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航空润滑油极压抗磨剂概述

随着飞机和其发动机的发展,矿物型航空润滑油由于高低温性能的限制越来越不适

应飞机和其发动机的使用要求；目前除少数的活塞式飞机外,大部分飞机都使用合成

航空润滑油;在合成航空润滑油的各种添加剂配方中,极压抗磨剂是必不可少的;航

空润滑油是一类特殊的润滑剂,由于其使用环境的苛刻,不仅要求基础油有良好的性

能,而且对添加剂也有特殊的要求;

现代高速飞机,特别是现代军用飞机,飞行马赫数大,发动机转速高;发动机转子轴承

作为主要润滑部件,长期处于高温、高速和高负荷的工作状况,涡轮前工作温度达到

140℃以上;这使得发动机润滑油长期处于高温状态,对润滑油有着很高的性能要求;

在这种高温、高速及高负荷工作条件下,发动机润滑油性能的可靠性是飞机安全的一

个重要因素;飞机机械部件能否正常工作与润滑油有着直接关系;英国对1984-1988

年发生的900起飞机事故调查中发现,有9起事故直接与轴承的失灵有关,其中1起

是直接因轴承磨伤而卡死,1起由过度磨损导致,2起由润滑失败引起;因此,航空润滑

油能否满足轴承润滑的工作要求,将对发动机的正常工作产生重要的影响;

一、航空润滑油的润滑性能要求

1、航空润滑油的工作条件

航空发动机工作时,空气压缩器将空气增压并输送到燃烧室,与燃料燃烧后形成

的高温、高压燃气驱动涡轮做功,带动同轴的压缩器及其附件工作;由于涡轮输出功

率高,润滑系统容量有限一般仅为30~50L,发动机的输出功率与润滑油量比值非常高,

使得涡轮轴承的润滑油达到了150~200℃的高温;发动机的转速一般在

12000~25000r/Mn,轴承承受的负荷高达68000~90000N;正常工作时,润滑油处于循环

状态,在润滑系统油路中高速流动,润滑油在涡轮轴承处的停留时间非常短;但当发

动机停车后,润滑油停留在轴承处,同时冷气扇停止,致使轴承温度上升,留滞在轴承

处的润滑油温度达到250~300℃,直至轴承慢慢地自然冷却;因此,航空润滑油己基本

摈弃有氧最高使用温度在150℃左右的石油基润滑油,改用耐高温性能好的双酯、多

元醇酯等酯类合成油,并己形成主导趋势;

2、航空润滑油的润滑性能要求

航空润滑油的润滑部位主要有发动机涡轮转子轴承、附件传动齿轮、轴承等,其

中以发动机涡轮转子轴承的工作条件最苛刻,它的负荷大、转速高、工作温度高;因

此,转子轴承的润滑要求是选用航空润滑油的主要考虑因素;本来采用滚动轴承,摩

擦系数小,产生的热量少,但由于涡喷发动机轴承承受的负荷很大,使滚子产生弹性

变形,滚子与轨道的接触面积增大,轴承滚动时接触区出现了滑动摩擦,产生了大量

的热量,再加上高转速的作用,使得单位时间内产生的热量很大;因此,对航空润滑油

的润滑性能提出了很高的要求;

航空润滑油的润滑性能包括润滑油的粘度、油性和极压抗磨性;航空涡轮润滑油

2

比较合适的粘度范围为3~15mm/s100℃,从保证轴承的润滑来说,粘度越大,形成的油

膜越厚,越有利于轴承的润滑,但飞机的工作温度范围宽,航空发动机最大可接受的

2

低温粘度值为20000mm/s,而且从轴承散热和发动机冷启动来考虑,粘度越小,越有利

于轴承的散热和发动机的冷启动;因此,常用的涡喷、涡扇发动机油的粘度为

2

3~5mm/s100℃;在低转速、高负荷的边界润滑条件下,润滑油的粘度性能已无法满足

金属表面的正常润滑,主要依靠油品的极压抗磨性,这一性能是润滑油烃类成分所不

具备的,需要加入极压抗磨剂来提高和改善;

二、近几年国内外润滑油极压抗磨剂发展情况

润滑油添加剂主要包括清净剂、无灰分散剂、粘度指数改进剂、极压抗磨剂、抗

氧剂等;清净分散剂由于它们在车用发动机油中的广泛用途,占主要的最终使用的润

滑油添加剂产量总需求量的一半,并且仍将保持优势地位;抗氧剂和其他小产量的添

加剂将呈现出较好的增长趋势;本文主要对极压抗磨剂进行阐述,下面就介绍一下极

压抗磨剂的发展状况;

为了防止烧结而使用的添加剂称为极压抗磨剂;极压抗磨剂主要包括硫系、磷系、

氯系极压抗磨剂等;

1、硫系极压抗磨剂

国外的含硫极压抗磨剂品种较多,主要包括丁烯硫化油脂和硫化酯、黄原酸酯、

硫代碳酸盐、二硫代氨基甲酸盐和多硫化合物等;其中硫化异丁烯是硫系极压抗磨剂

最主要的产