培训教程6润滑油产品

油品储运调和操作工培训教程润滑油产品重庆现代石油（集团）有限公司摩擦与润滑摩擦及其成因摩擦是一个表面在另一表面上相对运动时所表现出的抵抗作用。两干燥固体表面相对滑动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处或称粗糙点。互相接触的两个固体表面实际仅以其粗糙的凸起接触粗糙的接触部位非常小，但其上压力很高。在高压下凸起互相粘结，或可能焊接在一起。分开它们需要很大的力。两表面压得越紧，摩擦力越大。滑动摩擦的成因摩擦力产生运动的力表面间的接触摩擦系数摩擦系数

f=F/WF-摩擦系数F-阻止运动的摩擦力W-两表面间所受正压力静摩擦和动摩擦系数根据摩擦定律，两表面间的摩擦系数是常数。在实际情况下，摩擦系数在一定程度上取决于负荷和滑动速度。当摩擦力增加大到恰好避免滑动时，摩擦力与载荷的比值被称为静摩擦系数。当两表面以恒定的速度相互滑动时，摩擦力与载荷的比值被称为运动或动力摩擦系数。静摩擦力几乎总是大于动摩擦力。滚动摩擦当一个圆柱体或球体在平面上滚动时，其摩擦远远小于两滑动表面间的摩擦。完全无摩擦的滚动是不存在的。因为：-物体表面上总是有缺陷；-接触表面会弹性变形；表面间会发生滑移或滑动滚动摩擦取决于滚动体半径以及表面上的正压力。因此滚动摩擦系数f定义为：

f=F*R/W

其中：F是阻止运动的摩擦力

W是两表面间的正压力，R是滚动体半径滚动摩擦平面的形变接触线圆柱体的形变圆柱体和平面的塑性变形流体摩擦流体摩擦发生在充当润滑剂的流体中。当两相对运动的固体表面间完全被流体膜隔开时，它是唯一的摩擦源。流体摩擦是由于运动中的气体或液体的分子层的相互作用力而产生的。流体分子层相对滑动时所克服的摩擦力被称为剪切力。流体摩擦取决于滑动速度和接触面积大小。流体摩擦大大低于滑动或滚动摩擦（除非使用非常粘稠的流体）-轴颈轴承的润滑可把摩擦系数从0.4--1.2减小到0.1-在润滑滚动轴承时，摩擦系数可小到0.001什麽是润滑润滑-任何能够减小两相对运动表面间摩擦力的过程。润滑剂-任何能减少摩擦的材料。润滑剂的主要作用是隔开两运动表面，使其易于产生相对运动。作为润滑剂的流体通过以低的流体摩擦代替高的固-固摩擦达到其目的。被润滑剂分开的平面流体摩擦润滑剂的作用表面互相接触表面被润滑剂隔开润滑机理可用一个简单的轴颈轴承的例子来解释流体如何隔开固体表面并润滑它们。当轴在轴承中旋转时，润滑剂粘附在两者的表面上并被带入两表面间的空间部位，这里正是负荷集中之处。受载区的入口处逐渐变细，就象一个楔。当润滑剂被挤入越来越窄的楔形空间时，压力逐渐增加，直到大到可以保持轴承表面间分离，并足以承受轴上的负荷。静止启动状态油楔全油膜轴承中油楔的形成流体润滑示意图轴孔润滑油油楔油压外力承载力转速适当的外力适当的转速适当的形状适当的粘度三大要素润滑楔的形成同样，油楔可以其它机理形成。在滑动轴承中，滑动面的倾斜或前缘的形成会促使形成油楔。在滚动轴承中，滚珠或滚柱的旋转会将润滑剂带入滚动体和轴承座圈间的承载区。在齿轮中，在相临的轮齿间形成油楔，这是由轮齿的形状和转动造成的。滚动轴承滑动轴承齿轮形成油楔的几个例子影响润滑效率的因素粘度如果润滑剂粘度太低，则不能形成满意的油楔。如果粘度太高，流体摩擦可能大到足以限制表面间的相对运动。温度正常情况下温度升高，粘度下降。在正常操作温度下工作良好的轴承，可能在太热或太冷的情况下不能正常工作。载荷载荷越大，油膜越薄。在过载情况下，两固体表面可能会发生接触滑动速度滑动速度越快，油膜越厚。当设备起动或停机时，运动表面有互相接触的趋势。润滑分类轴颈轴承中摩擦力、润滑剂粘度、载荷和滑动速度之间的关系可用图表表示。其中用图线表示摩擦系数与ZN/P的函数关系。Z表示润滑剂粘度，N表示轴速，P表示轴承上的压力。这个曲线描述了润滑的一个基本公式。有时被称为Stribeck曲线，或简称为ZN/P曲线。润滑类型-Stribeck曲线摩擦系数ZNP(粘度×转速)负荷边界膜混合膜薄膜厚膜--流体动压膜(ZN/P曲线)Stribeck

曲线流体动压润滑-厚膜润滑

ZN/P曲线的区域A存在于下列条件：高润滑油粘度，和/或低载荷，和/或高转速。在这种条件下，润滑薄膜完全被润滑油膜隔开。这被称为流体动压润滑或厚膜润滑。当粘度增加、载荷降低和速度增加时，油膜厚度增加，同时摩擦系数相应增加。摩擦系数ZN/P流体动压润滑-厚膜润滑混合润滑ZN/P曲线的区域B存在流体润滑和边界润滑之间。它描述了下述条件：表面被润滑剂薄膜隔开，该膜厚度与表面粗糙度相当在这个区域中，载荷由油压和表面间的接触共同承担。这被描述为混合润滑或薄膜润滑状态。混合润滑的特点是：相对较小的速度增加或载荷降低会显著减小摩擦系数。B混合润滑ZN/P边界润滑ZN/P曲线的区域C存在于下列条件：低润滑油粘度，和/或高载荷，和/或低转速。在这些条件下油膜厚度实际为零，表面间发生很大范围的接触。这些是边界润滑状态。在边界润滑中，载荷作用在接触表面间的润滑剂薄层上。摩擦系数几乎与粘度、载荷和轴速无关。润滑效率取决于润滑剂的化学特性和润滑剂与表面的化学反应特性。C边界润滑ZN/P弹性流体润滑弹性流体润滑是一种特殊类型的流体润滑，产生在滚动接触中的重载表面。例如在滚动轴承和齿轮中。如果表面形状和运动类型合适的话，润滑剂被封闭在轴承表面并承受非常高的压力（可能高达15,000-30,000bar）。高压有两个重要作用：-使受载表面弹性变形，以使载荷分布于较宽区域-使粘度极大增加，从而提高油膜承载能力载荷滚动方向平面上的理论压力分布润滑油膜转动方向弹性流体润滑润滑油的分类国际标准化组织(ISO)制定了ISO6743/0润滑剂、工业润滑油及有关产品(L类)分类标准。中国等效采用ISO6743/0标准，制定了国家标准GB7631。润滑剂和有关产品(L类)的分类。GB7631.1根据应用场合将润滑剂和相应产品分为以下各组。

L---润滑剂、工业润滑油和有关产品A---全损系统B---脱模C---齿轮D---压缩机E---内燃机F---锭子、轴承及离合器G---导轨H---液压系统M---金属加工N---电气绝缘P---风动工具Q---热传导R---防蚀、保护T---透平油U---热处理X---用润滑脂的场合Y---其它应用Z---蒸汽气缸工业润滑油粘度分类GB3141（ISO3448）----以40℃运动粘度的中心值，分为

2、3、5、7、10、15、22、32、

46、68、100、150、220、320、

460、680、1000、1500、2200、

3200mm2/s共20个粘度号。

适用于全损耗系统润滑油、轴承油、导轨油、液压油、汽轮机油、汽缸油、工业齿轮油等工业润滑油。不适用于内燃机油和车辆齿轮油。内燃机油按用途分类内燃机油作用润滑与减摩作用冷却发动机部件作用密封燃烧室作用保持润滑部件清洁作用防锈和抗腐蚀作用内燃机油组成内燃机油由基础油和各类添加剂组成。

1、基础油可以使用天然原油和蜡裂解烯烃合成油以及酯类油等基础油。目前90%以上都用天燃基础油。此外，还使用环烷基基础油及某些中间基基础油来调配内燃机油。

2、添加剂内燃机油中使用的添加剂有清净分散剂、抗氧抗腐剂、抗磨剂、无灰抗氧剂、防锈剂、粘度指数改进剂、降凝剂和抗泡剂等，通常做成复合剂加入内燃机油中使用。内燃机油添加剂配方随着基础油的类型和化学组成的变化而变化，添加剂复合配方中添加剂品种和用量，也随之改变，因此常有多种内燃机油配方。内燃机油性能粘度和粘温性能粘温性能是内燃机油的重要性能之一。内燃机油的粘度主要决定于低温启动的最大粘度。粘度大的油流动不好，使启动后摩擦表面长时间得不到充分润滑、磨损会增加，一般要求发动机低温启动温度在-5~-30℃，粘度在6000~3250mPa.s范围。同时内燃机油的粘也取决于在高温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，油膜容易破坏，密封作用不好，机油耗量增大，同时还产生磨损。决定油品启动性能的是油品的粘度。油品粘度特性是很重要的。粘温性能好的油品，它能保持满意的启动、正常的油循环和高温下保持发动机不被磨损。清净分散性能清净分散剂是通过胶溶作用、增溶作用和酸中和作用来抑制域减少各种内燃机油沉积物的。

内燃机油

1）胶溶作用主要是指清净分散剂吸附于烟灰、积炭和油泥表面使其不致聚集，而保持分散、胶溶或悬浮状态，从而抑制或减少它们形成沉积物的倾向。

2）增溶作用主要是指它们可使润滑油氧化及燃料不完全燃烧所生成的非油溶性胶质增溶解于油内。一般认为是由无灰分散剂与上述非油溶性胶质形成胶团，即分散剂分子将胶质包围在胶团内。

3）酸中和作用有两方面。其一为中和润滑油氧化和燃料不完全燃烧所生成的酸性氧化产物或酸性胶质，使基失去活性，变为油溶性，而难以再缩聚成为漆膜沉积物。其二为中和含硫燃料燃烧后生成的SO2、SO3及其后生成的硫酸，以抑制其促进氧化生成沉积的作用。抗氧化性能现代发动机油从3方面提高油品的抗氧化性能，生成最少的漆膜。

1）改进炼制工艺，从油中除去原料油中能生成漆膜的物质。

2）小心选择抗氧剂（化学添加剂），阻止或延缓氧化进程。

3）选用清净分散剂，能在很大程度上减少胶质和漆状物在发动机主要部件上积聚。抗磨性能抗磨性能与油品的粘度与粘温性能、清净分散性以及抗腐蚀等性能有关，影响抗磨性能的主要因素是在发动机工作条件下，润滑油在金属表面保持油膜能力，良好的润滑性能保证机件的可靠润滑，避免机件的磨损。否则发动机负荷增大时，油膜被破坏，从而造成干摩擦，引起机件摩擦表面的磨损和擦伤，甚至出现烧结。API级别用油说明SC（64~68）防止高、低温沉积物的形成，抗磨、防锈、抗腐蚀SD（1968）比SC具有更好的发动机保护性能SE（1972）比SD具有更好的发动机保护性能，减少油泥、氧化及锈蚀能力SF（1980）比SE具有更好的抗磨损、抗氧化性能，并可避免油泥的形成及油品高温稠化SG（1988）比SF具有更好的油泥控制性能，更佳的氧化稳定性和抗磨损性SH（1994）比SG具有更好的油泥控制、抗氧、抗磨、防锈性能SJ（1998）低磷含量保护车辆上的催化转化器，低挥发性SL（2000）比SJ氧化稳定性更强，高温沉积物更少，机油消耗更低，且具有节省燃油的优势SM(2004)具有更好的抗氧化性和沉积物控制能力，更佳的抗磨损保护功能和更好的低温流动性API汽油机油等级分类（GB11121-2006）

API柴油机油等级分类（GB11122-2006）API级别用油说明CC（1961）抗炭黑油泥、抗腐蚀和高温沉积CD（1970）用于重型、一般吸入式和涡轮增压式柴油发动机CE（1987）用于有或无涡轮增压并经受变化载荷的重型和高速柴油发动机CF-4（1990）用于高速高负荷四冲程柴油发动机，灰含量较低CG-4（1995）用于重型卡车发动机，适应使用低硫柴油CH-4（1999）取代CG-4，适用于硫含量大于0.5%CI-4（2002）用于装有“低温废气再循环”系统的发动机CI-4+（2004）改良油烟抑制能力和提高使用中的油品稳定性CJ-4（2006）满足2002年排放要求，使之有合适的使用期、换油期和可靠性内燃机油按粘度分类

SAEJ300APR91粘度分类SAE粘度级在以下温度最高粘度/（mPa.s)泵送极限最高温度/℃最高稳定倾点/℃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

车辆齿轮油流变性承载性热氧化安定性腐蚀性抗泡性储存安定性性质车辆齿轮油极压剂摩擦改剂腐蚀抑制剂抗氧化剂清净剂和分散剂增粘剂抗泡剂组成车辆齿轮油规格用途APIGL-1某些手动变速箱，不需要摩擦改进剂和极压剂APIGL-2蜗轮蜗杆、工业齿轮油APIGL-3手动变速箱、中等负荷螺旋伞齿轮APIGL-4螺旋伞齿轮后桥，低负荷双曲线齿轮，手动变速箱APIGL-5双曲线齿轮后桥，相当于MIL-L-2105DAPIGL-6具有高偏置的轿车双曲线齿轮后桥相当于福特汽车公司的M2C105A/M2C154A美国石油学会齿轮油使用规格使用规格我国车辆齿轮油相当的API分类号L-CLC普通车辆齿轮油APIGL-3L-CLD中负荷车辆齿轮油APIGL-4L-CLE重负荷车辆齿轮油APIGL-5我国车辆齿轮油的分类与API性能分类对应关系车辆齿轮油的粘度分类SAE粘度等级粘度为150Pa.s的最高温度运动粘度（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—车辆齿轮油液压油液压油的功能传输动力润滑防锈防腐冷却密封清洁性能要求：粘度粘温特性剪切稳定性抗磨性热及氧化稳定性抗乳化性水解稳定性抗泡性防锈蚀性与密封材料的相容性可过滤性分散性添加剂：抗磨剂

防锈剂

抗腐蚀剂

抗氧化剂抗泡剂抗乳化剂倾点抑制剂

粘度指数改进剂

清净分散剂液压油的添加剂及性能要求矿物油HH纯矿物油HLR&OHM抗磨损HV高粘度指数合成水分

>80%抗燃液压油HFDR磷酸酯HFB油包水乳化液HFC水-乙二醇HFAS化学溶液ISO液压油分类HFAE水包油乳化液HFDU多元醇酯齿轮润滑的目的与润滑剂的作用

减少失效延长寿命充分发挥齿轮的承载能力提高传动效率减少磨损降低摩擦可靠的油膜冷却防止水,灰尘,磨碎屑,酸

对齿轮油的性能要求

☆

适当的粘度和良好的低温流动性

☆良好的热氧化安定性

☆良好的抗磨承载性

☆良好的抗泡沫性

☆良好的防锈防腐性能

☆良好的抗乳化性能

☆良好的抗剪切安定性

齿轮油分类

GB