培训教程6-润滑油产品

流体动压润滑-厚膜润滑
摩 擦 系 数
ZN/P
混合润滑
ZN/P曲线的区域B存在流体润滑和边界润滑之间。它描述了下 述条件：表面被润滑剂薄膜隔开，该膜厚度与表面粗糙度相当
在这个区域中，载荷由油压和表面间的接触共同承担。这被描 述为混合润滑或薄膜润滑状态。 混合润滑的特点是：相对较小的速度增加或载荷降低会显著减 小摩擦系数。

A---全损系统 B---脱模
N---电气绝缘 P---风动工具
C---齿轮
D---压缩机 E---内燃机 F---锭子、轴承及离合器 G---导轨 H---液压系统 M---金属加工
Q---热传导
R---防蚀、保护 T---透平油 U---热处理 X---用润滑脂的场合 Y---其它应用 Z---蒸汽气缸
润滑机理
可用一个简单的轴颈轴承的例子来解释流体如何隔开固体表 面并润滑它们。 当轴在轴承中旋转时，润滑剂粘附在两者的表面上并被带入 两表面间的空间部位，这里正是负荷集中之处。受载区的入 口处逐渐变细，就象一个楔。 当润滑剂被挤入越来越窄的楔形空间时，压力逐渐增加，直 到大到可以保持轴承表面间分离，并足以承受轴上的负荷。
混合润滑
B
ZN/P
边界润滑
ZN/P曲线的区域C存在于下列条件：低润滑油粘度，和/或 高载荷，和/或低转速。
在这些条件下油膜厚度实际为零，表面间发生很大范围的 接触。这些是边界润滑状态。 在边界润滑中，载荷作用在接触表面间的润滑剂薄层上。 摩擦系数几乎与粘度、载荷和轴速无关。 润滑效率取决于润滑剂的化学特性和润滑剂与表面的化学 反应特性。
重庆现代石油（集团）有限公司
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润滑油产品
摩擦与润滑
摩擦及其成因
摩擦是一个表面在另一表面上相对运动时所表现出 的抵抗作用。 两干燥固体表面相对滑动的摩擦主要是由粘附造成 的。 即使最光滑的表面也存在凸凹不平处或称粗糙点。 互相接触的两个固体表面实际仅以其粗糙的凸起接触 粗糙的接触部位非常小，但其上压力很高。在高压 下凸起互相粘结，或可能焊接在一起。分开它们需要 很大的力。 两表面压得越紧，摩擦力越大。
滚动摩擦
平面的形变
圆柱体的形变
接触线
圆柱体和平面的塑性变形
流体摩擦
流体摩擦发生在充当润滑剂的流体中。当两相对运动的 固体表面间完全被流体膜隔开时，它是唯一的摩擦源。 流体摩擦是由于运动中的气体或液体的分子层的相互作 用力而产生的。流体分子层相对滑动时所克服的摩擦力被 称为剪切力。 流体摩擦取决于滑动速度和接触面积大小。 流体摩擦大大低于滑动或滚动摩擦（除非使用非常粘稠 的流体） - 轴颈轴承的润滑可把摩擦系数从0.4--1.2减小到0.1 - 在润滑滚动轴承时，摩擦系数可小到0.001
轴承中油楔的形成
静止
启动状态
油楔
全油膜
流体润滑示意图
外力
轴 孔 转速
三大要素
适当的外力 适当的转速 适当的形状 适当的粘度
润滑油油楔 油压
承载力
润滑楔的形成
同样，油楔可以其它机理形成。
在滑动轴承中，滑动面的倾斜或前缘的形成会促使形成 油楔。
在滚动轴承中，滚珠或滚柱的旋转会将润滑剂带入滚动 体和轴承座圈间的承载区。
二 冲 程 柴 油 机 油
内燃机油
作用 润滑与减摩作用 冷却发动机部件作用 密封燃烧室作用 保持润滑部件清洁作用 防锈和抗腐蚀作用
内燃机油
组成 内燃机油由基础油和各类添加剂组成。 1、基础油 可以使用天然原油和蜡裂解烯烃合成油以及酯类油等基 础油。目前90%以上都用天燃基础油。此外，还使用环烷 基基础油及某些中间基基础油来调配内燃机油。 2、添加剂 内燃机油中使用的添加剂有清净分散剂、抗氧抗腐剂、 抗磨剂、无灰抗氧剂、防锈剂、粘度指数改进剂、降凝剂 和抗泡剂等，通常做成复合剂加入内燃机油中使用。 内燃机油添加剂配方随着基础油的类型和化学组成的 变化而变化，添加剂复合配方中添加剂品种和用量，也随 之改变，因此常有多种内燃机油配方。
API汽油机油等级分类（GB11121-2006）
API级别
SC（64~68） SD（1968） SE（1972） SF（1980） SG（1988） SH（1994） SJ（1998） SL（2000） SM (2004)
用油说明
防止高、低温沉积物的形成，抗磨、防锈、抗腐蚀 比SC具有更好的发动机保护性能
内燃机油
1）胶溶作用主要是指清净分散剂吸附于烟灰、积炭和油泥表面使其不致聚集， 而保持分散、胶溶或悬浮状态，从而抑制或减少它们形成沉积物的倾向。 2）增溶作用主要是指它们可使润滑油氧化及燃料不完全燃烧所生成的非油溶性 胶质增溶解于油内。一般认为是由无灰分散剂与上述非油溶性胶质形成胶团， 即分散剂分子将胶质包围在胶团内。 3）酸中和作用有两方面。其一为中和润滑油氧化和燃料不完全燃烧所生成的酸 性氧化产物或酸性胶质，使基失去活性，变为油溶性，而难以再缩聚成为漆膜 沉积物。其二为中和含硫燃料燃烧后生成的SO2、SO3及其后生成的硫酸，以抑 制其促进氧化生成沉积的作用。 抗氧化性能 现代发动机油从3方面提高油品的抗氧化性能，生成最少的漆膜。 1）改进炼制工艺，从油中除去原料油中能生成漆膜的物质。 2）小心选择抗氧剂（化学添加剂），阻止或延缓氧化进程。 3）选用清净分散剂，能在很大程度上减少胶质和漆状物在发动机主要部件上积 聚。 抗磨性能 抗磨性能与油品的粘度与粘温性能、清净分散性以及抗腐蚀等性能有关，影响抗 磨性能的主要因素是在发动机工作条件下，润滑油在金属表面保持油膜能力， 良好的润滑性能保证机件的可靠润滑，避免机件的磨损。否则发动机负荷增大 时，油膜被破坏，从而造成干摩擦，引起机件摩擦表面的磨损和擦伤，甚至出 现烧结。
什麽是润滑
润滑- 任何能够减小两相对运动表面间摩擦力的过程。
润滑剂- 任何能减少摩擦的材料。 润滑剂的主要作用是隔开两运动表面，使其易于产生相对运 动。 作为润滑剂的流体通过以低的流体摩擦代替高的固-固摩擦 达到其目的。
流体摩擦
被润滑剂分开的平面
润滑剂的作用
表面互相接触
表面被润滑剂隔开
-使粘度极大增加，从而提高油膜承载能力
弹性流体润滑
转动方向
载荷
润滑油膜
滚动方向
平面上的理论压力分布
润滑油的分类
国际标准化组织 (ISO) 制定了 ISO 6743/0 润滑剂、工业润滑油及有关 产品 (L 类 ) 分类标准。中国等效采用 ISO 6743/0 标准，制定了国家标 准 GB 7631 。润滑剂和有关产品 (L 类 ) 的分类。 GB 7631.1 根据应用场合将润滑剂和相应产品分为以下各组。 L---润滑剂、工业润滑油和有关产品
滚动摩擦
当一个圆柱体或球体在平面上滚动时，其摩擦远远小于 两滑动表面间的摩擦。 完全无摩擦的滚动是不存在的。因为： - 物体表面上总是有缺陷； - 接触表面会弹性变形；表面间会发生滑移或滑动 滚动摩擦取决于滚动体半径以及表面上的正压力。因此 滚动摩擦系数f 定义为： f =F*R/W 其中：F是阻止运动的摩擦力 W是两表面间的正压力，R 是滚动体半径
在齿轮中，在相临的轮齿间形成油楔，这是由轮齿的形 状和转动造成的。
形成油楔的几个例子
滚动轴承
滑动轴承
齿轮
影响润滑效率的因素
粘度
如果润滑剂粘度太低，则不能形成满意的油楔。如果粘度太高，流 体摩擦可能大到足以限制表面间的相对运动。
温度
正常情况下温度升高，粘度下降。在正常操作温度下工作良好的轴 承，可能在太热或太冷的情况下不能正常工作。
这个曲线描述了润滑的一个基本公式。有时被称为 Stribeck曲线，或简称为ZN/P曲线。
润滑类型- Stribeck曲线
边 界 膜
摩 擦 系 数
Stribeck 曲线
混 合 膜
(ZN/P 曲线)
薄 膜
厚膜--流体动压膜
ZN P
(粘度×转速) 负荷
流体动压润滑-厚膜润滑
ZN/P曲线的区域A存在于下列条件：高润滑油粘度，和/或 低载荷，和/或高转速。 在这种条件下，润滑薄膜完全被润滑油膜隔开。这被称为 流体动压润滑或厚膜润滑。 当粘度增加、载荷降低和速度增加时，油膜厚度增加，同 时摩擦系数相应增加。
滑动摩擦的成因
产生运动的力
摩擦力
表面间的接触
摩擦系数
摩擦系数
f = F/W
F - 摩擦系数 F - 阻止运动的摩擦力 W - 两表面间所受正压力
静摩擦和动摩擦系数
根据摩擦定律，两表面间的摩擦系数是常数。在实际情况 下，摩擦系数在一定程度上取决于负荷和滑动速度。 当摩擦力增加大到恰好避免滑动时，摩擦力与载荷的比值 被称为静摩擦系数。 当两表面以恒定的速度相互滑动时，摩擦力与载荷的比值 被称为运动或动力摩擦系数。 静摩擦力几乎总是大于动摩擦力。
比SD具有更好的发动机保护性能，减少油泥、氧化及锈蚀能力
比SE具有更好的抗磨损、抗氧化性能，并可避免油泥的形成及 油品高温稠化 比SF具有更好的油泥控制性能，更佳的氧化稳定性和抗磨损性 比SG具有更好的油泥控制、抗氧、抗磨、防锈性能 低磷含量保护车辆上的催化转化器，低挥发性 比SJ氧化稳定性更强，高温沉积物更少，机油消耗更低，且具 有节省燃油的优势 具有更好的抗氧化性和沉积物控制能力，更佳的抗磨损保护功 能和更好的低温流动性
API柴油机油等级分类（GB11122-2006）
API级别
CC（1961）
CD（1970） CE（1987） CF-4（1990） CG-4（1995） CH-4（1999） CI-4 （2002 ） CI-4+（2004） CJ-4（2006）
用油说明
抗炭黑油泥、抗腐蚀和高温沉积
用于重型、一般吸入式和涡轮增压式柴油发动机 用于有或无涡轮增压并经受变化载荷的重型和高速柴油发动机 用于高速高负荷四冲程柴油发动机，灰含量较低 用于重型卡车发动机，适应使用低硫柴油 取代CG-4，适用于硫含量大于0.5% 用于装有“低温废气再循环”系统的发动机 改良油烟抑制能力和提高使用中的油品稳定性 满足2002年排放要求，使之有合适的使用期、换油期和可靠性
工业润滑油Fra Baidu bibliotek度分类
GB3141（ISO3448）----以40℃运动粘度的中心值，分为 2、3、5、7、10、15、22、32、 46、68、100、150、220、320、 460、680、1000、1500、2200、 3200mm2/s共20个粘度号。 适用于全损耗系统润滑油、 轴承油、导轨油、液压油、汽轮 机油、汽缸油、工业齿轮油等工 业润滑油。 不适用于内燃机油和车辆齿 轮油。
边界润滑
C
ZN/P
弹性流体润滑
弹性流体润滑是一种特殊类型的流体润滑，产生在滚动接 触中的重载表面。例如在滚动轴承和齿轮中。 如果表面形状和运动类型合适的话，润滑剂被封闭在轴承表 面并承受非常高的压力（可能高达15,000 - 30,000 bar）。 高压有两个重要作用： -使受载表面弹性变形，以使载荷分布于较宽区域
载荷
载荷越大，油膜越薄。在过载情况下，两固体表面可能会发生接触
滑动速度
滑动速度越快，油膜越厚。当设备起动或停机时，运动表面有互相 接触的趋势。
润滑分类
轴颈轴承中摩擦力、润滑剂粘度、载荷和滑动速度之间 的关系可用图表表示。其中用图线表示摩擦系数与ZN/ P 的函数关系。Z表示润滑剂粘度，N表示轴速，P 表示轴承 上的压力。
内燃机油
性能
粘度和粘温性能 粘温性能是内燃机油的重要性能之一。内燃机油的粘度主要决定 于低温启动的最大粘度。粘度大的油流动不好，使启动后摩擦表面长 时间得不到充分润滑、磨损会增加，一般要求发动机低温启动温度在 -5~-30℃，粘度在6000~3250mPa.s范围。同时内燃机油的粘也取决 于在高温高剪切下能保持油膜的最低粘度，一般不小于3.5mPa.s。 粘度太小，油膜容易破坏，密封作用不好，机油耗量增大，同时还产 生磨损。 决定油品启动性能的是油品的粘度。油品粘度特性是很重要的。 粘温性能好的油品，它能保持满意的启动、正常的油循环和高温下保 持发动机不被磨损。 清净分散性能 清净分散剂是通过胶溶作用、增溶作用和酸中和作用来抑制域减少 各种内燃机油沉积物的。
内燃机油
按用途分类
内燃机油
汽油机油
醇燃料发动机油
船用内燃机油
气体燃料发动机油
柴油机油
绝热发动机油
汽 车 用 汽 油 机 油
二 冲 程 汽 油 机 油
航 空 发 动 机 油
船 用 气 缸 油
船 用 系 统 油
船 用 筒 状 活 塞 发 动 机 油
汽 车 、 拖 拉 机 和 固 定 式 柴 油 机
铁 路 内 燃 机 车 柴 油 机 油