Оценка степени изменения вязкости 


Мы поможем в написании ваших работ!



ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?

Оценка степени изменения вязкости



В процессе работы происходит изменение вязкости масла. Это обусловлено протеканием двух взаимопротивоположных процессов. Накопление в масле продуктов окисления и полимеризации, попадание продуктов износа и других примесей, а также частичное испарение наиболее легкокипящих фракций вызывают увеличение вязкости. В то же время попадание в масло топлива и механическая деструкция загустителя уменьшают вязкость. Интенсивность этих процессов зависит от температурных условий, нагрузок в узлах трения, качества масла и топлива и прочих факторов. Значительное изменение вязкости может привести к следующим явлениям: повышенному износу пар трения, ухудшению запуска двигателя, ухудшению прокачивания масла по системе смазки, плохому отводу тепла от рабочих поверхностей и их очистке от загрязнения. Вот неполный перечень немаловажных эксплуатационных факторов, зависящих от вязкостных свойств масла.

 

Определение кинематической вязкости масел по ГОСТ 33-82

Кинематическая вязкость масел определяется в капиллярном вискозиметре по ГОСТ 33-82 подобно определению вязкости топлив. Различие имеется в температуре определения и диаметре капилляра используемых вискозиметров. В соответствия со стандартами на масла вязкость определяют при температуре 100 0С, 40 0С и 50 0С и лишь для отдельных марок зимних масел предусмотрено дополнительное определение вязкости при 0 0С.

Капиллярные вискозиметры типа ВПЖ-4 (рис. 4.1) представляют собой стеклянную U - образную трубку с тремя расширениями, в узкое колено которой впаян капилляр. Диаметры капилляров могут быть различны (от 0,4 до 3,0 мм). При определении вязкости выбирают вискозиметр с таким диаметром капилляра, чтобы время перетекания масла при заданной температуре было в пределах 150 ÷300 секунд.

Над капилляром помещены два расширения объемом по 5 мл каждый. Между расширениями и над капилляром нанесены метка А и Б. На стенке расширения вискозиметра нанесены его номер и размер капилляра, которые соответствуют данным паспорта.

Основу метода определения кинематической вязкости с помощью вискозиметра составляет определение времени истечения через капилляр калиброванного объема жидкости. Вязкость определяют по методике, описанной в работе 4.

Порядок измерения

1. В широкое колено вискозиметра заливается масло так, чтобы нижнее расширение заполнилось на 3/4 своего объема.

2. Вискозиметр устанавливает в термостате с заданной температурой в строго вертикальное положение так, чтобы верхняя метка была ниже уровня воды.

3. При помощи резиновой груши закачивают масло в узкое колено вискозиметра выше метки А, следя за тем, чтобы в капилляре и расширениях не образовалось пузырьков воздуха.

4. Далее наблюдают за перетеканием масла. Когда уровень масла, сравняется с верхней меткой, включают секундомер и останавливают его, когда уровень масла достигнет нижней метки.

5. Записав время, отмеченное секундомером, испытание повторяют ещё два раза. Находят среднее время перетекания масла от метки А до метки Б в секундах.

Рис. 4.1. Общий вид вискозиметра, установленного в водяном термостате:

1 – насос; 2 – нагреватель; 3 – датчик температуры; 4 – указатель температуры; 5 – теплоизоляция; 6 – нижняя ванна; 7 – верхняя ванна; 8 – термометр; 9 – вискозиметр.

 

6. Кинематическая вязкость рассчитывается по формуле:

ν = с · t, (4.1.)

где ν - кинематическая вязкость масла, мм2/с;

с - постоянная вискозиметра, приведённая в паспорте,0,07 мм22;

t - среднее время истечения масла, с.

7. Провести измерения вязкости масла при 40, 50,70 и 100 0С.

Результаты занести в таблицу 4.1., по данным которой построим

рисунок 4.2 с графиком n = j (t).

Таблица 4.1.

    Температура, 0С Время истечения, с Среднее время истечения, t с   Вязкость масла, ν мм2
11 опыт   опыт   3 опыт
           
           
           
           
          9,5
             

 

8. На основе найденных значений вязкости при 50 и 100 0С

а) вычисляют отношение ν50100;

б) находят по номограмме индекс вязкости;

в) строят вязкостно-температурную характеристику масла согласно рис.4.2.

 
 

Рис.4.2.

 

Оценка результатов

Полученные значения вязкости и вязкостно-температурных свойств можно оценить на основе следующих оценочных параметров.

4.7.1. Кинематическая вязкость при 100 0С

Температуру масла при 100 0С принято считать рабочей, т. к. это средняя температура в двигателе (картере, системе смазки). Вязкость масел при этой температуре включена в их маркировку. Значение вязкости при 100 0С сравнивают с требованиями ГОСТа (таблица 7.5, 7.6). При несоответствии вязкости масла значениям ГОСТа оценка его пригодности к дальнейшей эксплуатации проводится в соответствии с выбраковочными показателями. Снижение вязкости допускается на 25%, повышение на 35%.

4.7.2. Отношение кинематических вязкостей ν50100

Этот простой, и надёжный параметр характеризует крутизну вязкостно-температурной кривой в диапазоне температур прогретого масла. Для моторных масел, применяемых летом или в условиях жаркого климата, ν50100£6; для масел, предназначенных к применению зимой и особенно в северных районах, ν50100£4.

Индекс вязкости

Индекс вязкости (ИВ) – это условный показатель, характеризующий степень изменения вязкости масла в зависимости от температуры и оценивающий крутизну вязкостно-температурной кривой. Чем выше ИВ, тем более пологой кривой характеризуется масло и тем лучше оно для зимней эксплуатации. Чаще всего ИВ определяют по номограмме или расчетным путем, зная значения вязкости исследуемого масла при 40 0С и 100 0С. Для автомобильных масел ИВ должен быть не менее 90, а для зимних условий эксплуатации – 120.

Лучшие моторные масла при зимней эксплуатации двигателя должны иметь пологую характеристику зависимости вязкости от температуры, то есть вязкость должна незначительно изменяться от температуры. При кинематической вязкости масла более 3000сСт (мм2/с) запуск двигателя затрудняется. Для снижения зависимости вязкости от температуры в него добавляют присадку (3-4%), например, полиизобутилена. Полиизобутилен получают полимеризацией изобутилена
в присутствии катализаторов. Формула изобутилена приведена ниже.

Полиизобутилен изменяет форму в зависимости от температуры. При высокой температуре молекулы вытягиваются в длинные нитевидные цепочки, повышая вязкость. При снижении температуры молекулы полиизобутилена находятся в масле в виде компактных клубков, снижая трение и вязкость.

Согласно ГОСТа 53371-97 «Нефтепродукты, метод расчёта индекса вязкости» индекс вязкости (ИВ) определяют следующим образом. У исследуемого масла, например, М4З/10Г1 (SAE 10W30) определяется вязкость в диапазоне температуры от 40 до 1000С. При 1000С кинематическая вязкость должна быть примерно 10 сСт. По таблице 1 [6] ГОСТа находим, что для исходной вязкости 10сСт., при температуре 400С вязкость для эталонного масла с крутой характеристикой с ИВ=0 равна 147 сСт, а для эталонного масла с пологой характеристикой (ИВ=100) вязкость равна 83сСт. При температуре 400С вязкость исследуемого масла, для которого определяется ИВ, определена опытным путём и она составила 63сСт. Определяем ИВ по формуле

, (4.2)

где n1 – кинематическая вязкость при 400С исследуемого масла;

n2 – кинематическая вязкость при 400С эталонного масла с ИВ = 0;

n3 – кинематическая вязкость при 400С эталонного масла с ИВ = 100.

 

Для нашего примера

Величина ИВ может быть определена по номограмме. Для этого нужно знать вязкость исследуемого масла при 50 и 1000С. Для масла М4З/10Г1 вязкость при 50 и 1000С составила 43 и 10 сСт. Чтобы определить ИВ моторного масла по номограмме, необходимо восстановить перпендикуляры от известных значений вязкости при 50 и 1000С, и точка пересечения с наклонной прямой на номограмме покажет ИВ для данного масла. По номограмме ИВ=130.

Для легкого запуска двигателя при отрицательных температурах (ниже – 200С) ИВ должен быть не менее 120.

 

 

Таблица 4.2

Основные показатели качества масел для бензиновых двигателей

(ГОСТ 10541-78)

Показатели Марки масел
М-8-В1 М-4з/6-В1 М-6з/10-В1 М-5з/10-Г1 М-6з/12-Г1
Вязкость, мм2  
при 100 0С 8±0,5 5,5-6,5 9,5-10,5 10-11  
при 00С   ------ ------ ------ ------
при –18 0С ----- 1100-2600      
при –30 0С -----   ------ ------ ------
Индекс вязкости, не менее          
Температура вспышки в открытом тигле, 0С, не ниже          
Температура застывания, 0С, не выше -25 -42 -40 -38 -30
Плотность при 20 0С, кг/м3, не более          
Содержание мех. примесей, %, не более 0,02 0,015 0,02 0,015 0,015
Содержание воды, %, не более Следы

Выводы:

1.В данной лабораторной работе мы ознакомились с методами определения основных показателей качества моторного масла SAE 5W-40. Оценили зависимость вязкости от температуры. Данные эксперимента помещены в таблицу 4.4.

Таблица 4.4

t, 0C              
Кинематическая вязкость, сСт             9,5

 

2. Индекс вязкости находили расчетным путем, и он составил 136. Надежный запуск двигателя обеспечивается до температуры -30 0С.

Лабораторная работа № 5



Поделиться:


Последнее изменение этой страницы: 2016-12-11; просмотров: 735; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы!

infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 3.85.38.100 (0.018 с.)