如何为各类润滑油选择润滑油添加剂

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选择润滑油添加剂应依据油品所承受的最苛刻工况,而不是依据添加剂的类别名称。每一类添加剂弥补基础油的一项特定局限:粘度随温度变化、长时间高温后氧化,或接触压力高时磨损。为某一种油品设计的添加剂通常不能用于另一种油品,因为两种油品所面对的工况不同。

基础油在实际工况下的不足

精制基础油在温和条件下已能起到润滑作用。但用于发动机、变速箱或液压系统时,基础油会暴露出三项局限,每一项都需要一类专门的添加剂。这也回答了润滑油添加剂的作用是什么:它们弥补基础油自身无法满足的部分。

**受热后粘度变稀。**所有油品的粘度都会随温度升高而下降。油太稀,油膜变薄,两个金属表面更容易接触。油在低温下太稠,启动时油泵难以把油送到润滑点。粘度指数表示油品粘度随温度变化的幅度:指数越高,粘度越稳定。

**氧化生成沉积物和酸。**油品在高温下长期接触空气会发生氧化。氧化产物包括腐蚀金属的酸、附着在表面的油泥和漆膜,同时粘度逐渐上升。温度越高、换油周期越长,氧化越严重。

**无法承受高接触压力。**在齿轮、凸轮和轴承处,接触点的压力可能把油膜挤破。此时金属直接接触金属,表面被划伤并逐渐磨损。基础油自身没有形成替代保护层的能力。

这三项局限在不同的机器和工况下表现程度不同。因此,同一种基础油可能需要比例不同的各类添加剂。

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四类添加剂及各自的作用机理

下面四类是润滑油添加剂中主要的功能类别。每一类通过各自的物理或化学机理发挥作用,因此没有哪一类能替代另一类。

改善粘度指数——聚合物在受热时伸展,补偿粘度下降

粘度指数改进剂是溶于油中的长链聚合物。低温时,聚合物链蜷缩成团,对油的流动阻碍较小。温度升高时,链伸展开来,占据更大的体积,从而补偿基础油损失的那部分粘度。结果是油品粘度在整个工作温度范围内波动更小。

选择这一类添加剂时,需要在技术数据表(TDS)上读取该添加剂所针对的油品类型,并与机器的工作温度对照,而不是按类别名称来选。

抗磨和极压——在金属表面生成化学膜

这一类通常含有磷、硫或锌的化合物。在高温、承载的接触点,化合物与金属表面发生反应,生成一层薄膜。这层膜代替基体金属被磨损,只要油中还有添加剂,它就会不断重新生成。

抗磨用于中等载荷,极压用于齿轮等极重载荷。这两个等级使用不同的活性成分,因此应按机器的实际载荷来选择保护等级。

抗氧化——在生成沉积物和酸之前切断自由基链

油品氧化是由热和氧引发的链式反应,其产物是酸、沉积物和上升的粘度。抗氧化添加剂在这些产物在油中积聚之前切断自由基链。

添加剂在使用过程中会逐渐消耗。耗尽后,油品氧化明显加快。因此这一类决定了油品的使用寿命,对高温运行、换油周期长的机器尤其如此。

清净和分散——使杂质悬浮,防止结成硬质沉积物

这一类使细小杂质悬浮在油中,由滤清器截留,或在换油时随油排出,避免杂质聚结成油泥并附着在高温表面。

当机器在运行中产生烟炱和酸时,如内燃机,就需要这一类。

每种油品的主要损坏来源不同,因此添加剂的配比需要针对每种油品单独平衡。润滑油添加剂的产品目录也按油品类型划分,例如齿轮油添加剂和液压油添加剂。把某一种油品的配方用于另一种油品,会打破这一平衡,油品可能缺少系统所需的某项性能。

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如何对照您的油品

下面三个步骤,从实际工况出发,直到做出添加剂的选择。

步骤一——确定油品类型和最苛刻的工况

记录正在使用的油品类型(发动机油、液压油、齿轮油或其他),以及油品遇到的最苛刻工况:最高工作温度、接触点压力、换油周期、受潮或受粉尘污染的程度。最苛刻的工况决定哪类添加剂是必需的,因为油品是在承载最重的位置失效,而不是在平均工作点失效。

步骤二——按该工况选择优先的功能类别

将工况与上述四类对照。油在受热时变稀,优先选择改善粘度指数的一类。油品高温运行、换油间隔长,优先选择抗氧化。齿轮载荷重,优先选择抗磨和极压。机器产生大量烟炱和酸,优先选择清净和分散。

步骤三——选复合添加剂还是单独调配,依据是什么

润滑油复合添加剂把多类功能整合在一个预先平衡好的产品中。当油品同时需要多种功能、且成品油类型已明确时,选择复合添加剂,因为复合添加剂的供应商已经考虑了各活性成分之间的相容性。需要在 TDS 上核对该复合添加剂是为哪种油品设计的。

只需调整某一项性能时,适合单独调配。单剂添加剂包括多种聚合物和化合物,其中有聚异丁烯。聚异丁烯在具体某种油品中的作用,需要供应商确认,并在 TDS 上核对。单独调配要求调配人员自行检验其与其他添加剂的相容性。

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使用添加剂的常见错误

**加大用量,期望提高效果。**用量由供应商针对每种复合添加剂公布,复合添加剂正是在该用量下完成平衡的。超出推荐用量会打破这一平衡,而且没有依据表明效果会随用量增加。不要自行加大用量。

**混用两家供应商的两种复合添加剂。**每种复合添加剂都是单独平衡的。两者相遇时,可能争相吸附在同一金属表面,或相互反应生成沉淀。常见现象是油品浑浊、出现沉渣或滤清器很快堵塞。大批量混合前需要做相容性试验。

**把发动机油添加剂用于液压油。**每种复合添加剂是针对某一种油品的主要损坏来源平衡的,而发动机油的这一来源与液压油不同。使用发动机油的复合添加剂,意味着液压系统得到的是为另一种需求平衡的成分。液压油需要液压油添加剂,即为该系统设计的产品,并需要在 TDS 上核对该复合添加剂适用于哪种油品。

常见问题

可以往正在使用的油中补加添加剂吗?

可以,但前提是该添加剂与油中已有的复合添加剂相容,且油品尚未劣化。已严重氧化的油,补加添加剂也无法使其恢复。补加前,需要与供应商确认添加剂类型,并先做小量相容性试验。

复合添加剂和单剂添加剂有什么区别?

复合添加剂含有多类预先平衡好的功能,单剂添加剂只弥补一项性能,例如增粘添加剂。需要同时具备多种功能时,复合添加剂更省事。单剂更灵活,但调配人员要自行检验各组分之间的相容性。

加大添加剂用量能提高效果吗?

没有依据支持加大用量。供应商公布的用量是复合添加剂完成平衡的用量,超出该范围会打破各活性成分之间的平衡。想改善某项性能,应先确定还缺哪一类功能,而不是加大现有复合添加剂的用量。

结论

选择润滑油添加剂应从机器最苛刻的工况出发,因为每一类添加剂弥补基础油的一项特定局限。工作温度波动大时需要改善粘度指数,油品长时间高温运行时需要抗氧化,接触压力高时需要抗磨,产生烟炱和酸时需要清净和分散。某一种油品的复合添加剂通常不能用于另一种油品。

  • 选择添加剂类别之前,先确定最苛刻的运行工况。
  • 在 TDS 上读取复合添加剂所针对的油品类型,不要凭类别名称推断。
  • 按供应商公布的用量使用,混用两家供应商的复合添加剂前先做相容性试验。

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