1. 什么是黏度?
黏度(Viscosity)是决定流体功能的最重要的性质,是表示流体流动程度即“粘腻的性质”的物理单位。
黏度由流体的内部阻力所定义。如图,平行的两个平板之间填充流体时,如果将上部平板移动到右侧,根据流体的种类,移动平板所需的力量大小有所不同。即越是黏性大的流体,需要更大的力量。
绝对黏度是在流体流动的状态下,与其物质的运动方向逆流抵抗的粘腻程度以绝对大小显示,动黏度是表示流动性好坏即表示流动程度的相对指标,数值越小,流动性越好。
并且,润滑基础油的黏度由分子大小所定义,分子越大,黏度越高。矿油基础油的分子大小和结构非常多样,由平均分子大小决定黏度,而合成基础油的分子结构和大小均相同。
矿油基础油根据使用时间和经过,外部因素导致分子大小和结构变化,最终导致黏度变化。而合成基础油分子结构和大小相同,对外部因素的抵抗力大(集合能量大),黏度变化速度较慢。
通常,润滑油中的黏度是指单位为cSt的动粘度,除了cSt还使用如下黏度。
① cSt (Kinematic Viscosity-动粘度)
以C. G. S表示动粘度的叫做Stokes,其1/100表示为Centistoke(cSt)。测量温度根据ISO(International Standard Organization)黏度分类为世界通用的40℃和100℃。
②°E(Engler Viscosity-恩氏黏度)
200cc的对象试料油的流出时间除以20℃水的流出时间比,测量温度为20℃、50℃、100℃,主要用于欧洲地区。
③ SUS or SSU(Saybolt Universal Seconds Viscosity-赛氏通用粘度秒)
除以60cc对象试料油流出的时间比的数值,测量温度为100℉、130℉、210℉,主要用于基础油黏度(地区为美国)。
汽车润滑油主要使用经验性的SAE黏度分类(SAE标准J 300)。SAE 10W-30或SAE 40等黏度名称是由于至今沿用名为Saybolt黏度计的以现场黏度计测量时的黏度显示。
那么,下面来详细了解一下通常表示基础油黏度的SUS黏度。黏度通过如下装置测量SUS,在字幕N前用秒数表示。
如果SUS为150秒就是150N,500秒就是500N。通常,数字后面有N就是在40℃进行的测试,如果有BS(Bright Stock)就是在100℃测试的。
通过如下图标换算测量的时间(秒)就是动粘度单位cSt (centi stokes)。 如下换算表中,500秒(sec)相应的换算值大约为100cSt。
2. 黏度随温度的变化
通常,液体的黏度根据温度变化。特别是润滑油(碳化氢),黏度根据温度变化有显著差异。
[黏度指数]
黏度指数是表示油的黏度和温度关系的数值,温度上升,黏度就降低,相反温度下降,油的黏度就会上升。黏度指数高表示对于温度变化的黏度变化少。
黏度指数表示相对于温度变化的油的稳定性,基于经验制定了测量法。主要用于判定或区分基础油(石蜡系基础油的VI高,环烷系基础油的VI低)。这是将黏度-温度特点极佳的美国宾夕法尼亚产原油制造的基础油设定为VI=100,黏度-温度特点差的Gulf Coast产原油制造的基础油设定为VI=0,与此相比较和换算的数值。
通常,Paraffin含量越高,VI也越高;Naphthene含量越高,低温特性越好。