Повышение вязкости масла увеличивает трение или потерю мощности вследствие внутреннего трения; при постоянном уменьшении вязкости жидкостное трение доходит до таких пределов, что поверхности в узлах трения из-за недостаточной вязкости и толщины масляной пленки начинают соприкасаться и трение быстро увеличивается вследствие контакта металла с металлом (сухое или граничное трение). Вязкость масла зависит от химического состава углеводородов, наличия специальных вязкостных присадок и может изменяться в весьма широком диапазоне температур (табл. 1).
Вязкость масел при температуре выше 100°С существенно снижается, интенсивность снижения вязкости для всех моторных масел одинакова.
Вязкость масел:
Vt = V100 · Ct
где Vt - кинематическая вязкость при температуре определения, мм2/с;
V100 - вязкость при 100°С, мм2/с;
- осредненный вязкостно-температурный коэффициент
Таблица 1. Зависимость вязкости моторных масел от температуры
| Температура,°C | Кинематическая вязкость, мм2/с | |||||
| М10-Г2 М10-В2 | М8- Г2 М8-В2 | М8-А М8-В1 | M-63/10-Г1 | М-43/6-B1 | М-63/10-В | |
| 100 | 10.5 | 8.5 | 8.5 | 10 | 6 | 10 |
| 80 | 18 | 14 | 13 | 16 | 11 | 16 |
| 50 | 60 | 40 | 41 | 41 | 28 | 41 |
| 20 | 345 | 192 | 215 | 183 | 115 | 176 |
| 0 | 1470 | 975 | 1120 | 782 | 314 | 793 |
| -18 | 17700 | 18200 | 6100 | 2270 | 5780 | |
Вязкость масла можно определить как отношение напряжения сдвига к градиенту скорости сдвига. При данной температуре это отношение обычно постоянно для большей части минеральных смазочных масел. Такие жидкости называются ньютоновскими. Единица динамической вязкости Пас или Пауз (П). Сегодня редко пользуются единицами динамической вязкости. Наиболее употребительными международными единицами вязкости являются стокс (1 Ст=10-4 м2/с) или сантистокс (1 сСт=10-6 м2 /с=мм2/с), в Великобритании - секунды Редвуда (RS), в Европе - градусы Энглера (°Е) и в США - универсальные секунды Сэйболта (SUS). Соотношение различных единиц вязкости при одной температуре: 5сСт = 42SUS = 1,4°Е = 39RS.
Для измерения вязкости применяют различные вискозиметры. Большая часть методов основана на измерении времени, затрачиваемого на истечение известного объема масла через стандартное отверстие или трубку под действием силы тяжести.
Для моторных масел очень важно знать изменение вязкости от температуры. Это изменение может быть определено вязкостно-температурной характеристикой, которая желательно, чтобы была пологой. Наибольшее распространение для оценки вязкостно-температурной характеристики масел получил метод определения индекса вязкости (ИВ), основанный на сравнении пологостей характеристики испытуемого образца и характеристик двух эталонных масел, одна из которых обладает пологостью (ИВ=100), а другая имеет крутизну (ИВ=0). Индекс вязкости моторных масел зависит от качества нефти, из которой они вырабатываются, метода и степени очистки. ИВ - это относительная величина, показывающая степень изменения вязкости в зависимости от температуры. Индекс вязкости повышают введением вязкостных (загущающих) присадок в маловязкие масла. Небольшое количество полимерной присадки незначительно меняет вязкость масла при низкой температуре, т.к. молекулы присадки занимают небольшой объем, но при рабочей температуре молекулы полимерной присадки увеличиваются в объеме, тем самым повышая вязкость.
Исключительно важное значение индекс вязкости имеет для современных моторных и гидравлических масел, предназначенных для зимней и всесезонной эксплуатации. У лучших образцов масел значение индекса вязкости около 150.
Для практических целей индекс вязкости можно найти по номограмме (рис. 2). Для этого нужно найти величину кинематической вязкости при 50 и 100°С. Значение индекса вязкости находят в точке пересечения с наклонными прямыми.
Рис. 2. Номограмма для определения индекса вязкости