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润滑油的性能指标

、润滑油作用

润滑油是用在各种类型机械上以减少摩擦,保护机械及加工件的液体润滑剂,主要起润滑、冷却、防锈、清洁、密封和缓冲等作用。润滑油占全部润滑材料的85%,种类牌号繁多,现在世界年用量约3800万吨。对润滑油总的要求是:

(1) 减摩抗磨,降低摩擦阻力以节约能源,减少磨损以延长机械寿命,提高经济效益;

(2) 冷却,要求随时将摩擦热排出机外;

(3) 密封,要求防泄漏、防尘、防窜气;

(4) 抗腐蚀防锈,要求保护摩擦表面不受油变质或外来侵蚀;

(5) 清净冲洗,要求把摩擦面积垢清洗排除;

(6) 应力分散缓冲,分散负荷和缓和冲击及减震;

(7) 动能传递,液压系统和遥控马达及摩擦无级变速等。

二、润滑油组成

润滑油一般由基础油和添加剂两部分组成。基础油是润滑油的主要成分,决定着润滑油的基本性质,添加剂则可弥补和改善基础油性能方面的不足,赋予某些新的性能,是润滑油的重要组成部分。

1、润滑油基础油

润滑油基础油主要分矿物基础油及合成基础油两大类。矿物基础油应用广泛,用量很大(约95%以上),但有些应用场合则必须使用合成基础油调配的产品,因而使合成基础油得到迅速发展。矿油基础油由原油提炼而成。润滑油基础油主要生产过程有:常减压蒸馏、溶剂脱沥青、溶剂精制、溶剂脱蜡、白土或加氢补充精制。1995年修订了我国现行的润滑油基础油标准,主要修改了分类方法,并增加了低凝和深度精制两类专用基础油标准。矿物型润滑油的生产,最重要的是选用最佳的原油。矿物基础油的化学成分包括高沸点、高分子量烃类和非烃类混合物。其组成一般为烷烃(直链、支链、多支链)、环烷烃(单环、双环、多环)、芳烃(单环芳烃、多环芳烃)、环烷基芳烃以及含氧、含氮、含硫有机化合物和胶质、沥青质等非烃类化合物。

2、添加剂

添加剂是近代高级润滑油的精髓,正确选用合理加入,可改善其物理化学性质,对润滑油赋予新的特殊性能,或加强其原来具有的某种性能,满足更高的要求。根据润滑油要求的质量和性能,对添加剂精心选择,仔细平衡,进行合理调配,是保证润滑油质量的关键。一般常用的添加剂有:粘度指数改进剂,倾点下降剂,抗氧化剂,清净分散剂,摩擦缓和剂,油性剂,极压剂,抗泡沫剂,金属钝化剂,乳化剂,防腐蚀剂,防锈剂,破乳化剂。

三、润滑油脂的基本性能

润滑油是一种技术密集型产品,是复杂的碳氢化合物的混合物,而其真正使用性能又是复杂的物理或化学变化过程的综合效应。润滑油的基本性能包括一般理化性能、特殊理化性能和模拟台架试验。

一般理化性能

每一类润滑油脂都有其共同的一般理化性能,以表明该产品的内在质量。对润滑油来说,这些一般理化性能如下:

(1) 外观(色度)油品的颜色,往往可以反映其精制程度和稳定性。对于基础油来说,一般精制程度越高,其烃的氧化物和硫化物脱除的越干净,颜色也就越浅。但是,即使精制的条件相同,不同油源和基属的原油所生产的基础油,其颜色和透明度也可能是不相同的。对于新的成品润滑油,由于添加剂的使用,颜色作为判断基础油精制程度高低的指标已失去了它原来的意义。

(2) 密度密度是润滑油最简单、最常用的物理性能指标。润滑油的密度随其组成中含碳、氧、硫的数量的增加而增大,因而在同样粘度或同样相对分子质量的情况下,含芳烃多的,含胶质和沥青质多的润滑油密度最大,含环烷烃多的居中,含烷烃多的最小。

(3) 粘度粘度反映油品的内摩擦力,是表示油品油性和流动性的一项指标。在未加任何功能添加剂的前提下,粘度越大,油膜强度越高,流动性越差。

(4) 粘度指数粘度指数表示油品粘度随温度变化的程度。粘度指数越高,表示油品粘度受温度的影响越小,其粘温性能越好,反之越差。

(5)闪点闪点是表示油品蒸发性的一项指标。油品的馏分越轻,蒸发性越大,其闪点也越低。反之,油品的馏分越重,蒸发性越小,其闪点也越高。同时,闪点又是表示石油产品着火危险性的指标。油品的危险等级是根据闪点划分的,闪点在45℃以下为易燃品,45℃以上为可燃品,,在油品的储运过程中严禁将油品加热到它的闪点温度。在粘度相同的情况下,闪点越高越好。因此,用户在选用润滑油时应根据使用温度和润滑油的工作条件进行选择。一般认为,闪点比使用温度高20~30℃,即可安全使用。

(6) 凝点和倾点凝点是指在规定的冷却条件下油品停止流动的最高温度。油品的凝固和纯化合物的凝固有很大的不同。油品并没有明确的凝固温度,所谓“凝固”只是作为整体来看失去了流动性,并不是所有的组分都变成了固体。润滑油的凝点是表示润滑油低温流动性的一个重要质量指标。对于生产、运输和使用都有重要意义。凝点高的润滑油不能在低温下使用。相反,在气温较高的地区则没有必要使用凝点低的润滑油。因为润滑油的凝点越低,其生产成本越高,造成不必要的浪费。一般说来,润滑油的凝点应比使用环境的最低温度低5~7℃。但是特别还要提及的是,在选用低温的润滑油时,应结合油品的凝点、低温粘度及粘温特性全面考虑。因为低凝点的油品,其低温粘度和粘温特性亦有可能不符合要求。凝点和倾点都是油品低温流动性的指标,两者无原则的差别,只是测定方法稍有不同。同一油品的凝点和倾点并不完全相等,一般倾点都高于凝点2~3℃,但也有例外。

(7) 酸值、碱值和中和值酸值是表示润滑油中含有酸性物质的指标,单位是mgKOH/g。酸值分强酸值和弱酸值两种,两者合并即为总酸值(简称TAN)。我们通常所说的“酸值”,实际上是指“总酸值(TAN)”。碱值是表示润滑油中碱性物质含量的指标,单位是mgKOH/g。碱值亦分强碱值和弱碱值两种,两者合并即为总碱值(简称TBN)。我们通常所说的“碱值”实际上是指“总碱值(TBN)”。中和值实际上包括了总酸值和总碱值。但是,除了另有注明,一般所说的“中和值”,实际上仅是指“总酸值”,其单位也是mgKOH/g。

(8) 水分水分是指润滑油中含水量的百分数,通常是重量百分数。润滑油中水分的存在,会破坏润滑油形成的油膜,使润滑效果变差,加速有机酸对金属的腐蚀作用,锈蚀设备,使油品容易产生沉渣。总之,润滑油中水分越少越好。

(9) 机械杂质机械杂质是指存在于润滑油中不溶于汽油、乙醇和苯等溶剂的沉淀物或胶状悬浮物。这些杂质大部分是砂石和铁屑之类,以及由添加剂带来的一些难溶于溶剂的有机金属盐。通常,润滑油基础油的机械杂质都控制在0.005%以下(机杂在0.005%以下被认为是无)。

(10)灰分和硫酸灰分灰分是指在规定条件下,灼烧后剩下的不燃烧物质。灰分的组成一般认为是一些金属元素及其盐类。灰分对不同的油品具有不同的概念,对基础油或不加添加剂的油品来说,灰分可用于判断油品的精制深度。对于加有金属盐类添加剂的油品(新油),灰分就成为定量控制添加剂加入量的手段。国外采用硫酸灰分代替灰分。其方法是:在油样燃烧后灼烧灰化之前加入少量浓硫酸,使添加剂的金属元素转化为硫酸盐。

(11)残炭油品在规定的实验条件下,受热蒸发和燃烧后形成的焦黑色残留物称为残炭。残炭是润滑油基础油的重要质量指标,是为判断润滑油的性质和精制深度而规定的项目。润滑油基础油中,残炭的多少,不仅与其化学组成有关,而且也与油品的精制深度有关,润滑油中形成残炭的主要物质是:油中的胶质、沥青质及多环芳烃。这些物质在空气不足的条件下,受强热分解、缩合而形成残炭。油品的精制深度越深,其残炭值越小。一般讲,空白基础油的残炭值越小越好。现在,许多油品都含有金属、硫、磷、氮元素的添加剂,它们的残炭值很高,因此含添加剂油的残炭已失去残炭测定的本来意义。机械杂质、水分、灰分和残炭都是反映油品纯洁性的质量指标,反映了润滑基础油精制的程度。

特殊理化性能

除了上述一般理化性能之外,每一种润滑油品还应具有表征其使用特性的特殊理化性质。越是质量要求高,或是专用性强的油品,其特殊理化性能就越突出。反映这些特殊理化性能的试验方法简要介绍如下:

(1) 氧化安定性氧化安定性说明润滑油的抗老化性能,一些使用寿命较长的工业润滑油都有此项指标要求,因而成为这些种类油品要求的一个特殊性能。测定油品氧化安定性的方法很多,基本上都是一定量的油品在有空气(或氧气)及金属催化剂的存在下,在一定温度下氧化一定时间,然后测定油品的酸值、粘度变化及沉淀物的生成情况。一切润滑油都依其化学组成和所处外界条件

的不同,而具有不同的自动氧化倾向。随使用过程而发生氧化作用,因而逐渐生成一些醛、酮、酸类和胶质、沥青质等物质,氧化安定性则是抑制上述不利于油品使用的物质生成的性能。

(2) 热安定性热安定性表示油品的耐高温能力,也就是润滑油对热分解的抵抗能力,即热分解温度。一些高质量的抗磨液压油、压缩机油等都提出了热安定性的要求。油品的热安定性主要取决于基础油的组成,很多分解温度较低的添加剂往往对油品安定性有不利影响;抗氧剂也不能明显地改善油品的热安定性。

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2.润滑油的技术指标

粘度指数:油品的粘度随温度变化的程度,同标准油粘度变化的程度对比的相对值叫粘度指数。值数越高,表示受温度影响越小。

粘度:液体受外力作用移动时,其分子间产生的阻力称为粘度。

闪点:油品在规定条件下,加热到它的蒸汽与周围空气形成混合气,当接触火焰发出闪火时的最低温度。

倾点:指冷却为固态的油品,倾斜放置加温到油品开始移动的最低温度。

SAE级数:美国汽车工程师协会(粘度)0W 5W 10W 15W 20W 25W 10 20 30 40 50 60

API级数:美国石油协会(质量分类)SA SB SC SD SE SF SG SH SJ EC

CA CB CC CD CE CF CF-4 CG CG-4

齿轮油SAE等级75W 80W 85W 90W 90 140 250 GL-1 GL-2 GL-3 GL-4 GL-5

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3.润滑油的添加剂

(1)清净分散剂:吸附氧化产物,将其分散在油中。由浮游性组分抗氧化、抗腐蚀、组合、合成

(2)抗氧抗腐剂:提高油品氧化安全性——防止金属氧化、催化陈旧延缓油品氧化速度隔绝酸性物与金属接触生成保护膜具有抗磨性

(3)抗磨剂:在磨擦面的高温部分能与金属反应生成融点低,

(4)油性剂:都是带有极性分子的活性物质,能在金属表面形成牢固的吸附膜,在边界润滑的条件下,可以防止金属磨擦面的直接接触。

(5)增粘剂:又称增稠剂,主要是聚俣型有极高分子化合物,增粘剂不仅可以增加油品的粘度,并可改善油品的粘温性能。

(6)防锈剂:是一些极性化合物,对金属有很强的吸附力,能在金属和油的界面上形成紧密的吸附膜以隔绝水分、潮气和酸性物质的侵蚀;防锈剂还能阻止氧化、防止酸性氧化物的生成,从而起到防锈的作用。

(7)抗泡剂:使气泡能迅速地溢出油面,失去稳定性并易于破裂,从而缩短了气泡存在的时间。________________________________________

4.润滑油基础知

什么是润滑油

润滑油是由基础油和添加剂严格按一定比例调配而成。主要的添加剂有:抗磨剂、抗氧化剂、清洁分散剂等。

润滑油的功能

(1)润滑及减低磨擦阻力

润滑油的作用,就是润滑发动机内的各种机件,并在两者表面之间形成一层油膜,以减低磨擦阻力,使运作更加顺畅。

(2)密封性作用

润滑油必须在活塞环与汽缸之间形成有效的密封性,以防汽体的泄露和外界的污染物浸入。(3)冷却作用

在运转过程中,机件与机件的相互磨擦产生的热量或高温,润滑油的作用就是冷却及减低发动机的温度。

(4)清洁性

把机件中有害杂质和未及燃烧的不溶性物质带走,使这些污染物速离润滑表面及避免油泥的形成。

(5)防腐蚀功能

润滑油能提供接触部件完全分离的油膜,会减少机件接触及磨损的机会,避免金属表面受到腐蚀。因此,SPC润滑油具备了以下特点来满足上述功能:

(1)高粘度指数性能

粘度指数是衡量润滑油粘度温度变化的数值,其数值愈大,粘度随温度的变化愈小,从而能够适应更广阔的工作温度范围。

(2)低挥发性

在高温运转的时间,必须仍保持低挥发性,减低润滑油消耗量,从而减少添加润滑油的次数。(3)清洁性

通过加入清净剂和分散剂,润滑油能有效地防止活塞环卡紧,并且预防油泥在活塞环与汽缸等处的积累。

(4)良好的过滤性,避免润滑油对过滤器的阻塞,从而能够提供顺畅的油路循环系统,保证润滑油的清净性及超卓的冷却性。

(5)抗泡沫特性避免泡沫在润滑油中形成,并使油膜破裂,从而降低润滑油的氧化速度,减少润滑油的损耗。

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5.润滑油的分类

(1)根据基础油分类

根据基础油分类,益佰润滑油分为两种,一种是采用矿物基础油,并加上各有关的特效添加剂调和而成;另一种是利用化学方法生产的合成油,这种油性能比矿物油更好,但价格也昂贵一些。(2)据粘度分类

根据粘度分类,SPC润滑油分为单式粘度机油和复式粘度机油两种。单式粘度润滑油是用于发动机在某个温度范围内运转适用的润滑油。但如果发动机的温度超过其指定的温度范围,润滑油将不能提供充分的润滑作用。单式粘度润滑油的分类为SAE30、40及50(SAE为美国汽车工程师协会之英文缩写,其后数字为润滑油粘度范围指示)复式粘度润滑油适用于更大的温度范围,虽然温度改变,润滑油仍能维持其粘度。其润滑油包含了在低温时的特性,但又不会像单式粘度润滑油,在高温时变得太薄。所以,当您看见产品说明上指示,如SAE15W/40,则表示该润滑油是复式粘度,SPC润滑油大多产品为复式粘度机油。

(3)据用途分类

根据用途分类,SPC润滑油分为汽油发动机润滑油和柴油发动机润滑油。汽车油以API/ S* 柴机油以API/C*表示,若标示为APIS*/C*,则表示该润滑油为柴汽通用润滑油(API为美国石油协会之英文简写,是现今世界最普遍采纳的画分润滑油等级的权威机构)。其汽车润滑油等级为SA SB…SH SJ EC柴油车润滑油等级为CA CB CC…CG CG-4。

另外SPC润滑油还有摩托车专用润滑油。有适用于二衡摩托车的TB级、TC级和舷外机使用的BIATC-WII级,还有四衡摩托车的各款高级润滑油。

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