壳牌车用润滑油技术

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1、车用润滑油 技术培训FLTS Coach Stephen Mi 宓峥宇内容一. 润滑油的基本知识 二. 发动机结构 三. 发动机油(汽机油和柴机油) 四. 发动机冷却系统和防冻液 五. 车用手动变速箱和桥的润滑 六. 自动变速器及动力换挡变速器及其润滑 七. 车轮轴承和润滑脂 八. 轿车制动系统和制动液一.润滑油的基本知识润滑的定义润滑 任何减少运动表面间摩擦的手段。润滑剂 任何可以减少摩擦的材料。 润滑剂的主要功能是分离两个运动表面并使它们之间的相互运动更容 易。 润滑油用作润滑剂可以将运动表面间硬碰硬的高摩擦力转化为润滑油 的流体摩擦。润滑油的组成润滑油的组成：基础油+ 添加剂基础油 (7

2、0-95%)添加剂 (5-30%)润滑油润滑材料的分类矿物油，天然油脂(动植物油)，合成油 能够自由流动并有冷却作用润滑脂 由油加稠化剂(皂类等)制成的半固体润滑剂 易在被润滑表面保持 良好的密封性能固体润滑剂 二硫化钼和石墨 用于极端温度条件下，低压，环境较差气体润滑 有时用于润滑高速低负荷的轴承润滑油的重要性能粘度是润滑油的最重要的性能。其他重要性能包括-粘度指数-中和值(酸值和碱值,通过滴定法测得)-比重-倾点-闪点-燃点-氧化稳定性-抗腐蚀性-抗乳化性-空气释放性-抗泡性-相容性(与橡胶，密封等件不起反应)-抗磨损/极压性能粘度是什麽 ?液体粘度度量了其阻碍流动的能力 在同样条件下，低

3、粘度液体比高粘度液体更易于流动； 粘度是润滑油最重要的指标； 它是形成润滑油膜的最主要的因素，同时也决定了润滑剂 的负载能力； 通常用厘斯或SAE级别来描述粘度。什么是粘度指数 ?(VI) 粘度指数反映了油的粘度随温度变化的特性 液体的粘度会随温度变化而变化; 润滑油随温度升高而变稀; 油的粘度指数越高，粘度随温度的变化幅度越小; 该指标是运行于较大温度范围内的润滑油的重要指标;100C40C粘度随温度的变化粘度的 对数 HVI高粘度指数油 (VI 85)MVI中粘度指数油(VI 30 - 85)LVI低粘度指数油 (VI 0.03%且80 90%且80 90%且120聚烯烃 (PAO)所有未

4、列入 I, II, III, IV类 中的其它种类API 基础油分类 - 标准Shell Global Solutions绝大多数溶剂 精制除蜡HVI基 础油深度加氢基础油HVI 基础油壳牌 XHVI, 聚异丁烯PIOs VHVI包括其它合成油, 如酯类 等和环烷基基础油 (VI99%石蜡)经过加氢裂化，加氢异构化和异构脱 蜡转化成超纯基础油。Shell 公司在马来西亚装置 生产的这种蜡用于生产XHVI油品。壳牌在2003年10月在卡塔尔签署Shell GTL新项目 这个在卡塔尔 Ras Laffan的项目是全球最 大的GTL项目 US$5bln 项目. 二期项目，每一期 70,000b/d.

5、 第一期，包括基础油，在2009投产壳牌基础油精炼厂YokkaichiKaoshiungPilillaPulau BukomGeelongDurban Buenos AiresMontrealWood RiverDeer ParkMartinezStanlowHarburgPernisP.Couronne基础油的稳定是高品质润滑剂的基础壳牌基础油生产壳牌基础油精炼特点：1. 依据原油产地，选择最佳工艺生产2. 高压加氢处理工艺属于世界领先3. 全球范围基础油统一要求理想的性能最低要求氧 化 寿 命TOST小时亚洲地区壳牌基础油与竞争对手的对比壳牌新加坡 炼厂在氧化寿命方面,壳牌基础油遥遥领先润

6、滑油的组成XXXXXx基础油添加剂润滑油产品什么是添加剂？ 随着机械工业的发展，对润滑剂的要求愈益严格。为了满足要求就必须： 通过新的炼制方法来提高基础油质量 使用添加剂 作为化学物质，添加剂用量虽然小, 却影响着润滑剂的性能, 使其更能适应实用 的要求。 添加剂可被用来： 赋予新的实用的性能; 加强基础油的性能; 减缓油品发生我们所不希望变化的速度。一种润滑油可能含有多种添加剂抗磨剂抗氧化剂清净剂摩擦改进剂消泡剂分散剂分散 燃料燃烧生成物使发动机内部 保持清洁防锈剂防止 生锈减少 发动机磨损保护 基础油减少 燃油消耗控制泡沫提高 低温流动性降凝剂减少 高温时油变稀粘度指数改进剂添加剂的使用添

7、加剂有许多种, 其中一些具备几种不同功能, 可简单地划分为三类： 改善油品物理性质的添加剂, 如粘度指数改进剂, 降凝剂。. 保护被润滑表面的添加剂，如抗腐蚀剂，抗磨剂、清净剂和分散剂。 保护润滑剂的添加剂，如抗氧化剂。通常所有的润滑剂中至少有一种添加剂，有一些油可含多达1012种添加剂。内燃机油（按重量计算）通常含1020的添加剂，工业润滑油中的含量较低, 约为14 。添加剂种类1. 改善物理性能的添加剂:粘度指数改进剂抗泡剂降凝剂粘附剂2. 保护润滑表面的添加剂:防腐剂清净剂抗磨极压剂防锈剂分散剂乳化剂3. 保护润滑油的添加剂:抗氧化剂添加剂添加剂类型目的典型的化合物_ 抗磨剂 清净剂 分

8、散剂 抗氧化剂 防腐剂 摩擦改进剂减少摩擦和磨损防止表面沉积保持不溶物的悬浮抑制氧化分解防止金属部件生锈提高摩擦性能磷、硫、Cl化合物、ZDDP(二烃基二硫化磷酸锌)钠、钙、镁化合物、磺化物酯ZDDP，芳香胺ZDDP，脂肪酸，胺有机脂肪酸添加剂添加剂类型目的典型的化合物_抗乳化剂使油水分离降凝剂抗泡剂提高低温流动性减少泡沫（油中的异分子聚酯硅酮空气）的形成粘度指数改良剂极压添加剂改良粘度-温度特性控制极大负荷条件聚合物和共聚物磷、硫、氯化合物，ZDDP下的磨损抗 磨 剂(AW) 抗磨剂附着在金属表面,形成一层保护性油膜,减低表面磨损 多用于经常发生金属与金属接触的情况,如边界润滑滑动表面添加剂

9、膜静止表面清净剂 清净剂的极性端附着在沉积物上,将其从金属表面移去,使金属表面清洁; 在高碱性清净剂中,极性端呈碱性,中和燃烧形成的酸.SO3极性端MCO3亲油端添 加 剂 高碱性成分清净剂清净剂的作用过程汽缸壁润滑油沉积物活塞分散剂(DD或HD) 分散剂有极性端和亲油端; 极性端自身吸附于氧化金属(如: 积炭和油泥)上并包围它,而亲油端使之保持溶于油中, 这就防止了杂质在金属表面上的聚集和黏附.分散作用过程分散剂类型酚盐水杨酸盐(主要用于柴油机润滑油)硫代磷酸盐磺酸盐(主要用于发动机油)聚异丁烯(PIBSA)抗氧化剂 润滑油老化可分为两个过程：氧化过程和高温热分解(裂化)过程。氧化老化是主要

10、过程。 在水、酸或者固体污染物的存在下，氧化过程会因热、光的作用、金属(如：铜)的催化作用而加速； 油品氧化的危害：- 聚合物的沉积将形成油泥、漆膜和胶质，从而严重影响设备的运行- 生成的有机酸会腐蚀金属部件漆膜 油泥 胶质油过氧化物醇,醛,酮 有机酸等空气热聚合物抗氧化剂稳定的化合物抗氧化剂抗氧化剂是一种添加剂,少量地加入石油产品中可以提高油品的抗氧化性,从而延长油品的储存及使用寿命抗氧剂可分为主抗氧剂(自由基清除剂)和副抗氧剂(过氧化物分解剂)抗氧化剂的三种作用机理：1)2)3)与过氧化物发生反应,形成稳定性的无害化合物分解过氧化物将氧化催化剂(金属或金属离子)转变成惰性成分常见的抗氧剂酚

11、类抗氧剂(苯酚等,用于高温应用)芳香胺(用于自由基清除,用于120C高温)含硫和磷的化合物(二硫化磷酸锌,主要用于自由基的清除)有机硫化合物(典型的过氧化物分解剂)有机膦化合物其他化合物(有机铜化合物等)协同混合物(胺类和酚类混合使用等)氧化稳定性试验汽轮机油氧化稳定性试验(TOST)(DIN 51587,ASTM D943,ASTM D4310)ROBOT旋转氧弹试验(ASTM D2272)IP 48高压差示扫描量热法(HPDSC)封闭容器差示扫描量热法(SCDSC)抗氧化剂油品抗氧化性的提高基础油的选择基础油的炼制方法添加氧化抑制剂在使用过程中,对油品及设备的良好维护(如防止油品污染、过热

12、)可最大限度地减缓氧化过程防腐蚀剂 防锈剂的极性端吸附在金属表面上,形成一层薄膜 长尾部使防锈剂溶于油中,并阻止腐蚀性化合物与金属表面发生反应金属表面油溶性尾部极性头部粘度指数改进剂 粘度指数改进剂用于改进油品的粘温特性,是长链状高分子聚合物,分子质量为 10000-250000。 在高剪切区域,例如轴承,不良的粘度指数改进剂被剪切而断裂,导致粘度指数和粘度的降低 用于需要高粘度指数的场合,如温度范围宽广的油品高温时伸展,相互缠绕,阻止流动低温时蜷缩,呈球状,易于流动粘度指数改进剂粘度指数改良剂用以减少因温度的改变产生的粘度变化100908070605040302010010090807060

13、50403020100温度加温时起作用加稠冷温时不起作用不增稠剪切力对粘度指数改良剂的影响暂时粘度损失 一般剪切力时被挤推，分开，暂时性变稀高剪切力时永久粘度损失碾碎，断裂，永久性变稀粘度指数改进剂的类型类型简称主要用途烯烃共聚物:OCP发动机油和液压油聚烷基(甲基)丙烯酸酯: PAMA齿轮油和液压油聚异丁烯:氢化苯乙烯-异戊二烯共聚物:氢化苯乙烯-丁二烯共聚物:PIBSIPSBR齿轮油,无灰分散剂的原材料发动机油发动机油降凝剂(PPD) 低温时, 基础油中的蜡质结晶析出, 析出更大的晶体, 使油品固化 降凝剂作用于结晶过程, 使蜡质形成小的晶体, 因此基础油在低温时仍然保持流动 降凝剂用于降

14、低基础油的倾点 晶 体静止无降凝剂生 长晶体形成有降凝剂抗乳化剂抗乳化剂 改变油和水之间的表面张力的特殊添加剂 可促使油和水迅速分离破乳剂类型有机磺酸的碱土金属盐二壬基萘磺酸钡(和钙)特制的聚(乙二醇)抗泡剂改变油/气界面的表面张力的特殊添加剂可促使油品表面气泡迅速破裂抗泡剂类型硅类抗泡剂(聚硅氧烷等)聚硅氧烷不能用于切削液和液压油,它会和涂料和油漆反应不含聚硅氧烷的抗泡剂有特制的聚(乙二醇)(聚醚)等三丁基磷酸酯极压添加剂 极压添加剂在高温、高压条件下与金属表面起反应，生成一层软性薄膜，防止金属焊接 用于低速和冲击负荷的场合极压(EP)添加剂极压(EP)添加剂可用来降低高温重载下的摩擦和磨损

15、。 极压添加剂是含硫、磷、氯等原子的活性化合物。当两金属表面磨擦产生高温 时，这化合物与金属表面反应形成金属硫化物、磷化物、氯化物的不溶性表面 膜。 这种表面膜比两直接接触的金属表面更易发生剪切。在表面滑动接触中，部分 润滑膜被带走，但又被继发的化学反应迅速补充。极压添加剂对不同的金属有不同的反应活性，适用于钢-钢表面接触的添加剂, 有 可能不适用于钢一青铜接触的情况。极压添加剂类型磷化合物(磷酸三甲苯酯-TCP等)含硫和磷的化合物(ZnDTP,TPPT等)含硫和氮的化合物(DMTD等)硫化合物PEP添加剂(高碱性磺酸盐,用于金属加工液等)氯化合物固体润滑剂(石墨和二硫化钼)配方取舍的两难优点缺点 粘度指数改进剂清洁剂抗泡剂较好的粘度引擎干净较少泡发动机的沉积 剪切变稀多灰分 提前点火空气释放性差平衡的添加剂配方抗氧化/抗磨添加剂 防止轴承的腐蚀 缓和油变质/变稠 防止气阀机构的磨损清净剂 中和燃烧所产生的酸 减少活塞的沉积物 提供总碱值粘度指数改进剂 容易起动 更快供应油到运行的部位 低温抗磨 增