航空潤滑油 - 液體潤滑劑
航空潤滑油,是指飛機(jī)發(fā)動機(jī)及儀表、設(shè)備所用的液體潤滑劑??煞譃槭突鶟櫥停ɑ蚍Q礦物類潤滑油,簡稱礦物油)和合成潤滑油兩大類。還可按用途分為各類航空發(fā)動機(jī)用油及航空儀表用油等。各類型發(fā)動機(jī)潤滑油主要作用均相同,即減少摩擦表面的相互摩擦力;保護(hù)摩擦部件免受化學(xué)和機(jī)械磨損;吸收摩擦熱量,并隨油循環(huán)將其轉(zhuǎn)移。
對航空潤滑油的基本要求是:①良好的潤滑性。②良好的起動性和流動性。③抗氧化安定性和較高的閃點。④材料相容性,不應(yīng)腐蝕金屬表面,也不應(yīng)侵蝕橡膠密封件。⑤工作溫度范圍較寬。用于噴氣發(fā)動機(jī)的國產(chǎn)礦油有HP-8A、HP-8H及合成潤滑油4109。用于活塞式發(fā)動機(jī)的國產(chǎn)礦物油為HH-20。合成潤滑油的性能優(yōu)于礦物類潤滑油,故大型飛機(jī)的發(fā)動機(jī)多使用合成潤滑油。

航空發(fā)動機(jī)潤滑油
目前國際上主要的航空發(fā)動機(jī)油規(guī)格仍然以美國軍標(biāo)規(guī)格為主導(dǎo),此類油品需要重點考慮油品在高低溫條件下的貯存穩(wěn)定性、氧化安定性和腐蝕性。
最初作為飛機(jī)動力的航空發(fā)動機(jī)是活塞式的,在經(jīng)歷二次大戰(zhàn)的洗禮后,這種活塞式發(fā)動機(jī)技術(shù)發(fā)展到了頂峰;伴隨世界范圍內(nèi)的經(jīng)濟(jì)增長,這種活塞式發(fā)動機(jī)已經(jīng)不能適應(yīng)高速、高續(xù)航能力、低耗能的大型飛機(jī),如運輸機(jī)、客機(jī)的需要,并隨著航空渦輪發(fā)動機(jī)的出現(xiàn),逐步退出航空運輸領(lǐng)域。由此人類航空開始進(jìn)入噴氣時代。
經(jīng)過約60年的技術(shù)進(jìn)步,渦輪發(fā)動機(jī)已經(jīng)從渦輪噴氣發(fā)動機(jī)發(fā)展到渦輪風(fēng)扇發(fā)動機(jī),大大提高了飛機(jī)的安全性、穩(wěn)定性和經(jīng)濟(jì)性。
隨著航空發(fā)動機(jī)技術(shù)發(fā)展、進(jìn)步和性能提高,處于工作狀態(tài)下發(fā)動機(jī)苛刻度也不斷提高,如現(xiàn)代渦輪風(fēng)扇發(fā)動機(jī)局部部件需要在約1200~1500℃下穩(wěn)定可靠的工作,要求的航空發(fā)動機(jī)潤滑油質(zhì)量水平也隨之提高。為滿足這種航空發(fā)動機(jī)對潤滑油的可靠要求,航空發(fā)動機(jī)油標(biāo)準(zhǔn)也應(yīng)運而生。
航空發(fā)動機(jī)油作為航空發(fā)動機(jī)的血液,一種性能優(yōu)良的航空發(fā)動機(jī)潤滑油,不但要為航空發(fā)動機(jī)各運動部件提供充分潤滑,而且還要提供足夠的密封、散熱作用,從而保障飛機(jī)發(fā)動機(jī)在高速高溫條件下安全、穩(wěn)定的長時間續(xù)航能力。
1.1航空發(fā)動機(jī)油規(guī)格與主要性能
1.1.1發(fā)動機(jī)潤滑油系統(tǒng)
為保障航空發(fā)動機(jī)安全、穩(wěn)定的工作,需要借助潤滑系統(tǒng)向發(fā)動機(jī)的各個潤滑部位提供穩(wěn)定流量的潤滑油。潤滑系統(tǒng)的設(shè)計可以分為兩個階段,20世紀(jì)80年代之前投用的發(fā)動機(jī)基本上均采用傳統(tǒng)的潤滑系統(tǒng)。而新一代的航空發(fā)動機(jī)潤滑系統(tǒng)是在傳統(tǒng)潤滑系統(tǒng)的基礎(chǔ)上,得到進(jìn)一步改進(jìn),使之更加安全、可靠的工作,以保障潤滑油的正常供應(yīng)。
1.1.2航空發(fā)動機(jī)油規(guī)格
航空發(fā)動機(jī)潤滑油通過潤滑系統(tǒng)對發(fā)動機(jī)的潤滑部位進(jìn)行有效潤滑的同時,帶走大量的被潤滑部件所吸收的因燃燒燃油產(chǎn)生大量熱量,使發(fā)動機(jī)保持在一定的工作溫度下穩(wěn)定工作。因此,潤滑油在循環(huán)過程中,需要經(jīng)歷吸熱、升溫、氧化、冷卻不斷循環(huán)往復(fù)的過程。在這一過程中,油品就產(chǎn)生了蒸發(fā)、結(jié)焦、腐蝕等反應(yīng)傾向。這就對航空發(fā)動機(jī)潤滑油提出了非??量痰囊蟆:饬恳环N潤滑油能否滿足航空發(fā)動機(jī)的基本要求,主要由規(guī)格標(biāo)準(zhǔn)加以限定。
航空發(fā)動機(jī)油規(guī)格的發(fā)展變化,是與航空發(fā)動機(jī)技術(shù)發(fā)展相適應(yīng)的。不同的航空發(fā)動機(jī)制造商分別推出并發(fā)展了各自航空發(fā)動機(jī)油規(guī)格要求,如Pratt&Whitney公司的PWA521規(guī)格、GE公司的D50TF1規(guī)格,以及Allison公司的EMS53規(guī)格等,SAEE34組織也制訂了一個航空燃?xì)馔钙綑C(jī)的核心技術(shù)規(guī)范SAEAS5780,該規(guī)范規(guī)定了適用于渦輪發(fā)動機(jī)或渦輪驅(qū)動的船舶及工業(yè)裝備的粘度等級為5mm2/s的燃?xì)馔钙綑C(jī)油的基本物理、化學(xué)等性能。但總體而言,都是以美軍標(biāo)準(zhǔn)為基礎(chǔ)的,要求的基礎(chǔ)油也從最初的礦油型、半合成型逐漸發(fā)展到雙酯型合成油,直到目前的新戊基多元醇酯合成油。
美軍航空發(fā)動機(jī)油標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)油品100℃粘度劃分為兩種規(guī)格。一是MIL-L-7808規(guī)格,規(guī)定了3mm2/s和4mm2/s兩個粘度等級,前者應(yīng)用于一般場合,后者應(yīng)用于具有更高熱穩(wěn)定性要求的場合,該規(guī)格1951年發(fā)布,至今已經(jīng)修訂過多次;二是MIL-L-23699規(guī)格,規(guī)定了5mm2/s一個粘度等級,該規(guī)格1963年發(fā)布,至今也出過多個版本,并得到了逐步的完善,規(guī)定的油品包括了標(biāo)準(zhǔn)型 - STD、防銹型 - C/I和高溫穩(wěn)定型 - HTS三種。目前使用的這兩個規(guī)格是1997年5月發(fā)布的MIL-PRF-7808L規(guī)格和MIL-PRF-23699F規(guī)格。
1.2航空發(fā)動機(jī)油產(chǎn)品及生產(chǎn)廠
國內(nèi)航空發(fā)動機(jī)油基本分為合成以及礦物兩種。主要由中石油撫順煉油化工總廠、中石化重慶一坪煉廠、中國石油化工科學(xué)研究院生產(chǎn)。撫順石油主要有8號航空潤滑油和20號航空潤滑油。
重慶一坪(現(xiàn)在為長城一坪分公司)主要生產(chǎn)
4010號合成航空潤滑油符合美軍標(biāo)MIL-L-7808J規(guī)范。
4011合成航空潤滑油
4106號合成航空潤滑油符合美軍標(biāo)MIL-L-23699C規(guī)范
4109號合成航空潤滑油符合美軍標(biāo)MIL-L-7808規(guī)范
4209號合成航空防銹油中國石油化工科學(xué)研究院以合成航空潤滑油為主。
航空液壓油
航空液壓油主要用作航空液壓系統(tǒng)傳動機(jī)構(gòu)的工作液,也是各種要求較高的液壓機(jī)械的理想工作介質(zhì)。具有良好的高低溫性能、粘溫性、抗剪切性、氧化安定性和液壓傳遞性能,使用溫度為-54℃-135℃??寡趸捕ㄐ钥蓾M足各種新型飛機(jī)液壓系統(tǒng)的使用要求。
自20世紀(jì)50年代以來,美國空軍一直致力于先進(jìn)航空液壓油的研究。從石油基型到磷酸酯型,再到聚α-烯烴(PAO)合成烴型,耐燃性的提高一直是促進(jìn)新型航空液壓油發(fā)展的主要驅(qū)動力。此外,由于環(huán)保意識的日益增強(qiáng),液壓油的生物降解性和低毒性也變得越來越重要,用航空液壓油取代防銹液壓油儲存零件成為趨勢。未來,隨著飛機(jī)性能的不斷提高,高溫液壓油也成為發(fā)展方向。
2.1航空液壓油規(guī)格
15號航空液壓油GJB1177-1991
主要用作航空液壓傳動機(jī)構(gòu)的工作液,可替代國產(chǎn)10號、12號航空液壓油和美國MIL-H-5606E液壓油。
10號航空液壓油(天空)SH0358-1992主要用作航空液壓傳動機(jī)構(gòu)的工作液,同時還可用于其它高性能液壓系統(tǒng)的工作液。如數(shù)控機(jī)床、乙酰胺循環(huán)泵、高壓乙烯輸送泵及船舶起重機(jī)、甲板機(jī)械、挖掘機(jī)、起錨機(jī)、大型吊車、雷達(dá)車和鐵路、電器開關(guān)等。由于本產(chǎn)品有很低的凝點,所以還可用于極寒地區(qū)的上述各種設(shè)備并可替代倒冷油使用。使用溫度為-70℃以上。10號航空液壓油(地面用油)Q/SYYM0024-2000
本品主要用作各種要求較高的液壓系統(tǒng)的工作液,以及嚴(yán)寒地帶與機(jī)場地面的各種液壓機(jī)械設(shè)備。如數(shù)控機(jī)床、乙醇胺循環(huán)泵、高壓乙烯輸送泵及船舶起重機(jī),甲板機(jī)械、挖掘機(jī)、起錨機(jī)、大型吊車等。使用溫度在-50℃以上。
2.2航空液壓油產(chǎn)品及生產(chǎn)
中國石油玉門煉油化工總廠
在中國石油天然氣集團(tuán)公司、解放軍總后、空后及駐入軍代室的大力支持下,玉門煉油化工總廠與空軍油料研究所從1988年就開始了15號航空液壓油的聯(lián)合研制工作,研制的油品經(jīng)分析評定所有技術(shù)指標(biāo)符合美軍MIL-H-5606E標(biāo)準(zhǔn)要求,并通過了臺架試驗和殲八等機(jī)型的試飛、試用試驗,可替代國產(chǎn)10號、12號航空液壓油生產(chǎn)工藝順利通過了國產(chǎn)航空油料鑒定委員會的鑒定,并一致認(rèn)為玉門煉油化工總廠的15號航空液壓油生產(chǎn)工藝穩(wěn)定,產(chǎn)品名項指標(biāo)符合要求,特別是剪切安定性、氧化安定性和低溫性與12號航空液壓油相比有明顯提高,與美國MIL-H-5606E標(biāo)準(zhǔn)液壓油相比無明顯差異,同意投入生產(chǎn)并供用戶使用。
2000年又對調(diào)合、灌裝系統(tǒng)進(jìn)行了整體改造,實現(xiàn)了油品在潔凈廠房內(nèi)的自動化灌裝與包裝,進(jìn)一步穩(wěn)定了產(chǎn)品質(zhì)量,完全可替代進(jìn)口航空液壓油,同時能滿足軍用及民航的需要。
航空潤滑脂
航空潤滑脂主要用于飛機(jī)儀表及操縱部件,低溫性能要求苛刻,同時還有部分在起落及運動部件上的高溫脂。
3.1規(guī)格及產(chǎn)品
2號低溫潤滑脂(玉門產(chǎn))
用于飛機(jī)的操作桿系統(tǒng)防護(hù)與潤滑,各種精密儀表和無線電設(shè)備,以及輕負(fù)荷、高轉(zhuǎn)速、寬溫度范圍(-60℃~120℃)內(nèi)的各種機(jī)械設(shè)備的滾動軸承和滑動軸承及其他磨損部件的潤滑。
2號航空潤滑脂(撫順產(chǎn))
2號航空潤滑脂具有優(yōu)良的低溫性能、高溫性能和抗水性能,可用于寬廣溫度范圍內(nèi)工作的滾珠軸承的潤滑,使用溫度-50度-120度。具有優(yōu)良的高低溫性能、機(jī)械安定性、膠體穩(wěn)定性和氧化安定性能。
適用于航空電機(jī)和微電機(jī)的軸承、齒輪及操縱機(jī)構(gòu)的支點、組裝連接部位以及某些儀器、儀表的潤滑;航空潤滑脂也適用于高速球軸承的潤滑;在5000~20000r/min的磨床主軸上一次加脂使用周期為3年,是使用2#、3#主軸潤滑壽命的六倍。航空潤滑脂代替5#、7#、10#主軸油,潤滑成本可大幅度下降。航空潤滑脂使用于連續(xù)工2000/min的紡紗機(jī)錠子軸承、加脂時間間隔可延長到半年。適用于3600r/min氣流紡分離式錠子軸承,補(bǔ)充潤滑脂時間間隔可延到三個月。航空潤滑脂可使用在寒區(qū)戶外工作的機(jī)電設(shè)備的球軸承(如直流須刀)及低溫流體輸送泵(如甲烷、乙烷回流泵)電機(jī)等的軸承潤滑;
7007、7008航空潤滑脂(一坪產(chǎn))
專為航空潤滑設(shè)計的,屬多用途航空潤滑脂,適用于航空電機(jī)軸承和齒輪、操作機(jī)構(gòu)支點、組裝聯(lián)接以及某些儀器、儀表的潤滑,也適用于高速球軸承的潤滑。
本產(chǎn)品也適用于非航空領(lǐng)域,應(yīng)用于5000r/min~20000r/min的磨床主軸,2000r/min連續(xù)工作的紡紗加捻機(jī)錠子軸承,3600r/min氣流紡分離式錠子軸承和寒區(qū)戶外工作的機(jī)電沒備的球軸承 - 如直流發(fā)電機(jī)、儀器儀表電機(jī)軸承、高速家用微電機(jī) - 如家用粉碎機(jī)、電動剃須刀及低溫液體輸送泵 - 如甲烷、乙烷回流泵電機(jī)等軸承的潤滑。
寬溫度溫度航空潤滑脂(中國石油化工科學(xué)研究院生產(chǎn))
適用溫度(-60℃~300℃)專為航天設(shè)備開發(fā),具體性能及規(guī)格保密中。
潤滑脂的極壓抗磨性能指標(biāo)及意義
對負(fù)荷較大設(shè)備的潤滑在潤滑脂中都加入一定的極壓或抗磨添加劑,以提高脂的極壓抗磨性能。潤滑脂的極壓抗磨性能是很重要的指標(biāo),極壓抗磨性能不好,就會導(dǎo)致設(shè)備的磨損嚴(yán)重,
對負(fù)荷較大設(shè)備的潤滑在潤滑脂中都加入一定的極壓或抗磨添加劑,以提高脂的極壓抗磨性能。潤滑脂的極壓抗磨性能是很重要的指標(biāo),極壓抗磨性能不好,就會導(dǎo)致設(shè)備的磨損嚴(yán)重,使設(shè)備損壞引發(fā)設(shè)備事故。
對極壓、抗磨性能的測定有四種方法:
1梯姆肯試驗
該試驗是在梯姆肯試驗機(jī)上進(jìn)行,將潤滑脂以一定流量加在一定負(fù)荷一定轉(zhuǎn)速的金屬環(huán)與金屬塊的摩擦副之間。經(jīng)過一定時間的運轉(zhuǎn)后觀察金屬塊上的磨痕來判斷潤滑脂的極壓性能用OK值表示。
1.1考察潤滑脂在線形接觸下抵抗負(fù)荷的能力。
1.2試驗方法:SH/T 0203
2四球試驗 - GB/T 3142
四球試驗是將潤滑脂裝入球盒中,在規(guī)定的負(fù)荷下上面一個鋼球?qū)χ旅骒o止的三個鋼球以一定的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)。一定時間后測其磨跡直徑來判斷潤滑脂的極壓性能。
該方法有三種表示:PB值、PD值、ZMZ值
PB值:是指在試驗條件不發(fā)生卡咬的最大負(fù)荷,用N表示。
PD值:是在試驗條件下使轉(zhuǎn)動球與三個靜止的球發(fā)生燒結(jié)的最小負(fù)荷,用N表示。
ZMZ值:潤滑脂在所加負(fù)荷下抗極壓能力的一個指數(shù)。試驗時負(fù)荷按0.1對數(shù)單位的間隔逐級加到三個靜止的鋼球上,取燒結(jié)負(fù)荷前十次試驗結(jié)果計算ZMZ值,用N表示。
3四球試驗 - GB/T12583該方法有三種表示方法:PB值、PD值、LWI值
LWI值:是指在所加負(fù)荷下潤滑劑使磨損減少到最小的極壓能力指數(shù)。在本試驗條件下,它等于在燒結(jié)點以前按0.1對數(shù)單位負(fù)荷加到三個靜止球上,做十次試驗所測得的校正負(fù)荷的平均值。
4抗磨性能 - SH/T 0204
在四球長磨試驗機(jī)上,在規(guī)定的負(fù)荷條件下,上面的一個鋼球?qū)χ砻嫱坑性嚇拥南旅嫒齻€靜止的鋼球旋轉(zhuǎn),試驗結(jié)束后測量下面三個鋼球的磨痕直徑,以磨痕直徑的大小來判斷潤滑脂的抗磨性能。
4.1意義:此方法用于測定不同潤滑脂在試驗條件下的相對磨損性能,不能區(qū)別極壓和非極壓潤滑脂。
行業(yè)前景
據(jù)《中國潤滑油行業(yè)市場需求預(yù)測與投資戰(zhàn)略規(guī)劃分析報告前瞻》顯示,2002-2011年,我國潤滑油消費量從409萬噸增長到710萬噸,年均增速為6.32%,是全球市場為數(shù)不多的一直保持增長的市場之一。2012年,受全球經(jīng)濟(jì)下滑的影響,國內(nèi)潤滑油需求下降,實際消費量較上年基本持平。
我國潤滑油市場在未來5年中仍將以每年5%左右的速度增長,前瞻網(wǎng)預(yù)計到2015年,我國潤滑油消費量有望超過800萬噸;預(yù)計到2020年,我國的潤滑油消費量會超過美國。
現(xiàn)在(指2013年10月止)隨著機(jī)械化水平的提高,潤滑油行業(yè)發(fā)展也隨之興起。機(jī)械化的程度越高,潤滑油的使用率就越高,前景一片光明。
中國工業(yè)呈現(xiàn)直線上升的趨勢,鐵礦石、冶煉、精密儀器制造對潤滑油的需求成倍增長,而在汽車后市場時代,中國成為了國際車用潤滑油的必爭之地。2012年潤滑油行業(yè),最令人興奮的是本土品牌的興起,打破了國際潤滑油巨頭及國內(nèi)壟斷企業(yè)一頭獨大的局面。
國內(nèi)汽車工業(yè)對高檔潤滑油的旺盛需求帶動了技術(shù)研發(fā)和產(chǎn)品的不斷升級。確定自己的市場競爭能力,在強(qiáng)手如林的中國車用潤滑油行業(yè)立于不敗之地,這是廣大的車用潤滑油企業(yè)發(fā)展的方向和努力的目標(biāo)所在,車用潤滑油企業(yè)參與市場活動,在市場競爭中要取得主動權(quán),必須依據(jù)市場營銷環(huán)境的現(xiàn)狀、發(fā)展趨勢和企業(yè)自身的主客觀條件,科學(xué)而合理地制定企業(yè)的發(fā)展策略和努力目標(biāo)。將品牌建設(shè)、產(chǎn)品優(yōu)化與市場拓展三方關(guān)系協(xié)調(diào)統(tǒng)一并形成戰(zhàn)略部署,以品牌為保障,以產(chǎn)品帶市場,成為國內(nèi)潤滑油市場的發(fā)展趨勢。
