1、润滑油基础知识润滑油基础知识参赛选手：参赛选手：*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
2、主要作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 减少摩擦 减少磨
3、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(用白土吸附不良成分)丙烷脱沥青(丙烷对沥青和沥
4、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VacNEUTRALDISTILLATESSolventExtractionWAXYRAFFINATESSolventDewaxingDEWAXEDOILSClayorHydrogenFinishFINISHEDSTOCKOILSTowerAromatic常压蒸馏残余VacSolventDeAsphaltAsphaltPDRaffExtractWax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
5、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
6、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
7、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
8、)复级油的粘度SAE15W/40机油的粘温图机油的粘温图粘度cSt1000010005001005020105复级机油的粘度指数要高于单级油SAE15W-40SAE50SAE40SAE30SAE20WSAE15WSAE10W2-20020406080100120140 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 D9
9、7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,表示油的酸性表示油的酸性,以以1克油能中和的克油能中和的KOH的量表示的量表示总碱值Total Base Number-TBN,表示油的碱性表示油的碱性,以以1克油能中和的酸所等量的克油能中和的酸所等量的KOH的量表示的量表示残碳 油品进行蒸发和裂解期间形成的
10、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 往油中吹气后若干时间后泡沫的残余量水份 指油品
11、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 活塞向上运动 将燃烧后的废气排出 当活塞运动至最顶部时，压
12、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塞点火10:1约14.6:12000-7000rp
13、m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
14、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
15、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
16、别为：SAE 0W,5W,10W,15W,20W, 25W,20, 30, 40, 50, 60共计11个级别。它规定了发动机油的一些粘度指标。SAE 0W的粘度最小，而SAE60的粘度最大。具体规定见下表。复级油油在低温时较稠，而高温时较稀，油的这种粘度随温度变化的特性被称为粘温特性。针对粘温特性不同的油，引入了复级油的概念。例如SAE10W/40，表示油在0时的粘度与SAE 10W的油一样，而在100 时的粘度又和SAE40的油一样，这样，这种油在低温时不至于太稠而影响发动机启动，在高温时又不至于太稀而起不到很好的润滑作用。需要指出的是SAE粘度级别只代表油的粘度，而不代表油品的质量级别。
17、车用油(工业用发动机油)粘度级分类SAESociety of Automotive Engineer美国汽车工程师协会发动机油SAE 0W5W10W15W20W25W2030405060以100C时的粘度为标准粘度低粘度高齿轮油SAE 70W75W80W85W90140250其他性能规格ACEA Association des Constructeurs Europens de lAutomobile= Association of European Automotive ManufacturersILSAC International Lubricant Standardization an
18、d Approval CommitteeJASO Japan Automobile Standards organizationOEM 规格 E.g. VW, MB, Volvo, Cummins, Porsche, BMW etc.润滑油的各项规格表示什么Formula 7700 Full Synthetic API SL/CF SAE 5W/40 ACEA A3-96/B3-96 VW 500.00/505.00 MB229.1-车用油(工业用发动机油)粘度级分类SAE低温性能低温泵送性运动粘度(100 C )150 C 剪切粘度粘度级低温下(C)最大低温下(C)最小最大最小粘度(cP)最
19、大泵送粘度(cP)0W3250 at -3030,000 at -353.85W3500 at -2530,000 at -303.810W3500 at -2030000 at -254.115W3500 at -1530000 at -205.620W4500 at -1030000 at -155.625W6000 at -530000 at -109.32030405060-5.69.312.516.321.99.312.516.321.926.12.62.92.93.73.7API质量等级API等级API(American Petroleum Institute)指美国石油学会，该学
20、会根据汽车对发动机油的质量要求颁布了API规格。针对汽油机油的规格有：API SA, SB, SC, SD, SE, SF, SG, SH, SJ,SL 其中, SA的级别最低，SL的级别最高。针对柴油机油的规格有：API CA, CB, CC, CD, CE, CF, CF-2, CF-4,CG-4, CH-4, CI-4 其中，CA的级别最低，CI-4的级别最高。在认定油的级别时采用不同的台架试验。四冲程汽油机油性能要求 降低摩擦及磨损 清净性启动时(低温或常温下)的抗磨正常行使时(高温下)的抗磨主要部件： 曲柄轴及凸轮轴活塞环及汽缸大小端轴承汽缸内起密封作用冷却防锈 阻止发动机内积碳和沉
21、积物，保持发动机内部清洁 分散性阻止油泥积聚 燃油经济性 环保性，催化转化器的相容性 抗腐蚀高温下氧化稳定性 活塞环温度高达200-350 C 氮化物 使用过程中性能保持稳定SBSCSDSESFSGSHSJSL四冲程汽油机油等级规范API等级等级目前情况使用车辆类型说明SA无测试要求，已淘 汰测试方法已废除测试方法已废除测试方法已废除测试方法已废除测试方法已废除测试方法有效与SG相同，但必须符合CMA规定与SH相同，但有新的台架试验有新的台架试验过时轻负荷汽油发动机，温和操作状况下的老发动机64年出厂的汽油机维修保养，64年到67年出厂的轿车及某些卡车68年出厂的汽油机维修保养，68年到70年
22、出厂的轿车及某些卡车72年出厂的汽油机维修保养，72年出厂的轿车及某些卡车80年出厂的汽油机维修保养，80年出厂的轿车及某些卡车在厂家推荐的维修作业下使用89年出厂的汽油机维修保养，提供目前的轿车机某些卡车在厂家推荐的维修作业下使用92年出厂的汽油发动机，提供现代的轿车及轻型卡车在厂家推荐的维修作业下使用，符合CMA(化学制造商协会)的规定96年出厂的汽油发动机2001年出厂的汽油发动机API分类柴油机油(C)和汽油机油(S)的API分类汽油机油SASB柴油机油CACBSCSESFSGSHSJCD/SFSH/CFCCCDCD-IICECFCF-2CF-4CG-4CH-4CI-4汽油机油级别AP
23、I S类APIAmerican Petroleum Institute美国石油学会SLSJSHSGSFSE*SD*SC*SA*SB*195064 687280899296 2000年份*代表过时的等级，最新的最高级别为2004年注册的SM等级CCCDCECF四冲程汽油机油等级规范API等级CACBCF-4CG-4CH-4CI-4目前情况测试方法已废除测试方法已废除测试方法已废除测试方法有效测试方法有效测试方法有效测试方法有效测试方法有效测试方法有效测试方法有效过时过时1961年被采用1965年被采用1983年被采用1984年被采用1990年被采用1994年被采用1998年被采用2002年被采用
24、使用说明柴油机油级别API C类CI-4CH-4CG-4CF-4CFCECDCC*CA*CB*19495561 658384909498 2002*代表过时的等级，最新的最高级别为2006年注册的CJ等级工业用油粘度级分类ISOInternational Standardization Organization国际标准化协会以40C时的粘度为标准ISOVG23571015223246681001502203204606801000四冲程柴油机油性能要求 柴油发动机的特性 容易产生积碳污染机油 柴油中含有硫分 活塞环温度极高 易产生的问题 油中不溶解物增加，造成粘度升高，使活塞环槽产生油泥沉积
25、燃烧生成SO2,SO3,H2SO4等，在发动机中生成硫酸盐，易导致油品劣化及造成活塞环和汽缸壁磨损对四冲程柴油机油的性能要求： 中和燃烧所产生的硫化物 分散油中的积碳 良好的抗磨损保护 防止活塞环刮损二冲程摩托车机油使用特点：与燃油混和，被燃烧掉，干式润滑JASO-Japanese Automobile Standards Organization日本汽车标准组织JASOFBFAFCAPITATBTC二冲程机油二冲程摩托车机油的性能 二冲程机油的作用 抗磨性 清净性 环保性 燃烧性 低灰分 与燃料混合性延长发动机寿命保持活塞清洁保持火花塞清洁防止机件磨损防止生锈良好的混和性防止过早点火防止排气
26、管堵塞二冲程机油的API等级 根据美国石油学会(API)的分类，二冲程机油的级别为:API TA，TB，TC其中，TC级别最高。北欧车用润滑产品 发动机油齿轮油 四冲程 柴油发动机 United Super 500 汽油发动机 Formula 7700 摩托车发动机 Racing 4T 二冲程 摩托车发动机 Super 2T United HD GL-5自动传动液 United ATF 2000刹车液 Super Brake Fluid防冻液 NE Antifreeze润滑脂 United MP Grease清洗油 NE Flushing Oil车用齿轮油 常见的车用齿轮斜齿锥齿蜗轮蜗杆双曲线
27、齿轮-齿轮油的SAE粘度等级SAE粘度等级70W75W80W85W粘度达150000cP 时的最高温度- 55- 40- 26- 12运动粘度(100)最大 最小4.14.17.011.09014013.524.0 24.0 41.0250-41.0-GL-2GL-3车辆齿轮油齿轮油的API分类 换油周期 遵守制造商的推荐API应 用 手动传动油40,000-100,000km 差速器齿轮油20,000-40,000kmGL-1手动传动很好的工况，相对滑动速度小 齿轮油的要求 防咬合蜗轮良好的工况，低荷载，相对滑动速度小手动传动，螺旋斜齿轮中低荷载和速度不可用于双曲线齿轮 如硫、磷EP添加剂
28、抗磨损 如ZDTP等抗磨添加剂 防止生锈和腐蚀 金属减活剂和防锈剂 很好的摩擦特性 如磷酸酯等摩擦改进剂GL-4手动传动，螺旋斜齿轮和双曲线齿 低温流动性GL-5轮中等荷载和速度双曲线齿轮高速/低速高荷载 降凝剂，粘度指数改进剂 氧化稳定性 如ZDTP等抗氧化剂 抗泡性 如硅聚合物等抗泡剂输入端输出端自动传动液(ATF)自动变速器的结构扭矩转换器行星齿轮组传动离合器液压控制系统自动传动液(ATF) 自动传动液(ATF)的特性ATF在自动变速器的各个部分起着不同的作用， 针对不同的用途，有不同的要求： 动力传动 合适的粘度，以满足扭矩传递。粘度通常为7 mm2/s (100 C时) 低温流动性
29、抗氧化性 避免油泥的生成和油变稠 保持机件清净TI传动箱定子轴定子扭矩转换器旋转方向凸轮滚柱S涡轮轴离合器轮毂弹簧单向离合器发动机轴STI扭矩转换器定子自动传动液(ATF) 行星齿轮小齿轮连杆初级小齿轮防止齿轮咬合/磨损防止金属表面腐蚀初级恒星齿轮防止黑色金属生锈防止起泡抗氧化低温流动性行星齿轮二级恒星齿轮初级恒星齿轮轴二级恒星齿轮内齿轮输出轴内齿轮二级小齿轮连杆恒星齿轮自动传动液(ATF) 传动离合器 合适的摩擦特性 摩擦材料的低磨损 单向离合器 合适的摩擦特性 防止内外圈和斜撑的磨损X斜撑外圈内圈转动斜撑锁住斜撑卡住自动传动液(ATF) 液压控制系统 高粘度指数和低温流动性 抗泡性好 氧化
30、稳定性 与油封相容 防止油泵磨损和腐蚀 轴承 抗磨 抗腐蚀自动传动液(ATF)颁布年份GM (通用汽车)FORD (福特)1949195719591961TYPE ATYPE A SUFFIX AM2C33-A/BM2C33-C/D1967DEXRONM2C33-F19721973197419811987199119921993DEXRON - IIDEXRON - IIDDEXRON - IIIM2C33-GM2C138-CJM2C166-HMERCONNEW MERCON北欧工业润滑产品液压油齿轮油压缩机油循环油导轨油切削油/液清洗油防锈油工业柴油机油船舶用油抗燃液压液绝缘油放电加工油导热
31、油淬火油钢索油高温链条油热轧油冷轧油工艺用油白油润滑脂刹车液与安全密切相关常用规格 美国联邦机动车安全标准NHTSA FMVSS 116DOT 3DOT 4Super DOT4DOT 5DOT 5.1 其它规格 SAE J1703 ISO 4925BRAKE FLUID DOT4 多特超级刹车液刹车液刹车油的含水率54321含水率 (%) 水对刹车油沸点的影响123时间(年)沸点(癈 )250DOT 5200DOT 4DOT 315001234刹车液与安全密切相关刹车油的标准:美国运输部 NHTSA FMVSS 116 DOT 3、4和5DOT 3DOT 4DOT 5平衡回流沸点, , 最小湿
32、沸点, , 最小40 的粘度, cSt, 最大20514015002301551800260180900美国汽车工程师协会 SAE J1703国际标准 ISO 4925刹车油经常被染色，以便于在泄漏时同发动机油区别。注意：开封后的刹车油极易吸收空气中的水份，故存放过后千万不能使用防冻液Antifreeze（防冻液） 以乙二醇为基础防冻液的功用 防冻液的要求高效的热交换与塑料和橡胶相容防冻防腐提高沸点防锈、防水垢可润滑水泵清洁冷却系统防止过热降低冰点在高温和低温下都有良好的化学稳定性与硬水相容低泡沫无毒对发动机 润滑油无负面影响与其它同种类型的水箱精相容需与水混合使用不同的浓度有不同的冰点和沸点润滑脂 一种固体或半流体状的润滑剂，由液态的润滑剂和稠化剂组成 通常含有添加剂以提高性能 典型的润滑脂含有 油：80%87% 稠化剂：8%15% 添加剂：5%油稠 化 剂添 加 剂)润滑脂的基本成分矿物油基础油合成油单一皂基(钠,钙,锂,铝,钡等皂基混合皂基复合皂基稠化剂黏土、硅等.添加剂非皂基聚合物碳黑抗氧化剂,防锈剂,抗磨损剂,极压剂,胶黏剂,填料,抗油皂分离剂润滑脂钙皂基脂钠皂基脂锂皂基脂
