润滑油基础知识讲义

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1、目录,第一章 润滑油作用 组成及生产 第二章 常见润滑油添加剂 第三章 润滑油的质量等级和粘度等级 第四章 边界润滑 第五章 润滑油的储存使用及检验 第六章 用户常见问题解答 第七章 润滑油的换油标准,目录,第一章 润滑油作用 组成及生产 第二章 常见润滑油添加剂 第三章 润滑油的质量等级和粘度等级 第四章 边界润滑 第五章 润滑油的储存使用及检验 第六章 用户常见问题解答 第七章 润滑油的换油标准,润滑油在发动机中的六大作用：,减摩（润滑）将接触的零件分隔开，摩擦系数：0.140.30 0.0010.005 密封提高活塞环的气环密封性。 清洁将零件磨损造成的金属细末和其它杂质带走。 冷却带走

2、零件所吸收的部分热量 。 防锈防止零件表面与水分、空气、燃气接触而发生氧化和锈蚀。 缓冲防止轴径与轴瓦发生剧烈冲击。,润滑油的组成,基础油的分类,基础油又分为两大类： 矿物油； 合成油。,矿物油概述,矿物油是选用适合于润滑油性能要求的石油馏分，经过分馏、精制、脱蜡等工艺生产的。 作为基础油的矿物油为中性油。我国石蜡基基础油的代号为SN，环烷基为DN，中间基为ZN，而脱沥青基础油代号为BS。作为润滑油原料的矿物油的主要成分是烃类和少量非烃类物质，由碳原子数为2070，分子量为2501000或者个别更高的烃分子组成，是多种化学成分（数百到数千种）的混合物。代表性种类有：烷烃、环烷烃、烷基芳烃、环烷

3、芳烃、多环芳烃、硫化物、氧化物、氮化物以及N、O、S等杂环化合物。,矿物油生产立体图,矿物油的生产流程图,目录,第一章 润滑油作用 组成及生产 第二章 常见润滑油添加剂 第三章 润滑油的质量等级和粘度等级 第四章 边界润滑 第五章 润滑油的储存使用及检验 第六章 用户常见问题解答 第七章 润滑油的换油标准,合成油概述,合成油的成本高（比矿物油贵3100倍），一般只限于石油润滑油的性能不能满足使用要求的一些特殊润滑条件使用。如要求低倾点（-50以下），高粘度指数（130以上）以及高抗氧化安定性，耐热、超高真空、耐射线等特殊情况才使用合成润滑油。 目前应用范围较广、较有前途的合成油有：合成烃、酯类

4、油、硅油、磷酸酯、聚醚、氟油等。,常见添加剂的种类,清净剂、分散剂； 抗氧抗腐剂； 极压抗磨剂； 油性剂和摩擦改进剂 ； 粘度指数改进剂； 防锈剂； 降凝剂； 破乳剂； 抗泡剂等。,清净剂、分散剂-T1,防止高温时生成漆膜的添加剂称为清净剂。如石油磺酸钙类、合成磺酸钙类、硫磷化聚异丁烯钡盐、烷基水杨酸钙、环烷酸盐、高碱值硫化烷基酚钙。 防止低温时生成油泥的添加剂称为分散剂。如丁二酰亚胺类 、聚异丁烯丁二酰亚胺。 这二者没有明确的分界线，我国统称为清净分散剂。 清净剂和分散剂的作用机理：它们能阻止燃料和润滑油的氧化产物进一步缩合成漆膜、积炭和油泥，并能将积炭、漆膜等从零件表面上洗涤下来，保持零件

5、的清洁。一般认为，它们有增溶、分散、洗涤和中和四种作用。,抗氧抗腐剂T2,抗氧抗腐剂的作用在于抑制润滑油的氧化过程，钝化金属的催化作用，在金属表面生成保护膜等，以延长润滑油的使用寿命和防止机件遭受腐蚀。 抗氧抗腐剂的作用机理：润滑油的氧化过程是烃类和氧气相互作用的链锁反应。抗氧抗腐剂的作用就是干扰、破坏这种链反应。 抗氧抗腐剂属于分解过氧化物类型，兼有抗磨作用，主要用于发动机润滑油和齿轮油。用作这种添加剂的化合物有：二烷基（芳基）二硫代磷酸盐（酯）、氨磺酸盐、有机硒、硫磷化萜烯和磷酸酯等。,极压抗磨剂T3,极压抗磨剂的主要作用是在摩擦表面生成沉积膜、反应膜或渗透层，防止金属表面擦伤甚至熔焊，以

6、减缓摩擦表面的摩擦或磨损。 目前主要的抗磨剂有如下六大类：有机氯化物、有机硫化物、有机磷化物、有机金属盐、硼酸盐、聚合物等。,油性剂和减摩剂T4,油性剂能在金属表面生成吸附膜，减少零件的摩擦和磨损。它们是一些含极性基团的有机物，如动植物油、脂肪酸、酯类及硫化油脂等。主要用在工作条件比较缓和的工业润滑油中，如导轨油、主轴油、轧钢机油等。 减摩剂是能降低摩擦阻力的油性剂，如胶体硼酸盐、有机硼、二烷基氨基硫代甲酸钼、二硫化钼、石墨、聚四氟乙烯等，可作为内燃机油、齿轮油及金属加工油等的减摩剂。,粘度指数改进剂T6,粘度指数改进剂曾称增粘剂，它是一种油溶性高分子化合物，其分子量由几万到几百万，在室温下一

7、般呈橡胶状或固体。在粘度较低的基础油中添加110能显著改善粘温性能，适应宽温度使用范围对粘度的要求。溶剂精制法得到的石蜡基润滑油，粘度指数在100左右，加氢精制的润滑油在110120，而含有增粘剂的多级油可达到150200。 增粘剂的作用如下：1、改善粘度性能；2、省油（润滑油和燃油）；3、降低磨损；4、简化油品，实现油品通用化；5、增产高粘度润滑油。,粘度指数改进剂T6（续）,作用机理：粘度指数改进剂为链状高分子化合物，在低温时卷曲成紧密的小球状，对润滑油的内摩擦影响小；而在高温下膨胀伸展，使润滑油的内摩擦增大，从而起到增粘的作用。 常见类型是：聚正丁基乙烯醚 、聚甲基丙烯酸酯 、聚异丁烯

8、、乙烯-丙稀共聚物 、聚丙烯酸酯等。,防锈剂T7,防锈剂的作用机理有三种：第一种是对氢离子的中和作用，第二种形成憎水保护膜；第三种是吸收水分。 第一种类型的防锈剂是高碱性的胺类化合物，如异丙基氨基乙醇，它们的分子较小，能和水分子一起进入金属表面的细微裂缝里，中和水分子在新生金属表面分解的氢离子。 第二类型是正十八烷基醇和十八烷基酸的胺盐。它们能形成憎水表面膜，防止水分与金属接触。 第三类型是丁二酸胺盐类。它们能吸收油中的水分子，制止水分子扩散到金属表面并进入裂缝中。,降凝剂T8,如果油品中含1或更多一点的蜡，在低温时，蜡的板状或针状结晶会相互结合在一起，形成立体的网目结构，把低凝点的油吸附并包

9、在里面，好像海绵吸水一样，使油失去流动性。 石油产品在冷却时失去流动性的原因有：1、由于粘度增大；2、由于石蜡形成晶体网格（骨架）。 降凝剂的作用，是影响蜡的网目构造的生长过程，从而使油品的凝点降低。,抗泡剂T9,抗泡剂是碳链较短的表面活性剂如醇和醚等。它们的表面活性大，能顶走泡沫中原来的起泡剂，但因其本身碳链比较短，不能形成坚固的膜，使泡沫容易消除。,抗泡剂T9 （续）,作为抗泡剂用的物质必须具备以下三个条件：1、抗泡剂不能溶解于润滑油中，因为一旦溶解后只能助长起泡，而不能破除泡沫的气-液吸附平衡。 2、抗泡剂要能均匀地分散在润滑油中。如果抗泡剂不能以微粒状分散于油中，它就不能发挥它的抗泡作

10、用。 3、抗泡剂的表面张力要比润滑油的小，当抗泡剂分子附在气泡膜的局部表面上时，使局部表面张力降低，气泡膜因表面张力不均匀而破裂。 主要品种有硅油抗泡剂、聚丙烯酸酯型抗泡剂。,抗泡剂,作为抗泡剂用的物质必须具备以下三个条件：1、抗泡剂不能溶解于润滑油中，因为一旦溶解后只能助长起泡，而不能破除泡沫的气-液吸附平衡。 2、抗泡剂要能均匀地分散在润滑油中。如果抗泡剂不能以微粒状分散于油中，它就不能发挥它的抗泡作用。 3、抗泡剂的表面张力要比润滑油的小，当抗泡剂分子附在气泡膜的局部表面上时，使局部表面张力降低，气泡膜因表面张力不均匀而破裂。 主要品种有硅油抗泡剂、聚丙烯酸酯型抗泡剂。,目录,第一章 润

11、滑油作用 组成及生产 第二章 常见润滑油添加剂 第三章 润滑油的质量等级和粘度等级 第四章 边界润滑 第五章 润滑油的储存使用及检验 第六章 用户常见问题解答 第七章 润滑油的换油标准,常见的油品质量标准,欧洲标准（ACEA） OEM（发动机生产厂商）标准 如：MB（奔驰）、Mack（马克）、MAN（曼）、Volvo（沃尔沃）等。 日本标准（偏向于高碱值） 美军标准 北美标准（要求高清净性）-API标准,API柴油机油质量分类标准,API 美国石油学会（American Petroleum Institute）的简称。 C将柴油机发动机润滑油分为C系列（Commercial Classific

12、ation）,亦称为工商业分类。,API柴油机油质量等级的发展历程,API汽油机油质量分类标准,API American Petroleum Institute S 汽油发动机油分为S系列油（Service Station Classification）,也称为供应站分类。,API汽油机油质量等级的发展历程,SAE粘度分等标准,“W”代表冬季、低温的意思。W前边的数字越小，则该油在低温时的流动性越好。W后边的数字越大，则该油在高温时的粘稠性越好。如果只标有斜杠左边或者右边的数字（符号），则表明该油是单级油，只适用于某一环境气温条件；如果在斜杠的左边和右边同时写上数字（符号），则表明该油是多级油

13、（也称复级油），在冬季或夏季的一定环境气温条件下均可使用。,SAE是美国汽车工程师学会（Society Automotive Engineers ）的简称,SAE粘度等级与适用环境温度,40表示适合发动机在040的环境温度下使用； 20W表示适合发动机在-150的环境温度下使用； 10W/30表示适合发动机在-2530的环境温度下使用； 15W/40表示适合发动机在-2040的环境温度下使用； 20W/50表示适合发动机在-1550的环境温度下使用。,目录,第一章 润滑油作用 组成及生产 第二章 常见润滑油添加剂 第三章 润滑油的质量等级和粘度等级 第四章 边界润滑 第五章 润滑油的储存使用及

14、检验 第六章 用户常见问题解答 第七章 润滑油的换油标准,零件的表面形状,连续油膜形成过程,a轴处于静止状态的位置； b轴刚开始缓慢转动时的位置； c转速增大，但油膜中的压力尚不足以支持负荷时的轴的位置； d正常操作条件下轴的位置。,油膜压力分布,进油口位置在315度时的理想轴承油膜压力分布； 压力最大时极角为155.5度； 压力最小时极角为204.5度。 出现负压区，油膜易破裂。,进油口位置在205度时的理想 轴承油膜压力分布； 压力最大时极角为155.5度； 压力最小时极角为204.5度。 消除了负压区，油膜连续。,油膜承载能力,符号说明： 圆周率；润滑油的粘度；r轴的半径；N每秒钟轴的转

15、速；L轴承长度；n偏心率（轴与孔中心偏心量与轴承间隙的比值）；c轴承间隙（Rr） 。 从公式可以看出： 1、粘度愈大，承载能力愈大；2、偏心率n愈大，最小油膜厚度愈薄，承载能力愈大。 但是，并不是说间隙、油膜最小厚度的值愈小愈好。间隙小时润滑油流量小，轴承容易发热。最小的油膜厚度受到轴承表面粗糙度的限制，不能低于某一临界值。 粘度亦不能过大，过大会增大摩擦阻力。,实际轴承的最小油膜厚度,符号说明： K安全系数，对于一般机械的轴承取1.11.5，对轧钢机轴承取23。,分别为相互接触的两表面粗糙度的中线平均值。,y1轴径的挠曲量； y2安装误差引起的偏斜量； S轴承和轴径的几何形状偏差量。,液体动

16、力润滑,在液体动力润滑中，润滑油膜有效地隔开了两摩擦面，由于表面不直接接触，因此就不出现粘附磨损和磨料磨损，摩擦阻力的大小仅由润滑油的粘度决定。 但是液体动力润滑必须在润滑油粘度与运动零件的转速、负荷配合适当的条件下才能实现。,边界润滑的概念,在负荷增大或粘度、转速降低的情况下，液体动压油膜将会变薄，当油膜厚度变薄到小于摩擦面微凸体的高度时，两摩擦面较高的微凸体将会直接接触，其余的地方被一到几层分子厚的油膜隔开，这时摩擦系数增大到0.050.15，并出现能控制住的有限磨损，这时对摩擦副的减摩抗磨作用，不仅取决于润滑油的粘度，更重要的是取决于润滑油化学成分与表面的相互作用，这种情况就属于边界润滑。 简言之，边界润滑是大部分摩擦面上存在一层与润滑介质本体性质不同的薄膜，这层薄膜的厚度小于表面微凸体的高度，不能防止摩擦面微凸体的接触，但有良好的润