超低剂量CI-415W-40柴油机油的研制及应用

基于我国社会经济和汽车工业的发展现状,未来一段时间内,市场中高、中、低档柴油机油将保持并存的局面,CI-4柴油机油仍是市场的主体,占有30%以上的份额。因此,为提高CI-4柴油机油性价比,优选以性能优异的金属清净剂、无灰分散剂和抗氧抗腐、抗磨剂等研制的复合剂,以8.3%的加剂量应用于适宜的基础油中,所调制的CI-415W-40柴油机油通过了Mack T-8E、Cat.1K、Cat.1P、程序ⅢF、Mack T-12、RFWT、EOAT和Cummins ISM等发动机台架试验,产品质量满足API CI-415W-40柴油机油标准的要求,并可实现6万km换油。

柴油机油抗烟炱磨损性能研究

尾气后处理装置(EGR)的采用使柴油机油中的烟炱含量明显增加,对油品的烟炱分散和抗烟炱磨损等性能要求更加苛刻。通过四球试验和SRV缸套磨损试验考察几种添加剂单剂及其相互复配后在柴油机油中的抗烟炱磨损性能,筛选出较好的抗烟炱磨损评价方法和最佳的添加剂配方组成。结果表明:酸性磷酸酯铵盐与氨基甲酸酯复配可明显改善柴油机油的抗烟炱磨损性能;SRV缸套磨损试验更适用于评价柴油机油的抗烟炱磨损性能。

SRV模拟试验与Mack T-9台架试验的相关性研究

柴油发动机新技术使润滑油中烟炱的含量大大增加,Mack T-9发动机台架试验是ASTM标准中用来评价烟炱对发动机造成的磨损,但其评价时间超过500 h,不利于柴油机油的快速筛选。为了提高新开发柴油机油的筛选效率,利用SRV模拟试验评定Mack T-9台架试验柴油机油的抗磨性能,对两者之间的相关性进行研究。试验结果表明:选取与烟炱碳质结构相似的炭黑,SRV润滑油极压试验NB/SH/T 0882-2014与Mack T-9发动机台架试验表现出较好的关联性,该方法可以在一定程度上预测油样的Mack T-9柴油发动机台架试验结果。

悬浮碳烟微粒对柴油发动机磨损的影响

进入机油的碳烟微粒增多是现代低排放车用柴油发动机突出问题。探讨了碳烟微粒对发动机各摩擦副磨损的影响 ,分析了碳烟微粒的磨损机制 。

一种抗磨型烟炱分散剂的研究

为满足高级别柴油机油配方开发的要求,合成一种含芳胺和钼的抗磨型烟炱分散剂,通过烟炱分散试验、烟炱磨损试验和减摩性能试验考察评价其性能。结果表明,该分散剂不仅具有很好的烟炱分散性能,还具有优异的抗烟炱磨损性能。

利用四球机考察含烟炱柴油机油的抗磨损性能

高档柴油机油研发中,烟炱引起的磨损是要解决的关键问题之一。该研究采用炭黑作为烟炱模拟物,加入试验油获得了被烟炱污染的柴油机油,以模拟实际发动机试验过程中产生的含烟炱油。并且利用四球磨损试验机为平台,研究建立了模拟试验方法,考察了含烟炱柴油机油的抗磨损性能。结果表明:方法能够有效区分含烟炱柴油机油的抗磨损性能,对不同类型分散剂和黏度指数改进剂在含烟炱柴油机油中的抗磨损性能具有较好的区分性,试验方法有较好的重复性,可以帮助高档柴油机油的研发。

柴油烟炱的表征及其作为润滑油添加剂的摩擦磨损性能

烟炱是燃烧不充分的产物,成分复杂,它会对润滑油的使用性能产生重要影响。采用TEM、XRD、FT-IR、Raman多种分析技术对柴油烟炱的物化性能进行表征,并采用UTM-2摩擦磨损试验机研究了添加质量分数0.01%柴油烟炱的润滑油在不同温度下的摩擦学性能。结果表明,装载机烟炱(Soot A)、水泥罐车烟炱(Soot B)和推土机烟炱(Soot C)3种柴油烟炱样品的粒径大小相近;在基础油中添加质量分数0.01%柴油烟炱后,能够显著改善润滑油摩擦磨损性能,尤其是100、175℃时效果明显;3种柴油烟炱具有相似的减磨特性,但减磨程度略有差别。

Mack T-11发动机试验后油品的分析

对两种柴油机油在Mack T-11发动机试验后的油样进行分析。结果表明:在Mack T-11发动机试验中,随着烟炱含量的增加,烟炱颗粒的粒径逐渐增大;分散性能较差的油品,烟炱颗粒不断聚集,粒径明显变大,导致油品黏度大幅增加,同时磨粒磨损加剧;对于带EGR系统的Mack T-11发动机试验,油品需具备足够的碱值,以中和EGR系统带来的酸性气体。

Mack T-9台架试验柴油机油中烟炱的物理化学性质分析

新型柴油机技术使润滑油中烟炱的含量越来越高,润滑油中的烟炱与柴油发动机的磨损和正常运行密切相关。Mack T-9发动机台架试验是ASTM标准中用来评定柴油发动机油对因烟炱引起的活塞环、气缸衬里、轴承磨损的保护能力的试验之一。以Mack T-9台架为研究对象,分析了8种柴油机油中烟炱的理化性质,探索了烟炱对润滑油抗磨性能的影响。结果表明,初始烟炱颗粒是由约十几个1.789nm大小微晶组成,并依靠范德华力聚集形成200~300nm的烟炱聚集颗粒存在于润滑油中;台架试验中抗磨性能较好的油样,大粒径的烟炱聚集颗粒较少,其分散性能较好,试验分析结果可为高档柴油机油的研究开发提供基础数据支持。

柴油发动机碳烟对缸套/活塞环摩擦学性能影响的研究

通过SRV IV摩擦磨损试验机考察了柴油机碳烟对柴油机缸套/活塞环摩擦副摩擦磨损性能的影响,借助扫描电子显微镜及能谱仪、三维表面形貌仪和拉曼光谱仪探讨了碳烟颗粒的摩擦学作用机理.结果表明:碳烟颗粒在高载荷时可以降低缸套/活塞环摩擦副间的摩擦系数,但在低载荷时对摩擦系数影响不大;碳烟颗粒会加剧缸套的磨损,其磨损形式主要为磨粒磨损.碳烟颗粒表现出减摩性的主要原因是其外层的乱层石墨在摩擦热和剪切作用下发生了剥离并在摩擦副表面形成了润滑膜.

柴油发动机烟炱对润滑油添加剂成膜性能及磨损的影响

分散剂及分散型聚合物是已知的防止烟炱引起磨损的功能型添加剂。主要研究了在内燃机油中存在烟炱的情况下,分散剂及功能型聚合物通过成膜性能而抑制磨损的情况。研究表明,CumminsM-11和M-11/EGR发动机中十字头的磨损机理主要是烟炱微粒引起的磨粒磨损,而且含有烟炱的油形成的油膜厚度大于烟炱微粒的尺寸,将会抑制磨粒磨损的产生。

柴油机油抗烟炱磨损性能的测试

烟炱是柴油发动机磨损的主要原因之一,测试了烟炱对磨损的影响。在CI-4 10W-40,CI-4 5W-30,CJ-4 10W-40和CJ-4 5W-30柴油机油中均加入3.0%的碳黑以模拟烟炱,用四球机测试了这4个柴油机油的磨斑直径并评价柴油机油的抗烟炱磨损性能。CI-4 10W-40柴油机油的磨斑直径为0.47 mm,CI-4 5W-30柴油机油的磨斑直径为0.54 mm,CJ-4 10W-40柴油机油的磨斑直径为0.44 mm,CJ-4 5W-30柴油机油的磨斑直径为0.51 mm。在质量级别(CI-4或CJ-4)相同时,高黏度级别(10W-40)柴油机油的抗烟炱磨损性能优于低黏度级别(5W-30)的柴油机油。在黏度级别(10W-40或5W-30)相同时,高质量级别(CJ-4)柴油机油的抗烟炱磨损性能优于低质量级别(CI-4)的柴油机油。

柴油机油中烟炱的磨损机理及分散性研究进展

汽车制造商在激烈的竞争中不断采用新的发动机技术,带动了柴油机油产品的不断升级换代,尤其也对烟炱的分散性能提出越来越高的要求。文章综述了国内外学者有关烟炱在油品中形成机理的研究成果,阐述了烟炱对发动机的磨损机理及其危害性,总结了提高油品烟炱分散性的解决方案,重点介绍了烟炱分散剂研制取得的进展。

滚轮从动件发动机试验旧油的分析研究

对6种柴油机油在滚轮从动件(RFWT)发动机试验后的旧油进行了理化分析、核磁共振磷谱(^(31) P NMR)分析,对RFWT试验件磨斑表面进行了X射线光电子能谱(XPS)深度刻蚀分析。结果表明:碱性ZDDP、中性ZDDP及其初期降解产物二硫代磷酸酯构成的有效磷是抗磨的主要组分,有效磷转化为中间磷的比例越少,磨损越低;ZDDP及其降解产物在低磨损试验件表面形成了较厚的含有硫化物、硫酸盐、磷酸盐等化合物的保护膜,起到了抗磨作用。

烟炱和灰尘颗粒对紫铜电接触微动磨损性能的影响

采用球/平面接触方式,在自制的电接触磨损试验设备上对紫铜进行电接触微动磨损试验,研究了表面附着的烟炱和灰尘颗粒对紫铜电接触微动磨损性能的影响。结果表明:表面附着灰尘颗粒时的接触电阻远高于附着烟炱颗粒的;烟炱颗粒具有减摩作用,其附着数量的增加会降低试样的摩擦因数,灰尘颗粒则相反;烟炱和灰尘颗粒的引入均延缓了试样的微动磨损,磨痕宽度、磨痕深度和磨损量均与附着颗粒的数量呈负相关。

烟炱对电接触磨损的影响

选用常见的铜作为电接触材料,将烟炱溶液喷洒于试样表面,进行不同载荷下的电接触微动试验,用3D形貌仪和SEM对磨痕形貌进行分析。结果表明:载荷对材料的电接触性能影响显著,接触电阻与法向载荷成反比,即增加载荷可改善摩擦副的电接触性能;接触区域的有效导电面积是有限的,故载荷达到某一值后,随着载荷的增加,接触电阻不再有明显的下降趋势;小载荷下,烟炱的加入恶化了摩擦副的电接触性能,随着载荷的增加,这种恶化作用逐渐减小;摩擦因数随着载荷的增加而降低,载荷较低时(2~6 N),摩擦因数曲线可见明显的上升期、跑合期、下降期、稳定期;而载荷较高时(8~10 N),只有上升期和稳定期;大载荷下,触头接触区域匹配良好,摩擦副表面迅速达到了平衡点,摩擦因数较稳定。在电化学的作用下烟炱颗粒在摩擦副表面形成固体膜,起到减摩抗磨的作用。

发动机炭烟微粒对机油润滑特性的影响

为了研究发动机炭烟微粒对发动机油的润滑特性影响,文章采用炭黑替代发动机炭烟微粒,分别添加在32#机械油和CD15W-40柴油机油中。通过四球摩擦磨损试验机研究不同炭黑添加量对油品抗磨减摩特性的影响。结果表明:炭黑的团聚影响润滑油的黏度,使摩擦系数升高,并充当第三体磨粒磨损的角色。同时,由于炭黑和抗磨剂极性分子的竞争吸附,影响了CD15W-40机油的抗磨性。随着炭黑添加量增加,32#机械油的钢球磨斑直径有减小的趋势,而CD 15W-40油的钢球磨斑直径有增大的趋势;随着炭黑添加量增加,32#机械油的钢球摩擦系数有增大的趋势,而CD 15W-40油的钢球摩擦系数有减小的趋势。通过扫描电镜可推测炭黑阻碍了边界膜的形成。

超音速吹灰压力与偏转角对锅炉管束磨损的影响

采用CFD数值模拟方法和经典磨损模型对超音速吹灰过程气固两相流分布及其引起的锅炉管束磨损进行模拟分析,研究吹灰器喷口轴线与管排壁面相切时吹灰压力及喷管偏转角度的影响。采用文献试验结果对CFD模型进行验证。结果表明:当压力从0.6 MPa增至1.6 MPa时,射流出口速度、飞灰颗粒与管壁面的平均碰撞速度和频率均有不同程度增大,管壁最大磨损率增大1.88倍。而当吹灰角度从0°增至60°时,射流出口速度、飞灰颗粒与管壁面的平均碰撞速度和频率均有所减小,锅炉管壁面的最大磨损率减小近57倍,磨损范围变大。

烟炱对MoDTC与ZDDP抗磨性能的影响

为考察烟炱对二烷基二硫代氨基甲酸钼(MoDTC)与二烷基二硫代磷酸锌(ZDDP)抗磨性能的影响,将烟炱加入不同油样中进行四球机摩擦试验。结果表明:烟炱在部分合成柴油机油基础油中,MoDTC和ZDDP的质量分数分别为0.3%和0.9%时,油样的磨斑直径约为0.59 mm和0.49 mm;与基础油相比,含ZDDP油样的磨斑直径降低约17.86%,而含MoDTC的无明显变化;烟炱的存在会降低MoDTC和ZDDP的抗磨性能,主要由于烟炱会刮伤摩擦副表面的保护膜,使磨损加剧,而两剂复配后具有协同增效的作用,油样的抗磨性能提高,磨斑直径约为0.46 mm,与单剂油样相比,分别降低约22.09%和6.10%;通过对磨斑表面元素分析可知,复配后抗磨性能的提高归因于钼与硫、磷元素产生协同作用,生成化学反应膜,吸附在摩擦副表面,从而表现出更优异的抗磨性能。

发动机烟炱的生成及其对油品有关性能影响的试验方法研究

通过对1135发动机的喷油提前角、喷油嘴、机油油路以及活塞环间隙等方面的调整、改进,选择适当的试验条件,以不同质量级别的试验油样,考察发动机烟炱的生成以及烟炱对油品粘度、磨损的影响。另外,还考察了不同质量级别油品的高温清净性。结果表明,不同质量级别的油品在以上三个方面有明显的区别,相同质量级别的油品各项性能相当,说明在改装的发动机上所进行的试验以及烟炱的生成条件能满足对油品多项性能的评价。