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润滑油基础知识


润滑油基础知识

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润滑油的组成 - 矿物油
石油 基础油

润滑油的品质取决于 ? 基础油 ? 添加剂 基础油的优劣取决于 ? 原油来源 ? 炼制技术
Proprietary

添加剂

润滑油的组成 - 合成油
化 学 合 成 石油炼制

润滑油的品质取决于 ? 基础油 ? 添加剂

合成 基础油 添加剂

基础油的优劣取决于
? 合成工艺技术
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常压塔

炼油工艺流程
燃油 减压塔
精制塔 除蜡装置 加氢精制塔 最终产品 基础油

原油

油渣 油渣 沥青

溶剂

溶剂 蜡

氢气 轻油

溶剂提取物

润滑油基础油的精制: 传统工艺:溶剂精制、溶剂脱蜡、白土补充精制 现代工艺:加氢补充精制、加氢处理、加氢降凝(裂化、异构化)
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矿物基础油成分
链烷烃 环烷烃/芳香烃

矿物油
基础油中也含有硫、氧、氮、金属化合物,如:
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S

添加剂
添加剂类型 ? 抗磨剂 目的 减少摩擦和磨损 典型的化合物 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

? ? ? ? ?

清净剂 分散剂 抗氧化剂 防腐剂 摩擦改进剂

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 改善摩擦性能

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添加剂
添加剂类型 ? 破乳化剂 ? 降凝剂 ? 抗泡沫剂 ? 粘度指数改进剂 ? EP添加剂 目的 使油水分离 提高低温流动性 减少泡沫(油中的 空气)的形成 改良粘度-温度特性 控制极大负荷条件 下的磨损 典型的化合物

异分子聚酯 硅酮 聚合物和共聚物 磷、硫、氯化合物,ZDDP

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抗氧化剂
? 所有石油产品都会氧化,导致油品组分的变化及性能的下降
? 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



空气 热 过氧化物 抗氧化剂 稳定的化合物

醇,醛,酮 有机酸等

聚合物

漆膜 油泥 胶质

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抗磨剂
? 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 剂膜 静止表面

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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、重负荷和冲击负荷的场合

极压添加剂

Proprietary

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 ? 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
100 90 80 70 60 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 50 40 30 20 10 0 0

低温时蜷缩, 呈球状, 易于流动
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高温时伸展, 相互缠绕, 阻止流动

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
极性端 亲油端

MCO3

SO3
添加剂

高碱性成分

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清净剂
清净剂的作用过程
汽缸壁

润滑油

活塞

沉积物

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分散剂
? 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

琥珀酸

聚胺酸
油泥

亲油端

分散剂

极性端

分散作用过程
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抗乳化剂和抗泡剂
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

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

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配方取舍的两难

VI 改进剂 清洁剂

较好的粘度 引擎干净

发动机的沉积 剪切变稀 多灰分 提前点火 空气释放性差

抗泡剂

较少泡
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平衡的添加剂配方
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. 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

分散剂 ?控制油泥及清洁 ?分散炭粉从而降低 油的稠化

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
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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

注意
原则上,除轧制油外,我们不主张在所有其它的 埃克森美孚成油品中加入添加剂,那会破坏油中 我们所精心配制的基础油与添加剂的化学平衡配方

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润滑的原理

润滑的原理是给滑动的负荷提供一个减摩的油膜
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为什么需要润滑 减少:摩擦 抑制:磨损 移除:热量

防止:锈蚀
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润滑状态
? 流体动力润滑 ? 弹性流体动力润滑(EHL) ? 混合润滑 ? 边界润滑

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影响润滑状态的因素
- 操作条件 (负荷, 速度, 温度)
- 设备 (材料的几何外形) - 润滑剂 (粘度, 基础油, 添加剂)

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操作条件对润滑状态的影响 温度
负荷 速度

工作温度较低
Proprietary

工作温度较高

操作条件对润滑状态的影响
温度

负荷

速度

负荷低
Proprietary

负荷高

操作条件对润滑状态的影响
温度 负荷

速度


Proprietary



如何选择润滑油
正确的粘度是第一要素
?

速度、负荷和温度是选择粘度的三个主要因素

– 速度 – 负荷 – 温度

粘度 粘度

粘度

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轴承润滑
起动 无油压 供油 低油压 转动 全油压

负荷

油压

边界润滑

混合润滑
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流体动力学润滑

润滑模式
边界润滑
开始摩擦

混合 & EHL

流体动力润滑

摩擦系数 (μ)

速率 X 黏度 压力

(ZN / P)

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