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绿色10W/40SH汽油机润滑油试验研究

姚顽强  
【摘要】:汽油机润滑油是各种润滑油中工作条件最恶劣,应用最普遍而质量升级换代最快的品种之一。氧化是汽油机润滑油降解的根本原因,沉积物的生成、磨损的加剧、泡沫的增加等无不与油品的氧化有直接关系。汽油机润滑油在工作过程中,经常处于80~250℃温度下,会发生燃烧、氧化、分解、缩合等化学变化,这些变化使汽油机润滑油衰败、降解变质,失去润滑性能,生成有腐蚀性的有机体及无机酸性化合物,腐蚀金属,加剧磨损。因此汽油机润滑油要有好的清净分散性及高温抗氧性能,才能保证润滑,延长换油期。 近年来,随着环保意识和环保立法的加强,人们越来越重视汽油机润滑油等润滑剂对环境的污染问题。国外在20世纪70年代率先开始了“绿色润滑剂”的研究,并制定相应的法规条例,控制汽油机润滑油的排放。我国的汽油机润滑油发展无论在品种上还是质量上与国外相比都存在着较大的差距,高档汽油机润滑油的研制开发刚刚处于起步阶段。抗氧化安定性能是以生物降解性好的植物油等为基础油的绿色汽油机润滑油研制的瓶颈,因此,在我国开发和研制新一代满足环保要求的可生物降解的绿色汽油机润滑油极具挑战性。 本文的主要研究内容如下: 1.对汽油机的摩擦学机理和汽油机主要摩擦副的润滑机理进行了较深入的研究,建立了缸套一活塞环的混合润滑模型、曲轴连杆轴承的油膜厚度方程等。 2.对汽油机润滑油的作用及工作条件、汽油机润滑油使用性能的评定指标、汽油机润滑油的粘度分级,质量分类等问题进行了探讨,归纳出汽油机润滑油应具有的使用性能及其选用原则。 3.通过对现有球锈蚀试验(BRT)、氧化安定性试验(TFOUT)、程序VE油泥生成和阀系磨损试验的试验数据进行科学分析,研究了基础油对汽油机 博士学位论文 绿色10w/4 OSH汽油机润滑油试验研究/摘要 润滑油使用性能的影响,汽油机润滑油功能添加剂的作用机理及主要功能添 加剂的试验加量。试验表明,没有哪一种添加剂是完美无缺的,只有靠对多 种添加剂的精心选择和设计,才能获得性能较全面的功能复合剂。 4.研究了绿色汽油机润滑油的生物降解问题,认为植物油(特别是高油 酸葵花籽油和低芥酸的菜籽油)、双酷及多元酷是可生物降解汽油机润滑油基 础油的首选;添加剂对基础油的生物降解性有一定影响,需优选各种添加剂 配方,以达到生物降解性的要求,同时满足汽油机润滑油的抗氧化安定性能; 介绍了主要的评价生物降解性试验方法:OECD301系列、CEC一L一33一A93试验 方法、EPA560/6一82一003“ShakeFlask”试验方法。 5.通过分析可生物降解汽油机润滑油在高温氧化安定性能和生物降解性 能两方面的要求,合理选用基础油和添加剂,用均匀设计组织试验,用逐步 回归分析法对试验数据进行处理,节省试验成本。在此基础上,分析基础油 对添加剂的感受性和添加剂之间的配伍性。提出以植物油为主的10w/40SH 可生物降解汽油机润滑油的优化配方。 6.参考经济合作发展组织(organization for Economie Cooperation and Deye10pment)OECD标准,建立适合我国的汽油机润滑油生物降解能力评定 方法,并以此方法对研制油和进口同类油品进行了生物降解性对比试验。试 验结果表明研制油的生物降解性能明显优于同类矿物基油,研制油不但能满 足使用性能,而且也满足生物降解性的要求。


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