当流体动力学或弹性流体动力学润滑的先决条件未满足时,基础油将要在所谓的边界接触条件下寻求支撑,这种支撑因素就需要寻找具有摩擦磨损控制性能的添加剂。因此,基础油和添加剂就被调和在一起生产出符合特定需求的润滑油脂产品,从而减轻预期会产生的边界润滑,该润滑剂就具有油膜强度和边界润滑性能。
油膜的强度是除了油膜厚度以外,用以减轻摩擦和控制磨损的重要因素。如上所述,在流体动力学和弹性流体动力润滑中,粘度是影响油膜厚度的关键。当基础油粘度不足以克服金属间表面摩擦时,就需要基础油和添加剂产生化学协同效应,形成表面保护机理。在这些边界条件下,边界润滑也会受到机械表面化学和物理性质以及其它任何环境因素的影响,所以即使在负载较重、温度较高或相对表面速度较低时,油膜强度也会有所提高。
无润滑的表面相互作用
如果你在显微镜状态下的分子水平观察机械接触表面,你将发现即使它们被加工得非常光滑,但实际依然是相对粗糙的。这就如同宇航员从遥远的空间角度看,地球是一个**光滑的球体,而站在地球表面的人则看到地球是充满了高高低低的山脉和山谷一样。
这是因为,当两个金属表面接触时,实际接触面积将显着低于表观接触面积。从显微镜下的“微观山”看,这些接触表面都是凹凸的较高点,低的粗糙面接触率较低。这些粗糙表面会因金属的相应剪切强度而出现弹性变形。因此初始接触点首先产生弹性变形,之后更多的接触点将连接起来,实际接触面积会随着负荷强度的增加而增加。
相对于费用昂贵、耗时较多的台架试验和行车试验来说,实验室模拟试验在基础应用研究方面有着简单、经济、快捷的优势。本研究采用了兰州研发中心*的低温油泥模拟试验机考察了150~200粘度牌号的I、、I、W类基础油的结构组成与油泥沉积物之间的关系以及对分散剂的感受性,同时利用RMSXPS等分析手段对基础油的烃类组成以及在油泥试验中产生的废油、油泥、漆膜的化学组成进行了分析,初步分析了基础油结构组成对沉积物的影响,以对基础油资源的合理利用提供技术支持。
1试验部分11试验用基础油表1试验用基础油基础油编号基础油牌号备注I类W类12基础油烃类组成分析首先采用柱色谱分析方法将基础油分离,分别得到饱和烃和芳烃组分,再将饱和烃和芳烃组分在质谱分析仪上进行进一步的烃类组成分析,即可得到链烷烃、不同环数的环烷烃和不同环数的芳香烃等烃类组成。
3性能试验在低温油泥试验中,采用兰州润滑油研究开发中心自主研制的低温油泥模拟试验机,其试验大纲如下:将一定比例的促进剂加入到装有一定量的基础油的反应管中,加热反应管到一定的温度。一定流速的―定流速的混合后通入反应管使其反应一定的时间,反应结束后,用正己烷冲洗反应管,得到沉积在反应管壁上的沉积物,在一定温度下烘干称重,称之为漆膜;同时用正己烷稀释试样并离心分离,对离心分离出的沉积物同样烘干称重,称之为油泥,用油泥与漆膜的总量表示基础油的低温沉积物生成倾向,同时对反应后的基础油经离心分离后的正己烷提取物称之为废油。
14废油和沉积物组成分析将以上两个模拟试验所得到的废油、油泥、漆膜分别进行红外光谱和X射线光电子能谱分析,用以判断基础油在试验前后化学组成的变化、分析检测油泥及漆膜的化学组成。本研究工作所采用的红外光谱仪为美国NC1公司的Mana一R550型傅立叶变换红外光谱仪,X射线光电子能谱仪为英国VGcnf公司的ESGAAB210型光电子能谱仪。
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