05 柴油机的润滑

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三、润滑油的性能指标
• 粘度、粘度指数、闪点、凝点、残炭值、灰分、酸值 （总酸值、强酸值）、腐蚀性、抗氧化安定性、碱值、 抗乳化度、机械杂质和水分等。 ——在选用时应加以 注意。 • 指标含义同燃油，自学。
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三、润滑油的性能指标
1. 粘度与粘温指数
1）粘度
• 是影响油膜的形成的最重要的指标。 • 粘度过大，油液流动时分子间阻力大，机械效率ηm↓。 • 粘度小，尤其是高温时，油液易流失，难以形成油膜。
• 比值小，粘温特性好。——我国曾常用。
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三、润滑油的性能指标
2. 酸值和水溶性酸或碱 1）有机酸： 来源：炼油后未除净的残酸；加入的呈酸性的添加剂；使用时滑油的氧化 变质。 影响：含量少时不会引起腐蚀，与金属化学反应生成反应油膜可增强滑油 的油性，对边界摩擦有利。但含量多时，对轴承材料（铅）产生腐蚀。 衡量指标：酸值（有机酸的含量用1g滑油酸所需的KOH的mg数表示） 2）无机酸——主要指硫酸 来源：炼油时残留，或使用含硫的燃油产生的燃烧产物对滑油的污染。 影响：对金属腐蚀较大，不允许无机酸存在。 衡量指标：用水溶性酸或碱的多少定性分析。水溶性碱（无机碱）对金属 铝有腐蚀作用。 国外用总酸值TAN和强酸值SAN，单位为mgKOH/g。
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4.4 消泡剂
消泡剂作用： • 降低泡沫的表面张力，抑制泡沫的发生并使形成的气 泡破裂和消失，防止生成稳定的泡沫。 种类： • 如二甲基硅油等。
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4. 滑油添加剂的种类
4.1 清净分散剂（清净浮游添加剂） 4.2 油性剂、极压剂（抗磨剂） 4.3 粘度指数改进剂和增粘剂 4.4 消泡剂 4.5 降凝剂（降倾点剂）√ 4.6 防锈添加剂和抗腐蚀剂
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2）粘温指数
滑油的粘温特性：
• 滑油粘度随温度的升高而降低的性能。
• 滑油粘度随温度变化程度小，粘温特性好。
粘温特性的表示方法：
• 1）粘度指数（VI）（数字大表示粘温特性好）
• 高粘度指数>80；低粘度指数<35，两者之间为中粘度指数。——国外常 用。 • 2）粘度比：用50和100 ℃时的运动粘度的比值表示。
组成：
• 为油溶性的链状高分子有机化合物，如聚甲基丙烯酸酯和聚异丁烯等。
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4. 滑油添加剂的种类
4.1 清净分散剂（清净浮游添加剂） 4.2 油性剂、极压剂（抗磨剂） 4.3 粘度指数改进剂和增粘剂 4.4 消泡剂 √ 4.5 降凝剂（降倾点剂） 4.6 防锈添加剂和抗腐蚀剂
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• SAE (Society of Automotive Engineers美国汽车工程师学会)把滑油 分为10个等级，如表5－1。 • ISO（The International Standardization Organization）把滑油按40℃ 时的运动粘度的数值分成18个等级，如表5－2。
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楔形效应——由零件结构形状决定。如轴与轴承、推力块与推力环等在运转时均 能形成楔形油膜。船舶机器实际运转中，在起动、停车或不稳定工况运转时，摩 擦副难以实现或保持流体动压润滑，而产生磨损。 将一定压力润滑剂流体不断打入摩擦表面，使之隔开的润滑。如低速二冲程柴油 机十字头销轴承采用静压润滑，Sulzer RND型柴油机的油压为0.4MPa，RND-M 型柴油机为1.6Mpa。
2）极压剂：
• 能在高温和高负荷下分解产生活性化合物，在金属表面生成低熔点化合 物，形成反应薄膜，有减少摩擦、防止擦伤、降低磨损、加强油膜承载 能力的作用。其主要组成为含氯、硫、磷的有机化合物，如硫氯化石蜡、 磷酸酯等。——主要用于强载度很高的柴油机。
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4. 滑油添加剂的种类
4.1 清净分散剂（清净浮游添加剂） 4.2 油性剂、极压剂（抗磨剂） 4.3 粘度指数改进剂和增粘剂 √ 4.4 消泡剂 4.5 降凝剂（降倾点剂） 4.6 防锈添加剂和抗腐蚀剂
2. 流体静压润滑
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☆动压润滑油膜形成的条件：
1. 足够高的相对运动速度； 2. 粘度合适的滑油（温度） 3. 合适的配合间隙 4. 较高的加工精度和粗糙度 5. 负荷不过大
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§5-1 润滑和润滑油
一、润滑的作用与类别 二、形成液体润滑的方法
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三、润滑油的性能指标
四、润滑油的添加剂 五、滑油的质量等级
6. 碱值
• 总碱值TBN（Total base number）表示1克滑油中所含碱性物质相当于氢氧 化钾的毫克数。单位为mgKOH/g。 • 滑油的碱值来自其中的添加剂。若其总碱值大大降低，等于零或接近零时， 说明油中的添加剂已经耗尽。
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三、润滑油的性能指标
7. 浮游性（清净分散性 ）
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三、润滑油的性能指标
3、抗乳化度 乳化：
• 滑油中漏入水，经搅拌使滑油形成乳浊液并生成泡沫的过程。
影响：
• 乳浊液使油膜承载能力↓，滑油变质速度↑，且在分油机中难以分离；吸
附机械杂质、污损摩擦表面，磨粒磨损↑。
抗乳化度：
• 乳化后自动分层所需的时间（以分钟计），时间短，抗乳化度好，反之 则差。
2）抗氧化安定性
• 在规定温度（125 ℃ ）下，通入一定流速的空气或纯氧4h或8h，分别测 定油氧化后生成的沉淀物和酸值，沉淀物、酸值少抗氧化安定性好。 • 模拟液压油的工作条件，适用于液压油和透平油等。
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三、润滑油的性能指标
5. 腐蚀度
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• 评定发动机油对金属零件腐蚀的性质。现代中、高速机大部分用铜铅合金 作轴承材料，对腐蚀十分敏感，润滑油中若有少量的酸就能严重腐蚀轴承。 • 常用品开维奇法：把试验油样加热到140℃，用一定面积的金属（常用铅） 片交替地浸在油中和露在空气中，经50小时后测定该金属片减去的质量， 单位为g/m2。金属片减少的质量越多，滑油的腐蚀性就越强。
• 按0至6七个级别评定。0级为活塞非常清洁，没有漆膜生成；6级为严重 脏污，活塞完全为漆膜所复盖。 • 级别越低，说明滑油的清净分散性越好。
8. 抗泡沫性
• 在规定试验仪器内以专用泡沫头通入一定数量空气，测量试油起泡沫体 积和消泡沫时间。 • 滑油运转时被激烈搅动，空气混入油中形成泡沫，泡沫过多除损失滑油 外，会使油泵和轴承引起空泡腐蚀，润滑效能降低，造成轴承烧毁。
3）混合润滑
无润滑（干摩擦）
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润滑示意图
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液体摩擦
半 液 摩 擦
混 合 摩 擦
边界摩擦
半干 摩擦
干摩擦
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§5-1 润滑和润滑油
一、润滑的作用与类别 二、形成液体润滑的方法 √
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三、润滑油的性能指标
四、润滑油的添加剂 五、滑油的质量等级
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二、形成液体润滑的方法
1. 液体动压润滑
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4.5 降凝剂（降倾点剂）
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作用： • 降凝剂并不改变石蜡析出的温度，只改变石蜡结构。 它吸附在油中石蜡结晶表面上，使之仅能生成微小结 晶，防止形成结晶网，从而改变低温流动性，降低油 品的凝点。 种类： • 常用的有长链烷基萘等。
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4. 滑油添加剂的种类
4.1 清净分散剂（清净浮游添加剂） 4.2 油性剂、极压剂（抗磨剂） 4.3 粘度指数改进剂和增粘剂 4.4 消泡剂 4.5 降凝剂（降倾点剂） 4.6 防锈添加剂和抗腐蚀剂 √
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4.6 防锈添加剂和抗腐蚀剂
• 滑油使用中被氧化生成酸性物质→腐蚀。 • 能起抗氧作用的添加剂同时也会具有抗腐的作用。 1）抗氧抗腐剂（如二烃基二硫代磷酸锌）与清净分散剂配合使用能使润滑 油具有较好的抗氧抗腐性。
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4.3 粘度指数改进剂和增粘剂
作用：
• 提高基础油的粘度，改善其粘温特性，提高其粘度指数。 • 加入这类添加剂的滑油称稠化机油。稠化机油在低温时，粘度增加不多， 而在高温时变稠，以满足柴油机冬夏两季的不同需要。
用途：
• 用于户外使用的柴油机。如救生艇冬季起动温度为－30℃，正常运转后 气缸温度可达200℃。增粘剂不仅起到改进润滑剂的流体力学特性的作用， 还改进润滑剂的吸附能力。
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§5-1 润滑和润滑油
一、润滑的作用与类别 二、形成液体润滑的方法
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三、润滑油的性能指标
四、润滑油的添加剂 √ 五、滑油的质量等级
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四、润滑油的添加剂
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1. 滑油的组成： • 柴油机润滑油=纯矿物油（基础油）＋各种添加剂 2. 添加剂： • 指凡是能改善和提高石油产品的质量并给予其新的性质，以满足使用及 贮存性能要求而添加的少量物质都称为添加剂。 3. 作用： （1）减少发动机部件上有害沉积物的形成和聚积。 （2）中和酸性物质，减少其对设备的腐蚀。 （3）防止设备及部件受到锈蚀。 （4）减少设备及部件的摩擦和磨损，延长设备及部件的使用寿命。 （5）使润滑剂的氧化和热分解延缓，延长其使用寿命。 （6）改变润滑剂的物理性质，如：提高其粘度指数，改善粘温性；降低其 倾点，改善低温使用性能；减少泡沫形成等。
2）作用：
（1）增溶和抑凝分散作用，能阻止润滑油和燃油的氧化产物进一步缩 合形成漆膜、积炭、油泥，同时能将已形成的积炭、漆膜等从零件 表面洗涤下来，分散成小颗粒而悬浮在油中，保持零件的清洁。 （2）中和酸性物质作用，该添加剂为碱性，既可控制油因氧化而形成 的有机酸，又可中和进入曲轴箱的产物形成的无机酸，起到抑制锈 蚀的作用。 • 是气缸油中的重要添加剂，通常润滑油使用性能等级越高，该添加 剂的含量越大。
• 与含硫燃油搭配使用的高碱性滑油，其中各种分散剂中高碱性主要是碳