ungere lichid

2.3. Ungere. Lubrifianti

FIABILITATE ŞI TEROTEHNICĂ 2. Elemente de teoria frecarii, uzarii si ungerii

(tribologie)


Materiale folosite la ungere:

Functiile materialelor de ungere:

-materiale lichide (uleiuri minerale, emulsiile, apa)

- semisolide (unsorile consistente)

- solide (grafitul, bisulfura de molibden)

- gazoase (aerul, alte gaze)

-lubrificatie - asigurarea peliculei

portante între suprafeţele aflate în

mişcare relativă,

constituind elementul de preluare a

sarcinii

- protecţia suprafeţelor împotriva

contactului direct, diminuând

pierderile prin frecare şi uzare

(frecarea la limită sau mixtă); - răcire - evacuarea căldurii produse prin

frecare sau rezultată din reacţiile chimice,

prin fluxul de lubrifiant

- protecţia împotriva componenţilor

chimici activi, în principal O2, care

determină formarea stratului de oxizi

- evacuarea produselor de uzare şi

modificarea acestora

- etanşarea, respectiv protecţia împotriva

pătrunderii între suprafeţe a particulelor

dure din mediul exterior


- viscozitatea / consistenta

- capacitatea de ungere (onctuozitatea)

- greutatea specifică

- punctul de inflamabilitate

- punctul de ardere

- punctul de aprindere

- punctul de solidificare (congelare)

- emulsionabilitatea

- conţinutul de apă, acizi liberi, cenuşă, impurităţi mecanice

- stabilitatea chimică

Proprietăţile lubrifiantilor:


Uleiurile minerale - clasificare

- utilizări în construcţia de maşini:

- motoare

- transmisii mecanice

- instalaţii hidraulice, turbine

- mecanică fină

- prelucrări mecanice

- tratamente termice

Componentele unui ulei mineral

Uleiurile pentru ungere – minerale- sintetice

Stocul de baza Aditivi

Hidrocarburi – parafinice- olefinice- naftenice

Produsi chimici complecsi –0.5…33%

Uleiuri sintetice: esteri, siliconi, poliglicoli, compusi hidrocarburati fluorurati sauclorurati


Viscozitatea - proprietatea lubrifiantului prin care se caracterizeaza frecarea

interna a acestuia

- nu reprezinta o marime care indica calitatea lubrifiantului

- apreciaza daca lubrifiantul este corespunzator unui anumit scop, unor anumite

conditii de exploatare

Proprietăţile lubrifiantilor

viscozitatea dinamica [η]


Viscozitatea

· Viscozitatea dinamica - forta necesara [N] pentru deplasarea relativa a doua

suprafete din masa de fluid, având fiecare marimea de 1 m2, separate printr-un strat de

fluid de grosime egala cu 1 m, cu viteza relativa de 1 m/s.

viscozitatea relativa sau tehnica (ºE – grade Engler)

viscozitatea cinematica (ν)


Viscozitatea cinematica – raportul între viscozitatea dinamica si densitatea lubrifiantului:

Viscozitatea relativa se masoara în ºE (grade Engler) -

raportul între timpul de scurgere a aceleiasi cantitati de apa, respectiv de ulei, aflate la

aceeasi temperatura (de obicei 50° C).

Viscozitatea


Viscozitatea


Viscozitatea

0º C = 32º F

Capacitatea de ungere (onctozitatea) - proprietatea uleiurilor cu caracterpolar de a adera si a creea straturi moleculare puternic fixate pe suprafetele metalice, concomitent cu o rezistenta redusa la alunecare.Nu exista criterii de apreciere cantitativa a acestei proprietati a lubrifiantilor. Prezinta o importanta deosebita în formarea regimului de frecare limita sau mixt(fluid + limita) în situatii dificile de frecare sau la presiuni foarte ridicate.


Greutatea specifica (g) - indiciu asupra originii si puritatii uleiului- nu caracterizeaza nici calitatile de ungere, nici durabilitatea uleiului.

Punctul de inflamabilitate - temperatura la care uleiul încalzit, lapresiunea atmosferica, se aprinde întamplator si pe durata scurta sub actiunea unei flacari externe- uleiurile minerale - punctul de inflamabilitate este cuprins între 150...200°C.- importanta pentru alegerea uleiurilor pentru motoarele cu ardere interna, compresoare- mai putin importanta pentru uleiurile de transmisii mecanice, uleiurile pentru lagare etc.

Proprietăţile lubrifiantilor


Punctul de ardere - temperatura la care uleiul, odata aprins, continua sa arda de la sine

- valoarea este cu 20-60°C mai ridicat decât cel de inflamabilitate.

Proprietatile lubrifiantilor

Punctul de aprindere - temperatura la care vaporii de ulei se aprind de la sine

Punctul de inflamabilitate si punctul de ardere nu sunt în dependenta cucalitatile de ungere ale uleiurilor, ci depind de compozitia chimica.

Punctul de solidificare (congelare) - temperatura la care uleiul,sub greutatea proprie, nu mai poate curge în mod vizibil.- pentru uleiurile de la masinile ce lucreaza sub zero grade: avioane, locomotive, autovehicule, masini frigorifice etc.

Emulsionabilitatea - proprietatea uleiului de a se amesteca cu apa calda, formând emulsie, si de a nu se separa ulterior - apa (scade onctuozitatea)


Proprietatile lubrifiantilor

Continutul de impuritati- acizi liberi (favorizeaza coroziunea)- cenusa (favorizeaza uzarea) impuritati mecanice (rupe filmul, uzare abraziva)

Stabilitatea chimica - capacitatea de a nu reactiona cu oxigenul din aer.În timp, calitatile uleiului scad datorita oxidarilor, fenomenul purtânddenumirea de „îmbatrânirea” lubrifiantului, motiv pentru care, îndeosebi la ungerea în circuit închis, uleiul trebuie schimbat periodic

Alegerea corecta a uleiului

2.3. Ungere. Lubrefianti

- proprietatile lubrifiantului: viscozitatea, onctuozitatea, punctul deinflamabilitate, punctul de solidificare, emulsionabilitatea si stabilitatea chimica

obtinerea performantei si duratei maximede functionare a cuplelor de frecare

- tipul masinii (motoare, de lucru etc.)

Criterii de alegere a lubrifiantului:

- metoda de ungere (circuit închis, circuit exterior, prin picurare etc.)

- conditiile de functionare (temperatura, mediu etc.)

- momentul utilizarii (rodaj sau functionare normala)

- substante chimice care îmbunatatesc calitatile de ungere ale uleiurilor si unsorilor consistente, proprietatile de frecare si rezistenta la uzare a suprafetelor [0.5 … 33 %]


Aditivii

Tipuri de aditivi:

- cu actiune asupra viscozitatii (marirea acesteia si micsorarea variatiei acesteia cu temperatura) si asupra punctului de congelare;

- cu actiune asupra onctuozitatii si adsorbtie (mentinerea ungerii la presiuni ridicate, evitarea frecarii uscate);

- cu actiune detergent-dispergenta(mentinerea corpurilor straine în suspensie);

- cu actiune antispumanta

- substante chimice care îmbunatatesc calitatile de ungere ale uleiurilor si unsorilor consistente, proprietatile de frecare si rezistenta la uzare a suprafetelor [0.5 … 33 %]


Aditivii

Tipuri de aditivi:

- cu actiune antioxidanta a uleiului (simultan reduce si pericolul de oxidare a suprafetelor metalice)

- cu actiune antigripanta, autiuzanta;

- aditivi polifunctionali (detergenti, anticongelanti, antioxidanti, EP);

- aditivi de extrema presiune (EP)


Durata de utilizare a unui ulei in functie de temperatura de functionare

Uleiurile sintetice se utilizeaza la temperaturi de functionare > 100°C

Clasificarea şi sistemul de marcare a uleiurilor de motor

Criterii pentru clasificare:

-- apartenenţa uleiului la una din clasele de viscozitate

-- grupa de proprietăţi de exploatare

Clasificarea uleiurilor în funcţie de viscozitate

- stabilită de SAE (Societatea americana a inginerilor de automobile) în standardul SAE J300 DEC 99, 2001


-11 clase: - 6 de iarna - 0w, 5w, 10w, 15w, 20w, 25w

- 5 de vară - 20, 30, 40, 50, 60.

Standardele in industria uleiurilor auto sunt stabilite de:

Society of Automotive Engineers (SAE)

American Petroleum Institute (API)

European Automobile Manufacturers Association (ACEA)

- clasificare internationala a viscozitatii uleiurilor de motor, in functie de temperatura mediului






A - Ulei obisnuit

B - Ulei multigrad

C - Ulei cu capacitate de ungere imbunatatita


VISCOZITATEA – HTHS ( High Temperature High Shear)

Viscozitatea HTHS - solicitari foarte mari la care este supus uleiul:- temperaturi foarte mari (150° C)- forte mari de forfecare (regim al motorului foarte ridicat )

Uleiurile din clasa HTHS au o viscozitate foarte scazuta la temperaturi inalte si trebuie in acelasi timp sa economiseasca energia la aceste temperaturi.





Clasificarea uleiurilor de motor în funcţie de proprietăţile de exploatare

- clasificare internaţională a uleiurilor de motor în funcţie de domeniul de folosire şi nivelul

proprietăţilor de exploatare - clasificarea API (Institutul american de petrol) (1947)


- grupa uleiului în funcţie de caracteristicile de exploatare

- cu cât litera este mai îndepartată de începutul alfabetului latin, cu atât este mai

ridicat gradul caracteristicilor de exploatare ale uleiului de motor

- din categoria "C" (Comercial) - uleiuri destinate pentru motoarele

de transport auto diesel, pentru tehnica de constructie în afară celei rutiere

şi agricultură

- uleiurile de motor se notează

cu simbolul format din 2 litere:

- din categoria "S" (Service) uleiurile pentru motoarele pe benzină în 4 timpi- prima literă:

- a doua literă:





SA – a fost standard pentru inceputul anilor '60;

SC – a fost standard pana in anul 1967;

SD – a fost standard pana in anul 1971;

SE – a fost standard pana in anul 1979;

SF – a fost standard pana in anul 1988;

SG – a fost standard pana in anul 1993;

SH – a fost standard pana in anul 1996;

SJ – este standard incepand cu finele anului 1996;

SL – este standard incepand cu finele anului 2001;

SM – cel mai nou standard – Mobil 1 5W30-ESP Formula 1

- din categoria "S" (Service) uleiurile pentru motoarele pe benzină în 4 timpi

- prima literă:


- cu cât litera este mai îndepartată de începutul alfabetului latin, cu

atât este mai ridicat gradul caracteristicilor de exploatare ale uleiului de motor -

varsta standardului dupa care este fabricat lubrifiantul

- a doua literă:

1998 - standardul simbolizat cu caracterele “CH”

2002 – “CI” - uleiurile destinate motoarelor Diesel





- cu cât litera este mai îndepartată de începutul alfabetului latin, cu

atât este mai ridicat gradul caracteristicilor de exploatare ale uleiului de motor

- din categoria "C" (Comercial) - uleiuri destinate pentru motoarele

de transport auto diesel, pentru tehnica de constructie în afară celei rutiere

şi agricultură

- prima literă:

- a doua literă:


-uleiurile de transmisie - simbolizarea GL – GEAR LUBRICANT – ulei

pentru transmisii prin angrenaje cu roti dintate

-acest grup de caractere este urmat de o cifra in functie de varsta

standardului

-cel mai recent standard este simbolizat prin GL-5

CA - CC - Pentru motoare diesel pana in 1965.

CD - Valabil din 1965, lubrifiant pentru motoare diesel de sarcina mare, supraalimentate. Contine aditivi DD mai

eficienti.

CE - Lubrifiant pentru motoare diesel de mica si mare viteza, cu sarcina ridicata, supraalimentate. Aditivat

moderat, asigura consum redus de ulei.

CF - A fost introdus in 1994. Pentru motoare diesel cu sau fara injectie indirecta, incluzand si pe cele care

folosesc combustibil cu sulf peste 0,5%. Înlocuieste specificatia API CD.

CF-2 - Introdusa in 1994. Pentru motoare cu sarcina mare, in doi timpi.

CF-4 - Introdusa in 1990 . Pentru motoare diesel in patru timpi, de mare viteza, aspirate natural sau

supraalimentate. Poate fi folosita in loc de API CD sau CE.

CG-4 - Introdusa in 1995. Pentru motoare diesel in patru timpi, cu sarcina mare, care folosesc combustibil sub

0,5% sulf. Uleiurile CG-4 sunt recomandate la motoarele care indeplinesc standardele de emisii din 1994. Poate fi

folosit in loc de API CD, CE si CF-4.

CH-4 - Introdusa la 1 decembrie 1998. Pentru motoare diesel in patru timpi, de mare viteza, care indeplinesc

standardele de emisii din 1998. Uleiurile CH-4 sunt special aditivate sa fie folosite cu combustibili sub 0,5% sulf.

Asigura o uzura mai redusa la ghidajele de supape, tratare mai eficienta a funinginii si performante mai ridicate.

Poate fi folosita in loc de API CD,CE, CF-4 si CG-4.

CI-4 - Introdusa in 2002. Pentru motoare diesel in patru timpi, de mare viteza, care vor indeplini in 2004

standardele de emisie implementate in 2002. Standardul CI-4 este destinat motoarelor prevazute cu sistem

de recirculare a gazelor arse si destinate motoarelor Diesel ce folosesc o motorina cu o concentratie de pana la

0.5% sulfuri. Pot fi folosite in locul uleiurilor care indeplinesc standardele CD, CE, CF-4, CG-4, CH-4. Unele uleiuri

pot primi specificatia CI-4 Plus.

CJ-4 - In Septembrie 2006, API a inceput certificarea uleiurilor si pentru standardul CJ-4. Acesta se adreseaza

motoarelor in 4 timpi Diesel, echipate sisteme de control al emisiei cu filtre de particule si alte sisteme moderne

Specificatii API - categoria "comercial"( CA - CH-4) (motoare Diesel)






Clasificarea

uleiurilor de

motor în funcţie

de proprietăţile

de exploatare

A1 - Ulei multigrad pentru motoare pe benzina, stabil la forfecare la temperaturi medii, asigura

economie de combustibil.

A2 - Ulei multigrad de vascozitate normala pentru motoare pe benzina.

A3 - Ulei multigrad stabil la forfecare, de mica volatilitate. Proprietati foarte bune de curatire,

stabilitate excelenta.

B1 - Ulei pentru motoare diesel, stabil la forfecare la temperaturi medii si sarcini mici, asigura

economie de combustibil.

B2 - Ulei pentru motoare diesel de sarcina mica.

B3 - Ulei pentru motoare diesel de sarcina mica. Depaseste prescriptiile B1, B2 privind conditiile

de uzura, depuneri si formarea de funingine.

B4 - Avantajos, in primul rand, in motoarele diesel cu injectie directa.

E1 - Ulei pentru interval normal de schimb, motoare usor supraalimentate.

E2 - Ulei pentru interval normal de schimb, motoare mediu supraalimentate.

E3 - Superior normei E2-96, ulei SHPD, asigura curatenie si protectie antiuzura impecabila.

Satisface EURO 1 si EURO 2.

E4 - Norma mai severa decat E3, asigura cel mai lung interval de schimb.

E5 - Asigura curatire mai buna a pistonului, protectie ridicata la uzura, stabilitate mai buna la

oxidare.



Specificatiile ACEA (Asociatia Constructorilor Europeni de Automobile:

Cum trebuie sa alegem uleiul?

Pornind de la:

- cerinţele motorului maşinii

- temperatura ale mediului înconjurător

uleiul de motor se alege pe baza a 2 criterii principale:

-viscozitate conform clasificării SAE

- nivelul caracteristicilor de exploatare API sau ACEA



Uleiurile hidraulice - norma ISO VG

ungere lichid

Documents