工業(yè)油及車用油知識分解.ppt

第六章潤滑油 6 1概述6 2摩擦與磨損6 3發(fā)動機油6 4車輛齒輪油6 5汽車潤滑脂6 6機械油6 7電氣用油 第六章潤滑油 6 1概述6 1 2潤滑油的分類潤滑油分為工業(yè)潤滑油和車用潤滑油兩大類 車用潤滑油油 包括發(fā)動機油 水箱及冷卻系統(tǒng)用油 自動波箱油 齒輪油 手動波箱用 剎車及離合系統(tǒng)用油 潤滑脂等 工業(yè)潤滑油 主要有液壓油 齒輪油 汽輪機油 壓縮機油 冷凍機油 變壓器油 真空泵油 軸承油 金屬加工油 液 防銹油脂 氣缸油 熱處理油和導熱油等 第六章潤滑油 6 1概述6 1 2潤滑油的分類潤滑油分為工業(yè)潤滑油和車用潤滑油兩大類 車用潤滑油油 包括發(fā)動機油 水箱及冷卻系統(tǒng)用油 自動波箱油 齒輪油 手動波箱用 剎車及離合系統(tǒng)用油 潤滑脂等 工業(yè)潤滑油 主要有液壓油 齒輪油 汽輪機油 壓縮機油 冷凍機油 變壓器油 真空泵油 軸承油 金屬加工油 液 防銹油脂 氣缸油 熱處理油和導熱油等 6 2 1摩擦產生的原因及危害兩個表面直接接觸的物體 在作相對運動時 物體運動受阻礙的現(xiàn)象稱為摩擦 摩擦產生的原因 一個十分光滑的表面 當放大觀察時 該表面不是絕對平滑的 這樣的表面直接接觸作相對運動時 凸起部分就會相互碰撞 產生摩擦 兩個表面互相接觸的部位 因距離十分接近 分子之間存在著分子引力 阻礙物體之間運動 摩擦的危害摩擦時消耗的部分動能轉換為熱能 使表面溫度升高 引起金屬融熔 機件燒毀的事故 6 2摩擦與磨損 6 2摩擦與磨損 6 2 2摩擦類型 干摩擦不加潤滑劑時 相對運動的零件表面直接接觸 這樣產生的摩擦稱為干摩擦 如真空中 液體摩擦潤滑油吸附在機件表面上 形成一層有一定厚度的油膜 油膜是由多層油分子相互吸引所構成的 如果油膜能完全把摩擦表面隔開 以液體摩擦代替干摩擦 這種狀態(tài)稱為液體潤滑 6 2摩擦與磨損 混合摩擦在負荷過大 轉速過慢或有沖擊負荷時 油膜變薄 在摩擦表面之間無法保持液體潤滑層 在一定條件下形成很薄的一層彈性流體潤滑油膜 當負荷超過一定限度時 油膜出現(xiàn)局部裂縫 裂縫部位形成干摩擦 這種稱為混合摩擦 6 2摩擦與磨損 邊界摩擦在潤滑油中加入油性添加劑 如脂肪酸 它們能依靠分子間引力 牢固地吸附在金屬表面上 形成一層或幾層分子厚度的吸附膜 稱為邊界膜 邊界膜能大大減少表面凹凸不平部位的碰撞 減少了磨損 這種摩擦稱為邊界摩擦 6 2摩擦與磨損 極性分子吸附在表面 極壓潤滑當摩擦表面壓力很大 溫度很高時 邊界膜因高溫而脫附 破壞了邊界潤滑 這種情況下應加入極壓添加劑 含S P Cl元素的有機化合物 在高溫高壓下和金屬表面起化學反應 生成一層化學膜 起到減小摩擦系數(shù) 防止金屬燒結的作用 這種潤滑稱為極壓潤滑 6 2摩擦與磨損 6 3發(fā)動機油 6 3 1概述 分類汽油機油 柴油機油 油機柴油機通用油 專用的品種有二沖程汽油機油 船舶用柴油機油 鐵路機車用柴油機油 汽船用汽缸油 試車用內燃機油 軍用品種有坦克 飛機發(fā)動機油等 發(fā)動機油主要作用潤滑 冷卻 清潔 密封和防蝕 6 3發(fā)動機油 6 3 2發(fā)動機油的基本性能 發(fā)動機油在發(fā)動機中的工作條件 溫度變化大發(fā)動機油在發(fā)動機中工作時 接觸到的各潤滑部位溫度很高 壓力高 活塞速度變化大 活塞平均速度可達10 15m s 活塞在上下止點時速度為0 摩擦表面難以形成理想的潤滑狀態(tài) 會產生異常磨損和擦傷 潘存云教授研制 軸瓦失效實例 發(fā)動機零件易腐蝕與可燃混合氣和燃燒廢氣接觸的零件 例如氣缸 氣缸蓋 活塞組等 將受到化學腐蝕 發(fā)動機油易變質發(fā)動機油的高溫氧化 曲軸箱竄氣 雜質和沉積物的混入 會促進發(fā)動機油劣化變質 發(fā)動機凈化裝置的采用使發(fā)動機油工作條件惡化當代汽車為適應日趨嚴格的汽車排放法規(guī) 在傳統(tǒng)發(fā)動機結構中增加了排氣凈化裝置 例如曲軸箱強制通風裝置 PCV 廢氣再循環(huán)裝置 EGR 等 這些裝置使發(fā)動機油的工作條件惡化 6 3發(fā)動機油 閉式曲軸箱強制通風裝置 PCV閥 發(fā)動機油應具有以下使用性能良好的潤滑性良好的低溫操作性良好的黏溫性良好的清潔分散性良好的抗氧性良好的抗腐性良好的抗泡沫性 6 3發(fā)動機油 良好潤滑性在各種條件下 發(fā)動機油降低摩擦 減緩磨損和防止金屬燒結的能力 叫做發(fā)動機油的潤滑性 良好低溫操作性保證發(fā)動機在低溫條件下容易起動和可靠供油的性能 叫做發(fā)動機油的低溫操作性 6 3發(fā)動機油 發(fā)動機油黏度隨氣溫降低而增加 使發(fā)動機低溫起動時轉動曲軸的阻力矩增加 造成發(fā)動機起動困難 發(fā)動機油黏度增加后 流動困難供油不足 造成磨損嚴重 發(fā)動機油的低溫操作性包括有利于低溫起動和降低起動磨損兩方面 6 2發(fā)動機油 良好的黏溫性良好的黏溫性 指油品的黏度隨溫度的變化程度小 發(fā)動機油所接觸到的各潤滑部位的工作溫度差別甚大 發(fā)動機油在高溫工作時 能保持一定的黏度 以形成足夠厚度的油膜 確保潤滑效果 而在低溫工作時 黏度又不至變得太大 以維持一定的流動性 使發(fā)動機低溫時容易起動和減小零件的磨損 稠化機油 用低黏度的基礎油和黏度指數(shù)改進劑調配而成 具有良好的黏溫性 發(fā)動機油黏溫性的評定指標是黏度指數(shù) 6 3發(fā)動機油 黏度指數(shù)的概念用圖7 3作具體說明把試油與在100 和試油黏度相同 但黏溫相性截然不同 高標準油VI 100 低標準油VI 0 的兩種標準油對比 試油在40 時的運動黏度越接近高標準油 則黏度指數(shù) 黏度指數(shù) 潤滑油黏度隨溫度變化程度與標準油黏度隨溫度變化程度比較所得的相對值 叫做黏度指數(shù) 黏度指數(shù)縮寫為VI viscosityIndex 6 3發(fā)動機油 黏度指數(shù)越高 即黏溫性越好 對于黏度指數(shù)小于100的潤滑油 黏度指數(shù)按下式計算 VI 黏度指數(shù) L 黏度指數(shù)為0的低標準油在40 時的運動黏度 該種油在100 時的運動黏度與試油相同 U 試油在40 時的運動黏度 H 黏度指數(shù)為100的高標準油在40 時的運動黏度 該種油在100 時的運動黏度與與試油相同 6 3發(fā)動機油 良好的清潔分散性發(fā)動機油能抑制積炭 漆膜和油泥生成或將這些沉積物清除的性能 叫做發(fā)動機油的清潔分散性 評定指標 硫酸鹽灰分 殘?zhí)?硫酸鹽灰分 指試樣炭化后的殘留物用硫酸處理 加熱至質量恒定時的殘留物 硫酸鹽灰分可以用來表明新潤滑油中已知的含金屬添加劑的濃度 殘?zhí)坑推吩谝?guī)定條件下受熱蒸發(fā)后剩下的黑色殘留物叫做殘?zhí)?根據(jù)殘?zhí)苛看笮?可以大致判斷發(fā)動機油在發(fā)動機中結炭的傾向 6 3發(fā)動機油 良好的抗氧化性發(fā)動機油抵抗氧化的能力叫做發(fā)動機油抗氧性 減緩發(fā)動機油的氧化變質的主要途徑選擇合適的餾分和組成 合理精制 添加抗氧劑或抗氧抗腐劑 6 3發(fā)動機油 良好的抗腐性發(fā)動油的抗腐性 發(fā)動機油抵抗腐蝕性物質對金屬腐蝕的能力叫做發(fā)動油的抗腐性提高發(fā)動機油抗腐性的途徑 加深發(fā)動機油的精制程度 減小酸值 同時要添加抗腐劑 評定指標 中和值 酸值 堿值 中和值 表示油品在使用期間 經過氧化后酸 堿值的相對變化 酸值 中和1g試油中的酸性組分所需要氫氧化鉀的毫克數(shù) 堿值 中和1g試油中的堿性組分所需要的酸量 換算為相當?shù)膲A量 6 3發(fā)動機油 潘存云教授研制 潘存云教授研制 點蝕 6 3發(fā)動機油 良好的抗泡沫性發(fā)動機油的抗泡沫性 發(fā)動機油消除泡沫的性質叫做發(fā)動機油的抗泡沫性 評定指標 發(fā)動機油抗泡沫性的評定指標是泡沫性 抗泡沫性 6 3發(fā)動機油 6 3 3發(fā)動機油的分類和規(guī)格 發(fā)動機油的分類發(fā)動機油按使用性能和黏度進行分類 發(fā)動機油的使用性能分類表6 1API汽油機油的使用性能分類 S系列 SERVICESTATlONCLASSlFICATlON即供應分類 現(xiàn)行的API柴油機油分類見表7 2 C系列 COMMERCIALClassification工商業(yè)分類 發(fā)動機油的黏度分類目前執(zhí)行的是SAEJ300 1987 發(fā)動機油黏度分類 表7 3 美國汽車工程師協(xié)會按機油粘度等級分類法將機油質量分類 第一類為單級粘度型 又分為高溫環(huán)境用型和低溫環(huán)境用型 高溫環(huán)境用型機油標號有 SAE30 SAE40 SAE50 SAE后標注的數(shù)字表示在100攝氏度下機油的粘度 數(shù)字越大表明機油粘度越大 由于這種機油的粘度相對較大所以比較適合夏季高溫下使用 氣溫越高的地方應選擇標號數(shù)字較大的產品 低溫環(huán)境用型機油標號有 SAE0W SAE15W SAE20W SAE后的W表示冬季 而數(shù)字也表示粘度 數(shù)字越小表示粘度越小 由于此類型的機油用于冬季低溫 粘度低 所以對于溫度越低的地區(qū)應選用數(shù)字越小標號的機油 機油粘度越低 發(fā)動機的啟動轉速越大 同時機油的傾點越低 機油就越容易被泵送 可以更快捷的到達潤滑部位 縮短發(fā)動機經受干摩擦的時間 6 3發(fā)動機油 第二類為多級粘度全天候用型 機油標號有 SAE5W 30 SAE15W 40 SAE20W 50 這種標號橫杠前半部分表示該標號機油所符合的冬季低溫粘度性能 橫杠后半部分表示符合的夏季高溫粘度性能 W前的數(shù)字越小 表示潤滑油在低溫時的流動性越好 汽車啟動越容易 而W后邊的數(shù)字越大 則表明該機油在高溫環(huán)境的粘稠性越好 生成的油膜強度更強 這種機油基本可以通用四季 6 3發(fā)動機油 發(fā)動機油的規(guī)格 6 3發(fā)動機油 表7 4為我國SF級汽油機油規(guī)格 6 4車輛齒輪油 車輛齒輪油應具有以下使用性能 良好的潤滑性和極壓抗磨性車輛齒輪油的潤滑性和極壓抗磨性的評定 除運動黏度指標外 還要通過四球極壓試驗機或臺架試驗來評定 良好的低溫操作性和黏溫性車輛齒輪油不但要求車輛齒輪油低溫起動性好 而且要求高溫時黏度不能太小 即有良好的黏溫性 良好的熱氧化安定性車輛齒輪油抵抗高溫條件下氧化的能力叫做熱氧化安定性 良好的抗腐性和防銹性在車輛齒輪傳動裝置的工作條件下 齒輪油防止齒輪 軸承腐蝕和生銹的能力叫做抗腐性和防銹性 6 4 1車輛齒輪油的使用性能 6 4 2車輛齒輪油的分類和規(guī)格 車輛齒輪油的分類 車輛齒輪油的使用性能分類世界上廣泛采用美國石油學會 API 的車輛齒輪油使用性能分類法 根據(jù)其特性和使用要求等劃分為GL 1 GL 2 GL 3 GL 4 GL 5和GL 6六級 表7 12 車輛齒輪油的黏度分類世界上廣泛采用美國汽車工程師學會 SAE 的車輛齒輪油黏度分類法 SAEJ306 1991 驅動橋和手動變速器潤滑油黏度分類 的規(guī)定見表7 13 本標準采用含字母W和不含字母W的兩組黏度等級系列 6 4車輛齒輪油 表6 12車輛齒輪油API使用性能分類 交錯軸的齒輪機構 蝸輪蝸桿傳動 兩軸相交錯的斜齒圓柱齒輪機構 交錯軸齒輪傳動 蝸輪傳動 外嚙合直齒輪 內嚙合直齒輪 兩軸線平行的圓柱齒輪機構 直齒輪的嚙合 內齒輪嚙合 斜齒圓柱齒輪 人字齒圓柱齒輪 斜齒輪的嚙合 人字齒輪嚙合2 齒輪齒條傳動 齒輪齒條嚙合 直齒圓錐齒輪傳動 相交軸齒輪傳動 圓錐齒輪機構 車輛齒輪油的規(guī)格 表6 14重負荷車輛齒輪油 接表 6 5汽車潤滑脂 6 5 1汽車潤滑脂的使用性能組成 潤滑脂由基礎油 稠化劑和添加物 添加劑和填料 組成 結構 潤滑脂的結構是指潤滑脂的稠化劑和基礎油組分顆粒的物理排列 潤滑脂是具有結構骨架的兩相膠體結構的分散體系 基礎油是這種分散體系中的分散介質 稠化劑粒子或纖維構成骨架 即分散相 將基礎油保持在骨架中 作用 潤滑脂的主要作用是潤滑 保護和密封 絕大多數(shù)潤滑脂用于潤滑 稱為減摩潤滑脂 6 5 1汽車潤滑脂的使用性能適當?shù)某矶攘己玫牡蜏匦粤己玫母邷匦粤己玫目顾粤己玫姆牢g性良好的機械安定性適當?shù)哪z體安定性良好的氧化安定性 6 5汽車潤滑脂 適當?shù)某矶瘸矶戎赶駶櫥活惖乃苄晕镔|在受力作用時抵抗變形的程度 稠度是塑性的一個特征 它僅是反應潤滑脂的變形和流動阻力的一個籠統(tǒng)概念 評定潤滑脂稠度指標是錐入度 錐入度在規(guī)定的時間和溫度條件下 標淮錐體沉入潤滑脂的深度 以1 10mm為單位 按測定方法不同 錐入度分為多種 1 不工作錐入度 2 工作錐入度 3 延長工作錐入度 6 5汽車潤滑脂 錐入度是潤滑脂普遍采用的一項質量指標 具有下列意義 以錐入度劃分潤滑脂稠度級號 表7 16 選用潤滑脂須考慮適宜的稠度 可用錐入度表示潤滑脂的其他性能 如潤滑脂機械安定性 良好的低溫性在寒冷地區(qū)使用的汽車 要求潤滑脂仍能保持良好的潤滑性能 評定指標 評定潤滑脂低溫性指標是相似黏度 相似黏度 潤滑脂不是牛頓液體 但仍按牛頓液體的黏度概念表示 在一定溫度和一定剪切速率下 將潤滑脂流動時的切應力量與剪切速率的比值稱為潤滑脂的相似黏度 由于潤滑脂的相似黏度以溫度和剪切速率兩個固定條件為前提 因此對相似黏度要注明這兩個前提條件 6 5汽車潤滑脂 良好的高溫性溫度升高 潤滑脂變軟 使得潤滑脂附著性能降低而易于流失 另外 在較高溫度條件下還易使?jié)櫥恼舭l(fā)損失增大 氧化變質和分油現(xiàn)象嚴重 評定指標 評定潤滑脂高溫性的指標有滴點 蒸發(fā)量 漏失量和分油量 滴點 在規(guī)定的試驗條件 潤滑脂達到一定流動性的溫度叫做滴點 6 5汽車潤滑脂 良好的抗水性潤滑脂遇水后抵抗結構和稠度改變的性能叫做潤滑脂的抗水性 評定指標是水淋流失量 良好的防蝕性潤滑脂的防蝕性是指潤滑脂肪止零件銹蝕 腐蝕的性能評定方法 通過防腐蝕性試驗 腐蝕試驗和測定游離堿 良好的機械安定性機械安定性是指潤滑脂在工作條件下抵抗稠度變化的能力 評定指標 延長工作錐入度或延長工作錐入度與工作錐入度的差值 6 5汽車潤滑脂 適當?shù)哪z體安定性膠體安定性是指潤滑脂抵抗溫度和壓力影響而保持膠體結構的能力 也就是基礎油與稠化劑結合的穩(wěn)定性評定指標是分油量 良好的氧化安定性氧化安定性是指潤滑脂在貯存和使用中抵抗氧化的能力 6 5汽車潤滑脂 6 5 2汽車潤滑脂的分類和規(guī)格 汽車潤滑脂的分類和產品標記 表7 17潤滑脂按操作條件的分類 6 5汽車潤滑脂 潤滑脂代號的構成和標記的實例如下L XCCHA2其中L 類別 潤滑劑 X 組別 潤滑脂 C 最低溫度 30 C 最高溫度 120 H 水污染 經受水洗 淡水能防銹 A 極壓性 非極壓型脂 2 數(shù)字 稠廢等級 2號 6 5汽車潤滑脂 汽車潤滑脂的規(guī)格 表7 18汽車通用鋰基潤滑脂 6 6機械油 機械油是通用潤滑油 廣泛用于金屬加工 冶金 紡織 造紙 印刷等部門無特殊要求的錠子 軸承 齒輪和其它低負荷機械零件的潤滑 是潤滑油中的大宗商品 機械油的使用環(huán)境工作溫度一般為50一60 左右 不與水蒸氣 熱空氣或其它腐蝕性氣體接觸 機械油基本要求指標粘度 凝點 酸值 水分 閃點 J腐蝕等 6 7電氣用油 6 7 1概述 電氣用油類型變壓器油 電容器油 電纜油 油開關專用的斷路器油 電氣用油的主要使用要求具有良好的電氣性能和抗氧化安定性 6 7 2電氣用油的電氣性能 介電強度 絕緣強度 定義介電強度是物質 即電介質 在電場作用下所能承受的最高電壓 用物質所能承受的擊穿電壓來表示絕緣油的絕緣性能 測定方法在特定條件下 把試油裝在油杯中 杯中有兩個直徑為25mm 相距2 5mm的圓盤形電極 在15 35 和相對濕度不高于75 的條件下接通電源 不斷升高電壓 直至試油被擊穿 此時的電壓稱為擊穿電壓 以kV為單位表示 6 7電氣用油 影響絕緣性的因素油中的水分 油中如有纖維 鐵屑粉末等與水共存時 影響更為嚴重 氧化生成的有機酸等極性物質 也會大大降低油品的介電強度 6 7電氣用油 電容率 介電常數(shù) 油品的電容率是在一定溫度下 同一電容器中以油品作為絕緣介質時的電容與真空時電容的比值 在其它條件一定的情況下 介質的電容率愈大 其電容器的電容愈大 使用大電容率的介質 可以減小電容器的體積和重量 介質的電容率隨溫度和頻率而變化 實用中要求電容器油的電容率較大而且穩(wěn)定 6 7電氣用油 容積電阻系數(shù)導電率的倒數(shù)稱為容積電阻系數(shù) 用一定溫度下 長1cm 截面積為1cm2 介質的電阻來表示 其單位為 cm 容積電阻系數(shù)要求20 和100 時的容積電阻系數(shù)分別高于1x1014 cm和1x1013 cm 如果電容器油的容積電阻系數(shù)低于1 1011 cm 則已變質不能使用 介質損失角正切在電場作用下 單位時問內電介質所消耗的能量稱為電介質損耗 損耗的能量轉變?yōu)闊崮?引起電介質發(fā)熱 介質損失的大小是用高壓電橋 在規(guī)定交變電場作用下測定的 用介質損失角的正切值表示 稱為介質損失角正切 此值愈小 損耗愈少 6 7電氣用油 6 7 3變壓器油 作用 變壓器油在不同電壓下保證線圈之間 線端之間 線圈與接地外殼間以及其它部位之間絕緣 以防發(fā)生短路 將變壓器工作時產生熱量傳導出去 以防變壓器過熱燒毀 作為斷路器作為絕緣和滅弧介質 斷路器作用是在高壓電路有負載的情況下開 閉電路 變壓器油性能要求 電氣性能介質損失角正切 90 時不大于0 005 和擊穿電壓 不