Selezionare l'olio giusto: una semplice guida per comprendere la viscosità del lubrificante

Nella lubrificazione, è fondamentale comprendere la viscosità di un lubrificante, che fornisce la base fondamentale per selezionare i lubrificanti giusti, indipendentemente dai dispositivi precisi o dalle attrezzature pesanti. È molto importante garantire che i tuoi macchinari funzionino senza intoppi per una maggiore durata e funzionino in modo efficace.

 

 

Qual è la viscosità dell'olio?

 

La viscosità è la resistenza di un fluido allo scorrimento. In parole povere, la viscosità di un lubrificante indica il livello di densità dell'olio. Un olio a viscosità più elevata è più denso e scorre più lentamente, mentre un olio a viscosità inferiore è più fluido e scorre più facilmente.

e.g.,la viscosità dell'acqua a 20 gradi è di circa 1 cSt, ma il miele ha una viscosità di circa 12000 a 20 gradi.

La tabella seguente mostra la viscosità dei liquidi comuni.

Viscosità dei liquidi comuni
Liquido	ca. Viscosità a 20 gradi (cSt)	ca. Viscosità a 40 gradi (cSt)
Benzina	0.7	0.5
Acqua	1	0.66
Latte	2.5	1.5
Olio d'oliva	80	40
Olio di canola	75	42
Olio idraulico (ISO VG 46)	128	46
Olio motore (10W-30)	300	70
Shampoo	5000	1500
Miele	12000	2000

 

Per i lubrificanti, la viscosità è un parametro-importantissimo. È così importante che spesso diamo il suo nome all'olio. Un ottimo esempio è l'olio idraulico "ISO VG 46" – quel "46" deriva direttamente dalla sua viscosità misurata a 40 gradi.

 

Come viene definito il grado di viscosità dell'olio motore?

 

Lo standard SAE J300 definisce il grado di viscosità degli oli motore. Prendendo "5W-40" come esempio:

 

W:Significa Resistere all'inverno, e rappresenta la prestazione dell'olio nella stagione fredda.

Numero prima di "W" (5W):Il grado di prestazione a bassa-temperatura. Un numero più piccolo significa che l'olio è più fluido quando fa freddo, rendendo meno difficili gli avviamenti a freddo.

Numero dopo W (40):Il grado di prestazione ad alta-temperatura. Un numero maggiore significa che l'olio è più appiccicoso alle alte temperature, fornendo un film d'olio più forte.

 

Lo standard SAE J300

Grado di viscosità SAE	Viscosità di avviamento a bassa-temperatura (cP) max	Viscosità di pompaggio a bassa-temperatura (cP) massima (senza stress di snervamento)	Viscosità cinematica (cSt) a 100 gradi Min	Viscosità cinematica (cSt) a 100 gradi max	Viscosità ad alto taglio (cP) a 150 gradi Min
0W	6200@ -35	60000@ -40	3.8	-	-
5W	6600@ -30	60000@ -35	3.8	-	-
10W	7000@ -25	60000@ -30	4.1	-	-
15W	7000@ -20	60000@ -25	5.6	-	-
20W	9500@ -15	60000@ -20	5.6	-	-
25W	13000@ -10	60000@ -15	9.3	-	-
16	-	-	6.1	<8.2	2.3
20	-	-	6.9	<9.3	2.6
30	-	-	9.3	<12.5	2.9
40	-	-	12.5	<16.3	3.5* / 3.7**
50	-	-	16.3	<21.9	3.7
60	-	-	21.9	<26.1	3.7
*Per le qualità 0W-40, 5W-40 e 10W-40 ** Per i gradi 15W-40, 20W-40, 25W-40 e 40

 

Cambiamenti di viscosità (ΔV) sono anche un indicatore importante della necessità di un cambio dell'olio.

 

In generale, se la viscosità cinematica dell'olio motore a 100 gradi cambia di oltre ±25% (un aumento o una diminuzione della viscosità del 25%), indica che è ora di cambiare l'olio motore.

 

 

Quando un lubrificante si avvicina alla fine della sua durata di vita, la sua viscosità prima diminuirà notevolmente, quindi subirà un rapido aumento. Per evitare l'usura del motore dovuta a guasti alla lubrificazione, cambiare tempestivamente l'olio prima che la viscosità diminuisca notevolmente è essenziale per garantire le corrette prestazioni del veicolo

 

L'olio motore risulta essere più denso oltre lo standard.

L'ispessimento (aumento della viscosità superiore al +25%) è spesso causato dall'ossidazione dell'olio, con conseguente grande quantità di morchia, che porta all'usura all'avvio-e all'aumento del consumo di carburante.

L'olio motore risulta essere più fluido dello standard.

La diluizione (diminuzione della viscosità superiore al -25%) è spesso causata dalla diluizione del carburante o dall'inefficacia degli additivi, con conseguente lubrificazione insufficiente e grave usura.

 

​Come vengono definiti i gradi di viscosità degli oli industriali?

 

Il grado di viscosità dello standard ISO 3448 è lo standard di classificazione più universale e ampiamente utilizzato per la viscosità dei lubrificanti industriali, comunemente utilizzato per oli idraulici, oli per ingranaggi e altri oli industriali.

ISO VG (grado di viscosità), ad esempio ISO VG 32, ISO VG 68, ISO VG 220.

Definizione principale: il numero di ciascun grado rappresenta il punto centrale della viscosità cinematica del prodotto petrolifero a 40 gradi. L'intervallo di fluttuazione consentito è ±10%.

Ad esempio: l'intervallo di viscosità di ISO VG 46 è 41.4 - 50.6 cSt (perché 46 ± 10%=41.4 ~ 50,6).

 

Nel campo della lubrificazione industriale, le variazioni di viscosità rappresentano un metodo importante per la manutenzione delle apparecchiature. Se la viscosità di un lubrificante aumenta o diminuisce in modo significativo dopo un periodo di utilizzo, i tecnici della manutenzione dovrebbero prestare immediata attenzione, poiché ciò potrebbe significare un guasto del lubrificante, che potrebbe causare gravi danni all'apparecchiatura.

 

Aumento della viscosità dell'olio:

Una viscosità dell'olio elevata-indica sempre una grave ossidazione dell'olio, accumulo di morchie o contaminazione con oli incompatibili a viscosità più elevata-.

Ad esempio, nei sistemi idraulici che operano a temperature elevate e persistenti, il fluido si ossida molto rapidamente, portando ad un aumento della viscosità. Gli operatori dovrebbero cambiare tempestivamente il nuovo olio.

In caso contrario, l'olio invecchiato non solo aumenterà il consumo energetico del sistema e causerà una risposta lenta, ma potrebbe anche provocare guasti gravi come il blocco del filtro.

Diminuzione della viscosità dell'olio:

Esistono 2 motivi per cui la viscosità del lubrificante diminuisce: 1, contaminazione da liquidi a viscosità inferiore-, come ingresso di acqua o solventi a causa della tenuta inadeguata dell'attrezzatura; 2, le catene molecolari dei miglioratori dell'indice di viscosità sono state tagliate mediante un elevato taglio meccanico.

Alcuni oli per ingranaggi a basso-costo presenti sul mercato rappresentano un caso tipico: il produttore ha miscelato oli base a bassa-viscosità con addensanti polimerici poco costosi. L'aspetto-buono della viscosità iniziale non può sopportare l'intenso taglio nella rotazione dell'ingranaggio. La loro viscosità diminuisce rapidamente in un breve periodo, determinando una resistenza insufficiente del film d'olio e l'incapacità di lubrificare, con conseguente usura delle apparecchiature. Questo approccio di "risparmio sui costi" aumenta in realtà in modo significativo il rischio di guasti delle apparecchiature, aumenta i costi di manutenzione e ne riduce la durata.

 

Miglioratori della viscosità, della temperatura e dell'indice di viscosità (VII).

 

La viscosità viene generalmente misurata a una temperatura specifica. ILindice di viscosità (VI)misura quanto cambia la viscosità di un lubrificante con la temperatura. Più alto è il valore, meno il valore della viscosità cambia con la temperatura.

e.g.:

Il VI dell'olio minerale (a base paraffinica-) è di circa 96-110, mentre quello delle polialfaolefine (PAO) può arrivare fino a 120-180. Il VI dell'olio PAG (polialchilenglicole) può raggiungere oltre 190.

 

Poiché le temperature dell'attrezzatura e dell'ambiente fluttuano costantemente, nella maggior parte delle applicazioni di lubrificazione, i lubrificanti con VI elevato sono preferiti per un'ampia adattabilità alla temperatura e una protezione della lubrificazione più stabile. Ad esempio, gli oli motore per auto-di fascia alta basati su PAO in genere hanno un VI più elevato, più adatto per gli avviamenti a freddo-e la guida intensa a temperature elevate.

 

Come si può migliorare il VI di un olio base?

 

Oltre all'ottimizzazione dell'olio base stesso (raffinazione fisica e conversione chimica), è possibile ottenere lubrificanti con VI più elevati anche aggiungendo miglioratori della viscosità. Questi additivi per lubrificanti sono normalmente polimeri a catena lunga-che si espandono con il calore, contrastando la naturale fluidificazione dell'olio.

 

Miglioratore dell'indice di viscosità (VII)

​

Il miglioratore dell'indice di viscosità (VII) è un additivo utilizzato per formulare oli multigrado per motori a combustione interna e altri lubrificanti industriali ad alto VI. Aumenta il VI e riduce la variazione di viscosità con la temperatura nelle formulazioni dei lubrificanti.

Il miglioratore dell'indice di viscosità più comunemente utilizzato è il copolimero olefinico (OCP), generalmente riferito al copolimero etilene propilene (EPM). L'OCP è uno dei VII più diffusi e diffusi al mondo, soprattutto negli oli motore. Esistono anche altri VII, come PMA, HSD, fare clic qui per saperne di più sui miglioratori dell'indice di viscosità.

 

Introduzione generale ai miglioratori dell'indice di viscosità dei lubrificanti

 

2 lati della viscosità: troppo alta o troppo bassa

 

Dovremmo sempre selezionare il lubrificante con il grado di viscosità appropriato secondo le istruzioni del manuale.

 

Olio per motori automobilistici

 

• Viscosità troppo bassa

Una viscosità troppo bassa provoca principalmente una lubrificazione insufficiente e anelli di tenuta disattivati, con conseguente usura e perdite del motore.

• Viscosità troppo alta

Una viscosità eccessivamente elevata significa resistenza eccessiva e scarsa fluidità, che possono comportare un avviamento difficile del motore, un consumo elevato di carburante e una scarsa dissipazione del calore.

 

Oli industriali

 

Facciamo un esempio con l'olio idraulico; potrebbe causare problemi inutili se i fluidi idraulici sono troppo alti o troppo bassi oltre lo standard.

• Viscosità troppo bassa

Se i fluidi idraulici sono troppo densi, ciò potrebbe aumentare la resistenza della pompa, ostacolando il flusso e causando potenzialmente cavitazione della pompa, che danneggia la pompa. Inoltre, un olio idraulico con una viscosità eccessivamente elevata aumenta la resistenza al flusso nel sistema idraulico, aumentando il consumo energetico, rallentando la risposta degli attuatori e riducendo la precisione.

• Viscosità troppo alta

Se i fluidi idraulici sono troppo fluidi, il film d'olio diventa più sottile, con conseguente lubrificazione insufficiente e aumento dell'usura. Anche l'olio a bassa viscosità compromette le prestazioni di tenuta, aumentando il rischio di perdite.

 

Quali viscosità vengono testate per i lubrificanti?

 

Per oli motore

 

• Viscosità cinematica di 100 gradi - in normali condizioni di funzionamento del motore.

KV100 determina lo spessore e la resistenza del film d'olio durante il normale funzionamento del motore. Per ciascun grado di viscosità, SAE J300 definisce una viscosità cinematica minima e massima opzionale a 100 gradi.

 

• Taglio elevato ad alta temperatura (HTHS)viscosità - a 150 gradi - in condizioni operative severe del motore.

SAE J300 specifica i valori HTHS minimi per diversi gradi di viscosità. Il test HTHS integra il test di viscosità a 100 gradi, misurando specificamente la resistenza del film d'olio durante i momenti più impegnativi del motore, quando la protezione è maggiormente necessaria.

Una viscosità HTHS eccessivamente bassa può comportare una lubrificazione insufficiente e una maggiore usura.

 

• Simulatore di avviamento a freddo (CCS)la viscosità - misura le prestazioni di avviamento a freddo di un motore a basse temperature.

La viscosità CCS è un parametro chiave nella definizione del grado "W" (invernale). Questo simula la resistenza al flusso dell'olio durante l'avvio del motore a temperature estremamente basse. Più basso è il valore, minore sarà lo sforzo sulla batteria e sul motore durante un avviamento a freddo, con conseguente avviamento più fluido.

 

• Microviscosimetro rotazionale (MRV) / Viscosità di pompaggio - È possibile pompare l'olio a basse temperature?

La viscosità MRV è un altro parametro chiave nella definizione dell'olio motore di grado "W".

Simula se l'olio può essere prelevato dalla pompa dell'olio e fatto circolare efficacemente in tutti i componenti del motore a basse temperature. Se l'MRV è troppo elevato, il pompaggio diventa difficile, portando potenzialmente ad una carenza di olio e ad una grave usura del motore immediatamente dopo l'avviamento.

 

• Viscosità cinematica a 40 gradi - Utilizzata per calcolare l'indice di viscosità

Sebbene la viscosità cinematica di 40 gradi non sia utilizzata direttamente nelle classificazioni SAE J300, rimane una proprietà fisica molto importante. È fondamentale nello sviluppo della formulazione dell'olio e nel controllo qualità, il . 40 grado di viscosità cinematica viene utilizzato principalmente per calcolare l'indice di viscosità.

 

Cambiamento di viscosità e miglioratori dell'indice di viscosità - SSI

 

L'olio lubrificante contenente miglioratori dell'indice di viscosità (VII) mostra una viscosità significativamente migliorata e un indice di viscosità più elevato. Tuttavia, dopo un certo periodo di funzionamento del motore, la sua viscosità potrebbe diminuire notevolmente. Perché succede questo?

 

I miglioratori dell'indice di viscosità sono essenzialmente polimeri-solubili in olio. Quando l'olio lubrificante è sottoposto a tagli estremi-come negli ingranaggi ad alta-velocità e nelle pompe dell'olio-queste catene polimeriche possono essere tagliate meccanicamente. Questo processo riduce permanentemente il peso molecolare dei polimeri, determinando una significativa diminuzione della viscosità dell'olio motore. Questo fenomeno viene professionalmente chiamatoPerdita permanente di stabilità al taglio. Ciò porta all'assottigliamento del film d'olio, a una lubrificazione inadeguata e a prestazioni di tenuta ridotte, che a loro volta accelerano l'usura dei componenti.

 

I lubrificanti premium danno priorità ai polimeri con un indice di stabilità al taglio (SSI) eccezionalmente elevato per garantire che la viscosità rimanga entro l'intervallo progettato durante l'intero intervallo di cambio dell'olio, fornendo una protezione costante e duratura per il motore.

 

Nell'olio industriale, i requisiti di viscosità variano ampiamente a seconda delle diverse applicazioni.

 

Prendendo ad esempio l’olio idraulico,Gli standard cinesi definiscono le specifiche per i gradi L-HM (Anti-usura), L-HV (Bassa-temperatura) e L-HS (Ultra-bassa-temperatura). Possiamo vedere che, sebbene i requisiti di viscosità a 40 gradi siano gli stessi, i requisiti per la viscosità a bassa-temperatura, il punto di scorrimento e l'indice di viscosità sono totalmente diversi.

 

Proprietà	L-HM (Anti-usura)	L-HV (bassa temperatura)	L-HS (temperatura ultra-bassa)
Viscosità cinematica a 40 gradi (mm²/s)	28.8 ~ 35.2	28.8 ~ 35.2	28.8 ~ 35.2
Avviabilità-a bassa temperatura (Temperatura per viscosità 1500 mm²/s)	Non specificato	Inferiore o uguale a -18 gradi	Inferiore o uguale a -24 gradi
Indice di viscosità VI	Maggiore o uguale a 95	Maggiore o uguale a 140	Maggiore o uguale a 150
Fluidità a bassa-temperatura (Punto di scorrimento)	Inferiore o uguale a -15 gradi	Inferiore o uguale a -33 gradi	Inferiore o uguale a -45 gradi
Applicazione consigliata	Temperature ambientali moderate/stabili	Ampio intervallo di temperature, regioni fredde	Condizioni di freddo intenso, artiche

 

Olio idraulico anti-usura - L-HM:Questo grado base dà priorità alla viscosità a temperatura ambiente (40 gradi) e 0 gradi. Presenta i requisiti più bassi in termini di indice di viscosità e prestazioni a bassa-temperatura.

Olio idraulico a bassa-temperatura - L-HV:Basandosi su L-HM, questo grado migliora significativamente l'indice di viscosità e le prestazioni alle basse-temperature, rendendolo adatto ai climi freddi.

Olio idraulico a-bassa-temperatura - L-HS:questo olio migliora ulteriormente l'avviabilità a temperature ultra-basse-e l'indice di viscosità oltre L-HV. È il grado più alto, progettato per climi freddi estremi.

 

 

Quali componenti nelle formulazioni dei lubrificanti influiscono sulla viscosità?

 

Esempio di formulazione di olio lubrificante CF-4 15W-40
Componente	Percentuale	Funzione primaria e impatto sulla viscosità
Olio base-150SN	53.0	Fornisce la base della formulazione e la viscosità di riferimento.
Olio base- 500SN	29.0	Essendo un componente dell'olio base pesante, aumenta la viscosità di riferimento.
Pacchetto additivi lubrificanti	8.0	Fornisce proprietà detergenti, disperdenti, anti-usura, ecc., contribuendo anche a un leggero effetto addensante.
Miglioratore dell'indice di viscosità (OCP)	9.6	Aumenta notevolmente la viscosità alle alte-temperature per garantire il raggiungimento del grado "40" e migliora l'indice di viscosità per raggiungere le prestazioni a "15W" alle basse-temperature.
Depressivo del punto di scorrimento	0.4	Migliora la fluidità alle basse-temperature: ottimizza la viscosità alle basse-temperature (ad es. CCS), ma con un impatto molto basso sulla viscosità alle alte-temperature.
Agente antischiuma	10 ppm	Sopprime la schiuma: sostanzialmente non influisce sulla viscosità complessiva dell'olio.

 

Nella formulazione di cui sopra, la viscosità dell'olio lubrificante finito è influenzata principalmente da tre aspetti chiave.

Oli base

È il componente principale nella formulazione dell'olio lubrificante; la sua viscosità determina direttamente la viscosità di riferimento del prodotto finito.

Come fluido base di un lubrificante vengono selezionati uno o due oli base. Ad esempio, è un metodo comune utilizzare una miscela di 150N e 500N con un determinato rapporto per miscelare un olio motore 20W-50.

Miglioratore dell'indice di viscosità (VII)

VII addensa significativamente l'olio e ne migliora l'indice di viscosità. È il componente chiave che consente l'utilizzo di oli multi-grado.

Altri additivi

Il Pacchetto Additivi (i VII non sono inclusi) generalmente contribuisce anche ad un piccolo effetto addensante. Inoltre, anche gli additivi come i depressori del punto di scorrimento (-ad esempio, PMA PPD) aumentano leggermente la viscosità.

Per ottenere un olio lubrificante di alta-qualità, gli ingegneri del miscelatore di olio dovrebbero calcolare con precisione in base alle schede tecniche delle materie prime e bilanciare il rapporto tra questi tre elementi.