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談?wù)剝?nèi)燃機(jī)的多級油及通用油

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摘要:由于多級內(nèi)燃機(jī)油的黏度范圍跨越幾個(gè)黏度級別,所以在一定地區(qū)可以冬夏通用、四季使用。

1請輸入標(biāo)內(nèi)燃機(jī)需要使用多級潤滑油

多級內(nèi)燃機(jī)油四季通用。

由于多級內(nèi)燃機(jī)油的黏度范圍跨越幾個(gè)黏度級別,所以在一定地區(qū)可以冬夏通用、四季使用。

機(jī)械從設(shè)計(jì)之初其工稱間隙就已經(jīng)固定,也即對潤滑油的黏度要求(:潤滑油的流動(dòng)狀況、形成的油膜情況和油品黏度的大小)相對固定。眾所周知;潤滑油是多碳烴的混合物,它的黏度隨溫度變化而變化的程度很大。以46號液壓油為例,同一個(gè)油品在攝氏50℃時(shí)運(yùn)動(dòng)黏度為30mm2/s,當(dāng)溫度降低為40℃時(shí),它的黏度上升到46mm2/s. 當(dāng)黏度指數(shù)為90時(shí),同一個(gè)油的40℃黏度和100℃黏度可相差10倍左右。這就產(chǎn)生一個(gè)問題;例如46號液壓油、40CD柴油機(jī)油在夏天使用時(shí)黏度正合適,一到冬天氣溫下降數(shù)十度,黏度將隨之增加幾十個(gè)單位:對內(nèi)燃機(jī)的使用而言則會(huì)造成泵送和低溫啟動(dòng)的困難。反之,夏季氣溫高時(shí)黏度變小的油品往往會(huì)引起油膜強(qiáng)度不夠,機(jī)械容易磨損的問題。在沒有多級油時(shí),往往采用應(yīng)季換油的方法即以冬季略低或夏季略高黏度等級的同類油來替換,如入冬相應(yīng)換用32號液壓油、30CD柴機(jī)油。

又與一般工業(yè)設(shè)備不同,內(nèi)燃機(jī)工作時(shí),同一個(gè)系統(tǒng)內(nèi)各部分工作溫度相差很大,如柴油機(jī)氣缸溫度可達(dá)300多度而底部機(jī)油箱的溫度約為100多度。因此既要保持一定的油膜,又要維持合適的黏度和流動(dòng)性,這就需要油品的黏度隨溫度變化而變化的程度越小越好。多級內(nèi)燃機(jī)油恰好用以滿足內(nèi)燃機(jī)工作的這一要求。

同時(shí),多級內(nèi)燃機(jī)油又是一個(gè)節(jié)能型油品。內(nèi)燃機(jī)油用量大,單位節(jié)油量累加起來非常可觀。多級內(nèi)燃機(jī)油的節(jié)能性主要體現(xiàn)在節(jié)約燃料上。(節(jié)能的原理見多級內(nèi)燃機(jī)油組成一節(jié))。

2多級內(nèi)燃機(jī)油的構(gòu)成

內(nèi)燃機(jī)多級油的組成既要滿足好的黏溫性(高的黏度指數(shù)),又要具有節(jié)能性。多級油的基礎(chǔ)油一般由三部分組成:輕組分(低黏度油)、重組分(高黏度油)、稠化劑(黏度指數(shù)改進(jìn)劑)。低黏度油將對低溫流動(dòng)性、低溫啟動(dòng)性和節(jié)能起作用:上述低溫性能保證了內(nèi)燃機(jī)的低溫起動(dòng)性得到改善,冷啟動(dòng)的功率變小。由于油品的低溫黏度較小,泵送功率相對較小均對節(jié)約燃料有利;高黏度油起到維持油膜強(qiáng)度的作用,同時(shí)又能維持機(jī)油必需的壓力,不致“亮紅燈”;稠化劑起調(diào)節(jié)油品黏度的作用,使之達(dá)到一定的黏度等級,同時(shí)它兼具改進(jìn)油品黏溫性的特性功能。通過上述三者的合理組合,一個(gè)黏度范圍可以跨越幾個(gè)黏度等級、四季通用的內(nèi)燃機(jī)多級油的基礎(chǔ)油就形成了。多級油的基礎(chǔ)油制備要考慮以下三個(gè)原則;(1)在滿足最終成品多級油要求的前提下盡可能減少稠化劑的用量,不僅可以降低成本,同時(shí)可保持油品的抗剪切能力。(2)高黏度油和低黏度油之間的等級差不宜過大。(3)低黏度油的使用要考慮對成品機(jī)油揮發(fā)度的影響。

3多級油的判斷

多級油的定義:多級內(nèi)燃機(jī)油是指它的黏度范圍可以跨越至少二個(gè)或三個(gè)以上黏度級別,或者一個(gè)多級油的低溫黏度級號和100℃運(yùn)動(dòng)黏度級號之差至少等于15。例如:10W/30,它既符合10W級號要求:即低溫動(dòng)力黏度(CCS)在-25攝氏度時(shí)不大于7000mpa.s, 邊界泵送溫度不高于-30攝氏度;同時(shí)還滿足SAE30黏度級號要求,即100℃時(shí)運(yùn)動(dòng)黏度在9.3-12.5mm2/s范圍內(nèi),此際10W30兩個(gè)黏度級號之差為20已大于15,所以10W/30油符合多級油的定義。另外10W/30可以涵蓋10W/1510W/20、10W/30三個(gè)黏度等級,也就是它的工作黏度包含從SAE10W的大于等于4.1mm2/s一直可以跨越到SAE30的小于12.5mm2/s范圍。所以對氣候的適應(yīng)性就可以從-20度到+30度。

要說明的是:并不是所有帶W的內(nèi)燃機(jī)油都是多級油。W只不過是英文冬季的意思而已;如5W、10W等等。它們僅僅是一種有低溫要求的單級油。又如SAE20、SAE20W、SA E20W/20,三個(gè)黏度等級其中沒有一個(gè)是多級的,因?yàn)椋?/font>SAE20是一個(gè)小黏度單級油,它不具備低溫性能。SAE20W是一個(gè)具有一定低溫流動(dòng)性和相對低的傾點(diǎn)的小黏度單級油。SAE20W/20不符合多級油的條件,它仍舊屬于單級油。

4內(nèi)燃機(jī)多級油的標(biāo)示法和所謂的跨度

在說明內(nèi)燃機(jī)油的標(biāo)示法之前,之前必須首先了解內(nèi)燃機(jī)油的黏度等級分類。我國采用的是SAE(美國汽車工程師協(xié)會(huì))內(nèi)燃機(jī)油黏度等級分級制。    

見下表  J300  SAE發(fā)動(dòng)機(jī)黏度分類


*單級油不用測高溫剪切黏度

上表所示;均為單級油,唯有將帶W和不帶W的結(jié)合起來才有可能表示為多級油:比如10W/40,就必須滿足表中10W所有低溫檢測項(xiàng)目以及40100℃黏度檢測,同時(shí)還要測試高溫剪切項(xiàng)目。

10W/3010W40作比較,可以發(fā)現(xiàn)前者包含10W、15、2030四個(gè)黏度等級,而后者則包含10W15、20、30、40五個(gè)黏度等級。換言之,前者工作黏度從4.1mm2/s12.5mm2/s,后者的工作黏度可從4.1mm2/s16.3mm2/s.因此后者的跨度比前者更大。就表內(nèi)范圍而言0W/60是跨度最大的多級油,而跨度越大的多級油越難以制備。因?yàn)橛推犯叩蜏匾蟮钠胶夥浅@щy。

5內(nèi)燃機(jī)多級油特別強(qiáng)調(diào)的兩個(gè)性能

高溫剪切性:

內(nèi)燃機(jī)的工作溫度高,機(jī)油箱相對較小,因此循環(huán)頻率高,機(jī)油受到的機(jī)械剪切頻率自然也較高,再加上多級油中都含有較大量的、主要由高分子化合物組成的稠化劑,倘如該高分子化合物的分子量過大,或者它的分子分布不均勻,將很容易被剪切成小分子組分,致使油品黏度快速下降,達(dá)不到原有的黏度要求。

蒸發(fā)損失

現(xiàn)代內(nèi)燃機(jī)節(jié)能是首要的,使用低黏度化的機(jī)油及多級油是較好的途徑。隨之而來的問題是由于內(nèi)燃機(jī)工作溫度較高,多級油中的輕組分易于揮發(fā),造成油品黏度變大,油品的黏度超出原有要求的標(biāo)準(zhǔn)。潛在積碳的可能性增加,因此多級油在配方組成設(shè)計(jì)時(shí)必須加以蒸發(fā)損失的考慮。

 
 
 
 
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