Đừng Bỏ Qua Chỉ Số Độ Nhớt Khi Lựa Chọn Dầu Bôi Trơn .Thường thì chỉ số độ nhớt (VI) không được coi là thông số lựa chọn chất bôi trơn. Một lý do đơn giản là vì nó chưa được hiểu rõ. Một số người nghĩ rằng chỉ số độ nhớt được kết hợp trong Cấp độ nhớt ISO, nhưng thực tế không phải vậy. Nó đứng một mình như một bộ phân biệt hiệu suất chất bôi trơn độc lập.
Chúng ta đều biết rằng độ nhớt là đặc tính vật lý quan trọng nhất của chất bôi trơn. Nó là một phép đo thô sơ về cấu tạo phân tử của chất bôi trơn từ quan điểm của kích thước chuỗi hydrocacbon. Độ nhớt được xác định bằng cách tạo ra ma sát giữa các phân tử từ chuyển động của chất lỏng. Ma sát giữa các phân tử càng cao (chuỗi phân tử dài hơn) thì độ nhớt càng cao.
Độ nhớt quyết định độ dày màng và độ bền của màng trong máy móc. Nó cũng ảnh hưởng đến các yếu tố quan trọng khác như những yếu tố trong bảng dưới đây.
Ảnh hưởng của độ nhớt
Tuy nhiên, độ nhớt của chất bôi trơn là vô nghĩa trừ khi ghi nhiệt độ, tức là nhiệt độ đo độ nhớt. Ngược lại, máy móc không quan tâm đến nhiệt độ vì nó liên quan đến độ nhớt (nói một cách lỏng lẻo).
Các yêu cầu về độ nhớt tối thiểu, tối đa và tối ưu do máy móc yêu cầu không tính đến nhiệt độ. Thay vào đó, yêu cầu về độ nhớt của máy dựa trên những yếu tố như thiết kế thành phần (ví dụ: ổ trục), tải trọng và tốc độ. Bạn có thể nhớ lại rằng đường cong Stribeck nổi tiếng không có biến nhiệt độ.
Điều đó nói rằng, bởi vì máy móc yêu cầu một độ nhớt nhất định và nhiệt độ được biết là có ảnh hưởng đáng kể đến độ nhớt, bạn bắt buộc phải tính đến nhiệt độ vận hành trung bình và phạm vi nhiệt độ khi chọn độ nhớt.
Hãy nhớ rằng, hệ thống Cấp độ nhớt ISO chỉ báo cáo độ nhớt ở một nhiệt độ duy nhất: 40 độ C. Quan trọng nhất, đối với bất kỳ loại dầu ứng viên nào, bạn cần biết độ nhớt thay đổi như thế nào so với sự thay đổi nhiệt độ.
Chỉ số độ nhớt được phát triển cho mục đích này (ASTM D2270) bởi E. Dean và G. Davis vào năm 1929. Nó là một số không có đơn vị, có nguồn gốc thực nghiệm. Dựa trên phương pháp luận, dầu thô Pennsylvania (parafinic) được đặt làm chuẩn ở một cực, thể hiện khả năng thay đổi độ nhớt thấp so với nhiệt độ.
Ở một thái cực khác là vùng vịnh Texas nứt nẻ (naphthenic). Nếu chất bôi trơn tương tự như dầu thô Pennsylvania, nó được gán VI là 100. Nếu nó giống với dầu thô vùng Vịnh Texas, nó được gán VI là 0. Ở giữa là VI là 50, v.v. VI càng cao, độ nhớt càng ổn định trong một phạm vi nhiệt độ (mong muốn hơn). Nhiệt độ được sử dụng để xác định VI là 40 độ C đến 100 độ C.
Tìm kiếm trên Internet về “máy tính chỉ số độ nhớt” sẽ đưa bạn đến một số trang Web. Bạn có thể sử dụng các máy tính này theo nhiều cách khác nhau. Ví dụ, nếu bạn biết độ nhớt của chất bôi trơn ở hai nhiệt độ khác nhau, bạn có thể sử dụng máy tính để ước tính VI. Tốt hơn, bạn có thể nhập một độ nhớt đã biết (và nhiệt độ) và VI (thường thấy trên bảng dữ liệu sản phẩm của chất bôi trơn) để tính độ nhớt của cùng một chất bôi trơn ở bất kỳ nhiệt độ nào khác (ví dụ, nhiệt độ vận hành của máy móc).
Dầu nhớt có VIs thấp đến âm 60 được cung cấp ngày nay. Các chất bôi trơn khác có thể có VI trong khoảng trên 400. Tuy nhiên, đại đa số các chất bôi trơn trên thị trường sẽ có VI trong khoảng 90 đến 160.
Chúng ta hãy xem xét hai loại dầu khác nhau có chung một đặc tính – cả hai đều đạt tiêu chuẩn ISO VG 150. Tuy nhiên, một trong những loại dầu này (Dầu A) có VI là 95 (dầu khoáng), trong khi dầu kia (Dầu B) có a VI bằng 150 (tổng hợp). Bây giờ chúng ta hãy kiểm tra độ nhớt của các loại dầu này từ âm 20 độ C (âm 4 độ F) đến 100 độ C (212 độ F). Điều này được thể hiện trong bảng dưới đây
| 89% | Các chuyên gia bôi trơn xem xét chỉ số độ nhớt của dầu khi lựa chọn chất bôi trơn, theo một cuộc khảo sát gần đây tại machinelubrication.com |
So sánh dầu 95 VI với dầu 150 VI, có sự khác biệt 236% về độ nhớt ở âm 20 độ C và âm 25% chênh lệch ở 100 độ C. Tất nhiên, không có sự khác biệt ở 40 độ C.
Như đã đề cập trước đây, máy ra lệnh yêu cầu độ nhớt dựa trên thiết kế và điều kiện hoạt động của nó. Những điều kiện này ảnh hưởng đến nhiệt độ, do đó ảnh hưởng đến độ nhớt, ảnh hưởng đến khả năng bảo vệ được cung cấp.
Nhiều máy sử dụng chất bôi trơn chung trên nhiều vùng ma sát và có tải, tốc độ và nhiệt độ khác nhau. Thiết bị di động ngoài trời thường hoạt động trong những điều kiện khó khăn này. Đối với những máy như vậy, không có cách nào dễ dàng để xác định độ nhớt tối ưu bằng tính toán lý thuyết.
Thay vào đó, độ nhớt lý tưởng được ước tính bằng cách sử dụng các phép đo thực tế tại hiện trường bằng cách áp dụng phương pháp thử-và-sai (chỉ cần kiểm tra với các loại dầu có độ nhớt khác nhau và đo nhiệt độ và bảo vệ chống mài mòn).
So sánh hai loại dầu khác nhau có cùng cấp độ nhớt
Đối với máy có tải không đổi, tốc độ không đổi và nhiệt độ môi trường không đổi, độ nhớt lý tưởng thường dẫn đến nhiệt độ dầu ổn định thấp nhất. Dầu có độ nhớt thấp hơn hoặc cao hơn (so với độ nhớt tối ưu) thường sẽ làm tăng nhiệt độ ổn định của dầu do tổn thất hỗn hợp (quá nhiều độ nhớt) hoặc ma sát cơ học (quá ít độ nhớt).
Nếu các điều kiện không thay đổi (tải trọng thay đổi, tốc độ thay đổi, nhiệt độ môi trường thay đổi, v.v.), thì không chỉ cần độ nhớt tối ưu mà còn cần chỉ số độ nhớt cao để ổn định độ nhớt tối ưu. Các điều kiện càng thay đổi, nhu cầu đối với các loại dầu có hàm lượng VI cao càng lớn.
Ngoài ra, hãy nhớ rằng đối với rất nhiều loại máy móc đã không có nỗ lực thực nghiệm hoặc lý thuyết nào trong quá khứ để xác định độ nhớt tối ưu. Lựa chọn độ nhớt là một phỏng đoán hoang dã hơn. Điều này cũng đòi hỏi một chất bôi trơn VI cao.
Bạn cũng phải xem xét rằng hệ thống Cấp độ nhớt ISO (ISO 3448) dựa trên mức tăng 50 phần trăm giữa các cấp. Như vậy, nếu bạn đi từ ISO VG 100 đến VG 150, thì đó là một bước nhảy 50%. Khi các tùy chọn độ nhớt đều chênh lệch nhau 50%, rất khó để đạt được lựa chọn chất bôi trơn chính xác . Các bước có độ nhớt lớn này được phóng đại hơn nữa ở nhiệt độ thấp hơn. Đây là một lý do khác để chọn chất bôi trơn có VI cao.
Chỉ số độ nhớt cao hay thấp?
Chất bôi trơn có thể xứng đáng có VI cao vì một hoặc nhiều lý do sau:
- Độ nhớt tối ưu không được biết
- Có tải trọng và tốc độ thay đổi
- Nhiệt độ môi trường thay đổi tồn tại
- Để tăng cường hiệu quả năng lượng
- Để tăng tuổi thọ dầu (nhiệt độ trung bình thấp hơn)
- Để tăng tuổi thọ của máy (ít sửa chữa và thời gian ngừng hoạt động hơn)
Chất bôi trơn VI thấp hơn, rẻ hơn có thể có ý nghĩa nếu:
- Tốc độ và tải không đổi
- Nhiệt độ không đổi (nhiệt độ môi trường không đổi hoặc đang sử dụng bộ trao đổi nhiệt)
- Độ nhớt tối ưu ở nhiệt độ hoạt động đã được biết và luôn đạt được
VI của dầu cũng có thể cho bạn biết thông tin hữu ích về công thức của chất bôi trơn, bao gồm loại và chất lượng của dầu gốc. Ví dụ, dầu khoáng tinh khiết và tinh khiết cao sẽ có VI cao hơn tương ứng. Một số chất phụ gia, chẳng hạn như chất cải thiện chỉ số độ nhớt và chất làm giảm điểm đông tụ , cũng ảnh hưởng đến VI. Hãy nhớ rằng, các loại dầu có chất cải tiến VI, đặc biệt là một số loại, dễ bị mất độ nhớt và VI vĩnh viễn theo thời gian. Có các thử nghiệm ASTM để đo độ ổn định VI của chất bôi trơn chịu lực cắt cao.
Giá trị chỉ số độ nhớt có trên hầu hết tất cả các bảng dữ liệu sản phẩm cho các chất bôi trơn có sẵn trên thị trường. Con số đơn giản này là có lý do và cần được xem xét kỹ lưỡng khi viết thông số kỹ thuật cho chất bôi trơn trong gần như tất cả các ứng dụng máy móc.
