油品化学8.ppt

第五节轴承用润滑油 一 主轴 轴承和有关离合器油的 L F 分类1 轴承轴承 Bearing 是在机械传动过程中起固定和减小载荷摩擦系数的部件 也可以说 当其它机件在轴上彼此产生相对运动时 用来降低动力传递过程中的摩擦系数和保持轴中心位置固定的机件 轴承是当代机械设备中一种举足轻重的零部件 它的主要功能是支撑机械旋转体 用以降低设备在传动过程中的机械载荷摩擦系数 按运动元件摩擦性质的不同 轴承可分为滚动轴承和滑动轴承两类 2 轴承用润滑油的分类 机床主轴 轴承和离合器的润滑十分重要 不论是滑动还是滚动轴承 选择适当的润滑油及润滑方法 对于机床的工作精度 使用性能和寿命都有极大的影响 我国等效采用了国际标准化组织ISO6743 2标准制定了GB T7631 4 89分类标准 见表3 21 表3 21主轴 轴承和有关离合器油分类 GB T7361 4 89 二 轴承油的性能要求 1 粘度和粘度指数适宜 粘度是主轴轴承油的主要质量指标 必须根据主轴轴承的结构 转速及轴承间隙等因素选择合适的粘度 同时还要求油品具有良好的粘温性能 以防止当工作温度 环境温度变化较大时 油品的粘度变化过大 防止由于金属面间的直接接触引起的烧结 2 良好的氧化安定性 机床主轴采用循环润滑方式时 要求油品长期使用不变质 因此要求油品具有良好的氧化安定性 3 良好的防锈性 主轴轴承油在工作时易混入水分 如果油品的防锈性能不好 在润滑系统内易产生锈蚀 所以要求油品具有良好的防锈性能 4 良好的润滑性 润滑油具有良好的润滑性能才能保证主轴与滑动轴承接触面之间保持均匀的油膜 使主轴在起动或停止 受到冲击负荷时油膜也不破裂 并且降低摩擦和减少磨损 降低摩擦 能减少动力损耗及抑制摩擦发热 降低主轴温度 保证加工精度 减少磨损 能够延长轴承使用寿命 5 良好的流动性 凝点低 在低温环境下 特别是在启动时 有良好的流动性 能够带走热量 对摩擦面进行冷却 6 抗泡沫性好 对摩擦面进行清洗 三 轴承油的规格及用途 1 轴承油以精制矿物油为基础油 加入抗氧 防锈等添加剂调和而成 要求具有良好的抗氧 防锈和抗磨等性能 有两个品种 L FC为抗氧防锈型油 L FD为抗氧防锈抗磨型油 其技术要求见表3 22 P82 轴承油技术分类图 主要适用于锭子 轴承 液压系统 齿轮和汽轮机等工业机械设备 L FC还可适用于有关离合器 离合器 轴承 2 油膜轴承油以精制矿物油润滑油馏分为基础油 添加抗腐 防锈 抗乳化等多种添加剂调和而成 要求具有优良的抗氧化 抗腐蚀和防锈等性能 主要适用于轧钢机的动压 静压 动静压油膜轴承 也可用于低速 重负荷大型机械的滑动轴承 3 HC风机轴承油采用烯烃叠合加氢馏分油为基础油 添加多种添加剂调和而成 要求具有优良的低温性能和抗腐防锈性能 主要适用于美国进口1407型多级离心鼓风机和K llA型旋转喷射泵的轴承润滑 4 空间精密轴承润滑油以酯类油或合成烃油为基础油 加入抗氧防腐等多种添加剂调和而成 要求具有优良的抗氧化 抗磨损和防腐蚀等性能 主要适用于航天 航空和航海的高精度 长寿命陀螺马达含油轴承及相似条件精密轴承的润滑 多轴轴承 航天轴承 四 轴承用润滑油 脂 的选择 一般滑动轴承大多采用润滑油润滑 但在开式轴承及部分密封式轴承上 也有采用润滑脂润滑的 一般滚动轴承大都用润滑脂润滑 但当速度高于4 5m s 或温度低到增加阻力太大而不宜用润滑脂时 或者需大量散热或与机组整个液体系统组合在一起时 也须用润滑油润滑 滚动轴承和滑动轴承的区别 滚动轴承和滑动轴承的区别首先表象在结构上 滚动轴承是靠滚动体的转动来支撑转动轴的 因而接触部位是一个点 滚动体越多 接触点就越多 滑动轴承是靠平滑的面来支撑转动轴的 因而接触部位是一个面 其次是运动方式不同 滚动轴承的运动方式是滚动 滑动轴承的运动方式是滑动 因而摩擦形势上也就完全不相同 四 轴承用润滑油 脂 的选择 不论是用油或用脂润滑 都要首先选择适当的粘度或稠度 指考虑脂的基础油粘度 粘度过大 则内摩擦阻力增加 动力损失也增加 因而摩擦热也增大 并加速油的变质 超过一定温度后 还要加速疲劳磨损 因而是有害的 若粘度过小 则润滑油膜薄而强度不够 增大摩擦和磨损 甚至会产生非流体润滑或干摩擦 从而损坏机械 齿轮传动是机械传动中最主要的一种传动方式 用于传递运动和动力 由于它具有能保证恒定的瞬时传动比 传递动力准确可靠 传递功率较高等特点 因而在现代化机械设备中已得到广泛使用 第六节齿轮油 L C 工业齿轮 齿轮油的作用 1 润滑各种各样的齿轮 包括正齿轮 伞型齿轮 螺旋齿轮及螺旋伞型齿轮等 2 齿轮油是保证齿轮正常运转 保证传动效率和常常齿轮使用寿命的重要润滑材料 齿轮油的作用 3 齿轮油在齿轮机构中主要起到防止齿面磨损 带走摩擦产生的热量以及隔绝齿面与水 空气的接触 避免锈蚀和腐蚀的发生 一 齿轮油的分类 齿轮油的分类 包括性能分类和粘度分类两种方式 一 性能分类在齿轮油使用性能分类上 目前世界各国多采用API 美国石油学会 的性能分类方法 它是根据齿轮的类型 负载情况对所使用的齿轮进行分类的 API分类见表3 23 表3 23美国石油学会齿轮油使用分类 由于使用场合不同 齿轮油分为车辆齿轮油和工业齿轮油 我国车辆齿轮油 工业齿轮油性能分类标准 分别见表3 24 图3 25 运动和动力的传递是在齿轮机构中每对啮合齿面的相互作用 相互运动中完成的 齿轮油润滑剂能够避免在齿轮工作面之间形成直接摩擦 以保持齿轮机构的工效和延长使用寿命 由于齿轮的几何形状不同 齿轮啮合方式不同 齿轮工作面之间润滑油膜的形成有显著的差异 我国车辆齿轮油按油品性能和使用部位分成三类 齿轮油则应相应的选用 表3 24车辆齿轮油的分类 GB7631 7 89 图3 25 工业齿轮油分类 二 齿轮油粘度分类 车辆齿轮油粘度的分类在国际普遍采用的是SAEJ30698 美国机动工程师协会标准 的粘度分类 我国由此也制定了相应的分级标准 见表3 26 表3 26驱动桥和手动变速器润齿轮润滑油粘度分类 GB T7631 7 95 由表中可看出 粘度等级号不是油品的粘度 只表示粘度等级 牌号越大 粘度越大 其中 W 表示冬季用油 有具体的低温粘度要求 在油品中 有低温粘度要求同时又有高温粘度要求的 称为多级油 此外 美国齿轮制造者协会 AGMA 的工业齿轮油粘度分类也具有广泛的代表性 是按GB3141 82 工业用润滑油粘度分类 标准执行 内容列入表3 27 表中给出各粘度 牌号 的粘度范围以及与美国齿轮制造商协会 AGMA 国际标准化组织 ISO 粘度等级的对应关系 表3 27AGMA工业齿轮油粘度分类 二 齿轮油的性能要求 根据齿轮的工作和润滑特点 对齿轮油性能提出如下要求 1 适宜的粘度 粘度是齿轮油的重要指标之一 粘度大其耐负荷能力大 但给循环润滑带来困难 增加运动阻力 导致发热和动力损失 尤其是加有极压抗磨剂的油 其耐负荷性能主要靠添加剂 更不能追求高粘度 2 良好的热氧化安定性 热氧化安定性也是齿轮油的主要性能 当齿轮油在工作时 被激烈搅动 与空气接触充分 加上水分 杂质及金属的作用 特别在较高的油温下 重负荷车辆后桥齿轮箱 油温可高达150 160 更易加快氧化速度 使油的性质变劣 使齿轮腐蚀 磨损 3 良好的抗磨损 耐负荷性能 齿轮传递负荷一般都很高 为了齿面不被擦伤 磨损 胶合 必须要求齿轮油有耐负荷性能 在中等负荷下 必须用含油性剂和中等极压剂的齿轮油 重负荷的齿轮传动 必须使用含强极压剂的重负荷齿轮油 齿轮油的极压添加剂都是一些活性很强的添加剂 在高温摩擦面上其活性元素与金属表面发生反应 形成化学膜 这种膜的抗磨损 抗胶合能力很强 4 良好的抗泡沫性能 齿轮油良好的抗泡沫性能 能够消除由于齿轮油被搅动和油循环流动时产生的泡沫 如果齿轮油的泡沫不能很快消除 将影响齿轮啮合油膜的形成 5 良好的防锈 防腐性 由于齿轮油极压添加剂和氧化的作用造成齿轮的腐蚀 在水和氧的参与下 齿面和油箱会产生锈蚀 6 良好的抗乳化性能 由于齿轮油 工业齿轮油 在齿轮运转中经常不可避免接触水分 使齿轮油产生乳化 造成油膜强度降低或破裂 油品变质和齿面的擦伤 磨损 因此齿轮油应具有良好的抗乳化性 7 良好的抗剪切安定性 齿轮油粘度在使用期间 由于齿轮啮合运动所引起的剪切作用会引起粘度的变化 最容易受剪切影响的成分是聚合物 因此 为提高齿轮油的粘度 不允许添加抗剪切性能差的粘度指数改进剂 此外 还有其他性能要求 如良好的低温流动性 与密封材料的适应性 储存安定性 开式齿轮油还要求有粘附性等 三 工业齿轮油的的规格及用途 工业闭式齿轮油在重负荷 冲击负荷下能保持良好的润滑性 极压抗磨性 热氧化安定性 防锈性及抗乳化性能 其技术要求见表3 30 P89 油品适用于齿面应力在500 1100MPa以及齿面接触应力大于1100MPa的齿轮润滑 如冶金 水泥 煤矿 化肥 化纤等工业的大型封闭式齿轮传动装置的润滑 普通开式齿轮油按100 的运动粘度分68 100 150 220和320五个粘度等级 其技术要求见表3 31 P91 用于开式齿轮的润滑 也可用于链条及钢丝绳的润滑防护 油品附着性好 在使用温度下不滴漏 在较高压力条件下能保持良好润滑性能 四 齿轮油使用中的问题 齿轮损坏不但使机械发生故障 设备停运 而且造成大量人力物力的浪费 齿轮损坏的原因虽然很复杂 但其中润滑油能否满足要求是重要因素之一 齿轮油使用中的问题汇入表3 32 齿轮损伤类型 原因及相应措施列入表3 33 表3 32齿轮油使用中的问题 表3 33齿轮损伤的类型 原因及措施 第七节压缩机用油 L D 压缩机用油 压缩机油 冷冻机油 真空泵油 空气压缩机油 气体压缩机油 分类1 压缩方式 分类2 压力 低压压缩机排气压力1000MPa 分类3 排量和轴功率 微型压缩机排气量 3m3 min轴功率100m3 min轴功率 500kW 分类4 介质和用途 动力 空气 驱动气动机械 工具 物料输送 工艺 工艺气体 用于工艺流程中气体的压缩和输送 压缩机是一种用来压缩气体 提高气体压力或输送气体的机械 压缩机油是用来润滑 密封 冷却空气压缩机运动部件的油品 一 压缩机油 一 压缩机油的分类国际标准化组织压缩机油的分类见表3 34 我国等效采用ISO6743 3制定了D组的分类标准GB T7631 9 97 见表3 35 表3 34ISO压缩机油的分类 表3 35空气压缩机油分类 GB T7631 9 97 二 压缩机油的性能要求 1 适宜的粘度和良好的粘温性能 粘度过小 汽缸与活塞环之间的润滑与密封不好 但粘度过大 高粘度油比低粘度油更易生成积炭 因此 在运转温度和压力下 往复式空气压缩机应该选用能保持润滑和密封所需的最低粘度就可以了 2 要有良好的抗氧化安定性 由于空气压缩机工作中产生的积炭里面有残留的油分 受到强烈氧化时 可能出现火星 如果火星周围油蒸气的浓度在爆炸范围内 便会引起爆炸 尤其是用于多级压缩机的润滑油 70 的故障是由于积炭 必须具有良好的抗氧化安定性 3 闪点要高 在高温下 闪点低的润滑油所形成的润滑油蒸气就多 当积炭出现火星时 产生爆炸的可能性就大 所以要求压缩机油的闪点应高于压缩空气正常工作温度30 40 以上 三 压缩机油的规格及用途 在GB7631 9 97压缩机油分类中 有DAA DAB DAC和DAH DAG DAJ六个品种 前三个品种用于活塞式或回转滴油滑片式空气压缩机 后三个品种用于喷油回转式空气压缩机 DAC和DAJ为合成油 其余品种为矿物油型压缩机油 1 L DAA L DAB空气压缩机油L DAA L DAB空气压缩机油是原油经常减压蒸馏所得润滑油馏分和减压渣油经丙烷脱沥青所得脱沥青油 分别经溶剂精制 脱蜡及补充精制制得中性油 添加抗氧 防锈等添加剂调制而成 油品具有积炭倾向小 氧化安定性及热安定性好等特点 其技术要求见表表3 36 P93 2 轻负荷喷油回转式空气压缩机油 我国轻负荷喷油回转式空气压缩机油 是以矿物油馏分经各种精制工艺 并加入抗氧 抗腐 抗泡和防锈等添加剂制得 按40 的运动粘度分为N15 N22 N32 N46 N68和N100六个等级 适合排气温度小于100 有效工作压力小于800kPa的轻负荷喷油内冷回转式空气压缩机 其技术要求列入表3 37 P94 二 冷冻机油 1 冷冻机冷冻机系指用压缩机改变冷媒气体的压力变化来达到低温制冷的机械设备 所采用的压缩机 因其使用条件和压缩工作介质的不同 它有不同于一般的空气压缩机 按冷冻机结构和工作原理上的差别 它与空气压缩机类似 也可分为活塞式 螺杆式 离心式等几种不同形式 冷冻机是压缩制冷设备中最重要的组成部分之一 冷冻机的工作介质 冷冻机的工作介质即为制冷系统中担负着传递热量任务的制冷剂 常用的制冷剂有 氟里昂 氨 溴化锂 氯甲烷等 其中氟里昂按其气化温度及化学分子式的不同有氟11 R 11 氟12 R 12 氟13 R 13 氟21 R 21 氟22 R 22 氟113 R 113 氟114 R 114 氟142 R 142 等多种 1 冷冻机油的分类 我国参照ISO6743 4B的分类 把冷冻机油分为四类 见表3 38 P95 2 冷冻机油的规格及使用 冷冻机油是一种质量要求较高的专用润滑油 DRA DRB和DRC是深度精制的矿物油或合成油作基础油 DRD为非烃合成油作基础油 加入一定量的添加剂如抗氧剂 润滑剂 抗泡剂和降凝剂等调制而成 前三个品种适用于蒸发操作温度分别高于 40 DRA 低于 40 DRB 和高于0 DRC 的各种制冷压缩机 DRD适用于所有蒸发温度和润滑油与制冷剂不互溶的开启式压缩机 我国冷冻机油现行标准是GB T16630 96 见表3 39 该标准取代了原冷冻机油行业标准SH0349 92 三 真空泵油 1 真空泵真空泵是一种旋转式变容真空泵 有较大的抽速 对被抽除气体中含有灰尘和水蒸汽不敏感 广泛用于冶金 化工 食品 电子镀膜等行业 2 真空泵油分类国际标准化组织目前已发表了空气压缩机和真空泵油的分类ISO6743 3A 87 我国等效采用制定的GB T7631 9 97真空泵油的分类见表3 40 P98 2 真空用油规格及使用我国真空泵油分三类 机械真空泵油 扩散泵油和增压泵油 矿物油型机械真空泵油选用高粘度指数 石蜡基原油润滑油馏分经过深度加工精制 分子蒸馏和分子薄膜脱气等工艺过程而制得的 按标准 SH0528 92 生产 其技术要求见表3 41 P99 矿物油型扩散泵油和增压泵油是用天然原油的润滑油馏分经精制 分子蒸馏 分子薄膜脱气等工艺过程而制得的 扩散泵油分别按SH0529 92标准生产 其技术要求见表3 42 P100 增压泵油是用大庆原油减压二线馏分 经脱蜡 精制 再减压切割为窄馏分 并经硅酸铝吸附精制 薄膜脱气而制得 馏分窄 饱和蒸气压低 按石油企业标准Q SH011 015 85 94 生产 其技术要求见表3 43 主要适合于真空度在10 1至10 3之间 具有大抽气量时油增压泵 第八节内燃机油 类 组 内燃机 内燃机 Internalcombustionengine 是将液体或气体燃料与空气混合后 直接输入汽缸内部的高压燃烧室燃烧爆发产生动力 这也是将热能转化为机械能的一种热机 内燃机具有体积小 质量小 便于移动 热效率高 起动性能好的特点 常见的有柴油机和汽油机 通过将内能转化为机械能 是通过做功改变内能 发动机是一种由许多机构和系统组成的复杂机器 无论是汽油机 还是柴油机 无论是四行程发动机 还是二行程发动机 无论是单缸发动机 还是多缸发动机 要完成能量转换 实现工作循环 保证长时间连续正常工作 都必须具备以下一些机构和系统 发动机的机构和系统组成 1 曲柄连杆机构 2 配气机构 3 燃料供给系统 4 润滑系统 5 冷却系统 6 点火系统 7 起动系统 一 内燃机油的作用 1 润滑与减摩作用 内燃机油主要作用之一就是改善摩擦副的润滑状态 减小发动机重要部件的摩擦 由于润滑油的覆盖 发动机的曲轴与主轴瓦 连杆与连杆轴瓦 活塞环与缸套 凸轮与挺杆等摩擦副之间的相对运动具有较低的阻力 并使其减小了摩擦 磨损减至最低程度 从而保持摩擦副的正常运动 2 冷却作用 由于内燃机的热效率只有30 40 燃料混合气在发动机气缸中产生大量热量 不能全部转变为机械能 内燃机油的循环起到了冷却作用 能够带走一部分热量 但大部分还是随热的废气排放掉和冷却系统散掉 3 密封作用 当活塞环与缸套 活塞环与环槽之间的间隙密封不好时 燃气就会通过间隙窜入曲轴箱内 燃烧室就会漏气 使燃烧室压力降低 从而降低了发动机的功率 内燃机油能充满间隙凸凹不平处 在活塞环和气缸壁之间形成良好的密封 4 清洁作用 由于燃料和润滑油的氧化 燃烧产物以及尘土 磨屑和水分凝聚在发动机曲轴箱里 形成油泥沉积在油泵的滤网上 堵塞油路 增大发动机的磨损 活塞环聚积的漆膜沉积物会发生粘环 降低了发动机功率 内燃机油中加入的清净分散剂能使油泥和其他污染物分散成细小的颗粒 悬浮在油中 从而保持发动机零部件的清洁 5 防锈防腐蚀作用 燃料燃烧生成的水 酸和润滑油自身的氧化产物积炭 胶膜 油泥等 都会使发动机零部件生锈或腐蚀 由于内燃机油中各种添加剂的加入 使油品具有中和和增溶酸的作用 从而使油品具有良好的防锈和抗腐蚀作用 6 缓冲作用 内燃机油能够减少轴承和发动机其他零部件之间的振动 从而吸收发动机的噪声 并延长发动机的寿命 二 内燃机油分类 内燃机的润滑油按用途分为 1 内燃机油粘度分类我国内燃机油粘度分类采用美国SAEJ300APR91粘度分类 见表3 44 同一类型的发动机的润滑油 因发动机的结构 工况 负荷及功率与润滑油比不同 而应使用不同质量级别的内燃机油 因此 内燃机油的质量分级是随发动机的发展而变化或增加新的质量级别 我国内燃机油质量分类是参照美国API分类并结合我国发动机制造业的实际和润滑油生产实际制定的 现已颁布了GB T7631 3 95内燃机油分类标准 见表3 45 2 内燃机油质量分类 表3 45内燃机油分类GB T7631 3 95 表3 45内燃机油分类GB T7631 3 95 三 内燃机油性能要求 1 适宜的粘度和粘温性能 由于内燃机各部工作温度范围比较宽 可从室温 冬季可达 40 以下 到300 以上的温度 因此要求内燃机油应有适宜的粘度和粘度 温度性能 使润滑油在低温下有足够流动性 不致由于粘度太大而得不到充分润滑 燃料消耗过高 而在高温下又不致于粘度太小 油膜容易破坏 密封作用差 机油耗量增大 因此 加入粘度指数改进剂提高内燃机油的粘温性能 2 良好的氧化安定性 内燃机油在高温及金属的催化作用下 氧化速度加速 易于变质生成腐蚀金属的酸性物质和使粘度变大的胶质 油泥等而失去润滑作用 造成粘环 拉缸和机件腐蚀 为提高油品的氧化安定性 通常在油中添加抗氧剂 抗腐剂等 3 良好的清净分散性 燃料在内燃机燃烧室中燃烧而生成的积炭和油泥等 会在活塞 活塞环槽和气缸壁等处沉积 堵塞滤清器和油孔 使发动机磨损增加 活塞环粘着 供油不足 因此 要求在内燃机油中添加清净分散剂 使其具有良好的低温分散性 能将摩擦副上的沉积物清洗下来 能阻止颗粒物的积聚和沉积 4 良好的润滑性 抗磨性 内燃机承受的负荷较大 特别是曲轴主轴承 连杆轴承 活塞销轴承 凸轮挺杆间间隙处等 常常承受冲击载荷而处于边界润滑状态 容易产生擦伤性磨损 因此 要求内燃机具有完善的润滑系统 内燃机油具有良好的润滑性和抗磨性 5 良好的抗腐蚀性和酸中和性 由于燃料和内燃机油的氧化以及尘土 磨屑和水分的凝聚 会生成酸性物质和油泥 对金属有腐蚀性 另外含硫燃料的燃烧产物 如盐酸和氢溴酸等 也会使内燃机零件腐蚀 因此 要求内燃机油具有良好抗腐蚀性和酸中和性 6 良好抗泡沫性 由于与空气接触 空气易被油膜包围形成泡沫 内燃机油由于曲轴的强烈搅动和进行飞溅润滑 很容易生成泡沫 有些润滑油加有清净分散剂 更促使泡沫的形成 泡沫的产生影响润滑油的润滑性能 同时会使油泵抽空 导致故障 因此 内燃机油中都添加抗泡沫剂二甲基硅油以提高其抗泡沫性 四 内燃机油的规格及用途 1 我国汽油机油和通用内燃机油的品种规格GB11121 95包括SC SDSE和SF四个品种以及SD CC SE CC SF CC三个品种的汽油机 柴油机通用油 其主要理化性能指标见表3 46 SC级汽油机油采用精制矿物油 合成烃油或混合油为基础油 加入清净分散剂 抗氧抗腐剂及降凝剂 粘度指数改进剂等多种添加剂调和而成 具有较好的清净分散性 抗氧抗腐和抗磨性能 主要适用于中等负荷条件下工作的汽油发动机的润滑油 可用于货车 客车或其他汽油机 以及要求使用APISC级油的汽油机 其中的多级油可用于寒区和严寒区 SD级油采用按中性油标准生产的润滑油基础油 加入清净 分散 抗氧 抗腐 抗磨 降凝 消泡及粘度指数改进剂等多种添加剂配制而成 具有良好的润滑性 抗磨性 清净分散性 氧化安定性 防腐性和防锈性 多级油具有优良的粘温性能 起动性良好 主要用于货车 客车和某些轿车的汽油机以及要求使用APISC SD级油的汽油发动机 多级油可用于寒区和严寒区 SE级汽油机油采用中性油或合成烃油为基础油 加入清净 分散 抗氧 抗腐 抗磨 降凝 消泡及粘度指数改进剂等多种添加剂配制而成 具有优良的润滑性和抗磨性 优良的清净性及氧化安定性 多级油粘温性能优良 低温起动性好 还具有防腐性及防锈性 用于轿车和某些货车的汽油机以及要求使用APISE SD SC级油的汽油发动机的润滑 多级油可用于寒区和严寒区 SF级汽油机油采用深度精制或低凝中性油做基础油 加入清净 分散 抗氧 抗腐 抗磨 降凝 消泡及粘度指数改进剂等多种添加剂配制而成 具有优良的润滑性和抗磨性 能防止发动机过度磨损 具有优良的清净分散性和氧化安定性 以减少沉积物形成 还具有的防腐性和抗锈性以及良好的低温起动性 主要用于轿车和某些货车的汽油机以及要求使用APISF SE SD级油的汽油发动机 多级油可用于寒区和严寒区 SD CC级通用内燃机油采用中性油做基础油 加入清净分散剂 抗氧抗腐剂 降凝剂 粘度指数改进剂 抗泡剂等调和而成 具有良好的清净分散性 抗氧 抗磨性 还具有防腐性和防锈性 多级油粘温性能好 冬季易起动 主要用于货车 客车和某些轿车的汽油机和在中及重负荷下运转的非增压 低增压或增压式柴油机 以及要求使用APISD汽油机油的汽油发动机和要求使用APICC级柴油机油的柴油发动机 油品可以冬夏通用 南北通用 汽油机和柴油机通用 SE CC级通用内燃机油采用深度精制或低凝中性油做基础油 添加降凝剂 粘度指数改进剂和复合添加剂调配而成 具有优良的清净分散性 抗氧抗腐性和抗磨性 多级油具有优良的粘温性能 冬季易起动 主要用于轿车和某些货车的汽油机和中 重负荷下运转的非增压 低增压或增压式柴油机以及要求使用APISE级油的汽油机和要求使用APICC级油的柴油机 多级油具有优良的粘温性能 冬季易起动 可南北通用 冬夏通用 SF CD级通用内燃机油采用精制的中性油做基础油 添加降凝剂 粘度指数改进剂和复合添加剂等调和而成 具有优良的抗氧抗腐性 清净分散性和抗磨性 多级油还具有优良的粘温性能 低温下易起动 高温下能较好地保持油膜 主要用于轿车和某些货车的汽油机和需要高效控制磨损及沉积物或使用包括高硫燃料的非增压 低增压及增压式柴油机以及要求使用APISF级油的汽油机和要求使用APICD级油的柴油机 并可代替SD SE SF和CC CD级油 多级油粘温性能优良 可冬夏通用 南北通用 SG级汽油机油以高粘度指数中性油为基础油 加入多种添加剂调和而成 具有优良的氧化安定性 清净分散性和防腐抗磨性 主要用于各种国产和进口发动机的润滑 尤其能满足各种高级轿车的使用要求 SH SJ级汽油机油以高粘度指数的中性油 合成烃油为基础油 加入优质添加剂调和而成 具有优良的氧化安定性 清净分散性 抗磨防腐性能和优良的粘温性能 主要用于SH汽油机油适用于四冲程发动机的润滑 尤其能满足各种高级轿车的使用要求 SJ汽油机油除能满足四冲程发动机的润滑外 还特别能满足各种燃料直喷的高级轿车的使用要求 2 柴油机油的规格及用途我国柴油机油按质量等级分为L ECA L ECB L ECC L ECD L ECE L ECF 4等六个等级 其中L ECA和L ECB质量较低 已经淘汰 CC级柴油机油以精制矿物油 合成油或矿物油与合成油混合为基础油 加入多种添加剂调制而成 具有良好的清净分散 抗氧抗腐 抗磨等性能 多级油具有优良的粘温性能 其技术要求见表3 4 CD级柴油机油是采用中性油或合成油为基础油 加入清净 分散 抗氧 抗腐 抗磨等添加剂调制而成的 具有优良的清净分散性及抗氧 抗腐 抗磨 润滑等性能 多级油还需加入适量的粘度指数改进剂和降凝剂 粘温性能优良 CD级柴油机油适用于要求高效控制磨损和沉积物或使用包括高硫燃料的非增压 低增压和增压式柴油机以及要求使APICD级油的柴油机 亦可代替CC级油 可根据发动机工作的外界环境温度选择合适的粘度级别的油品 其技术要求见表3 49 P108 我国高档内燃机油主要有用于国产新型汽油发动机及进口要求使用汽油发动机润滑的SH SJ级汽油机油 进口柴油机车及国产大马力柴油车使用CE 3级和CF 4级柴油机油及部分稠化机油 五 铁路内燃机车柴油机油 一 铁路内燃机车柴油机油的作用铁路机车具有功率大 运行效率高 检修期或换油期长的特点 根据柴油机的工作状况 机油在润滑系统中应起到润滑 冷却 密封 清净 减震和防锈等多方面的作用 二 铁路内燃机车柴油机油分类美国LMOA 美国汽车保养员协会制定的一套润滑油标准 把铁路内燃机车柴油机油分为一代油 二代油 三代油 四代油和五代油 见表3 49 我国采用类似的分类方法 表3 49铁路机车柴油机油质量分类 三 铁路内燃机车柴油机油的性能铁路机车柴油机油应具有 适当的粘度 良好的抗磨抗擦伤性能 较好的碱性保持性 良好的安定性和高温清净性 较强的分散能力 优良的抗泡沫性能 为满足上述多方面作用和要求 机车柴油机油均由基础油和添加剂构成 基础油是原油经常减压蒸馏所得的润滑油馏分和减压渣油经丙烷脱沥青所得的脱沥青油 分别经溶剂精制 溶剂脱蜡 白土或加氢精制制得润滑油组分 添加剂主要是金属清净剂 无灰分散剂及抗氧抗腐剂 各组添加剂的作用列入表3 50 铁路机车由于功率大 机车的机械负荷和热负荷系数都很大 加之铁路机车长期在野外行驶 环境条件较差 并且使用的重质燃料日益增多 因而对所使用的柴油机油的抗磨 抗腐蚀 高温清净性和低温分散性都提出较高的要求 铁路机车柴油机油具有CD级油的性能 但应具有更好的热氧化性能和抗磨损 抗擦伤性能 内燃机车换油期为2年 约10 104km 表3 50机车柴油机油添加剂作用 添加剂的复合调配是一个很复杂的系统 首先要根据性能要求 继而要考虑添加剂用量及其相互之间的复合效应 经大量实验室与行车运用实验确定配方 四 我国铁路内燃机车柴油机油的规格及用途国内外均有铁路机车专用柴油机油 目前一代油 二代油已基本被三 四代油取代 国外普遍用三代油和四代油 铁路机车用油情况比较清晰 强化系数不大于80的机车 如 东风ND2 北京型NY7 东方红ND4 东风4等 均可使用三代油 不在此范围内的更高强度 更大功率的柴油机车应选用四代油 我国目前大量使用的铁路机车柴油机油相当于国外三代油的水平 引进的新型内燃机车也已使用国产的三代油和四代油 1号内燃机车增压柴油机油是原油经常减压蒸馏所得的润滑油馏分和减压渣油经丙烷脱沥青所得的脱沥青油 分别经溶剂精制 溶剂脱蜡 白土或加氢精制 加入抗氧 抗腐 清净 分散 降凝及抗泡等多种添加剂调制而成 具有良好的粘温性 较好的抗磨 抗氧 抗腐及高温清净性能 可延长柴油机部件的使用寿命 使用中油品不易老化变质 换油期可达6 104km 主要用于发动机强化系数小于60的东风4型 ND2型内燃机车柴油机及其他类似柴油机的润滑 该油品是铁路内燃机车专用油品 应单独存放 妥善保管 14号内燃机车增压柴油机油是原油经常减压蒸馏所得的润滑油馏分和减压渣油经丙烷脱沥青所得的脱沥青油 分别经溶剂精制 溶剂脱蜡 白土或加氢精制制得润滑油组分 再加入清净分散 抗氧抗腐及抗泡等多种添加剂调制而成 具有良好的清净分散性 抗磨损性 氧化安定性及碱保持性 换油期为 8 12 104km 主要用于发动机强化系数在59 70左右的东风4型 北京型 法国ND4型等大功率内燃机车柴油机及其他强化程度和使用条件类似柴油机的润滑 三代 四代铁路内燃机车柴油机油采用按中性油标准生产的润滑油基础油 加入清净 分散 抗氧 抗腐 抗磨等多种添加剂调制而成的三 四代铁路机车油 具有良好的润滑抗磨性 清净分散性和氧化安定性 其碱值高对酸中和能力强 其技术要求见表3 51 P111 适用于铁路内燃机车柴油机的润滑 其中含锌油仅适用于非银轴承内燃机车柴油机的润滑 第九节液力传动油 L H 一 液力传动油的作用车辆的动力传动装置有电力 液力 机械等几种 液力传动具有运行可靠 维修简便 节约有色金属之特点 因此在机车柴油机和船用柴油机上广泛应用 液力传动油既是传动装置传递动力的介质 也是润滑 冷却和控制系统的工作液 有下列五方面的作用 1 传递功率的作用 通过液力元件的作用 把发动机的机械能转变为传动油的液能 然后再将液能转变为机械能而传至车辆的走行部分 功率传递效率取决于工作液的粘度和比重及热容量 粘度小 比重大的工作液具有较高的传递效率 2 润滑作用 液力传动油也是传动装置内轴承和齿轮等运动部件的润滑油 具有降低摩擦 提高机械效率 减小磨损之功效 3 冷却作用 利用液力传动油的循环 将功率传递过程中产生的热及摩擦热带至热交换器 保证传动装置正常工作 4 防锈蚀作用 液力传动油在金属表面的吸附膜能有效地阻止腐蚀性物质及空气和水对金属表面的浸袭 起到防腐蚀防锈作用 5 控制作用 液力传动油同时也是控制系统的工作介质 操纵液力传动装置在良好的工况下工作 在船舶上 已有在传动系统中用淡水或海水作传动的工作液 水具有比重大 粘度小 热容量大 传热系数高价格便宜 不易发生火灾等一系列优点 但它没有润滑性 又能引起金属腐蚀 0 结冰 这又限制了它在其它传动装置上的使用 目前各种机动车辆的液力传动介质还普遍是矿物润滑油 二 液力传动油分类 美国材料试验学会 ASTM 和美国石油学会 API 把自动传动液按使用分类 分为PTF 1 PTF 2和PTF 3 见表3 52 国际标准化组织ISO6743 4 82分类标准中把液力传动系统按工作介质分为两种 HA 自动传动用油 液 HN 联轴节和转换器用油 在我国等效采用ISO6742 4制订的GB T7631 2 87H组分类中 液力传动油归入流体动力系统的传动介质 分为HA 自动传动液 和I IN 联轴节或转换器液 两个品种 三 液力传动油的性能要求液力传动油是开式工作油系统 液力元件的充排油换档 使传动油受到剧烈搅拌 增加了其与空气的接触面积 传动油经常处于80 90 的温度下 为保证传动油正常工作 因而有如下质量要求 1 适宜的粘度 粘度是液力传动油最重要的指标 过大或过小都不合适 粘度过大会引起不必要的动力损失 使传递效率降低 粘度过小又难以保证传动装置中轴承和齿轮等部件的良好润滑 加剧磨损 因此 适宜粘度是指保证传动装置中轴承和齿轮等部件良好润滑的条件下 选用低粘度油 以提高传递效率 2 良好的抗泡沫性能 剧烈搅拌并和空气充分接触是液力传动油的工作特点 这均可使传动油产生泡沫 泡沫会引到液力元件传递功率不稳定 效率降低 并破坏正常润滑 严重时会使供油泵产生气阻 功率传递中断 为防止上述现象发生 要求液力传动油具有良好的抗泡沫性能 保证功率传动稳定连续 3 抗氧化安定性要好 抗氧化安定性不良的油易发生粘度增大 酸值增加等 这均导致传动油的作用效果变坏 换油期缩短 4 良好的润滑性 润滑作用要求传动油有良好的润滑性 防止齿轮和轴承擦伤和过分磨损 5 良好的防锈蚀性能 防锈蚀作用要求传动油具有良好的防锈性能 阻止水 空气及油中酸性物质对金属的作用 6 粘温性能与抗剪切性能 传动装置的工作温度不是恒定不变的 为使功率传递稳定 要求传动油的粘度随温度变化越小越好 加粘度指数改进剂 而且所加粘度指数改进剂在剪切负荷作用下不断链 剪切安定性好 7 贮存安定性 为保持传动油中消泡剂的持久性 液力传动油在贮运过程中应能保持均质状态 不变质 不分层 不产生沉淀 因二甲基硅油凝聚的结果 致使抗泡沫性能显著变坏 甚至比没有消泡剂的油更坏 四 液力传动油的规格及用途 液力传动油质量要求较高 单纯的矿物油不能满足要求 一般是在矿物油 透平油 中加抗氧剂 防锈剂 粘度指数改进剂 抗泡沫剂 油性剂和极压抗磨剂等 具有优良的防锈 抗氧 抗磨等性能 适用于内燃机车 载重矿车 工程机械 高级轿车等各种具有自动变速箱装置的车辆的变速装置的润滑及作为液力传递介质 其技术要求见表3 54 P114 4608号合成液力传动液以合成油为基础油 加有抗氧 抗腐蚀 抗磨及防锈等添加剂调制而成 具有较好的高 低温性能 粘温性能和防锈性 主要用于在轿车 载重卡车等各种汽车的液压伺服系统内作动力传递液 并兼有冷却和润滑作用 使用温度 40 170 4606号合成制动液以聚二醇类型的合成油为基础油 并加有抗氧 抗腐蚀 抗磨损和防锈添加剂调配而成 具有优良的高温稳定性 低温流动性 橡胶适应性及溶水性 有低的蒸发损失和优异的防锈性 主要用于作各种高级轿车及其他各种型号汽车刹车制动液和功能液 4603 4603 1号合成刹车油以合成油为基础油 加入抗氧 抗腐蚀及防锈等添加剂调配制成 按刹车油类型分两个牌号 4603号为醇醚型刹车油 4603 1号为酯型刹车油 具有良好的高温抗气阻性能和氧化安定性 有适宜的高低温粘度和溶水性 不腐蚀金属 有良好的橡胶适应性 主要用于作各种类型的载重汽车的刹车制动液 也适用于作其他机械的液压传动液 HZY2 HZY3 HZY4合成制动液以合成液为基础液 添加多种添加剂调制而成 具有优良的稳定性 与橡胶的相容性等 主要用于机动车辆液压制动系统 汽车自动传动液采用很高粘度指数基础油 加入多种添加剂调和而成 主要用于轿车和轻型卡车的自动变速器 传动 液压两用油采用深度精制的中性油为基础油 加入多种添加剂调和而成 具有优良的抗氧 抗磨 防锈等性能 主要用于拖拉机和车辆的传动和液压系统 第十节变压器油 一 变压器油的作用变压器 Transformer 是利用电磁感应的原理来改变交流电压的装置 主要构件是初级线圈 次级线圈和铁心 磁芯 主要功能有 电压变换 电流变换 阻抗变换 隔离 稳压 磁饱和变压器 等 变压器主要构成部分是铁芯 线圈以及各种绝缘材料等 变压器的铁芯和线圈都浸在变压器油中 使其与空气和潮气隔绝 变压器油是电器绝缘用油 其主要作用是绝缘和冷却 1 绝缘作用 变压器油能使变压器的线端之间 高压线圈和低压线圈之间 线圈和接地的铁芯以及油箱壁之间有良好的绝缘 而不致发生短路或电弧 2 冷却作用 当变压器在运行时 电流通过线圈 因电阻引起部分功率损失 这部分损耗称为 铜耗 电流通过铁芯时 由于铁芯中磁通发生变化 而引起功率损耗 这部分损耗常称为 铁芯损耗 这两部分损耗均以发热的形式表现出来 利用变压器油内外温度差引起的自然对流原理 将变压器工作时的电能损失转变的热量由铁芯和线圈带到散热油管排除 从而使变压器运行中温度不致过高 二 变压器油的性能要求根据变压器油的作用及工作特点 它应具备以下性能 1 良好的绝缘性 变压器油是在变压器或类似设备中作为绝缘介质存在 通常以介电强度 或击穿电压 和介质损耗因数来表示变压器油的绝缘性 应具有较高的击穿电压和较小的介质损失 它可以防止在高电压作用下电极之间发生跳火现象 同时也降低交流电改变极性时引起的能量损失 水分和机杂将使击穿电压剧降 介质损失猛增 老化变质产物也使介质损失增大 因此 为保证变压器的绝缘强度 它应清洁 无变质物 2 良好的热传导性和流动性 变压器运行时 油温一般在60 80 之间 要求在使用温度下具有良好的流动性 低温流动性好 变压器油只在流动态时才能较好地发挥冷却和灭弧效能 即要求它的粘度小 粘温性能好 凝点低 3 高温安全性能好 绝缘油的高温安全性取决于油的燃烧极限和蒸发性 以闪点的高低来表示 闪点越低 挥发性越大 着火的危险性也越大 油品在运行中损耗也越大 变压器油的油温不超过90 加上50 的安全系数 故要求变压器油闭口闪点不低于135 4 良好的抗氧化安定性 一般变压器油的运行温度为60 80 负荷运行时可达95 油长期处于工作温度下 并与空气 铜和铁接触 就难免发生氧化 氧化产物在电场的作用下聚合生成不溶物 这会导致铁芯过热 寿命缩短 介质损失增加 并可腐蚀变压器的金属 再则一般变压器油要求能使用多年 换油期长 变压器油具有良好的氧化安定性 则可大大减少储存和使用期间油品中酸性物质或沉淀物的出现 从而保证变压器安全运行 延长油品寿命和降低维护成本 三 变压器油的规格及用途 国产变压器油是用石油润滑油馏分经脱蜡 酸碱 白土精制或溶剂精制并加入一定数量的抗氧剂制成 具有良好的绝缘性 氧化安定性和冷却性 产品按凝点分为DB 10 DB 25和DB 45号三个牌号 GB T2536 90 技术要求符合表3 54 P116 主要适用于500kV的变压器和有类似要求的电器设备 四 变压器油的使用 10号变压器油凝点不高于 10 适用平均气温不低于 10 的地区的变压器使用 25号变压器油疑点不高于 25 适用于严寒地区变压器及气温不低于 10 地区室外的油开关使用 45号变压器油凝点不高于 45 变压器使用不受温度限制 可用于平均气温在 20 以下地区的室外的油开关 第十一节汽轮机油 L类 T组 一 汽轮机油的作用汽轮机是将蒸汽的能量转换成为机械功的旋转式动力机械 又称蒸汽透平 主要用作发电用的原动机 也可直接驱动各种泵 风机 压缩机和船舶螺旋桨等 还可以利用汽轮机的排汽或中间抽汽满足生产和生活上的供热需要 汽轮机油过去又称透平油 主要用于润滑汽轮机的滑动轴承 减速齿轮与调速器以及液压控制系统 汽轮机油在汽轮机组中起以下作用 一 汽轮机油的作用 润滑作用 在汽轮机 发电机及其励磁机的滑动轴承 减速齿轮中 汽轮机油充满轴径和轴瓦之间 形成液体摩擦 从而起到润滑作用 用于润滑汽轮机调速系统时 还起到液压介质的作用 冷却作用 汽轮机运行时 转速很高 轴承内摩擦会产生大量的热量 汽轮机油往复循环 带走了热量 使汽轮机高温部件得以冷却 二 汽轮机油的分类为了便于汽轮机设计和用户选用 以及国际贸易交流的需要 我国等效采用ISO6743 5 88分类标准 于1992年制订了我国汽轮机油分类标准GB T7631 10 92 见表3 55 P118 汽轮机润滑剂分类 三 汽轮机油的性能要求 1 良好的氧化安定性 汽轮机组长期连续运转 汽轮机油循环使用 大约每小时循环6 10次 油品使用寿命较长 一般要求5 15年 每年定期补充消耗的油量 在一定的温度 60 左右 下 汽轮机油长期与空气 蒸汽和金属接触 因此 要求油品必须具有良好的氧化安定性 即油品生成的沉淀物少 酸值增加不显著 2 良好的粘温性和适当的粘度 选择适当粘度的润滑油与汽轮机组的结构有关 采用压力循环的汽轮机 常使用粘度较小的汽轮机油 而采用油杯给油的小型汽轮机 则由于转轴传热的影响 选择粘度稍大一些的汽轮机油 由于润滑油的工作温度常超过60 因此 要求汽轮机油的粘度指数不低于80 3 良好的防锈性和防腐性 由于蒸汽和冷凝水渗入油系统会引起系统锈蚀 严重时会引起调速系统片失灵 机组振动 过量磨损等不良后果 因此 要求油品具有良好的防锈性和防腐性 4 良好的抗乳化性和抗泡性 机组在运行中蒸汽和冷凝水可能渗入油系统 油和水混合生成乳化液 一方面降低油的润滑性 同时也加速氧化变质使金属部件锈蚀 影响机组安全运行 因此 要求汽轮机油具有良好的抗乳化性 油品在运行中可能有空气进入 产生泡沫影响机组正常运行 因此 要求汽轮机油在运行中不产生过多的气泡或泡沫产生后能迅速消失 四 汽轮机油规格及用途 TSA和TGA油为深度精制矿物油 并且有良好的防锈性和氧化安定性 TSA用于蒸汽汽轮机 TGA用于燃气汽轮机 实际上这两个品种在质量指标上没有差异 为同一品种 TSD和TGD为磷酸酯润滑剂 磷酸酯的热安定性和氧化安定性均优于矿物油 磷酸酯型难燃液主要用于钢铁 发电等高性能燃气汽轮机 1 L TSA汽轮机油以深度精制 脱蜡的润滑油组分为原料 加入抗氧 防锈剂调制而成 具有优良的润滑性 冷却性 抗氧性及防锈性 按40 运动粘度分为32 46 68和100号四个牌号 其技术要求见表3 57 P119 主要适用于一般发电机 工业装置及其控制系统 一般的船舶驱动装置等 2 抗氨汽轮机油以汽轮机油料作基础油 加入一定量的抗氧防锈复合添加剂调制而成 具有较优良的抗氧 防锈 抗乳化性能 并且与氨接触不起作用 其技术要求见表3 57 P121 主要用于大型化肥装置离心式合成氨压缩机 冷冻机及其他与氨接触的汽轮机组的润滑和密封 第十二节合成润滑油 一 合成润滑油的分类合成润滑油的分子结构比较复杂 除了含有碳 氢元素以外 还分别含有氧 硅 磷 氟 氯等 已工业化生产的合成润滑油分为合成烃 酯类油 聚醚 硅油 氟油 磷酸酯等六大类 一 合成烃合成烃润滑油可以通过烯烃聚合 氯化石蜡脱氯缩合 烯烃或氯化石蜡与芳烃缩合等工艺制备 产品类似超深度精制的矿物油 由于分子量变化范围比较窄 它们的沸程也比较窄 其中不饱和芳烃或多环芳烃的含量也比较小 不过微量的含硫 氮 氧的杂质 由于其中没有长链正构烷烃 因而粘温性能优良 低温性能好 对添加剂的感受性好 可调制各种油品 合成烃主要有聚 烯烃 也有烷基苯 聚异丁烯及合成环烷烃等 聚 烯烃 简称PAO 是由碳链端头有一双键的长链烯烃 C8 C14 在齐格勒催化剂或三元催化剂 由碱金属的氢化物与铝及钛的卤化物组成 作用下聚合而成的 是合成烃的一种 其分子结构通式为 聚 烯烃的化学结构属烃类结构 其性能与石油基基础油相近 但是其结构独特的排列整齐的长侧链结构 比天然石油润滑油又有许多优点 饱和直链烷烃的粘度低 但粘温性能好 随着分子链的长度的增长 粘度也增大 同样 凝点与粘度指数也是如此 在分子相同的情况下 侧链增多时 则粘度增大 而凝点与粘度指数则下降 侧链的长度和分支位置对其特性也有影响 如果在主链中间部位分支 则凝点较低 长侧链可以改善油品的粘温性能 聚 烯烃合成油具有粘度指数高 可达135 145 倾点低 热安定性好及氧化安定性好 对橡胶或塑性密封材料的作用小 抗水解安定好的特点 我国原油一般含蜡量高 石蜡资源丰富 目前聚 烯烃主要由石蜡裂解制得 但裂解产物中含内烯 双烯等杂质较多 聚合产物质量较差 可通过加氢或者与异构烷烃反应而加以饱和 目前 工艺上再进行一次补充加氢精制 聚 烯烃合成油可以生产特种锭子油 低温仪表油 液压油 冷冻机油 内燃机油 齿轮油和