润滑油调和技术和配方之欧阳光明创编

内燃机油一般是由基础油和功能性添加剂组成。

欧阳光明（2021.03.07）

基础油是国标矿物基础油或合成基础油，基本要求是：

1）粘度指数规格要高，粘度指标要适宜

2）清净分散性要好（包括酸中和性）

3）低温性能好

4）不应含有挥发性成分，350℃以下馏分不得超过5%，内燃机油的基础油馏分，必须控制在常压沸点400℃以上，以防机油蒸发损失而损耗过大

5）良好的抗氧化性能（包括轴承抗腐蚀性）

6）良好的抗磨损性能

7）良好的防锈性

8）良好的抗泡性

因此，多选用深度精制石蜡基基础油或合成油。

根据API标准，基础油分为I,II,III,IV,V五类，我们常规采用的是I,II,III类，在抗氧化性能、低温性能、粘温性能方面

I<II<III'> ；对添加剂的溶解性能III<II<I'> 。III类基础油可以调配所有级别的内燃油，II类基础油汽油机油SF~SL;柴油机油CD~CH-4,一般情况下，I类基础油从柴机油的CD~CH-4,汽机油

SF~SL都可以使用，但再高级别的内燃机油，就很难通过台架试验

了。由于I类基础油低温性能较差，一般调合40、50、15W40、20W50，齿轮油90和85W90，而10W机油和75W齿轮油是难以做到合格的。5W、10W机油和75W齿轮油多采用II和III类基础油或PAO合成基础油。另外，虽然倾点很低的环烷基基础油的倾点很容易达到指标，但低温动力粘度和低温泵送性很难达标。

常规采用的矿物基础油有150SN、500SN、150BS;不常用的矿物基础油有200SN、350SN、400SN、650SN等。具体组合规则在配方中详细说明。

润滑油的配方元素确定：

首先要确定选用几种基础油来进行调合，这可根据经验配方和产品品种需要来确定，一般根据油品的粘度等级来选择基础油的组合，常规原则如下：

单级30、40、50机油采用500SN和150BS基础油；

15W40和20W50机油采用150SN和500SN基础油；

10W30采用深度精制的150SN或100SN，或合成油、半合成油基础油；

5W40、5W50采用全合成基础油；

85W90齿轮油采有150BS和500SN基础油；

自动排档液采用深度精制的100SN或150SN基础油或合成油。

通常根据所需产品的类型和性能级别来选择什么类型的添加剂

通常根据粘度级别的要求来设计基础油的调配方案，这时要考虑的是多级油中HVI150或HVIW150等基础油的低温粘度、蒸发损失、氧化安定性等。找出CCS粘度达到要求时，加入粘度指数改

进剂最少的基础油调配方案，粘度指数改进剂越少越好。换句话说，基础油在加入粘度指数改进剂前的粘度（100℃）要高些。多级油品的经验粘度为：（国产一次加氢基础油）

10W30 5.2~5.7

15W40 6.5~7.2

20W50 8.6~9.3

如果基础油粘度过高，很大程度上影响产品的低温性能；但如果基础油低温性能较好的话，则尽量提高基础油的粘度。

按照所调润滑油的品种以及使用情况、天气情况等确定一个生产调配的粘度范围；以这个油品的粘度作导向确定这个配方中所有材料的添加比例；粘度一般是确定粘度范围后取中间值作指导值，以防止操作调合时的偏差。

按照指导粘度确定一个油品配方中的总体现粘度，将粘度比例分配到各个组分构成中，计算出组分的比例。例如单级油粘度=基础油组合粘度+复合剂贡献粘度

多级油粘度=基础油组合粘度+复合剂贡献粘度+增粘剂贡献粘度

下面我们以CF-4 15W40为例，演习一下配方的组成计算

基础油组合粘度计算公式：（以下粘度是指100℃粘度）

logA=XlogB+(1-X)logC

A：希望达到的粘度。调合后的基础油粘度。

B，C：组分基础油的粘度。

X：基础油的加量百分比。

此公式适合纯基础油的组合计算。

例：B为150SN 100℃粘度为5.3cst; C为500SN 100℃粘度为11.0cst A为需要的15W40基础油粘度6.8 X为150SN比例，那么1-X为500SN比例

log6.8=Xlog5.3+(1-X)log11

则得X为66，即150SN为66%；则500SN为34%

如果在配方中基础油组合占总体比例的82%（150SN+500SN）,那么

150SN为66%脳'> 82%=53%

500SN为34%脳'> 82%=29%

复合添加剂工作曲线的制作

复合剂有一定的粘稠度，如果加量大对整个配方的粘度是有一定的影响的，一般机油的复合剂比较稠，能够增加整个配方的粘度，对配方有一定的贡献。因此复合剂进厂的时候需要做一个工作曲线，方便生产调配的时候使用。工作曲线是做不同的基础油粘度时的增粘值。

工作曲线应该这样做：

分别在150SN，150SN50%+500SN50%，500SN这些基础油上，各加上10%的添加剂，测量出加剂后的粘度，然后将样品总粘度减去基础油的粘度，得出复合剂贡献的粘度。然后除去10，得到每添加1%得复合剂在某一个特定的基础油粘度基础油的增稠度。以上都是100度的运动粘度。增稠度=（样品粘度-基础油的组合粘度）/10 得到的三点数据（最好多做几个点），画成工作曲线。

增稠度的含义:

在某特定的基础油粘度上,每加入1%的添加剂增加的粘度值,这里所有的粘度指的是油品的运动粘度。

复合剂增粘图举例如下：

如上举例，我们在基础油组合粘度6.8cst点上，复合剂增稠度为0.11，那么8%的复合剂加剂量的粘度贡献值为0.11脳'>8=0.88，也就是说在这个配方中，复合剂能增加0.88cst个粘度。

下面来确定一下增粘剂，即粘度指数改进剂的工作曲线图

增粘剂是一个增稠的添加剂，对配方的粘度影响最大，因此它的工作曲线非常关键，如果每批次的增粘剂都有变化的话，都需要做这个工作，以免指导生产时有很大的误差。

制作工作曲线的原理和步骤如上（复合剂增粘曲线图）。

注意在制作图点时多取成图的点，使到工作过程中数据吻合得更加好。

按照上面配方的要求，我们总配方的粘度是14.5CST，现在基础油贡献是6.8CST，复合剂贡献是0.88CST，那么整个需要增粘剂补充的粘度将会是：

14.5CST- 6.8CST- 0.88CST=6.82CST

根据增粘剂的工作曲线我们查知在7.68CST（ 6.8CST +

0.88CST ）的基础粘度上，增粘剂的增稠度为（举例）0.71，那么需要补充粘度6.82CST，增粘剂的加量是：

6.82÷ 0.71= 9.6，

这个就是增粘剂在配方中的加量9.6%