中美Ⅱ型航空润滑油规范GJB 1263与MIL-PRF-23699对比分析

中美Ⅱ型航空润滑油规范GJB 1263与MIL-PRF-23699对
比分析
孙元宝;邱贞慧
【摘要】研究了美军Ⅱ型航空润滑油MIL-PRF23699标准的发展变化情况,对比了我国Ⅱ型航空润滑油标准GJB1263A-98与美军MIL-PRF-2399航空润滑油规范之间的联系与区别,对两者之间的主要性能指标进行了详细分析,指出了两者之间差异性的主要原因,对探索两种不同标准油品在应急情况下的代用研究具有重要的意义.
【期刊名称】《石油化工应用》
【年(卷),期】2017(036)008
【总页数】4页(P146-148,151)
【关键词】航空润滑油;对比;分析
【作者】孙元宝;邱贞慧
【作者单位】空军勤务学院航空油料物资系,江苏徐州 221000;空军勤务学院航空油料物资系,江苏徐州 221000
【正文语种】中文
【中图分类】TE626.34
航空涡轮发动机用合成润滑油是保障现代战机正常飞行的重要物质基础，美军在20世纪发展了MIL-L-7808系列航空润滑油，该油品曾经广泛应用于民用和军用
领域。

美海军在使用7808系列油品的基础上，出于自身保障的需要，尤其是为了解决最初使用MIL-L-7808航空润滑油带来的润滑系统出现淤渣，存在焦化物和
沉淀的问题，于1963年颁布了自己的航空润滑油MIL-L-23699规范，该规格的
润滑油称为Ⅱ型合成油，基础油采用热氧化安定性更好的新戊基多元醇酯受阻酯，蒸发损失比I型润滑油减少70%，其100℃运动黏度为5 mm2/s，使用温度范围是-40℃～200℃，对低温启动性能规定没有MIL-L-7808严格，这是由于海军和
空军所处环境不同。

随着装备技术的发展，美军23699系列合成航空润滑油技术
规范也在不断更新。

1997年，出台了参考性军用标准MIL-PRF-23699F替代了1994年版本的MIL-L-23699E；2014年，新的MIL-PRF-23699G[1]规范出台，取代了23699F，成为目前现用的最新标准。

我国于1991年10月18日颁布了GJB 1263-91《航空涡轮发动机用合成润滑油》[2]，并于1992年6月正式实施。

该标准主要性能符合MIL-L-23699 C，与法国
埃索2380性能相当，属于Ⅱ型中等黏度的航空润滑油[3，4]。

该油以三羟基丙烷酯及己二酸三羟甲基丙烷己二酸酯的混合物为基础油，并加有抗氧、抗腐蚀、抗磨损等添加剂制成，为红褐色透明液体，具有优良的热氧化安定性、黏温性、贮存安定性和抗腐蚀抗磨性能，该标准自出台以来，一直未进行更新。

目前的代表性油品为石油化工研究院生产的4050号合成航空润滑油。

从标准体系的传承来说，我国GJB 1263与美军的23699系列合成航空润滑油存在着相当密切的关系，但由于
我国标准更新速度较慢，与美军的最新标准要求相差较大。

美军MIL-PRF-23699G于2014年颁布，取代了1997年颁布的MIL-PRF-23699F。

该规范共包括了四种不同等级的航空发动机润滑油，主要用于要求在100℃时运动黏度为5 mm2/s的航空发动机用润滑油，其主要成分为由新戊基多
元醇酯，其中四种油品北约代号分别为 O-152（C/I，腐蚀抑制型）、O-154（HTS，高热安定型）、O-156（STD，标准型，不含腐蚀抑制剂）和O-167
（EE，增强酯型）。

相对于F版本，G版本增加了一类酯增强型航空润滑油。

从标准内容的主要变化来看，在主要性能指标上变化不大，但由于新标准中增加了EE型航空润滑油，部分指标对这一油品做了单独的要求，如在总酸值的控制上，EE型航空润滑油要求不大于0.75 mgKOH/g，小于其他3种1.0 mgKOH/g的要求；在G版本中，高热安定型和酯增强型具有相同的热安定性方面的要求，标准
型和腐蚀抑制型则执行同一要求。

在微量金属含量要求方面，G版本多了一项硼元素含量测定；在锡的含量测定方面，由于测定方法有所改变，量值由2调整到11，但这仅是由于测量方法不同造成的，不代表标准要求的放宽。

此外，G版本相对于F版本一个重要的变化是对于新增加的酯增强型润滑油单独在橡胶相容性测定方面做了规定，分别要求测定SAE AMS3217/5（150 ℃）、氟碳橡胶 SAE
AMS7276（175 ℃）和氟碳橡胶SAE AMS-R-83485（175℃）在不同时间条件
下的性能变化特性，F版本无此要求，体现了美军对于新型油品可能与发动机密封件相接触时物理性能变化范围的严格要求。

除此之外，两个版本并无大的变化。

我国目前按GJB 1263-1991《航空涡轮发动机用合成润滑油》标准研制生产的高
温合成航空润滑油代表性油品为4050号合成高温航空润滑油，其主要性能指标参考了美军标准MIL-L-23699 C标准。

从标准体系的传承性来看，美军的MIL-L-23699标准已经发展到了G版，而我国的GJB1263现在仍是沿用20世纪90年
代初的标准，两者在主要内容体系上是相同的，但由于美军武器装备的发展和材料工艺者的调整，对发动机润滑油的性能变化也一直在进行微调，导致两者之间也存在一定的差异，主要如下。

美军MIL-PRF-23699G规定的油品共分四种类型，主要是考虑油品应用的不同场合和使用条件要求而规定，其中的EE（酯增强型）型为新增加品种，主要是为了
进一步提高油品的高温使用性能。

目前我国的GJB1263-91规定的油品仍为一种，没有进一步的细分。

可以看出，美军对于航空润滑油的高温性能越来越重视，通过
改进基础油和添加剂等手段进一步提高油品的抗高温氧化安定性[5]。

我国GJB 1263系列航空润滑油要求透明，无悬浮物和其他杂质，但在MIL-L-23699G中对此不做要求，但增加了“首次生产运行稳定性测试要求”。

由于美军的油品生产厂家对生产环节的进行了严格的质量控制，新生产的油品出现杂质的可能性几乎没有。

国产GJB 1263系列航空润滑油要求油品的酸值不大于0.5 mgKOH/g，而MIL-
L-23699G则要求油品的总酸值是不大于1.0 mgKOH/g，后者主要是对相对于我国标准要求较为宽松，这主要是由于两国对于油品的高温性能和腐蚀性能之间的平衡要求侧重点不同。

一般油品尤其是酯类油品在高温条件下容易出现氧化结焦，导致油品的酸值增大，即使不断调整添加剂的配方，也是酯类油品所无法避免的[6，7]。

在运动黏度方面，在100℃运动黏度要求相同，均为4.90 mm2/s～5.40 mm2/s；40℃运动黏度要求相差较大，我军GJB 1263要求40℃运动黏度不大于30
mm2/s，而美军MIL-L-23699G则要求不小于23 mm2/s，差异较大；-40℃时
的运动黏度要求相同，均为不大于13 000 mm2/s。

40℃运动黏度的差异主要原
因是美军该油品主要用于舰载机，考虑到常温启动时甲板的温度条件，应当具有一定的黏度保证油品的润滑性能，而我国在当时条件下则没有这样的客观条件要求。

在储存安定性方面，我国标准重点强调要在-18±2.5℃条件下进行42 d（6周）和在24±5℃条件下进行储存实验，要求无结晶，无分离或凝胶现象，符合全部出厂检验项目要求；美军标准在23699F标准中的要求与我国标准类似，但多了一项在-40℃～60℃条件下进行为期3年的储存实验，而在23699G版本中，对此项要
求由3年改为1年，这是两者之间的主要差异。

减少机械部件的摩擦和磨损是航空润滑油最重要的作用，其摩擦学性能的好坏直接影响到油品的关键质量指标。

在我国标准中，规定了油品要进行四球实验，要求对
油品的PB值、PD值、ZMZ值和D值进行检测并报告检测结果。

四球机实验是用来检测油品的润滑性和抗摩擦性能，我国在外场使用前不进行检测，只要求在出厂时检测。

在23699G中，美军对此进行了详细的要求，要求对生产的航空润滑油进行台架实验，并对实验中齿轮承载性能、轴承沉积、模拟实验、轴承腐蚀等相关指标进行了详细的规定。

油品中的微量元素含量可以有效评价油品对润滑部位保护作用的好坏。

在微量元素含量检测方面，美军在23699G版本中要求非常严格，用两种（RDE-AES和ICP-AES）发射光谱法进行微量元素的测量，测试的种类也由12种增加到14种，我国标准中则为12种，缺少了硼、锡两种元素含量的测定要求；此外在微量元素的含量要求方面，也存在一定的不同，有的是由于两国对发动机材料组成要求而导致的，也有的是因为不同的测试手段本身对同一元素的检测灵敏度不同造成的差异。

美军在23699G版本中，增加了一类新型油品，目的就是使之适应温度更高条件下的润滑与防护，因此，在标准中尤其强调油品的高温性能。

在274℃条件下进行氧化安定性与腐蚀实验中，美军MIL-L-23699G标准与我军标准要求一致；在进行175℃、204℃和218℃氧化腐蚀实验时，美军标准中将四种油品划分为两组进行要求，尤其在218℃时，对HTS和EE型两种油品，美军要求运动黏度和总酸值的变化不超过60%和10 mgKOH/g，我军无此分类要求，且只要求检测后报告即可。

由于美军飞机材料制造技术不断发展，各种新型橡胶不断地被应用于飞机部件的制造及密封中，所以美军高度重视橡胶相容性实验，这也是23699G与23699F之间存在的一个重要区别。

在橡胶相容性的测度要求中，美军MIL-L-23699 G标准规定比我军GJB 1263标准严格，除了对常规的硅橡胶进行相容性实验外，还特别针对氟碳橡胶增加多项检测内容，体现了美军装备发展对油品要求的不断改进。

通过对比可以看出，在我军GJB 1263-1991《航空涡轮发动机用合成润滑油》涉
及的18项指标中，有11项与美军MIL-L-23699标准要求完全相同，而美军标准现在已经发展到了24项（F版本为18项），要求也更加细致，贴近装备发展实际。

Ⅱ型航空润滑油相对于Ⅰ型航空润滑油主要差别在于能够适应更高温度条件下的发动机润滑保护[8]。

从国内外各型飞机及其发动机研究发展的趋势来看，航空发动机润滑系统面临着更加严苛摩擦条件、更高的回油温度，因此，无论如何改进航空润滑油的配方体系，现有的酯类体系的使用潜力已经基本上被挖掘殆尽，要进一步提高航空润滑油的高温性能只有研究使用新的基础油，如PAO等。

但以酯类为基础油的Ⅱ型航空润滑油在目前还有较大的使用市场和空间，可以用于对回油温度要求不是特别高的润滑场合[9]。

从我国GJB 1263-91《航空涡轮发动机用合成润滑油》的标准内容来看，与国外标准相比，更新速度偏慢，部分内容与现有航空装备不能很好地适应。

因此，有关部门应当及时组织力量，对相关内容标准应当进行修订，尤其要注重油品高温条件下的氧化与腐蚀防护作用的发挥，以更好地促进新油品的研究与开发，为我国航空事业提供更扎实的油料保障。

【相关文献】
［1］美国军用标准.MIL-PRF-23699G，航空涡轮发动机合成润滑油性能规范［S］.2014. ［2］中华人民共和国国家军用标准.GJB 1263-91，航空涡轮发动机用合成润滑油［S］.1991. ［3］张丙伍，孙丁伟，等.航空润滑油规格发展概述［J］.润滑油，2010，25（5）：1-4. ［4］朱旭斌.美军标性能规范浅析［J］.航天标准化，2012，（1）：9-11.
［5］王平.燃气涡轮航空发动机与发动机油规格［J］.润滑油，2009，24（4）：5-11.
［6］王贻全，梁宇翔.多元醇酯基础油性能-结构关系研究及在航空润滑油中的发展概述［J］.润滑油，2014，29（3）：33-38.
［7］费逸伟，郭峰.酯类航空润滑油基础油简介［J］.山东化工，2015，44（8）：106-108. ［8］姜会泽，费逸伟.酯类润滑油的结构对性能影响研究［J］.当代化工，2015，44（7）：1570-1572.
［9］吴森，徐健.军用高性能航空润滑油发展趋势研究［J］.润滑油，2015，（3）：5-7.。