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如何判断润滑油的剪切稳定性

润滑油的剪切稳定性/剪切安定性(Shear Stability)代表的是润滑油在受

       润滑油的剪切稳定性/剪切安定性(Shear Stability)代表的是润滑油在受到机械剪切、碾压时能保持稳定黏度的性质,也称为机械安定性(mechanical stability)。剪切稳定性好,则润滑油在机械剪切中能保持较为稳定的黏度,否则润滑油会因为受到剪切而黏度降低(油变稀)。

  温度会影响液体的黏度,黏度指数高的润滑油,粘温性能好,在温度变化中能保持稳定的黏度,为了提高润滑油的黏度指数,润滑油里加入了黏度指数改进剂(也称增黏剂:viscosity-index improver)。黏度指数改进剂是对温度敏感的高分子聚合物,温度升高时,其分子链膨胀舒展开来,基础油分子间摩擦增加,对油的流动性起到阻碍作用,也就是黏度增加,一定程度上缓解润滑油的粘度下降。

  黏度指数添加剂也有缺点,在高剪切率下,黏度指数添加剂的分子链容易因为剪切而被切断,降低甚至完全丧失粘度改进的能力,剪切不单包括机械部件运动中的剪切,还包括高温剪切,高温条件下,舒展开的分子更容易被机械剪切到,因此要注意黏度指数改进剂的热剪切稳定性,一般说来,相对分子质量大的聚合物增黏效果好一些,但是抗剪切能力就差。相对分子质量小的聚合物更抗剪切,但是增黏效果有限,所以用量相对要多。有些润滑油在使用中出现黏度突降、油变稀的情况,就是因为黏度指数改进剂分子被剪断,失去增黏效果导致。黏度指数改进剂常用于多级机油(汽车发动机润滑油)、齿轮油、高粘度液压油里,因此,要特别注意这些油的剪切稳定性。

  尽管所有的黏度指数改进剂都会受到剪切,但是黏度指数改进剂在受到剪切时的黏度稳定性却有差异。这就需要我们通过专业的检测,对油品的剪切稳定性做出评判:

  润滑油的剪切稳定性通过剪切稳定性试验来测量,在一定条件下,润滑油受到剪切,然后检测黏度的变化结果,剪切稳定性主要有三个检测标准:

  1.DIN 51382:博世喷射器检测法(Bosch Injector Test)——三个检测方法中,这一个是要求最低的一个标准,在这个试验中,油在2550psi的压力状态下运行250次,然后检测润滑油的黏度变化率。

  2.ASTM D5621:声波剪切法(Sonic Shear Method)是把油置于声波震荡器中,在经受声波剪切后,记录剪切所引起的黏度损失率。这个检测标准一般是美国的设备制造商使用,但是,目前逐渐被下面的CEC-L45-A-99 KRL圆锥滚子轴承实验所取代。

  3.CEC-L45-A-99:圆锥滚子轴承实验(KRL Tapered Roller Bearing Test)是目前全球范围内比较流行的一种检测法,因为普遍认为它的要求最为严格,与现实使用中的润滑油抗剪切工况联系最为紧密。润滑油用于轴承里,轴承在有负载压力的条件下连续运行20个小时,然后记录实验前后试验后的润滑油黏度,计算黏度损失率。

  在剪切试验中,润滑油的黏度变化率记为剪切稳定指数(shear stability index,简写为SSI),剪切稳定指数的数值越低,说明润滑油在经受剪切后黏度变化越小,油的剪切稳定性越好,黏度指数改进剂的抗剪切性能越好。性能好的多级油使用优质的黏度指数改进剂,优质粘指剂的SSI值较小,分子链不容易被切断,例如聚烯烃(OCP)类聚合物。一般来说,机油的剪切指数SSI应低于25。

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