油品儲運調和操作工培訓教程潤滑油產品重慶現代石油（集團）有限公司摩擦與潤滑摩擦及其成因摩擦是一個表面在另一表面上相對運動時所表現出的抵抗作用。兩干燥固體表面相對滑動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處或稱粗糙點。互相接觸的兩個固體表面實際僅以其粗糙的凸起接觸粗糙的接觸部位非常小，但其上壓力很高。在高壓下凸起互相粘結，或可能焊接在一起。分開它們需要很大的力。兩表面壓得越緊，摩擦力越大。滑動摩擦的成因摩擦力產生運動的力表面間的接觸摩擦系數摩擦系數

f=F/WF-摩擦系數F-阻止運動的摩擦力W-兩表面間所受正壓力靜摩擦和動摩擦系數根據摩擦定律，兩表面間的摩擦系數是常數。在實際情況下，摩擦系數在一定程度上取決于負荷和滑動速度。當摩擦力增加大到恰好避免滑動時，摩擦力與載荷的比值被稱為靜摩擦系數。當兩表面以恒定的速度相互滑動時，摩擦力與載荷的比值被稱為運動或動力摩擦系數。靜摩擦力幾乎總是大于動摩擦力。滾動摩擦當一個圓柱體或球體在平面上滾動時，其摩擦遠遠小于兩滑動表面間的摩擦。完全無摩擦的滾動是不存在的。因為：-物體表面上總是有缺陷；-接觸表面會彈性變形；表面間會發生滑移或滑動滾動摩擦取決于滾動體半徑以及表面上的正壓力。因此滾動摩擦系數f定義為：

f=F*R/W

其中：F是阻止運動的摩擦力

W是兩表面間的正壓力，R是滾動體半徑滾動摩擦平面的形變接觸線圓柱體的形變圓柱體和平面的塑性變形流體摩擦流體摩擦發生在充當潤滑劑的流體中。當兩相對運動的固體表面間完全被流體膜隔開時，它是唯一的摩擦源。流體摩擦是由于運動中的氣體或液體的分子層的相互作用力而產生的。流體分子層相對滑動時所克服的摩擦力被稱為剪切力。流體摩擦取決于滑動速度和接觸面積大小。流體摩擦大大低于滑動或滾動摩擦（除非使用非常粘稠的流體）-軸頸軸承的潤滑可把摩擦系數從0.4--1.2減小到0.1-在潤滑滾動軸承時，摩擦系數可小到0.001什麼是潤滑潤滑-任何能夠減小兩相對運動表面間摩擦力的過程。潤滑劑-任何能減少摩擦的材料。潤滑劑的主要作用是隔開兩運動表面，使其易于產生相對運動。作為潤滑劑的流體通過以低的流體摩擦代替高的固-固摩擦達到其目的。被潤滑劑分開的平面流體摩擦潤滑劑的作用表面互相接觸表面被潤滑劑隔開潤滑機理可用一個簡單的軸頸軸承的例子來解釋流體如何隔開固體表面并潤滑它們。當軸在軸承中旋轉時，潤滑劑粘附在兩者的表面上并被帶入兩表面間的空間部位，這里正是負荷集中之處。受載區的入口處逐漸變細，就象一個楔。當潤滑劑被擠入越來越窄的楔形空間時，壓力逐漸增加，直到大到可以保持軸承表面間分離，并足以承受軸上的負荷。靜止啟動狀態油楔全油膜軸承中油楔的形成流體潤滑示意圖軸孔潤滑油油楔油壓外力承載力轉速適當的外力適當的轉速適當的形狀適當的粘度三大要素潤滑楔的形成同樣，油楔可以其它機理形成。在滑動軸承中，滑動面的傾斜或前緣的形成會促使形成油楔。在滾動軸承中，滾珠或滾柱的旋轉會將潤滑劑帶入滾動體和軸承座圈間的承載區。在齒輪中，在相臨的輪齒間形成油楔，這是由輪齒的形狀和轉動造成的。滾動軸承滑動軸承齒輪形成油楔的幾個例子影響潤滑效率的因素粘度如果潤滑劑粘度太低，則不能形成滿意的油楔。如果粘度太高，流體摩擦可能大到足以限制表面間的相對運動。溫度正常情況下溫度升高，粘度下降。在正常操作溫度下工作良好的軸承，可能在太熱或太冷的情況下不能正常工作。載荷載荷越大，油膜越薄。在過載情況下，兩固體表面可能會發生接觸滑動速度滑動速度越快，油膜越厚。當設備起動或停機時，運動表面有互相接觸的趨勢。潤滑分類軸頸軸承中摩擦力、潤滑劑粘度、載荷和滑動速度之間的關系可用圖表表示。其中用圖線表示摩擦系數與ZN/P的函數關系。Z表示潤滑劑粘度，N表示軸速，P表示軸承上的壓力。這個曲線描述了潤滑的一個基本公式。有時被稱為Stribeck曲線，或簡稱為ZN/P曲線。潤滑類型-Stribeck曲線摩擦系數ZNP(粘度×轉速)負荷邊界膜混合膜薄膜厚膜--流體動壓膜(ZN/P曲線)Stribeck

曲線流體動壓潤滑-厚膜潤滑

ZN/P曲線的區域A存在于下列條件：高潤滑油粘度，和/或低載荷，和/或高轉速。在這種條件下，潤滑薄膜完全被潤滑油膜隔開。這被稱為流體動壓潤滑或厚膜潤滑。當粘度增加、載荷降低和速度增加時，油膜厚度增加，同時摩擦系數相應增加。摩擦系數ZN/P流體動壓潤滑-厚膜潤滑混合潤滑ZN/P曲線的區域B存在流體潤滑和邊界潤滑之間。它描述了下述條件：表面被潤滑劑薄膜隔開，該膜厚度與表面粗糙度相當在這個區域中，載荷由油壓和表面間的接觸共同承擔。這被描述為混合潤滑或薄膜潤滑狀態。混合潤滑的特點是：相對較小的速度增加或載荷降低會顯著減小摩擦系數。B混合潤滑ZN/P邊界潤滑ZN/P曲線的區域C存在于下列條件：低潤滑油粘度，和/或高載荷，和/或低轉速。在這些條件下油膜厚度實際為零，表面間發生很大范圍的接觸。這些是邊界潤滑狀態。在邊界潤滑中，載荷作用在接觸表面間的潤滑劑薄層上。摩擦系數幾乎與粘度、載荷和軸速無關。潤滑效率取決于潤滑劑的化學特性和潤滑劑與表面的化學反應特性。C邊界潤滑ZN/P彈性流體潤滑彈性流體潤滑是一種特殊類型的流體潤滑，產生在滾動接觸中的重載表面。例如在滾動軸承和齒輪中。如果表面形狀和運動類型合適的話，潤滑劑被封閉在軸承表面并承受非常高的壓力（可能高達15,000-30,000bar）。高壓有兩個重要作用：-使受載表面彈性變形，以使載荷分布于較寬區域-使粘度極大增加，從而提高油膜承載能力載荷滾動方向平面上的理論壓力分布潤滑油膜轉動方向彈性流體潤滑潤滑油的分類國際標準化組織(ISO)制定了ISO6743/0潤滑劑、工業潤滑油及有關產品(L類)分類標準。中國等效采用ISO6743/0標準，制定了國家標準GB7631。潤滑劑和有關產品(L類)的分類。GB7631.1根據應用場合將潤滑劑和相應產品分為以下各組。

L---潤滑劑、工業潤滑油和有關產品A---全損系統B---脫模C---齒輪D---壓縮機E---內燃機F---錠子、軸承及離合器G---導軌H---液壓系統M---金屬加工N---電氣絕緣P---風動工具Q---熱傳導R---防蝕、保護T---透平油U---熱處理X---用潤滑脂的場合Y---其它應用Z---蒸汽氣缸工業潤滑油粘度分類GB3141（ISO3448）----以40℃運動粘度的中心值，分為

2、3、5、7、10、15、22、32、

46、68、100、150、220、320、

460、680、1000、1500、2200、

3200mm2/s共20個粘度號。

適用于全損耗系統潤滑油、軸承油、導軌油、液壓油、汽輪機油、汽缸油、工業齒輪油等工業潤滑油。不適用于內燃機油和車輛齒輪油。內燃機油按用途分類內燃機油作用潤滑與減摩作用冷卻發動機部件作用密封燃燒室作用保持潤滑部件清潔作用防銹和抗腐蝕作用內燃機油組成內燃機油由基礎油和各類添加劑組成。

1、基礎油可以使用天然原油和蠟裂解烯烴合成油以及酯類油等基礎油。目前90%以上都用天燃基礎油。此外，還使用環烷基基礎油及某些中間基基礎油來調配內燃機油。

2、添加劑內燃機油中使用的添加劑有清凈分散劑、抗氧抗腐劑、抗磨劑、無灰抗氧劑、防銹劑、粘度指數改進劑、降凝劑和抗泡劑等，通常做成復合劑加入內燃機油中使用。內燃機油添加劑配方隨著基礎油的類型和化學組成的變化而變化，添加劑復合配方中添加劑品種和用量，也隨之改變，因此常有多種內燃機油配方。內燃機油性能粘度和粘溫性能粘溫性能是內燃機油的重要性能之一。內燃機油的粘度主要決定于低溫啟動的最大粘度。粘度大的油流動不好，使啟動后摩擦表面長時間得不到充分潤滑、磨損會增加，一般要求發動機低溫啟動溫度在-5~-30℃，粘度在6000~3250mPa.s范圍。同時內燃機油的粘也取決于在高溫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，油膜容易破壞，密封作用不好，機油耗量增大，同時還產生磨損。決定油品啟動性能的是油品的粘度。油品粘度特性是很重要的。粘溫性能好的油品，它能保持滿意的啟動、正常的油循環和高溫下保持發動機不被磨損。清凈分散性能清凈分散劑是通過膠溶作用、增溶作用和酸中和作用來抑制域減少各種內燃機油沉積物的。

內燃機油

1）膠溶作用主要是指清凈分散劑吸附于煙灰、積炭和油泥表面使其不致聚集，而保持分散、膠溶或懸浮狀態，從而抑制或減少它們形成沉積物的傾向。

2）增溶作用主要是指它們可使潤滑油氧化及燃料不完全燃燒所生成的非油溶性膠質增溶解于油內。一般認為是由無灰分散劑與上述非油溶性膠質形成膠團，即分散劑分子將膠質包圍在膠團內。

3）酸中和作用有兩方面。其一為中和潤滑油氧化和燃料不完全燃燒所生成的酸性氧化產物或酸性膠質，使基失去活性，變為油溶性，而難以再縮聚成為漆膜沉積物。其二為中和含硫燃料燃燒后生成的SO2、SO3及其后生成的硫酸，以抑制其促進氧化生成沉積的作用。抗氧化性能現代發動機油從3方面提高油品的抗氧化性能，生成最少的漆膜。

1）改進煉制工藝，從油中除去原料油中能生成漆膜的物質。

2）小心選擇抗氧劑（化學添加劑），阻止或延緩氧化進程。

3）選用清凈分散劑，能在很大程度上減少膠質和漆狀物在發動機主要部件上積聚。抗磨性能抗磨性能與油品的粘度與粘溫性能、清凈分散性以及抗腐蝕等性能有關，影響抗磨性能的主要因素是在發動機工作條件下，潤滑油在金屬表面保持油膜能力，良好的潤滑性能保證機件的可靠潤滑，避免機件的磨損。否則發動機負荷增大時，油膜被破壞，從而造成干摩擦，引起機件摩擦表面的磨損和擦傷，甚至出現燒結。API級別用油說明SC（64~68）防止高、低溫沉積物的形成，抗磨、防銹、抗腐蝕SD（1968）比SC具有更好的發動機保護性能SE（1972）比SD具有更好的發動機保護性能，減少油泥、氧化及銹蝕能力SF（1980）比SE具有更好的抗磨損、抗氧化性能，并可避免油泥的形成及油品高溫稠化SG（1988）比SF具有更好的油泥控制性能，更佳的氧化穩定性和抗磨損性SH（1994）比SG具有更好的油泥控制、抗氧、抗磨、防銹性能SJ（1998）低磷含量保護車輛上的催化轉化器，低揮發性SL（2000）比SJ氧化穩定性更強，高溫沉積物更少，機油消耗更低，且具有節省燃油的優勢SM(2004)具有更好的抗氧化性和沉積物控制能力，更佳的抗磨損保護功能和更好的低溫流動性API汽油機油等級分類（GB11121-2006）

API柴油機油等級分類（GB11122-2006）API級別用油說明CC（1961）抗炭黑油泥、抗腐蝕和高溫沉積CD（1970）用于重型、一般吸入式和渦輪增壓式柴油發動機CE（1987）用于有或無渦輪增壓并經受變化載荷的重型和高速柴油發動機CF-4（1990）用于高速高負荷四沖程柴油發動機，灰含量較低CG-4（1995）用于重型卡車發動機，適應使用低硫柴油CH-4（1999）取代CG-4，適用于硫含量大于0.5%CI-4（2002）用于裝有“低溫廢氣再循環”系統的發動機CI-4+（2004）改良油煙抑制能力和提高使用中的油品穩定性CJ-4（2006）滿足2002年排放要求，使之有合適的使用期、換油期和可靠性內燃機油按粘度分類

SAEJ300APR91粘度分類SAE粘度級在以下溫度最高粘度/（mPa.s)泵送極限最高溫度/℃最高穩定傾點/℃100℃粘度/mm2.S-1最小最大0W3250(-30℃)-35─3.8─5W3500(-25℃)-30-353.8─10W3500(-20℃)-25-304.1─15W3500(-15℃)-20─5.6─20W4500(-10℃)-15─5.6─25W6000(-5℃)-5─9.3─20───5.6＜9.3

30───9.3＜12.5

40───12.5＜16.3

50───16.3＜21.9

60───21.9＜26.1

車輛齒輪油流變性承載性熱氧化安定性腐蝕性抗泡性儲存安定性性質車輛齒輪油極壓劑摩擦改劑腐蝕抑制劑抗氧化劑清凈劑和分散劑增粘劑抗泡劑組成車輛齒輪油規格用途APIGL-1某些手動變速箱，不需要摩擦改進劑和極壓劑APIGL-2蝸輪蝸桿、工業齒輪油APIGL-3手動變速箱、中等負荷螺旋傘齒輪APIGL-4螺旋傘齒輪后橋，低負荷雙曲線齒輪，手動變速箱APIGL-5雙曲線齒輪后橋，相當于MIL-L-2105DAPIGL-6具有高偏置的轎車雙曲線齒輪后橋相當于福特汽車公司的M2C105A/M2C154A美國石油學會齒輪油使用規格使用規格我國車輛齒輪油相當的API分類號L-CLC普通車輛齒輪油APIGL-3L-CLD中負荷車輛齒輪油APIGL-4L-CLE重負荷車輛齒輪油APIGL-5我國車輛齒輪油的分類與API性能分類對應關系車輛齒輪油的粘度分類SAE粘度等級粘度為150Pa.s的最高溫度運動粘度（100℃）mm2/s最小最大75W-404.1—80W-267.0—85W-1211.0—90—13.5＜24.0140—24.0＜41.0250—41.0—車輛齒輪油液壓油液壓油的功能傳輸動力潤滑防銹防腐冷卻密封清潔性能要求：粘度粘溫特性剪切穩定性抗磨性熱及氧化穩定性抗乳化性水解穩定性抗泡性防銹蝕性與密封材料的相容性可過濾性分散性添加劑：抗磨劑

防銹劑

抗腐蝕劑

抗氧化劑抗泡劑抗乳化劑傾點抑制劑

粘度指數改進劑

清凈分散劑液壓油的添加劑及性能要求礦物油HH純礦物油HLR&OHM抗磨損HV高粘度指數合成水分

>80%抗燃液壓油HFDR磷酸酯HFB油包水乳化液HFC水-乙二醇HFAS化學溶液ISO液壓油分類HFAE水包油乳化液HFDU多元醇酯齒輪潤滑的目的與潤滑劑的作用

減少失效延長壽命充分發揮齒輪的承載能力提高傳動效率減少磨損降低摩擦可靠的油膜冷卻防止水,灰塵,磨碎屑,酸

對齒輪油的性能要求

☆

適當的粘度和良好的低溫流動性

☆良好的熱氧化安定性

☆良好的抗磨承載性

☆良好的抗泡沫性

☆良好的防銹防腐性能

☆良好的抗乳化性能

☆良好的抗剪切安定性

齒輪油分類

GB