潤滑油[機械工程學術語]

潤滑油[機械工程學術語]
潤滑油[機械工程學術語]
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潤滑油是用在各種類型汽車、機械設備上以減少摩擦,保護機械及加工件的液體或半固體潤滑劑,主要起潤滑、輔助冷卻、防鏽、清潔、密封和緩衝等作用(Roab)。 只要是套用於兩個相對運動的物體之間,而可以減少兩物體因接觸而產生的磨擦與磨損之功能,即為潤滑油。

基本信息

基本含義

潤滑油、潤滑脂統而言之,為「潤滑劑」之一種。而所謂潤滑劑,簡單地說,就是介於兩個相對運動的物體之間,具有減少兩個物體因接觸而產生摩擦的功能者。

潤滑油是一種技術密集型產品,是複雜的碳氫化合物的混合物,而其真正使用性能又是複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台架試驗。

每一類潤滑油脂都有其共同的一般理化性能,以表明該產品的內在質量。

(1) [lubricating oil]∶作潤滑劑用的油(如石油的蒸餾物或脂肪質)

(2) [lubricant]∶塗在機器軸承或者人體某個部位等運動部分表面的油狀液體。有減少摩擦、避免發熱、防止機器磨損以及醫學用途等作用。一般是分餾石油的產物,也有從動植物油中提煉的。包含“潤滑脂”。一般為不易揮發的油狀潤滑劑。

組成成分

潤滑油一般由基礎油和添加劑兩部分組成。基礎油是潤滑油的主要成分,決定著潤滑油的基本性質,添加劑則可彌補和改善基礎油性能方面的不足,賦予某些新的性能,是潤滑油的重要組成部分。

基礎油

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潤滑油基礎油主要分礦物基礎油、合成基礎油以及生物基礎油三大類。礦物基礎油套用廣泛,用量很大(約95%以上),但有些套用場合則必須使用合成基礎油和生物油基礎油調配的產品,因而使這兩種基礎油得到迅速發展。

礦油基礎油由原油提煉而成。潤滑油基礎油主要生產過程有:常減壓蒸餾、溶劑脫瀝青、溶劑精製、溶劑脫蠟、白土或加氫補充精製。1995年修訂了中國現行的潤滑油基礎油標準,主要修改了分類方法,並增加了低凝和深度精製兩類專用基礎油標準。礦物型潤滑油的生產,最重要的是選用最佳的原油。

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)、環烷烴(單環、雙環、多環)、芳烴(單環芳烴、多環芳烴)、環烷基芳烴以及含氧、含氮、含硫有機化合物和膠質、瀝青質等非烴類化合物。生物基礎油(植物油)正越來越受歡迎,它可以生物降解而迅速的降低環境污染。合成潤滑油具有低溫性能優異,潤滑性能好和使用壽命長等特點,可適用於高負荷、高轉速、高真空、高能輻射和強氧化介質等環境。由於當今世界上所有的工業企業都在尋求減少對環境污染的措施,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境治理費用。根據原油的性質和加工工藝分類

分為石蠟基基礎油、中間基基礎油、環烷基基礎油

API分類

API於1993年將基礎油分為五類(API-1509),並將其併入EOLCS(API發動機油發照認證系統)中

試驗方法 類別 ASTM D2007 ASTM D2270 ASTM D2622/D4294 /D4927/D3120 類別說明
飽和烴含量 /% 黏度指數 VI 硫含量/% (質量分數)
I類 <90 80~120 >0.3 傳統溶劑精煉出來的礦物基礎油
II類 >90 80~120 <0.3 氫裂解煉出來的礦物基礎油
III類 (UCBO) >90 >120 <0.3 氫裂解過程與臘油異構化煉出來的礦物基礎油
IV類 聚α-烯烴 (PAO)    石蠟分解法與乙烯合成法製得的合成基礎油
V類 所有非I、II、III或IV類基礎油    其他合成油、植物油、再生基礎油等的統稱

基礎油分類

1995年對原標準進行了修訂,執行潤滑油基礎油分類方法和規格標QSHR 001—95

該標準按黏度指數把基礎油分類

類別

黏度指數VI

超高黏度指數(UHVI)

VI≥140

很高黏度指數(VHVI)

120≤VI<140

高黏度指數(HVI)

90≤VI<120

中黏度指數(MVI)

40≤VI<90

低黏度指數(LVI)

VI<40

按使用範圍分類

通用基礎油 專用基礎油
低凝基礎油 深度精製基礎油
  適用於多級發動機油、低溫液壓油和液力傳動液等產品的低凝基礎油 適用於汽輪機油、極壓工業齒輪油等產品
UHVI VHVI HVI MVI LVI UHVIW VHVIW HVIW MVIW (代號後加W) UHVIS VHVIS HVIS MVIS (代號後加S)

添加劑

添加劑是近代高級潤滑油的精髓,正確選用合理加入,可改善其物理化學性質,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。根據潤滑油要求的質量和性能,對添加劑精心選擇,仔細平衡,進行合理調配,是保證潤滑油質量的關鍵。一般常用的添加劑有:粘度指數改進劑,傾點下降劑,抗氧化劑,清淨分散劑,摩擦緩和劑,油性劑,極壓添加劑,抗泡沫劑,金屬鈍化劑,乳化劑,防腐蝕劑,防鏽劑,破乳化劑,抗氧抗腐劑等。

目前國內的主要添加劑生產商都在北方,因為相對於南方,在北方生產的添加劑含水量要小。

基礎油生產工藝

傳統生產工藝

20 世紀 30 年代,潤滑油基礎油的生產基本採用的是物理方法,即由溶劑精製、溶劑脫蠟和白土補充精製所構成的“老三套”傳統工藝生產潤滑油基礎油。

(1)溶劑精製。溶劑精製是潤滑油生產過程中的重要步驟,其主要作用是脫除油品中的稠環芳烴、膠質、瀝青質等,使潤滑油粘溫性質、抗氧化安定性、殘炭值、顏色等性質得到改善。該工藝較成熟,常用的溶劑有糠醛、酚和 N—甲基吡咯烷酮(NMP)。

(2)溶劑脫蠟。溶劑脫蠟工藝主要包括結晶、過濾、溶劑回收和冷凍四部分,其目的是除去油品中的石蠟,降低潤滑油基礎油的傾點。該工藝在加工較輕的原料時有技術優勢,脫蠟油收率高、粘度指數較高。為了降低能耗、節省操作費用、減少投資,國內外潤滑油基礎油生產企業都採用溶劑脫蠟和蠟脫油聯合工藝,近幾年主要是在節能、提高油和蠟收率等技術方面有比較大的改進。

(3)白土補充精製。白土補充精製是使油與白土在一定溫度下充分混合,利用活性白土表面的吸附性能,通過加熱、蒸發、過濾等工序,將潤滑油中的氮化物、膠質、瀝青質、環烷酸皂、不飽和烴、選擇性溶劑、水分、機械雜質等除去,從而改善油品顏色、降低殘炭、提高油品的抗氧化安定性和抗乳化度。

加氫生產工藝

基礎油中的理想組分是支鏈烷烴( 異構烷烴) 和帶有長烷基側鏈的單環環烷烴,非理想組分則是稠環芳烴和稠環環烷烴。傳統的溶劑精製工藝是選擇性地抽提脫除低黏度指數的多環烴類及其它雜環化合物( 如硫、氮化合物,膠質等) ,從而提高油品的黏度指數,使顏色和抗氧化安定性得到改善,這種物理分離的方法只能保留原料中原有的理想組分,基礎油收率、黏度指數和其它性能的改善有限。潤滑油加氫處理則是通過深度加氫轉化的方法,使多環烴類變為理想組分,同時幾乎完全脫除雜環化合物,因而基礎油收率高、油品各項質量指標的改善更加明顯。

加氫處理過程中,發生的化學反應主要有:①脫除雜環化合物;②芳烴飽和,環烷烴開環及異構化,這種反應是提高黏度指數最主要的反應;③正構烷烴或低分支異構烷烴臨氫異構化為高分支異構烷烴;④烷烴的加氫裂化以及帶有長烷基側鏈環烷烴的加氫脫烷基反應。這類反應將導致輕油的產生,使基礎油收率降低。前三項是有利於反應,第四項是需要抑制的反應。

異構脫蠟工藝

隨著環境保護法規日趨嚴格以及機械工業( 特別是汽車工業) 的發展,對潤滑油性能提出了更高的要求。為了生產這些高性能的潤滑油,特別是要調配大跨度多級內燃機油,必須採用低揮發性、高黏度指數的基礎油,即VI大於120、飽和度大於90% 。主要成分為異構烷烴的APIⅢ類基礎油具有這些性能特點,可以滿足上述要求。採用溶劑脫蠟和催化脫蠟工藝是不能生產Ⅲ類基礎油的,因為這兩種加工方法只能將高黏度指數的正構烷烴從油品中除去,造成基礎油的黏度指數低,而不能將這些高黏度指數的正構烷烴轉化為高黏度指數、低傾點的異構烷烴,這不但使基礎油收率低,而且不能滿足高質量基礎油的規格要求。異構脫蠟的基本原理就是在專門分子篩催化劑的作用下,將高傾點的正構烷烴異構化為低傾點的支鏈烷烴,異構脫蠟已成為當代生產API Ⅲ類基礎油的重要手段。已實現工業化的潤滑油異構脫蠟技術主要是Chevron的Isodewaxing技術和Exxon Mobil公司的MSDW技術。

理化性質

外觀(色度)

油品的顏色,往往可以反映其精製程度和穩定性。對於基礎油來說,一般精製程度越高,其烴的氧化物和硫化物脫除的越乾淨,顏色也就越淺。但是,即使精製的條件相同,不同油源和基屬的原油所生產的基礎油,其顏色和透明度也可能是不相同的。

對於新的成品潤滑油,由於添加劑的使用,顏色作為判斷基礎油精製程度高低的指標已失去了它原來的意義。

密度

密度是潤滑油最簡單、最常用的物理性能指標。潤滑油的密度隨其組成中含碳、氧、硫的數量的增加而增大,因而在同樣粘度或同樣相對分子質量的情況下,含芳烴多的,含膠質和瀝青質多的潤滑油密度最大,含環烷烴多的居中,含烷烴多的最小。

粘度

粘度反映油品的內摩擦力,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

粘度指數表示油品粘度隨溫度變化的程度。粘度指數越高,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性的一項指標。油品的餾分越輕,蒸發性越大,其閃點也越低。反之,油品的餾分越重,蒸發性越小,其閃點也越高。同時,閃點又是表示石油產品著火危險性的指標。油品的危險等級是根據閃點劃分的,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

凝點是指在規定的冷卻條件下油品停止流動的最高溫度。油品的凝固和純化合物的凝固有很大的不同。油品並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,並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量指標。對於生產、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境的最低溫度低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並不完全相等,一般傾點都高於凝點2~3℃,但也有例外。

酸鹼值

酸值是表示潤滑油中含有酸性物質的指標,單位是mgKOH/g。酸值分強酸值和弱酸值兩種,兩者合併即為總酸值(簡稱TAN)。我們通常所說的"酸值",實際上是指"總酸值(TAN)"。

鹼值是表示潤滑油中鹼性物質含量的指標,單位是mgKOH/g。

鹼值亦分強鹼值和弱鹼值兩種,兩者合併即為總鹼值(簡稱TBN)。我們通常所說的"鹼值"實際上是指"總鹼值(TBN)"。

中和值

中和值實際上包括了總酸值和總鹼值。但是,除了另有註明,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,通常是重量百分數。潤滑油中水分的存在,會破壞潤滑油形成的油膜,使潤滑效果變差,加速有機酸對金屬的腐蝕作用,鏽蝕設備,使油品容易產生沉渣。總之,潤滑油中水分越少越好。

機械雜質

機械雜質是指存在於潤滑油中不溶於汽油、乙醇和苯等溶劑的沉澱物或膠狀懸浮物。這些雜質大部分是砂石和鐵屑之類,以及由添加劑帶來的一些難溶於溶劑的有機金屬鹽。通常,潤滑油基礎油的機械雜質都控制在0.005%以下(機雜在0.005%以下被認為是無)。

硫酸灰分

灰分是指在規定條件下,灼燒後剩下的不燃燒物質。灰分的組成一般認為是一些金屬元素及其鹽類。灰分對不同的油品具有不同的概念,對基礎油或不加添加劑的油品來說,灰分可用於判斷油品的精製深度。對於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。國外採用硫酸灰分代替灰分。其方法是:在油樣燃燒後灼燒灰化之前加入少量濃硫酸,使添加劑的金屬元素轉化為硫酸鹽。

殘炭

油品在規定的實驗條件下,受熱蒸發和燃燒後形成的焦黑色殘留物稱為殘炭。殘炭是潤滑油基礎油的重要質量指標,是為判斷潤滑油的性質和精製深度而規定的項目。潤滑油基礎油中,殘炭的多少,不僅與其化學組成有關,而且也與油品的精製深度有關,潤滑油中形成殘炭的主要物質是:油中的膠質、瀝青質及多環芳烴。這些物質在空氣不足的條件下,受強熱分解、縮合而形成殘炭。油品的精製深度越深,其殘炭值越小。一般講,空白基礎油的殘炭值越小越好。

截止2013年10月,許多油品都含有金屬、硫、磷、氮元素的添加劑,它們的殘炭值很高,因此含添加劑油的殘炭已失去殘炭測定的本來意義。機械雜質、水分、灰分和殘炭都是反映油品純潔性的質量指標,反映了潤滑基礎油精製的程度。潤滑油的生產過程

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,也含有各種雜質和非理想組分。通過溶劑脫瀝青、溶劑脫蠟、溶劑精製、加氫精制或或酸鹼精製、白土精製(見石油產品精製)等工藝,除去或降低形成游離碳的物質、低粘度指數的物質、氧化安定性差的物質、石蠟以及影響成品油顏色的化學物質等非理想組分,得到合格的潤滑油基礎油,經過調合併加入適當添加劑後即成為潤滑油產品。

作用

按其來源分動物油、植物油,石油潤滑油和合成潤滑油四大類。

石油潤滑油的用量占總用量90%以上,因此潤滑油常指石油潤滑油。主要用於減少運動部件表面間的摩擦,同時對機器設備具有冷卻、密封、防腐、防鏽、絕緣、功率傳送、清洗雜質等作用。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。潤滑油最主要的性能是粘度、氧化安定性和潤滑性,它們與潤滑油餾分的組成密切相關。粘度是反映潤滑油流動性的重要質量指標。不同的使用條件具有不同的粘度要求。重負荷和低速度的機械要選用高粘度潤滑油。氧化安定性表示油品在使用環境中,由於溫度、空氣中氧以及金屬催化作用所表現的抗氧化能力。油品氧化後,根據使用條件會生成細小的瀝青質為主的碳狀物質,呈粘滯的漆狀物質或漆膜,或粘性的含水物質,從而降低或喪失其使用性能。潤滑性表示潤滑油的減磨性能。潤滑油添加劑概念是加入潤滑劑中的一種或幾種化合物,以使潤滑劑得到某種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氧劑和金屬減活劑、極壓抗磨劑、摩擦改善劑(又名油性劑)、清淨分散劑、泡沫抑制劑、防鏽劑、抗氧防腐劑、流點改善劑、粘度指數增進劑、抗乳劑等類型。市場中所銷售的添加劑一般都是以上各單一添加劑的複合品,所不同的就是單一添加劑的成分不同以及複合添加劑內部幾種單一添加劑的比例不同而已。

潤滑

發動機在運轉時,如果一些摩擦部位得不到適當的潤滑,就會產生乾摩擦。實踐證明,乾摩擦在短時間內產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拉缸、抱軸等故障,主要原因就在於此)。因此必須對發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後,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揮其潤滑作用的關鍵。但是又不能用量過大,因為量過大時會產生平方關係的阻力,對轉速影響極大,所以在用量上要特別注意。

冷卻

燃料在發動機內燃燒後產生的熱量,只有一小部分用於動力輸出以及摩擦阻力消耗和輔助機構的驅動上;其餘大部分熱量除隨廢氣排到大氣中外,還會被發動機中的冷卻介質帶走一部分。發動機中多餘的熱必須排出機體,否則發動機會由於溫度過高而燒壞。這一方面靠發動機冷卻系來完成,另一方面靠潤滑油從氣缸、活塞、曲軸等表面吸收熱量後帶到油底殼中散發。

洗滌

發動機工作中,會產生許多污物。如吸入空氣中帶來的砂土、灰塵,混合氣燃燒後形成的積炭,潤滑油氧化後生成的膠狀物,機件間摩擦產生金屬屑等等。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,大量的膠質會使活塞環粘結卡滯,導致發動機不能正常運轉。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循環流動來完成的。

密封

發動機的氣缸與活塞、活塞環與環槽以及氣門與氣門座間均存在一定間隙,這樣能保證各運動副之間不會卡滯。但這些間隙可造成氣缸密封不好,燃燒室漏氣結果是降低氣缸壓力及發動機輸出功率。潤滑油在這些間隙中形成的油膜,保證了氣缸的密封性,保持氣缸壓力及發動機輸出功率,並能阻止廢氣向下竄入曲軸箱。

防鏽

發動機在運轉或存放時,大氣、潤滑油、燃油中的水分以及燃燒產生的酸性氣體,會對機件造成腐蝕和鏽蝕,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,防止產生腐蝕、鏽蝕。

消除衝擊載荷

在壓縮行程結束時,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衝擊載荷,使發動機平穩工作,並防止金屬直接接觸,減少磨損。

國家標準

1987年,中國頒布了GB 498-87《石油產品及潤滑劑的總分類》,根據石油產品的主要特徵對石油產品進行分類,其類別名稱分為燃料、溶劑和化工原料、潤滑劑和有關產品、蠟、瀝青、焦等六大類。其類別名稱的代號取自反映各類產品主要特徵的英文名稱的第一個字母,見表3。由表3可知,潤滑劑和有關產品的代號為英文字母“L”。

石油產品總分類

類 別 代 號 類 別 名 稱
F 燃料
S 溶劑和化工原料
L 潤滑劑和有關產品
W
B 瀝青
C

國家標準GB 498-87頒布的同年,中國頒布了GB 7631.1-87《潤滑劑和有關產品(L)類的分類 第一部分:總分組》。GB 7631.1-87根據GB 498-87《石油產品及潤滑劑的總分類》的規定而制定,代替了GB 500-65,系等效採用ISO 6743/0-1981《潤滑劑、工業潤滑油和有關產品(L類)的分類—第0部分:總分組》。該標準根據儘可能地包括潤滑劑和有關產品的套用場合這一原則,將潤滑劑分為19個組。其組別名稱和代號見表4。

潤滑劑產品分組

組 別 代 號 組 別 名 稱
A 全損耗系統油
B 脫模油
C 齒輪油
D 壓縮機油(包括冷凍機和齒輪泵)
E 內燃機油
F 主軸、軸承和離合器油
G 導軌油
H 液壓油
M 金屬加工油
N 電器絕緣油
P 風動工具油
Q 熱導油
R 暫時保護防腐蝕油
T 汽輪機油
U 熱處理油
X 潤滑脂
Y 其他套用場合油
Z 蒸汽氣缸油
S 特殊潤滑劑套用油

每組潤滑劑根據其產品的主要特性、套用場合和使用對象再詳細分類。(1)產品的主要特性是指:潤滑油的粘度、防鏽、防腐、抗燃、抗磨等理化性能;潤滑脂的滴點、錐入度、防水、防腐等理化性能。(2)產品的套用場合主要指機械使用條件的苛刻程度,例如,齒輪油分為工業開式齒輪油、工業閉式齒輪油、車輛齒輪油。車輛齒輪油又分普通車輛齒輪油、中負荷車輛齒輪油和重負荷車輛齒輪油等。(3)產品的使用對象主要是指機械的種類和結構特點。例如,內燃機油分為汽油機油、二衝程汽油機油和柴油機油等。

國標潤滑油型號

GB 439—90航空噴氣機潤滑油

GB 440—77(88)20號航空潤滑油

GB 443—89L—AN全損耗系統用油

GB/T 447—94蒸汽汽缸油

GB 5903—95工業閉式齒輪油

GB 5904—86輕負荷噴油迴轉式空氣壓縮機油

GB 11120—89L—TSA汽輪機油(防鏽汽輪機油)

GB 11121—95汽油機油

GB 11122—1997柴油機油,

GB 12691—90空氣壓縮機油

GB 13895—92重負荷車輛齒輪油(GL一5)

GB/T 14906—94內燃機油粘度分類

GB/T 16630—1996冷凍機油

SH/T 0010—90熱定型機潤滑油

SH/T 0017—90(1998)軸承油

SH/T 0094—91(1998)蝸輪蝸桿油

SH/T 0111—92(1998)合成錠子油

SH 0138—9210號儀表油

SH/T 0139—95車軸油

SH/T 0350—92(1998)普通車輛齒輪油

SH/T 0360—92(1998)13號機械油(專用錠子油)

SH/T 0361—1998導軌油

SH 0362—92抗氨汽輪機油

SH/T 0363—92(1998)普通開式齒輪油

SH 0526—92(1998)粘度標準油

GB/T 0391—77(88)發動機潤滑油腐蝕度測定法

GB/T 2433—2001添加劑和含添加劑潤滑油硫酸鹽灰分測定法

GB/T 3142—82(90)潤滑劑承載能力測定法(四球法)

GB/T 6538—2000發動機油表觀粘度測定法(冷啟動模擬機法)

GB/T 7607—95柴油機油換油指標

GB/T 7608—87拖拉機柴油機潤滑油換油指標

GB/T 8022—87潤滑油抗乳化性能測定法

GB/T 8023—87液體石油產品粘度溫度計算圖

GB/T 9171—88發動機油邊界泵送溫度測定法

GB/T 9932—88內燃機油性能評定法(開特皮勒1H2法)

GB/T 9933—88內燃機油性能評定法(開特皮勒1G2法)

GB/T 11143—89加抑制劑礦物油在水存在下防鏽性能試驗法

GB/T 11144—89潤滑油極壓性能測定法(梯姆肯試驗機法)

GB/T 11145—89車用流體潤滑劑低溫粘度測定法(勃羅克費爾特粘度計法)

GB/T 12577—90冷凍機油絮凝點測定法

GB/T 12578—90潤滑油流動性測定法(U型管法)

GB/T 12579—2002潤滑油泡沫特性測定法

GB/T 12581—90加抑制劑礦物油的氧化特性測定法

GB/T 12583—90潤滑油極壓性能測定法(四球法)

GB/T 12709—91潤滑油老化特性測定法(康氏殘炭法)

GB/T 17038—1997內燃機車柴油機油

SH/T 0024—90(2000)潤滑油沉澱值測定法

SH/T 0030—90車輛齒輪油成溝點測定法

SH/T 0031—90柴油機活塞清淨性評分方法

SH/T 0037—90(2000)齒輪油貯存溶解特性測定法

SH/T 0059—91潤滑油蒸發損失測定法(諾亞克法)

SH/T 0061—91(2000)潤滑油中鎂含量測定法(原於吸收光譜法)

SH/T 0066—2002發動機冷卻液泡沫傾向測定法(玻璃器皿法)

SH/T 0067—91(2000)發動機冷卻液和防鏽劑灰分含量測定法

SH/T 0068—2002發動機冷卻液及其濃縮液密度及相對密度測定法(密度計法)

SH/T 0072—91液體潤滑劑摩擦係數測定法(振於法)

SH/T 0074—91汽油機油薄層吸氧氧化安定性測定法

SH/T 0075—91CC級柴油機油高溫清淨性評定法(1135C2法)

SH/T 0076—91(2000)潤滑油中糠醛試驗法

SH/T 0077—91(2000)潤滑油中鐵含量測定法(原子吸收光譜法)

SH/T 0102—92(2000)潤滑油和液體燃料油中銅含量測定法(原於吸收光譜法)

SH/T 0103—92(2000)含聚合物油剪下安定性測定法(柴油噴嘴法)

SH/T 0104—92(2000)冷凍機油在致冷劑作用下的穩定性試驗(菲利普法)

SH/T 0120—92酚精製潤滑油酚含量測定法

國際標準

除API的標準外還有其它一些權威機構也制定了相應的標準來評定發動機油的品質,

BP_英國石油學會 DIN-德國工業標準 ASTM-美國試驗及材料協會 ISO-國際標準化組織

JIS-日本工業標準 ILSAC-國際潤滑油標準化委員會

截止2013年10月止,我們就來為大家介紹一下評定機油品質等級的幾個國際組織。

ACEA

相信有些朋友不會陌生,它是歐洲汽車製造商協會,是1991年5月取代CCMC而成立的組織,CCMC是歐洲共同市場汽車製造商協會它是ACEA的前身,有與ACEA相似職能。ACEA組織每兩年修訂一次該組織汽車潤滑油規格,其部分指標與API通用。另外還有一個稱為ILSAC即國際潤滑劑標準化及認證委員會的組織。它是由美國車輛製造商協會和日本汽車製造商協會聯合組成。ILSAC於1990年10月頒布了對於小汽車發動機用油的測試規格GF-1。

JASO

日本車輛標準組織,也是評定車用發動機的機構之一,它是由日本的石油公司、添加劑公司、汽車製造商及日本政府共同組成,所制訂的規範適用於日本及太平洋國家,用於補充API測試規範。

美國軍部、德國軍部、法國軍部也制定了其自己的標準,用於保證軍用機油的品質。

除以上幾個國際組織外,一些著名汽車製造廠商也制定了自己的規範。例如美國康明斯公司、德國賓士汽車公司、寶馬公司、大眾公司、保時捷公司、瑞典沃爾沃汽車公司均制定了自己的機油測試標準,這些標準比API的標準更加嚴格和苛刻。

中國現狀

中國一共有7個企業通過API的標準,通過汽車製造廠機油測試標準的企業更少。世界各國及各公司制定汽車用油規範主要是讓潤滑油廠家所生產的油品能夠保證汽車的使用要求,所以消費者購買潤滑油時一定要看生產廠家是否經過以上權威機構認證國際上鑑定潤滑油較權威的部門有API(美國石油協會),ACEA(歐洲汽車製造商協會),還有ILSAC(國際潤滑油標準暨認證委員會),JASO(日本汽車標準組織,這是由SAE(美國汽車工程師協會)日本分會所組成)。

(a)內燃機油(L-E)一般都有API標識的,主要在美國地區銷售的以API車用機油的標準來說可分為兩大類:

一是商業用油(Commercial Oil),如中大型卡車、 巴士、工程車等所用的機油,這些車輛大都以柴油做為燃料,以C字頭來代表。例如:CA、CB、CC、CD、CE、CF、CG、CH、CI。

二是一般加油站(Service Station)所售的機油,通常使用於轎車且是汽油引擎的小型車輛上(不包含二行程機車),以S字頭為代表。例如:SA、SB、SC、SD、SE、SF、SG、SH、SI 、SJ、SL、SM、SN。(註:S代表汽油發動機油,C代表柴油發動機油。第二個英文字母代表等級,越往後面的等級越高的。例如,SB 要比SA 級別高,SC要比SB級別高的。)

(b)用於潤滑齒輪傳動裝置包括蝸輪蝸桿副的潤滑油稱為齒輪油(L-C)。按GB 7631.7-89規定,齒輪油分為工業閉式齒輪油、工業開式齒輪油、車輛齒輪油。

(c)用於流體靜壓(液壓傳動)系統中的工作介質稱為液壓油,而用作流體動壓(液力傳動)系統中的工作介質則稱為液力傳動油,通常將二者統稱為液壓油(L-H)。液壓油與發動機油相比較,液壓油除具有發動機油的基本性能外,還具有良好的抗乳化性、抗磨性、水解安定性、可濾性、抗泡性和空氣釋放性。

(d)其他油。

車用潤滑油

質量級別

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適用於高速、重負荷、長周期運行的柴油機,特別適用高速公路行駛。有效防止活塞環磨損、機油變稠;燃料硫含量小於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動機,選用CH-4柴機油;裝有“低溫廢氣再循環”系統的發動機,要求選用CI-4柴機油。

高級別與低級別的潤滑油相比,在抗氧化能力、清淨分散能力等方面都明顯提高。此外,在閥門機構磨損保護、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最佳化。

目前國內隨著環保要求國三、國四的推廣,各發動機生產廠家推出了高品質發動機(電控發動機),機油的使用級別也在相應提高,CD級己經淘汰,CF、CH級成為主流。根據中國的國情,如車輛超載嚴重、路況差、司機專業化程度低、柴油硫含量不穩定等不良因素,造成發動機提前大修。所以應選用質量級別高的機油。

選擇

發動機按發動機的型式分為汽油發動機和柴油發動機,發動機油也相應分為汽油發動機油和柴油發動機油,發動機油的品質分類採用API S後跟一英文字母和API C 後跟一英文字母來分別表示汽油機油和柴油機油,後

跟 的字母排序越靠後表示級別越高。如API SH 級高於API SG級,因此選用發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(指2013年10月止)來講,API的級別都是向下兼容,API SL質量級別的機油可以用於要求API SH 機油的發動機。如果條件允許,儘量選用更高級別的發動機油,因為它能對發動機提供更好的保護。一般的來講,發動機油的質量級別越高,價格越貴。但不能反過來講。

選擇發動機油要根據車廠的說明書要求來確定使用相應的質量級別或更高的級別。選擇發動機油還要考慮季節的變換。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,儘量選擇油品粘度稍高一點的機油。在寒冷的季節,可使用較稀的機油。但現在(指2013年10月止)高質量的機油可以同時用於多種氣候條件下。

經常重載或比較老舊的車應選擇粘度較高的潤滑油,避免由於潤滑油粘度過低造成油壓過低,引起不必要的故障。可選用50或20W/50油。另外要隨時注意發動機水溫和機油壓力,如有異常應立即停車查找原因,排除故障後方可繼續行駛。此外,路況對發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,應縮短機油的換油周期。

另外,新的發動機設計的要求,由於採用了電子控制燃油噴射、催化轉換器、EGR、PCV和渦輪增壓、中冷等技術,發動機的工況更加嚴苛,選用高質量級別的發動機油也可以延長發動機壽命,降低燃油消耗,減少磨損,延長換油周期,節省機油,節約維修費用及提高效率。高級別的發動機油可以替代低級別的,而低級別的發動機油不能用於高級的發動機。

現市面上機油品種很多,兩種不同品牌的機油最好不要混合使用,因不同品牌的油品採用的添加劑可能不同,混用可能會造成油品變質。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,則會產生反應、沉澱等,對發動機是不利的。因此,發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,以免損壞發動機。

潤滑油市場魚龍混雜,一般光憑外觀很難區分發動機油的品質高低,因此購買機油時要注意應儘量選擇知名品牌的潤滑油,儘可能到知名品牌的專賣店或網上商城購買,根據API 表示的機油質量等級來辨別品質高低、油品的包裝上生產廠家的地址、生產日期、批號是否完整、清晰。

鑑別

在潤滑油使用過程中,一些散裝油品由於存放不當而發生變質。因此,多掌握一些變質潤滑油的識別方法,就為安全用油多一份保障。

一、油流觀察法:取兩隻量杯,其中一個盛有待檢查的潤滑油,另一隻空放在桌面上,將盛滿潤滑油的量杯高舉離開桌面30~40厘米並傾斜,讓潤滑油慢慢流到空杯中,觀察其流動情況。質量好的潤滑油油流細長、均勻、連綿不斷;若出現流速忽快忽慢,時而有大塊流下,則說明潤滑油已變質。

二、手捻法:將潤滑油捻在大拇指與食指之間反覆研磨,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,則表明潤滑油內雜質多,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。

四、油滴痕跡法:取一張乾淨的白色濾試紙,滴油數滴,待潤滑油滲漏後,若表面有黑色粉末,用手觸摸有阻塞感,則說明潤滑油裡面雜質很多,好的潤滑油無粉末,用手摸上去乾而光滑,痕跡呈黃色。

設備潤滑油

在工業上很多的設備都是會用到潤滑油來減少摩擦,保護機械及加工件的液體潤滑劑,因此潤滑油也需要對其磨損與污染進行分析,X射線螢光光譜法來測定石油中硫含量。

鑑定潤滑油中磨損金屬的含量,可以準確的連線設備的運行狀態和老化,如果設備中所含金屬顯示機件磨損程度嚴重。對設備保養、運行速度、老化都重要,所以對測定中微量金屬以作為磨損成分的檢測勢在必得。

柴油中硫含量為11mg/kg,以下數據是5mls 樣品在相同的樣品分析杯內,由一台LAMBDA儀器測180s,每天測試兩次,結果為兩次測試結果的平均值,結果如下表

樣品 LAB LAB 2 LAB 3 LAB 4 LAB 5
低硫柴油 5 6 6 6 6
汽油E10 35 35 35 36 37
B-11(柴油) 9 10 8 8 12
低硫柴油 3 4 3 3 5
B20 (柴油) 5 7 6 6 9
變壓器油 34 33 32 31 34
煤油 234 233 236 237 240
渦輪機煤油 446 441 440 435 449
重燃料油 941 938 936 921 953

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髒油的痕跡。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。如果有這種情況發生,被污染的潤滑油會對發動機內部造成危害,是需要大修的。

二、檢查潤滑油量

如果加油口蓋沒有問題,那么找到潤滑油尺後,將其拔出,首先檢查油麵,油麵高度應該在“滿”或“FULL”的位置。

如果油液面過低,會因潤滑不良而損壞發動機,也會給氣門、汽缸墊、活塞環造成損壞。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,看是否出現泄漏而給發動機部件造成損壞。

三、通過尾氣檢查

如果尾氣是藍煙,表明氣門油封失效,潤滑油進入了汽缸燃燒室;還可能是活塞環與汽缸壁間隙過大或活塞環斷裂等故障;或是由於發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的情況。一般在換過潤滑油後,車輛使用一段時間後潤滑油會變黑,這是正常的。而其他顏色都是不正常的現象。如果發現潤滑油的顏色變灰、變白或有乳化現象,說明潤滑油中混入水。可能是發動機冷卻系統和燃燒系統有連通泄漏情況。

使用

1、勤換或者用好油均是經濟性的選擇

用好油並更換勤快是不錯的選擇,但這很多時候並不符合車主經濟性的選擇。於是,在一款好油用久點或是選擇一款普通油更換勤快些之間做選擇,便成了困擾很多車主的一個問題。對此專家建議,如果從經濟性方面考慮,對於普通中檔車及經濟性轎車,可以選擇半合成油,並在8000km左右進行一次更換,也可以考慮選用全合成油,在15000km左右進行一次更換,都是比較經濟性的選擇,比如在半合成油方面,可以選擇維娜的10w-40、殼牌的非凡喜力(藍殼),在全合成油方面,可以選擇新加坡石油的新威5W-40.廣田石化的騎牌R7+.和R9。值得注意的是,儘管十分便宜,但礦物油並不應該在選擇之列。

2、4S店機油合用,精通油品車主亦可自行選擇

4S機油較貴,在4S店更換機油合適么?這應該是一個對4S店和車主來說,都是比較難以回答的問題,因為這還涉及到一個保修的問題。首先肯定的是 4S店提供的機油,一定會是合格的機油,對於對機油不熟悉的車主,特別是車輛在保修期內的車主,如果不是特別精通油品,專家還是建議選擇前往4S店更換機油。當然,對於精通汽車及油品的車主,可以根據實際情況,自行作出更恰當的選擇。

3、渦輪車須使用全合成高粘度機油

渦輪車的潤滑油不僅承擔引擎潤滑與散熱作用,還承擔著渦輪的潤滑與散熱的作用,由於渦輪增壓器的作用,使進入燃燒室的空氣品質與體積有大幅度的提高,發動機結構更緊湊,機械加工精度也更高,裝配技術要求更嚴格。所有這些都決定了渦輪增壓發動機的高溫、高轉速、大功率、大扭矩、低排放的工作特點。同時也就決定了發動機的內部零部件要承受較高的溫度及更大的撞擊、擠壓和剪下力的工作條件。故在機油使用方面,需要特別注意,在潤滑油的選擇方面,有兩點特別需要注意,一點就是要選擇高品質潤滑油,我們建議至少選擇全合成油,最好選擇脂類全合成油,才能提供充足的保護,另一點就是要選擇粘度更高的機油,0-W30絕對是渦輪車的殺手,在高溫下,幾乎無法提供任何有效的保護,我們建議選擇5-W50或者10W-50的產品。在渦輪車上,可以選擇新加坡石油的賽威5-W50脂類全合成油、MOTUL 300V 10-W50雙脂類全合成油、新輝全動力F1-A 10-W60,提醒一句的是,這些高粘度的潤滑油,並不適合一般街車使用,如果有條件的普通街車也想選用這些高品質的賽車油,則需選擇其粘度級別較低的產品。

使用誤區

誤解一:潤滑油能多加就多加

潤滑油量應該控制在機油尺的上、下刻度線之間為好。因為潤滑油過多就會從氣缸與活塞的間隙中竄入燃燒室燃燒形成積炭。這些積炭會提高發動機壓縮比,增加產生爆震的傾向;積炭在汽缸內呈紅熱狀態還容易引起早燃,如落入汽缸會加劇汽缸和活塞的磨損,還會加速污染潤滑油。其次,潤滑油過多增加了曲軸連桿的攪拌阻力,使燃油消耗增大。

誤解二:什麼時候潤滑油變黑了就該換油了

這種理解並不全面。對於沒有加清淨分散劑的潤滑油來說,顏色變黑的確是油品已嚴重變質的表現,但現代汽車使用的潤滑油一般都加有清淨分解劑。這種清淨劑將粘附在活塞上的膠膜和黑色積炭洗滌下來,並分散在油中,減少發動機高溫沉澱物的生成,故潤滑油使用一段時間後顏色容易變黑,但這時的油品並未完全變質。

誤解三:潤滑油經常添不用換

經常檢查潤滑油是正確的,但只補充不更換隻能彌補機油數量上的不足,卻無法完全補償潤滑油性能的損失。潤滑油在使用過程中,由於污染、氧化等原因質量會逐漸下降,同時還會有一些消耗,使數量減少。

誤區四:添加劑用處大

真正優質的潤滑油是具備多種發動機保護功能的成品,配方中已含有多種添加劑,其中包括抗磨劑,而且潤滑油最講究配方的均衡以保障各種性能的充分發揮。自行添加其他添加劑不僅不能給車輛帶來額外保護,反而易與機油中的化學物質發生反應,造成機油綜合性能的下降。

套用案例

加熱方式 熱媒體 倒油量 升溫溫度 生產時間 冷凝水溫 蒸汽耗量
列管式加熱器 0.8Mpa飽和蒸汽 60T/t 30-60℃ 14小時30分 100℃ 14.6噸
新型快速加熱器 0.8Mpa飽和蒸汽 60T/t 30-60℃ 1小時30分 55℃ 1.96噸


石油衍生品

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