淺談運動粘度對潤滑油的重要性

1、閩西職業(yè)技術(shù)學(xué)院閩西職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文淺談運動粘度對潤滑油的重要性系 別： 化學(xué)工程系 年 級： 專 業(yè)： 指導(dǎo)老師： 答辯日期： 2013年06月04日淺談運動粘度對潤滑油的重要性內(nèi) 容 摘 要粘度：粘度就是液體的內(nèi)摩擦。石油產(chǎn)品受外力的作用而發(fā)生相對移動時，分子間產(chǎn)生的阻力為粘度。粘度反映油品的內(nèi)摩擦力，是評價油品流動性的最基本指標(biāo)，是各種潤滑油 分類分級、質(zhì)量鑒別和確定用途的重要指標(biāo)。工業(yè)潤滑油以40的運動粘度來劃分， 內(nèi)燃機油以100運動粘度來劃分。必須正確選用粘度，過大，啟動困難，消耗動 力，過小，降低油沫支撐能力，增加磨損。餾程增高粘度增加，精制加深粘度降低。 運動粘度（）：是油

2、品在重力作用下流動內(nèi)摩擦力的量度，是動力粘度與 密度之比，單位斯（St）,常用厘斯（cSt）。關(guān) 鍵 詞：粘度 摩擦力 重要指標(biāo)目 錄一 緒論41.1課題研究及背景4二 理化指標(biāo)對潤滑油性能的影響52.1 影響潤滑油性能的主要指標(biāo)52.1.1 水分52.1.2 傾點62.1.3 閃點62.1.4 氧化安定性62.1.5 粘度指數(shù)7三 運動粘度對潤滑油的重要性73.1 運動粘度基本知識73.1.1運動粘度73.1.2 運動粘度的表示73.2 運動粘度等級與潤滑油73.2.1 潤滑油的分類73.2.2 運動粘度對潤滑油組成的意義8四 潤滑油運動粘度實驗94.1 實驗方法概要94.2 實驗儀器104

3、.3.1設(shè)置恒溫浴104.3.2 清洗粘度計104.3.3 開始試驗114.3.4 數(shù)據(jù)處理124.3.5 注意事項134.4 實驗分析144.4.1 影響實驗結(jié)果的因素144.4.2 運動粘度直接決定潤滑油的等級144.4.3 檢測潤滑油運動粘度的意義15五 小結(jié)17六 參考文獻18一 緒論1.1課題研究及背景 據(jù)2013-2017年中國潤滑油行業(yè)市場需求預(yù)測與投資戰(zhàn)略規(guī)劃分析報告顯示，2002-2011年，我國潤滑油消費量從409萬噸增長到710萬噸，年均增速為6.32%，是全球市場為數(shù)不多的一直保持增長的市場之一。2012年，受全球經(jīng)濟下滑的影響，國內(nèi)潤滑油需求下降，實際消費量較上年基本

4、持平。我國潤滑油市場在未來5年中仍將以每年5%左右的速度增長，前瞻網(wǎng)預(yù)計到2015年，我國潤滑油消費量有望超過800萬噸;預(yù)計到2020年，我國的潤滑油消費量會超過美國。中國工業(yè)呈現(xiàn)直線上升的趨勢，鐵礦石、冶煉、精密儀器制造對潤滑油的需求成倍增長，而在汽車后市場時代，中國成為了國際車用潤滑油的必爭之地。2012年潤滑油行業(yè)，最令人興奮的是本土品牌的興起，打破了國際潤滑油巨頭及國內(nèi)壟斷企業(yè)一頭獨大的局面。國內(nèi)汽車工業(yè)對高檔潤滑油的旺盛需求帶動了技術(shù)研發(fā)和產(chǎn)品的不斷升級。確定自己的市場競爭能力，在強手如林的中國車用潤滑油行業(yè)立于不敗之地，這是廣大的車用潤滑油企業(yè)發(fā)展的方向和努力的目標(biāo)所在，車用潤滑

5、油企業(yè)參與市場活動，在市場競爭中要取得主動權(quán)，必須依據(jù)市場營銷環(huán)境的現(xiàn)狀、發(fā)展趨勢和企業(yè)自身的主客觀條件，科學(xué)而合理地制定企業(yè)的發(fā)展策略和努力目標(biāo)。將品牌建設(shè)、產(chǎn)品優(yōu)化與市場拓展三方關(guān)系協(xié)調(diào)統(tǒng)一并形成戰(zhàn)略部署，以品牌為保障，以產(chǎn)品帶市場，成為國內(nèi)潤滑油市場的發(fā)展趨勢。1.2 課題研究內(nèi)容 本文根據(jù)潤滑油國家標(biāo)準(zhǔn)、潤滑油行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的相關(guān)理論知識，以及對潤滑油相關(guān)試驗的分析。對于潤滑油影響性能主要方面有40運動粘度、100運動粘度、水分、傾點、閃點、氧化安定性、粘度指數(shù)、銅片腐蝕、抗泡性能、剪切安定性、最大無卡咬負(fù)荷（Pb）、燒結(jié)負(fù)荷（PD）及抗磨性能等。其中，運動粘度是決定潤滑油的油品性能及種類的

6、最關(guān)鍵因素。本文主要分為五大部分：第一部分：緒論。闡述潤滑油在國內(nèi)的行業(yè)前景，介紹本課題研究背景及研究內(nèi)容。 第二部分：闡述理化指標(biāo)對潤滑油性能的影響。 第三部分：說明運動粘度對潤滑油的重要性 第四部分：運動粘度的實驗過程及計算。根據(jù)實驗過程對潤滑油的運動粘度對油品性能及粘度等級分類進行分析。 第五部分：總結(jié)。對本文的理論知識以及實驗分析進行總結(jié)。二 理化指標(biāo)對潤滑油性能的影響2.1 影響潤滑油性能的主要指標(biāo)2.1.1 水分 水分的危害：1）水分會加速油品的老化和膠化；2）水分蒸發(fā)時要吸收熱量，所以燃料油中水分降低其熱效應(yīng)；3）水分使燃燒過程惡化，造成氣缸結(jié)炭增多，氣缸磨損；4）低溫下，燃料油

7、中的水分易結(jié)冰，堵塞輸油導(dǎo)管和濾清器；5）潤滑油中水分不僅引起發(fā)動機零件腐蝕，而且會破壞潤滑油膜。水分在燃料油和潤滑油中主要以溶解水、乳化水和游離水的形式存在。對于潤滑油中的水分分離方法主要是以加熱升溫，使水蒸發(fā)。2.1.2 傾點潤滑油的傾點是油品規(guī)格項目中的一項重要指標(biāo),所謂傾點是試樣在規(guī)定的條件下冷卻時,能夠流動的最低溫度。傾點對于潤滑的效果有一定的影響，不同的潤滑油的性能指標(biāo)不一樣，使用時要注意，有時候同一種油的性能也會發(fā)生變化。傾點偏高，油品的低溫流動性就差。人們可以根據(jù)油品傾點的高低，考慮在低溫條件下運輸、儲存、收發(fā)時應(yīng)該采取的措施，也可以用來評估某些油品的低溫使用性能。2.1.3

8、閃點石油產(chǎn)品在規(guī)定的條件下加熱到它的蒸氣與空氣形成的混和氣，接觸火焰發(fā)生閃火時的最低溫度。閃點可表示油品的蒸發(fā)性，用以判斷油品餾分組成的輕重。閃點是一個安全指標(biāo)，用以鑒定油品發(fā)生火災(zāi)的危險性。閃點45屬于易燃液體，閃點45屬于可燃液體。測定閃點可檢查是否混油或使用過的潤滑油是否被輕質(zhì)燃料稀釋。2.1.4 氧化安定性氧化安定性是石油產(chǎn)品抵抗大氣或氧氣的作用而保持其性質(zhì)不發(fā)生永久變化的能力。油品在儲存和使用過程中，和空氣接觸而氧化是不可避免的。接觸的時間越長，溫度越高，氧化的程度就越深，使油品的某些性質(zhì)發(fā)生不可逆轉(zhuǎn)的變化，如酸值增高、粘度增大、沉淀物增多、顏色變深等等，這些變化大大縮短了油品的使用

9、壽命。油品的氧化安定性的所用基礎(chǔ)油的性質(zhì)、精制深度、添加劑的特性及質(zhì)量、配伍性、調(diào)制工藝有密切關(guān)系。2.1.5 粘度指數(shù)粘度指數(shù)表示一切流體粘度隨溫度變化的程度。粘度指數(shù)越高，表示流體粘度受溫度的影響越小，粘度對溫度越不敏感。粘度指數(shù)是由40運動粘度和100運動粘度計算得出。三 運動粘度對潤滑油的重要性3.1 運動粘度基本知識3.1.1運動粘度運動粘度即流體的動力粘度與同溫度下該流體密度之比。單位為(m2)/s。3.1.2 運動粘度的表示 在溫度t時，運動粘度用符號表示，在國際單位制中，運動粘度單位為斯，即每秒平方米（m2/s），實際測定中常用厘斯，（cst）表示厘斯的單位為每秒平方毫米(即

10、1cst=1mm2/s）。運動粘度廣泛用于測定噴氣燃料油、柴油、潤滑油等液體石油產(chǎn)品。深色石油產(chǎn)品、使用后的潤滑油、原油等的粘度，運動粘度的測定采用逆流法.3.2 運動粘度等級與潤滑油3.2.1 潤滑油的分類潤滑油是廣義的，潤滑油包含了機油、黃油、齒輪油、黑油、液壓油等等，都是起潤滑作用的，減小機械摩擦阻力，減緩磨損，防止機件過熱，確保機械能正常運轉(zhuǎn)。根據(jù)機械工作的環(huán)境要求，確定使用不同種類及不同型號的潤滑油。比如：汽油發(fā)動機，就得使用汽油機油；柴油發(fā)動機，就得使用柴油機油。就汽油發(fā)動機來說，發(fā)動機壓縮比不同也要選擇不同型號的汽油機油。3.2.2 運動粘度對潤滑油組成的意義1） 潤滑油由基礎(chǔ)油

11、和添加劑經(jīng)調(diào)和、攪拌后形成了成品油。不同的運動粘度調(diào)和出來的油品就是不同等級的潤滑油。所以，運動粘度對潤滑油的等級分類起了決定性因素。2） 潤滑油等級主要由質(zhì)量等級和粘度等級決定。如汽機油而言，API(美國石油協(xié)會) 采用的是機油品質(zhì)等級的評定標(biāo)準(zhǔn)，將潤滑油分成汽油機用(S)和柴油機用(C)兩大類。汽油機油用代號“S”表示，后面緊跟另一位英文字母(如SA、SB、SC、SD、SE、SF、SG、SH、SJ、SL、SM、SN)，字母排序越后，潤滑油的品質(zhì)越高。柴油機油用潤滑油-用代號“C”表示，后面緊跟另一位英文字母(如CA、CB、CD、CE、CF、CG、CH、CI、CJ)字母排序越后，潤滑油的品質(zhì)

12、越高。SAE（美國汽車工程師協(xié)會）采用的是粘度等級分類法。將潤滑油分成夏季用的高溫型、冬季用的低溫型和冬夏通用的全天候型。具體含義如下： (1)高溫型5個(如SAE20、30、40、50、60)-其標(biāo)明的數(shù)字表示100時的粘度，數(shù)字越大粘度越高。 (2)低溫型6個(如SAE0W、5W、10W、15W、20W、25W)：W是Winter(冬天)的縮寫，表示僅用于冬天，數(shù)字越小粘度越低，低溫流動性越好。 (3)全天候型(如SAE15W40)：表示低溫時的粘度等級符合SAE15W的要求、高溫時的粘度等級符SAE40的要求，屬于冬夏通用型。3） 影響潤滑油運動粘度的因素。通常影響運動粘度的主要因素有基

13、礎(chǔ)油本身的粘度、添加劑對基礎(chǔ)油影響而改變了潤滑油的運動粘度及實驗過程中影響了潤滑油的運動粘度。4） 運動粘度的計算意義。首先用來確定潤滑油的牌號。潤滑油的牌號絕大部分是以某一溫度下運動粘度的平均值或近似值來決定的，同時粘度也是選用潤滑油的主要依據(jù)。其次粘度也是輕質(zhì)燃料油，如噴氣燃料和柴油的質(zhì)量指標(biāo)之一。還有生產(chǎn)上從粘度變化來判斷潤滑油的精致程度。而且粘度對于油料的輸送有重要意義。測定不同溫度下的粘度可以表示潤滑油的粘溫特性。粘溫特性指潤滑油粘度隨溫度變化的特性，常用粘度比、粘度系數(shù)和粘度指數(shù)來表示。5） 運動粘度高的潤滑油會形成比較厚的油膜，對機械的摩擦?xí)鸬奖Ｗo的作用。為了防止發(fā)動機運動零件

14、間的接觸面磨損，潤滑油必須有足夠的黏度，以便在各種運轉(zhuǎn)溫度下都能在運動零件間形成油膜，從而使得汽車發(fā)動機順暢運轉(zhuǎn)；但是，過猶不及，潤滑油黏度過大會事倍功半，甚至?xí)斐梢韵聨追矫娴牟涣加绊懀喊l(fā)動機低溫啟動困難、啟動過程零件磨損加劇、功率損失大、清洗作用差和冷卻作用差等。四 潤滑油運動粘度實驗4.1 實驗方法概要本方法是在某一恒定溫度下，測定一定體積的液體在重力下流過一個標(biāo)定好的玻璃毛細(xì)管粘度計的時間，粘度計的毛細(xì)管常數(shù)與流動時間的乘積，即為該溫度下測定液體的運動粘度。在溫度t時運動粘度用符號Vt表示。4.2 實驗儀器1. 粘度計（每根粘度計都有對應(yīng)的毛細(xì)管系數(shù)）2. 恒溫浴3. 玻璃水銀溫度計4

15、. 秒表4.3 實驗步驟4.3.1設(shè)置恒溫浴在實驗開始之前，應(yīng)調(diào)節(jié)恒溫浴里液體為100（或者40）。并使溫度始終保持在此溫度。 運動粘度測定儀 運動粘度測定儀4.3.2 清洗粘度計在開始測試運動粘度時，首先要清洗粘度計。在測試運動粘度之前，必須將粘度計用溶劑油或石油醚洗滌。洗干凈后將粘度計放入烘箱中烘干水分。 毛細(xì)管粘度計 毛細(xì)管粘度計4.3.3 開始試驗1. 在裝試樣之前，把洗耳球接進支管7內(nèi)，并用手堵住管身6的管口，同時倒置粘度計，粘度計管身1裝入試樣中。這時利用洗耳球?qū)⒃嚇游綐?biāo)線b，當(dāng)液面到達標(biāo)線b時，就從試樣里提出粘度計，并迅速恢復(fù)其正常狀態(tài)，同時將管身1的管端外壁所沾著的多余試樣擦

16、去，并從支管7取下洗耳球。將試樣放入恒溫浴中預(yù)熱20分鐘（本實驗以100運動粘度為例）。毛細(xì)管粘度計的取樣2. 將粘度計調(diào)整為垂直狀態(tài)，要利用鉛垂線從兩個互相垂直的方向去檢查毛細(xì)管的垂直情況。將恒溫浴調(diào)整到100，試樣溫度必須保持恒定到0.1。3. 利用洗耳球套入管身1，把試樣吸入粘度計中，使試樣液面高于標(biāo)線a，并且注意不要讓粘度計擴張部分3的液體產(chǎn)生氣泡。4. 此時觀察試樣在管身中流動情況，液面正好到達標(biāo)線a時，開動秒表；液面正好流到b時，停止秒表。試樣液面擴張部分3在流動時，注意恒溫浴中正在攪拌的液體要保持恒定溫度，而且擴張部分不應(yīng)出現(xiàn)氣泡。5. 用秒表記錄下來的流動時間，應(yīng)重復(fù)測定至少四

17、次，其中各次流動時間與其算術(shù)平均值的差數(shù)應(yīng)符合如下要求：在溫度10015測定粘度時，這個差數(shù)不應(yīng)超過算術(shù)平均值的0.5%；在低于15-30測定粘度時，這個差數(shù)不應(yīng)超過算術(shù)平均值的1.5%；在低于-30測定粘度時，這個差數(shù)不應(yīng)超過算術(shù)平均值的2.5%。然后，取不少于三次流動時間所得的算術(shù)平均值，作為試樣的平均流動時間。測定溫度/算術(shù)平均值/%151000.515-301.5低于-302.54.3.4 數(shù)據(jù)處理4.3.4.1 數(shù)據(jù)處理溫度t時，試樣的運動粘度t（mm2/s） t= c t c 粘度計常數(shù) (mm2/s2) t 試樣的平均流動時間 (s)4.3.4.2 計算例：粘度計常數(shù)為0.478

18、0mm2/s2，試樣在100時的流動時間為318.0，322.4，322.6和321.0s，問該油的運動粘度為多少？解： 各次流動時間與平均流動時間的允許差數(shù)為（321.00.5）/100=1.6s因為318.0與平均流動時間之差已超過1.6s，所以這個讀數(shù)應(yīng)舍去。計算平均流動時間時，只采用322.4、322.6和321.0s的觀測讀數(shù)，它們與算術(shù)平均值之差，都沒有超過1.6s。于是平均流動時間為所以，試樣的運動粘度測定結(jié)果為100=100=0.4780322.0=154.0mm2/s4.3.5 注意事項1、正確選擇粘度計，使其油品流動時間不小于200s；2、粘度計必須清潔干燥；3、恒溫準(zhǔn)確，

19、控制在測定溫度的0.1范圍；4、裝油量要適量，測定時試油不應(yīng)有氣泡；5、粘度計必須垂直，深度要適當(dāng)；6、測定時應(yīng)準(zhǔn)確記錄時間。7、同一操作者，同一試樣重復(fù)測定的兩個結(jié)果只差，不應(yīng)超過其重復(fù)性。8、由不同操作者，在兩個實驗室提出的兩個結(jié)果之差，不應(yīng)超過其再現(xiàn)性。9、粘度測定結(jié)果的數(shù)值，取四位有效數(shù)字。4.4 實驗分析4.4.1 影響實驗結(jié)果的因素1、 潤滑油內(nèi)部含有水分。水分對潤滑油的影響是非常大的，水分過多會導(dǎo)致潤滑油添加劑析出，破壞潤滑油結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致其發(fā)生性能發(fā)生變化。2、 氣泡。氣泡對潤滑油的影響主要在于油膜上，氣泡會破壞油膜的形成，導(dǎo)致機器得不到潤滑油的保護而造成磨損。且氣泡浮力影響了潤滑

20、油的流速。3、 垂直情況。在實驗過程中，粘度計的垂直是至關(guān)重要的，垂直條件下，可以保證潤滑油不會受到除重力外的其他外力作用。4、 恒溫浴溫度。大量實驗表明，恒溫浴對實驗結(jié)果影響很大，潤滑油的粘度會隨溫度的升高而變小，溫度如改變，則實驗數(shù)據(jù)變小，影響效果很明顯。4.4.2 運動粘度直接決定潤滑油的等級運動粘度的大小直接決定了潤滑油等級，其中主要是以100運動粘度為主，個別油以40運動粘度為主（如液壓油，320#工業(yè)用油等等）。粘度等級100運動粘度環(huán)境溫度0W3.8-40-105W3.8-35-1010W4.1-30+515W5.6-18+1020W5.6-12+1525W9.3-10+2020

21、5.6 9.3-15+25309.3 12.5-10+304012.5 16.30+405016.3 21.9+10+406021.9 26.1+15+450W-309.3 12.5-40+255W-309.3 12.5-35+3010W-309.3 12.5-30+3010W-4012.5 16.3-30+4015W-309.3 12.5-18+3015W-4012.5 16.3-12+4020W-5016.3 21.9-12+5025W-5016.3 21.9-10+50運動粘度的等級影響了潤滑油的適用環(huán)境溫度，具體見如下表格4.4.3 檢測潤滑油運動粘度的意義 由于運動粘度對潤滑油的等級

22、起決定性作用，所以對運動粘度的檢測就顯得更加的重要了。粘度適當(dāng)?shù)臐櫥湍苄纬奢^好的油膜，將機械設(shè)備摩擦部件的兩金屬表面相互隔開,從而避免金屬材料的直接接觸,起到降低機器摩擦阻力和減小部件磨損，進而有效的保護機械的磨損。小結(jié)1）潤滑油是由基礎(chǔ)油和添加劑經(jīng)調(diào)和、攪拌到一定溫度后形成成品油。2）影響潤滑油的主要理化指標(biāo)有：40運動粘度、100運動粘度、粘度指數(shù)、水分、傾點、閃點、氧化安定性、粘度指數(shù)、銅片腐蝕、抗泡性能、剪切安定性、抗乳化、空氣釋放值、最大無卡咬負(fù)荷（Pb）、燒結(jié)負(fù)荷（PD）及抗磨性能等。其中，運動粘度對潤滑油等級起決定性作用。3）潤滑油實驗過程中的主要影響因素有：水分、氣泡、垂直條件、恒溫浴等等。水分含量會影響到潤滑油與添加劑之間的溶解，水分含量過多會導(dǎo)致添加劑析出，從而影響了潤滑油的性能。氣泡的產(chǎn)生會讓潤滑油的油膜