《润滑油基础知识》(北欧石油区域技术服务中心)

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1、润滑油基础知识北欧石油区域技术服务中心什么是摩擦 简单的说摩擦就是阻碍运动的现象 发生在两个或两个以上的接触面上 可分为 液体摩擦 固体摩擦 静摩擦 动摩擦 滚动摩擦磨损的类型 磨损的类型 粘结 摩擦产生的热量使接触面熔和、焊接 研磨 接触面之间有固体颗粒(磨粒)存在 腐蚀 同环境物质发生反应，然后脱落 疲劳 滚动接触时表面疲劳 气蚀 气泡的迅速形成和破裂造成压力的急剧变化，冲击金属表面 润滑 润滑 形成一个更易于剪断的润滑膜，从而减少或避免两个接 触表面的摩擦和磨损 可以有各种形式 固体(如石墨) 液体(主要为石油制品)，可分为: 流体动压润滑 混和润滑 边界润滑 弹性动压润滑 润滑的主要作

2、用减少摩擦 减少磨损 冷却系统 防止生锈 清洁系统润滑的种类 流体动压润滑 条件：有油楔存在，有一定的相对运动和油的粘度或高速低负荷运动表面低负荷高速运动油楔 静止静止表面 混合润滑低速运动润滑的种类 边界润滑边界 混和摩 擦Z N /P (粘度*速度/负荷) 最小摩擦点 弹性动压润滑(发生在点线接触副)负荷滚柱表面的 弹性变形很薄的油膜 极高的压力什么是润滑油 润滑剂的一种 润滑剂：介于两个相对运动的物体之间，具 有减少两物体因接触而产生的摩擦的功能润滑剂的种类 固体润滑剂 半固体润滑剂 石墨 二硫化钼 润滑脂 气体润滑剂 液体润滑剂 空气 油雾 矿物基 合成基 动植物油润滑油/脂的功能 减

3、少摩擦 减少磨损 降低温度 防腐、防锈 清洗 动力传动 防震 密封 导热 绝缘 两个主要特性1.粘度 (稀还是稠)2.性能 (表现好还是一般，好在哪里)原油 碳氢化合物 氢和碳 形成 埋于地底的生物 高温高压下原油的提炼原油其他 辅料炼油厂LPG 汽油 化工原料飞机燃料 煤油 柴油 轻质燃油润滑油 蜡 沥青 重油 原油的提炼 常压蒸馏 减压蒸馏 热裂化 催化裂化(采用催化剂) 加氢裂化(在催化剂和氢气存在的条件下) 延迟焦化 催化重整 精制酸碱精制(用硫酸与油中的不良成分反应) 溶剂精制(利用溶剂的活性极性分子，溶解油中的非理想成分) 加氢精制(减少不饱和烃和非烃化合物) 白土补充精制(用白土

4、吸附不良成分) 丙烷脱沥青(丙烷对沥青和沥青质几乎不溶) 脱蜡(冷冻脱蜡，尿素脱蜡，溶剂脱蜡，分子筛脱蜡，加氢降凝)润滑油的提炼VacNEUTRALDI STILLATESSolvent ExtractionWAXYRAFFI NATESSolvent DewaxingDEWAXED OILSClayor Hydroge n FinishFINISHEDS TOCKOILSTowerAromatic常压蒸馏 残余VacSolvent De AsphaltAsphaltPD RaffExtractWax润滑油是如何配制成的原油矿物基础油成品油 合成基础油清净剂和分散剂 抗氧抗腐剂 极压抗磨剂 摩

5、擦改进剂 金属减活剂添加剂粘度指数改进剂 防锈剂 降凝剂 抗泡沫剂润滑油/脂按用途分类 车辆用油 船舶用油 工业用油 工艺(原料)用油 特种用油 基础油-矿物油 矿物基础油的特点从石蜡基原油中所提炼出来的基础油用途最广 粘度指数通常为90100 倾点通常为156 有各种不同的粘度等级, 如150SN、400SN、500SN、150BS等 粘度范围从4cSt(100 )到30cSt(100 ) 选择合适粘度的基础油混和，可得到各种不同的粘度级基础油合成油 合成基础油的特点 常用的合成油及应用举例 高粘度指数需要较少的粘度指数改进剂，沉淀少 减少了活塞环的粘结和研磨现象， 品质更稳定 不易挥发耗油

6、量低，排放少品质更稳定 低倾点低温流动性好启动性能好，磨损低 氧化稳定性好油泥、沉淀少换油期长 成本高几倍于矿物基础油 溶解性差需采用特选的添加剂 与密封材料相容性差有侵蚀油封的倾向 酯 Aviation Oils 醇 Industrial Oils 烷基苯 Refrigerant Oils 聚烯烃(PAO) Engine Oils,Industrial 磷酸酯 Industrial-Fire Resistant Fluids 硅油 Industrial Heat Transfer Oils添加剂的分类可改良基础油特性的添加剂 保护发动机零件的添加剂 粘度指数改进剂 降凝剂 油封膨胀剂可保护基

7、础油的添加剂抗氧化添加剂 抗起泡添加剂抗磨添加剂 防锈抗腐蚀添加剂 清净添加剂 分散添加剂 金属减活剂 油性剂和摩擦改进剂润滑油的基本特性粘度(阻止液体流动的能力) 动力粘度(单位:泊P，通常用厘泊cP为单位) 运动粘度(单位为厘斯，即cSt或mm2/s)运动粘度=动力粘度/油的密度 其它表示方法有雷氏粘度/恩氏粘度/赛氏粘度 影响粘度的因素 温度 温度升高，粘度下降 压力 受压升高，粘度增大 剪切率 剪切率增大，粘度变小粘度 阻止液体流动的能力高粘度(稠)蜂蜜低粘度(稀)水粘度相关因素粘度的选择 气温 发动机型号 发动机新旧程度粘度对发动机的影响 低温性能(启动性，抗冻性) 机油消耗 燃料经

8、济性，动力性 负荷的承受能力(润滑性、抗磨性) 缓冲、减噪运动粘度(KV) 单位: cSt(厘斯)复级油的粘度SAE15W/40机油的粘温图粘度cSt100001000 500100 5020105复级机油的粘度指数要高于单级油SAE15W-40SAE50 SAE40 SAE30 SAE20W SAE15W SAE10W2-20020406080100120140 160温度()粘度指数(VI)粘度随温度变化而变化的程度ASTM D2270润滑油的基本特性闪点在规定条件下，加热油品所逸出的蒸汽和空气的混和物，与火焰接触发生瞬间闪火 时的温度，以表示。分为：ASTM D92开口闪点(COC)闭口

9、闪点(PMCC)火花塞油样加热温度计搅拌器润滑油的基本特性倾点油冷却到不可流动时的温度ASTM D97油样先预热，然后以规定的速度冷却，每3C测量其流 动性倾点指油不能流动时的最高温度-21 C (倾点)-24C润滑油的基本特性闪点在规定条件下，加热油品所逸出的蒸汽和空气的混和物，与火焰接触发生瞬间闪 火时的温度，以表示。分为：开口闪点(COC)闭口闪点(PMCC)倾点油冷却到不可流动时的温度总酸值Total Acid Number-TAN,表示油的酸性,以1克油能中和的KOH的量表示总碱值Total Base Number-TBN,表示油的碱性,以1克油能中和的酸所等量的KOH的量表示残碳

10、油品进行蒸发和裂解期间形成的残留物，以重量百分数表示 可大致判断油品的精炼程度 添加剂高，残碳相对较高，因此添加剂不控制成品油的残碳润滑油的基本特性灰分 油品被煅烧后留下的残留物，以重量百分数表示 硫酸灰分 油品被煅烧干后，再加入数滴硫酸，再加热至775后的残余量 添加剂越高，灰分一般也越高 破乳化时间 表示油品破乳化性的量度，以分钟(min)表示 油和水分离的性能 氧化安定性 油品抵抗空气(或氧气)的作用而引起性质发生永久改变的能力 氧化后油品的酸值升高，并有沉淀物 对于长期使用的汽轮机油、变压器油和压缩机油非常重要 清净性 表示油品在发动机工作时活塞侧面生成漆膜的状况 抗泡沫性 往油中吹气

11、后若干时间后泡沫的残余量 水份 指油品中水的含量，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表示车用发动机油第一部汽车福特1909T型四冲程发动机凸轮凸轮轴 凸轮顶杆 弹簧 阀门 活塞 连杆 曲轴大端轴承四冲程汽油机油的主要部件定时齿轮汽缸小端轴承定时齿轮车用润滑油用在那里四冲程汽油发动机的四个冲程1. 吸气 进气阀(L)打开 活塞向下运动3. 作功 火花点燃混和气体燃烧的气体急剧膨胀，推动活塞下行 燃油和空气的混和物进入汽缸 当活塞运动至最低时，进气阀关闭2.压缩 进气阀与排气阀都关闭着活塞向上运动燃油和空气的混和气体被压缩4.排气 排气阀(R)打开 活塞向上

12、运动 将燃烧后的废气排出 当活塞运动至最顶部时，压缩冲程结束 当活塞运动至最顶部时，排气阀关闭四冲程柴油发动机的四个冲程1. 吸气 进气阀(L)打开 活塞向下运动3. 作功 喷入的燃油自燃 燃烧的气体急剧膨胀，推动活塞下行 空气进入汽缸 当活塞运动至最低时，进气阀关闭2.压缩 进气阀与排气阀都关闭着 活塞向上运动 空气被压缩 产生大量热量4. 排气 排气阀(R)打开 活塞向上运动 将燃烧后的废气排出 当活塞运动至最顶部时，排气阀关闭 当活塞运动至近顶部时，燃油被喷入四冲程汽油和柴油发动机的区别特 性燃油点火方式压缩比空气燃料比发动机转数重量功率比噪音发动机寿命汽油发动机与空气混和后进入汽缸火花

13、塞点火10:1约14.6:12000-7000rpm大小短柴油发动机被喷入汽缸自燃14-20:1可变(通常空气过剩)1000-5000rpm小大长LMN 二冲程发动机M1. 吸气MTE 活塞位于冲程的底部 通道T打开 燃油和空气的混和物进入汽缸 废气被混和气体从出口E扫出汽缸 当活塞向上运动后，通道T被关闭 2. 压缩 排气口和通道T都被关闭 燃油和空气的混和物被推入汽缸 活塞继续向上运动 混和气体被压缩 进气口L被打开，混和气体进入曲轴箱 3.作功TE 活塞到达顶部 火花点燃混和气体TE 燃烧气体急剧膨胀，推动活塞下行 4.排气 活塞向下运动，排气口打开 一部分废气从排气口排出 曲轴箱内的混

14、和气体被压缩 活塞继续下行，通道T打开 被压缩的混和气体进入汽缸 重复循环 二冲程增压式发动机1. 吸气 活塞位于冲程的底部 进气口L打开，被压缩的空气进入汽缸 空气被增压器压缩 废气被压缩空气出口R扫出汽缸2. 压缩 进气口和排气口都被关闭 活塞向上运动，空气被压缩 当活塞运动至顶部时，压缩结束 燃油被喷入汽缸3.作功 喷入的燃油自燃 气体急剧膨胀，推动活塞下行4.排气 排气阀打开 部分废气排出 活塞向下运动，进气口打开 新鲜空气进入汽缸，将废气排出四冲程与二冲程的比较(汽油机)特性燃烧燃料与润滑油润滑油曲轴箱润滑气门结构价格燃油经济性重量排烟量四冲程四个冲程一次分离循环使用湿式顶置式气门组

15、高好重低二冲程两个冲程一次混和燃烧掉干式进出气口低差轻高二冲程发动机扫气泵的位置活塞下机械增压器机械增压器涡轮增压器机械增压与涡轮增压的区别涡轮增压器1. 燃烧废气经排气道排出 2. 废气排出时带动涡轮转动 3. 涡轮经连轴将动力传送到增压涡轮， 增压涡轮将空气压缩后送入汽缸 4、优点：增加动力输出、相同动力输出下减小发动机重量和大小、 较佳的燃油经济性特性转速动力来源增压量价格燃油效率提升机械增压器与发动机 相同曲轴高昂贵小涡轮增压器比发动机 高燃烧后废气非常高便宜明显车用油(工业用发动机油)粘度级分类发动机油的SAE粘度等级美国汽车工程师协会(简称SAE)根据汽车的使用与设计情况颁布了汽车用 油的粘度等级，被称为SAE 粘度级，并在世界范围内得到应用。发动机油的SAE粘度级别分别为：SAE 0W,5W,10W,15W,20W, 25W, 2