【工程师  罗耀辉 】

（八十一）

问：润滑油脂的运动粘度和相似粘度的定义是什么？

答：将流动着的液体看作许多相互平行移动的液层, 各层速度不同,形成速度梯度(dv/dx),这是流动的基本特征，由于速度梯度的存在,流动较慢的液层阻滞较快液层的流动,因此.液体产生运动阻力.为使液层维持一定的速度梯度运动,必须对液层施加一个与阻力相反的反力.在单位液层面积上施加的这种力,称为切应力τ(N/m2).

切变速率(D) D=d v /d x (S-1)切应力与切变速率是表征体系流变性质的两个基本参数，牛顿的模式来定义流体的粘度。两不同平面但平行的流体，拥有相同的面积”A”，相隔距离”dx”，且以不同流速”V1”和”V2”往相同方向流动，牛顿假设保持此不同流速的力量正比于流体的相对速度或速度梯度，即：

τ= ηdv/dx =ηD（牛顿公式） 其中η与材料性质有关，我们称为“粘度”。

粘度定义:将两块面积为1m2的板浸于液体中,两板距离为1米,若加1N的切应力,使两板之间的相对速率为1m/s,则此液体的粘度为1Pa.s。

牛顿流体：符合牛顿公式的流体。粘度只与温度有关，与切变速率无关， τ与D为正比关系。

非牛顿流体：不符合牛顿公式 τ/D=f（D），以ηa表示一定（τ/D）下的粘度，称表观粘度。

粘度测定有：动力粘度、运动粘度和条件粘度三种测定方法。

 (1)动力粘度：ηt是二液体层相距1厘米，其面积各为1(平方厘米)相对移动速度为1厘米/秒时所产生的阻力，单位为克/里米??秒。1克/厘米??秒=1泊一般：工业上动力粘度单位用泊来表示。

 (2)运动粘度：在温度t℃时，运动粘度用符号γ表示，在国际单位制中，运动粘度单位为斯，即每秒平方米(m2/s)，实际测定中常用厘斯，(cst)表示厘斯的单位为每秒平方毫米(即 1cst=1mm2/s)。运动粘度广泛用于测定喷气燃料油、柴油、润滑油等液体石油产品深色石油产品、使用后的润滑油、原油等的粘度，运动粘度的测定采用逆流法

 (3)条件粘度：指采用不同的特定粘度计所测得的以条件单位表示的粘度，各国通常用的条件粘度有以下三种：

①恩氏粘度又叫思格勒(Engler)粘度。是一定量的试样，在规定温度(如：50℃、80℃、100℃)下，从恩氏粘度计流出200毫升试样所需的时间与蒸馏水在20℃流出相同体积所需要的时间(秒)之比。温度tº时，恩氏粘度用符号Et表示，恩氏粘度的单位为条件度。

②赛氏粘度，即赛波特(sagbolt)粘度。是一定量的试样，在规定温度(如100ºF、F210ºF或122ºF等)下从赛氏粘度计流出200毫升所需的秒数，以“秒”单位。赛氏粘度又分为赛氏通用粘度和赛氏重油粘度(或赛氏弗罗(Furol)粘度)两种。

③雷氏粘度即雷德乌德(Redwood)粘度。是一定量的试样，在规定温度下，从雷氏度计流出50毫升所需的秒数，以“秒”为单位。雷氏粘度又分为雷氏1号(Rt表示)和雷氏2号(用RAt表示)两种。

上述三种条件粘度测定法，在欧美各国常用，我国除采用恩氏粘度计测定深色润滑油及残渣油外，其余两种粘度计很少使用。三种条件粘度表示方法和单位各不相同，但它们之间的关系可通过图表进行换算。同时恩氏粘度与运动粘度也可换算，这样就方便灵活得多了。

润滑脂在所受剪应力超过它的强度极限时．就会产生流动．润滑脂流动时也会出现内摩擦．润滑脂的内部摩擦特性是用相似粘度来表征的。

润滑脂的粘度和普通液体的粘度不完全一样，普通液体的粘度在一定温度时是一个常数，不随液层间的剪切速度而改变，普通液体是按牛顿流体流动定律运动的。润滑脂的流动不服从牛顿流体流动定律，它流动时的粘度，在一定温度时不是一个常数．而是一个随脂层间剪速而改变的变量。在剪速小时，它的粘度大：剪速增大时，它的粘度变小；在剪速很大时，它的粘度小至一定程度而保持恒定。

润滑脂的相似粘度是润滑脂一项重暮的基本特性．对润滑脂在机械中的使用性能中有很大关系．

润滑脂在轴承和其它摩擦部件上进行润滑时，是以它的内部摩擦代替机件摩擦表面之间的固体摩擦。因此，润滑脂的粘度对使用润滑脂的机械的动力消耗有很大的影响。如果使用的润滑脂的相似粘度较大，显然摩擦损失也全较大润滑脂粘度随剪速变化的性质，使它在速度经常变动的机械上使用时有特跦的适定性。当速度高时．要求润滑脂的粘度低，这时润滑脂纤维定向结构破坏得厉害，恰好粘度变低。当转速慢时要求润滑脂的帖度较大．而润滑脂在剪速低时粘度也较大。润滑脂粘度随剪速的变化基本符合机械转速变化对润滑脂粘度的要求。

润滑脂在剪速很小时的粘度与被润滑的摩擦部件的启动有很大关系；由于润滑脂在剪速小时粘度大，所以此时如果润滑脂的粘度过大会增加启动阻力。特别是在低温下润滑脂的相似粘度增大，更会使低温启动受到影响，芒至启动困难；实际上机械启动时，克服阴滑脂在剪速小时的流动阻力所需的力比克服强度极限所需的力大得多。

（八十二）

问：润滑油闪点、开口、闭口、燃点 ？

答：油品的闪点和燃点是判断油品馏分的轻重和着火危险性大小的指标。

一、闪点

闪点的定义为:油品在测试条件下与火焰接触能发生闪火的最低温度称之为闪点。也就是指油品在温度不断升高的测试过程中遇到火苗开始闪火的温度。

根据测定方法的不同,油品的闪点又分为开口闪点和闭口闪点两种。

二、开口闪点

开口闪点测定仪的闪点,称为开口闪点,测试中,将油样盛在开口的油杯中,在规定条件下加热,当温度上升到预计闪点前I0℃时即用明火试点混合气,未发生闪火时待温度升高2℃(某些油品为1℃)再试点混合气,直至油面上最初出现蓝色火焰时的试油温度即为油品的开口闪点。现在针对润滑油开口闪点的测定,主要依据GB/T3536的标准,克利夫兰开口闪点测定仪。

开口闪点主要用来测定汽油机润滑油、柴油机润滑油、压缩机油、冷冻机油、汽轮机油、齿轮油、机械油等。

三、闭口闪点

闭口闪点用闭口杯法(GB/T 261)来侧定。它是将油样在带盖的油杯中,盖上有一可开闭的窗孔,加热过程中窗孔闭住,测试闪点时窗孔打开,并用火焰在窗口处试点混合气,最初出现闪火时的试油温度即为闭口闪点。

同一油品的闭口闪点和开口闪点数值不同。开口闪点总是高于闭口闪点,因为开口闪点侧定仪内所形成的蒸气能自由地扩散到空气中,使一部分油燕气损失了。通常开口闪点要比闭口闪点高20-30℃。当油品沸点范围较宽或混入轻质油品时这种差别更为显著。如机械油混有0.5%汽油时,开闭口闪点差达120℃。

闭口闪点主要用来测定高速机械油、变压器油、仪表油等。

使用开口闪点还是闭口闪点主要决定于油品的性质和使用条件。对于多数润滑油,尤其是在非密闭的机械或温度不高的条件下使用的润滑油,采用开口闪点。而在密闭容器内使用,在使用过程中常由于种种原因(如高速或其他原因引起设备过热、电流短路、电弧作用等)而产生高温,使润滑油可能形成分解产物,与空气混合后,有着火爆炸危险的,采用闭口闪点,如变压器油等。闭口闪点通常采用GB/T261系列闭口闪点测定仪。

四、燃点

闪点是侧试中发生闪火同时火焰随之熄灭的温度。如果发生闪火后继续加热油品并点火侧试。当用火焰点燃混合气,油面上的火焰能继续燃烧5s时的最低温度即为燃点。

同一油品燃点通常高于闪点5-10℃,由于燃点测定不如闪点侧定简单直观,因此实际应用中评定指标多用闪点来表示。

意义

闪点反映了油品的着火安全性。从理论上来分析。这一着火性质实质上是由蒸发性所决定的。这一点可通过对闪点测定过程的分析得出结论:闪点测定中,油品蒸气不断与点火火焰相接触,点火源的温度已达1000℃以上,远超过烃类的着火沮度,而能否使得油蒸气混合气着火,关键是看油蒸气的浓度是否达到了可燃的极限浓度。

蒸发性能强的轻成分油品,可在较低温度下形成足够浓度的混合气,因而具有较低的闪点,反之,重馏分润滑油则有着较高的闪点。

闪点是表示石油产品着火危险性的指标,对轻质润滑油来说,由于其闪点较低,易着火,可通过闪点的来判断其着火危险性。而对于多数中质和重质润滑油来说,闪点高,多达200℃以上.不易若火,因此测定的目的主要是检查是否混入轻质燃料。因为混入轻质燃料后闪点会大幅度下降,如内燃机油在使用中因未燃烧完的燃油流入曲轴箱,使润滑油受到稀释,闪点便会下降。

闪点对油料的运翰及储存也有着重要的意义。油品的危险等级是根据闪点来划分的。闪点在45℃以下的为易燃品,45℃以上为可燃品。一般来说,润滑油的闪点比液体燃料的闪点高得多,对储存工作不会带来危险。但在输送中需要给润滑油加热时,绝对不能把油品加热到它的闪点温度,加热的最高温度,一般应低于闪点2O-3O℃,以防止造成事故隐患。

在使用中的润滑油闪点的变化实际反应了以下问题：

1、闪点下降是混入其它油品如发动机润滑油是由于“汽油”“柴油”油的不完全燃烧漏入机油底壳所致。如果过量还会造成“抱瓦”事件发生，这个时候润滑油又背黑锅了。如果闪点下降25%也就意味着此油必须更换了。

2、闪点上升：混油或遇到高温，当温度上升时使油品的轻组份被蒸发，同时会伴随着油品粘度上升，过高温度还会使油品分子裂解可使粘度、闪点下降。

总之，发现此问题时将油品送入化验室就可以得到答案。

（八十三）

问：车辆怠速时机油压力报警系统亮红灯是怎么事？

答：通常情况下汽车“亮红灯”说明油路中的机油压力低于润滑系要求的油压下限值，这进一步说明发动机润滑系的各组成部分中某个环节出现了异常，当然故障可能出在整个润滑系的某一个或某几个部位上。如果亮红灯的时间只有几秒钟，这属正常现象，因为开始发动机器时，机油还未到达润滑部位，此时会有很短时间的亮红灯，如果亮红灯的时间较长，则要寻找如下原因：       

①润滑油方面的原因

a、润滑油标号不合适，粘度太低或油底壳内润滑油量不足；

b、润滑油抗泡性能差，使油路中混入空气；

c、机油泵膜片破裂而使汽油漏入油底壳中或由于汽缸垫损坏或衬套有裂缝，冷却水漏入油底壳中引起润滑油被稀释；     

②机械方面的因素

a、机油限压阀调整不当，弹簧过软或折断，回油阀泄漏；

b、润滑油滤清器衬垫损坏，旁通阀不密封，弹簧折断或压力不足；

c、润滑油进油管接头松动或油管破裂；

d、机油泵的端面间隙过大，齿轮啮合间隙过大或轴与轴承间隙过大导致油压过低，机油泵泵油不良；

e、各密封面和阀门及管路接头密封不严或润滑油道油管严重泄漏或因破裂而漏油；

f、机油滤清器裂漏或严重堵塞以及由于清洗不及时和润滑油清净性差造成油泥沉积大导致集滤器严重堵塞；

g、曲轴主轴承、连杆轴承或凸轮轴轴承磨损间隙过大；

h、机油压力表或机油感应塞（传感器）工作不正常或损坏。总之，以上任何一个方面的原因都可能导致润滑系测压点油压过低而发生亮红灯的现象。当然如果车况较好，并且刚刚更换润滑油后就发生亮红灯现象，通常和润滑油粘度级别选择不当有关。解决亮红灯的问提的先决条件是搞清润滑系的故障出在哪里，必须做到针对不同故障有的放矢、对症下药。当轿车经过长时高速行使后有时会出现热车怠速亮红灯的现象。这是由于经过长时高速行使后油底壳温度较高，资料显示可达100℃以上，此时润滑油的粘度大大下降，若发动机处于怠速状态，机油泵的输油能力受到影响，油压大幅下降，相同温度下粘度较小的油品会更容易出现这种情况。当然如果车况较差，各摩擦副间隙过大也会造成怠速亮红灯，有资料显示摩擦副磨损严重可使润滑油压力下降，例如曲轴主轴承间隙每增加0.01mm，机油压力可降低0.1kPa，若曲轴磨损程度还未到更新的限度，此时可考虑加大润滑油粘度。也就是说车况教差的车辆若发生亮红灯现象，如果润滑系无严重泄漏或滤清器堵塞现象，则可通过更换较高粘度级别的润滑油加以解决。

（八十四）

问：了解一下液压油中的颗粒物NAS和ISO的区别?

答：液压油中混入过多的颗粒物会堵塞油滤、擦伤密封件、堵塞或磨损元件。但液压油在生产过程及使用过程中不可能做到没有颗粒物。现在我国国家标准对液压油的颗粒物是以“机械杂质”<0.005%来控制的，国外多用美国宇航局(NAS)和国际标准化组织(ISO)的液压油清洁度级别来恒量。其液压系统对油品清洁度的要求如下：

①大间隙、低压液压系统：NAS 10—12（大约相当于ISO 19/16—21/18,允许≥5μ颗粒数/毫升：大约5，000—20，000；≥15μ：大约640—2，500）   

②中、高压液压系统：NAS 7—9（大约相当于ISO 16/13—18/15,允许≥5μ颗粒数/毫升：大约640—2，500；≥15μ：大约80——320）  

③敏感及伺服高压液压系统：NAS 4—6（大约相当于ISO 13/10—15/12,允许≥5μ颗粒数/毫升：大约80—320；≥15μ：大约10—40）目前我国普通工艺生产的液压油一般只能达NAS 8-10。

（八十五）

问：液压技术的发展对液压油的性能有什么要求？

答：随着液压技术的迅速发展，液压油的规格不断修订，主要表现在以下三个方面：

一是液压系统的压力由原来的14Mpa提高到了17 Mpa，甚至达40Mpa.系统压力的升高，功率增大，油泵的负荷必然越来越重，所以要求油品具有优良，油泵的负荷必然越来越重，所以要求油品具有优良的抗磨性。

二是液压装置的高压、高速和小型化，使油品在液压系统中循环次数增加，油品在油箱中停留时间变短，油温增加，从55 ℃提高到80℃，所以要求油品有更好的热氧化安定性；同时油温的提升使油中溶解空气增多，因此，油品必须具有好的空气释放性。频繁的循环使泡沫的消失及水分的分离越来越困难，因此，油品还应该有好的消泡性和水解安定性。

三是电液伺服阀和比例电磁阀等引入液压系统，这些部件灵敏度高、结构复杂、配合间隙小、精密度高，因此要求液压油具有清洁度高和过滤性好的性能。

（八十六）

问：为什么造纸设备循环润滑系统一定要用纸机专用油？

答：随着造纸机械设备的发展，纸机的设计越来越高速、宽幅。纸机循环润滑系统的工况为高温、有一定负荷、有可能接触水，与一般的液压系统和齿轮传动系统的润滑相比，对油品性能要求更高。

造纸设备循环润滑系统具有以下特点：     

（1）因为大型纸机是连续化生产，停机造成的损失很大，因此希望油品有较长的使用寿命。

（2）纸机的工况要求润滑系统即使混入水也能很快分离，并有良好的过滤性能，防止过滤系统的堵塞；     

（3）循环润滑系统的部件有的是铜材质，要求对其有良好的防锈、防腐作用；  

（4）循环润滑系统除了润滑轴承外，还要润滑齿轮，要求润滑油有良好的极压抗磨性能，以避免在重负荷下磨损和擦伤；

（5）高温的工况要求润滑油有良好的清净分散性，以防止积炭沉积。    而一些小型造纸厂常用的机械油只具有抗氧防锈的作用，不能满足造纸机械循环润滑系统对油品氧化安定性、极压抗磨性、抗乳化性能、过滤性能等方面的要求，换油期短,对设备也不利。     不能用齿轮油代替造纸机循环系统专用油。因为循环润滑系统要润滑的部件有的是铜材质，齿轮油对铜的腐作用很强。   

另外，一般的液压油的破乳化性、过滤性及承受负荷的能力也比纸机专用油差。在使用寿命，抗水性能、铜材质适应性，载荷承受能力诸方面,纸机专用油有更佳的表现。