美孚车用润滑油基础知识

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润滑油的组成
基础油
润滑油的品质取决于 基础油 添加剂 基础油的优劣取决于 原油来源 炼制技术
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添加剂
API 分类
I类 (溶剂精炼) II 类 (加氢处理)
基础油分类
饱和烃含量 %
硫含量 %
粘度指数VI
<90
>0.03
80-120
>/=90
活塞划伤及积碳
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轴瓦的腐蚀
美孚车队润滑解决方案
---车队车辆润滑管理
趋势
■ 成本增加竞争加剧
需求
■ 减少设备维护成本 ■ 延长车辆使用寿命 ■ 科学合理的管理
■ 日益严酷的排放要求 ■ 车辆日趋先进 ■ 更高社会责任
■ 降低综合润滑成本
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美孚车队润滑解决方案
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发动机油质量差一点，但换的勤，可以吗？
• 随着涡轮增压、EGR、中冷、 电喷等新技术不断应用于发动 机，发动机的工况日趋严苛， 对润滑油的要求也越来越高 • 发动机要求平衡配方的高性能 的润滑油 • 发动机工作时，质量差的润滑 油无法提供全面的保护 – 不平衡的配方亦会导致特 性的相互破坏 • 长期使用质量差的润滑油对发 动机的破坏将无法逆转
---车队润滑费用调查
美国115个车队操作费用调查
燃料 轮胎 维修 折旧 管理费 润滑剂
37
6
27
16
13
1
茂名石化车队操作费用调查
燃料 轮胎 维修 养路费 管理费 保险 大修 润滑剂
40
5
31
9
12
2.5
基金
0.5
中国中南石油公司的现场测试： 使用更高品质的润滑油可以带来3%的燃油节省， 50%的润滑油节省和延长大修期一倍以上，万公里的综合节约在1500元以上！
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使用埃克森美孚发动机油，换油周期可以 延长吗？
优质的埃克森美孚润滑油因其卓越的性能和优异的品质保持特性 而可以适当的延长换油周期，但要具体问题具体分析，因为：
– 车型不同，制造商的规定不同
– 维修保养程序不同 – 燃油质量不同 – 行驶条件不同
– 司机的驾驶习惯不同
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温差大
机油的工作温度变化范围很大，在发动机起动时为环境温度，在发动机 正常运转时，曲轴箱中机油的平均温度可达95℃或更高。

废气
窜入曲轴箱内的燃油蒸气、废气以及金属磨屑和积炭等，使机油受到 严重污染。
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发动机油的性能要求
发动机油必须具备下列特性： - 适当的黏度和高的黏度指数 - 优异的氧化安定性 - 良好的防腐性 - 较低的起泡性 - 强烈的清净分散性 - 优异的极压抗磨性 - 足够的碱值储备
6% 5% 4% 3% 2%
MACK T-8 TESTINGNote: Mack T-8A to replace Mack T-7 in API CF-4
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Increasing Performance
API CH-4:提高烟灰承受能力
Mack T-8测试粘度增加
80 70 60 50 40 30 20 10 0 0
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美孚车队润滑解决方案
---车队润滑产品的费用计算
• 故通常润滑油占车队总运行费用的1% • 如车队总运行费用为10万，则润滑油费用为1000元 • 如购买便宜20%的低档油品，仅可节约200元 • 高品质油品可以节约10%的运行成本即1万/年， 避免20%的停机损失！
所以高品质的润滑油略贵，但与之带来的维护和停机节约相比微不足道！
3000
粘度 （厘斯）
(cSt)
-20
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温度℃
100
美国石油协会API分类 S 汽油机
日期
1930 以前 1930
SA
SB
SC SD SE SF SN SM
2004
1964
1968 1972 1980 1989 1992
SG SH
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SJ
1996
SL
2001
美国石油协会API 分类 C 柴油机
Centistokes = Pa.s/Density cST
force 力
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运动黏度
高温, 低剪切率
测量在规定温度下, 规定容积的油 品流过毛细管的时间 单位: mm2/s 或 cSt
100 C 下的 KV 用于: • SAE 等级(汽车用)
40 C 下的 KV 用于: • ISO 等级(工业润滑油) 100 C 及40 C 下的 KV 可用于计 算黏度指数 (VI)
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清净剂 中和燃烧所产生的酸 减少活塞的沉积物 提供总碱值
注意
原则上，除轧制油外，我们不主张在所有其它的 埃克森美孚成油品中加入添加剂，那会破坏油中 我们所精心配制的基础油与添加剂的化学平衡配方
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润滑油的作用
– 润滑 – 冷却 – 密封 – 防锈 – 冲洗 – ......
与单级粘度的发动机油相比，为什么复式 粘度的看起来好象稀呢？
• • • 复式粘度机油的粘度指数较高， 粘温特性好 发动机油的分类根据100C的粘 度 通常的观察是在常温下
5000
SAE 30
SAE 10W-30
2 1 1. 12 6. 9 9 .5 3 5 . . 3 6
粘 度 (厘泊 cP)
4000
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倾点
- 在一定条件下，徐徐冷却油料到不可流动的最低温度 称为 倾点
- 一般经溶剂萃取的去蜡石蜡基润滑油的倾点约在摄氏-7 到18 度之间
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SAE (J300) 粘 度 分 类
如:
冬天 分冬天及夏天级 冬天级: 0W 5W 10W 15W 20W 25W
15W-40
– 进水乳化
发动机油的粘度过高或过低都不好，“合适的粘度”才是最好的
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复级粘度与单级粘度的比较
高 SAE 30 SAE10W-30 VISCOSITY MODIFIER 高
粘度
低
SAE 10W
-20°C 100°C
SAE 10W
SAE10W-30 低
-20°C 100°C
温 度
复级相对单级具有高的粘度指数 (温度升高时粘度变化小)
温 度
温度高于100°C时复级油品具有更高的负荷承载能力
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粘度
复级粘度油品的优点
可只考虑及储存一种油品 季节气候变化时不需换油 可推荐给所有客车使用 更好的燃油经济性 降低磨损
降低润滑油消耗 发动机起动时可迅速循环
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Proprietary
Proprietary
Proprietary
中国目前对排放限制不严，用不用满足低排放的 发动机油与我没关系，这个观点对吗？
– 滤器堵塞
– 油泥形成 – 燃油经济性降低
Leabharlann Baidu
•
良好的烟灰处理能力是发动机油具有对烟 灰的承载能力，包括：
– 更好的分散性 – 对烟灰磨损的保护
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氧化的油分子
为什么要选用高质量级别的发动机油？
• 新的发动机设计的要求 由于采用了电子控制燃油喷射、催化转换器、EGR、PCV 和涡轮增压、中冷等技术，发动机的工况更加严苛 • 选用高质量级别的发动机油也可以： – 延长发动机寿命 – 降低燃油消耗 – 减少磨损 – 延长换油周期 – 节省机油 – 节约维修费用 – 提高效率
康明斯 NTC 400测试，API CD， CE 及CF-4油品的典型相对耗油量
API CD
相 对 耗 油 量
API CE
API CF4
0
Test Time
200 Hours
测试时间
CUMMINS NTC 400 TEST DATA
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API CH-4: 提高烟灰承受能力
% 烟灰
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润滑油主要物理特性
– Viscosity
粘度
– Viscosity Index 粘度指数 – Flash Point 闪点
– Dropping Point 倾点
–......
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润滑油主要物理特性
•
粘度
润滑油最主要的特性之一 流体内部的阻力 随温度而变化 t vis.
粘度 ( 100 C)
API CF-4
API CG-4
API CH-4
1
2
3
% 烟灰
4
5
6
7
8
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发动机油为什么要有烟灰处理能力？
• 由于采用了推迟燃油定时、EGR等新技术 以降低排放，大量的烟灰进入到发动机油 中，这会导致：
– 发动机油稠化 – 高烟灰滑阀磨损
烟灰微粒 正常的油分子

清净剂 分散剂 抗氧化剂 防腐剂 摩擦改进剂
防止表面沉积 保持不溶物的悬浮 抑制氧化分解 防止金属部件生锈 改善摩擦性能
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添加剂
添加剂类型 破乳化剂 降凝剂 抗泡沫剂 粘度指数改进剂 EP添加剂 目的 使油水分离 提高低温流动性 减少泡沫(油中的 空气)的形成 改良粘度-温度特性 控制极大负荷条件 下的磨损 典型的化合物
异分子聚酯 硅酮 聚合物和共聚物 磷、硫、氯化合物，ZDDP
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平衡的添加剂配方
润滑油配方： 是经过广泛实验室试验及发动机台架试验后制定出来的. 抗氧化/抗磨添加剂 防止轴承的腐蚀 缓和油变质/变稠 防止气阀机构的磨损
分散剂 控制油泥及清洁 分散炭粉从而降低 油的稠化
粘度指数改进剂 容易起动 更快供应油到运行的部位 低温抗磨 增加高温粘度
夏天
越好的低温性能
夏天级:
20
30
40
50 60
越高的粘度
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如何选择润滑油
正确的粘度是第一要素
– 速度、负荷和温度是选择粘度的三个主要因素 – 速度
粘度
– 负荷
– 温度
粘度
粘度
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发动机油粘度越高越好吗？
• 粘度过高 – 低温启动困难 – 功率损失大，燃油消耗大 – 冷却作用差 – 清洗作用差 – 机油难以被甩到缸套上去润滑 缸套和活塞环 • 粘度过高的原因： – 油品严重氧化 – 过多的烟灰和沉积物 – 被高粘度的油品污染 • 粘度过低 – 油膜容易破坏， 抗磨性差 – 密封作用不好 – 消耗量大 • 粘度过低的原因： – 被燃油稀释 – 被低粘度的油品稀释 – 油品高温热裂解
</=0.03
80-120
III 类 (重加氢处理/催化脱蜡)
IV 类 (聚α烯烃 - PAO) V类 (所有其它合成润滑油-聚乙二醇、 酯、硅酮等)
>90 >90
<0.03 0.00
120+ 140+
各种特性因类型而异
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添加剂
添加剂类型 抗磨剂 目的 减少摩擦和磨损 典型的化合物 磷、硫、Cl化合物、ZDDP (二烃基二硫化磷酸锌) 钠、钙、镁化合物、磺化物 酯 ZDDP，芳香胺 ZDDP，脂肪酸，胺 有机脂肪酸
温度升高
温度降低
粘度降低
粘度增加
Proprietary
润滑油的主要物理指標
• 粘度的单位 VISCOSITY UNITS – 动力粘度 Dynamic viscosity • 厘泊 Pa.s = Pascal seconds – 运动粘度 Kinematic viscosity
• 厘斯 = 厘泊/(密度(克/厘米*3))
API CI-4
API CH-4
API CJ-4
API CG-4
性 能 增 加
API CF-4 API CF API CE API CF-2
API CD
API CD II
轻载，高硫燃料 重载，四冲程
Proprietary
重载，二冲程
Proprietary
Proprietary
相对润滑油消耗量数据
车用润滑油基础知识
Proprietary
发动机润滑系统
摇臂轴
凸轮轴轴承
活塞销轴承
连杆主轴承
主油道 机油泵和机油滤清器
曲轴主轴承
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发动机油的工作条件
高温 在发动机正常运转时，曲轴箱中机油的平均温度可达95℃或更高，同时， 发动机油与活塞缸套等接触的部位温度可达180～300℃，在循环过 程中，发动机油与高温的金属壁面及空气频频接触，不断氧化变质。
Proprietary
润滑油主要物理特性
• 粘度指数 表示油品粘度因温度变化而变化的程度
–
–
VI
VI
粘度变化
粘度变化
Proprietary
润滑油主要物理特性

粘度指数
vis. 粘度
60
100
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T 温度
闪点
• 润滑油因温度升高，油面所释放的油气渐多，当多到 足够在明火靠近时起火花时的温度，就是闪点。因试 验方式有开式闪点与闭式闪点的分别。一般，润滑油 用开口法测量。 • 新油的闪点随粘度改变，粘度愈高，闪点也跟着升高 • 闪点受原油类别的影响，一般而言，环烷基油的闪点 比相似粘度的石蜡基油要低 • 闪点是石油产品着火及爆炸危险性的一个重要指标