- Сообщения
- 8,163
- Реакции
- 3,762
- Баллы
- 9,100
HTHS - это, в общем, один из способов измерить горячую вязкость масла.
При этом вязкость, определяемая в данном методе, не является кинематической. Для масел с одинаковой кинематической вязкостью и схожим индексом вязкости, но различной плотностью, например, PAO и PAG, показатель HTHSV будет выше у PAG. Это связано с тем, что при повышенной плотности масла, все "динамические" вязкости - выше (при сходных, конечно, индексах вязкости - ибо вязкость зависит от т-ры)
HTHS измеряется при температуре масла 150°C и скорости сдвига, превышающей 1 200 000 1/s. Скорость сдвига описывает то, насколько быстро сдвигается минимально тонкий слой масла. Минимальная толщина слоя выбирается для достижения максимально высоких значений скорости сдвига (чем тоньше слой - тем выше shear rate).
Зачем это было нужно изобретать?
В 1960-е годы появились масла класса 5W-40, отличающиеся высоким содержанием загущающих полимеров и индексом вязкости, достигающим 250. Однако методы реологии того времени не могли дать однозначного ответа, насколько эти масла устойчивы к сдвиговым нагрузкам.
Насколько упадет вязкость.
Стандартная природа полимера - терять вязкость при росте скорости сдвига:
η - вязкость
Загущающие полимеры казались очень склонными к значительной потере вязкости при экстремальных нагрузках.
В 1960-1970-х годах масла SAE-вязкости 10W-40 считались "слабыми". Их возможные характеристики при высоких сдвиговых нагрузках оценивались на уровне SAE 20, а некоторые специалисты утверждали, что под нагрузкой такие масла вообще откатятся на уровень 10W (кинематическая вязкость@100°C 10W - 5.5 сСт).
В Европе, где в тестах масел использовали дизельные форсунки, 10W-40 масла вызывали особенно много сомнений, так как форсунки необратимо разрушали полимерные структуры масла.
Под давлением европейских требований в США в 1975 году даже был введён класс 15W, что отражает серьёзность опасений.
Если бы не энергетический кризис 1970-х годов, то масла класса 20W-50, скорее всего, стали бы доминирующими в Европе уже к 1977 году.
Остроты добавлял и метод CCS, который при высоком сдвиге - сбивал холодную полимерную вязкость многократно.
Производителям PCMO требовался инструмент для оценки поведения горячих масел под высоким сдвигом, и такой метод был разработан в начале 1980-х.
Уровень сдвига для HTHS был определён расчётным путём, причём лишь недавно его корректность была перепроверена в единственной научной работе, частями которой я поделюсь отдельно.
Почему HTHS параметр оказался не столь важным, как предполагалось, и исследований на эту тему так мало?
• Метод HTHS не выявил значительных отличий от соответствующей (с учетом плотности и индекса) кинематической вязкости для средних рецептур и более-менее качественных полимеров (загустителей);
• Индексы вязкости и плотности большинства средних масел находятся в относительно близких (для вязкости) пределах;
• Полимеры, которых так опасались, не продемонстрировали катастрофического падения вязкости даже в составах с избыточным содержанием полимеров.
В наше время HTHS используется преимущественно для оценки топливной экономичности. Однако из-за стандартов SAE разработка масел класса SAE 40 с HTHS ниже 3.2 при соблюдении стандарта - невозможна (либо надо отказываться от стандарта SAE, как делает пара японских производителей). Поэтому общую вязкость масел просто снижают, чтобы уменьшить значение HTHS.
Реально снижают - чтобы уменьшить вязкость, воспринимаемую как некий пик параметров предельных - нагрузки и температуры - средней работы.
Снижают же HTHS - как вязкость, которая косвенно намекает на возможную лишнюю работу и лишние топливные потери.
Откуда появился рубеж 3.5 в Европе - можно обсудить отдельно. Это - комичная, в общем, история (цифра была взята с потолка, по принципу: больше - не меньше).
При этом вязкость, определяемая в данном методе, не является кинематической. Для масел с одинаковой кинематической вязкостью и схожим индексом вязкости, но различной плотностью, например, PAO и PAG, показатель HTHSV будет выше у PAG. Это связано с тем, что при повышенной плотности масла, все "динамические" вязкости - выше (при сходных, конечно, индексах вязкости - ибо вязкость зависит от т-ры)
HTHS измеряется при температуре масла 150°C и скорости сдвига, превышающей 1 200 000 1/s. Скорость сдвига описывает то, насколько быстро сдвигается минимально тонкий слой масла. Минимальная толщина слоя выбирается для достижения максимально высоких значений скорости сдвига (чем тоньше слой - тем выше shear rate).
Зачем это было нужно изобретать?
В 1960-е годы появились масла класса 5W-40, отличающиеся высоким содержанием загущающих полимеров и индексом вязкости, достигающим 250. Однако методы реологии того времени не могли дать однозначного ответа, насколько эти масла устойчивы к сдвиговым нагрузкам.
Насколько упадет вязкость.
Стандартная природа полимера - терять вязкость при росте скорости сдвига:
η - вязкость
Загущающие полимеры казались очень склонными к значительной потере вязкости при экстремальных нагрузках.
В 1960-1970-х годах масла SAE-вязкости 10W-40 считались "слабыми". Их возможные характеристики при высоких сдвиговых нагрузках оценивались на уровне SAE 20, а некоторые специалисты утверждали, что под нагрузкой такие масла вообще откатятся на уровень 10W (кинематическая вязкость@100°C 10W - 5.5 сСт).
В Европе, где в тестах масел использовали дизельные форсунки, 10W-40 масла вызывали особенно много сомнений, так как форсунки необратимо разрушали полимерные структуры масла.
Под давлением европейских требований в США в 1975 году даже был введён класс 15W, что отражает серьёзность опасений.
Если бы не энергетический кризис 1970-х годов, то масла класса 20W-50, скорее всего, стали бы доминирующими в Европе уже к 1977 году.
Остроты добавлял и метод CCS, который при высоком сдвиге - сбивал холодную полимерную вязкость многократно.
Производителям PCMO требовался инструмент для оценки поведения горячих масел под высоким сдвигом, и такой метод был разработан в начале 1980-х.
Уровень сдвига для HTHS был определён расчётным путём, причём лишь недавно его корректность была перепроверена в единственной научной работе, частями которой я поделюсь отдельно.
Почему HTHS параметр оказался не столь важным, как предполагалось, и исследований на эту тему так мало?
• Метод HTHS не выявил значительных отличий от соответствующей (с учетом плотности и индекса) кинематической вязкости для средних рецептур и более-менее качественных полимеров (загустителей);
• Индексы вязкости и плотности большинства средних масел находятся в относительно близких (для вязкости) пределах;
• Полимеры, которых так опасались, не продемонстрировали катастрофического падения вязкости даже в составах с избыточным содержанием полимеров.
В наше время HTHS используется преимущественно для оценки топливной экономичности. Однако из-за стандартов SAE разработка масел класса SAE 40 с HTHS ниже 3.2 при соблюдении стандарта - невозможна (либо надо отказываться от стандарта SAE, как делает пара японских производителей). Поэтому общую вязкость масел просто снижают, чтобы уменьшить значение HTHS.
Реально снижают - чтобы уменьшить вязкость, воспринимаемую как некий пик параметров предельных - нагрузки и температуры - средней работы.
Снижают же HTHS - как вязкость, которая косвенно намекает на возможную лишнюю работу и лишние топливные потери.
Откуда появился рубеж 3.5 в Европе - можно обсудить отдельно. Это - комичная, в общем, история (цифра была взята с потолка, по принципу: больше - не меньше).





