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润滑油基础知识

1、润滑油的诞生

早在两个世纪以前,人们就开始在机械装置中使用以动、植物油作为润滑剂,以起到减少磨擦和磨损的作用。

19世纪七十年代,人类开始着手用石油来制备润滑剂,推动了工业的进一步飞跃,人类在磨擦-磨损-润滑”矛盾中,润滑剂已成为一个关键的环节。

经过两个世纪的发展,润滑剂也进入了现代化的里程,无论在制造技术、生产规模、品种质量以及应用技术上,都有了重大的发展与创新。

新世纪的今天,中国加入WTO之后,国际化进程日益加强。中国正全面迅速进入汽车时代,中国工业也在为不时提升产品附加值而努力,对润滑油的要求越来越高,而进口润滑油所具有的质量和技术则可为中国的蓬勃发展提供了可靠保证,同时也为进口润滑油在中国市场的销售提供了机会。

2、润滑油的作用

润滑油又称发动机油。发动机润滑系统的工作液,有润滑、冷却、密封、清净、防蚀等功用。润滑油质量的好坏,直接关系到发动机使用寿命的长短和汽车的工作状况。由于发动机在运转时温度变化极大,润滑油在这种状况下能否保证性能的稳定是评判润滑油质量优劣的关键。如果润滑油的粘度随温度变化很大,高温时粘度降低过多,那么就不能保证机件有效的润滑。低温时如果润滑油粘度增加过多,又会使发动机启动困难,并加剧发动机部件的磨损。所以优质润滑油的粘度随温度的变化其变化水平越小越好,既要具有良好的高温润滑性同时又要具有低温下良好的启动性。?

润滑油是用在各种类型机械上以减少摩擦,维护机械及加工件的液体润滑剂,主要起润滑、冷却、防锈、清洁、密封和缓冲等作用。润滑油占全部润滑资料的85%种类牌号繁多,现在世界年用量约8000万吨。对润滑油总的要求是

1)减摩抗磨,降低摩擦阻力以节约能源,减少磨损以延长机械寿命,提高经济效益;

2)冷却,要求随时将摩擦热排出机外;

3)密封,要求防泄漏、防尘、防窜气;

4)抗腐蚀防锈,要求维护摩擦外表不受油蜕变或外来侵蚀;

5)清净冲洗,要求把摩擦面积炭和油垢清洗排除;

6)应力分散缓冲,分散负荷和缓和冲击及减震;

7)动能传递,液压系统和遥控马达及摩擦无级变速等。

3、润滑油的组成

润滑油一般由基础油和添加剂两部分组成。基础油是润滑油的主要成分,决定着润滑油的基本性质,添加剂则可弥补和改善基础油性能方面的缺乏,赋予某些新的性能,润滑油的重要组成局部。

基础油

基础油主要分矿物基础油及合成基础油两大类。矿物基础油应用广泛,用量很大(约95%以上)但有些应用场所则必需使用合成基础油调配的产品,因而使合成基础油得到迅速发展。

添加剂

添加剂是近代高级润滑油的精髓,正确选用并合理加入,可改善其物理和化学性质,对润滑油赋予新的特殊性能,或加强其原来具有的某种性能,满足更高的要求。根据润滑油要求的质量和性能,对添加剂精心选择,仔细平衡,进行合理调配,保证润滑油质量的关键。

一般常用的添加剂有:粘度指数改进剂,倾点下降剂,抗氧化剂,清净分散剂,摩擦缓和剂,油性剂,极压剂,抗泡沫剂,金属钝化剂,乳化剂,防腐蚀剂,防锈剂,破乳化剂。目前,世界上添加剂的主要生产商以艾克生-美孚、路博润、拜尔、雪佛龙最为著名,质量也最为上乘。

4、润滑油脂的基本性能

润滑油是一种技术密集型产品,复杂的碳氢化合物的混合物,而其真正使用性能又是复杂的物理或化学变化过程的综合效应。润滑油的基本性能包括一般理化性能、特殊理化性能和模拟台架试验。

一般理化性能

每一类润滑油脂都有其共同的一般理化性能,以标明该产品的内在质量。对润滑油来说,这些一般理化性能如下:

1)外观(色度)

油品的颜色,往往可以反映其精制水平和稳定性。对于基础油来说,一般精制水平越高,其烃的氧化物和硫化物脱除的越干净,颜色也就越浅。但是即使精制的条件相同,不同油源和基属的原油所生产的基础油,其颜色和透明度也可能是不相同的

但对于现代润滑油来说,由于添加剂的普遍使用,颜色作为判断基础油精制水平高低的指标已失去了原来的意义。

2)粘度

粘度反映油品的内摩擦力,表示油品油性和流动性的一项指标。未加任何功能添加剂的前提下,粘度越大,油膜强度越高,流动性则越差。欧、美、日等发达国家目前追求的高温下能保持较高的粘度,以便形成强韧的油膜,而在低温状态下则具有良好的流动性,以便于汽车的起动,因为汽车在起动的瞬间对缸体的磨损最为严重。

单级粘度则可能在高温下表现较好,但低温下流动性差对发动机缸体磨损严重;或者在低温下流动性好,而在高温下却粘度下降很大,无法形成强韧油膜,达不到润滑目的

现代润滑油通过添加剂的调和,真正能做到低温下有良好的流动性,高温下又具有良好的粘度保证润滑效果。目前日本已经100%使用这类润滑油,美国则达到98%西欧也达到100%左右使用这类润滑油。而中国由于过去一直沿用苏联的方法,五、六、七十年代一个标号包打天下,至今单级润滑油仍在中国占有60%以上的份额,司机、维修工大多以单级油来衡量多级油,观念陈腐,所以,多级油在中国将会有巨大的展。

3)粘度指数

粘度指数表示油品粘度随温度变化的水平。粘度指数越高,表示油品粘度受温度的影响越小,其粘温性能越好,反之越差。衡量润滑油的优、劣,主要是看其粘度指数的高低,而不是凭借肉眼看润滑油是否够浓。国产润滑油经常肉眼看起来“很浓”但高温下粘度却下降很快。而进口润滑油在这方面则表示为肉眼看起来“较浠”但高温下粘度指数经常下降很小。时下,中国私家车越来越多,私人对车的关爱水平远远高于开公家车的人。进口润滑油在这方面则具有优势,因为欧美已有几十年的丰富经验。

4)闪点

闪点是表示油品蒸发性的一项指标。油品的馏分越轻,蒸发性越大,其闪点也越低。反之,油品的馏分越重,蒸发性越小,其闪点也越高。粘度相同的情况下,闪点越高越好。因此,用户在选用润滑油时应根据使用温度和润滑油的工作条件进行选择。一般认为,闪点比使用温度高20℃~30℃,即可平安使用。一般发动机油底壳(装润滑油的地方)温度不超过100℃。

5)凝点和倾点

凝点是指在规定的冷却条件下油品停止流动的最高温度。油品的凝固和纯化合物的凝固有很大的不同。油品并没有明确的凝固温度,所谓“凝固”只是作为整体来看失去了流动性,并不是所有的组分都变成了固体。

润滑油的凝点是表示润滑油低温流动性的一个重要质量指标。对于生产、运输和使用都有重要意义。凝点高的润滑油不能在低温下使用。相反,气温较高的地区则没有必要使用凝点低的润滑油。因为润滑油的凝点越低,其生产利息越高,造成不必要的浪费。一般说来,润滑油的凝点应比使用环境的最低温度低5~7℃。但是特别还要提及的选用低温的润滑油时,应结合油品的凝点、低温粘度及粘温特性全面考虑。因为低凝点的油品,其低温粘度和粘温特性亦有可能不符合要求。

凝点和倾点都是油品低温流动性的指标,两者无原则的差异,只是测定方法稍有不同。同一油品的凝点和倾点并不完全相等,一般倾点都高于凝点23℃,但也有例外。

7)水分

水分是指润滑油中含水量的百分数,通常是重量百分数。润滑油中水分的存在会破坏润滑油形成的油膜,使润滑效果变差,加速有机酸对金属的腐蚀作用,锈蚀设备,使油品容易发生沉渣。总之,润滑油中水分越少越好。

8)机械杂质

机械杂质是指存在于润滑油中不溶于汽油、乙醇和苯等溶剂的沉淀物或胶状悬浮物。这些杂质大部分是砂石和铁屑之类,以及由添加剂带来的一些难溶于溶剂的有机金属盐。通常,润滑油基础油的机械杂质都控制在0.005%以下(机杂在0.005%以下被认为是无)

9)腐蚀和锈蚀

由于油品的氧化或添加剂的作用,经常会造成钢和其它有色金属的腐蚀。腐蚀试验一般是将紫铜条放入油中,100℃下放置3小时,然后观察铜的变化;而锈蚀试验则是水和水汽作用下,钢外表会产生锈蚀,测定防锈性是将30ml蒸馏水或人工海水加入到300ml试油中,再将钢棒放置其内,54℃下搅拌24小时,然后观察钢棒有无锈蚀。油品应该具有抗金属腐蚀和防锈蚀作用,工业润滑油规范中,这两个项目通常都是必测项目。

10)抗泡性

润滑油在运转过程中,由于有空气存在常会产生泡沫,尤其是当油品中含有具有外表活性的添加剂时,则更容易发生泡沫,而且泡沫还不易消失。润滑油使用中发生泡沫会使油膜破坏,使摩擦面发生烧结或增加磨损,并促进润滑油氧化蜕变,还会使润滑系统气阻,影响润滑油循环。因此抗泡性是润滑油等的重要质量指标。

11)挥发性

基础油的挥发性对油耗、粘度稳定性、氧化安定性有关。这些性质对多级油和节能油尤其重要。

13)防锈性能

这是专指防锈油脂所应具有的特殊理化性能,试验方法包括湿润试验、盐雾试验、叠片试验、水置换性试验,此外还有百叶箱试验、临时贮存试验等。

5、润滑油的选用

润滑油选用是润滑油使用的首要环节,保证设备合理润滑和充分发挥润滑油性能的键。爱马仕(HERMES品牌的销训售员应在这一方面下功夫,做到能准确判断设备所适用的润滑油的级别、粘度、型号等。合理选用适配的润滑油可依以下三个方面进行参考:

1)机械设备实际使用时的工作条件(即车况或工况)

2)机械设备制造厂商说明书的指定或推荐;

3)润滑油制迁造厂商的规定或推荐。

6、润滑油性能指标的选定

1)粘度

粘度是各种润滑油分类分级的指标,对质量鉴别和确定有决定性意义。设备用润滑油粘度选定依设计或计算数据查有关图表来确定。

2)倾点

倾点是间接表示润滑油贮运和使用时低温流动性的指标。经验证明一般润滑油的使用温度必需比倾点高5~10℃。

3)闪点

闪点主要是润滑油贮运及使用是平安的指标,同时也作为生产时控制润滑油馏分和挥发性的指标。润滑油闪点指标规定的原则是按平安规定留1/2平安系数,即比实际使用温度高1/2如内燃机油底壳油温最高不超过120℃,因而规定内燃机油闪点最低180℃。

4)性能指标的选定

性能指标比较多,不同品种差别悬殊,应综合车况和设备的工况、制造厂要求和油品说明及介绍合理决定。努力做到既满足润滑技术要求又经济合理。

7、润滑油的代用

不同种类的润滑油各有其使用性能的特殊性或差别。因此,要求正确合理选用润滑油,防止代用,更不允许乱代用。

8、润滑油代用的原则

1)尽量用同一类油品或性能相近的油品代用。

2)粘度要相当,代用油品的粘度不能逾越原用油品的±15%应优先考虑粘度稍大的油品进行代用。

3)质量以高代低。

4)选用代用油时还应注意考虑设备的环境与工作温度。

9、润滑油的混用

不同种类牌号、不同生产厂家、新旧油应尽量防止混用。

下列油品绝对禁止混用:

1)军用特种油、专用油料不能与别的油品混用。

2)有抗乳化性能要求的油品不得与无抗乳化要求的油品相混。

3)抗氨汽轮机油不得与其他汽轮机油相混。

4)含锌抗磨液压油不能与抗银液压油相混。

5)齿轮油不能与蜗轮蜗杆油相混。

下列情况可以混用:

1)同一厂家同类质量基本相近产品。

2)同一厂家同种不同牌号产品。

3)不同类的油品,如果知道对混的两组份均不含添加剂。

4)不同类的油品经混用试验无异常现象及明显性能改变的

内燃机油加入添加剂的种类较多数量较大,性能不一;不了解性能的油品的混用问题必需慎重。以免导致不良后果甚至设备润滑事故。

10、内燃机润滑油的选用

当今润滑油消费中构成中,车用和工业用几乎各占一半。车用润滑油的消费构成中,内燃机润滑油几乎占5/6就是说世界润滑油的45%左右消费在汽车发动机上。

内燃机一般是指发动机,而适用发动机使用的润滑油一般又俗称为“机油”所以一般人讲机油基本是指供汽车等交通工具使用的润滑油。目前内燃机油的升级换代很快,品质不时改善,油耗不时降低。选用内燃机油应遵循以下原则:

1)根据内燃机和车辆的特点,即负荷和转速来选用适配的润滑油。负荷高、转速低的例如一些在大型运输车辆、大型推土机、起重机、挖掘机和钻井机等一般选用粘度较大的润滑油,如SG15w40CD50等。

负荷轻、转速高的如小轿车、吉普车、小型动力设备一般选用粘度较小的润滑油,如SG15w/40SF15w30等。

2)根据内燃机工作的苛刻水平,如柴油机一环区温度高于230℃-250℃,增压的柴油机选用CD级以上的油,如CD50CF15w40CF-415w40等。

汽油机根据压缩比和是否有曲轴箱正压换气、废气再循环及催化转化器等来选用机油,压缩比越大,选用机油级别越高,有上述附加装置的一般选用SG级以上的机油。

3)机油质量与功率比也是选用机油的因素,机油容量大对油品质量要求不苛刻,机油容量小对油品的质量要求高。一般欧洲生产的发动机体积小,功率大,要求使用质量高的机油,

4)根据地区、季节、气温进行润滑油的选用。冬季寒冷地区,应选用粘度小,倾点低的油或多级机油,如我国东北地区,可选用SG10w/30SL5w/30等油;全年气温较高的地区,如海南省、两广地带,可选用粘度较高的油,如SF40CD50等。

5)根据发动机的磨损情况选油。新发动机应选用粘度较小的油(考虑节能)而磨损较大,汽缸壁与活塞间隙大的发动机应选用粘度较大的油(考虑密封)

以上原则主要与机油的质量和粘度有关,

123项决定性能级别,45项决定粘度级别。

11、内燃机润滑油使用规格

依照使用性能的优劣,从低到高,汽油机油目前可分为SA SBSCSDSESFSGSHSJSLSMSN十二个级别(柴油机油分为CA CBCCCDCDⅡ、CECFCF-4CH-4CI-4等几个级别)其中SLCI-4SM和SN都是近几年推出的规范,相信以后还会升级。因为S后的小字母就是市场竞争力,规格的每一次提升都意味着有些品牌的永远消失(如欧、美、日SEC以下的汽机油、CC以下的柴机油已经绝迹)

S后小小字母的变化已不仅仅是润滑油自身的使用需要,同样是那些国际品牌的竞争游戏,因为它占据着技术的制高点。

12、选用润滑油要看规格和粘度

一般车辆定期更换机油,半年内换一次即可。

选用润滑油时要从规格和粘度两方面考虑。规格决定了质量,粘度决定了使用环境。好车要用好润滑油,像奔驰、宝马要用SLSMSN级的润滑油,桑、捷、富、夏用SFSGSJ就行。

选什么粘度的润滑油则要根据季节、气候来判定。目前市场上的润滑油按粘度(SA E分为低温用油Ow5w10w15w20w25w六个级别和高温用油2030405060五个级别。w表示冬天,数字表示粘度级别。

按粘度分类的润滑油还有单级油和多级油之分,只能满足低温或高温一种粘度级别的润滑油就是单级油。换季时,单级油必须更换。

既能满足低温时的粘度级要求,又能满足高温时粘度级要求的润滑油叫多级油。像10w/30就是一种多级油,低温时符合10w粘度要求,高温时符合30粘度要求。多级油在换季时可以不用更换。截止到2000年底,美国润滑油市场汽机油中多级油占98%柴机油中多级油占80%西欧市场多级汽机油占100%多级柴机油占85%日本多级汽机油占100%多级柴机油更是高达90%

为降低流体动力润滑区间的摩擦阻力,节省燃料消耗,人们更倾向于使用低粘度机油。当发动机停停开开,处于边境润滑状态时,需要一种化学吸附膜来维护摩擦外表,防止磨损,因此,近年来随着发动机油多级化和低粘度化,人们经常向发动机油中补加摩擦改进剂,来改善发动机油边界润滑的性能。由于8%燃料消耗用于克服边境摩擦,约有16%燃料消耗用于克服粘滞损失,因此,低粘度+摩擦改进剂”成为近二十多年来车用润滑油节能的新的发展方向。

选择机油时可参考以下几条:气温高时使用粘度大一点的润滑油,气温低时使用粘度小一点的润滑油。新发动机应选择粘度较小的润滑油,磨损严重的发动机应选择粘度较大的润滑油。尽量选择多级油。欧美系车型正选40油、日系车型正选30油。

13、润滑油粘度指数的意义

选择机油的时候,许多人第一个选择都是以机油的粘度为指标,但是这里必需提醒使用者的一般所理解的粘度与一般我看到粘度指数不太一样,粘度指的机油在引擎內抵抗磨擦力的抗剪切性,而粘度指数是指机油在不同温度下的粘度变化程度,粘度指数越低,代表在相同温度下,机油的流动性越低,反之,粘度指数越高,即代表在相同的温度下,机油有更佳的流动性。一般说来,机油都会有温度低变浓,温度高則变薄(稀)特性,一旦机油的粘度指数太低,便意味着机油很容易受温度变化的影响,而无法提供全天候的润滑效果。

想要使机油即使在引擎继续维持高温时,又可以同时拥有高粘度指数的稳定度,于是便有多级粘度指数机油的诞生。多级粘度指数中的w指冬季的意思,即该种润滑油适合于寒冷天气下使用,不含w字母的类別适合在较高温度下使用,数字较小的油较稀薄,反之数字大的则表示油较厚稠,如果某种润滑油既通过低温试验,又可通过高温试验则称为多级润滑油,例如20w50表示这款机油具有SA E20304050等单级指数粘度的特性,引擎温度最低时具有粘度指数20但是随着引擎温度的升高,机油仍然可保有3040甚至在最高温度时可以达到50粘度,简单的说,就是20w50机油同时符合SA E20w零度高流动性,又符合SA E50100度低流动性,可以提供引擎全天候的维护,但是就算是多级机油,越高温度流动性还是越高,只是变化率沒有单级油那么快,而两级的数字相差越大变化率越低。

14、润滑油的分类

选择机油时,既要考虑车辆对润滑油的要求,又要考虑机油的粘度,因而目前的机油采用二种分类系统,API美国石油学会)系統是按机油的综合使用性能来分类,而SA E美国汽车工程師学会)系统则是按机油的粘度分类,以下介绍API分类表:

汽车引擎

SN正在使用中,适合所有正在使用中的汽车引擎,SN级美国率先于2010年7月1日开始导入,并能提供在更苛刻的使用用环境下保持极佳的抗氧化性能、节省燃油效果和更长的使用周期。

SM正在使用中,适合所有正在使用中的汽车引擎,SM级美国率先于2009年1月1日开始导入,并能提供更好的高温抗氧化性能、节省燃油的消耗和更长的使用周期。

SL正在使用中,适合所有正在使用中的汽车引擎,SL级美国率先于2001年7月1日开始导入,并能提供较好的高温堆积物的控制和节省燃油的消耗。

SJ正使用中,用于2001年以前的旧式汽车引擎。

SH不使用,用于1996年以前的旧式汽车引擎。

SG正使用中,用于1993年以前的旧式汽车引擎。

SF正使用中,用于1988年以前的旧式汽车引擎。

SE-SA 正逐步淘汰,用于1976年以前的旧式汽车引擎。

柴油車引擎

CI-4使用中,美国2002年10月1日率先导入,目前世界只有美国公布规范。

CH-4使用中,1998年12月1日导入,适用于高速的四行程引擎并符合1998年的废气排放规范。

CF-4使用中,1995年导入,适用于重负荷、高速的四行程或涡轮增压式柴油引擎。

CE使用中,1994年导入,适用于高速、四行程的自然吸入式或渦轮增压式柴油引擎。

CD使用中,1994年导入,适用于重负荷二行程的柴油引擎。

CC使用中,1961年导入,欧美日已基本淘汰。中国目前大量使用。

CB-CA 不使用,中国目前仍少量使用。


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