潤滑油性能下降影響因素分析與預防措施

曹飛

摘 要： 潤滑油性能下降或變質會導致發動機零件的加速磨損，對引起潤滑油性能下降的影響因素進行了分析，提出了預防措施，以延長發動機使用壽命。

關鍵詞： 發動機;潤滑油;影響因素;預防措施

中圖分類號： S218? ? ? ? ?文獻標識碼： A

doi：10.14031/j.cnki.njwx.2020.10.042

0 引言

發動機的機件在高溫、高壓和高速狀態下工作，工作條件惡劣，對發動機潤滑油的使用性能要求很高。但是隨著使用時間的增長，潤滑油的品質會下降，甚至會變質。潤滑油在使用中性能下降、變質是不可避免的，但是對潤滑油性能下降、變質的速度而言，從影響因素看，除本身所具有的品質外還受到外部條件的影響。因此，采取相應的措施，是可以降低潤滑油變質的速度，延長其更換周期。這對節約潤滑油，降低發動機磨損延長使用壽命，提高經濟效益具有重要意義。

1 發動機潤滑油的主要性能指標

發動機潤滑油（也稱為機油）在發動機中循環流動，起到了減少動配合表面的摩擦磨損，帶走摩擦熱及磨損產物，起到冷卻、凈化、防氧化腐蝕和密封摩擦表面的作用。發動機對潤滑油使用性能要求比較苛刻，作為發動機使用的潤滑油需要具有以下性能。

（1）潤滑性。潤滑性是指發動機在各種狀態下工作，潤滑油都必須達到使用要求，都要具有良好的降低摩擦、減緩磨損和防止金屬燒結的能力。因此，潤滑油中要添加油性添加劑和抗極壓添加劑。

（2）黏度。液體在外力作用下移動時液體分子間產生內摩擦力的性質，稱為黏度。黏度還表示油膜厚薄的程度。對于潤滑油來說隨著環境溫度、工作溫度、機械負荷和轉速的變化，對黏度有著不同的要求。黏度是機油的主要指標，也是機油分類選用的依據。黏度必須適中，黏度過大時，發動機啟動困難，啟動時易出現干摩擦或半干摩擦，多消耗能量，降低發動機功率，加大汽缸磨損，冷卻和清潔作用也會降低。黏度過小時，無法形成足夠厚的潤滑油膜，機件得不到正常潤滑，加大磨損，同時機油的密封性能降低，消耗量增大。潤滑油膜過薄還容易讓油液過早的氧化。如使用的是單級黏度機油，在保證發動機正常潤滑的前提下，應盡量選擇黏度低一些的機油，以保證熱機后的潤滑效果。

（3）黏溫性。機油黏度隨溫度變化，溫度升高黏度變小，溫度降低，黏度增大。油液這種因溫度升降而改變黏度的性質稱為黏溫性。普通潤滑油的這種特性正好和發動機對機油的要求相反。機油黏溫性指數愈高，機油黏度隨溫度變化就愈小。因此黏溫性指數高的機油符合發動機特性需要。實際上機油諸多指標中最重要的指標就是黏溫性。好的黏溫性可以保證良好的潤滑效果和啟動性能，可以防止油液過早的氧化。

（4）凝點。受冷后，機油開始失去流動性的溫度為機油凝點。機油的凝點過低，影響發動機冷車時的啟動性能和冷車時潤滑性能。

（5）抗氧化安定性。發動機潤滑油與氧相互作用反應生成氧化產物，改變其物理和化學性質的過程，稱為發動機潤滑油氧化。機油氧化速度主要取決于機油的化學組成、溫度以及與空氣接觸面積的大小和金屬的催化作用。溫度越高，油層越薄，機油抗氧化安定性越差，產生的膠質就越多。發動機潤滑油應具有良好的抗氧化安定性。

（6）抗腐蝕性。發動機潤滑油抵抗腐蝕性物質對發動機金屬零部件腐蝕的能力，稱為發動機潤滑油的抗腐性。發動機潤滑油應具有良好的抗腐性。發動機潤滑油抗腐性的評定指標是中和值或酸值，同時還要進行相應的潤滑油試驗。

（7）抗泡沫性。發動機潤滑油消除泡沫的性質稱為發動機潤滑油的抗泡沫性。泡沫會造成穴蝕、氣阻，造成供油不足等，所以要求發動機潤滑油要有良好的抗泡沫性。

（8）灰分。機油在規定條件下燃燒后所留下的未燃燒物質，即在相當高的溫度下不能揮發和燃燒的物質叫灰分。灰分會增加發動機的積碳，增大發動機的磨損。

2 潤滑油性能下降影響因素

（1）溫度。潤滑油是烴的混合物，主要有芳香烴、環烷烴、烷烴，在常溫下是比較安定其指標無明顯的變化，但是在高溫下潤滑油所含的各類烴中，烷烴的抗氧化安定性最差，環烷烴次之，芳香烴最不容易氧化。但芳香烴的碳氫比大，不易完全燃燒，易產生積碳，占比也不能過高。這些烴在發動機工作中不斷受熱和氧化并進一步縮合，結果生成不溶于油中的氧化產物，主要是瀝青質，粘塞于活塞與汽缸間，容易形成漆膜，造成黏環和拉缸。潤滑油高溫氧化后流動性變差，發黏、產生積碳、漆膜和油泥，使發動機的進氣門密封不良，潤滑油濾清器堵塞，加大油泵運行阻力，嚴重時還會造成機油限壓閥卡滯。

（2）水分。為了提高潤滑油的使用性能，在其中添加有多種添加劑，清凈分散劑是其中一種。主要功能類似磁力的排斥作用，防止潤滑油中微細雜質聚成較大的顆粒以油泥、積碳和漆膜的形式沉積到金屬表面。清凈分散劑能將氧化膠狀物、積碳等變成微小顆粒懸浮在機油中，而不是沉積在金屬表面，然后通過機油濾清器濾掉。而機油中的水分會使這種清凈分散劑失效，使機油變成了乳化液，破壞了油膜，從而加速機油的氧化。當水分達到1%時，機件磨損將加快2.5倍。潤滑油中的水分主要來自汽缸下部阻水圈損壞或汽缸墊損壞、汽缸蓋或機體有裂紋、汽缸蓋緊固螺栓擰得不緊等，都會引起冷卻水進入油底殼的機油中。

（3）柴油。柴油進入油底殼后，機油濃度變稀薄，黏度會明顯下降，各摩擦表面不能保持良好的油膜，機件得不到正常潤滑，增加磨損。另外，柴油的凝固點高，導致潤滑油傾點上升，低溫下（在高于潤滑油正常凝固溫度時）凝固，發動機無法泵送機油，摩擦表面處于無油潤滑的狀態。潤滑油被柴油稀釋原因有：冷啟動多次啟動不成功、汽缸與活塞的配合間隙過大、燃油噴入汽缸的時間不正確、燃燒不完全，導致未燃燒的柴油會延汽缸壁流入油底殼;噴油泵或輸油泵等供油系統機件磨損使柴油漏入油底殼;一些機型的噴油泵安裝在齒輪室殼上，當柱塞磨損嚴重，在壓油時部分柴油順柱塞和柱塞套間隙向后滲漏，進入齒輪室，最后歸于油底殼，便會使機油增多。