CN1420160A - 一种含有添加物的润滑油 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种含有添加物的润滑油，其添加物与润滑油的重量体积比为7.5mg/l－12.5mg/l，其中的添加物包括羟基硅酸镁粉末、微细管状羟基硅酸镁、细片状羟基硅酸镁、微细羟基硅酸镁短纤维、微细管状羟基硅酸铝、微细氧化铝短纤维、微细氧化硅短纤维和细片状硅酸铝。本发明润滑油中的添加物，可以直接加入润滑油，也可以将其加入各种油脂中制成液体状或粘稠膏状物后加入润滑油，或以其它方式直接加到受摩擦的零部件表面。
Description
技术领域
本发明涉及到一种含有添加物的润滑油，属燃料技术领域。
背景技术
发动机在工作时，其内部的活塞环、缸套、曲轴、轴套、齿轮等运动件处于相互摩擦的状态。发动机工作一定期间后由于运动件表面的摩擦磨损，造成零部件表面粗糙度增加、密封性降低，使得发动机发热量增加、输出功率降低，并由于润滑油进入燃烧室造成润滑油消耗量急剧增多，废气中的一氧化碳含量增加。因此需要定期修理或更换发动机内的磨损零部件，也就是进行大修。
为了减少发动机零部件的摩擦磨损、延长发动机的大修期，通常对发动机的相互运动件进行表面淬火，渗碳、渗硫等表面处理，以改善零部件表面的硬度和摩擦性能。这些方法虽然能起到延长大修期的的作用，但一旦表面层摩擦磨损后其效应就会消失；而且表面层的厚度受处理方法和内部应力的制约不可能太厚(太厚会造成表面层的剥落)，其改善效果有限。
也有的技术通过在润滑油中加入硬质点的陶瓷颗粒，利用发动机工作时的相对运动和摩擦面之间的巨大压力，将这些颗粒压入摩擦件的表层，以增加表层的硬度，减少摩擦磨损。但此方法加入量多时造成油质劣化，反而加速摩擦磨损，加入量少时同样效果有限。
发明内容
本发明的目的是提出一种含有添加物的润滑油，以克服以有技术的缺点，将添加物加入润滑油中，以改善摩擦件的表面性能和状态，减少摩擦磨损，大幅度延长发动机的大修期。
本发明提出的含有添加物的润滑油，其添加物与润滑油的重量体积比为7.5mg/l-12.5mg/l，其中的添加物包括以下八种：
(1)羟基硅酸镁粉末[化学成分为Mg3Si4O10(OH)2]，粉末颗粒直径小于5um，占添加物总量的25％；
(2)微细管状羟基硅酸镁[化学成分为Mg3Si2O5(OH)4]，直径为10nm-300nm，长度为10nm-2000nm，占添加物总量的30％；
(3)细片状羟基硅酸镁[化学成分为Mg3Si4O10(OH)2]，其厚度小于3um，平面尺寸小于8um2，占添加物总量的6％；
(4)微细羟基硅酸镁短纤维[化学成分为Ag3Si2O5(OH)4]，直径小于1um，长度小于5um，占添加物总量的6％；
(5)微细管状羟基硅酸铝[化学成分为Al2Si2O5(OH)4]，直径为10nm-300nm，长度为10nm-2000nm，占添加物总量的10％；
(6)微细氧化铝短纤维[化学成分为Al2O3]，直径小于1um，长度小于20um，占添加物总量的6％；
(7)微细氧化硅短纤维[化学成分为SiO2]，直径小于1um，长度小于20um，占添加物总量的6％；
(8)细片状硅酸铝，其厚度小于2um，平面尺寸小于6um2，占添加物总量的11％。
本发明提出的含有添加物的润滑油，由于改善摩擦磨损性能的元素主要来自润滑油燃烧分解产生的游离元素，因此具有添加量少、作用时间长、在发动机工作时自我增强的优点。另外从增强的机理可知，本发明还具有现有技术所没有的，通过自反馈机制得到最佳改善效果的独特功能，即在摩擦磨损严重时，润滑油燃烧分解量自然增多，使润滑油中的游离分解元素增加，因而对摩擦件表面层的改善效果也自动增强，从而减少了摩擦磨损；而在摩擦磨损较少时，其增强作用较弱，不至于过度强化造成表层剥落。除此之外还具有延长润滑油寿命的优点。
本发明的实施例虽然局限于发动机，但根据本发明的作用机理，本发明也可以应用于冲压模具，冷压延轧辊，火车车轮与铁轨等比较大的摩擦力作用的零部件。
本发明润滑油中的添加物，可以直接加入润滑油，也可以将其加入各种油脂中制成液体状或粘稠膏状物后加入润滑油，或以其它方式直接加到受摩擦的零部件表面。
具体实施方式
实施例一：
在120升柴油发动机润滑油中按每升含12.5mg含量的组合添加物(见组合成份及含量表)，其总含量为1.5g，混合均匀后加入520马力12150L柴油发动机(该机已达大修标准)。启动发动机在标定功率520马力和标定转速2000rpm全负荷条件下运转，通过补充润滑油保持润滑油液面的方法，测定发动机工作50摩托小时过程中的润滑油消耗量，试验结果如表1。将此结果与原机对比可看出有添加物状况下工作50摩托小时过程中的润滑油耗量明显低于不添加本发明物的愿机的润滑油耗量。经拆检测量油环摩擦表面及缸筒摩擦表面均各新增加了3um及2um的硬度层，调整了其配合间隙，可以有效延长发动机使用寿命。
表一：
机油耗量变化
| 机油耗(g/h) | 变化率(％) | 备注 | |
| 原机 | 8865 | 以下为第一次试验 | |
| 5小时 | 6954 | 21.56 | |
| 15小时 | 6462 | 27.11 | |
| 30小时 | 6667 | 24.79 | |
| 40小时 | 5969 | 32.67 | |
| 50小时 | 5043 | 43. 11 |
将试验后的发动机缸套、气环、油环用线切割的方法切取，制成断面金相试样后，用纳米显微硬度计测定了气环和油环表层的纳米硬度。测定时载荷为2.00mN，加载速度4.00mN/min，卸载速度4.00mN/min，压力保持时间10.0s。表二列出了添加该发明物和不添加时的气环和油环表层的硬度，由此表中所列数据可以看出气环和油环在润滑油中添加本发明物前后摩擦表面的硬度发生了较大的变化，润滑油中添加本发明物后，摩擦表面硬度明显提高。
表二：添加本发明物前后气环、油环摩擦表面的纳米硬度值
用上述的纳米硬度计附带的原子力显微镜测定了在润滑油中添加本发明物试验后油环和气环表面磨痕的凹凸曲线，从中测定凹凸点之间的差，定为表面粗糙度，并和不加本发明物的气环、油环表面的同粗糙度加以比较。表三列出了表面粗糙度测定值。由此可知在润滑油中加入本添加物可以改善摩擦表面的粗糙度。
| 气环 | 油环 | |||
| 添加CLB | 未添加CLB | 添加CLB | 未添加CLB | |
| 纳米硬度 14 19 10 5.3 5.8 5.9 1.0 4.0 7.9 0.4 0.12(GPa) 16 6.7 7.1 0.3 4.4 0.14 0.14 | ||||
表三：添加本发明物前后油环、气环摩擦表面粗糙度(nm)
| 气环 | 油环 | |||
| 表面粗糙度(nm) | 添加CLB | 未添加CLB | 添加CLB | 未添加CLB |
| 7 8 10 | 15 12 10 | 15 14 12 | 25 18 30 | |
实施例二：
在120升柴油发动机润滑油中按每升含原发明物组合成份不变而同比例缩减为11.25mg其总含量为1.35g的组合添加物，混合均匀后加入520马力12150L柴油发动机(该机已达大修标准)。启动发动机在标定功率520马力和标定转速2000rpm全负荷条件下运转，进行台架加速性试验，试验结果如表四。经拆检测量及用光学显微镜与扫描电镜对气环、油环及缸筒的磨擦表面进行观察分析，发现其表面都形成了一层厚度约为1-2微米的硬度层，且表面光滑，滑痕较浅，因此提高了气缸的密封度，降低了磨擦阻力，使发动机加速性大大提高。
表四：
| 加速性(ms) | 变化率(％) | 备注 | |
| 原机 | 4695 | 以下为第一次试验 | |
| 5小时 | 4345 | 7.45 | |
| 15小时 | 4471 | 4.77 | |
| 30小时 | 4643 | 1.11 | |
| 40小时 | 4582 | 2.41 | |
| 50小时 | 3837 | 18.27 | |
| 55小时 | 4252 | 9.44 | |
| 60小时 | 3378 | 28.05 | |
| 65小时 | 3465 | 26.2 | |
| 70小时 | 3485 | 25.77 | |
| 80小时 | 3292 | 29.88 | |
| 90小时 | 3262 | 30.52 |
实施例三：
在120升柴油发动机润滑油中按每升含原发明物组合成份不变而同比例缩减为10mg其总含量为1.2g的组合添加物，混合均匀后加入730马力的12v150zLc柴油发动机新机(该机400小时为大修期)。启动发动机在标定功率730马力和标定转速2000rpm全负荷条件下运转，进行台架800小时耐久性试验，试验结果为各金属磨擦部件均有再工作能力，磨擦表面均起到抗磨调整作用且进排气凸轮轴颈与轴承座孔间隙缩小0.01-0.03mm，延长发动机使用寿命一倍以上。
实施例四：
在120升柴油发动机润滑油中按每升含原发明物组合成份不变而同比例缩减为9.5mg其总含量为1.14g的组合添加物，混合均匀后加入730马力的12v150zLc柴油发动机新机(该机400小时为大修期)。启动发动机在标定功率730马力和标定转速2000rpm全负荷条件下运转，进行台架400小时试验，试验结果为各金属磨擦部件均有再工作能力，延长该发动机大修期。
实施例五：
在8升汽油发动机润滑油中按每升含原发明物组合成份不变而同比例缩减为9mg其总含量为72mg的组合添加物，混合均匀后加入奔驰560v8汽油发动机中(该机已运行25公里轻度烧机油)。启动发动机在怠速运行40分钟后，各气缸压力均由原始的9.5pa左右提高到10.5pa以上，加速性明显提高，运行300公里后烧机油现象不复存在，延长发动机使用寿命。
实施例六：
在4升汽油发动机润滑油中按每升含原发明物组合成份不变而同比例缩减为8mg其总含量为32mg的组合添加物，混合均匀后加入桑塔娜jv4缸汽油发动机中(该机已运行16.8公里未作过修理)。启动发动机在怠速运行40分钟并运行300公里后，各气缸压力均由原始的9pa左右提高到10.5pa以上，由于形成的新的硬度耐磨层使气缸气密性加强，加速性明显提高，变化率为12.7％。
实施例七：
在4升汽油发动机润滑油中按每升含原发明物组合成份不变而同比例缩减为8.5mg其总含量为34mg的组合添加物，混合均匀后加入切诺机4缸汽油发动机中(该机已运行18.8公里未作过修理轻度烧机油)。启动发动机在怠速运行40分钟并运行300公里后，各气缸压力均由原始的8pa左右提高到9.5pa以上，加速性能明显提高，现又已行驶近4万公里，烧机油现象不复存在。
实施例八：
在3升汽油发动机润滑油中按每升含原发明物组合成份不变而同比例缩减为7.5mg其总含量为22.5mg的组合添加物，混合均匀后加入重庆长安微型4缸汽油发动机中(该机是刚做完500小时强化试验的旧机)。启动发动机在怠速运行1小时后，进行50小时全负荷高速试验，试验结果为燃油耗及机油耗均有所降低，50小时后又进行了20分钟无机油状态运行试验，发明物起到了金属磨擦部件的抗磨调整作用。
Claims (1)
1、一种含有添加物的润滑油，其特征在于该润滑油中，添加物与润滑油的重量体积比为7.5mg/l-12.5mg/l，其中的添加物包括以下八种：
(1)羟基硅酸镁粉末，粉末颗粒的直径小于5um，占添加物总量的25％；
(2)微细管状羟基硅酸镁，其直径为10nm-300nm，长度为10nm-2000nm，占添加物总量的30％；
(3)微细片状羟基硅酸镁，其厚度小于3um，平面尺寸小于8um2，占添加物总量的6％；
(4)微细羟基硅酸镁短纤维，其直径小于1um，长度小于5um，占添加物总量的6％；
(5)微细管状羟基硅酸铝，直径为10nm-300nm，长度为10nm-2000nm，占添加物总量的10％；
(6)微细氧化铝短纤维，直径小于1um，长度小于20um，占添加物总量的6％；
(7)微细氧化硅短纤维，直径小于1um，长度小于20um，占添加物总量的6％；
(8)微细片状硅酸铝，其厚度小于2um，平面尺寸小于6um2，占添加物总量的11％。
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|---|---|---|---|---|
| CN101386713A (zh) * | 2008-07-28 | 2009-03-18 | 中国人民解放军装甲兵工程学院 | 纳米羟基硅酸镁粉体及其制备方法 |
| CN100497514C (zh) * | 2005-08-26 | 2009-06-10 | 北京天捷优越科技有限公司 | 以天然矿物为主要成分的减摩修复剂、制备方法及应用 |
| CN103013631A (zh) * | 2012-12-06 | 2013-04-03 | 南通市华东润滑设备有限公司 | 润滑油膏 |
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