工業(yè)騎在油膜上。油的粘度承受載荷并確定工作表面之間達(dá)到的間隙程度。有時，間隙很厚，很豐富，而其他時候，它會縮小或消失。如果沒有粘度，大多數(shù)機(jī)器會因機(jī)械摩擦和磨損而迅速自毀。
粘度過高還會帶來眾所周知的損失和可靠性風(fēng)險。像大多數(shù)事情一樣，必須優(yōu)化潤滑劑粘度的選擇，以實(shí)現(xiàn)所需的保護(hù)并消除粘度過高的危險。例如，過多的粘度會導(dǎo)致攪拌損失和分子摩擦產(chǎn)生的過多熱量。它還可以阻止?jié)櫥瑒┻\(yùn)動和流向需要潤滑劑的表面。
粘度過高的最著名的缺點(diǎn)之一是高能耗。近年來，我們看到汽車制造商規(guī)定的曲軸箱使用粘度從 5W40 降低到 5W30，現(xiàn)在在某些情況下降低到 5W20。這些變化都是為了節(jié)能。
當(dāng)然，節(jié)能的主要驅(qū)動力不是節(jié)省燃料或電費(fèi)，而是減少化石燃料的消耗，化石燃料作為副產(chǎn)品向大氣排放有害氣體（二氧化碳、一氧化氮、碳?xì)浠衔锏龋┑娜紵?/p>
雖然任何減少能源消耗和保護(hù)環(huán)境的努力都是一項(xiàng)崇高的事業(yè)，但您應(yīng)該明智地意識到過度的粘度調(diào)整會適得其反。在理想條件下，降低發(fā)動機(jī)的粘度可能不會造成傷害。然而，在最壞的情況下，危險塌陷的油膜會加速磨損并導(dǎo)致過早失效。
由于冷卻液液位低、負(fù)載重（拖車）、高溫環(huán)境溫度、低油位、在土路上行駛（高顆粒物攝入）、短途駕駛模式、水污染和燃料，可能會在汽車發(fā)動機(jī)中發(fā)生此類情況稀釋。由極度低粘度和最壞情況引起的燃燒室區(qū)域（環(huán)、氣缸壁、閥門和凸輪/從動件）的過度磨損將導(dǎo)致燃燒效率降低、燃料消耗增加和有害氣體從排氣管中釋放出來。
粘度過低還會導(dǎo)致發(fā)動機(jī)過度揮發(fā)和機(jī)油消耗，這兩者都會對環(huán)境產(chǎn)生負(fù)面影響。低粘度相當(dāng)于在高溫下更容易沿著活塞環(huán)帶、氣缸壁和排氣門蒸發(fā)的小分子。
在將粘度選擇與機(jī)器需求相匹配時，潤滑工程師會考慮許多因素。速度是一個重要因素，負(fù)載也是如此。兩者都定義了產(chǎn)生流體動力油膜和彈性流體動力油膜所需的粘度。這些油膜在工作表面之間形成間隙，以減輕機(jī)械接觸引起的摩擦和磨損。
一些機(jī)器以不同的速度運(yùn)行。沒有速度，油膜就無法生產(chǎn)。這就是為什么人們常說每次啟動汽車或卡車時，都會造成相當(dāng)于行駛 500 英里的機(jī)械磨損。啟動、停止、滑行、低速和反向部件運(yùn)動都是油膜/粘度不足事件。
溫度是另一個關(guān)鍵因素。通常首先考慮極端溫度，然后考慮正常工作溫度。在最低溫度極限下，油必須具有足夠的流動性以實(shí)現(xiàn)運(yùn)動和流動。在最高溫度極限下，粘度不能太低，以免表面發(fā)生摩擦和碰撞，從而導(dǎo)致挖掘工作表面和故障。當(dāng)已知溫度波動很大時，粘度指數(shù)也起著至關(guān)重要的作用。
通常，在選擇潤滑劑的粘度時會使用圖表和公式。風(fēng)險也應(yīng)該是一個考慮因素。在正常或極端條件下粘度偏移的可能性有多大？后果是什么？安全性、維修成本、停機(jī)時間、能源消耗和環(huán)境因素都應(yīng)考慮在內(nèi)。
在正常和一般恒定負(fù)載條件下選擇粘度很容易。然而，極端負(fù)載對潤滑劑的粘度提出了極高的要求。這可能是由于瞬時沖擊或浪涌負(fù)載、機(jī)械不平衡和不對中造成的。了解這些情況何時發(fā)生至關(guān)重要。在許多情況下，解決方案不是粘度，而是膜強(qiáng)度添加劑。
我們都知道，粘度會在相對于速度和負(fù)載的相對運(yùn)動中產(chǎn)生表面之間的工作間隙。該間隙定義了機(jī)器對顆粒污染造成的三體磨損的敏感度。該間隙尺寸范圍內(nèi)的顆粒產(chǎn)生最大量的磨損。例如，如果工作間隙為 10 微米，那么 10 微米左右的顆粒會造成最大的磨損和點(diǎn)蝕。
與大顆粒相比，潤滑劑中小顆粒的數(shù)量總是多得多。粘度越低，工作間隙越小，顆粒污染造成的危害越大。
如前所述，經(jīng)常使機(jī)器缺乏粘度的條件可能是暫時的或暫時的。高環(huán)境熱量或有缺陷的冷卻器會降低粘度。有時溫度問題是局部的或特定于瞬態(tài)操作條件。例如，由于各種原因，一臺機(jī)器可能會形成一個熱點(diǎn)，從而導(dǎo)致粘度在同一附近急劇下降。在極端情況下，這些熱點(diǎn)也會使油分子破裂，從而導(dǎo)致永久性和嚴(yán)重的粘度損失。
粘度會因油污染和損壞而下降。發(fā)動機(jī)中的燃料稀釋和化學(xué)污染（溶劑、制冷劑、天然氣等）都會導(dǎo)致粘度突然下降。水污染會使許多對水具有高溶解能力的油變稀。在天然和合成酯的情況下，水可能會分解酯分子，通過稱為水解的化學(xué)反應(yīng)急劇降低粘度。
一些潤滑劑具有包括粘度指數(shù)改進(jìn)劑 (VII) 的添加劑體系。VII 分子非常大，當(dāng)油變熱時，它們會展開，使它們極易因機(jī)器摩擦區(qū)域（凸輪/從動件接觸、斜盤/滑動接觸件、泵和滾動軸承）中的機(jī)械剪切而破裂。隨著時間的推移，這些破裂會降低油的粘度。發(fā)動機(jī)油和大多數(shù)液壓油存在 VII 粘度剪切變稀的風(fēng)險。
缺乏粘度的機(jī)器會遇到一系列問題，這些問題會轉(zhuǎn)化為運(yùn)營成本和可靠性受損。在某些情況下，粘度下降會導(dǎo)致軸承和齒輪等機(jī)器部件突然發(fā)生災(zāi)難性的死亡。在其他情況下，影響較溫和，可能只會稍微縮短機(jī)器的使用壽命。當(dāng)粘度低于理想值時，可能會出現(xiàn)以下后果：
在許多情況下，粘度是防止或減輕磨損的最重要的潤滑劑特性。當(dāng)粘度低于臨界閾值時，機(jī)械磨損會加速。這包括磨粒磨損（二體和三體）、粘著磨損（擦傷和擦傷）、表面疲勞（微點(diǎn)蝕等）和分層磨損。
低粘度會導(dǎo)致磨損和摩擦，從而產(chǎn)生熱量。熱量會降低油的粘度，導(dǎo)致更多的摩擦和磨損以及更多的熱量。這是絕望的熱循環(huán)。加速磨損會縮短機(jī)器壽命，熱量會縮短潤滑劑壽命。
當(dāng)摩擦表面失去粘性時，潤滑劑的添加劑會以三種方式受到影響。首先是熱量（如上所述）。這種熱量加速了抗氧化劑等添加劑的消耗。這導(dǎo)致基礎(chǔ)油氧化。第二個是VII添加劑的破裂，這導(dǎo)致更多的粘度損失。第三是低粘度造成的機(jī)械摩擦，導(dǎo)致抗磨和極壓 (EP) 添加劑消耗得更快。
低粘度會增加泄漏率。這包括外漏和內(nèi)漏。外漏會導(dǎo)致潤滑劑流失，而內(nèi)漏會影響機(jī)器功能（液壓系統(tǒng)中的速度和控制）和能耗。
曲軸箱機(jī)油粘度低會增加柴油和汽油發(fā)動機(jī)的機(jī)油消耗率，這是一項(xiàng)運(yùn)營成本。排放到排氣路徑的油會產(chǎn)生碳?xì)浠衔锱欧?，這會危害人類健康并留下碳足跡。
不要僅僅因?yàn)樗菣C(jī)器服務(wù)手冊中指定的潤滑劑就認(rèn)為機(jī)器中的潤滑劑具有合適的粘度。挑戰(zhàn)傳統(tǒng)的粘度建議。一些機(jī)器在遠(yuǎn)離機(jī)器設(shè)計(jì)者預(yù)期的條件下運(yùn)行。機(jī)器應(yīng)用因占空比、工作環(huán)境、溫度、近距離污染物和操作條件而有很大差異。
許多機(jī)器以遠(yuǎn)低于制造商額定最大值的速度和負(fù)載運(yùn)行。其他機(jī)器正好相反，以超過目錄速度和負(fù)載運(yùn)行。所有這些都對機(jī)器的粘度需求產(chǎn)生了重大影響。
對粘度不足（或粘度過高）保持警惕的一種方法是“傾聽”機(jī)器的聲音。這可以使用以下技術(shù)來完成：
油品分析——測試粘度/粘度指數(shù)、污染（燃料、水、污垢等）、氧化穩(wěn)定性、熱穩(wěn)定性、磨損金屬等。尋找根本原因（稀油）和粘度不足機(jī)器的影響。
聲音——軸承、泵和齒輪在缺乏潤滑劑或粘度時會發(fā)出截然不同的聲音。
熱量監(jiān)測 —使用紅外熱風(fēng)槍和攝像頭檢測熱點(diǎn)以及異常高的油溫和部件溫度。帶有電阻溫度檢測器 (RTD) 和溫度計(jì)的機(jī)器可以報告機(jī)油、冷卻劑和軸承金屬（推力、軸頸等）的重要溫度偏移。
油位變化 —燃油、加工化學(xué)品甚至水等污染物進(jìn)入油中時會急劇改變油的粘度。這通?？梢钥醋魇莾x表和視鏡處的油位突然上升。
受力摩擦表面——?dú)飧妆?、軸頸軸承、齒輪齒和凸輪是機(jī)器表面的例子，可以經(jīng)常定期檢查是否因機(jī)油或粘度不足而出現(xiàn)異常磨損。
外漏——機(jī)油粘度的突然降低有時會增加多點(diǎn)的泄漏。
潤滑劑不足的危險已在機(jī)械潤滑中進(jìn)行了廣泛討論。這種情況描述了油或油脂供應(yīng)不足的機(jī)器和關(guān)鍵表面。粘度饑餓是不同的。潤滑劑的量可能足夠，但潤滑劑的承載能力會因稀油而受損。通過您的狀態(tài)監(jiān)測計(jì)劃將這兩種形式的饑餓保持在焦點(diǎn)上。
