CN1818541A

CN1818541A - 一种测量润滑油膜特性厚度的精密电路

Info

Publication number: CN1818541A
Application number: CN 200610016667
Authority: CN
Inventors: 张克金; 王凤蕴; 王丹; 张勇忠; 刘国军
Original assignee: FAW Group Corp
Current assignee: FAW Group Corp
Priority date: 2006-03-15
Filing date: 2006-03-15
Publication date: 2006-08-16

Abstract

本发明涉及一种测量润滑油膜特性厚度的精密电路，在标准稳压5V电源提供的端电压上连接有R1和R2两个分压电阻，在R1和R2之间的结点上引出测量导线浮动搭接在带动试环一起旋转的轴上，其中环块试验机与R2并联后与R1串联，构成先并后串型电路；而另一测量导线直接放在试块底下，直接把试块卡入托架中，然后把此托架安装在加力杠杆上；测量的数据用PC采集，采用数据转换系统(A/D)进行转换，实现对润滑油油膜厚度的测量，开展对摩擦磨损和润滑的研究，达到对汽车用润滑油内在使用品质进行微观质量控制的目的。

Description

一种测量润滑油膜特性厚度的精密电路

技术领域：

本发明涉及一种测量润滑油膜特性厚度的精密电路，属于摩擦磨损和润滑技术的研究领域。

背景技术：

摩擦不仅消耗能量，而且伴随着磨损的产生。根据使用和试验统计，汽车零部件的主要失效形式是磨损，磨损型的故障约占50％。其中，磨损造成的故障在发动机总成故障中约占47.2％；在变速器故障中占65.3％；在驱动桥故障中占72.9％。由于磨损故障而带来的维修费用约占汽车使用费用总数的25％。

在实际情况中，随着摩擦面之间的负荷增加，引起摩擦力的增大和摩擦温度的升高。在摩擦过程中，摩擦表面上‘凹凸不平’的表面往往产生数量很多的磨损性的颗粒。这些磨损颗粒的存在能产生更多的磨损。

从摩擦化学的角度讲，边界润滑状况下的化学反应对保证正常的润滑至关重要。但磨损下来的金属颗粒也具有催化作用，即能加速润滑油中的成分发生氧化等化学反应，生成更多具有腐蚀作用的‘酸性成分’，摩擦表面将被腐蚀产生出更多的小坑点，而小坑点的存在更加剧了摩擦面的‘凹凸不平’，随着摩擦热的进一步升高，磨损颗粒会在摩擦面的金属上发生‘相变熔结’，最终导致参与摩擦零件的失效。

以车用齿轮油为例，依靠硫、磷等活性元素来提高承载和抗擦伤能力。这种硫化物和磷化物在齿轮油中含量有限，以硫、磷元素的百分比分别约0.03～0.06％，随着在摩擦副的摩擦面上反应的进行，其含量在逐渐减少，即属于‘牺牲型’抗磨剂。

车辆在正常使用工况下，如摩擦副能建立正常的摩擦磨损平衡状态，那么硫、磷元素含量应该足够；但超载和坏路是非正常的苛刻工况，此时，硫和磷有效元素可能很快消耗完。因此，国内的失效专家认为，‘卡车通常100～1000km间隔内出现摩擦副的故障’。根据传统的润滑理论，混合润滑是以纳米数量级的薄膜润滑状态存在，以有序液体膜为特征，固体减磨剂的颗粒加入后，在摩擦区域就存在活性分子同固体减磨剂的吸附竞争问题。

在摩擦表面的物理吸附膜，不具有流体性质，推测认为该吸附膜的强度应该被固体减磨剂所增强，增加了膜的厚度，从而改善了混合润滑状态。

边界润滑条件下，固体减磨节能添加剂的存在可能产生(1)同极压添加剂协同正相关。修补局部的化学反应膜，增强膜的完整性和强度，改善了边界润滑。(2)同极压添加剂负相关。干扰极压添加剂到达摩擦反应区域；或产生磨损性的颗粒，磨去的化学反应膜，弱化了边界润滑。(3)同极压添加剂的活性反应不相关。减磨剂的试验检测中，当润滑膜厚度降到了纳米量级时，出现了一些不同于流体润滑的现象，因此传统的试验以及检测手段存在缺陷。可以利用‘表面力仪’主要用于两原子级平面间分子膜在剪切情况下的特性；‘原子力显微镜’进行有润滑剂表面的摩擦力和表面形貌特征研究；‘垫层光干涉法’进行弹流润滑与薄膜润滑的差异研究；‘相对光强法’在提高分辨率的前提下揭示弹流润滑与薄膜润滑间的转化关系和添加剂的时间效应等。也有利用油膜的导电特性进行研究。

发明内容：

本发明的目的在于提供一种测量润滑油膜特性厚度的精密电路。其可以准确对比不同润滑剂之间的润滑膜特性；开展对润滑剂进行润滑特性评定；选择具有明显节能效果的节能添加剂等；实现了对汽车润滑油特性油膜厚度的测量，在投入低廉的情况下，实现对润滑剂功能特性的试验研究，对指导长寿命高性能的润滑剂的选用具有积极的意义。

本发明的技术方案可以这样实现。一种测量润滑油膜特性厚度的精密电路，其特征在于：在标准稳压5V电源提供的端电压上连接有R1和R2两个分压电阻，在R1和R2之间的结点上引出测量导线浮动搭接在带动试环一起旋转的轴上，其中环块试验机与R2并联后与R1串联，构成先并后串型电路；而另一测量导线直接放在试块底下，直接把试块卡入托架中，然后把此托架安装在加力杠杆上，数据用PC采集，测量润滑油油膜厚度；R1和R2的比值范围选择在1/132，而R2的分压为35±0.1mV。

本发明的积极效果在于：实现对润滑油油膜厚度的测量，开展对摩擦磨损和润滑的研究，达到对汽车用润滑油内在使用品质进行微观质量控制的目的。完成了一些昂贵设备所开展的试验；节省大量资金和时间；完成国内外常用的减磨剂进行试验评定，优选出性能优良的减磨剂。

附图说明：

图1为本发明的电路连接图；

图2为本发明的一种不含任何添加剂的基础油在试验负荷为0N的特性油膜试验的试验结果

图3为本发明的一种不含任何添加剂的基础油在试验负荷为50N的特性油膜试验的试验结果

图4为本发明的一种基础油含5％wt复合剂和0.2％wt纳米级的二硫化钼(MoS₂)固体润滑添加剂的的特性油膜试验在负荷为0N时的试验的试验结果

图5为本发明的一种基础油含5％wt复合剂和0.2％wt纳米级的二硫化钼(MoS₂)固体润滑添加剂的的特性油膜试验在负荷为50N时的试验的试验结果

图6为本发明的一种基础油含5％wt复合剂和0.2％wt纳米级的二硫化钼(MoS₂)固体润滑添加剂的的特性油膜试验在负荷为90N时的试验的试验结果

具体实施方式：

下面结合实施例对本发明做进一步的描述：

实施例1

一种不含任何添加剂的基础油的特性油膜试验

试验条件选定Timken为关联的试验机，试验间隔为600s，转速为800rpm，在试验中所用的润滑剂为室温，试验负荷选定在0～100N，试环和试块的材质为GCr15，把本发明所述的电路系统的两端分别同该试验机的试环1和试块3相联接，标准稳压5V电源提供的端电压上连接有R1和R2两个分压电阻，在R1和R2之间的结点上引出测量导线浮动搭接在带动试环1一起旋转的轴上，其中环块试验机与R2并联后与R1串联，构成先并后串型电路；而另一测量导线直接放在试块3底下，直接把试块3卡入托架中，然后把此托架安装在加力杠杆上，开动设备和仪器，检查试环和试块安装的位置度是否正确，完成试验的安装；R1和R2的比值范围选择在1/132，而R2的分压为35±0.1mV。测量的数据用PC采集，采用数据转换系统(A/D)进行转换，实现对该润滑油油膜厚度2的测量记录如下：

图2、3中的结果可以看出，一种不含任何添加剂的基础油的特性油膜试验的试验结果为50N。结果表明，一种不含任何添加剂的基础油的特性油膜试验的试验结果在进行50N试验过程中失败，没有完成600s的试验，润滑效果较差。

实施例2：

一种基础油含5％wt复合剂和0.2％wt纳米级的二硫化钼(MoS₂)固体润滑添加剂的的特性油膜试验

试验条件选定Timken为关联的试验机，试验间隔为600s，转速为800rpm，在试验中所用的润滑剂为室温，试验负荷选定在0~100N，试环和试块的材质为GCr15，把本发明所述的电路系统的两端分别同该试验机的试环1和试块3相联接，标准稳压5V电源提供的端电压上连接有R1和R2两个分压电阻，在R1和R2之间的结点上引出测量导线浮动搭接在带动试环一起旋转的轴上，其中环块试验机与R2并联后与R1串联，构成先并后串型电路；而另一测量导线直接放在试块3底下，直接把试块3卡入托架中，然后把此托架安装在加力杠杆上，开动设备和仪器，检查试环和试块安装的位置度是否正确，完成试验的安装；R1和R2的比值范围选择在1/132，而R2的分压为35±0.1mV。测量的数据用PC采集，采用数据转换系统(A/D)进行转换，实现对该润滑油油膜厚度2的测量记录如下：

图4、图5和图6的曲线表明，二硫化钼微粒能协同增厚润滑油膜，改善承载负荷，不仅完成50N的试验过程，而且完成90N的试验，结果表明使该润滑剂的能力提高到约1倍，表现出优良的润滑性能。结果表明该精密电路具有极佳的灵敏度，能对润滑剂的润滑油膜的特性进行准确地区分和评定。

Claims

1、一种测量润滑油膜特性厚度的精密电路，其特征在于：在标准稳压5V电源提供的端电压上连接有R1和R2两个分压电阻，在R1和R2之间的结点上引出测量导线浮动搭接在带动试环(1)一起旋转的轴上，其中环块试验机与R2并联后与R1串联，构成先并后串型电路；而另一测量导线直接放在试块(3)底下，直接把试块(3)卡入托架中，然后把此托架安装在加力杠杆上，用PC采集数据，测量润滑油油膜厚度(2)。

2、根据权利要求1所述的一种测量润滑油膜特性厚度的精密电路，其特征在于所述的分压电阻R1和R2的电阻比值范围为1/132，电阻R2的分压为35±0.1mV。