第一章清净分散剂

积炭及危害
燃料不完全燃烧产物及润滑油窜入燃烧 室在高温下分解的烟炱等物质。沉积在 活塞顶部和燃烧室周围。
积炭使发动机产生爆震的倾向增大；在 燃烧室中形成高温颗粒，点火提前，功 率下降2～15%；火花塞电极间的积炭 使火花塞短路，燃料耗量增大，功率下 降；排气阀积炭使阀门关闭不严，产生 漏气，功率下降；掉入曲轴箱中的积炭 加速机油变质、堵塞过滤器。
烟灰
胶质
积炭
黑漆膜、积炭
琥珀色漆膜
发动机中沉积物的组成
沉积物的类型
主要成分
活塞环槽积碳
烟灰(注)+树脂状物
活塞环漆膜
树脂状物+烟灰
油泥
烟灰(主)+机油(主)+含氧化物 +水
漆膜及危害
一种坚固的、有光泽的漆状薄膜， 主要是润滑油高温氧化生成的胶质、 沥青质。能把大量的烟炱粘在活塞环 槽中，使环与槽间隙变小，环的灵活 度降低，甚至粘环，失去密封性，功 率下降。漆膜导热性差，可使活塞过 热膨胀，产生拉缸。
• 为今后的内燃机油的发展奠定了基础。
• 50年代：柴油机的马力更大，增压柴油 机的数量增加。为扩大柴油的来源，含 硫柴油的比例增加。柴油燃烧后的腐蚀 性物质增加，发动机的腐蚀和磨损增多。
• 一般内燃机又不能适应其要求，开发了 油溶性的脂肪酸盐与环烷酸盐 ，使用性 能虽然提高，但这些化合物促使油品德 氧化，且易水解，有时给设备造成腐蚀。
• 40年代：开发出石油磺酸盐，烷基酚盐， 膦酸盐，并陆续应用于内燃机油中。
• 同时ZDDP（二烷基二硫代磷酸锌）用于 防止氧化和改善曲轴箱轴瓦腐蚀。
发动机润滑油温度及冷却液 温度越高，越容易产生漆膜和 积炭；燃料的馏分越重、硫含 量越高，漆膜和积炭增多；内 燃机油的馏分越重、非理想组 分越多，漆膜和积炭也增多。
油泥及危害
由润滑油、燃料、水、固体颗粒 等形成的混合物，沉积于油箱底部 及滤清器、连杆盖、曲轴箱边盖等 温度较低的部位，可使机油老化变 质、润滑性能下降、堵塞油路和滤 清器。
4。保持润滑部件清洁
发动机在低温工作时会产生油泥 （油的变质产物、不完全燃烧产 物、曲轴箱内的灰尘、冷凝水等 组成）高温部件会产生漆膜、积 炭等。发动机油对油泥、漆膜、 积炭、磨屑、灰尘等具有清洗作 用，并经过滤器将有害物质除去， 保证发动机正常运行。
5.防锈和抗腐蚀
腐蚀性物质来源于水、酸、润滑 油氧化产物等，可使活塞环等部件 锈蚀。内燃机油中加有抗氧抗腐剂 等，使润滑油具有较好的防锈和抗 腐蚀能力。
Detergent and Dispersant
清净分散剂
功能
主要用于内燃机油，减 少漆膜、积炭、油泥等沉 积物。
内燃机最关键的润滑部位是汽 缸活塞、连杆轴承、曲轴轴承、 配器机构等主要摩擦部件。这些 部件的摩擦损失约占内燃机摩擦 损失的96%。这些部件的润滑 问题解决了，其他部件的润滑问 题就容易解决。
发动机主要润滑部位及常见故障
★活塞环与气缸套。在活塞上下止点处，
活塞环与缸壁间为边界润滑状态，若润滑 油供应不足或中断，使用的润滑油质量差， 就会使该部位润滑状态恶化，活塞积炭和 漆膜增多，活塞环和缸套出现磨损、卡环、 甚至拉缸。选用优质发动机油可减少或避 免这些故障。
★曲轴轴承、连杆大小头轴承。这些部位
内燃机油的主要性能
清净分散性
润滑油抑制漆膜、积碳、油泥形成的性 能。
内燃机油高温氧化、聚合、缩合等一系 列变化，在活塞裙部形成漆膜，在活塞顶 部形成积碳、在曲轴箱中产生油泥等沉积 物。
内燃机沉积物
Sludge、Varnish、 Carbon, etc
• 燃烧室的不完全燃烧气体窜入曲轴箱形 成的；
2. 冷却发动机部件
内燃机热效率一般仅有30 ～40%，燃烧 热部分消耗与摩擦、使内燃机发热以及排气 进入大气。
冷却系统主要冷却气缸盖、气缸套、配气 系统，带走约60%的热量，内燃机油主要冷 却主轴承、连杆轴承、摇臂、活塞等。为了 能有效冷却，曲轴箱内油面不能低于油尺下 限。
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3。 密封燃烧室
活塞环与缸套、活塞环与环槽间 有一定间隙，不能完全防止燃气泄 漏，燃气可通过间隙窜入曲轴箱， 使燃烧室压力降低，功率下降。内 燃机油在活塞往复运动时起密封作 用。
内燃机油的工作条件
工作条件苛刻，汽缸与活塞直接与燃气 接触，汽油机燃气最高温度可达2200～ 2800K，最大压力达3～5MP，柴油机可 达1800～2200K和6～9MP。汽油机活塞 顶部温度约为230℃，柴油机约为280℃。 第一环槽温度约为200 ℃，活塞销温度约 为200 ℃，连杆轴承温度约为110 ℃，曲 轴轴承温度约为100 ℃。 发生爆震时，各 部位温度更高。
一般处于流体动力润滑状态，但当负荷突然 增大、润滑油被稀释时，均可能引起烧瓦。 除尽可能保持发动机操作平稳外，若机油变 稀，应查明原因，超出使用粘度变化范围时 应换油。
★凸轮与挺杆。此摩擦副单位面积承受的压
力大，多处于边界润滑状态。若机油质量差， 在期间不易保持润滑油膜，凸轮可能被磨秃， 影响配器系统正常工作。
• 润滑油的高温氧化、硝化形成的氧化产 物。
汽油机沉积物的生成过程
汽油不完全燃烧
窜气 气相氧化单体+NOX+O2 含在油中的液相氧化单体
活塞漆膜
非油溶性产物 微滴
碳
漆膜
水
油泥
润滑油高温氧化
热+NOX+O2 氧化产物 漆膜、积炭
柴油机沉积物的生成过程
柴油不完全燃烧
润滑油高温氧化
H2O+SO2+SO3+NOX
发动机的工作温度低（空转或停 停开开），水蒸气、CO2、CO、 Nox及燃料重组分等落入曲轴箱， 加速机油氧化和乳化，使油泥增多。
燃料和润滑油组成对油泥的影响 与对漆膜积炭的影响相似。
提高内燃机油清净分散性的方法，一是改进 基础油质量，一是添加清净分散剂。
清净分散剂的历史
• 30年代：西方国家的内燃机功率提高， 气缸活塞区的温度也提高。
内燃机油的作用
1。润 滑
主要润滑曲轴与主轴瓦、连杆与连杆轴瓦、活塞环 与缸套、凸轮与挺杆等重要摩擦部位。
这些部位高速相对运动，易引起磨损、摩擦和发热。
汽油机约有7%、柴油机约有10%燃料能量消耗在 摩擦损失。发动机的全部摩擦损失约为机械有效功率 的30%。
主轴承、连杆轴承、摇臂轴承、活塞销一般处于流 体润滑状态，凸轮、挺杆、摇臂、活塞上下止点处一 般为边界润滑状态