Politechnika Rzeszowska

Zakład Pojazdów Samochodowych

i Silników Spalinowych

Sprawozdanie nr 4

z laboratorium Materiałów Eksploatacyjnych

Temat : Pomiar wskaźnika lepkości oleju silnikowego

1. Opis tematu

Lepkość określa opory przy przesuwaniu względem siebie dwóch nieskończenie blisko leżących warstewek płynu. Lepkość olejów używanych w technice musi być odpowiednio wysoka , by zapewnić tarcie płynne , nie powinna być za wysoka . Gdy w silniku spalinowym stosujemy olej o większej lepkości uzyskujemy mniejsze zużycie elementów współpracujących , mniejsze przedmuchy spalin ale za to mamy większe opory ruchu , a co za tym idzie większe moce rozrusznika , większe straty energii , wolniejszy przepływ oleju , gorsze odprowadzenie ciepła i zanieczyszczeń do filtra. Lepkość oleju w dużym stopniu jest uzależniona od temperatury . Cechę tą określa się za pomocą wskaźnika lepkości oleju . Wskaźnik lepkości (WL) jest to liczba niemianowana określająca zależność lepkości kinematycznej badanego oleju od temperatury w stosunku do dwóch olejów przyjętych jako wzorce , których lepkość w temperaturze 100°C są takie same jak lepkość badanego oleju w temperaturze 100°C . Im wyższa jest wartość wskaźnika lepkości , tym mniejsza zależność lepkości od temperatury . Oleje wzorcowe serii L - oleje o wskaźniku lepkości równym 0 , o dużej zależności lepkości od temperatury ; oleje o większej zależności lepkości od temperatury niż oleje serii L mają wskaźniki lepkości ujemne.

Oleje wzorcowe serii H - oleje o wskaźniku lepkości równym 100, o małej zależności lepkości od temperatury ; oleje o mniejszej zależności lepkości od temperatury niż oleje serii H mają wskaźniki lepkości powyżej 100.

Metoda obliczania wskaźnika lepkości polega na oznaczeniu lepkości kinematycznej w temperaturze 40 i 100°C , na obliczeniu wskaźnika lepkości za pomocą wzoru i tablic zamieszczonych w PN-79 / C-04013 . Lepkość kinematyczną wyznaczono na podstawie pomiaru lepkości dynamicznej na wiskozymetrze Hoplera , co polegało na pomiarze czasu spadku kulki stalowej w rurce szklanej wypełnionej olejem w temperaturze 40 i 100°C . Oprócz tego zmierzono gęstość oleju w tych temperaturach . Lepkość dynamiczna została obliczona ze wzoru:

2 .Pomiary i obliczenia

η= t(ρ₁-ρ₂)k [mPas]

t- czas spadku kulki [s]

ρ₁- gęstość materiału kulki [g/cm³]

ρ₂- gęstość oleju w temperaturze

pomiaru [g/cm³]

k- stała kulki [mPa cm³/g]

Wyniki pomiaru:

• średnica kulki 15,560 [mm]- Dla tej kulki

- stała k- 0,13 [mPa cm³/g]

• ρ_kulki- 8,1 [g/cm³]

• t_/40°C- 126 [s]

• t_/100°C- 15 [s]

• masa oleju w temp. 40°C -205,5 g

• masa oleju w temp. 100°C -201,6 g

• masa pustej próbówki - 121,7 g

• objętość oleju- 100 cm³

Obliczenia:

-gęstość oleju w temp. 40°C

ρ_2/40°C=
=0,838[g/cm³]

-gęstość oleju w temp. 100°C

ρ_2/100°C=
=0,799[g/cm³]

-lepkość dynamiczna w temp. 40°C

η_/40°C= 126(8,1 - 0,838)0,13=118,95 [mPas]

- lepkość dynamiczna w temp. 100°C

η_/100°C= 15(8,1-0,799)0,13= 14,2[mPas]

-lepkość kinematyczna w temp. 40°C

U_/40°C=
=148,87[mm²/s]

-lepkość kinematyczna w temp. 100°C

U_/100°C=
=16,94[mm²/s]

-wskaźnik lepkości

WL=

Odczytano z PN dla U₁₀₀ = 15,15 : L=301,7 D=149,8

WL=
100=102,02

Przyjmuję WL=99

3. Wnioski:

Otrzymana wartość wskaźnika lepkości oleju poniżej 100 wskazuje , że obliczenia zostały przeprowadzone według właściwej metody. Przyjęte do obliczenia wskaźnika lepkości wartości H- lepkości k. W temp. 40° oleju wzorcowego serii H o WL = 0 oraz D- różnicy między lepkościami kinematycznymi olejów wzorcowych serii L i serii H zostały uzyskane na podst. interpolacji . Wysoki jak na olej mineralny (takich tylko dotyczy ta norma ) wskaźnik lepkości świadczy o dobrej jakości badanego oleju , a więc prawidłowych właściwościach eksploatacyjnych - w podwyższonej temp. wystarczające właściwości smarne, a w niskich temp. gęstość nie nadmierna , która zbytnio utrudniałaby rozruch silnika i zwiększała opory tarcia.Pomiary zostały przeprowadzone zgodnie z zaleceniami normy. Do oznaczenia lepkości dynamicznej nie użyto aparatu Vogel- Ossaga , co jest właśnie zaznaczone w PN.

---