工程机械作业工况环境恶劣,经常处于高温高负荷状态,启动频繁,现场维护条件差,对润滑用油提出了较为苛刻的要求,应紧密结合实际工况和机械本身状况选用合适的油品,同时还应对其用油做好日常维护,从而为工程机械提供有效的润滑保证,延长其使用寿命。
1.1工程机械用油性能要求
(1)粘温特性:粘度适中、较高粘度指数及良好的低温性能。
按工程机械说明书的要求,不同部位所使用的油品在粘度的质量方面有着不同的要求,恰当选用适宜粘度的质量的润滑油品不容轻视。例如机油粘度过小会造成油膜变薄而承载能力变差、密封作用不好和增大机油消耗量及机器的磨损;液压油粘度过小则会增加液压系统的泄漏,形成故障而导致摩擦副间的润滑不良,同时还会导致机器功率的下降。机油的粘度过大,则会导致发动机低温启动困难、功率损失过大、冷却和清洗作用的变差,不但增加运转阻力,浪费动力,而且还会影响机械磨损和运转的准确性、灵活性和可靠性。
由于工程机械大部分在室外工作,冬夏、日夜、南北方的温差都较大,一般要承受-30~40°的气温变化。温度的变化会引起油品粘度的变化,影响机械的正常工作。为保证工程机械长期的正常运转,在发动机启动瞬间提供足够的润滑用油及形成有效油膜,防止发动机冷启动造成过量磨损,要求其用油应具备良好的粘温性能和较高的粘度指数及良好的低温启动性能。
(2)良好的氧化安定性。
工程机械一般价值昂贵,施工单位备用品较少,但多要求长期不停地工作。建设工地的检修和换油均不方便,受到很大的限制;另外有些机械的运转时间不多,但要求长期不检修不换油,因而要求润滑油长期不变质。为了能充分满足工程机械的这些要求,选用的油品需具备良好的氧化安定性,使油品有相当长的换油期。
(3)突出的防锈、防腐蚀和耐水性能。
工程机械大都在露天工作,有的机械是是在有腐蚀性气体或烟尘的环境里工作,容易受到雨水或湿气的侵袭以及腐蚀性气体或烟尘的侵蚀,造成机械的锈蚀和磨损;高硫燃料的燃烧会形成腐蚀性酸,造成润滑油碱值的迅速下降,导致设备的严重腐蚀,因而要求发动机油应具有高的碱值和良好的防锈性能、防腐蚀性能;为保证机器的雨水或湿气的情况下的正常工作,防止油品遇水时发生乳化、分解等反应,工程机械用油还应具有良好的抗乳化性和水分离性能。
(4)优异的极压抗磨性能。
工程机械工作负荷一般变化较大,而且停车和起动频繁、运动方向变化多,甚至有振动负荷或冲击等特点,这些对润滑油膜的形成和保持都十分不利,因而要求润滑油(脂)具有必要的抗菌素磨油性或抗磨极压性,以降低活塞、活塞环、缸套和配气系统零部件的磨损,延长发动机的使用寿命。
(5)良好的密封性能和良好的橡胶相容性。
由于工程机械多在尘埃和有害杂质飞扬的工况情况下工作,容易进入尘埃和其他有害物质,造成设备的损坏。另外,由于机械内部多橡胶密封圈,耐溶涨性差的油品会造成密封圈的变形而导致油液的泄漏。因而要求润滑用没有良好的密封性能和耐密封材料溶胀性,以防止杂质侵入和油品泄漏。
(6)良好的抗泡性能和卓越的清净分散性能。
润滑系统的泡沫主要由于气体和渗入油液中的少量水分蒸发而引起的,会造成系统的油压过低而供油不良、润滑效果变差而造成设备的磨损,同时大量气泡的存在还会加速油品老化进程。润滑用油抗泡性的好坏直接关系到机械的工作效率和工作质量,因此要求润滑用油应具有良好的抗泡性能。工程机械燃料用油的品种繁多。为了确保在各种燃料状况下发动机的清洁,有效防止活塞不的粘结,对油品的清净分散性也有着比较高的要求。
1.2工程机械用油的选用
工程机械用油涉及种类较多,常用的包括柴油机油、齿轮油、液压油,根据其润滑部位的不同工况特点对相应油品的选用有着具体的要求。
(1)柴油机油。
工程机械工作负荷很大,因而多采用柴油发动机,具有能量密度高、燃油经济性好,热负荷大、轴承耐压性强等特点。柴油机油国际上采用SAE(汽油工程师协会)粘度分类和API(美国石油协会)质量等级分类,中国石化拥有与国际完全接轨的分类体系,按质量等级分为CA、CB 、CC、CD、CE、CF、CG、CH、CI;按粘度分类包括表1中OW到60共16个粘度等级(见表1)。不同的发动机,由于其热负荷、机械负荷、工作条件及强化程度不同,要求使用不同的API等级机油。“W”等级与低温启动有关,同时符合“W”等级及其他等级的机油称多级油,如5W/30、10W/40、15W/40、20W/40等。多级机油比单级具有更好的粘温度性能,低温下有良好的低温启动性和泵送性能,高温下又有足够的粘度以保证润滑。工程机械的工作条件苛刻,环境温度变化大应优选多级机油。
表1 柴油机油的粘度分类 |
一般选用的粘度等级与环境温度对应见表2。
表2 粘度等级与环境温度对应关系 |
(2)齿轮油。
齿轮油除对温度、安定性、抗磨损等性能要求外,还对低温性能有较高要求,即寒冷地区的冷启动性