yağ temperaturu 150-200oC-yə qədər arta bilər. Eyni zamanda, çox yüksək kəsmik qüvvələri yağ molekullarını xırda parçalara parçalamağa meyllidirlər. Nəticədə yağ viskozluğu aşağı düşür. Bu cür ağır şərtlər altında ayıların kifayət qədər yağlana bilər zəmanət vermək üçün, SAE J300 hər viskozity dərəcəsi üçün minimum HTHS viskozity müəyyən edir.

Viskoz həddindən artıq yüksəkdirsə, yaxşı deyil: yağ vaxtında gələ və istini kifayət qədər tez qova bilməz. Bununla belə, tövsiyə olunan yağdan daha qalın istifadə etmək ölümcül deyil: axı, bu hər dəfə sərin mühərrikə başlayanda baş verir. Əgər viskozluq həddindən artıq aşağıdırsa, bu daha təhlükəlidir: neft çox asanlıqla axacaq və kifayət qədər təzyiq qurmayacaq. Bu, ayıların tez bir zamanda taxılması, qıcqırması, tutulması və digər ciddi problemlərə səbəb olacaq. Siz də demək olar ki, neft istehlakının artdığını görəcəksiniz.

Mühərrikdə həyati vacib alt sistemlər həlledici olaraq yağ təzyiqindən asılıdır. Məsələn, hidravlik zaman zənciri gərginliyi və dəyişən valın vaxt (VVT) sistemləri. Əgər yağ təzyiqi aşağıdırsa, bu sistemlər nasazlığa başlaya bilər: zəncir gərginliyi zəncir qıc olmalarını aradan qaldırmaq üçün kifayət qədər təzyiq qura bilməyəcək, cam phaserlar isə camı normal şəkildə qabaqlaya bilməyəcəklər. Bu isə mühərrikin vaxtını dolduracaq, bu da öz növbəsində mühərrikin performansına, yanacaq iqtisadiyyatına və emissiyaya təsir edəcək və nəticədə "Mühərriki yoxla" işığını söndürəcək.

Krankkaza yağlayıcılarının istehsalı üçün istifadə olunan konventional baza yağları xam mineral yağların distillə edilməsi və təmizlənməsi ilə alınır. Yüngül distillat fraksiyaları müxtəlif yanacaq növlərinin istehsalında istifadə olunur, bu isə əridicilərin əsas gəlir mənbəyini təşkil edir, ağır alt fraksiyalar isə – çox vaxt barelin dibi kimi qeyd edilir – yağlayıcı və bəzi digər məhsulların, o cümlədən asfalt və mumun istehsalında istifadə olunur. Tarixən yağ istehsalı neftin təmizlənməsi prosesinin ucuz başa çatması hesab edilmiş, yanacaq istehsalının by-məhsulunu dəyər əlavə olunmuş məhsula çevirməyə cəhd etmişdir. 

Historically, krankkaza lubrikantların formullaşdırılması üçün istifadə olunan ən mühüm baza yağları 100-600 SUS viskoziteti (20-130 cSt saat 100oF), həmçinin mineral baza yağlarının ən viskous sinif mineral baza yağlar 1000-5000 SUS tipik viskozity sahəsi ilə 1000-5000 SUS - parlaq stoklar adlanır. Bununla belə, son bir neçə onillik ərzində ənənəvi mineral baza yağlarının (I qrup API qrupunu təşkil edir) istehsal həcminin və istifadəsinin daim azalması müşahidə olunur. Belə ki, köhnə həlledici təmizləmə prosesi hidrorefining kimi tanınan daha müasir, iqtisadi və ətraf mühit üçün təmiz təmizləmə prosesinə zəmin itirir. Sonuncular API Group II və III baza yağlarının istehsalında istifadə olunur. Hidrorefiningin bir əsas aşağı hissəsi yüksək viskozity məhsulları istehsal edə bilməz - 200 SUS-dan yüksək heç nə yoxdur. Buna görə də müasir yağlayıcı maddələr parlaq stokların əvəzində istifadə olunan polimer qalınlıqlardan çox asılıdır. Bu cür polimerik qalınlıqların digər faydalı funksiyası da var – onlar yağın viskozitet indeksini (VI) artırırlar, buna görə də onların ümumi adı – viskoz indeksi improvatorları (VII).

Today, demək olar ki, bütün avtomobil motor yağları "multiqrade", çünki onlar həm soyuq, həm də isti iqlim şəraitində kifayət qədər performans təmin edir. Çoxməqsədli yağlar iki rəqəmlə təsvir olunur. Bu rəqəmlərə bənzərdir: 100-40. 10-dan sonra "W" aşağı temperaturlu performansa aiddir. Əsasən, qeyd olunur ki, qış vaxtı bu yağ leqal SAE 10W qış qiymət kimi davranır: -25oC-də mühərrikinizi krank etməyə icazə verməlidir və -30oC-yə qədər temperaturda axma qabiliyyətini itirməyəcək. İkinci rəqəm, 40, deyir ki, yayda eyni yağ leqal SAE 40 monoqrade kimi davranır: onun KV100 aralığında 12,5-dən 16,3 cSt və HTHS viskozity minimum 3,5 cP minimum 3,5 cP. 

> İkinci və birinci rəqəmlər arasındakı fərq nə qədər böyük olsa, daha geniş multigrade. 0W-40, 5W-50 və 10W-60 kimi bugünkü ən geniş multigrades 180 ətrafında VI-ni nümayiş etdirmək mümkündür, halbuki VI-ni daha da artırmaq mümkündür, 200-220-ə qədər. Yüksək VI yağ temperatur ilə viskozity daha az variasiya göstərdiyi üçün yüksək VI bir xoş xüsusiyyətdir. Lakin faydaların əsl spektri bu yüksək VI-nin necə əldə edildiyindən asılıdır, belə ki, bir çox pitfalls var. 

Let's nəzərdən polimeric VI boosters necə praktikada istifadə olunur. Fərz edək ki, kv40 = 28 cSt və KV100 = 5.2 cSt (VI = 109) ilə 150N API Group II baza yağı əldə etmisən. Paratone 8006 kimi 15% olefin kopolimer (OCP) tipi VI improver əlavə etsəniz, kv40 = 83 cSt və KV100 = 12 cSt (VI = 140) ilə polimer qalınlaşdırılmış məhsulla qurtarmış olarsınız. Belə ki, VI. 109-dan 140-a qədər artmışdır. Bunu polimersiz 600N yağ deyil, polimer yağ qarışığını necə deşifrə etmək olar? İlk növbədə flaş nöqtəsini yoxlamaq lazımdır: polimer qalınlaşan yağlar orijinal baza yağı ilə (150N, FP 220oC) təxminən eyni flaş nöqtəsinə malik olacaqlar. Bu, ekvivisk polimersiz baza yağının fləş nöqtəsindən (600N, FP 270oC) xeyli aşağıdır. İkinci faydalı çek buxar itkisidir: polimer qalınlaşan yağlar, demək olar ki, eyni buxar itkisini orijinal baza yağı (150N, 15 wt.% Noack) ilə sərgiləyəcəklər. Bu, ekviskoz polimersiz baza yağının buxar itkisindən (600N, 2 wt.% Noack) xeyli yüksəkdir.  

Bu nümunədən gəldiyi nəticə ondan ibarətdir ki, polimerin qalınlaşması və VI-nin artırılması qulluqla istifadə olunmalıdır: məhsul viskometriyalarını asanlıqla tune etməyə kömək etsə də, bəzi digər həyati vacib xüsusiyyətlər nəzərdən qaçırıla bilər. Polimerlərin həddindən artıq istifadəsi, shear sabitliyini güzəştə gedə bilər – bu səbəbdən SAE J300 hər viskozity dərəcəsi üçün HTHS aralığını müəyyən edir və kommersiya VII additlərin nə üçün qırxma sabitlik indeksi (SSI) ilə xarakterizə olunur. Digər ümumi problemlər isə istifadə olunan yağlarda oksidləşdirici qalınlaşdırma və jeleləşmədir.

Sivlik baxımından VI improvatorların müxtəlif sinifləri arasında əsaslı fərqlər, sabitlik, solubility və əlbəttə ki, qiymət. Məsələn, olefin-copolymer (OCP) VI improvatorları bu gün VI təkmilləşdirmə texnologiyasının "düz-vanil" növünə çevrilirlər. Bu tipdə əsas diqqət dəyər mühəndisliyi məhsullarına yönəldildiyi halda, yüksək səviyyəli məhsullarda stırmik və polialkil metakrilat (PAMA) VI improvatorlarından getdikcə daha çox istifadə olunur. Bu fakt sübut edir ki, SAE J300-də istinad olunan viskozity məlumatları hələ də bütün şəkli boyamır: siz dörd viskozity oxunuşlarının hamısına uyğun gələ və hələ də məhsul performansındakı fərqləri görə bilərsiniz. Bu ona görə baş verir ki, ənənəvi viskometriya, məsələn, VII molekulların kimyəvi sabitliyi, onların yağlayıcı formulların digər tərkib hissələri ilə mümkün qarşılıqlı təsiri və ya polimer tərkibli yağlama filmlərinin nyutonik reeoloji davranışı haqqında heç nə demir. Müxtəlif polimer klasterlərinin VII hərəkətinin nəzəri anlayışı və onların yağlayıcı tribologiyaya təsiri olduqca inkişaf etsə də, təcrübə bu əsas etibarilə empirik sahədə ən yaxşı müəllim olaraq qalır. 

Nowadays, yanacaq iqtisadiyyatının yaxşılaşdırılması üçün daha incə yağlar fəal şəkildə təbliğ olunur. Lakin yadda saxlayın ki, işləyən mühərrikdə krankkaza yağlayıcı maddələr həmişə müəyyən dərəcədə yanacaqla "dilənir". Yanacağın diqtə dərəcəsi mühərrikin növündən və sükan şəraitindən asılıdır. Stop-and-go şəhər nəqliyyatı insanların əksəriyyətinin heç xəbəri belə olmayan zərərli ssenarilərdən biridir. Ən pis hallarda neftin tərkibində yanacağın miqdarı 10-15% qədər ola bilər. Digər bir zərərli ssenari isə yüksək sürətlə hərəkət etməkdir. Məsələn, stok-avtomobil yarışı. Mühərrikləri soyutmaq üçün hava yanacağı ilə zəngin qarışıqlardan məqsədyönlü şəkildə istifadə olunur. Yanacaq divrasiyası nəticəsində motor yağı asanlıqla bir qiymət aşağı düşür: siz 5W-30 yağı ilə başlayırsınız və tezliklə onu 5W-20 səviyyəsinə qədər dilutedə tapırsınız. Mühərrik ağır yüklənəndə və məsələn, furqonu çəkərkən yağ daha da nazikləşir. Bəzi istehsalçılar öz formullarına daha təhlükəsiz marşrut daxil etməyə meyllidirlər. Onlar v100 hədəfini müvafiq viskozitet qiymətinin ortası və HTHS-ni icazə verilən minimal dəyərdən çox-çox aşağı təyin edirlər. Digərləri isə məhsullarını yanacaq iqtisadiyyatına fayda gətirmək üçün kənara itələməyə çalışırlar. Məsələn, KV100 = 14,5 cSt olan 5W-40-lıq bir sinifdən düşmədən 4-5% yanacaq dilaritasiyasına tab gətirəcək. Kv100 = 13.0 cSt olan oxşar 5W-40 "artırılmış yanacaq-ekonom" məhsulu artıq 2% yanacaq diuntion səviyyəsində qiymətdən düşəcək. Beləliklə, ümumiyyətlə, mühərrik istehsalçısının tövsiyə etdiyi bir qiymətdən yuxarı getmək üçün hər zaman təhlükəsizsiniz, lakin heç vaxt tövsiyə edildiyindən daha incə yağlardan istifadə etməyin.

Az baytarlıq məhsulları istisna olmaqla, əsas yağlayıcılar həmişə dəyər üçün mühəndis olunur. Amma biz BIZOL-da keyfiyyətə aludəyik – müştərilərimizə əlimizdən gələni etmək istəyirik. Fərqi başa düşmək üçün aşağıdakı diaqrama baxın, və ya – hətta daha yaxşı – BIZOL-a cəhd edin.