윤활유의 전단 안정성 및 점도 지수 개선제.
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전단 안정성전단 응력에 저항하는 중합체의 능력이며, 이는 다음의 중요한 성능입니다.점도 지수 향상제. 점도 지수 향상제의 전단 안정성이 좋지 않으면 전단 응력의 작용으로 폴리머의 주 사슬이 끊어져 점도가 떨어집니다. 결과적으로 혼합된 윤활유는 원래의 점도 등급을 유지할 수 없어 마모 및 연료 소비가 증가합니다.
전단 안정성은 중합도(상대 분자량), 분산도(상대 분자량 분포) 및 점도 지수 향상제에 대한 용액 내 중합체의 유체 역학과 관련이 있습니다.
폴리머 사슬이 길수록(상대 분자량이 클수록) 분산이 클수록 쉽게 끊어져 전단 안정성이 떨어집니다.
반대로, 폴리머의 상대적인 분자량이 작을수록 전단 안정성은 좋아지지만 처리 속도가 빨라져 청결도에 해롭습니다. 따라서 맹목적으로 가능한 가장 작은 전단 안정성을 추구하는 것이 아니라 필요한 전단 안정성을 달성하는 것이 필요합니다.
전단 안정성을 표현하는 방법?
미네랄 베이스 오일은 점성이 전단 속도와 관련이 없는 뉴턴 유체입니다. 점도지수 향상제가 첨가된 윤활유(다급유)는 기유의 유동특성을 변화시켜 비뉴턴 유체가 됩니다. 점도는 전단 속도의 증가 또는 감소에 따라 변합니다.
전단 응력이 작용하면 다급 오일의 점도가 감소하며 이는 점도 감소율 또는 점도 손실율(전단 안정성 지수, SSI).
폴리머가 높은 전단 속도에 노출되면 일시적인 점도 손실이 발생합니다. 이때 전단율은 보통 10정도4s-1, 그 분자는 축 방향을 따라 흐르고 질서 있게 될 것입니다. 구형 선에서 폴리머의 모양 변화 응집체는 유체 역학적 부피가 적은 가늘고 긴 구조로 변화하여 점도가 감소합니다. 이 점도 손실은 가역적이며 전단 응력이 사라지면 복구할 수 있으므로 이 점도 손실은 일시적이며 다음과 같이 표현됩니다.임시 전단 안정성 지수 (TSSI).
전단 속도가 더욱 증가함에 따라 점점 더 많은 분자가 변형되어 최대 변형량에 도달할 때까지 점도 손실이 더 커집니다. 전단 속도가 10 이상에 도달하면6s-1, 일시적인 점도 손실 외에도 폴리머 사슬 절단으로 인한 비가역적 점도 손실이 있으며 이를 영구 점도 손실이라고 합니다. 영구 전단 안정성 지수(영구 전단 안정성 지수, PSSI) 나타냅니다. 중합체의 사슬 절단은 일반적으로 탄소-탄소 결합이 분리되어 두 개의 더 작은 분자를 생성하는 사슬의 중간에서 발생합니다.
중합체의 분자량이 클수록 변형되기 쉽고 기계적으로 분해되기 쉽습니다. 그러나 중합체의 상대적 분자량이 충분히 작으면 영구적인 점도 손실도 발생하지 않으며 일반적으로 더 이상의 분해가 쉽지 않기 때문에 분해 과정은 자기 제한적입니다.
엔진 각 부분의 전단율이 다르고 임시 점도 손실도 다릅니다. 기어,베어링,피스톤,실린더벽면이 가장 크고 일시적인 점성손실도 크기 때문에 이들 부품에 마모와 마모가 일어나기 쉽다.
가솔린 엔진 오일의 전단율
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전단율 |
엔진 부품 |
영향 |
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A |
103/s~104/s |
후방 피스톤 링, 밸브 스템, 펌프 흡입구 |
연료 소비, 저온 유동성 |
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B |
105/s~106/s |
저널 베어링, 피스톤, 실린더 벽 |
베어링 마모, 골링, 핫 스타트 |
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C |
106/s-1~108/s |
기어, 캠, 태핏 |
입다 |
점도 손실은 전단 전후에 동점도(KV)로 측정됩니다. 영구 전단 안정성은 다음과 같이 ASTM D6022에 따라 영구 전단 안정성 지수(PSSI) 또는 간단히 SSI로 더 일반적으로 정의됩니다.
PSSI=SSI=（V0-VS）/(V0-Vb)*100
Vo미전단 오일의=점도
Vs전단 오일의=점도
Vb기본 유체의=점도(폴리머 제외)
전단 안정성을 측정하기 위해 일반적으로 사용되는 세 가지 방법이 있습니다.
● 디젤 노즐 방식
● 초음파 방식
● L-38 방식(L-38 엔진 10시간 가동 후 전단 정도 측정)
세 가지 방법의 가혹함은 매우 다릅니다. 미국, 유럽, 중국의 내연기관 오일 규격은 각각 L-38 방식, 디젤 노즐 방식, 초음파 방식을 사용한다. 세 가지 방법 모두 전단 후 점도가 이 등급의 오일에 대해 지정된 점도 범위 내에서 유지되어야 합니다.
의 SSI 비교에틸렌-프로필렌 공중합체(OCP) VII다른 테스트 방법에서.
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안건 |
SSI 퍼센트 |
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디젤 인젝터 |
소닉 쉬어 |
L-38 엔진 테스트 |
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에틸렌-프로필렌 공중합체는 미국과 중국에서 일반적으로 사용됩니다. |
48.5 |
38 |
20~22 |
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유럽 사양을 준수하는 일반적으로 사용되는 에틸렌-프로필렌 공중합체 |
28.3 |
21.7 |
12 |
위 표를 보면 미국과 중국에서 흔히 사용되는 에틸렌-프로필렌 공중합체의 SSI 값이 Diesel Injector에서 약 50%, Sonic Shear에서 약 40%, L-38 Engine에서 약 20%임을 알 수 있습니다. 시험.
유럽 규격에 따라 일반적으로 사용되는 에틸렌-프로필렌 공중합체의 SSI 값은 Diesel Injector 방식으로 약 30%, Sonic Shear로 약 22%, L-38 Engine Test로 약 12%입니다.
SSI 값은 전단 안정성을 측정하는 데 사용되는 특정 전단 장치에 따라 달라집니다.
다양한 윤활유의 전단 안정성 요건:
가솔린 엔진 오일< Diesel Engine Oil < Automatic Transmission Fluid (ATF) < Hydraulic Oil < Gear Oil.
다양한 윤활유 제품에는 해당 요구 사항을 충족하는 해당 전단 안정성 테스트 방법이 있습니다.테스트 방법이다:
크랭크케이스 윤활제: Sonic Shear 방법(5분 및 10분 모두), 3200km(2000마일) Road Shear 테스트, L-38 방법, Diesel Injector 방법, Peugeot 204 테스트.
자동 변속기 오일 및 유압 오일: Dexron ATF, HETC T-13, 10,000 사이클, 크라이슬러 파워 스티어링 펌프 테스트, 4h×93.3도(테스트 조건은 4137kPa×1700r /min 및 2758kPa×1800r 포함) /분).
기어 오일: ALI Variable Seveity Scoring Test-Shear Stability Determination Test(AL I Variable Seveity Scoring Test-Shear Stability Determination Test) 93.3도 ×120h.
다양한 전단 시험 방법에 의해 결정된 SSI
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윤활유 종류 |
크랭크케이스 오일 |
ATF |
유압 오일 |
기어 오일 |
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시험 방법 |
소닉 쉬어① |
L-38,10h |
디젤 인젝터② |
덱스론 ATF③10000 주기 |
펌프 테스트④ |
알리브스트⑤ |
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아크릴로이드 702⑥ |
30 |
20 |
45 |
49 |
52 |
89 |
|
아크릴로이드 955⑦ |
23 |
12 |
36 |
43 |
45 |
-- |
|
아크릴로이드 1017⑧ |
0 |
0 |
0.5 |
0 |
1 |
15~20 |
① ASTM D-2603, 최소 5분
② DIN-51382: 디젤 인젝터: 10W-30/10W-40.
③ Dexron ATF, HETC T-13, 10000cycle.
④ 크라이슬러 파워 스티어링 펌프 테스트, 4h×93. 3도, 부하 2758kPa, 1800r/min.
⑤ ALI Variable Seveity Scoring Test-Shear Stability Determination, 93. 3도 ×120h.
⑥ Acryloid 702 : 유동점 강하효과가 있는 PMA로서 가솔린 엔진오일에 적합하다.
⑦ Acryloid 955: 유동점 강하 및 분산 효과가 있는 MA로 휘발유 및 디젤 엔진 오일에 적합
⑧ Acryloid 1017 : 자동변속기유, 유압유, 다급기어유에 적합한 PMA.
KRL 전단 안정성 시험 방법실제 작동 조건에서 윤활유의 점도 손실을 예측하기 위한 정확한 전단 시험 방법으로 윤활유 업계에서 인정을 받았으며 현대 윤활유 제품 개발에서 중요한 평가 도구가 되었습니다.
