中美Ⅱ型航空潤滑油規范GJB 1263與MIL-PRF-23699對比分析

孫元寶，邱貞慧

（空軍勤務學院航空油料物資系，江蘇徐州 221000）

中美Ⅱ型航空潤滑油規范GJB 1263與MIL-PRF-23699對比分析

孫元寶，邱貞慧

（空軍勤務學院航空油料物資系，江蘇徐州 221000）

研究了美軍Ⅱ型航空潤滑油MIL-PRF23699標準的發展變化情況，對比了我國Ⅱ型航空潤滑油標準GJB1263A-98與美軍MIL-PRF-2399航空潤滑油規范之間的聯系與區別，對兩者之間的主要性能指標進行了詳細分析，指出了兩者之間差異性的主要原因，對探索兩種不同標準油品在應急情況下的代用研究具有重要的意義。

航空潤滑油；對比；分析

1 中美Ⅱ型合成航空潤滑油的變化發展

航空渦輪發動機用合成潤滑油是保障現代戰機正常飛行的重要物質基礎，美軍在20世紀發展了MIL-L-7808系列航空潤滑油，該油品曾經廣泛應用于民用和軍用領域。美海軍在使用7808系列油品的基礎上，出于自身保障的需要，尤其是為了解決最初使用MIL-L-7808航空潤滑油帶來的潤滑系統出現淤渣，存在焦化物和沉淀的問題，于1963年頒布了自己的航空潤滑油MIL-L-23699規范，該規格的潤滑油稱為Ⅱ型合成油，基礎油采用熱氧化安定性更好的新戊基多元醇酯受阻酯，蒸發損失比I型潤滑油減少70%，其100℃運動黏度為5 mm2/s，使用溫度范圍是-40℃～200℃，對低溫啟動性能規定沒有MIL-L-7808嚴格，這是由于海軍和空軍所處環境不同。隨著裝備技術的發展，美軍23699系列合成航空潤滑油技術規范也在不斷更新。1997年，出臺了參考性軍用標準MIL-PRF-23699F替代了1994年版本的MIL-L-23699E；2014年，新的MIL-PRF-23699G[1]規范出臺，取代了23699F，成為目前現用的最新標準。

我國于1991年10月18日頒布了GJB 1263-91《航空渦輪發動機用合成潤滑油》[2]，并于1992年6月正式實施。該標準主要性能符合MIL-L-23699 C，與法國埃索2380性能相當，屬于Ⅱ型中等黏度的航空潤滑油[3，4]。該油以三羥基丙烷酯及己二酸三羥甲基丙烷己二酸酯的混合物為基礎油，并加有抗氧、抗腐蝕、抗磨損等添加劑制成，為紅褐色透明液體，具有優良的熱氧化安定性、黏溫性、貯存安定性和抗腐蝕抗磨性能，該標準自出臺以來，一直未進行更新。目前的代表性油品為石油化工研究院生產的4050號合成航空潤滑油。從標準體系的傳承來說，我國GJB 1263與美軍的23699系列合成航空潤滑油存在著相當密切的關系，但由于我國標準更新速度較慢，與美軍的最新標準要求相差較大。

2 美軍標MIL-PRF-23699G與MILPRF-23699F變化分析

美軍MIL-PRF-23699G于2014年頒布，取代了1997年頒布的MIL-PRF-23699F。該規范共包括了四種不同等級的航空發動機潤滑油，主要用于要求在100℃時運動黏度為5 mm2/s的航空發動機用潤滑油，其主要成分為由新戊基多元醇酯，其中四種油品北約代號分別為 O-152（C/I，腐蝕抑制型）、O-154（HTS，高熱安定型）、O-156（STD，標準型，不含腐蝕抑制劑）和O-167（EE，增強酯型）。相對于F版本，G版本增加了一類酯增強型航空潤滑油。

從標準內容的主要變化來看，在主要性能指標上變化不大，但由于新標準中增加了EE型航空潤滑油，部分指標對這一油品做了單獨的要求，如在總酸值的控制上，EE型航空潤滑油要求不大于0.75 mgKOH/g，小于其他3種1.0 mgKOH/g的要求；在G版本中，高熱安定型和酯增強型具有相同的熱安定性方面的要求，標準型和腐蝕抑制型則執行同一要求。在微量金屬含量要求方面，G版本多了一項硼元素含量測定；在錫的含量測定方面，由于測定方法有所改變，量值由2調整到11，但這僅是由于測量方法不同造成的，不代表標準要求的放寬。此外，G版本相對于F版本一個重要的變化是對于新增加的酯增強型潤滑油單獨在橡膠相容性測定方面做了規定，分別要求測定SAE AMS3217/5（150 ℃）、氟碳橡膠 SAE AMS7276（175 ℃）和氟碳橡膠SAE AMS-R-83485（175℃）在不同時間條件下的性能變化特性，F版本無此要求，體現了美軍對于新型油品可能與發動機密封件相接觸時物理性能變化范圍的嚴格要求。除此之外，兩個版本并無大的變化。

3 美軍標MIL-PRF-23699G與GJB1263-91對比分析

我國目前按GJB 1263-1991《航空渦輪發動機用合成潤滑油》標準研制生產的高溫合成航空潤滑油代表性油品為4050號合成高溫航空潤滑油，其主要性能指標參考了美軍標準MIL-L-23699 C標準。從標準體系的傳承性來看，美軍的MIL-L-23699標準已經發展到了G版，而我國的GJB1263現在仍是沿用20世紀90年代初的標準，兩者在主要內容體系上是相同的，但由于美軍武器裝備的發展和材料工藝者的調整，對發動機潤滑油的性能變化也一直在進行微調，導致兩者之間也存在一定的差異，主要如下。

3.1 油品分類

美軍MIL-PRF-23699G規定的油品共分四種類型，主要是考慮油品應用的不同場合和使用條件要求而規定，其中的EE（酯增強型）型為新增加品種，主要是為了進一步提高油品的高溫使用性能。目前我國的GJB1263-91規定的油品仍為一種，沒有進一步的細分。可以看出，美軍對于航空潤滑油的高溫性能越來越重視，通過改進基礎油和添加劑等手段進一步提高油品的抗高溫氧化安定性[5]。

3.2 外觀方面

我國GJB 1263系列航空潤滑油要求透明，無懸浮物和其他雜質，但在MIL-L-23699G中對此不做要求，但增加了“首次生產運行穩定性測試要求”。由于美軍的油品生產廠家對生產環節的進行了嚴格的質量控制，新生產的油品出現雜質的可能性幾乎沒有。

3.3 酸值方面

國產GJB 1263系列航空潤滑油要求油品的酸值不大于0.5 mgKOH/g，而MIL-L-23699G則要求油品的總酸值是不大于1.0 mgKOH/g，后者主要是對相對于我國標準要求較為寬松，這主要是由于兩國對于油品的高溫性能和腐蝕性能之間的平衡要求側重點不同。一般油品尤其是酯類油品在高溫條件下容易出現氧化結焦，導致油品的酸值增大，即使不斷調整添加劑的配方，也是酯類油品所無法避免的[6，7]。

3.4 運動黏度

在運動黏度方面，在100℃運動黏度要求相同，均為4.90 mm2/s～5.40 mm2/s；40℃運動黏度要求相差較大，我軍GJB 1263要求40℃運動黏度不大于30 mm2/s，而美軍MIL-L-23699G則要求不小于23 mm2/s，差異較大；-40℃時的運動黏度要求相同，均為不大于13 000 mm2/s。40℃運動黏度的差異主要原因是美軍該油品主要用于艦載機，考慮到常溫啟動時甲板的溫度條件，應當具有一定的黏度保證油品的潤滑性能，而我國在當時條件下則沒有這樣的客觀條件要求。

3.5 儲存安定性

在儲存安定性方面，我國標準重點強調要在-18±2.5℃條件下進行42 d（6周）和在24±5℃條件下進行儲存實驗，要求無結晶，無分離或凝膠現象，符合全部出廠檢驗項目要求；美軍標準在23699F標準中的要求與我國標準類似，但多了一項在-40℃～60℃條件下進行為期3年的儲存實驗，而在23699G版本中，對此項要求由3年改為1年，這是兩者之間的主要差異。

3.6 摩擦學性能

減少機械部件的摩擦和磨損是航空潤滑油最重要的作用，其摩擦學性能的好壞直接影響到油品的關鍵質量指標。在我國標準中，規定了油品要進行四球實驗，要求對油品的PB值、PD值、ZMZ值和D值進行檢測并報告檢測結果。四球機實驗是用來檢測油品的潤滑性和抗摩擦性能，我國在外場使用前不進行檢測，只要求在出廠時檢測。在23699G中，美軍對此進行了詳細的要求，要求對生產的航空潤滑油進行臺架實驗，并對實驗中齒輪承載性能、軸承沉積、模擬實驗、軸承腐蝕等相關指標進行了詳細的規定。

3.7 微量元素含量

油品中的微量元素含量可以有效評價油品對潤滑部位保護作用的好壞。在微量元素含量檢測方面，美軍在23699G版本中要求非常嚴格，用兩種（RDE-AES和ICP-AES）發射光譜法進行微量元素的測量，測試的種類也由12種增加到14種，我國標準中則為12種，缺少了硼、錫兩種元素含量的測定要求；此外在微量元素的含量要求方面，也存在一定的不同，有的是由于兩國對發動機材料組成要求而導致的，也有的是因為不同的測試手段本身對同一元素的檢測靈敏度不同造成的差異。

3.8 高溫氧化安定性與腐蝕

美軍在23699G版本中，增加了一類新型油品，目的就是使之適應溫度更高條件下的潤滑與防護，因此，在標準中尤其強調油品的高溫性能。在274℃條件下進行氧化安定性與腐蝕實驗中，美軍MIL-L-23699G標準與我軍標準要求一致；在進行175℃、204℃和218℃氧化腐蝕實驗時，美軍標準中將四種油品劃分為兩組進行要求，尤其在218℃時，對HTS和EE型兩種油品，美軍要求運動黏度和總酸值的變化不超過60%和10 mgKOH/g，我軍無此分類要求，且只要求檢測后報告即可。

3.9 橡膠相容性實驗

由于美軍飛機材料制造技術不斷發展，各種新型橡膠不斷地被應用于飛機部件的制造及密封中，所以美軍高度重視橡膠相容性實驗，這也是23699G與23699F之間存在的一個重要區別。在橡膠相容性的測度要求中，美軍MIL-L-23699 G標準規定比我軍GJB 1263標準嚴格，除了對常規的硅橡膠進行相容性實驗外，還特別針對氟碳橡膠增加多項檢測內容，體現了美軍裝備發展對油品要求的不斷改進。

4 小結

通過對比可以看出，在我軍GJB 1263-1991《航空渦輪發動機用合成潤滑油》涉及的18項指標中，有11項與美軍MIL-L-23699標準要求完全相同，而美軍標準現在已經發展到了24項（F版本為18項），要求也更加細致，貼近裝備發展實際。Ⅱ型航空潤滑油相對于Ⅰ型航空潤滑油主要差別在于能夠適應更高溫度條件下的發動機潤滑保護[8]。從國內外各型飛機及其發動機研究發展的趨勢來看，航空發動機潤滑系統面臨著更加嚴苛摩擦條件、更高的回油溫度，因此，無論如何改進航空潤滑油的配方體系，現有的酯類體系的使用潛力已經基本上被挖掘殆盡，要進一步提高航空潤滑油的高溫性能只有研究使用新的基礎油，如PAO等。但以酯類為基礎油的Ⅱ型航空潤滑油在目前還有較大的使用市場和空間，可以用于對回油溫度要求不是特別高的潤滑場合[9]。從我國GJB 1263-91《航空渦輪發動機用合成潤滑油》的標準內容來看，與國外標準相比，更新速度偏慢，部分內容與現有航空裝備不能很好地適應。因此，有關部門應當及時組織力量，對相關內容標準應當進行修訂，尤其要注重油品高溫條件下的氧化與腐蝕防護作用的發揮，以更好地促進新油品的研究與開發，為我國航空事業提供更扎實的油料保障。

［1］美國軍用標準.MIL-PRF-23699G，航空渦輪發動機合成潤滑油性能規范［S］.2014.

［2］中華人民共和國國家軍用標準.GJB 1263-91，航空渦輪發動機用合成潤滑油［S］.1991.

［3］張丙伍，孫丁偉，等.航空潤滑油規格發展概述［J］.潤滑油，2010，25（5）：1-4.

［4］朱旭斌.美軍標性能規范淺析［J］.航天標準化，2012，（1）：9-11.

［5］王平.燃氣渦輪航空發動機與發動機油規格［J］.潤滑油，2009，24（4）：5-11.

［6］王貽全，梁宇翔.多元醇酯基礎油性能-結構關系研究及在航空潤滑油中的發展概述［J］.潤滑油，2014，29（3）：33-38.

［7］費逸偉，郭峰.酯類航空潤滑油基礎油簡介［J］.山東化工，2015，44（8）：106-108.

［8］姜會澤，費逸偉.酯類潤滑油的結構對性能影響研究［J］.當代化工，2015，44（7）：1570-1572.

［9］吳森，徐健.軍用高性能航空潤滑油發展趨勢研究［J］.潤滑油，2015，（3）：5-7.

Comparative analysis of typeⅡaviation engine oil accord with standards of GJB1263 and MIL-PRF-23699

SUN Yuanbao，QIU Zhenhui
（Air Force Logistics College，Aviation Oil and Material Department，Xuzhou Jiangsu 221000，China）

Researched development of the typeⅡaviation engine oil used in US military,comared the typeⅡaviation engine oil accord with the standards of GJB 1263 and MIL-PRF-23699,the differences and relations between in the two standards were discussed amply,and the results can be very important in the applied fields to substitute one oil for another.

aviation engine oil；comparative；analysis

TE626.34

A

1673-5285（2017）08-0146-04

10.3969/j.issn.1673-5285.2017.08.034

2017－07-20

孫元寶，男（1976-），博士，空軍勤務學院教員，研究方向為航空油料應用與油品分析，郵箱：sunyb_214@163.com。