机油的高温抗氧化对发动机的影响.docx

科学技术的发展，推动了润滑技术的进步，伴随着润滑设备的体积越来越小，承载能力越来越大，润滑油量逐渐减少，加上运转副的运动速度越来越高，摩擦副的摩擦力越来越大，工作时油温越来越高，如汽缸与活塞环摩擦面温度高达200℃以上，这势必加速润滑油的氧化，直接影响到设备的正常运转，因此提高润滑油的抗氧化性能是非常重要的。
发动机的内部工作环境非常恶劣。燃烧产生的高温和油的压力加剧了油的腐烂。发动机油由基础油和一些添加剂组成。
机油的寿命取决于添加剂。即使将机油加注到发动机中，机油也会与空气接触。机油会随着时间的推移而氧化变质，长时间充入发动机。不运转机油会吸收空气中的水分，使机油乳化。
润滑油抵抗氧化变质的能力称抗氧化安定性，是润滑油的重要特性之一。
润滑油的抗氧化安定性和腐蚀性相互影响，抗氧化性差，生成酸性物质，增大腐蚀性。
润滑油氧化是导致油品失效最重要的原因之一，因为润滑油中的各种烃在空气中氧的作用下生成了过氧化物、羧酸、酮、醇等化合物，它们进一步缩合或聚合形成非油溶性聚合物；同时各种烃也可能生成小分子而挥发。
这些氧化产物和油品挥发导致油品粘度升离，非油溶性聚合物形成漆膜、沉积物等并造成发动机系统阻塞。
同时，生成的有机酸还会引起摩擦副的腐蚀磨损，从而降低摩擦副的使用寿命。
一、润滑油氧化及其危害 润滑油烃成分的氧化变质与多种因素有关。它除了受烃成分类型和抗氧能力因素的影响外，还与外部工作条件因素如温度、空气接触程度、金属和水分等相关。
其中，最显著的影响因素是温度，在一般的氧化条件下，当温度每升高10℃时，其氧化速度约升高1倍。
因此，在现代发动机中，尤其是航空涡轮发动机中，为提高发动机的热效率，增大推重比，降低耗油率，发动机的涡轮前燃气温度不断提高，油品的工作条件越来越苛刻，发动机的高温状况对润滑油的耐热性，也包括机件材料的耐热性提出了更高的要求。
二、对发动机的影响 
发动机是机车的心脏，机油是发动机的血液，可见机油的重要性！劣质机油造成的危害，简单列出几条：
1.性能欠佳的机油启动性能差。我们知道，发动机90%的磨损发生在启动瞬间，流动性能欠佳的机油不能在启动瞬间迅速到达各润滑部位，此时摩擦副之间就是干摩擦，此种摩擦对发动机的危害是最大的；
2.性能欠佳的机油高温抗氧化性能差，尤其是持续的高温下，摩擦副之间油膜易氧化，机油一旦开始氧化，就会很快进入一个快速氧化期，此时的润滑油膜抗剪切能力以及抗磨损能力非常差，实际上就是不能形成有效的润滑油膜，因此会对发动机造成严重磨损甚至拉缸抱瓦等；
3.性能欠佳的机油分散性能和清静性能差，发动机内部满眼的胶质、油泥和积碳，这些产物导致发动机内部温度过高，油耗增大，功率下降，严重时会堵塞油道滤清器等，另外，含硫氧化物等对发动机还有腐蚀作用。        
三、机油抗氧化性能好的原因 
机油氧化主要由三个部分组成。第一是缘于自由基的产生，二是氧化过程中过氧化物会加快氧化反应的速度，三是氧化结果的产物：胶质、沥青质、积碳等。
因此，要缓解以及减轻氧化，可从机油性能添加剂的捕获自由基、分解过氧化物和清除氧化产物三个方面解决。
捕获自由基：需要用到抗氧防胶剂。主要是作用于自由基，使之失去活性而防止氧化。
抗氧防胶剂可以提供氢原子并让自由基自身生成结构稳定的抗氧自由基，从而不再与其他的成分发生反应。
分解过氧化物：需要的是抗氧防腐剂。用于分解过氧化物，减少其含量而延缓氧化，除此之外，多数还有防止金属腐蚀的效用。
清除氧化产物：这个必须用到清静分散剂。机油工作时产生的氧化沉积物可分为积碳、胶膜、油泥三种。积碳会影响到火花塞的正常点火；胶膜会使活塞环粘结失去弹性，降低散热与密封效果；油泥则会堵塞油路。
清静分散剂可从清静、分散、增溶以及中和四个方面来清除这些氧化产物。清静是清洗金属表面的积碳和胶膜，从而保持机件干净，提供良好的工作状况。
分散是吸附胶膜、积碳等固体小颗粒并分散在机油中，让这些小颗粒随着机油的流动而被滤器清除，这样可以防止它们在金属表面和油池底部沉积。
增溶是增大油品对固态氧化物的溶解，增强分散能力，溶解中间氧化物，防止进一步缩合和氧化，减少形成积碳和胶膜。中和是中和氧化物中的酸性成分，防止进一步氧化和对金属的腐蚀。