润滑油基本原理

润滑油基本原理第1页，共44页，2023年，2月20日，星期六为何我们要用润滑油？冷却清净密封润滑第2页，共44页，2023年，2月20日，星期六润滑油的功能－冷却实物液体(粘度)热传导(稳定,沉积)第3页，共44页，2023年，2月20日，星期六润滑油的功能－清净流体性(粘度)稳定性乳化性清净性润滑性第4页，共44页，2023年，2月20日，星期六润滑油的功能－密封粘度(可溶解性与稳定度)=效率润滑性 第5页，共44页，2023年，2月20日，星期六润滑油的功能－润滑粘度互溶性溶解度润滑性化学的结构性添加剂第6页，共44页，2023年，2月20日，星期六冲击润滑油的有效性——主要因素粘度稳定性滑润性第7页，共44页，2023年，2月20日，星期六影响润滑界面的主要因素粘度负载速度负载速度粘度第8页，共44页，2023年，2月20日，星期六润滑界面的摩擦系数

（边界/弹液动/液动三区的润滑定义）液动润滑

弹液动润滑粘度x速度摩擦系数边界润滑第9页，共44页，2023年，2月20日，星期六粘度液动的弹液动的

WN磨损最小化效率最大化

第10页，共44页，2023年，2月20日，星期六粘度级别-ISO级别工业润滑油的ISO粘度级别系统级别数 最小 最大 级别数 最小 最大ISO粘度(cSt,40°C) ISO粘度(cSt,40°C)2 1.98 2.42 100 90.0 1105 4.14 5.06 150 135 165 10 9.00 11.00 220 198 24215 13.5 16.5 320 288 35222 19.8 24.2 460 414 50632 28.8 35.2 680 612 74846 41.4 50.6 1,000 900 1,10068 61.2 74.8 1,500 1,350 1,650第11页，共44页，2023年，2月20日，星期六粘度级别-SAE分级SAE粘度(cP)at 粘度 粘度 温度(°C)

at100°C级别 最大 最小 最大0W 3250at-30 3.8 - 5W 3500at-25 3.8 -20W 4500at-10 5.6 -20 - 5.6 9.330 - 9.312.5 40 - 12.5 16.350 - 16.3 21.9第12页，共44页，2023年，2月20日，星期六润滑油的粘度-温度特性温度(F)PAOISO68(高粘度指数)环烷烃ISO68(低粘度指数)粘度(cSt)第13页，共44页，2023年，2月20日，星期六粘度－温度的关系

粘度指数(VI)

VI=L-UL-HX100U:在40°C未知油品的粘度L:在40°C粘度指数时油的粘度同时在100°C时与U粘度相等H:在100VI的油品在40°C时的粘度在100°C时与U粘度相等40C100C粘度UHL第14页，共44页，2023年，2月20日，星期六润滑油的典型粘度指数润滑油的类型 粘度指数矿物油 <100聚烯烃（PAO） 120-130多元醇酯（POE） 120-130聚醚类（PAG） 160硅油 195高粘度指数=粘度对温度的变化比较小合成油通常要比矿物油粘度指数更高第15页，共44页，2023年，2月20日，星期六润滑油的粘度－压力特性润滑油类型 压力(MPa)

138

275.9

551.7碳氢化合物 80036,000 >1,000,000酯类油 110 500 4,900聚醚类（PAG） 120 570 8,800硅油 160 700 48,000-粘度-cSt@40°C第16页，共44页，2023年，2月20日，星期六润滑油与制冷剂的粘度－温度特性温度(F)粘度(cP)0%稀释10%稀释20%稀释PAG(ISO68)andHFC134a第17页，共44页，2023年，2月20日，星期六润滑油与制冷剂的粘度－温度特性温度(F)粘度(cSt)0%稀释20%稀释10%稀释多元醇酯油（POE）(ISO68)andHFC134a第18页，共44页，2023年，2月20日，星期六总结粘度通常是选择润滑油的首要考虑高粘度指数的润滑油相对温度的变化较低温度和压力能很明显的改变润滑油的粘度制冷剂的稀释也能明显的降低润滑油的粘度第19页，共44页，2023年，2月20日，星期六稳定度润滑剂黑色沉淀,油泥,结胶高温劣化粘度增加各种问题换油第20页，共44页，2023年，2月20日，星期六促进润滑油劣化的因素温度：压缩,摩擦生热氧:空气催化剂:金属表面(铁粉)金属表面氧热第21页，共44页，2023年，2月20日，星期六润滑油劣化的机构起始阶段 RH->R传播阶段 R+O2->ROO ROO+RH->ROOH+R最终阶段 2R->R-R R+ROO->ROOR 2ROO->ROOR(或酮 或酒精)+O2.........第22页，共44页，2023年，2月20日，星期六一个简单化的润滑油劣化机构ABPDEFA:原始润滑油E:油Ａ的蒸发成了汽态B:主要的劣化产物(小的金属加工产品)F:油B的蒸发成了汽态P:产品的聚合化D:产生无法溶解的油泥,胶质,沉淀物k2k1第23页，共44页，2023年，2月20日，星期六评估润滑油稳定度的实验方法空气加热75-175°C小时–月颜色的改变酸的形成(总酸价)粘度增加润滑油第24页，共44页，2023年，2月20日，星期六评估润滑油的稳定的实验方法加热150-175°C天-月颜色的改变酸的形成(总酸价)金属含量制冷剂与油交互作用密封管加热真空制冷剂金属(Fe,Cu,Al)橡胶第25页，共44页，2023年，2月20日，星期六润滑油的稳定度时间氧化矿物油双酯类多元醇酯*温度在175°C第26页，共44页，2023年，2月20日，星期六氧化稳定度—温度的函数温度(F)矿物油酯类油稳定寿命,小时第27页，共44页，2023年，2月20日，星期六金属的触媒反映——在酯类油的氧化时间酯类油的剩余百分比在225°C下测试铜铝铅铁第28页，共44页，2023年，2月20日，星期六润滑油稳定剂功能中性自由基分解自由基化学结构metaldithiocarbamatezincdithiophosphatehinderedphenolsphenolsulfidearomaticaminethiadiazoledisalieylal-1,2-propanediamine第29页，共44页，2023年，2月20日，星期六抗氧化剂的有效性时间(小时)酯类油剩余百分比在200°C下测试酯+1%芳香胺（AromaticAmine)无抗氧化剂510抗氧化剂消耗第30页，共44页，2023年，2月20日，星期六总结高温会使润滑油劣化，而形成油泥、胶质和沉淀物。氧和金属表面（铁粉）可以加速润滑油的劣化。合成润滑油如酯类油比矿物油更稳定(意味着更长的使用寿命,更少的换油,减低机械停机时间)。适当的选择抗氧化剂可很明显的改善润滑油的稳定度。第31页，共44页，2023年，2月20日，星期六润滑性减低磨损减少摩擦*避免了直接的金属与金属表面接触第32页，共44页，2023年，2月20日，星期六表面粗度—轴承的接触面第33页，共44页，2023年，2月20日，星期六润滑机构——在边界润滑的条件下AW/EPAdditivesPreventMetalContact抗磨损/极压添加剂防止金属表面的接触第34页，共44页，2023年，2月20日，星期六四球磨损实验机点接触高载荷*测试后测量磨损痕迹直径评估润滑油的磨损属性以及抗磨损/极压添加剂的有效性第35页，共44页，2023年，2月20日，星期六Block-on-Ring（抗磨损试验）线性接触中等载荷测试后测量重量的损失和磨痕的宽度评估润滑油的磨损特性以及抗磨损/极压添加剂的有效性第36页，共44页，2023年，2月20日，星期六Pin&VeeBlock（抗磨损试验）线性接触中等载荷测试后测量重量的损失和磨痕的宽度评估润滑油的磨损特性以及抗磨损/极压添加剂的有效性第37页，共44页，2023年，2月20日，星期六典型的磨损－载荷的行为图载荷磨损AB全部卡住初始的卡住第38页，共44页，2023年，2月20日，星期六典型的磨损－时间行为图时间磨损全部磨损磨损比率磨合期稳定状态第39页，共44页，2023年，2月20日，星期六载荷磨损AB在承载运行中——抗磨损/极压添加剂的有效性AB无添加剂的润滑油润滑油+抗磨损/极压添加剂第40页，共44页，2023年，2月20日，星期六减少磨损——

抗磨损/极压添加剂的有效性时间磨损磨合期稳定状态无添加剂的抗磨损/极压添加剂第41页，共44页，2023年，2月20日，星期六抗磨损/极压添加剂功能减少磨损化学成分metaldialkyldithiophosphatemetaldiaryldithiophosphate烷基磷酸盐加磷脂肪和石蜡硫化石蜡和石蜡油氯化脂肪脂