培訓(xùn)教程6潤(rùn)滑油產(chǎn)品

油品儲(chǔ)運(yùn)調(diào)和操作工培訓(xùn)教程潤(rùn)滑油產(chǎn)品重慶現(xiàn)代石油（集團(tuán)）有限公司摩擦與潤(rùn)滑摩擦及其成因摩擦是一個(gè)表面在另一表面上相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)所表現(xiàn)出的抵抗作用。兩干燥固體表面相對(duì)滑動(dòng)的摩擦主要是由粘附造成的。即使最光滑的表面也存在凸凹不平處或稱粗糙點(diǎn)?；ハ嘟佑|的兩個(gè)固體表面實(shí)際僅以其粗糙的凸起接觸粗糙的接觸部位非常小，但其上壓力很高。在高壓下凸起互相粘結(jié)，或可能焊接在一起。分開(kāi)它們需要很大的力。兩表面壓得越緊，摩擦力越大。滑動(dòng)摩擦的成因摩擦力產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)的力表面間的接觸摩擦系數(shù)摩擦系數(shù)

f=F/WF-摩擦系數(shù)F-阻止運(yùn)動(dòng)的摩擦力W-兩表面間所受正壓力靜摩擦和動(dòng)摩擦系數(shù)根據(jù)摩擦定律，兩表面間的摩擦系數(shù)是常數(shù)。在實(shí)際情況下，摩擦系數(shù)在一定程度上取決于負(fù)荷和滑動(dòng)速度。當(dāng)摩擦力增加大到恰好避免滑動(dòng)時(shí)，摩擦力與載荷的比值被稱為靜摩擦系數(shù)。當(dāng)兩表面以恒定的速度相互滑動(dòng)時(shí)，摩擦力與載荷的比值被稱為運(yùn)動(dòng)或動(dòng)力摩擦系數(shù)。靜摩擦力幾乎總是大于動(dòng)摩擦力。滾動(dòng)摩擦當(dāng)一個(gè)圓柱體或球體在平面上滾動(dòng)時(shí)，其摩擦遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于兩滑動(dòng)表面間的摩擦。完全無(wú)摩擦的滾動(dòng)是不存在的。因?yàn)椋?物體表面上總是有缺陷；-接觸表面會(huì)彈性變形；表面間會(huì)發(fā)生滑移或滑動(dòng)滾動(dòng)摩擦取決于滾動(dòng)體半徑以及表面上的正壓力。因此滾動(dòng)摩擦系數(shù)f定義為：

f=F*R/W

其中：F是阻止運(yùn)動(dòng)的摩擦力

W是兩表面間的正壓力，R是滾動(dòng)體半徑滾動(dòng)摩擦平面的形變接觸線圓柱體的形變圓柱體和平面的塑性變形流體摩擦流體摩擦發(fā)生在充當(dāng)潤(rùn)滑劑的流體中。當(dāng)兩相對(duì)運(yùn)動(dòng)的固體表面間完全被流體膜隔開(kāi)時(shí)，它是唯一的摩擦源。流體摩擦是由于運(yùn)動(dòng)中的氣體或液體的分子層的相互作用力而產(chǎn)生的。流體分子層相對(duì)滑動(dòng)時(shí)所克服的摩擦力被稱為剪切力。流體摩擦取決于滑動(dòng)速度和接觸面積大小。流體摩擦大大低于滑動(dòng)或滾動(dòng)摩擦（除非使用非常粘稠的流體）-軸頸軸承的潤(rùn)滑可把摩擦系數(shù)從0.4--1.2減小到0.1-在潤(rùn)滑滾動(dòng)軸承時(shí)，摩擦系數(shù)可小到0.001什麼是潤(rùn)滑潤(rùn)滑-任何能夠減小兩相對(duì)運(yùn)動(dòng)表面間摩擦力的過(guò)程。潤(rùn)滑劑-任何能減少摩擦的材料。潤(rùn)滑劑的主要作用是隔開(kāi)兩運(yùn)動(dòng)表面，使其易于產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)。作為潤(rùn)滑劑的流體通過(guò)以低的流體摩擦代替高的固-固摩擦達(dá)到其目的。被潤(rùn)滑劑分開(kāi)的平面流體摩擦潤(rùn)滑劑的作用表面互相接觸表面被潤(rùn)滑劑隔開(kāi)潤(rùn)滑機(jī)理可用一個(gè)簡(jiǎn)單的軸頸軸承的例子來(lái)解釋流體如何隔開(kāi)固體表面并潤(rùn)滑它們。當(dāng)軸在軸承中旋轉(zhuǎn)時(shí)，潤(rùn)滑劑粘附在兩者的表面上并被帶入兩表面間的空間部位，這里正是負(fù)荷集中之處。受載區(qū)的入口處逐漸變細(xì)，就象一個(gè)楔。當(dāng)潤(rùn)滑劑被擠入越來(lái)越窄的楔形空間時(shí)，壓力逐漸增加，直到大到可以保持軸承表面間分離，并足以承受軸上的負(fù)荷。靜止啟動(dòng)狀態(tài)油楔全油膜軸承中油楔的形成流體潤(rùn)滑示意圖軸孔潤(rùn)滑油油楔油壓外力承載力轉(zhuǎn)速適當(dāng)?shù)耐饬m當(dāng)?shù)霓D(zhuǎn)速適當(dāng)?shù)男螤钸m當(dāng)?shù)恼扯热笠貪?rùn)滑楔的形成同樣，油楔可以其它機(jī)理形成。在滑動(dòng)軸承中，滑動(dòng)面的傾斜或前緣的形成會(huì)促使形成油楔。在滾動(dòng)軸承中，滾珠或滾柱的旋轉(zhuǎn)會(huì)將潤(rùn)滑劑帶入滾動(dòng)體和軸承座圈間的承載區(qū)。在齒輪中，在相臨的輪齒間形成油楔，這是由輪齒的形狀和轉(zhuǎn)動(dòng)造成的。滾動(dòng)軸承滑動(dòng)軸承齒輪形成油楔的幾個(gè)例子影響潤(rùn)滑效率的因素粘度如果潤(rùn)滑劑粘度太低，則不能形成滿意的油楔。如果粘度太高，流體摩擦可能大到足以限制表面間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。溫度正常情況下溫度升高，粘度下降。在正常操作溫度下工作良好的軸承，可能在太熱或太冷的情況下不能正常工作。載荷載荷越大，油膜越薄。在過(guò)載情況下，兩固體表面可能會(huì)發(fā)生接觸滑動(dòng)速度滑動(dòng)速度越快，油膜越厚。當(dāng)設(shè)備起動(dòng)或停機(jī)時(shí)，運(yùn)動(dòng)表面有互相接觸的趨勢(shì)。潤(rùn)滑分類軸頸軸承中摩擦力、潤(rùn)滑劑粘度、載荷和滑動(dòng)速度之間的關(guān)系可用圖表表示。其中用圖線表示摩擦系數(shù)與ZN/P的函數(shù)關(guān)系。Z表示潤(rùn)滑劑粘度，N表示軸速，P表示軸承上的壓力。這個(gè)曲線描述了潤(rùn)滑的一個(gè)基本公式。有時(shí)被稱為Stribeck曲線，或簡(jiǎn)稱為ZN/P曲線。潤(rùn)滑類型-Stribeck曲線摩擦系數(shù)ZNP(粘度×轉(zhuǎn)速)負(fù)荷邊界膜混合膜薄膜厚膜--流體動(dòng)壓膜(ZN/P曲線)Stribeck

曲線流體動(dòng)壓潤(rùn)滑-厚膜潤(rùn)滑

ZN/P曲線的區(qū)域A存在于下列條件：高潤(rùn)滑油粘度，和/或低載荷，和/或高轉(zhuǎn)速。在這種條件下，潤(rùn)滑薄膜完全被潤(rùn)滑油膜隔開(kāi)。這被稱為流體動(dòng)壓潤(rùn)滑或厚膜潤(rùn)滑。當(dāng)粘度增加、載荷降低和速度增加時(shí)，油膜厚度增加，同時(shí)摩擦系數(shù)相應(yīng)增加。摩擦系數(shù)ZN/P流體動(dòng)壓潤(rùn)滑-厚膜潤(rùn)滑混合潤(rùn)滑ZN/P曲線的區(qū)域B存在流體潤(rùn)滑和邊界潤(rùn)滑之間。它描述了下述條件：表面被潤(rùn)滑劑薄膜隔開(kāi)，該膜厚度與表面粗糙度相當(dāng)在這個(gè)區(qū)域中，載荷由油壓和表面間的接觸共同承擔(dān)。這被描述為混合潤(rùn)滑或薄膜潤(rùn)滑狀態(tài)?；旌蠞?rùn)滑的特點(diǎn)是：相對(duì)較小的速度增加或載荷降低會(huì)顯著減小摩擦系數(shù)。B混合潤(rùn)滑ZN/P邊界潤(rùn)滑ZN/P曲線的區(qū)域C存在于下列條件：低潤(rùn)滑油粘度，和/或高載荷，和/或低轉(zhuǎn)速。在這些條件下油膜厚度實(shí)際為零，表面間發(fā)生很大范圍的接觸。這些是邊界潤(rùn)滑狀態(tài)。在邊界潤(rùn)滑中，載荷作用在接觸表面間的潤(rùn)滑劑薄層上。摩擦系數(shù)幾乎與粘度、載荷和軸速無(wú)關(guān)。潤(rùn)滑效率取決于潤(rùn)滑劑的化學(xué)特性和潤(rùn)滑劑與表面的化學(xué)反應(yīng)特性。C邊界潤(rùn)滑ZN/P彈性流體潤(rùn)滑彈性流體潤(rùn)滑是一種特殊類型的流體潤(rùn)滑，產(chǎn)生在滾動(dòng)接觸中的重載表面。例如在滾動(dòng)軸承和齒輪中。如果表面形狀和運(yùn)動(dòng)類型合適的話，潤(rùn)滑劑被封閉在軸承表面并承受非常高的壓力（可能高達(dá)15,000-30,000bar）。高壓有兩個(gè)重要作用：-使受載表面彈性變形，以使載荷分布于較寬區(qū)域-使粘度極大增加，從而提高油膜承載能力載荷滾動(dòng)方向平面上的理論壓力分布潤(rùn)滑油膜轉(zhuǎn)動(dòng)方向彈性流體潤(rùn)滑潤(rùn)滑油的分類國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織(ISO)制定了ISO6743/0潤(rùn)滑劑、工業(yè)潤(rùn)滑油及有關(guān)產(chǎn)品(L類)分類標(biāo)準(zhǔn)。中國(guó)等效采用ISO6743/0標(biāo)準(zhǔn)，制定了國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB7631。潤(rùn)滑劑和有關(guān)產(chǎn)品(L類)的分類。GB7631.1根據(jù)應(yīng)用場(chǎng)合將潤(rùn)滑劑和相應(yīng)產(chǎn)品分為以下各組。

L---潤(rùn)滑劑、工業(yè)潤(rùn)滑油和有關(guān)產(chǎn)品A---全損系統(tǒng)B---脫模C---齒輪D---壓縮機(jī)E---內(nèi)燃機(jī)F---錠子、軸承及離合器G---導(dǎo)軌H---液壓系統(tǒng)M---金屬加工N---電氣絕緣P---風(fēng)動(dòng)工具Q---熱傳導(dǎo)R---防蝕、保護(hù)T---透平油U---熱處理X---用潤(rùn)滑脂的場(chǎng)合Y---其它應(yīng)用Z---蒸汽氣缸工業(yè)潤(rùn)滑油粘度分類GB3141（ISO3448）----以40℃運(yùn)動(dòng)粘度的中心值，分為

2、3、5、7、10、15、22、32、

46、68、100、150、220、320、

460、680、1000、1500、2200、

3200mm2/s共20個(gè)粘度號(hào)。

適用于全損耗系統(tǒng)潤(rùn)滑油、軸承油、導(dǎo)軌油、液壓油、汽輪機(jī)油、汽缸油、工業(yè)齒輪油等工業(yè)潤(rùn)滑油。不適用于內(nèi)燃機(jī)油和車(chē)輛齒輪油。內(nèi)燃機(jī)油按用途分類內(nèi)燃機(jī)油作用潤(rùn)滑與減摩作用冷卻發(fā)動(dòng)機(jī)部件作用密封燃燒室作用保持潤(rùn)滑部件清潔作用防銹和抗腐蝕作用內(nèi)燃機(jī)油組成內(nèi)燃機(jī)油由基礎(chǔ)油和各類添加劑組成。

1、基礎(chǔ)油可以使用天然原油和蠟裂解烯烴合成油以及酯類油等基礎(chǔ)油。目前90%以上都用天燃基礎(chǔ)油。此外，還使用環(huán)烷基基礎(chǔ)油及某些中間基基礎(chǔ)油來(lái)調(diào)配內(nèi)燃機(jī)油。

2、添加劑內(nèi)燃機(jī)油中使用的添加劑有清凈分散劑、抗氧抗腐劑、抗磨劑、無(wú)灰抗氧劑、防銹劑、粘度指數(shù)改進(jìn)劑、降凝劑和抗泡劑等，通常做成復(fù)合劑加入內(nèi)燃機(jī)油中使用。內(nèi)燃機(jī)油添加劑配方隨著基礎(chǔ)油的類型和化學(xué)組成的變化而變化，添加劑復(fù)合配方中添加劑品種和用量，也隨之改變，因此常有多種內(nèi)燃機(jī)油配方。內(nèi)燃機(jī)油性能粘度和粘溫性能粘溫性能是內(nèi)燃機(jī)油的重要性能之一。內(nèi)燃機(jī)油的粘度主要決定于低溫啟動(dòng)的最大粘度。粘度大的油流動(dòng)不好，使啟動(dòng)后摩擦表面長(zhǎng)時(shí)間得不到充分潤(rùn)滑、磨損會(huì)增加，一般要求發(fā)動(dòng)機(jī)低溫啟動(dòng)溫度在-5~-30℃，粘度在6000~3250mPa.s范圍。同時(shí)內(nèi)燃機(jī)油的粘也取決于在高溫高剪切下能保持油膜的最低粘度，一般不小于3.5mPa.s。粘度太小，油膜容易破壞，密封作用不好，機(jī)油耗量增大，同時(shí)還產(chǎn)生磨損。決定油品啟動(dòng)性能的是油品的粘度。油品粘度特性是很重要的。粘溫性能好的油品，它能保持滿意的啟動(dòng)、正常的油循環(huán)和高溫下保持發(fā)動(dòng)機(jī)不被磨損。清凈分散性能清凈分散劑是通過(guò)膠溶作用、增溶作用和酸中和作用來(lái)抑制域減少各種內(nèi)燃機(jī)油沉積物的。

內(nèi)燃機(jī)油

1）膠溶作用主要是指清凈分散劑吸附于煙灰、積炭和油泥表面使其不致聚集，而保持分散、膠溶或懸浮狀態(tài)，從而抑制或減少它們形成沉積物的傾向。

2）增溶作用主要是指它們可使?jié)櫥脱趸叭剂喜煌耆紵傻姆怯腿苄阅z質(zhì)增溶解于油內(nèi)。一般認(rèn)為是由無(wú)灰分散劑與上述非油溶性膠質(zhì)形成膠團(tuán)，即分散劑分子將膠質(zhì)包圍在膠團(tuán)內(nèi)。

3）酸中和作用有兩方面。其一為中和潤(rùn)滑油氧化和燃料不完全燃燒所生成的酸性氧化產(chǎn)物或酸性膠質(zhì)，使基失去活性，變?yōu)橛腿苄?，而難以再縮聚成為漆膜沉積物。其二為中和含硫燃料燃燒后生成的SO2、SO3及其后生成的硫酸，以抑制其促進(jìn)氧化生成沉積的作用。抗氧化性能現(xiàn)代發(fā)動(dòng)機(jī)油從3方面提高油品的抗氧化性能，生成最少的漆膜。

1）改進(jìn)煉制工藝，從油中除去原料油中能生成漆膜的物質(zhì)。

2）小心選擇抗氧劑（化學(xué)添加劑），阻止或延緩氧化進(jìn)程。

3）選用清凈分散劑，能在很大程度上減少膠質(zhì)和漆狀物在發(fā)動(dòng)機(jī)主要部件上積聚?？鼓バ阅芸鼓バ阅芘c油品的粘度與粘溫性能、清凈分散性以及抗腐蝕等性能有關(guān)，影響抗磨性能的主要因素是在發(fā)動(dòng)機(jī)工作條件下，潤(rùn)滑油在金屬表面保持油膜能力，良好的潤(rùn)滑性能保證機(jī)件的可靠潤(rùn)滑，避免機(jī)件的磨損。否則發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷增大時(shí)，油膜被破壞，從而造成干摩擦，引起機(jī)件摩擦表面的磨損和擦傷，甚至出現(xiàn)燒結(jié)。API級(jí)別用油說(shuō)明SC（64~68）防止高、低溫沉積物的形成，抗磨、防銹、抗腐蝕SD（1968）比SC具有更好的發(fā)動(dòng)機(jī)保護(hù)性能SE（1972）比SD具有更好的發(fā)動(dòng)機(jī)保護(hù)性能，減少油泥、氧化及銹蝕能力SF（1980）比SE具有更好的抗磨損、抗氧化性能，并可避免油泥的形成及油品高溫稠化SG（1988）比SF具有更好的油泥控制性能，更佳的氧化穩(wěn)定性和抗磨損性SH（1994）比SG具有更好的油泥控制、抗氧、抗磨、防銹性能SJ（1998）低磷含量保護(hù)車(chē)輛上的催化轉(zhuǎn)化器，低揮發(fā)性SL（2000）比SJ氧化穩(wěn)定性更強(qiáng)，高溫沉積物更少，機(jī)油消耗更低，且具有節(jié)省燃油的優(yōu)勢(shì)SM(2004)具有更好的抗氧化性和沉積物控制能力，更佳的抗磨損保護(hù)功能和更好的低溫流動(dòng)性API汽油機(jī)油等級(jí)分類（GB11121-2006）

API柴油機(jī)油等級(jí)分類（GB11122-2006）API級(jí)別用油說(shuō)明CC（1961）抗炭黑油泥、抗腐蝕和高溫沉積CD（1970）用于重型、一般吸入式和渦輪增壓式柴油發(fā)動(dòng)機(jī)CE（1987）用于有或無(wú)渦輪增壓并經(jīng)受變化載荷的重型和高速柴油發(fā)動(dòng)機(jī)CF-4（1990）用于高速高負(fù)荷四沖程柴油發(fā)動(dòng)機(jī)，灰含量較低CG-4（1995）用于重型卡車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)，適應(yīng)使用低硫柴油CH-4（1999）取代CG-4，適用于硫含量大于0.5%CI-4（2002）用于裝有“低溫廢氣再循環(huán)”系統(tǒng)的發(fā)動(dòng)機(jī)CI-4+（2004）改良油煙抑制能力和提高使用中的油品穩(wěn)定性CJ-4（2006）滿足2002年排放要求，使之有合適的使用期、換油期和可靠性內(nèi)燃機(jī)油按粘度分類

SAEJ300APR91粘度分類SAE粘度級(jí)在以下溫度最高粘度/（mPa.s)泵送極限最高溫度/℃最高穩(wěn)定傾點(diǎn)/℃100℃粘度/mm2.S-1最小最大0W3250(-30℃)-35─3.8─5W3500(-25℃)-30-353.8─10W3500(-20℃)-25-304.1─15W3500(-15℃)-20─5.6─20W4500(-10℃)-15─5.6─25W6000(-5℃)-5─9.3─20───5.6＜9.3

30───9.3＜12.5

40───12.5＜16.3

50───16.3＜21.9

60───21.9＜26.1

車(chē)輛齒輪油流變性承載性熱氧化安定性腐蝕性抗泡性儲(chǔ)存安定性性質(zhì)車(chē)輛齒輪油極壓劑摩擦改劑腐蝕抑制劑抗氧化劑清凈劑和分散劑增粘劑抗泡劑組成車(chē)輛齒輪油規(guī)格用途APIGL-1某些手動(dòng)變速箱，不需要摩擦改進(jìn)劑和極壓劑APIGL-2蝸輪蝸桿、工業(yè)齒輪油APIGL-3手動(dòng)變速箱、中等負(fù)荷螺旋傘齒輪APIGL-4螺旋傘齒輪后橋，低負(fù)荷雙曲線齒輪，手動(dòng)變速箱APIGL-5雙曲線齒輪后橋，相當(dāng)于MIL-L-2105DAPIGL-6具有高偏置的轎車(chē)雙曲線齒輪后橋相當(dāng)于福特汽車(chē)公司的M2C105A/M2C154A美國(guó)石油學(xué)會(huì)齒輪油使用規(guī)格使用規(guī)格我國(guó)車(chē)輛齒輪油相當(dāng)?shù)腁PI分類號(hào)L-CLC普通車(chē)輛齒輪油APIGL-3L-CLD中負(fù)荷車(chē)輛齒輪油APIGL-4L-CLE重負(fù)荷車(chē)輛齒輪油APIGL-5我國(guó)車(chē)輛齒輪油的分類與API性能分類對(duì)應(yīng)關(guān)系車(chē)輛齒輪油的粘度分類SAE粘度等級(jí)粘度為150Pa.s的最高溫度運(yùn)動(dòng)粘度（100℃）mm2/s最小最大75W-404.1—80W-267.0—85W-1211.0—90—13.5＜24.0140—24.0＜41.0250—41.0—車(chē)輛齒輪油液壓油液壓油的功能傳輸動(dòng)力潤(rùn)滑防銹防腐冷卻密封清潔性能要求：粘度粘溫特性剪切穩(wěn)定性抗磨性熱及氧化穩(wěn)定性抗乳化性水解穩(wěn)定性抗泡性防銹蝕性與密封材料的相容性可過(guò)濾性分散性添加劑：抗磨劑

防銹劑

抗腐蝕劑

抗氧化劑抗泡劑抗乳化劑傾點(diǎn)抑制劑

粘度指數(shù)改進(jìn)劑

清凈分散劑液壓油的添加劑及性能要求礦物油HH純礦物油HLR&OHM抗磨損HV高粘度指數(shù)合成水分

>80%抗燃液壓油HFDR磷酸酯HFB油包水乳化液HFC水-乙二醇HFAS化學(xué)溶液ISO液壓油分類HFAE水包油乳化液HFDU多元醇酯齒輪潤(rùn)滑的目的與潤(rùn)滑劑的作用

減少失效延長(zhǎng)壽命充分發(fā)揮齒輪的承載能力提高傳動(dòng)效率減少磨損降低摩擦可靠的油膜冷卻防止水,灰塵,磨碎屑,酸

對(duì)齒輪油的性能要求

☆

適當(dāng)?shù)恼扯群土己玫牡蜏亓鲃?dòng)性

☆良好的熱氧化安定性

☆良好的抗磨承載性

☆良好的抗泡沫性

☆良好的防銹防腐性能

☆良好的抗乳化性能

☆良好的抗剪切安定性

齒輪油分類

GB