《润滑油讲稿教材》由会员分享，可在线阅读，更多相关《润滑油讲稿教材（82页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、,宋 世 远 后勤工程学院油测中心主任、教授、硕士研究生导师； 中国机械工程学会测试技术专业委员会副主任委员； 重庆市能源计量专家技术委员会委员、石油及化工组组长； 地址：重庆渝中区大坪长江二路174号油测中心 邮编：400016 E-mail:cqhgssy 电话：02368756450 13228682589 传真：02368570723,前言,2006年7月1日我国发布了GB 111212006汽油机油、GB 1 1 1222006柴油机油标准和新制定的GB 204192006农用柴油机油3项标准。 2007年1月1日起实施。 根据国标委工交20061 1 07号文的通知精神，执行原GB
2、 1 1 1 211 995汽油机油和GB 1 1 1 221995柴油机油标准的产品，可生产至2007年3月31日，销售至2007年9月30日。,一、GB111212006汽油机油标准,1、质量等级(performance grades)： 分为SE、SF、SG、SH、GF一1、SJ、GF一2、SL和GF一3，共设置了9个汽油机油品种 废除了1995年标准中的SC、SD级汽油机油规格。 未包括美国最新规格SM、GF-4。,2、粘度等级（17个）(viscosity grades),0W-20、0W-30； 5W-20、5W-30、5W-40、5W-50； 10W-30、10W-40、10W-
3、50； 15W-30、15W-40、15W-50； 20W-40、20W-50； 30、40、50、60,二、GB111222006柴油机油标准 the specification of diesel engine oil according to GB11122-2006,1、质量等级(performance grades)： 分为CC、CD、CF、CF-4、CH-4、CI-4等6个质量等级。 没有考虑CE、CG-4（与国内柴油质量不匹配）。 未包括美国最新规格CJ4,0W-20、0W-30、0W-40； 5W-20、5W-30、5W-40、5W-50； 10W-30、10W-40、10W-
4、50； 15W-30、15W-40、15W-50； 20W-40、20W-50、20W-60； 30、40、50、60,2、粘度等级（20个）(viscosity grades),三、标准的构成：包括以下3部分：,发动机油粘温性能要求：与发动机油流变性相关的指标，如运动粘度、低温动力粘度、边界泵送温度、低温泵送粘度、高温高剪切粘度和倾点等。 发动机油模拟性能和理化性能要求：与发动机油模拟性能和理化性能相关的指标，如蒸发损失、泡沫性、凝胶指数、过滤性、均匀性与混合性、高温沉积物、磷含量、碱值、硫酸盐灰分、元素含量、水分和机械杂质等。 发动机油使用性能要求：与发动机油使用性能相关的指标，主要为发动
5、机台架试验。,四、油品的粘温性能 viscosity-temperature characteristics,（一）粘度(viscosity) 粘度是石油产品的重要理化性质和质量指标，表示油料的粘稠程度，通常用三种方法表示： 动力粘度 运动粘度 条件粘度。,动力粘度就是液体的内摩擦系数，即所加的剪切应力和剪切速度之比，常用符号“”表示，在温度t时的动力粘度以“”表示，单位为帕斯卡秒（PaS）。 层流时，可以把液体摩擦看成是液层与液层之间的摩擦。 层流时两面积各为1m2，相距1m的两液层，以相对速度为1m/s运动时产生的阻力为1帕秒。,运动粘度是在相同温度下液体的动力粘度与它的密度之比。在温度t
6、时的运动粘度以“”表示，单位为二次方米每秒（m2/s）（通常在实际中使用为mm2/s）。 . 动力粘度和运动粘度都是绝对粘度，它们有一定的量纲。并能从理论上加以推导。,条件粘度是在人为规定的条件下测出的粘度。 美国用的是赛波特粘度计，英国用的是雷德乌粘度计，测出的粘度都是以一定量试油流出仪器特定小孔所需的时间表示，分别称为赛氏秒和雷氏秒。 我国使用恩格拉粘度计，它是测定同体积试油与20水流经仪器小孔的时间的比值，用恩格拉度（Et）表示。 由于条件粘度仪器不同，测定温度也不一致，因此得出的数值既无绝对物理意义，又不能直接进行比较。,粘度是评定石油产品，特别是润滑油质量的主要理化指标，对于生产、运
7、输和使用都有着重要的意义。 粘度是划分润滑油牌号的依据。通常工业润滑油的牌号与40运动粘度的中心值相对应，如46号抗磨液压油的40运动粘度为4610%；其他油品如汽油机油、车辆齿轮油等与100运动粘度有关，但牌号与粘度值并不直接对应。如40号汽油机油的100运动粘度并不是40，而是12.5-16.3。 窍门：工业润滑油的粘度范围牌号值10%,2、测定意义 the purpose to determine viscosity,粘度是选用润滑油的主要依据。 润滑油的粘度过小，易从用油部位被挤出，难以形成有足够厚度的油膜，不能保证机器可靠地润滑，增大机械磨损； 粘度过大，机械运转阻力增大，消耗功率多
8、，润滑油不能迅速流到用油部位，起动困难，同样也增大机械磨损，并降低机械率。 机械所用润滑油粘度必须适当，既不能过大，又不能过小。一般要求在保证液体润滑的条件下，尽可能选用粘度较小的润滑油。,测定不同温度下的粘度可以表示润滑油的粘温特性。 润滑油的粘度是随温度而变化的，温度升高，粘度变小，温度降低，粘度变大。润滑油粘度随温度变化的特性，简称粘温特性。 粘温特性好的润滑油不会因温度变化而使粘度变化过大，能保证机械在不同温度下都得到可靠地润滑，这是对润滑油的一个主要质量要求。,粘度指数是一个经验的比较数值，表示油品粘度受温度影响的程度。在实际应用时，只要知道油品在40及100时的运动粘度。便可由粘度
9、指数换算表或粘度指数计算图查得。 粘度指数越大，表示润滑油的粘度随温度的变化越小，其粘温特性越好；粘度指数小，粘温特性差。,3、粘度指数 viscosity index,恩氏粘度测定仪,粘度与粘度指数合格的油品是否能保证发动机正常工作呢？ 1、流变性的概念 油品的流变性，即粘度与剪切速率的关系，一般有两种情况。 牛顿液体，即服从牛顿粘性定律的流体，如单级内燃机油。牛顿液体表现在剪切速率对应的剪切应力的关系，为通过原点的直线关系，即粘度不随剪切速率而变 非牛顿液体，即剪切速率和对应的剪切应力的关系不成直线的关系的流体。换句话说，即不服从牛顿粘性定律的流体；例如加有粘度指数改进剂的多级内燃机油，即
10、属于非牛顿液体。,（二）流变性 oil rheology,(a)图表示内燃机油的表观粘度在区域1中随剪切速率增加而减少；剪切速率增加到一定值后不再变化(区域2)。这种现象常出现在油内含有石蜡、地蜡等化合物的场合。化合物分子在低温时能够形成固相的空间结构骨架。液体在压力下流动时，形成的结构跟着变形破坏，其变形破坏的程度取决于油品的剪切率，结构破坏后，粘度便成为常数。,(b)图表示剪切力移去之后，油品不能恢复或不能完全恢复原来的粘度，低于浊点的油品的流变性有时就是这样。 (c)图表示含有粘度指数改进剂(高分子聚合物)的多级内燃机油。在低剪切速率下，油品像牛顿液体，但在高剪切速率下，为非牛顿液体。,
11、各种润滑油出现非牛顿液体性质的温度各不相同，一般润滑油大约在倾点以上35或浊点附近。 润滑油的粘度反常现象(非牛顿液体性质)对发动机工作的影响，取决于摩擦面间润滑油层的剪切率。油层的剪切率，可以看作是两摩擦面间相对运动的速度与其间隙的比值。,2、暂时与永久粘度损失 多级内燃机油中聚合物受到剪切应力(4104S-1)作用而暂时变形，使油品粘度下降产生暂时粘度损失。当剪切应力增大时(106S-1)，油品中产生空穴，使聚合物分子折断，使油品发生永久的粘度损失。,发动机各摩擦部位，由于剪切应力不同，油品会具有不同的粘度，这将影响到发动机的使用性能。,与剪切速率有关的粘度测量有三种试验方法。 冷启动模拟
12、机(CCS)测定不同低温下的启动粘度； 微型旋转粘度计(MRV)测定低温泵送的粘度； 高温高剪切(HTHS)测定气缸工作粘度。 这三种仪器测定的粘度均与剪切速率有关，粘度以mpas表示，也称作表观粘度。,3、与剪切速率有关的粘度测量 the relationship between viscosity and shear rate,动力粘度的值为所加于流动液体的剪切应力与剪切速率之比，单位为Pa s ，即帕秒，习惯上用毫帕秒 。 1 m Pa.s 10 3 Pa s （1 厘泊） 方法：G B/T 6538 86 发动机油表观粘度测定法（冷启动模拟机法）；ASTMD2602 （从1957年至今
13、）,（1）发动机油表观粘度测定冷启动模拟机法（CCS） cold-cranking simulator,仪器：由计算机、控制箱、冷启动模拟装置、机械制冷系统等四部分组成。冷启动模拟装置由驱动电机、定子、转子、测速单元、温度传感器、冷却循环装置等组成。,制冷机,冷启动模拟装置,控制箱,计算机,意义：大量的试验研究表明，发动机在较低温度下启动情况的好坏，与曲轴箱内大量的机油的粘度无关，主要受上次停车后残留在汽缸壁上机油的粘度的影响。 发动机在工作状态时，不同的润滑部位的剪切速率不同，即发动机各部位的多级润滑油的表观粘度不同。如启动时，发动机的轴承、汽缸、活塞环的剪切速率在10 410 5 S -1
14、 之间，而冷启动模拟机的剪切速率一般为1.5 10 4 s -1 ，可以模拟低负荷下发动机曲轴轴瓦、缸套活塞环等摩擦副在启动时的实际情况，测得的结果比较接近实际。,低温冷启动性与曲轴箱内大量的机油的粘度无关，属于低温高剪切率下的粘度现象； 低温泵送性则主要受曲轴箱中大量机油的粘度的影响，属于低温低剪切率下的粘度现象。发动机油的低温泵送性是以摇臂来油时间为尺度，即用发动机启动后润滑油到达摇臂的时间来表示。假如10W30油为4min左右，30号油则要67min。即使发动机启动了，油泵若不能把机油及时送到各摩擦表面，也会使冷启动失败或造成过量磨损。这就是机油的泵送性问题。,（2）发动机油低温泵送性
15、mini-rotary viscometer,泵送性失败的原因有两个： 一是进油管内形成空穴，机油不能依靠本身的重力流至滤网处，与机油低剪切率（0.2s-1 ）粘度有关； 二是油泵入口处机油流速太慢，机油流动受到限制，与机油中剪切率（6.5s -1 ）粘度有关。,泵送温度的标准方法：即采用M R V型小型旋转粘度计预测发动机油的边界泵送温度。并定义边界泵送性温度为：试验1 min 后，油道最低机油压力达0.136 M Pa 的温度。,我国等效采用AST M D3829 制订了G B/T9171 88 发动机油边界泵送温度测定法。 G B/T9171 方法规定边界泵送温度为能把机油连续地、充分地
16、供给发动机油泵入口的最低温度或出现临界屈服应力或临界粘度时的最高温度。,屈服应力是液体刚刚开始流动所需的剪切应力，所有的牛顿液体和某些非牛顿液体的屈服应力为零，有些发动机油有屈服应力，其大小与低温冷却速率、恒温时间和温度有关，临界曲服应力是能使润滑油流到汽车发动机滤网入口的最大屈服应力，如超过临界屈服应力，空气可能被吸进油泵，并因油泵气阻，导致不能保持合适的机油压力。 临界粘度是在一定的剪切速率下，能使机油顺利流至汽车发动机油泵所允许的最大粘度，如超过临界粘度，流向机油滤网或进油管的机油受到限制，从而导致不能维持所需的机油压力。,用途：测定高温（相当于摩擦点上的油温）和高剪切速率下的粘度。 意义：反映高温油膜的稳定性。 发动机轴承是处在流体润滑和边界润滑中，其工作温度在150 左右，剪切率在10 5 s -1 至10 6 s -1 之间。试验表明，为防止发动机轴承损坏，要求润滑油在高剪切率10 6 s-1 和160 时的粘度要大于3
