低溫流動性是指潤滑油在低溫下維持正常流動的能力模鹿,是潤滑油一項重要的使用性能。在低溫環(huán)境下,流動性差的潤滑油對發(fā)動機啟動挚雾,機械磨損赔膳,潤滑系統(tǒng)散熱及清潔等方面均會帶來負面影響。
1潤滑油低溫流動性的重要意義
潤滑油的低溫流動性是指潤滑油在低溫下使用能否維持正常流動的能力钩氓。低溫流動性是潤滑油一項重要的性能诸谨,尤其對于嚴寒地區(qū)潤滑油的選用極為重要。
潤滑油低溫流動性對其使用的影響主要體現(xiàn)在以下幾個方面:
(1)對發(fā)動機啟動的影響
潤滑油的低溫流動性差會造成機械設(shè)備在低溫下啟動困難织刹。一般來說颖脸,潤滑油黏度越小越有利于機械設(shè)備啟動。但在低溫條件下佛岛,潤滑油的黏度大幅增加翩赐,工作阻力增大,容易造成機械設(shè)備啟動困難键袱。資料顯示燎窘,一般活塞式發(fā)動機啟動時潤滑油的黏度不超過7600 mm2/s,齒輪傳動裝置啟動時潤滑油的黏度不超過162 000 mm2/s蹄咖,因此嚴寒地區(qū)應(yīng)當(dāng)注意選用低溫流動性較好的潤滑油來保證發(fā)動機的啟動褐健。
(2)對機械磨損的影響
低溫下潤滑油的黏度增大,流動性變差澜汤,潤滑油輸送到摩擦表面的時間延長蚜迅,摩擦表面之間直接接觸的可能性增加,機械磨損也相應(yīng)增加俊抵。低溫流動性不足的潤滑油在使用過程中流動緩慢甚至凝固慢叨,使得機械摩擦部件處于缺油狀態(tài),磨損更加劇烈务蝠。
發(fā)動機三分之二的磨損來自于啟動階段拍谐,若潤滑油的低溫流動性差,發(fā)動機在低溫下啟動困難馏段,再次啟動時磨損也會增大轩拨。
(3)對潤滑系統(tǒng)的影響
低溫下潤滑油黏度增加,流動阻力變大亭颈,會造成低溫潤滑系統(tǒng)供油困難婚廷。為了提高潤滑油的供應(yīng)量,潤滑系統(tǒng)的壓力也會增大悠蹬,當(dāng)壓力增大到一定程度時可能損壞潤滑系統(tǒng)中的管路接頭等部件藏苫。
(4)其他影響
除了潤滑,潤滑油還擔(dān)負清潔跛拌、散熱﹑密封及減振等作用信炬。低溫流動性差的潤滑油在低溫潤滑系統(tǒng)中的循環(huán)速度變慢铆性,這一方面會減慢潤滑部位的冷卻散熱速度,使摩擦部件出現(xiàn)局部高溫移蔼;另一方面不利于及時清潔產(chǎn)生的金屬磨屑跨溺、積炭及油泥等,對潤滑油的使用帶來一定的負面影響备饭。
2 潤滑油低溫流動性差的原因
潤滑油在低溫下失去流動性的主要原因可分為兩個方面惩投,一是黏度增加導(dǎo)致的黏溫凝固;另一個是蠟結(jié)晶造成的結(jié)構(gòu)凝固幼健。
(1)黏溫凝固
溫度對潤滑油黏度的影響非常明顯兄存,如20號航空潤滑油在10 ℃時的黏度是50℃黏度的20倍。在低溫下卑雁,潤滑油分子的動能降低募书,分子間的距離減小,吸引力增大序厉,從而使黏度增加锐膜,這種在低溫下因潤滑油黏度過高導(dǎo)致潤滑油失去流動性的現(xiàn)象被稱為黏溫凝固毕箍。此時潤滑油并非是真正凝結(jié)成固體弛房,而是黏稠的膏狀,表觀上表現(xiàn)為不能流動。
潤滑油的黏溫凝固與潤滑油本身的黏度以及黏溫性能有關(guān)。對于高黏度油旋喊,由于其本身具有較高的黏度磨镶,在低溫下更容易因黏度過大而失去流動性。
潤滑油的黏溫性能也對其黏溫凝固有重要影響羞媳,黏溫性能好的潤滑油,黏度隨溫度的變化較緩,可在一定程度上緩解潤滑油“凝固”顽耳。
(2)結(jié)構(gòu)凝固
潤滑油中的蠟在低溫下會結(jié)晶析出,首先產(chǎn)生少量極細微的結(jié)晶汹涯,隨著溫度進一步下降今捕,結(jié)晶數(shù)量增多并連成三維網(wǎng)狀骨架結(jié)構(gòu),將潤滑油吸附在網(wǎng)狀骨架內(nèi)片侧,使?jié)櫥褪チ鲃有韵V洌@種現(xiàn)象稱之為結(jié)構(gòu)凝固。結(jié)構(gòu)凝固時潤滑油也并非全為固體微悬,而是處于固液相共存的混合狀態(tài)顺良。
潤滑油結(jié)構(gòu)凝固主要與組分中的蠟有關(guān)。潤滑油中的蠟為長碳鏈的正構(gòu)烷烴沙诅、異構(gòu)烷烴以及長側(cè)鏈的環(huán)烴等些栅,凝點高且與其他烴的相容性低祥扒,低溫下容易結(jié)晶析出,形成網(wǎng)絡(luò)骨架結(jié)構(gòu)臊耳。
在潤滑油生產(chǎn)中盡量地除去蠟成分是減少結(jié)構(gòu)凝固的重要方法疾隙,在潤滑油中添加降凝劑也可在一定程度上破壞結(jié)構(gòu)凝固,從而改善潤滑油的低溫流動性颈侈。
3潤滑油低溫流動性的評定指標
潤滑油低溫流動性的評定指標主要涉及凝點鸯两、傾點、低溫黏度以及邊界泵送溫度长豁。
(1)凝點
潤滑油的凝點表示潤滑油失去流動性的卓越溫度钧唐。潤滑油的凝點按照《石油產(chǎn)品凝點測定法》:GB/T 510—1983(1991)方法進行測定。
潤滑油一般為混合物匠襟,并沒有明顯的凝固溫度钝侠,到達凝點時,仍同時包含了固態(tài)和液態(tài)的組分酸舍,并非完全凝固帅韧,因而凝點只是定性地反映潤滑油低溫流動性的好壞。
潤滑油的※低使用溫度應(yīng)比凝點高5℃~7 ℃啃勉。
(2)傾點
潤滑油的傾點是指在規(guī)定條件下忽舟,被冷卻的潤滑油能夠流動的※低溫度,按照《石油產(chǎn)品傾點測定法》:GB/T3535—1983(1991)方法進行測定淮阐。
凝點和傾點都是潤滑油低溫性能的評價指標叮阅,通常傾點比凝點高2 ℃~3 ℃,潤滑油的低溫性能常選其中一項進行測定泣特。
(3)低溫黏度
凝點和傾點只能定性地反映潤滑油低溫流動性的好壞浩姥,而潤滑油在低溫下的流動性究竟如何,則通常采用低溫黏度來表示谆威。
低溫黏度與機械設(shè)備的潤滑狀態(tài)息息相關(guān)簸眼。對于航空渦輪發(fā)動機而言,在低溫條件下婉饼,如果潤滑油黏度達到5000 mm2/s時就難于噴射疤削,供油緩慢,黏度達到11 000 mm2/s時人蕊,發(fā)動機啟動困難葬聘,而當(dāng)黏度達到20 000 mm2/s時,潤滑油就會停止流動锤镀。因此赖相,為了保證航空發(fā)動機能夠安全可靠地運行,通常對航空潤滑油的低溫黏度都有要求手索,例如美軍《航空渦輪發(fā)動機合成潤滑油性能規(guī)范》:MIL一L-23699C標準就規(guī)定航空發(fā)動機油-40℃運動黏度不大于13 000 mm2/s钳骚。
測定潤滑油黏度的方法較多酣婶,常用的有《石油產(chǎn)品運動黏度測定法和動力黏度計算法》:GB/T265—1988(2004)方法。該方法采用毛細管黏度計貌嫡,用于測定常溫黏度及低溫黏度比驻,但測定的潤滑油必須是牛頓流體。
對于多級油以及在低溫下會出現(xiàn)固相的潤滑油岛抄,其流變特性為非牛頓流體别惦,毛細管黏度計法不再適用,此時應(yīng)測定其表觀黏度來表征潤滑油的流動性夫椭。
潤滑油的表觀黏度通常采用旋轉(zhuǎn)黏度計來測定掸掸,國內(nèi)是用《發(fā)動機油表觀黏度測定法(冷啟動模擬機法)》:GB/T6538——2000方法進行測定,國外是用《發(fā)動機潤滑油低溫表觀黏度測定法(冷啟動模擬機法)》:ASTM D2602方法進行測定蹭秋。
(4)邊界泵送溫度
潤滑油剛開始流動時所需的剪切應(yīng)力稱為屈服應(yīng)力扰付,將能使?jié)櫥土鞯綖V網(wǎng)入口的※大屈服應(yīng)力稱為臨界屈服應(yīng)力。一般認為潤滑油的屈服應(yīng)力應(yīng)小于35 Pa仁讨,超過臨界屈服應(yīng)力時空氣可能進入油泵造成油壓不穩(wěn)羽莺。在一定剪切速率下,潤滑油能順利流到油泵的※大黏度稱為臨界黏度洞豁,一般發(fā)動機油的臨界黏度應(yīng)小于30 Pa·s才能保證油泵正常供油盐固。發(fā)動機油規(guī)范中將潤滑油達到臨界屈服應(yīng)力(35 Pa)或臨界黏度(30 Pa·s)的溫度稱為邊界泵送溫度,在該溫度以上油泵才能將潤滑油連續(xù)順利地輸送到潤滑系統(tǒng)中播窒。
我國邊界泵送溫度按照《發(fā)動機油邊界泵送溫度測定法》:GB/T9171——1988方法進行測定硫忆,該方法等效于《發(fā)動機潤滑油邊界泵送溫度測定法》: ASTM D3829方法筷资。
潤滑油邊界泵送溫度測定主要針對內(nèi)燃機潤滑油挨这,其他潤滑油通常不要求測定邊界泵送溫度。
(昆聯(lián)工業(yè)潤滑油 )
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