界面闪温对ZDDP反应膜生成特性的研究

二烷基二硫代磷酸锌(ZDDP)作为最常见的发动机润滑油添加剂,通常认为ZDDP摩擦膜在较高的宏观环境温度下产生,而忽视了局部区域的闪温变化对于膜生长的影响.本文作者结合应力促进的热活化理论和润滑界面闪温计算模型,以球-盘滑滚摩擦试验研究为主,进行了界面闪温对ZDDP摩擦膜生成特性的分析.在载荷和环境温度恒定的条件下,计算了不同界面滑滚比的闪温大小与分布,采用球-盘试验测得了常温下不同滑滚比的ZDDP润滑剂摩擦系数变化趋势,并与计算得到的闪温模型对照,得到闪温对ZDDP反应膜生长的影响规律;为了改善ZDDP薄膜导致的高摩擦,测试了硬脂酸钙与ZDDP的协同减摩效果.结果表明:界面闪温的升高同样可以促进一定厚度的ZDDP摩擦膜生长;硬脂酸钙润滑剂与ZDDP共同生成的边界膜可以有效地降低ZDDP带来的高摩擦力,可以用于改善ZDDP摩擦膜的摩擦性能.

边界润滑下硬脂酸盐的摩擦性能分析

边界润滑通常具有较高的摩擦系数,无法形成稳定的油膜,目前主要通过添加剂生成边界膜来改善边界润滑特性。针对边界润滑下的高摩擦系数,试验了几种可以有效降低边界摩擦系数的硬脂酸盐摩擦改进剂,采用球-盘滑滚摩擦试验台测试了硬脂酸盐边界润滑的Stribeck曲线,并结合Eyring模型理论分析了其润滑机理;测量了不同质量分数硬脂酸钙润滑剂在不同载荷和不同滑滚比下的摩擦性能。结果表明:几种硬脂酸盐极大地降低了边界润滑的摩擦系数,且Stribeck曲线都呈现出边界摩擦系数随着滑动速度而增加的现象,这是因为边界膜分子突破相邻分子的势能壁垒从而滑动所需要的能量与速度的对数成正比。对减摩效果最佳的硬脂酸钙进一步试验发现,载荷和浓度等参数对于硬脂酸钙润滑剂的影响较小,这说明形成的硬脂酸钙界膜比较稳定,可以有效地隔开球和盘接触面的粗糙峰。本研究丰富了摩擦界面边界摩擦系数的调控方法。