潤滑油
潤滑油是用在各種類型機械上以減少摩擦,保護機械及加工件的液體潤滑劑,主要起潤滑、冷卻、防銹、清潔、密封和緩沖等作用。潤滑油添加劑概念是加入潤滑劑中的一種或幾種化合物,以使?jié)櫥瑒┑玫侥撤N新的特性或改善潤滑劑中已有的一些特性。添加劑按功能分主要有抗磨劑、摩擦改善劑(又名油性劑)、極壓添加劑、清凈劑、分散劑、泡沫抑制劑、防腐防銹劑、流點改善劑、粘度指數(shù)增進劑等類型。市場中所銷售的添加劑一般都是以上各單一添加劑的復合品,所不同的就是單一添加劑的成分不同以及復合添加劑內(nèi)部幾種單一添加劑的比例不同而已。
潤滑油作用
潤滑油是用在各種類型機械上以減少摩擦,保護機械及加工件的液體潤滑劑,主要起潤滑、冷卻、防銹、清潔、密封和緩沖等作用。潤滑油占全部潤滑材料的85%,種類牌號繁多,現(xiàn)在世界年用量約3800萬噸。對潤滑油總的要求是:
1. 減摩抗磨,降低摩擦阻力以節(jié)約能源,減少磨損以延長機械壽命,提高經(jīng)濟效益;
2. 冷卻,要求隨時將摩擦熱排出機外;
3. 密封,要求防泄漏、防塵、防竄氣;
4. 抗腐蝕防銹,要求保護摩擦表面不受油變質(zhì)或外來侵蝕;
5. 清凈沖洗,要求把摩擦面積垢清洗排除;
6. 應力分散緩沖,分散負荷和緩和沖擊及減震;
7. 動能傳遞,液壓系統(tǒng)和遙控馬達及摩擦無級變速等。潤滑作用 發(fā)動機在運轉(zhuǎn)時,如果一些摩擦部位得不到適當?shù)臐櫥?,就會產(chǎn)生干摩擦。實踐說明,干摩擦在短時間內(nèi)產(chǎn)生的熱量足以使金屬熔化,造成機件的損壞甚至卡死(許多漏水或漏油的汽車出現(xiàn)拉缸、抱軸等故障,主要原因就在于此)。因此必須對發(fā)動機中的摩擦部位給予良好的潤滑。當潤滑油流到摩擦部位后,就會粘附在摩擦表面上形成一層油膜,減少摩擦機件之間的阻力,而油膜的強度和韌性是發(fā)揮其潤滑作用的關(guān)鍵。
8、潤滑減磨:防止機件干摩擦,減少摩擦阻力,在零件表面形成油膜。
9、冷卻降溫:潤滑油[2]的循環(huán)帶走熱量防止燒結(jié)。
10、清洗清潔:潤滑油的流動沖洗零件工作表面摩擦產(chǎn)生的金屬和其它贓物。
11、密封防漏:減少氣體的泄漏和外界的污染進入。
12、防銹防蝕:能吸咐在零件表面防止水、空氣、酸性物質(zhì)及害氣與零件的接觸。
13、減震緩沖:當發(fā)動機汽缸口壓力急劇上升,突然加劇活塞、活塞銷、連桿曲軸軸承上的負荷很大,這個負荷經(jīng)過軸承的傳遞潤滑,使承受的沖擊負荷起到緩沖的作用。
潤滑作用
發(fā)動機在運轉(zhuǎn)時,如果一些摩擦部位得不到適當?shù)臐櫥?,就會產(chǎn)生干摩擦。實踐說明,干摩擦在短時間內(nèi)產(chǎn)生的熱量足以使金屬熔化,造成機件的損壞甚至卡死(許多漏水或漏油的汽車出現(xiàn)拉缸、抱軸等故障,主要原因就在于此)。因此必須對發(fā)動機中的摩擦部位給予良好的潤滑。當潤滑油流到摩擦部位后,就會粘附在摩擦表面上形成一層油膜,減少摩擦機件之間的阻力,而油膜的強度和韌性是發(fā)揮其潤滑作用的關(guān)鍵。但是又不能用量過大,因為量過大時會產(chǎn)生平方關(guān)系的阻力,對轉(zhuǎn)速影響極大,所以在用量上要特別注意。
防銹作用
發(fā)動機在運轉(zhuǎn)或存放時,大氣、潤滑油、燃油中的水分以及燃燒產(chǎn)生的酸性氣體,會對機件造成腐蝕和銹蝕,從而加大摩擦面的損壞。潤滑油在機件表面形成的油膜,可以避免機件與水及酸性氣體直接接觸,防止產(chǎn)生腐蝕、銹蝕。
冷卻作用
燃料在發(fā)動機內(nèi)燃燒后產(chǎn)生的熱量,只有一小部分用于動力輸出以及摩擦阻力消耗和輔助機構(gòu)的驅(qū)動上;其余大部分熱量除隨廢氣排到大氣中外,還會被發(fā)動機中的冷卻介質(zhì)帶走一部分。發(fā)動機中多余的熱必須排出機體,否則發(fā)動機會由于溫度過高而燒壞。這一方面靠發(fā)動機冷卻系來完成,另一方面靠潤滑油從氣缸、活塞、曲軸等表面吸收熱量后帶到油底殼中散發(fā)。
洗滌作用
發(fā)動機工作中,會產(chǎn)生許多污物。如吸入空氣中帶來的砂土、灰塵,混合氣燃燒后形成的積炭,潤滑油 氧化后生成的膠狀物,機件間摩擦產(chǎn)生金屬屑等等。這些污物會附著在機件的摩擦表面上,如不清洗下來,就會加大機件的磨損。另外,大量的膠質(zhì)會使活塞環(huán)粘結(jié)卡滯,導致發(fā)動機不能正常運轉(zhuǎn)。因此,必須及時將這些污物清理,這個清洗過程是靠潤滑油在機體內(nèi)循環(huán)流動來完成的。
密封作用
發(fā)動機的氣缸與活塞、活塞環(huán)與環(huán)槽以及氣門與氣門座間均存在一定間隙,這樣能提高/增加各運動副之間不會卡滯。但這些間隙可造成氣缸密封不好,燃燒室漏氣結(jié)果是降低氣缸壓力及發(fā)動機輸出功率。潤滑油在這些間隙中形成的油膜,提高/增加了氣缸的密封性,保持氣缸壓力及發(fā)動機輸出功率,并能阻止廢氣向下竄入曲軸箱。
防銹作用
發(fā)動機在運轉(zhuǎn)或存放時,大氣、潤滑油、燃油中的水分以及燃燒產(chǎn)生的酸性氣體,會對機件造成腐蝕和銹蝕,從而加大摩擦面的損壞。潤滑油在機件表面形成的油膜,可以避免機件與水及酸性氣體直接接觸,防止產(chǎn)生腐蝕、銹蝕。
除去沖擊載荷
在壓縮行程結(jié)束時,混合氣開始燃燒,氣缸壓力急劇上升。這時,軸承間隙中的潤滑油將緩和活塞、活塞銷、連桿、曲軸等機件所受到的沖擊載荷,使發(fā)動機平穩(wěn)工作,并防止金屬直接接觸,減少磨損。
總結(jié)
1. 減摩抗磨,降低摩擦阻力以節(jié)約能源,減少磨損以延長機械壽命,提高經(jīng)濟效益;
2. 冷卻,要求隨時將摩擦熱排出機外;
3. 密封,要求防泄漏、防塵、防串氣;
4. 抗腐蝕防銹,要求保護摩擦表面不受油變質(zhì)或外來侵蝕;
5. 清凈沖洗,要求把摩擦面積垢清洗排除;
6. 應力分散緩沖,分散負荷和緩和沖擊及減震;
7. 動能傳遞,液壓系統(tǒng)和遙控馬達及摩擦無級變速等。
潤滑油性能
潤滑油是一種技術(shù)密集型產(chǎn)品,是復雜的碳氫化合物的混合物,而其真正使用性能又是復雜的物理或化學變化過程的綜合效應。潤滑油的基本性能包括一般理化性能、特殊理化性能和模擬臺架試驗。
每一類潤滑油脂都有其共同的一般理化性能,以表明該產(chǎn)品的內(nèi)在質(zhì)量。對潤滑油來說,這些一般理化性能如下:
外觀(色度)
油品的顏色,往往可以反映其精制程度和穩(wěn)定性。對于基礎油來說,一般精制程度越高,其烴的氧化物和硫化物脫除的越干凈,顏色也就越淺。但是,即使精制的條件相同,不同油源和基屬的原油所生產(chǎn)的基礎油,其顏色和透明度也可能是不相同的。
對于新的成品潤滑油,由于添加劑的使用,顏色作為判斷基礎油精制程度高低的指標已失去了它原來的意義。
密度
密度是潤滑油奡簡單、奡常用的物理性能指標。潤滑油的密度隨其組成中含碳、氧、硫的數(shù)量的增加而增大,因而在同樣粘度或同樣相對分子質(zhì)量的情況下,含芳烴多的,含膠質(zhì)和瀝青質(zhì)多的潤滑油密度較大,含環(huán)烷烴多的居中,含烷烴多的小。
粘度
粘度反映油品的內(nèi)摩擦力,是表示油品油性和流動性的一項指標。在未加任何功能添加劑的前提下,粘度越大,油膜強度越高,流動性越差。
粘度指數(shù)
粘度指數(shù)表示油品粘度隨溫度變化的程度。粘度指數(shù)越高,表示油品粘度受溫度的影響越小,其粘溫性能越好,反之越差。
閃點
閃點是表示油品蒸發(fā)性的一項指標。油品的餾分越輕,蒸發(fā)性越大,其閃點也越低。反之,油品的餾分越重,蒸發(fā)性越小,其閃點也越高。同時,閃點又是表示石油產(chǎn)品著火危險性的指標。油品的危險等級是根據(jù)閃點劃分的,閃點在45℃以下為易燃品,45℃以上為可燃品,,在油品的儲運過程中嚴禁將油品加熱到它的閃點溫度。在粘度相同的情況下,閃點越高越好。因此,用戶在選用潤滑油時應根據(jù)使用溫度和潤滑油的工作條件進行選擇。一般認為,閃點比使用溫度高20~30℃,即可安全使用。
凝點和傾點
凝點是指在規(guī)定的冷卻條件下油品停止流動的高溫度。油品的凝固和純化合物的凝固有很大的不同。油品并沒有明確的凝固溫度,所謂"凝固"只是作為整體來看失去了流動性,并不是所有的組分都變成了固體。
潤滑油的凝點是表示潤滑油低溫流動性的一個重要質(zhì)量指標。對于生產(chǎn)、運輸和使用都有重要意義。凝點高的潤滑油不能在低溫下使用。相反,在氣溫較高的地區(qū)則沒有必要使用凝點低的潤滑油。因為潤滑油的凝點越低,其生產(chǎn)成本越高,造成不必要的浪費。一般說來,潤滑油的凝點應比使用環(huán)境的較低溫度低5~7℃。但是特別還要提及的是,在選用低溫的潤滑油時,應結(jié)合油品的凝點、低溫粘度及粘溫特性全面考慮。因為低凝點的油品,其低溫粘度和粘溫特性亦有可能不符合要求。
凝點和傾點都是油品低溫流動性的指標,兩者無原則的差別,只是測定方法稍有不同。同一油品的凝點和傾點并不完全相等,一般傾點都高于凝點2~3℃,但也有例外。
酸值、堿值和中和值
酸值是表示潤滑油中含有酸性物質(zhì)的指標,單位是mgKOH/g。酸值分強酸值和弱酸值兩種,兩者合并即為總酸值(簡稱TAN)。我們通常所說的"酸值",實際上是指"總酸值(TAN)"。
堿值是表示潤滑油中堿性物質(zhì)含量的指標,單位是mgKOH/g。
堿值亦分強堿值和弱堿值兩種,兩者合并即為總堿值(簡稱TBN)。我們通常所說的"堿值"實際上是指"總堿值(TBN)"。
中和值實際上包括了總酸值和總堿值。但是,除了另有注明,一般所說的"中和值",實際上僅是指"總酸值",其單位也是mgKOH/g。
水分
水分是指潤滑油中含水量的百分數(shù),通常是重量百分數(shù)。潤滑油中水分的存在,會破壞潤滑油形成的油膜,使?jié)櫥Ч儾?,加速有機酸對金屬的腐蝕作用,銹蝕設備,使油品容易產(chǎn)生沉渣??傊瑵櫥椭兴衷缴僭胶谩?
機械雜質(zhì)
機械雜質(zhì)是指存在于潤滑油中不溶于汽油、乙醇和苯等溶劑的沉淀物或膠狀懸浮物。這些雜質(zhì)大部分是砂石和鐵屑之類,以及由添加劑帶來的一些難溶于溶劑的有機金屬鹽。通常,潤滑油基礎油的機械雜質(zhì)都控制在0.005%以下(機雜在0.005%以下被認為是無)。
灰分和硫酸灰分
灰分是指在規(guī)定條件下,灼燒后剩下的不燃燒物質(zhì)?;曳值慕M成一般認為是一些金屬元素及其鹽類?;曳謱Σ煌挠推肪哂胁煌母拍?,對基礎油或不加添加劑的油品來說,灰分可用于判斷油品的精制深度。對于加有金屬鹽類添加劑的油品(新油),灰分就成為定量控制添加劑加入量的手段。國外采用硫酸灰分代替灰分。其方法是:在油樣燃燒后灼燒灰化之前加入少量濃 硫酸,使添加劑的金屬元素轉(zhuǎn)化為硫酸鹽。
殘?zhí)?
油品在規(guī)定的實驗條件下,受熱蒸發(fā)和燃燒后形成的焦黑色殘留物稱為殘?zhí)?。殘?zhí)渴菨櫥突A油的重要質(zhì)量指標,是為判斷潤滑油的性質(zhì)和精制深度而規(guī)定的項目。潤滑油基礎油中,殘?zhí)康亩嗌?,不僅與其化學組成有關(guān),而且也與油品的精制深度有關(guān),潤滑油中形成殘?zhí)康闹饕镔|(zhì)是:油中的膠質(zhì)、瀝青質(zhì)及多環(huán)芳烴。這些物質(zhì)在空氣不足的條件下,受強熱分解、縮合而形成殘?zhí)俊S推返木粕疃仍缴?,其殘?zhí)恐翟叫?。一般講,空白基礎油的殘?zhí)恐翟叫≡胶谩?
現(xiàn)在,許多油品都含有金屬、硫、磷、氮元素的添加劑,它們的殘?zhí)恐岛芨?,因此含添加劑油的殘?zhí)恳咽執(zhí)繙y定的本來意義。機械雜質(zhì)、水分、灰分和殘?zhí)慷际欠从秤推芳儩嵭缘馁|(zhì)量指標,反映了潤滑基礎油精制的程度。
潤滑油的生產(chǎn)過程
主要以來自原油蒸餾裝置的潤滑油餾分和渣油餾分為原料。在這些餾分中,即含有理想組分,也含有各種雜質(zhì)和非理想組分。溶劑脫瀝青、溶劑脫蠟、溶劑精制、加氫精制或或酸堿精制、白土精制(見石油產(chǎn)品精制)等工藝,除去或降低形成游離碳的物質(zhì)、低粘度指數(shù)的物質(zhì)、氧化安定性差的物質(zhì)、石蠟以及影響成品油顏色的化學物質(zhì)等非理想組分,得到合格的潤滑油基礎油,經(jīng)過調(diào)合并加入適當添加劑后即成為潤滑油產(chǎn)品。
潤滑油應用
油類內(nèi)容
質(zhì)量級別
低速高負荷、高速高負荷工況下的柴油機使用CE級油潤滑;渦輪增壓柴油機應選用CD級及以上;CF-4適用于高速、重負荷、長周期運行的柴油機,特別適用高速公路行駛。防止活塞環(huán)磨損、機油變稠;燃料硫含量小于0.05%時選用CG-4柴油機油;燃油噴射壓力更大,運行溫度更高的雙金屬活塞發(fā)動機,選用CH-4柴機油;裝有“低溫廢氣再循環(huán)”系統(tǒng)的發(fā)動機,要求選用CI-4柴機油。
有檔次別與低級別的潤滑油相比,在有助于清凈分散能力等方面都明顯提高。此外,在閥門機構(gòu)磨損保護、抗油垢、防止過濾器堵塞、潤滑油損耗和低溫泵送性等方面得到了明顯優(yōu)化。
目前國內(nèi)隨著環(huán)保要求國三、國四的推廣,各發(fā)動機生產(chǎn)廠家推出了高品質(zhì)發(fā)動機(電控發(fā)動機),機油的使用級別也在相應提高,CD級己經(jīng)淘汰,CF、CH級成為主流。根據(jù)我國的國情,如車輛超載嚴重、路況差、司機專業(yè)化程度低、柴油硫含量不穩(wěn)定等不良因素,造成發(fā)動機提前大修。所以應選用質(zhì)量級別高的機油。
選擇
發(fā)動機按發(fā)動機的型式分為汽油發(fā)動機和柴油發(fā)動機,發(fā)動機油也相應分為汽油發(fā)動機油和柴油發(fā)動機油,發(fā)動機油的品質(zhì)分類采用API S后跟一英文字母和API C 后跟一英文字母來分別表示汽油機油和柴油機油,后跟的字母排序越靠后表示級別越高。如API SH 級高于API SG級,因此選用發(fā)動機油時一定要先確定是選用汽油機油還是柴油機油。如發(fā)動機油的包裝上表示API SH/CD,則表示該機油用作汽油機油級別達到SH,用作柴油機油,則級別達到CD。
按目前來講,API的級別都是向下兼容,API SL質(zhì)量級別的機油可以用于要求API SH 機油的發(fā)動機。如果條件允許,盡量選用更有檔次別的發(fā)動機油,因為它能對發(fā)動機提供更好的保護。一般的來講,發(fā)動機油的質(zhì)量級別越高,價格越貴。但不能反過來講。
選擇發(fā)動機油要根據(jù)車廠的說明書要求來確定使用相應的質(zhì)量級別或更高的級別。選擇發(fā)動機油還要考慮季節(jié)的變換。因為油品的粘度會隨溫度變化而變化,冬天粘度變稠,夏天粘度變低,因此在非常炎熱的地區(qū),盡量選擇油品粘度稍高一點的機油。在寒冷的季節(jié),可使用較稀的機油。但現(xiàn)在高質(zhì)量的機油可以同時用于多種氣候條件下。
經(jīng)常重載或比較老舊的車應選擇粘度較高的潤滑油,避免由于潤滑油粘度過低造成油壓過低,引起不必要的故障??蛇x用50或20W/50油。另外要隨時注意發(fā)動機水溫和機油壓力,如有異常應立即停車查找原因,排除故障后方可繼續(xù)行駛。此外,路況對發(fā)動機油的選擇影響不大,但路況在很大程度上會影響到機油的壽命,路況較差的地區(qū),應縮短機油的換油周期。
另外,新的發(fā)動機設計的要求,由于采用了電子控制燃油噴射、催化轉(zhuǎn)換器、EGR、PCV和渦輪增壓、中冷等技術(shù),發(fā)動機的工況更加嚴苛,選用高質(zhì)量級別的發(fā)動機油也可以延長發(fā)動機壽命,降低燃油消耗,減少磨損,延長換油周期,節(jié)省機油,節(jié)約維修費用及提高效率。有檔次別的發(fā)動機油可以替代低級別的,而低級別的發(fā)動機油不能用于有檔次的發(fā)動機。
現(xiàn)市面上機油品種很多,兩種不同品牌的機油好不要混合使用,因不同品牌的油品采用的添加劑可能不同,混用可能會造成油品變質(zhì)。如一定要混用,可先做兩種油品的相容性試驗,如相容則可以,但這樣使用,新油的品質(zhì)會下降很多。特別提醒:因為不同檔次、不同牌號的機油,其配方組成不相同,若互不兼容,則會產(chǎn)生反應、沉淀等,對發(fā)動機是不利的。因此,發(fā)動機用機油一定要嚴格、仔細、相對固定,不要頻繁變換不同牌號和檔次的機油,以免損壞發(fā)動機。
潤滑油市場魚龍混雜,一般光憑外觀很難區(qū)分發(fā)動機油的品質(zhì)高低,因此購買機油時要注意應盡量選擇知名品牌的潤滑油,盡可能到知名品牌的專賣店或網(wǎng)上商城購買,根據(jù)API 表示的機油質(zhì)量等級來辨別品質(zhì)高低、油品的包裝上生產(chǎn)廠家的地址、生產(chǎn)日期、批號是否完整、清晰。
鑒別方式
在潤滑油使用過程中,一些散裝油品由于存放不當而發(fā)生變質(zhì)。因此,多掌握一些變質(zhì)潤滑油的識別方法,就為安全用油多一份扶持。
一、油流觀察法:取兩只量杯,其中一個盛有待檢查的潤滑油,另一只空放在桌面上,將盛滿潤滑油的量杯高舉離開桌面30~40厘米并傾斜,讓潤滑油慢慢流到空杯中,觀察其流動情況。質(zhì)量好的潤滑油油流細長、均勻、連綿不斷;若出現(xiàn)流速忽快忽慢,時而有大塊流下,則說明潤滑油已變質(zhì)。
二、手捻法:將潤滑油捻在大拇指與食指之間反復研磨,較好的潤滑油有潤滑性、磨屑少、無摩擦;若感到手指之間有砂粒之類較大摩擦感,則表明潤滑油內(nèi)雜質(zhì)多,不能再用,應更換新潤滑油。
三、光照法:在天氣晴朗的日子,用螺絲刀將潤滑油撩起,與水平面成45度角,對照陽光,觀察油滴情況。光照下,可清晰看到潤滑油中無磨屑者為良好;若磨屑過多,則應更換。[4]
四、油滴痕跡法:取一張干凈的白色濾試紙,滴油數(shù)滴,待潤滑油滲漏后,若表面有黑色粉末,用手觸摸有阻塞感,則說明潤滑油里面雜質(zhì)很多,好的潤滑油無粉末,用手摸上去干而光滑,痕跡呈黃色。
檢查方法
一、檢查潤滑油蓋口
擰下加油口蓋,將它翻過來觀察底部,這可以在加油口蓋底部看到舊油甚至臟油的痕跡。如果加油口蓋底面有一層具有黏稠度的深色乳狀物,還有與油污混合的小水滴,這就是不正常的情況了,可能是汽缸墊、汽缸蓋或汽缸體有損壞,造成冷卻液滲入潤滑油中造成的。如果有這種情況發(fā)生,被污染的潤滑油會對發(fā)動機內(nèi)部造成危害,是需要大修的。
二、檢查潤滑油量
如果加油口蓋沒有問題,那么找到潤滑油尺后,將其拔出,首先檢查油面,油面高度應該在“滿”或“FULL”的位置。
如果油液面過低,會因潤滑不良而損壞發(fā)動機,也會給氣門、汽缸墊、活塞環(huán)造成損壞。觀察汽車底部的地面是否有滲漏的潤滑油,如果有條件可以檢測汽缸壓力,看是否出現(xiàn)泄漏而給發(fā)動機部件造成損壞。
三、尾氣檢查
如果尾氣是藍,表明氣門油封失效,潤滑油進入了汽缸燃燒室;還可能是活塞環(huán)與汽缸壁間隙過大或活塞環(huán)斷裂等故障;或是由于發(fā)動機各潤滑油的密封和油封老化及損壞,造成潤滑油泄漏,消耗過多的潤滑油。
四、潤滑油顏色
可以拿出一張紙巾,拔出潤滑油尺在紙上擦拭,觀察潤滑油色澤和雜質(zhì)的情況。一般在換過潤滑油后,車輛使用一段時間后潤滑油會變黑,這是正常的。而其他顏色都是不正常的現(xiàn)象。如果發(fā)現(xiàn)潤滑油的顏色變灰、變白或有乳化現(xiàn)象,說明潤滑油中混入水??赡苁前l(fā)動機冷卻系統(tǒng)和燃燒系統(tǒng)有連通泄漏情況。
基礎油
潤滑油基礎油主要分礦物基礎油、合成基礎油及生物基礎油三大類。礦物基礎油應用廣泛,用量很大(約95%以 上),但有些應用場合則必須使用合成基礎油和生物基礎油調(diào)配的產(chǎn)品,因而使這兩種基礎油得到迅速發(fā)展。
礦油基礎油由原油提煉而成。潤滑油基礎油主要生產(chǎn)過程有:常減壓蒸餾、溶劑脫瀝青、溶劑精制、溶劑脫蠟、白土或加氫補充精制。1995年修訂了中國現(xiàn)行的潤滑油基礎油標準,主要修改了分類方法,并增加了低凝和深度精制兩類專用基礎油標準。礦物型潤滑油的生產(chǎn),奡重要的是選用不錯的原油。
礦物基礎油的化學成分包括高沸點、高分子量烴類和非烴類混合物。其組成一般為烷烴(直鏈、支鏈、多支鏈)、環(huán)烷烴(單環(huán)、雙環(huán)、多環(huán))、芳烴(單環(huán)芳烴、多環(huán)芳烴)、環(huán)烷基芳烴以及含氧、含氮、含硫有機化合物和膠質(zhì)、瀝青質(zhì)等非烴類化合物。
合成潤滑油:是指由化學方法合成的基礎油,合成基礎油有很多種類,常見的有:合成烴、合成酯、聚醚、硅油、含氟油、磷酸酯。合成潤滑油比礦物油的熱氧化安定性好,熱分解溫度高,耐低溫性能好等優(yōu)點,但是成本較高,可以提高/增加設備部件在更苛刻的場合工作。
生物基礎油(植物油)來源于農(nóng)業(yè)作物資源,它具有礦物油及大多數(shù)合成油所無法比擬的特點,就是可以生物降解而迅速的降低環(huán)境污染。由于當今世界上所有的工業(yè)企業(yè)都在尋求減少對環(huán)境污染的措施,而這種"天然"潤滑油正擁有這個特點,雖然植物油成本高,但所增加的費用足以抵消使用其它礦物油、合成潤滑油所帶來的環(huán)境治理費用,非常適合用于環(huán)境敏感地區(qū)或者食品加工等應用。
生物基礎油優(yōu)點是毒性低潤滑性能和極壓性能比石油基潤滑油好。但植物油因產(chǎn)量少而比礦物油價格高,另一個缺點是在低溫下易結(jié)蠟,氧化安定性也不是很好。但是近年來的研究有了長足的進步,例如美國瑞安勃利用專利的Stablized技術(shù)制造的高油酸基礎油,性能已經(jīng)達到了合成油的水平。隨著環(huán)保意識到加強和節(jié)能減排的開展,植物基潤滑油將會有很大的前景?!飧鞔笫凸具^去曾經(jīng)根據(jù)原油的性質(zhì)和加工工藝把基礎油分為石蠟基基礎油、中間基基礎油、環(huán)烷基基礎油等。20世紀80年代以來,以發(fā)動機油的發(fā)展為先導,潤滑油趨向低黏度、多級化、通用化,對基礎油的黏度指數(shù)提出了更高的要求,原來的基礎油分類方法已不能適應這一變化趨勢。因此,國外各大石油公司目前一般根據(jù)黏度指數(shù)的大小分類,但一直以來沒有嚴格的標準。API于1993年將基礎油分為五類(API-1509),并將其并如EOLCS(API發(fā)動機油發(fā)照認證系統(tǒng))中。
I類基礎油通常是由傳統(tǒng)的"老三套"工藝生產(chǎn)制得,從生產(chǎn)工藝來看,I類基礎油的生產(chǎn)過程基本以物理過程為主,不改變烴類結(jié)構(gòu),生產(chǎn)的基礎油質(zhì)量取決于原料中理想組分的含量和性質(zhì)。因此,該類基礎油在性能上受到限制。
II類基礎油是組合工藝(溶劑工藝和加氫工藝結(jié)合)制得,工藝主要以化學過程為主,不受原料限制,可以改變原來的烴類結(jié)構(gòu)。因而II類基礎油雜質(zhì)少(芳烴含量小于10%),飽和烴含量高,熱安定性和抗氧性好,低溫和炱分散性能均優(yōu)于I類基礎油。
III類基礎油是用全加氫工藝制得,與II類基礎油相比,屬高黏度指數(shù)的加氫基礎油,又稱作非常規(guī)基礎油(UCBO)。III類基礎油在性能上遠遠超過I類基礎油和II類基礎油,尤其是具有很高的黏度指數(shù)和很低的揮發(fā)性。某些III類油的性能可與聚α-烯烴(PAO)相媲美,其價格卻比合成油便宜得多。
IV類基礎油指的是聚α-烯烴(PAO)合成油。常用的生產(chǎn)方法有石蠟分解法和乙烯聚合法。PAO依聚合度不同可分為低聚合度、中聚合度、高聚合度,分別用來調(diào)制不同的油品。這類基礎油與礦物油相比,無S、P和金屬,由于不含蠟,所以傾點極低,通常在-40℃以下,黏度指數(shù)一般超過140。但PAO邊界潤滑性差。另外,由于它本身的極性小,對溶解極性添加劑的能力差,且對橡膠密封有一定的收縮性,但這些問題都可添加一定量的酯類得以克服。
除I~IV類基礎油之外的其他合成油(合成烴類、酯類、硅油等)、植物油、再生基礎油等統(tǒng)稱V類基礎油。
21世紀對潤滑油基礎油的技術(shù)要求主要有:熱氧化安定性好、低揮發(fā)性、高黏度指數(shù)、低硫/無硫、低黏度、環(huán)境友好。傳統(tǒng)的"老三套"工藝生產(chǎn)的I類潤滑油基礎油已不能滿足未來潤滑油的這種要求,加氫法生產(chǎn)的II或III類基礎油將成為市場主流。
中國潤滑油基礎油標準建立于1983年,為適應調(diào)制有檔次潤滑油的需要,1995年對原標準進行了修訂,執(zhí)行潤滑油基礎油分類方法和規(guī)格標QSHR 001-95,詳見表2。這種分類方法與國際上的分類有著本質(zhì)上的區(qū)別。
中國基礎油的分類
通用基礎油 UHVI VHVI HVI MVI LVI
專用基礎油 低凝 UHVIW VHVIW HVIW MVIW
深度精制 UHVIS VHVIS HVIS MVIS
該標準按黏度指數(shù)把基礎油分為低黏度指數(shù)(LVI)、中黏度指數(shù)(MVI)、高黏度指數(shù)(HVI)、很高黏度指數(shù)(VHVI)、超高黏度指數(shù)(UHVI)基礎油5檔。按使用范圍,把基礎油分為通用基礎油和專用基礎油。專用基礎油又分為適用于多級發(fā)動機油、低溫液壓油和液力傳動液等產(chǎn)品的低凝基礎油(代號后加W)和適用于汽輪機油、極壓工業(yè)齒輪油等產(chǎn)品的深度精制基礎油(代號后加S)。其中HVI油和VI>80的MVI油都屬于國際分類的I類基礎油;而VI<80的MVI基礎油和LVI基礎油根本不入類;VHVI、UHVI按國際分類為II類和III類基礎油,但在硫含量和飽和烴方面都沒有明確的規(guī)定。
添加劑
添加劑是近代有檔次潤滑油的精髓,正確選用合理加入,可改善其物理化學性質(zhì),對潤滑油賦予新的特殊性能,或加強其原來具有的某種性能,滿足更高的要求。根據(jù)潤滑油要求的質(zhì)量和性能,對添加劑精心選擇,仔細平衡,進行合理調(diào)配,是提高/增加潤滑油質(zhì)量的關(guān)鍵。一般常用的添加劑有:粘度指數(shù)改進劑,傾點下降劑,有助于清凈分散劑,摩擦緩和劑,油性劑,極壓劑,抗泡沫劑,金屬鈍化劑,乳化劑,防腐蝕劑,防銹劑,破乳化劑。