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올바른 오일 선택: 윤활유 점도 이해를 위한 간단한 가이드

윤활에 있어서 윤활유의 점도를 이해하는 것은 정밀한 장치나 중장비에 관계없이 올바른 윤활유를 선택하는 중요한 기초가 되는 윤활유의 점도를 이해하는 것이 기본입니다. 기계가 더 오랜 수명을 위해 원활하게 작동하고 효과적으로 작동하는지 확인하는 것이 매우 중요합니다.

 

Viscosity and lubricant

 

오일의 점도는 얼마입니까?

 

점도는 흐르는 유체의 저항입니다. 간단히 말하면 윤활유의 점도는 오일의 농도를 나타냅니다. 점도가 높은 오일은 더 진하고 느리게 흐르며, 점도가 낮은 오일은 더 묽고 더 쉽게 흐릅니다.


e.g.,20도에서 물의 점도는 약 1cSt이지만 꿀의 점도는 20도에서 약 12000입니다.


다음 표는 일반적인 액체의 점도를 보여줍니다.

일반적인 액체의 점도
액체 대략. 점도 @ 20도(cSt) 대략. 점도 @ 40도(cSt)
가솔린 0.7 0.5
1 0.66
우유 2.5 1.5
올리브유 80 40
카놀라유 75 42
유압유(ISO VG 46) 128 46
엔진오일(10W-30) 300 70
샴푸 5000 1500
12000 2000

 

윤활유의 경우 점도는 매우{0}}중요한 매개변수입니다. 이는 매우 중요하여 우리는 종종 그 이름을 따서 오일의 이름을 지정합니다. 좋은 예는 유압유 "ISO VG 46"입니다. "46"은 40도에서 측정된 점도에서 직접 유래합니다.

 

자동차 오일의 점도 등급은 어떻게 정의되나요?

 

SAE J300 표준은 엔진 오일의 점도 등급을 정의합니다. "5W-40"을 예로 들면 다음과 같습니다.

 

W:추운 날씨에 오일의 성능을 나타내는 겨울을 견디다(Withstand Winter)를 의미합니다.

"W" 앞의 숫자(5W):저온-성능 등급입니다. 숫자가 작을수록 추운 날씨에 오일이 더 묽어져 냉간 시동이 덜 어려워진다는 의미입니다.

W 이후의 번호(40):고온-성능 등급입니다. 숫자가 클수록 오일이 고온에서 더 끈적거려 더 강한 오일막을 제공한다는 의미입니다.

 

SAE J300 표준

SAE 점도 등급 낮은-온도 크랭킹 점도(cP) 최대 낮은-온도 펌핑 점도(cP) 최대(항복 응력 없음) 최소 100도에서의 동점도(cSt) 최대 100도에서의 동점도(cSt) 최소 150도에서의 고전단 점도(cP)
0W 6200@ -35 60000@ -40 3.8 - -
5W 6600@ -30 60000@ -35 3.8 - -
10W 7000@ -25 60000@ -30 4.1 - -
15W 7000@ -20 60000@ -25 5.6 - -
20W 9500@ -15 60000@ -20 5.6 - -
25W 13000@ -10 60000@ -15 9.3 - -
16 - - 6.1 <8.2 2.3
20 - - 6.9 <9.3 2.6
30 - - 9.3 <12.5 2.9
40 - - 12.5 <16.3 3.5* / 3.7**
50 - - 16.3 <21.9 3.7
60 - - 21.9 <26.1 3.7
*0W-40, 5W-40, 10W-40 등급용
** 15W-40, 20W-40, 25W-40 및 40 등급의 경우

 

점도변화(ΔV) 이는 또한 오일 교환이 필요한지 여부를 나타내는 중요한 지표이기도 합니다.

 

일반적으로 100도에서 모터 오일의 동점도가 ±25% 이상(점도 25% 증가 또는 감소) 변화하면 엔진 오일을 교체할 시기가 된 것입니다.

 

Viscosity variation trend of Lubricant under mechanical shear and oxidative degradation
기계적 전단 및 산화 분해에 따른 윤활제의 점도 변화 추세

 

윤활유의 수명이 다해가면서 점도는 먼저 눈에 띄게 감소한 다음 빠르게 상승합니다. 윤활 고장으로 인한 엔진 마모를 방지하려면 점도가 눈에 띄게 감소하기 전에 즉시 오일을 교환하는 것이 적절한 차량 성능을 보장하는 데 필수적입니다.

 

모터 오일은 표준보다 더 두꺼운 것으로 나타났습니다.

농축(+25% 이상의 점도 증가)은 오일 산화로 인해 발생하는 경우가 많으며, 이로 인해 다량의 슬러지가 발생하고 이로 인해 시동이-마모되고 연료 소비가 증가합니다.

모터 오일은 표준보다 얇은 것으로 나타났습니다.

희석(점도 -25% 이상 감소)은 종종 연료 희석 또는 첨가제 비효율로 인해 발생하여 윤활 부족 및 심각한 마모로 이어집니다.

 

​산업용 오일의 점도 등급은 어떻게 정의되나요?

 

표준 ISO 3448 점도 등급은 유압유, 기어 오일 및 기타 산업용 오일에 일반적으로 사용되는 산업용 윤활유 점도에 대한 가장 보편적이고 널리 사용되는 분류 표준입니다.

ISO VG(점도 등급)(예: ISO VG 32, ISO VG 68, ISO VG 220)

핵심 정의: 각 등급의 숫자는 40도에서 석유 제품의 동점도의 중심점을 나타냅니다. 허용변동범위는 ±10%입니다.

예: ISO VG 46의 점도 범위는 41.4 - 50.6 cSt입니다(46 ± 10%=41.4 ~ 50.6이기 때문).

 

산업용 윤활 분야에서 점도 변화는 장비 유지 관리에 중요한 방법입니다. 일정 기간 사용 후 윤활유의 점도가 크게 증가하거나 감소하는 경우 유지보수 엔지니어는 즉각적인 주의를 기울여야 합니다. 이는 윤활유 고장을 의미하며 심각한 장비 손상을 초래할 수 있기 때문입니다.

 

오일 점도 증가:

오일 점도가-높아진다는 것은 항상 심각한 오일 산화, 슬러지 축적 또는 호환되지 않는 고점도 오일로 인한 오염을 의미합니다.-

예를 들어 지속적인 고온에서 작동하는 유압 시스템에서는 유체가 매우 빠르게 산화되어 점도가 증가합니다. 운전자는 즉시 새 오일을 교환해야 합니다.

그렇지 않으면 노화된 오일로 인해 시스템 에너지 소비가 증가하고 응답 속도가 느려질 뿐만 아니라 필터 막힘과 같은 심각한 고장을 유발할 수도 있습니다.

오일 점도 감소:

윤활유 점도가 떨어지는 데에는 2가지 이유가 있습니다. 1, 부적절한 장비 밀봉으로 인한 물 또는 용제 유입과 같은 저점도 액체에 의한 오염- 도 2에 나타낸 바와 같이, 점도지수 향상제의 분자 사슬은 높은 기계적 전단에 의해 절단되었다.

시중에서 판매되는 일부 저가의-기어 오일이 전형적인 사례입니다. 제조업체는 저점도 베이스 오일을 저렴한 고분자 증점제와 혼합했습니다. 외관상-좋은 초기 점도는 기어 회전 시 강렬한 전단력을 견딜 수 없습니다. 단시간 내에 점도가 급격하게 저하되어 유막 강도가 부족해지고 윤활이 되지 않아 장비 마모의 원인이 됩니다. 이러한 "비용-절감" 접근 방식은 실제로 장비 고장 위험을 크게 증가시키고, 유지 관리 비용을 늘리며, 서비스 수명을 단축시킵니다.

 

점도, 온도 및 점도 지수 개선제(VII).

 

점도는 일반적으로 특정 온도에서 측정됩니다. 그만큼점도지수(VI)윤활유의 점도가 온도에 따라 얼마나 변하는지를 측정합니다. 값이 높을수록 온도에 따른 점도 변화 값이 작아집니다.

e.g.:

미네랄 오일(파라핀계-기반)의 VI는 약 96-110인 반면, 폴리알파올레핀(PAO)의 VI는 120-180에 달할 수 있습니다. PAG(폴리알킬렌 글리콜) 오일의 VI는 190 이상에 도달할 수 있습니다.

 

장비 및 주변 온도는 지속적으로 변동하기 때문에 대부분의 윤활 응용 분야에서는 넓은 온도 적응성과 보다 안정적인 윤활 보호를 위해 VI가 높은 윤활제가 선호됩니다. 예를 들어,-PAO를 기반으로 하는 고급 자동차 모터 오일은 일반적으로 VI가 더 높기 때문에 냉간 시동-및 더운 온도에서의 강렬한 주행에 더 적합합니다.

 

베이스 오일의 VI는 어떻게 개선될 수 있나요?

 

기유 자체의 최적화(물리적 정제 및 화학적 전환) 외에도 점도 향상제를 첨가하면 VI가 더 높은 윤활유를 얻을 수도 있습니다. 이러한 윤활유 첨가제는 일반적으로 열에 의해 팽창하여 오일이 자연적으로 묽어지는 것을 방지하는 장쇄 폴리머입니다.

 

점도지수 향상제(VII)

점도 지수 향상제(VII)는 다등급 내연 기관 오일 및 기타 높은 VI 산업용 윤활유를 제조하는 데 사용되는 첨가제입니다. 이는 VI를 증가시키고 윤활제 제제의 온도에 따른 점도 변화를 감소시킵니다.

가장 일반적으로 사용되는 점도지수 향상제는 올레핀 공중합체(OCP)이며, 일반적으로 에틸렌 프로필렌 공중합체(EPM)를 지칭합니다. OCP는 특히 엔진 오일에서 세계에서 가장 널리 사용되는 주류 VII 중 하나입니다. PMA, HSD와 같은 다른 VII도 있습니다. 점도 지수 향상제에 대한 자세한 내용을 보려면 여기를 클릭하십시오.

 

윤활유용 점도 지수 개선제에 대한 일반 소개

 

점도의 양면: 너무 높거나 너무 낮음

 

우리는 항상 설명서의 지침에 따라 적절한 점도 등급의 윤활유를 선택해야 합니다.

 

자동차 모터 오일

 

  • 점도가 너무 낮음

점도가 너무 낮으면 주로 윤활이 부족하고 씰 링이 비활성화되어 엔진 마모 및 누출이 직접 발생합니다.

  • 점도가 너무 높음

점도가 지나치게 높다는 것은 저항이 과도하고 유동성이 좋지 않음을 의미하며, 이로 인해 엔진 시동이 어려워지고, 연료 소비가 많아지며, 열 방출이 불량해질 수 있습니다.

 

산업용 오일

 

유압유를 예로 들어보겠습니다. 작동유의 농도가 기준치보다 너무 높거나 너무 낮으면 불필요한 문제가 발생할 수 있습니다.

  • 점도가 너무 낮음

유압유가 너무 진하면 펌프 저항이 증가하여 흐름이 방해되고 잠재적으로 펌프 캐비테이션이 발생하여 펌프가 손상될 수 있습니다. 또한, 점도가 지나치게 높은 유압 오일은 유압 시스템의 흐름 저항을 증가시켜 전력 소비를 증가시키고 액추에이터의 응답을 느리게 하며 정확도를 감소시킵니다.

  • 점도가 너무 높음

작동유가 너무 묽으면 유막이 얇아져 윤활이 부족해지고 마모가 증가합니다. 점도가 낮은 오일은 밀봉 성능을 저하시켜 누출 위험도 증가시킵니다.

 

윤활유에 대해 어떤 점도를 테스트합니까?

 

모터 오일용

 

  • 정상적인 엔진 작동 조건에서 100도 동점도 -.

KV100은 정상적인 엔진 작동 중 유막의 두께와 강도를 결정합니다. 각 점도 등급에 대해 SAE J300은 100도에서 최소 및 선택적인 최대 동점도를 정의합니다.

 

SAE J300은 다양한 점도 등급에 대한 최소 HTHS 값을 지정합니다. HTHS 테스트는 100도 점도 테스트를 보완하며, 특히 보호가 가장 필요한 엔진의 가장 까다로운 순간에 오일 필름 강도를 측정합니다.

HTHS 점도가 지나치게 낮으면 윤활이 부족하고 마모가 증가할 수 있습니다.

 

CCS 점도는 "W"(겨울) 등급을 정의하는 핵심 매개변수입니다. 이는 극도로 낮은 온도에서 엔진 시동 중 오일 흐름에 대한 저항을 시뮬레이션합니다. 값이 낮을수록 냉간 시동 시 배터리와 엔진에 가해지는 부담이 적어져 시동이 더 부드러워집니다.

 

  • 미세 회전 점도계(MRV) / 펌핑 점도 - 오일을 저온에서 펌핑할 수 있습니까?

MRV 점도는 "W" 등급 엔진 오일을 정의하는 또 다른 주요 매개변수입니다.

오일 펌프에 의해 오일이 흡입되어 저온에서 모든 엔진 구성 요소에 효과적으로 순환될 수 있는지 여부를 시뮬레이션합니다. MRV가 너무 높으면 펌핑이 어려워지고 잠재적으로 시동 직후 오일 부족 및 심각한 엔진 마모가 발생할 수 있습니다.

 

  • 40도 동점도 - 점도 지수 계산에 사용됨

40도 동점도는 SAE J300 등급에서 직접적으로 사용되지는 않지만 매우 중요한 물리적 특성으로 남아 있습니다. 이는 오일 제형 개발 및 품질 관리에 매우 중요합니다.{3}} 동점도는 주로 점도 지수를 계산하는 데 사용됩니다.

 

점도 변화 및 점도 지수 개선제 - SSI

 

점도 지수 개선제(VII)를 함유한 윤활유는 점도가 크게 향상되고 점도 지수가 더 높습니다. 그러나 일정 기간의 엔진 작동 후에는 점도가 눈에 띄게 떨어질 수 있습니다. 왜 이런 일이 발생합니까?

 

점도 지수 개선제는 본질적으로 유용성-고분자입니다. 윤활유가 고속 기어 및 오일 펌프와 같은-극한 전단에 노출되면-이러한 폴리머 사슬이 기계적으로 절단될 수 있습니다. 이 공정은 폴리머의 분자량을 영구적으로 감소시켜 엔진 오일의 점도를 크게 감소시킵니다. 이런 현상을 전문적으로는영구 전단 안정성 손실. 이로 인해 유막이 얇아지고 윤활이 부적절하며 밀봉 성능이 저하되어 부품 마모가 가속화됩니다.

 

프리미엄 윤활유는 전단 안정성 지수(SSI)가 매우 높은 폴리머를 우선적으로 사용하여 전체 오일 배출 간격 동안 점도가 설계된 범위 내로 유지되도록 보장하여 엔진에 일관되고 지속적인 보호를 제공합니다.

 

산업용 오일의 점도 요구 사항은 응용 분야에 따라 크게 다릅니다.

 

유압유를 예로 들면,중국 표준은 L-HM(내마모), L-HV(저-온도) 및 L-HS(초-저-온도) 등급에 대한 사양을 정의합니다. 40도에서의 점도 요구 사항은 동일하지만 저온 점도, 유동점 및 점도 지수에 대한 요구 사항은 완전히 다르다는 것을 알 수 있습니다.

 

재산 L-HM(내마모-) L-HV(저온) L-HS(초-저온)
40도에서의 동점도(mm²/s) 28.8 ~ 35.2 28.8 ~ 35.2 28.8 ~ 35.2
낮은-온도 시동 가능성
(점도 1500mm²/s의 온도)
지정되지 않음 -18도 이하 -24도 이하
점도 지수 VI 95 이상 140 이상 150 이상
낮은-온도 유동성
(유출점)
-15도 이하 -33도 이하 -45도 이하
권장 애플리케이션 보통/안정적인 주변 온도 넓은 온도 범위, 추운 지역 극심한 추위, 북극 환경

 

내마모성 유압 오일 - L-HM:상온(40도), 0도에서의 점도를 우선으로 하는 기본 Grade입니다. 점도 지수 및 저온-성능에 대한 요구 사항이 가장 낮습니다.

저온-온도 유압 오일 - L-HV:L-HM을 기반으로 하는 이 등급은 점도 지수와 저온 성능이 크게 향상되어 추운 기후에 적합합니다.

초-저-온도 유압 오일 - L-HS:이 등급 오일은 초-저온-온도 시동성과 L-HV 이상의 점도 지수를 더욱 향상시킵니다. 극한의 추운 기후를 위해 설계된 최고급 등급입니다.

 

 

윤활제 제제의 어떤 성분이 점도에 영향을 줍니까?

 

CF-4 15W-40 윤활유 제제 예시
요소 백분율 주요 기능 및 점도에 미치는 영향
베이스 오일-150SN 53.0 제제 기반 및 데이텀 점도를 제공합니다.
베이스 오일- 500SN 29.0 중질 기유 성분으로 기준점도를 높여줍니다.
윤활유 첨가제 패키지 8.0 세정성, 분산성, -마모 방지 특성 등을 제공하는 동시에 약간의 증점 효과도 제공합니다.
점도 지수 개선제(OCP) 9.6 "40" 등급을 충족할 수 있도록 고온 점도를 대폭 증가시키고 "15W" 저온 성능을 달성하기 위해 점도 지수를 향상시킵니다.{3}}
유동점 강하제 0.4 저온-유동성 향상: 저온 점도(예: CCS)를-최적화하지만 고온 점도에 미치는 영향은 매우 낮습니다.-
소포제 10ppm 거품 억제: 본질적으로 전체 오일 점도에 영향을 미치지 않습니다.

 

위의 공식에서 최종 윤활유의 점도는 주로 세 가지 주요 측면에 의해 영향을 받습니다.

베이스 오일

윤활유 제제의 주요 구성 요소입니다. 점도는 완제품의 기준 점도를 직접적으로 결정합니다.

윤활유의 기유는 1개 또는 2개의 기유를 선택합니다. 예를 들어 20W-50 엔진오일에 150N과 500N을 일정비율로 혼합하여 사용하는 것이 일반적인 방법입니다.

점도 지수 개선제(VII)

VII는 오일을 상당히 걸쭉하게 만들고 점도 지수를 향상시킵니다. 이는 다등급 오일을 가능하게 하는 핵심 구성요소입니다.-

기타 첨가제

첨가제 패키지(VII는 포함되지 않음)도 일반적으로 약간의 농축 효과에 기여합니다. 또한 유동점 강하제(예: PMA PPD)와 같은 첨가제도 점도를 약간 증가시킵니다.

고품질 윤활유를 얻으려면-오일 블렌더 엔지니어가 원자재의 데이터 시트에 따라 정확하게 계산하고 이 세 가지 요소 간의 관계의 균형을 맞춰야 합니다.

 

 

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