油液分析技术---粘度

  润滑油最重要的物理性质是粘度。 粘度是润滑油内摩擦阻力的程度，亦即内摩擦力的量度。粘度决定了油液的承载能力以及油液的流动性，是各种润滑油分类、分级、质量评定与选用及代用的主要指标。通常将粘度分为动力粘度、运动粘度、相对粘度三种。

  1、动力粘度：动力粘度是液体在一定切应力下流动时，其内摩擦力的量度。

  2、相对粘度：采用不同的特点粘度计所测得的条件单位表示的粘度，一般有恩氏粘度、赛氏粘度和雷氏粘度三种表示方法。

  3、运动粘度：运动粘度即流体的动力粘度与同温度下该流体密度ρ之比，单位为 (m^2)/s。

  下面我们来具体了解一下运动粘度。

一、运动粘度的表示：

  在温度t℃时，运动粘度用符号ν表示，在国际单位制中，运动粘度单位为斯，即每秒平方米（m2/s），实际测定中常用厘斯，（cst）表示厘斯的单位为每秒平方毫米(即 1cst=1mm2/s）。运动粘度广泛用于测定喷气燃料油、柴油、润滑油等液体石油产品。深色石油产品、使用后的润滑油、原油等的粘度，运动粘度的测定采用逆流法。

二、运动粘度对润滑油组成的意义

  1、润滑油由基础油和添加剂经调和、搅拌后形成了成品油。不同的运动粘度调和出来的油品就是不同等级的润滑油。所以，运动粘度对润滑油的等级分类起了决定性因素。

  2、润滑油等级主要由质量等级和粘度等级决定。如汽机油而言，API(美国石油协会) 采用的是机油品质等级的评定标准，将润滑油分成汽油机用(S)和柴油机用(C)两大类。汽油机油用代号“S”表示，后面紧跟另一位英文字母(如SA、SB、SC、SD、SE、SF、SG、SH、SJ、SL、SM、SN)，字母排序越后，润滑油的品质越高。柴油机油用润滑油--用代号“C”表示，后面紧跟另一位英文字母(如CA、CB、CD、CE、CF、CG、CH、CI、CJ)字母排序越后，润滑油的品质越高。SAE（美国汽车工程师协会）采用的是粘度等级分类法。将润滑油分成夏季用的高温型、冬季用的低温型和冬夏通用的全天候型。具体含义如下：

  (1)高温型5个(如SAE20、30、40、50、60)---其标明的数字表示100℃时的粘度，数字越大粘度越高。

  (2)低温型6个(如SAE0W、5W、10W、15W、20W、25W)：W是Winter(冬天)的缩写，表示仅用于冬天，数字越小粘度越低，低温流动性越好。

  (3)全天候型(如SAE15W／40)：表示低温时的粘度等级符合SAE15W的要求、高温时的粘度等级符SAE40的要求，属于冬夏通用型。

  3、运动粘度的计算意义。首先用来确定润滑油的牌号。润滑油的牌号绝大部分是以某一温度下运动粘度的平均值或近似值来决定的，同时粘度也是选用润滑油的主要依据。其次粘度也是轻质燃料油，如喷气燃料和柴油的质量指标之一。还有生产上从粘度变化来判断润滑油的精致程度。而且粘度对于油料的输送有重要意义。测定不同温度下的粘度可以表示润滑油的粘温特性。粘温特性指润滑油粘度随温度变化的特性，常用粘度比、粘度系数和粘度指数来表示。

  4、运动粘度高的润滑油会形成比较厚的油膜，对机械的摩擦会起到保护的作用。为了防止发动机运动零件间的接触面磨损，润滑油必须有足够的黏度，以便在各种运转温度下都能在运动零件间形成油膜，从而使得汽车发动机顺畅运转；但是，过犹不及，润滑油黏度过大会事倍功半，甚至会造成以下几方面的不良影响：发动机低温启动困难、启动过程零件磨损加剧、功率损失大、清洗作用差和冷却作用差等。

三、影响润滑油粘度的因素：

  1、温度变化：

  油液的粘温指数（VI）是指油的粘度随温度变化而发生变化的规律。更高的VI值表示油由于温度波动而粘度几乎不怎么变化，而低VI表示 油液随温度变化会表现出相对大的粘度变化。 在40℃和100℃之间粘度变化不显著的油比具有更大粘度变化的油有着更高的VI。粘度指数试验（ASTMD2270）基于在40℃（1040°F）和 100℃（2120°F）的油的运动粘度，高于95的粘度指数值被认为是高的。具有高VI的油在宽范围温度下对关键组分提供更多的保护。

  2、添加剂：

  添加剂是润滑油配方的一部分。例如，多级矿物基发动机油（除了天然高VI的基础油）用弹性添加剂配制，所述弹性添加剂在低温下紧凑并且在高温下膨胀以降低油液的流动性。

  3、烟炱

  常见于柴油发动机，烟炱是一种在油品中形成胶体悬浮的颗粒。润滑油中的分散剂添加剂是用来防止烟炱颗粒聚集和生长，避免胶体悬浮液形成的添加剂。

  4、水污染

  水污染： 油和自由水不混合，不是化学反应，但在某些情况下，它们将结合形成乳状液，看起来像加奶油的咖啡，这实际上会增加油的运动粘度。

  5、热和氧化、老化副产物

  这些副产物是不溶的，但是被油以稳定的悬浮液的形式携带。

  运动粘度v描述了物质在地球重力影响下的流动行为。现在运动粘度的概念已经被人们广泛地接纳：因为重力作为一种无处不在的驱动力已经被人们所熟知，与其相关的滴落现象和运动粘度概念自然也得到了人们的广泛理解。

  对于任何润滑油的选用，必须在加大承载能力的高粘度和易于循环的低粘度之间的取得正确的平衡。 除了润滑之外，油液在所有条件下都能流动是至关重要的。因此，粘度测量是机械系统中油液最重要的测试之一。