Full resolution (JPEG) - On this page / på denna sida - H. 34. 20 september 1955 - Oljeviskositet och smörjning av bilmotorer, av Hans-Eric Lorentz
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
Below is the raw OCR text
from the above scanned image.
Do you see an error? Proofread the page now!
Här nedan syns maskintolkade texten från faksimilbilden ovan.
Ser du något fel? Korrekturläs sidan nu!
This page has never been proofread. / Denna sida har aldrig korrekturlästs.
756
TEKNISK TIDSKRIFT
Fig. 3. Relativ viskositet i SSU vid 210°F; A ren
petroleum-olja SAE 10 med viskositetsindex 110; X, Y, Z samma olja
med olika polymera tillsatser för höjning av
viskositetsindex.
viskositetsegenskaperna, såsom de framstår i ett
viskositets-temperaturdiagram, inte motsvaras
av förhållandena i verkligheten.
En ren petroleumolja är en newtonsk vätska,
varmed menas att dess viskositet vid en given
temperatur är oberoende av skjuvning och tryck.
Georgi1 har visat att en olja innehållande
tillsatser av viskositetsindexförbättrande natur inte
kan betraktas som en newtonsk vätska. Dess
viskositet vid en bestämd temperatur varierar
nämligen med skjuvningsgraden (shear rate)
vilken kan definieras som förhållandet mellan
den relativa hastigheten hos två skikt och
dessas inbördes avstånd, dvs. skjuvningsgrad =
periferihastighel
spel
varvid storheten får dimen-
sionen S"1.
Georgi anger att om en
viskositetsindexförbätt-rad olja utsättes för höggradig skjuvning,
kommer dess viskositet att närma sig grundoljans,
fig. 3. Referensoljan är här en newtonsk vätska
vars viskositet är oberoende av
skjuvningsgraden. Med olika tillsatser i denna olja kan man
öka viskositeten från 48 SSU (6,7 cSt) till 57
SSU (9,4 cSt) vid 210°F.
Skjuvningsgradens storlek framgår av följande
exempel. I en motor som går med 2 000 r/m är
skjuvningsgraden av storleksordningen 100 000
s"1 i lagren och 300 000 S"1 mellan kolv och
cylindervägg under antagande att radialspelet är 0,025
mm. Miller—Hartmann4 anger för ramlager
500 000 s-1, för kolv-cylindervägg 900 000 s"1 och
för vevstakslager 1 100 000 s_1. Spelen anges inte
numeriskt men sägs vara av samma storlek som
under drift.
Den enklaste förklaringen till att viskositeten
i de viskositetsindexförbättrade oljorna sjunker
med ökad skjuvningsgrad synes vara att de ali-
fatiska polymererna vid höga
strömningshastigheter strävar att orientera sig i
strömningsriktningen. Vid låg strömningshastighet intar
molekylerna en mera godtycklig inriktning, varvid
de bromsar rörelsen hos oljemolekylerna, dvs.
viskositeten blir högre.
Vid mätning av viskositeten i Saybolt- eller ka-
pillärrörsviskosimetrar uppgår
skjuvningsgraden endast till omkring 100 s-1. Denna låga
skjuvningsgrad förekommer under praktisk drift
endast på ett fåtal ställen i en motor, såsom bakom
kolvringarna, och för de flesta ställen i motorn
har man såsom exemplen visat mycket större
skjuvningsgrader.
Den slutsats man i första hand vill dra av detta
är att skjuvningsfenomenet till en del kommer
att uppväga fördelarna med
viskositetsindexför-bättrare och att resultatet blir detsamma som om
man använt den rena petroleumoljan utan
tillsatser.
En annan fråga är hur skjuvningen kommer
att påverka startegenskaperna hos motorn.
Under start är motorns hastighet låg, kanske 50—60
r/m. Under dessa betingelser är också
skjuvningen låg och viskositeten följaktligen relativt
hög. Det skulle därför, åtminstone teoretiskt,
kunna inträffa att startegenskaperna blir sämre
med olja som innehåller
viskositetsindexförbätt-rare än med den oblandade grundoljan.
Hur det ligger till med dessa problem är ännu
inte helt utrett. En slutsats kan man dock dra,
nämligen att det ej är möjligt att genom
extra-polering uppskatta viskositeten vid låga
temperaturer, när det gäller oljor med hög inblandning
av viskositetsindexförbättrare.
Georgi1 har gjort en undersökning med en
hög-raffinerad petroleumolja SAE 5W med
viskositetsindex 116 och stelningspunkt —43° C. Efter
tillsats av viskositetsindexförbättrare bestämdes
viskositeten vid 70, 100 och 210°F och
viskositetsindex beräknades till 153, fig. 4. Om man nu
felaktigt extrapolerar denna kurva (den
streckade linjen i diagrammet) kommer den att
skära grundoljans. Detta är uppenbarligen orim-
Temperatur
Fig. 4. Extrapolerad och verklig viskositet vid låga
temperaturer; A högraffinerad petroleumolja, viskositetsindex
116; B samma olja med tillsats, viskositetsindex 153;
experimentellt bestämd viskositet.
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
