润滑概述.docx
《润滑概述.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《润滑概述.docx（32页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
润滑概述
1、润滑概述:
问题一：
为什么润滑？
什么是润滑？
润滑：
是在相对运动的两个接触表面之间加入润滑剂，从而使两磨擦面之间形成润滑膜，将直接接触的表面分隔开来，变干摩擦为润滑剂分子间的内摩擦，达到减少摩擦，降低磨损，延长机械设备使用寿命的目的，即谓之润滑。
二、润滑剂
问题：
大家知道多少种润滑产品（材料）？
1.润滑剂按用途分类
车辆用油、工业用油、工艺（原料）用油、特种用油
2.润滑剂按适用细分
1.车辆用油:
发动机油、车辆齿轮油、液力传动油、自动变速箱油（ATF）、制动液、车用润滑脂、发动机冷却液等
2.工业用油：
液压油、工业齿轮油、压缩机油（冷冻机油和真空泵油）、汽轮机油、工业润滑脂、内燃机油、全损耗系统润滑油、主轴油和导轨油、防锈油、热传导油（液）、电器绝缘油等
3.工程机械用油：
发动机油、齿轮油、液力传动油、液压油、润滑脂等
4.摩托车用油：
发动机油、齿轮油、减震器油等
5.船舶用油：
发动机油、气缸油、液压油等
3、润滑剂的分类：
固体润滑剂：
石墨、二硫化钼（mu）
半固体润滑剂：
润滑脂
气体润滑剂：
空气、油雾
液体润滑剂：
矿物基、合成基、动植物油
4、润滑油?
润滑油：
达到润滑要求的油品称之润滑油，是润滑剂的一种。
3、润滑油
1.润滑油的基本功能
（1.润滑减磨：
降低摩擦阻力，防止磨损、烧结，减少功率消耗
（2.冷却散热：
导出摩擦热和热源传来的热量，以使机件保持适当温度
（3.密封堵漏：
辅助密封，保持汽缸压力，减少功率损失
（4.清净分散：
清洗掉摩擦面上的磨屑及污染物，分散氧化产物和油泥
（5.防锈防腐：
防止润滑部件锈蚀和腐蚀，中和润滑油氧化产生的有机酸
（6.缓冲减震：
油膜液压可分散、缓和冲击力、吸收振动和降低噪音
2.润滑油的组成
4、基础油
1.原油
2.基础油的炼制工艺流程
3.基础油的精制深度
4.基础油的API分类
美国API根据基础油组成的主要特性把基础油分成5类:
2.I\II\III\IV类基础油其主要成分就是碳氢化合物（CH），天然气合成油（Gas-to-Liquid，简称GTL）,V类基础油有酯类、硅类、醚类、氟类等。
5.矿物型基础油
矿物型基础油：
是一种复杂的由原油提炼的混合物。
主要成分为烃类（各类碳氢化合物），在一少部分分子中还含有硫、氮、氧等原子。
在矿物油中的烃类化合物，主要为烷烃、环烷烃和芳烃；另外，还含有少量的烯烃，以及含硫、氮、氧等非烃化合物。
原油提炼过程中，一般取自沸点高于300℃或高于350℃的馏分。
矿物油在组成结构上的差异，混合物成分的多样性，使矿物油的理化性质千变万化，直接影响了润滑油的使用性能。
矿物油比合成型基础油的理化性能差很多，就决定了高性能的润滑油都是采用合成基础油。
6.合成型基础油
合成型基础油是通过化学合成的方法制备的润滑油。
生产合成润滑油的基础原料是化学品或石油化工产品，它们大部分来源于石油化工产品。
已工业化生产的合成润滑油主要有有机脂、合成烃、聚醚、聚硅氧烷（硅油）、含氟油、磷酸酯。
聚α-烯烃PAO（PolyAlpha-olefins）是以α-烯烃为原料聚合而成，α-烯烃通过乙烯齐聚或石蜡裂解两种途径获得。
合成油之所以贵就是因为生产工艺比较复杂，生产成本比较高。
5、润滑剂添加剂
1.润滑剂添加剂？
主要是随着润滑剂应用领域的技术发展，润滑剂本身也不断地发展，以满足更高的使用要求。
一方面通过炼制、精制等工艺方法提高基础油的质量；
另一方面是使用或使用“更好”的添加剂。
添加剂一般为各种极性化合物、高分子聚合物和含有硫、磷、氯等活性元素的化合物。
在基础油中加入少量添加剂，使其各种性能呈现崭新的特性，得到更为满意的产品。
按重量比重计算，内燃机油通常含10%～20%的添加剂，工业润滑油的含量较低，为1%～4%。
2.润滑剂添加剂
添加剂共有十大类，每一类还有很多品种。
按照对润滑剂的影响方式角度，添加剂可分为两大类：
①影响物理性质的添加剂：
如粘度指数改进剂、增粘剂、降凝剂、抗泡剂等。
②在化学方面起作用的添加剂：
如清净剂、分散剂、摩擦改进剂、抗磨剂、极压剂、防锈剂等。
如抗氧剂、防腐剂、乳化剂和抗乳化剂等。
现代润滑剂的五大添加剂：
清净剂、分散剂、粘度指数改进剂、抗磨剂和抗氧剂。
通常润滑剂中至少有一种添加剂成分，其中一些品种的添加剂同时具备几种不同的功能。
我们说的“复合添加剂”就是多种剂的聚合物。
3.润滑油添加剂
4.润滑油添加剂
5.粘度指数改进剂
粘度指数改进剂（Viscosityindeximprovers）能显著地改善油品的粘温性能，主要用于多级内燃机油。
作用机理：
其在油中呈不规则的线团状，并随所受温度不同，其分子可采取线状伸胀或收缩的状态存在。
在高温时体积增大——阻止流动——增稠
在低温时体积减小——不影响流动——弱的稠化作用
使用效果：
使润滑油具有在低温状态下的流动性，又具有高温条件下的粘度保持性，以适应发动机工作的需要。
组成成份：
——聚甲基丙烯酸酯（PMA）——烯烃共聚物（OCP）
——聚异丁烯（PIB）——聚乙戊二烯
——苯乙烯-异物二烯共聚物——苯乙烯-丁二烯共聚物（SBC）
6.抗氧剂
抗氧剂（Antioxidant）能延缓油品氧化，延长油品的使用期。
抗氧化添加剂按其作用原理可分为二种类型：
（1）链反应终止剂；
（2）过氧化物分解剂。
常用的屏蔽酚型和胺型化合物抗氧剂，属于链反应终止剂，可以和过氧化基（ROO.）生成稳定的产物（ROOH或ROOA），从而防止润滑油中烃类化合物的氧化反应，如2，6-二叔丁基对甲酚、4，4-亚甲基双酚、a-萘胺、N，N-二仲丁基对苯二胺等。
过氧化物分解剂能分解油品氧化反应中生成的过氧化物，使链反应不能继续发展而起到抗氧作用；能在热分解过程中产生无机络合物，在金属表面形成保护膜而起到抗腐作用；能在极压条件下在金属表面发生化学反应形成具有承载能力的硫化膜而起到抗磨作用，所以它是多效添加剂。
氧化过程：
润滑油在发动机中受到高温、高压、在金属的催化作用下容易发生氧化发应，油品变稠等变化，使油品使用性能降低。
工作原理：
抗氧化成份会干扰氧化反应,并减缓这种反应；
成分：
1、过氧化物湮灭剂；2、金属减活剂
组成成份：
——芳香族成份:
苯酚,酚盐,芳香胺…
——“硫/锌”成份:
二硫代磷酸锌（ZDDP）、硫磷烷基锌盐、硫磷丁辛基锌盐等。
7.清净分散剂
清净分散剂包括清净剂和分散剂两类
主要用于内燃机油（汽油机油、柴油机油、铁路内燃机车用油、二冲程汽油机油和船用发动机油）。
其主要作用是使发动机内部保持清洁，使生成的烟灰、漆状物等不溶性物质呈胶体悬浮状态，不致于进一步形成积炭、漆膜或油泥。
具体说来，其作用可分为酸中和、增溶、分散和洗涤等四方面。
作用机理：
1、酸中和作用；2、洗涤作用；3、分散作用；4、增溶作用
使用效果：
解决机油中产生的酸和沉积物。
8.降凝剂
降凝剂（Pourdepresants）可使油品中的蜡晶细化，降低油品的凝点，改善油品的低温流动性。
用途：
改进石蜡基油在低温条件下的性能;
组成结构:
与粘度改进剂具有相同化学成份的聚合物
工作原理：
该添加剂并不能阻止产生石蜡结晶,但是会干涉晶体的结构,从而:
- 减缓石蜡结晶的形成速度
- 减小石蜡结晶体的尺寸
- 改变石蜡结晶体的形状,平板状针状
- 降低石蜡结晶体之间的吸附性
6、常用理化指标
润滑油常用理化指标
1.粘度（Viscosity）
1.1动力粘度（DynamicViscosity）
1.1.1低温动力粘度（low-temperatureDynamicViscosity）
1.2运动粘度（KinematicViscosity）
1.3粘度指数
2.闪点（FlashPoint）
3.倾点（PourPoint）
4.水分（WaterContent）
5.泡沫性（FormingCharacteristics）
6.其它理化指标
1、粘度
粘度：
润滑油受到外力的作用发生相对移动时，润滑油分子之间会产生阻碍运动的阻力（内摩擦力），该力的摩擦系数称为粘度。
粘度是对润滑油的最基本需求，目前绝大多数润滑油都是根据粘度来划分级别的，粘度指标是选用润滑油的普遍依据。
润滑油的粘度对润滑油的流动性和它在摩擦面之间形成的油膜厚度有很大影响。
（未加入添加剂时的比较）
因此要根据不同情况选用合适粘度的润滑油产品。
1.1动力粘度
动力粘度表示在流体中取两面积各为1cm2，相距1cm，相对移动速度为1cm/s时，所产生的阻力。
如果这个阻力为10-4N，则动力粘度为1Pa·s（帕斯卡·秒，法定计量单位）习惯用mPa·s。
在国际单位制中以泊（P）和厘泊（CP）表示。
1Pa·s=10P=103CP=103mPa·s
内燃机油的低温动力粘度是预示发动机在低温条件下能否顺利启动的粘度指标。
国家标准对内燃机油的低温动力粘度有限制，该粘度以冷启动模拟机CCS（ColdCrankingSimulater）测试，在同一种低温条件下，测出的该粘度值越小，说明机油的冷启动性能越好。
影响油品低温动力粘度的主要因素是基础油、粘度指数改进剂及功能添加剂。
1.1.1内燃机油低温动力粘度检测仪
低温动力粘度（手动式）低温动力粘度（自动式）
1.2运动粘度（V）
运动粘度是液体在重力作用下流动时内摩擦力的量度，是同温度下动力粘度与液体密度的比值。
运动粘度是润滑油粘度指标中常用的一个，它在国际单位制（SI）中以m2/s和mm2/s表示，常用mm2/s；习惯单位斯托克斯（St）和厘斯（cSt）。
1m2/s=106mm2/s=104St=106cSt
选择润滑油要首先考虑润滑油的运动粘度大小，如在内燃机油中，以100℃的运动粘度作为粘度分类。
运动粘度是用玻璃毛细管粘度计测定并换算的。
润滑油的运动粘度与温度、压力、和剪切率有关系并受其影响。
随温度的升高而降低，粘度指数是衡量粘度随温度变化的参数。
1.2.1毛细管粘度计
1.2.2全自动粘度检测仪
全自动粘度仪:
（美国凯能公司）
一次能测52个样品，时间八分钟同时可测出100℃、40℃运动粘度。
1.3粘度指数（VI）
评价油品的粘温特性普遍采用粘度指数来表示，这是润滑油的一项重要质量指标。
油品的粘温特性要好，即润滑油的粘度随工作温度的变化越小越好，即要满足高温工作时的使用要求，又要满足低温工作的使用要求。
选择内燃机润滑油不但要考虑高温粘度，还要考虑润滑油的低温粘度，发动机油的低温粘度要满足发动机低温使用要求。
即润滑油的低温流动性要好。
合成油通常要比矿物油粘度指数高。
1.3.1不同润滑油的粘度指数
润滑油的类型 粘度指数
矿物油 <100
聚烯烃（PAO）120～130
多元醇酯（POE）120～130
聚醚类（PAG）160
硅油195
1.4闪点
油品在规定的试验条件下加热，其油蒸气与周围空气形成的混合物与火焰接触时发生闪火时的最低温度，以℃表示。
据使用测定器不同，分为开口闪点（COC）和闭口闪点（PMCC）。
一般来说，闪点越高，油品的使用温度也越高，蒸发性越好。
易燃液体的闪点温度：
闭口闪点≤60.5；开口闪点≤65.6。
油品的危险等级是根据闪点划分的。
划分易燃品和可燃品的温度是45℃。
润滑油的闪点远低于燃点和自燃点，内燃机油的闪点在180℃以上，一般运输条件下不燃烧，不属于易燃品。
1.4.1石油产品闪点试验器
闭口开口
1.5凝点和倾点
凝点是油品在规定的条件下冷却到液面不移动的最高温度。
以℃表示。
（GB/T510油样先预热，然后以规定的方式冷却，冷却到规定温度，将试管倾斜45度经过1min。
）
倾点是在规定的条件下被冷却的试样能流动时的最低温度，以℃表示。
（GB/T3535油样先预热，然后以规定的速度冷却，每3℃测量其流动性。
）
凝点是油品从能流动到不能流动时的温度；而倾点是从不能流动到刚能流动时的温度。
同一油品，一般其倾点高于凝点2～3℃。
对于在室外低温环境下工作的机械所用的油品，如发动机油和车辆齿轮油等。
凝点或倾点还不能确切的表征油品的低温使用性能。
油品的低温性能用凝点、倾点、低温粘度和粘温特性全面考虑更有意义。
1.5.1石油产品倾点测定仪
老式全自动
1.5.2测试演示：
15W-40粘度润滑油不能流动时的最高温度
1.6水分:
水分（Watercontent）：
水分是指油品中含水量的质量百分数。
油品中一般不允许含水，一般水分的存在，会破坏润滑油膜；使一些添加剂水解；加速油品氧化和变质；产生不溶物和沉淀；堵塞油路；流动性变差；锈蚀金属表面；粘温性变差；高温产生气阻；低温结冰；介电损失增大，击穿电压剧减等。
以重量百分数表示，小于0.03%即为痕迹。
特殊要求的油品，其水份以ppm表示。
油品进水后的乳化现象
1.6.1润滑油水分测定仪
1.7泡沫性
泡沫性是在规定条件下测定的油品泡沫 倾向性和泡沫 稳定性，可判断其中混入空气后油气的分离能力。
评价油品的抗泡性的标准化方法为GB/T12579润滑油泡沫特性测定法。
方法是把200ml油样放在有恒温水浴的1000ml量筒内，测量油温是前24℃，93℃，及后24℃，在每个温度下，把一定流量的空气通过扩散头吹入油中5min，记录产生泡沫的毫升数，10min后再记录泡沫毫升数。
前者称为泡沫倾向性FT，后者称为泡沫稳定性FS。
泡沫倾向性FT表示油品生成泡沫的难易程度，数值越小越好；
泡沫稳定性FS表示油品生成泡沫的寿命长短，数值越小越好；
总之，FT和FS越小，油品的抗泡性越好。
1.7.1润滑油泡沫特性试验器
1.8.1其它理化指标
润滑油还有其它多种性能指标，也应该有所了解：
总碱值（TotalBaseNumber,TBN）：
表示在规定条件下，中和存在于l克油品中全部碱性组分所需的酸量，以相当的毫克数表示。
总碱值是测定润滑油中有效添加剂成分的一个指标，表示内燃机油的清净性与中和能力。
酸值（AcidNumber）：
中和1克油品中的酸性物质所需的氢氧化钾毫克数称为酸值，以mgKOH/g表示。
酸值用来反映油品中所含有机酸的总量。
油品氧化越严重，其酸值增值越大，因此，它是油品酸败变质的主要指标。
中和值（NeutralizationValue）：
是油品酸碱性的量度，也是油品的酸值或碱值的习惯统称，是以中和一定重量的油品所需的碱或酸的相当量来表示的数值。
1.8.2其它理化指标（续）
机械杂质（MechanicalImpurities）：
是存在于油品中所有不溶于溶剂的杂质。
抗乳化性（Demulsibility）：
是油品和水形成的乳化液分为两层的能力。
硫含量（SulfurContent）：
是存在于油品中的硫及其衍生物（硫化氢、硫醇、二硫化物等）的含量，以%表示。
它主要反映油品的精制深度和所加工原油的组成特性。
腐蚀试验（CorrosionTest）：
是在规定条件下测试油品对金属的腐蚀作用的试验，以定性地判断油品中含酸性物质的多少。
1.8.3其它理化指标
防锈性（Rustpreventingcharacteristics）：
是油品阻止与其相接触的金属生锈的能力。
氧化安定性（Oxidationstability）：
是油品抵抗大气（或氧气）的作用而保持其性质不发生永久变化的能力。
蒸发损失（Evaporationloss）：
是油品在规定条件下蒸发后其损失量所占的重量百分数。
灰分（Ash）：
表示在规定条件下，油品被碳化后的残留物经煅烧所得的无机物，以%表示，测定用油25g。
油品中的灰分会增加发动机内的积炭，加大机件的磨损。
内燃机油一般采用硫酸盐灰分表示。
7、车用润滑油的基本知识
介绍内容
1.标准分类
2.API质量级别标准
3.SAE粘度级别标准
4.其它产品
1.1标准分类
国际标准例如：
国际标准化组织（ISO）标准、
国际润滑剂标准化和批准委员会（ILSAC）标准
区域标准例如：
如欧洲标准（EN）
国家标准例如：
中国国家标准（GB）、
美国国家标准学会（ANSI）标准
行业标准例如：
美国石油学会（API）标准、
美国汽车工程师学会（SAE）标准、
美国试验及材料学会（ASTM）标准、
欧洲汽车制造商协会（ACEA）标准、
日本汽车工业协会（JASO）标准
OEM标准例如：
GM、MS、WSS、CES、ECF；
VW、MB、VDS；
1.2中国国家标准分类
根据《中华人民共和国标准化法》的规定，我国的标准分为四级：
国家标准（GB）
地方标准例如：
北京标准（DB11）
行业标准例如：
汽车行业标准（QC）、
石化行业标准（SH）、
石油天然气行业标准（SY）
企业标准例如：
壳牌统一公司标准（Q/DXTYS）
2.1API质量级别简介
API是（AmericanPetroleumInstitute）“美国石油学会”的英文缩写。
美国石油学会建于1919年，是美国第一家国家级的商业协会。
根据不同年代发动机型对润滑油性能的要求，制定的相应润滑油等级标准。
内燃机油和车辆齿轮油粘度级别中的“API”代表润滑油的质量级别，表示润滑油的性能水平。
1.汽机油的质量级别有SA、SB、SC、SD、SE、SF、SG、SH、SJ、SL、SM。
S后面的字母顺序依次提高了油品的质量等级。
2.柴机油的质量级别有CA、CB、CC、CD、CD-Ⅱ、CE、CF、CF-2、CF-4、CG-4、CH-4、CI-4、CJ-4。
C后面的字母顺序依次提高了油品的质量等级。
3.车辆齿轮油的质量级别有GL-1、GL-2、GL-3、GL-4、GL-5、GL-6等。
GL后的数字提高依次提高了油品的质量等级。
S是Service的意思，表示汽油发动机油规格；
C是Commerciel的意思，表示柴油发动机油规格；
GL是GearLubricant的意思，表示车辆齿轮油规格。
2.1.3API车辆齿轮油质量级别的分类
18#、22#等双曲线齿轮油为非API分类的国内企业标准普通油品。
2.2ILSAC质量级别国际标准介绍
ILSAC全称的中文是：
国际润滑剂标准化和批准委员（InternationalLubricantStandardizationandApprovalCommittee）,于20世纪90年代初由美国汽车制造商协会（AAMA）和日本汽车制造商协（JAMA）共同发起。
ILSAC对汽油机油的分类：
GF-1（1993年）相当于SH+节能台架Ⅵ评定（停止认证）
GF-2（1996年）相当于SJ+节能台架ⅥA评定
GF-3（2001.7.1）相当于SL+节能台架ⅥB评定
GF-4（2004.7.31）相当于SM+节能台架ⅥB评定
简单地说，GF规格就是API规格+节能。
2.3国家标准的质量级别
汽机油国家标准GB11121-2006，
包括SE、SF、SG、SH、GF-1、SJ、GF-2、SL、GF-3等9个质量级别。
注：
SM、GF-4汽油机油标准Q/DXTYS143-2007
柴机油标准GB11122-2006，
包括CC、CD、CF、CF-4、CH-4、CI-4等6个质量级别。
重负荷车辆齿轮油标准GB13895-1992，
仅指GL-5一个质量级别。
3.SAE粘度级别简介
SAE:
（SocietyAutomotiveEngineers）“美国汽车工程师协会”的英文缩写。
内燃机油和车辆齿轮油粘度级别中的“SAE”代表润滑油的粘度级别，表示润滑油的粘度大小。
1.内燃机油：
SAEJ300粘度分类标准，包括了0W、5W、10W、15W、20W、25W、20、30、40、50和60共11个粘度等级。
2.车辆用齿轮油：
SAEJ306粘度分类标准，包括了70W、75W、80W、85W、90、140和250共7个粘度等级。
粘度等级中的“W”是“Winter冬季”的第一个字母，“W”表示该粘度润滑油是具有低温使用性能的粘度等级。
与润滑油的低温动力粘度和流动性有关。
50和90等粘度级别表示该粘度润滑油是具有高温使用性能的粘度等级。
与润滑油100℃运动粘度或150℃剪切粘度有关。
常见的50和90等粘度级别，标识该润滑油为单级粘度；
常见的15W-40和80W-90等粘度级别，标识该润滑油为多级粘度或复式粘度。
复式粘度具有更宽泛的环境温度适应性，相对润滑油品质有更高的要求。
3.1机油粘度等级国家标准黏温性能要求
对于汽机油红色字为SE和SF级别的不同要求。
对于柴机油红色字为CC和CD级别的不同要求。
蓝色字体粘度级别，国标仅为柴机油具有。
绿色底色为相应复式粘度级别的高温高剪切粘度指标，单级粘度没有要求。
项目
低温动力黏度/
（mPa·s）
不大于
低温泵送黏度/
（mPa·s）
在无屈服应力时，
不大于
边界泵送温度/
℃
不高于
运动黏度
（100℃）/mm2/s
高温高剪切黏度
（150℃，106s-1）/（mPa·s）
不小于
黏度指数
不小于
倾点/
℃
不高于
试验方法
GB/T 6538、
ASTM D5293
SH/T 0562
GB/T 9171
GB/T 265
SH/T 0618 b、SH/T 0703、SH/T 0751
GB/T 1995、
GB/T 2541
GB/T 3535
黏度等级
-
-
-
-
-
-
0W
3250（-30℃）
6200（-35℃）
60000（-40℃）
-35℃
≥3.8
-
-40
5W
3500（-25℃）
6600（-30℃）
60000（-35℃）
-30℃
≥3.8
-
-35
10W
3500（-20℃）
7000（-25℃）
60000（-30℃）
-25℃
≥4.1
-
-30
15W
3500（-15℃）
7000（-20℃）
60000（-25℃）
-20℃
≥5.6
-
-23
-25
20W
4500（-10℃）
9500（-15℃）
60000（-20℃）
-15℃
≥5.6
-
-18
-20
20
-
-
-
5.6～<9.3
2.6
75
-15
30
-
-
-
9.3～<12.5
2.9
75
-15
40
-
-
-
12.5～<16.3
2.9
80
-10
50
-
-
-
16.3～<21.9
3.7
80
-5
60
-
-
-
21.9～<26.1
3.7
80
-5
3.2齿轮油的粘度等级设定
项目
表观粘度达150P
升级会员 