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1、各润滑油基础知识,2014-9,构成篇,功能篇,标准篇,特性篇,附属产品,第一节 发动机润滑油的基础构成,构成篇,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 (70-95%),添加剂,(5-30%),润滑油,基础油质量对润滑油性能至关重要,润滑油基础油,矿物油原油经过常减压蒸馏，脱蜡脱沥青，溶剂酸碱精制等处理得到的基础油 半合成油矿物油再经加氢精制 合成油经过化学
2、处理工艺(典型如各种聚合工艺)得到的基础油,矿物油与合成油有何不同？,矿物油的基础油是原油提炼过 程中，在分馏出有用的轻物质（汽油 ）之后，剩下来残留的塔底油再经提炼而成。 本质上，它是运用原油中较差的成份，原油中存有几千个不同 的混合物分子组成，提炼技术即使再精进，亦无法将其中不良物、杂质去除殆尽。,合成油的基础油，来自于原油中的瓦斯气或天然气所分散出来的乙烯、丙烯， 再经聚合、催化等繁复的化学反应才炼制成大分子组成的基础液。 本质上，它使用 的是原油中较好的成份，加以化学反应并透过人为的控制下达到预期的分子形态，其 分子排列整齐，抵抗外来变数的能力自然很强，因此合成油体质较好，其对热稳定、
3、 抗氧化反应、抗粘度变化的能力自然要比矿物油强的多,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,粘度指数改进剂,清净剂,分散剂,抗磨剂,抗氧化剂,防锈剂,消泡剂,摩擦改进剂,降凝剂,分散 燃料燃烧生成物,使发动机内部 保持清洁,防止 生锈,控制泡沫,保护 基础油,减少 发动机磨损,减少 燃油消耗,提高 低温
4、流动性,减少 高温时油变稀,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 增加高温粘度,分散剂 控制油泥及清洁 分散炭粉从而降低 油的稠化,润滑油配方： 是经过广泛实验室试验及发动机台架试验后制定出来的.,机器的血液,发动机油,第二节 发动机润滑油的重要功能,功能篇,发动机润滑系统,在内燃机内循环的机油可以帮助散掉部分燃烧热，但其主要功能还是减少运动部件之间的摩擦。在内燃机中，润滑油储存在曲轴箱下的“机油盘”，或称为“油底壳”中。机
5、油从油底壳中泵出经过过滤器进入主油道，通向“主轴承”（支承曲轴的轴承）和缸盖中的“摇臂”（操纵气门用）。机油从主轴承处经过曲轴中的斜油孔进入连杆轴承（连杆与曲轴连接处）。其他供油通路将机油供给凸轮轴轴承。对于涡论增压发动机，还有专门的油道将经过过滤的机油通入涡轮增压器中，以润滑和冷却涡轮增压器高速旋转的轴。 在大多数小型和中型发动机中，活塞环和气缸壁是靠曲轴旋转带动机油飞溅润滑的。许多较大的发动机有分装的气缸润滑器，专门为气缸中往复运动的活塞供油。 最后所有机油都流回油底壳，在那里机油可再循环。,润滑剂,润滑,冷却,防止腐蚀,保持清洁,发动机润滑油剂的五大功能,密封,发动机各部件磨损比较,发动
6、机油的功能一：润滑与减磨,润滑 - 即使是最高效润滑的发动机也要损失其约20的输出功率来克服摩擦。因此，发动机润滑剂的最重要功能就是将所有发动机运动部件之间的摩擦减至绝对小。润滑剂必须能够在活塞环与缸套之间、配气机构中各运动表面之间、所有的连杆和曲轴轴承中的运动表面之间以及，如果装有涡轮增压器时，也向其轴承提供一层有效的油膜。,发动机油的功能二：冷却,冷却 - 内燃机产生的大多数热，都随尾气排出，许多剩余热被传递到冷却系统。但是由燃油燃烧产生的总热能的约5-10被传递到发动机润滑剂，因此润滑剂也必须是一种高效冷却剂。 一般发动机仅有40%的能量转变成机械能，其余转变成热能或通过废气排出： 冷却
7、系统带走热量的60%- (气缸盖、气缸套和配气系统) 润滑油系统带走热量的40%-(主轴承、连杆轴承、摇臂及其轴承和活塞),发动机油的功能三：保持清洁,R,250-500C积炭,175-260C 漆膜, 90C 油泥,清净剂,无灰分散剂,机器部位污染物 活塞顶 - 硬碳沉积物 活塞环槽- 碳性淤泥 活塞环 - 漆及沉积物 气缸套 - 沉积物 曲轴箱 - 黑淤泥 阀门 - 黑淤泥,燃料的不完全燃烧可导致发动机中烟炱和其它沉积物积累； 磨粒磨损和腐蚀也产生磨损颗粒； 发动机油必须清洁零件，带走污染物并使燃烧污染物和不溶沉积物悬浮于油中； 去除活塞环沉积物对维持良好密封至关重要,发动机油的功能四：密
8、封燃烧室,柴油发动机可形成高达180 bar 的气缸压力，180 倍于大气压； 为维持动力和经济性能，润滑油必须在活塞和气缸壁之间提供有效密封以防止窜气； 为达此目的，必须保持环槽和槽岸清洁无阻碍，使得它们随气缸轮廓变化能有效调节。,选择合理粘度及质量的润滑油有助于形成良好的密封,发动机油的功能五：防锈与抗腐蚀,润滑油必须能防止发动机腐蚀； 腐蚀磨损是由硫酸对活塞环和缸套壁的侵蚀造成的。含硫的燃料燃烧时将产生硫酸； 轴承常常由软金属制造，使之易受酸侵害，即使是循环于其中由润滑油氧化形成的弱酸和污染物亦然； 防锈防腐蚀添加剂在金属表面形成致密的吸附膜，阻止水和有机酸对金属的侵蚀； 过碱性的添加剂
9、中和燃料燃烧产生的硫酸，防止强酸对金属的腐蚀。,发动机油的其他功能,减少燃烧室沉积物 - 燃油燃烧物可加速磨损，并导致腐蚀，因此应尽量减少这些沉积物。使启动更顺畅 - 当发动机为冷态时，润滑油粘度会升高，但不应高至阻碍发动机正常功能。现代发动机润滑油都是复合物质。它们主要是高度精炼的矿物油，为增强性能，它们可能含有多达20的添加剂。,为什么要定期更换润滑油,机油在运行过程中会逐渐变质，引起机油变质的主要原因: 燃烧副产物, 如水分, 酸性物质, 烟炱和积炭以及其它沉积物 燃料稀释作用 机油本身的高温氧化变质 灰尘, 沙土及金属颗粒,所以必须定期更换机油，以排出机油中的污染物，同时保持机油中的成
10、分在合理水平。,第三节 发动机润滑油的相关评定标准,标准篇,发动机润滑油性能评定标准,如何选择机油？,SAE-美国汽车工程师协会,API-美国石油协会,润滑油的粘度级别,W代表冬季粘度油品 它衡量了机油的低温流动性 该数字越低，低温粘度也就越低15W 是最常用的油品之一， 它表明该机油可低至-20C的环境温度下,SAE 15W-40,美国汽车工程师 协会粘度等级,代表机油在100C时的粘度，数字约高，粘度越高.,多级粘度润滑油可适用于更宽的温度范围,想一想，哪一种机油最好？,SAE 10W,SAE 30,10W-30,温度,粘度,- 20oC,100oC,“国际” 标准,一般在描述汽车发动机油
11、的性能质量方面主要依据两大体系分类： API（美国石油学会） ACEA（欧洲汽车/卡车制造商协会）。 这些标准旨在为选择适于发动机条件的润滑剂提供一个参照。实现这些系统中对适用油品的最低要求的规定很重要。同一分类中的两种油可能在质量上大相径庭。,API,汽机油 SA SM,柴机油 CA CI-4,from to,ACEA,汽机油 A1 A5,柴机油 B1 B5,from to,+ Individual OEM requirements,润滑油的质量标准,最新最苛刻的标准 = SM,最旧和最新的标准,API “汽油机油” 标准,SA SB SC SD SE SF SG SH SJ SL SM,O
12、verview,美国石油学会（API）已建立了一个定期修改和更新的体系，该体系根据发动机油在某些规定测试中的性能对其进行分级。它提供了一个以油的性能鉴别使用要求的手段。共有两大类：一类用于汽车汽油发动机（”S - spark ingnition”: 汽油机油）；另一类用于商用柴油发动机（“C - combustion”:商用车机油）。润滑油可以有一个以上的级别，汽油和柴油发动机技术要求有时是组合在一起的（比如API SL/CF）。对于汽油发动机来说，最新的发动机油级别可以涵盖各较早分类的油品级别，即如果规定是SH或SJ油，则API SL油将能提供全保护。对于柴油发动机来说，最新的分类一般，但不
13、都是，涵盖了较早级别的机油性能。,ACEA欧洲汽车/卡车制造商协会,在欧洲有三个字母系统; ACEA A1-5: PCMO gasoline, ACEA B1-5: PCMO diesel ACEA E1-5: HDDEO，最新E6和E7已经发布。,OEM 标准,BMW Ferrari Ford Daimler-Benz Porsche PSA Renault Rover VW,首先应根据车辆制造商推荐的质量级别选择 一般来说，车辆制造商在确定机油质量级别之前要进行许多的台架实验，所订的质量级别在大多数情况下可满足车辆使用要求。所选油品质量至少应满足该级别。,如何选择机油质量级别,505.00
14、 5/10/15/20W-30/40/50/60,欧美OEM 汽油机油标准的发展趋势,DC,229.1,229.3 5W-30/40,229.5 5W-30 FF 0/5W-X SF,API,SL,SH,ILSAC,GF-2,GF-1,ACEA,A1/B1 0W-20/30 5w-30,A3/B3 5W/10W-40,A5/B5,911-A1,Long Life M-52 0/5/10W-30/40,A2/B2,GF-3,B4,904-A,501.01 5/10/15/20W-30/40/50/60,502.00 0/5/10W-X,VW-Audi,503.00/506.01 0W-30 HT
15、/HS 3.4 max,505.01 5W-40 HT/HS 3.5 min,503.01 0/5/10W-30/40,503.00/506.00 0W-30,BMW,Long Life M-54 0/5W-30,Obsolete,910-A1/A2,GF-4,500.00 5/10W-30/40,9986125,2Y30K 0W-30 Gasoline,GF-3,GM,PSA,95D/E,97D/E,99D/E,01D/E,Renault,912-A1 5W-30,GF-2,Motrio 20W-50 SJ, A2/B2,5W-30 FE oil HT/HS 3.4 max,5W-30 HT/HS 3.5 min,20W-50 SJ, A2/B2,A5/B5,Next Generation Opel/Fiat,227.0,SJ,SM,全球轿车机油市场概况(由Oronite提供数据),第四节 发动机润滑油的重要特性,特性篇,发动机油需要具备哪些重要特性?,良好的粘温特性，适应发动机从冬季冷启动到全负荷运转时几百度的高温；良好的抗氧化性能，以在整个换油期内保持润滑和抗腐蚀能力，有效延长换油期；良好的清净分散性能，将燃油燃烧附着在零部件上的胶状物和积碳清洗下来，并使其分散在机油中，避免聚集；良好的抗磨损性能，防止高温运转的活塞环、缸壁和配气系统等零部件磨损和擦伤；,
