Co to jest odporność na ścinanie?
Odporność na ścinanie to zdolność oleju do zachowania lepkości pod wpływem długotrwałego działania sił mechanicznych. W praktyce opisuje, jak bardzo olej traci lepkość wskutek intensywnego mieszania, przepływu przez wąskie szczeliny i pracy pod wysokim ciśnieniem - w pompach, zaworach i łożyskach.
Jeśli olej nie ma odpowiedniej odporności, jego lepkość stopniowo spada, co osłabia film smarny i ochronę elementów roboczych. Może to skutkować przyspieszonym zużyciem, utratą ciśnienia w układzie, spadkiem wydajności, a nawet uszkodzeniem podzespołów. Dlatego odporność na ścinanie to jeden z wyznaczników trwałości oleju hydraulicznego - szczególnie olejów o wysokim wskaźniku lepkości HVI (HVLP), przeznaczonych do pracy przy dużych wahaniach temperatury.
Dlaczego odporność na ścinanie jest ważna?
W nowoczesnych systemach hydraulicznych stabilność lepkości przez cały okres eksploatacji oleju ma bezpośredni wpływ na niezawodność pracy maszyny. Olej o słabej odporności na ścinanie może tracić lepkość już po krótkim czasie, co skutkuje:
- zwiększonym zużyciem elementów metalowych,
- spadkiem ciśnienia i wydajności układu przez większe przecieki wewnętrzne,
- wydłużeniem czasu reakcji siłowników,
- spadkiem wydajności po kilku godzinach pracy, gdy nagrzany olej o obniżonej lepkości staje się zbyt rzadki.
Oleje wysokiej klasy, z modyfikatorami lepkości odpornymi na ścinanie albo na bazie olejów syntetycznych o naturalnie wysokim wskaźniku lepkości, tracą mniej lepkości nawet po wielu godzinach intensywnej pracy, co pomaga utrzymać stabilne parametry i skuteczne smarowanie.
Co dzieje się z olejem podczas ścinania?
Wysoki wskaźnik lepkości olejów hydraulicznych HVLP uzyskuje się zwykle dzięki modyfikatorom lepkości - polimerom o długich łańcuchach, które ograniczają rozrzedzanie się oleju w wysokiej temperaturze.
W szczelinach pompy i zaworów, gdzie olej płynie bardzo szybko, długie łańcuchy polimerów są rozrywane na krótsze. Krótsze łańcuchy słabiej zagęszczają olej, więc spada lepkość oleju i jego wskaźnik lepkości. Oleje bez polimerowych modyfikatorów lepkości, np. typowe mineralne oleje HLP, prawie nie tracą lepkości przez ścinanie.
Trwała i chwilowa utrata lepkości
Chwilowa utrata lepkości występuje tylko tam, gdzie olej jest silnie ścinany, np. w wąskich szczelinach: cząsteczki polimeru układają się wzdłuż strumienia oleju i lepkość na moment spada. Po wyjściu ze szczeliny olej odzyskuje swoją lepkość.
Trwała utrata lepkości to skutek rozerwania łańcuchów polimeru. Tej lepkości olej już nie odzyska - w czasie pracy staje się rzadszy. To właśnie trwałą utratę lepkości mierzą badania odporności na ścinanie.
Jak mierzy się odporność na ścinanie?
Odporność na ścinanie ocenia się laboratoryjnie przez pomiar procentowego spadku lepkości oleju po teście, w temperaturze określonej przez metodę (w teście KRL w 100 °C; karta FUCHS podaje spadek lepkości w 40 i 100 °C). Stosuje się głównie dwie metody:
- Test KRL (DIN 51350-6, w Europie także CEC L-45) - olej smaruje obciążone łożysko stożkowe w temperaturze 60 °C, przy obciążeniu 5000 N i 1450 obr/min, zwykle przez 20 godzin (norma przewiduje też 4 i 8 godzin). Uważany za jeden z najostrzejszych testów ścinania i stosowany m.in. dla olejów hydraulicznych HVLP.
- Test wtryskiwacza Bosch (DIN 51382, CEC L-14-A-93, obecnie także ISO 20844) - olej jest wielokrotnie przetłaczany przez dyszę wtryskiwacza diesla; liczbę cykli określa metoda badania.
Jak czytać wynik? Im mniejszy spadek lepkości, tym lepiej - olej dłużej zachowa właściwości i zapewni skuteczne smarowanie. Niektórzy producenci pomp hydraulicznych zalecają, by dla olejów HVLP o wskaźniku lepkości poniżej 160 spadek lepkości w 100 °C w teście według DIN 51350-6 nie przekraczał 15%. W niektórych zastosowaniach olej jest ścinany mocniej niż w teście, dlatego wynik badania to punkt odniesienia, a nie gwarancja.
Gdzie znaleźć odporność na ścinanie w karcie oleju?
W karcie technicznej oleju HVLP odporność na ścinanie podaje się zwykle jako względny spadek lepkości w procentach z badaniem według DIN 51350-6. Przykład z karty oleju hydraulicznego FUCHS:
Wartości przepisane z karty technicznej FUCHS w podanym wydaniu. Przed zakupem sprawdź aktualną kartę techniczną produktu.
Kiedy odporność na ścinanie ma największe znaczenie?
Choć odporność na ścinanie jest ważnym parametrem dla każdego oleju hydraulicznego, jej znaczenie rośnie w układach narażonych na intensywną i długotrwałą eksploatację. Tam, gdzie olej musi pracować pod wysokim ciśnieniem, w zmiennych warunkach temperaturowych i przy dużych obciążeniach mechanicznych, stabilność lepkości staje się kluczowa dla niezawodnego działania całego systemu.
W takich aplikacjach nawet niewielka utrata lepkości może prowadzić do pogorszenia smarowania, zmniejszenia wydajności czy uszkodzenia precyzyjnych komponentów. Dotyczy to szczególnie olejów HVLP w hydraulice mobilnej - maszynach budowlanych, rolniczych i leśnych.
Przy doborze oleju HVLP trzeba pamiętać, że jego lepkość i wskaźnika lepkości spadają w czasie pracy. Lepkość oleju po ścięciu nadal musi mieścić się w granicach podanych przez producenta pompy i pozostałych elementów układu.
Pytania i odpowiedzi
Co to jest odporność oleju na ścinanie?
To zdolność oleju do zachowania lepkości pod działaniem sił mechanicznych w pompach, zaworach i łożyskach. Olej o słabej odporności z czasem rzednie i gorzej chroni układ.
Dlaczego olej hydrauliczny traci lepkość?
W olejach HVLP długie łańcuchy polimerowych modyfikatorów lepkości są rozrywane w szczelinach pompy i zaworów. Krótsze łańcuchy słabiej zagęszczają olej, więc jego lepkość trwale spada.
Czym różni się trwała i chwilowa utrata lepkości?
Chwilowa występuje tylko tam, gdzie olej jest silnie ścinany (np. w wąskich szczelinach), i znika po wyjściu oleju ze szczeliny. Trwała wynika z rozerwania łańcuchów polimeru i olej już jej nie odzyska.
Jak bada się odporność oleju na ścinanie?
Najczęściej testem KRL według DIN 51350-6 (łożysko stożkowe, 60 °C, 5000 N, zwykle 20 godzin) albo testem wtryskiwacza Bosch (DIN 51382, CEC L-14-A-93). Wynikiem jest procentowy spadek lepkości.
Czy olej HLP traci lepkość przez ścinanie?
Typowe mineralne oleje HLP bez polimerowych modyfikatorów lepkości prawie nie tracą lepkości przez ścinanie. Problem dotyczy głównie olejów HVLP z modyfikatorami lepkości.
Nie wiesz, który olej hydrauliczny wybrać?
Napisz, do jakiej maszyny szukasz oleju, jaką ma pompę i w jakiej temperaturze pracuje - doradca techniczny dobierze olej FUCHS i odpowie osobiście.
⚠ Zastrzeżenie. Informacje na tej stronie opracowaliśmy na podstawie norm DIN, ISO i ASTM oraz kart technicznych FUCHS, według stanu wiedzy na dzień publikacji. Mają charakter poglądowy, mogą ulec zmianie i nie zastępują zaleceń producenta maszyny lub układu hydraulicznego - wiążąca jest jego dokumentacja techniczna. Przed wyborem oleju sprawdź wymagania producenta maszyny lub układu hydraulicznego, a w razie wątpliwości zapytaj naszego doradcę. W zakresie dopuszczalnym przez przepisy prawa nie ponosimy odpowiedzialności za skutki doboru oleju bez sprawdzenia wymagań producenta maszyny lub układu hydraulicznego. Kopiowanie treści bez naszej zgody jest zabronione.