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1、甘肃农业大学 机电工程学院 汽 车 理 论 汽车用石油产品,石油的起源,“石油”一词的最早记载,“生于水际砂石，与泉水相杂，惘惘而出”沈括,认识石油,外观状态（流动、半流动状态的粘稠液体）颜色（黑、褐、暗绿、金红、桔黄、透明等）气味（臭鸡蛋）,把原油、石油产品及其衍生物（化工产品）统称为石油。石油在未经加工炼制之前又叫做原油。,石油的形成过程,小常识：原油常用单位换算,1桶（BBL）=0.14吨（T）1吨（T）=7.3桶（BBL）1桶（BBL）=0.159立方米（M3）,石油的元素组成,碳（83-87）,氢（11-14）,硫（0.06-0.8）,氧（0.08-1.82）,氮（0.02-1.7）
2、,微量元素（铁、钼、镍）,石油的烃类组成,烃的定义：由碳和氢组成的化合物叫碳氢化合物，简称烃（TING）。,烃类化合物：烷烃、环烷烃、芳香烃（含量高）不饱和烃,非烃类化合物（含量低）,硫和硫化物,含氧化合物,含氮化合物,胶质和沥青质,石油产品的分类,石油产品,汽 油,汽油的概念：应用于汽油发动机的燃料。按应用场合分为航空汽油和车用汽油。外观特性和识别方法,汽油发动机工作原理,汽油发动机的四个冲程,汽油的质量要求,蒸发性,抗爆性,安定性,抗腐性,清净性,环保性,爆震！,汽油在汽油机中的不正常燃烧。,辛烷值：和汽油抗爆性相同的标准燃料中所含 异辛烷的体积百分比。,安定性：汽油在储存、运输、销售（使
3、用）过程中抵抗被氧化的性能。,适宜,抗爆性：汽油在汽油机中燃烧时抵抗爆震的性能。,抗腐性：汽油对金属材料、涂料、橡胶等物质无腐蚀、烧蚀或溶涨等破坏性能。,硫,汽油的品种和牌号,划分汽油牌号的依据：辛烷值,汽油的选用,93,97,98,压 缩 比,对应关系表,汽油机油在储存使用的注意事项,1.高质量级别的内燃机油可代替低质量级别的内燃机油，但不能用低质量级别的内燃机油代替高质量级别的内燃机油。2.销售内燃机油应遵循“先进先出”的原则。3.严防水分等杂质混入油中。4.不同牌号的内燃机油不得混存，同一牌号不同厂家的油品也不能混存。,柴 油,柴油的概念：应用于压燃式发动机（即柴油机）的燃料。外观特性和
4、识别方法,柴油发动机的工作原理,柴油机的优缺点,动力性能强成本低故障率低,优点,VS,噪音大污染大,缺点,柴油的质量要求,自燃性,蒸发性,安全性,安定性,抗腐性,清洁性,环保性,低温流动性,燃烧性又叫发火性，它表示柴油自燃的能力评价指标：十六烷值,混合气形成的速度决定于柴油的蒸发速度评价指标：闭口闪点、馏程,柴油在储存和使用过程中抵抗氧化的能力评价指标：10%蒸余物残炭、总不溶物 碘值、氧化安定性、实际胶质、残炭指标的数值越大，安定性越差，越易氧化变质。,柴油不应有腐蚀性，否则会腐蚀零部件，缩短其使用寿命！评价指标：硫含量、酸度、铜片腐蚀、水溶性 酸或碱,清洁性评价指标：灰分、水分、机械杂质
5、环保性评价指标：硫含量,防火安全指标0号柴油的闪点要求：不小于55,评价指标：凝点、冷滤点、粘度同种柴油，冷滤点高于凝点46。,柴油的品种和牌号,牌号（划分依据：凝点）,柴油的选用原则,选用原则：所选柴油的凝点应低于使用（环境）温度57。0#柴油适用于风险率为10%的最低气温在4以上的地区,柴油机油使用中的注意事项,1.应选用粘度略小而又能保证发动机正常润滑的内燃机油。2.机油在使用一段时间后会出现颜色变深的现象，是一种正常现象。3.高质量级别的燃机油可代替低质量级别的，反之不可。4.选择合理的换油期。,润滑油,润滑油是由基础油和添加剂，使用一定的配方技术调和而成。具有润滑、冷却、清洗、防腐、
6、密封等作用。,润滑材料及应用,润滑剂的分类,水、动植物油、矿物油、合成油、液态金属等,润滑油(矿物油、合成油等)+稠化剂(金属皂、粘土等）,石墨、二硫化钼、聚四氟乙烯等,空气及其它气体介质,注：润滑油和润滑脂在实际中应用最广。,1、润滑油的主要性能 目前使用最广泛的是从石油中提炼所得的润滑油(矿物油)，约占全部润滑油总量的97%。其主要性能指标有：(1)粘度：选择润滑油的主要依据(2)粘度指数：粘度指数高的润滑油，粘度随温度的变化小。(3)润滑性（油性）：润滑剂减少摩擦的能力，实际上是润滑油吸附于摩擦表面形成边界膜的能力。油性越好，吸附能力就越强。（边界润滑和粗糙表面尤其重要）,(4)酸值：主
7、要指油中有机酸的含量。对于新油含的有机酸主要指环烷酸，对储存较久或已使用的油则指因氧化而产生的酸性物质。对于新油，酸值表示润滑油精制的程度；对于旧油，则可用来判断它的废旧或氧化变质程度。此外酸值还可以用来衡量油对金属的腐蚀性。(5)蒸发度 润滑油在使用过程中蒸发，造成润滑系统中润滑油量逐渐减少，使粘度增大，影响供油，液压液体在使用中蒸发，还会产生气穴现象和效率下降，可能给液压泵造成损害。,(6)闪电和自燃点 闪点是指在规定的条件下，加热油品时所逸出的油气和空气混合而形成可燃混合气体与火焰接触发生瞬间闪火的最低温度。闪点表示石油产品着火危险性的指标，即油品的危险性是根据闪电来划分的，闪点小于45
8、的油品为易燃品；闪点大于45的油品为可燃品，在储运中油温应保持低于闪点2030。自燃点是指油品受热达到一定温度时，没有火源接触即可自行着火燃烧的温度。,(7)凝点和倾点：表示石油产品在低温下的流动性。凝点，油冷却到停止流动时的最高温度。倾点，被冷却的油开始连续流动的最低温度。(8)抗氧化安定性 润滑油在加热和在金属催化剂作用下，抵抗氧化变质的能力。润滑油被严重氧化时，颜色变暗，酸值增大，粘度增大，还会产生沉淀物，对机件有腐蚀作用。,(9)机械杂质 不溶于润滑油和特定溶剂的、在过滤时被滤纸滤出的物质统称为机械杂质，这些物质主要是金属磨屑、砂粒、粘土、铁锈、棉线、木纤维以及添加剂中所含的无机盐等。
9、含杂质多的润滑油会破坏摩擦面间的油膜，加剧磨损，堵塞油路。(10)灰分 灰分是润滑油在完全燃烧后产生的固体残留物。油中常含有的各种盐类和矿物杂质，在高温时易形成积炭，加剧零件的磨损，同时影响油在摩擦面间形成均匀油膜，影响润滑效果。,2、润滑油的添加剂 润滑油中加人少量的化学物质，使润滑油的性能显著改善，这些物质统称添加剂。由于机器和机械设备日新月异，要求润滑油能适应各种工况，如高温、低温、真空、高辐射、高载荷和腐蚀性介质等，同时还要求有较长的使用寿命和储存稳定性等，因此仅靠润滑油本身的性能难以满足这些要求，必须加人不同性能的添加剂。目前，绝大部分润滑油中都含有润滑添加剂。,添加剂大致分为两大类
10、，一类是影响润滑油物理性的添加剂，如降凝剂、增粘剂；另一类是在化学性质方面起作用的添加剂，如抗氧化剂、清净分散剂等。(1)抗氧化剂 润滑油会因氧化而变质，生成的酸性物质对金属表面由腐蚀作用，加入抗氧化剂会使润滑油具有防腐蚀性能。(2)清净分散剂 这是最主要、用量最大的添加剂，占润滑油添加剂总量的50以上。清净分散剂能够使高温时产生的积炭和低温时生成的油泥分散悬浮在润滑油中，使零部件保持清洁。,(3)增粘剂 增粘剂不仅可以提高粘度较低的基础油的粘度，而且明显地改善润滑油的粘温性能，使润滑油满足温度变化范围宽而粘度稳定的要求。增粘剂是油溶性的链状高分子聚合物，当加入溶液中时，随溶液的浓度和温度的不
11、同其分子具有不同形态。在低温时，高聚物凝聚为蜷曲状，对溶液分子的内摩擦(粘度)影响不大，在高温时，高聚物分子溶胀，表面积增大，溶液分子的内摩擦显著增大，导致油的粘度显著增大。常用的增粘剂中以聚甲基丙烯酸酯的效果最好。,(4)降凝剂 降凝剂用以降低润滑油的凝固点，以利于发动机低温下起动。原理：润滑油中一般含有少量的石蜡，当温度降低时，石蜡结晶析出，并相互粘结形成三维网状结构，将油包含其中，使润滑油失去流动性。降凝剂分子可以在石蜡结晶表面进行吸附或与其形成共晶，防止晶粒间相互连接成三维网状结构，保持低温下润滑油的流动性。应当指出，降凝剂只有在含蜡的油品中才起作用，如果油品中含蜡过多，超过了降凝剂能
12、起作用的含量范围，同样也达不到降凝目的。常用降凝剂：聚异丁烯、聚甲基丙烯酸酯等。,(5)极压添加剂和油性添加剂 极压添加剂是含有氯、硫和磷的有机化合物。这些化合物在高温高压条件下化学活性很强，能与金属表面起化学反应，生成熔点高和剪切强度低的化学反应膜，可有效防止粘着和磨损。氯、硫和磷有一定的腐蚀性，所以要权衡利弊。常用的极压添加剂有硫化异丁烯、磷酸三乙酯、氯化石蜡等。油性添加剂是极性物质，能使润滑油中在金属表面形成定向的吸附膜，达到改善摩擦性能和增强润滑作用的目的。动植物油、高级脂肪酸、酯、醇以及其金属皂均是效果良好的油性添加剂。,(6)抗泡剂 润滑油在使用过程中，往往容易产生泡沫，影响其使用
13、效果。清净分散剂、润滑油本身的氧化分解和高速搅拌等均可促使油品产生气泡，影响正常使用。除采取一些措施尽量避免气泡发生外，还可在油品中加抗泡剂来减少或消除气泡。常用的抗泡剂有二甲基硅油。抗泡剂的加入量一般很少，在0.001%左右。,3、润滑脂(1)定义：基础油加添加剂调制成润滑油成品油；在成品油的基础上，用稠化剂稠化，改变其形态，得到油膏状的润滑脂。基础油十添加剂=润滑油；润滑油+稠化剂=润滑脂(2)润滑结构,润滑脂的形成和润滑过程，可以参看图来理解：皂纤维形成三维结构，将润滑油分隔包围，形成膏状物质。在运动中，运动副有相对滑动时，三维结构遭到破坏，润滑油流出，对运动副进行润滑。运动停止，皂纤维
14、重新生成，恢复原状。,(3)润滑脂的优点和缺点优点:不需要复杂的密封装置和供油系统，可以简化系统的外围尺寸。黏附性好，在摩擦表面上的保持能力强，密封性好，因而可以在敞开的以及密封不良的摩擦部件上工作。可以防止水分、灰尘的侵入，保护金属长期不腐蚀。使用寿命长，供油次数少，不需要经常添加，在难于经常加油的摩擦部位上，使用润滑脂较为有利。油膜厚度，比润滑油的油膜厚度大。润滑脂对低转速、承受高负荷和冲击负荷的部位，有良好的润滑性。润滑脂的使用温度范围，比润滑油更宽。使用润滑脂，机器能够在低于其基础油凝点10的条件下启动。,缺点:润滑脂是半固体，常温下不流动，所以摩擦部件的加脂或换脂比较困难，零件的清洗
15、不十分方便。混入的水分、灰尘、磨屑难以除掉。搅拌阻力较大，因而发热量较大，冷却效果差。对高速不适用。,(4)润滑脂的组成 润滑脂是由基础油、稠化剂和添加剂所组成。润滑脂的性质，是由其组成的各组分以及所形成的结构共同决定。基础油：两大类，矿物油(石油润滑油)和合成油。在润滑脂中，基础油的含量约占7095%，它对润滑脂的性能有很重要的影响。例如，润滑脂的低温性能，在很大程度上受基础油的低温粘度、凝点和粘温性能的影响，因而低温用脂要求用低温粘度小、凝点低和粘温性好的基础油。润滑脂的高温性能受基础油的氧化安定性、热分解温度和蒸发性的影响，制备高温用脂不仅要求用能耐高温稠化剂，而且也要求用热安定和氧化安
16、定性好、蒸发量小的基础油。,稠化剂 稠化剂是润滑脂中的固体组分。其含量约占润滑脂重量的530。稠化剂的作用，主要是将流动的液体润滑油增稠成不流动的固体至半固体状态。稠化剂种类可分四大类，即皂基、烃基、有机和无机稠化剂。,添加剂 为了改善润滑脂的某些性能而添加的物质称为添加剂。润滑脂中的添加剂的类型及作用机理和润滑油是一样的。但是由于润滑脂自身流动性比不上润滑油。所以润滑脂中加入添加剂的量，比较大一些。另外，润滑脂是胶体分散体，有许多添加剂是极性化合物，加人后，会造成润滑脂胶体体系的破坏，影响润滑脂的性能。因此，评选一组理想的润滑脂添加剂，不是容易的事。,a.结构改善剂 又称稳定剂或胶溶剂，它的
17、作用是改善润滑脂的胶体结构，从而达到改善润滑脂的某些性能的目的。结构改善剂，是一些极性较强、分子比较小的化合物，如有机酸、甘油、醇、胺等。水也是一种常用的结构改善剂。b.抗氧化添加剂c.极压添加剂,d.填料 填料是润滑脂中的固体添加物，大多是一些有润滑作用和增稠作用的无机物粉末。为了改善润滑脂的某些性能，如极压、耐高温、导电、密封等性能，需要加一些固体填料。常用的填料有多种多样，如，石墨、石棉、滑石、云母、铜粉、铝粉、锌粉、氧化铝、二硫化钼、硫酸钡等等。,(5)润滑脂的主要性能指标 润滑脂的稠度锥入度 锥入度是衡量润滑脂的稠度(即软硬程度)的指标，其测试是使用标准尺寸、质量(150g)的金属锥
18、体锤重置入温度25的脂中，5s时间 内脂的下降深度，用1/10mm为单位。,滴点 润滑脂在规定的条件下加热，润滑脂随温度升高而变软，从脂杯中滴下第一滴的温度称为滴点。,粘度 润滑脂与润滑油不同，随着运动速度的变化，润滑脂的皂纤维遭到不同程度的破坏，运动阻力在不断地变化，润滑脂是非牛顿流体。润滑脂的粘度，随温度和剪切速度变化而变化，说润滑脂的粘度，必须指出测定时的温度和剪切速度。,抗水性 润滑脂抵抗温度和压力的影响，保持胶体结构的能力称为胶体稳定性。油与脂分离的现象为“析油”。析油严重的脂胶体稳定性差，如果油析出太多，就会影响脂的使用性能，甚至失效。机械安定性 指润滑脂受到机械力作用后，其抵抗结构被破坏，抗稠度变化的能力。润滑脂的机械安定性是用其受剪切前后的锥入度变化值来表示。,4、固体润滑剂 由于现代科学技术的迅速发展，特别是航天技术、原子能工业的发展，要求能够在超高温、超低温、高真空、强辐射、超高压等条件下工作的润滑剂。这些新的条件超出了润滑油、脂的作用极限。实践证明，在许多场合下固体材料有较好的润滑效果。常用的固体润滑剂：石墨、二硫化钼、聚四氟乙烯、尼龙,THE END,谢谢大家！,
