潤滑油低溫動力黏度影響的研究

廖輝云+楊善杰+陳炳耀+潘津煉+張俊杰

摘 要： 以基礎油、功能添加劑、粘度指數改進劑、降凝劑復配而成的潤滑油作為研究對象，通過對不同復配而成潤滑油進行試驗研究，利用發動機油表觀黏度測定器對潤滑油進行低溫動力粘度檢測。試驗結果表明，影響潤滑油低溫動力粘度因素有基礎油、粘度指數改進劑、功能添加劑和降凝劑，其中基礎油對潤滑油低溫性能影響最為顯著，降凝劑對其低溫性能較小。

關鍵詞： 低溫動力黏度；基礎油；功能添加劑；粘度指數改進劑

多級潤滑油的低溫動力粘度是用冷啟動模擬實驗（CCS）來確定，CCS模擬了發動機氣缸套與活塞冷啟動的工況，與發動機的冷啟動有良好的相關性。低溫動力粘度是多級油在低溫、高剪切速率條件下所測得的內摩擦力大小的量度。在同一種低溫條件下，測出的該粘度值越小，說明機油的冷啟動性能越好。低溫動力粘度可作為預示發動機在低溫條件下能否順利啟動的粘度指標。

影響低溫啟動性的因素很多，其中很重要的一個指標是低溫動力黏度的大小，低溫粘度愈小愈易啟動[1]。低溫粘度越大，發動機在低溫運轉時的困難也越大，潤滑油到達磨擦部位所需的時間也越長，磨擦時會出現短暫的干磨擦或半液體磨擦而增加磨損。本文主要研究基礎油、功能添加劑、粘度指數改進劑、降凝劑對潤滑油低溫動力黏度的影響。

一、試驗部分

1試樣

試樣材料為基礎油（70N、150N、500N、150BS）、功能添加劑（汽油機油添加劑、柴油機油添加劑）、粘度指數改進劑（PIB聚異丁烯共聚物、OCP乙丙烯共聚物、HSD氫化苯乙烯雙烯共聚物、PMA聚甲基丙烯酸酯）、降凝劑（聚a-烯烴、烷基萘、聚酯類）等材料。

2試驗設備

試驗所采用的設備有：電子天平（精確度0.01g）；數顯恒溫磁力攪拌器；發動機油表觀黏度測定器等。

3試驗方法

①試驗標準

潤滑油的低溫動力黏度試驗按GB/T6538-2010《發動機油表觀黏度的測定冷啟動模擬機法》進行[2]。

②低溫動力黏度測定

利用200mL燒杯按質量分數分別調配100g各種油樣，在數顯恒溫磁力攪拌器的攪拌下攪拌50min，溫度保持在45℃～55℃，用移液器將油樣取足量放到發動機油表觀黏度測定器上檢測。

二、試驗結果與分析

1基礎油對潤滑油低溫動力黏度的影響

在功能添加劑、粘度指數改進劑和降凝劑加量不變，通過改變不同基礎油比列復配而成的潤滑油作為研究對象，檢測其低溫動力粘度CCS（-15℃），所示結果如表1、表2。

表2：當功能添加劑、粘度指數改進劑和降凝劑加量不變時，低溫動力粘度隨著基礎油粘度越大，其低溫動力粘度也隨之越大；由配方5、配方6和配方7可以得出，重組分基礎油用量越多，潤滑油低溫動力粘度增長越大，低溫性能越差。基礎油150BS在-15℃時，其CCS已經超出潤滑油表觀粘度測定器所能檢測的范圍，故無檢測數據。

2粘度指數改進劑對潤滑油低溫動力黏度的影響

以基礎油500N為基底，PIB、OCP、HSD、PMA為研究對象，在基底中加入不同量的粘度指數改進劑，測量其低溫動力粘度，所測結果如表3。

經試驗結果所得，粘度指數改進劑中PIB對潤滑油的低溫動力粘度影響性能最大；在基礎油基底不變、檢測溫度不變的情況下，粘度指數改進劑隨著加量越多，潤滑油低溫動力粘度越大。

3功能添加劑對潤滑油低溫動力黏度的影響

以基礎油500N為基底，汽油機油功能添加劑和柴油機油功能添加劑為研究對象，在基底中加入不同量的功能添加劑，測量其低溫動力粘度，所測結果如表4。

試驗結果所得，在基礎油基底不變、檢測溫度不變下，功能添加劑隨著加量越多，潤滑油低溫動力粘度越大。且汽油機油功能添加劑和柴油機油功能添加劑對潤滑油低溫動力粘度的影響程度相當。

4降凝劑對潤滑油低溫動力黏度的影響

在潤滑油的復配比例中，降凝劑所占比例較小，一般不超過1%，以基礎油500N為基底，聚a-烯烴、烷基萘和聚酯類降凝劑作為研究對象，在相同基底中加入不同量的降凝劑，同一檢測溫度下，測量其低溫動力粘度，所測結果如表5。

經試驗結果所得，在基礎油基底不變、檢測溫度不變下，雖然降凝劑隨著加量越多，潤滑油低溫動力粘度越大。聚a-烯烴、烷基萘和聚酯類降凝劑加量相同，其對潤滑油低溫動力粘度的影響相當。

結論

1.在潤滑油復配比例中，基礎油粘度越大，潤滑油低溫動力粘度越大；功能添加劑、粘度指數改進劑和降凝劑加量越多，潤滑油低溫動力粘度越大；基礎油對潤滑油低溫動力粘度影響尤為顯著，降凝劑對其影響較小。

2.在基礎油基底中，重組分基礎油對潤滑油影響較大，重組分基礎油占比越大，潤滑油低溫動力粘度增長越大，低溫性能越差。■

參考文獻

[1]黃文軒.潤滑劑添加劑應用指南[M]，北京：中國石化出版社，2003：124.

[2]GB/T6538-2010.發動機油表觀黏度的測定冷啟動模擬機法[S].endprint