发动机润滑油应用研究.docx

?

?

发动机润滑油应用研究

?

?

刘潜

Summary：发动机作为主流商用动力机械对其应用的润滑油有特定的需求，润滑油随着发动机产品的升级而不断发展。本文介绍了润滑油的组分，论述了在商用领域占主流的柴油发动机和燃气发动机的工作特点，进而分析了上述两类发动机对润滑油的特殊需求。最后，结合现今柴油机和燃气机的技术特点，简析了润滑油的选用方法。

Key：润滑油;柴油机;燃气机

0?引言

润滑油是一种广泛应用于机械装置的主要起润滑作用的流体介质。全球范围内，除了传统的欧美日韩润滑油制造商外，新兴发展中国家也在大力发展润滑油产业。润滑油行业经过长期发展，可供发动机用户选用的润滑油商品已多种多样。

为了保障发动机持续可靠运转，用户需为其发动机选择一款合适的润滑油。通常来讲，国内发动机制造商和润滑油供应商合作开发后市场专用润滑油。然而受油品出口限制等客观条件所限，国内发动机公司在海外的广大用户无法采购到专用油。海外用户如何选用适合自身发动机的润滑油商品，是他们面临的现实问题。基于此，本文研究分析了柴油机润滑油及燃氣机润滑油的应用技术，以期为海外市场用户提供有参考价值的润滑油应用信息。

1?润滑油的组分

市售的成品润滑油（简称成品油），由基础油和添加剂经特定工艺调和而成。基础油约占成品油质量的60-90%，是成品油的主要组成部分。同时，基础油作为添加剂的载体是影响成品油的粘度、挥发性、及氧化安定性的主要因素。由于理化特性具有先天局限性，单独使用基础油不能满足机械装备的运行要求。因而，需要向基础油中添加一些特殊的化学物质（简称添加剂）以弥补基础油的不足。添加剂主要包括分散剂、清净剂、抗磨剂、抗氧剂、摩擦改进剂等。

1.1基础油

基于质量品质不同，基础油通常分为I类、II类、III类、IV类及V类。I类基础油的芳烃、硫、氮含量较高，氧化安定性和热安定性差，不能满足高质量级别发动机油的需求。II类基础油杂质少，热稳定性好，抗氧化性好。III类基础油除具备II类基础油的特点外，还具有低温流动性好及蒸发损失小等优点。与前三类基础油相比，IV类和V类基础油的制造工艺不同，它们是采用合成工艺制造而非原油蒸馏得到。

不同种类基础油的对比如表1所示。

1.2添加剂

添加剂是润滑油中的起调节作用的部分化学物质的统称，占成品油质量的10-40%。常见的添加剂有如下种类：

抗氧化剂：通过分解过氧化物，终止反应链等延缓润滑油的氧化老化进程。

消泡剂：通过吸附于泡沫，改变气泡局部表面张力，使气泡破灭进而起到快速消除油中气泡的效果。

粘度指数改进剂：属于大分子聚合物，随温度升高膨胀后提高油品粘度，随温度降低收缩进而降低油品粘度，上述特性扩宽了润滑油的匹配温度范围[1]。

降凝剂：其极性基团吸附于基础油中的蜡进而改变蜡晶体的形状，进而弱化蜡晶体对润滑油流动性的影响以降低油品凝点。

破乳剂：通过破坏润滑油中的水滴外油膜，促进水滴聚集成团，加快水份蒸发。避免在油中产生过量油水乳化物。

减磨剂：其极性分子吸附于金属表面形成吸附膜，从而降低摩擦系数改善运动表面润滑状态。

极压抗磨剂：多为含硫、磷、氯等活性元素的有机物。高温高压下，活性元素被与金属反应生成抗压抗剪切性强的反应膜。在极压状态下，先被剥离的首先是该反应膜，进而避免金属直接接触发生黏着。

防锈剂：其强极性基团吸附于金属表面形成分子层，进而将水或空气与金属表面隔绝，避免金属表面生锈。

清净分散剂：其功能可细分为增容、分散、洗涤、中和等。“增容”是借助表面活性剂作用，将非油溶性胶质包裹形成胶团溶于油中。“分散”是清净分散剂吸附于烟炱等非油溶性固体，防止其聚集增大或在金属表面沉积。“洗涤”是清净分散剂渗透于积碳，漆膜后将其从金属表面清洗下来，并分散到润滑油中。“中和”是呈碱性的清净分散剂可中和燃烧产物中的酸性物质。

2?发动机润滑油的性能特点

本文仅讨论用于商业用途的柴油机或燃气机，其常见应用场景包括：牵引车、客车、发电机组、工程机械、船舶动力等。因工作原理不同，柴油机和燃气机对润滑油的要求亦有明显差异。

2.1柴油机润滑油的性能特点

2.1.1柴油机的发展现状

具备大扭矩及优异燃油经济性的柴油机，是商用领域主要的动力机械。随着CO2排放法规和污染物排放法规的日益严格，柴油机技术亦不断革新。CO2排放法规的加严，要求柴油机制造商采用更高喷射压力的燃油系统，更高效的增压系统等先进技术手段提高燃烧效率和燃油经济性。污染物排放法规的升级催生了高技术含量的尾气后处理系统。尾气后处理系统可以有效收集柴油机尾气中的颗粒物，并通过化学方法降低氮氧化物。作为柴油机工作介质之一的润滑油也随着柴油机技术的进步而不断优化。

2.1.2柴油机润滑油的清洁分散性

柴油机工作时，受油气混合时间所限，喷入燃烧室的柴油不能与空气彻底