摘要：通過熱管試驗考察了兩個不同ⅢG發(fā)動機(jī)試驗油清凈性的變化，考察了不同基礎(chǔ)油以及在不同氣氛下基礎(chǔ)油清凈性的變化，用GC-MS、FTIR對基礎(chǔ)油及熱管試驗后油進(jìn)行了組成分析。研究發(fā)現(xiàn)：熱管試驗可以區(qū)分這兩個不同的ⅢG發(fā)動機(jī)試驗油的清凈性能; Ⅰ類基礎(chǔ)油清凈性能差， Ⅱ類、Ⅲ類、Ⅳ類基礎(chǔ)油清凈性能較好;氧氣的存在使基礎(chǔ)油在老化過程中水的含量、芳烴含量、氧化物含量增多，導(dǎo)致油品清凈性變差。

　　關(guān)鍵詞：工業(yè)設(shè)計類的核心論文,ⅢG發(fā)動機(jī)試驗,基礎(chǔ)油,清凈性能,汽油機(jī)油

　　0引言

　　高溫清凈性是內(nèi)燃機(jī)油的重要性能。隨著汽車工業(yè)的迅速發(fā)展，內(nèi)燃機(jī)向著小型化、大功率、高壓縮比的方向迅速發(fā)展，內(nèi)燃機(jī)的使用溫度和工作負(fù)荷不斷提高。油品在使用過程中受到氧氣、金屬、燃油等作用，會發(fā)生氧化、聚合、裂解等復(fù)雜的化學(xué)變化并在活塞表面形成積炭、漆膜等沉積物，嚴(yán)重影響內(nèi)燃機(jī)油的使用 [1-2]。

　�、驡發(fā)動機(jī)試驗主要考察汽油機(jī)油的抗氧化性能和高溫清凈性能。2010年美國公布了GF-5汽油機(jī)油規(guī)格，與GF-4汽油機(jī)油規(guī)格相比， GF-5汽油機(jī)油ⅢG臺架試驗通過指標(biāo)中活塞沉積物加權(quán)評分由不小于3.5變?yōu)椴恍∮?[3-4]，對油品的清凈性能有了更加嚴(yán)格的要求。基礎(chǔ)油約占內(nèi)燃機(jī)配方的80%～90%，其清凈性的好壞直接影響到成品油的清凈性能，因此研究基礎(chǔ)油對油品清凈性的影響，對于油品配方的開發(fā)具有重要的指導(dǎo)作用。

　　通過熱管試驗考察兩個不同ⅢG發(fā)動機(jī)試驗油品清凈性的變化;通過熱管試驗考察不同基礎(chǔ)油以及在不同氣氛下基礎(chǔ)油清凈性的變化，用GC-MS、FTIR對基礎(chǔ)油及熱管試驗后油進(jìn)行組成分析。

　　1試驗

　　1.1試驗用油

　　5W-30 ⅢG發(fā)動機(jī)試驗油1#，5W-30 ⅢG發(fā)動機(jī)試驗油2#，Ⅰ類基礎(chǔ)油、Ⅱ類基礎(chǔ)油、Ⅲ類基礎(chǔ)油、Ⅳ類基礎(chǔ)油。

　　1.2分析及評定方法

　　(1)熱管試驗

　　將一定量的氧氣通入在L型玻璃管內(nèi)加熱循環(huán)的油品中，試驗一段時間后，觀察玻璃管壁上沉積的漆膜顏色，考查油品的高溫清凈性能。設(shè)備：SY-9506型;試驗溫度：290 ℃。

　　(2)ⅢG發(fā)動機(jī)臺架試驗

　　試驗方法：程序ⅢG發(fā)動機(jī)試驗，ASTM D7320[5]。

　　(3)分析方法

　　FTIR分析：傅里葉紅外分析，美國Nicolet公司Magna750型傅立葉紅外光譜儀;GC-MS分析：質(zhì)譜分析，SH/T 0659-1998。

　　2結(jié)果與討論

　　2.1不同ⅢG發(fā)動機(jī)試驗時間油品清凈性的變化

　　將5W-30試驗油1#和5W-30試驗油2#進(jìn)行100 h的ⅢG發(fā)動機(jī)試驗，1#試驗油沒有通過ⅢG發(fā)動機(jī)試驗，2#試驗油通過了ⅢG發(fā)動機(jī)試驗。分別取試驗0 h、20 h、40 h、60 h、80 h、100 h油樣進(jìn)行1 h熱管試驗。圖1是不同ⅢG發(fā)動機(jī)試驗時間油品的清凈性變化，其中左側(cè)為1#試驗油熱管試驗結(jié)果，右側(cè)為2#試驗油熱管試驗結(jié)果。

　　由圖1可以看出，對于試驗油1#， 20 h油樣的熱管就出現(xiàn)黃色漆膜，40 h油樣的清凈性能急劇下降，80 h后整個熱管被黃色或黑色漆膜覆蓋;與1#油樣相比，2#油樣0 h的熱管評級與1#油樣0 h的熱管評級幾乎相同，主要原因可能是設(shè)定的熱管的試驗條件對于兩個0 h油樣來說，條件相對緩和。除0 h油品的熱管評級外，2#油樣在各個小時油品的熱管評級都比相對應(yīng)的1#油品的熱管評級好。由此可見，熱管試驗可以區(qū)分這兩個ⅢG發(fā)動機(jī)試驗油的清凈性能。

　　2.2不同基礎(chǔ)油熱管試驗

　　基礎(chǔ)油是內(nèi)燃機(jī)油的重要組成部分，其清凈性的好壞直接影響到油品的清凈性能。本文通過熱管試驗考察了14個不同批次的基礎(chǔ)油，其中包括4個Ⅰ類基礎(chǔ)油、4個Ⅱ類基礎(chǔ)油、3個Ⅲ類基礎(chǔ)油、3個Ⅳ類基礎(chǔ)油，其熱管試驗結(jié)果如圖2所示。

　　從表1中可以看出，鏈烷烴和少環(huán)環(huán)烷烴含量多，熱管評級低，清凈性好;多環(huán)環(huán)烷烴和芳烴含量高，熱管評級高，油品清凈性差，芳烴和多環(huán)環(huán)烷烴是清凈性的非理想組分。Ⅰ類基礎(chǔ)油中芳烴和多環(huán)環(huán)烷烴明顯高于其他種類基礎(chǔ)油，這可能是其清凈性差的主要原因。

　　2.3氧化對油品清凈性的影響

　　在熱管試驗中，基礎(chǔ)油在高溫和氧氣共同作用下發(fā)生變質(zhì)，為了區(qū)分高溫和氧化的作用，在氮氣氣氛下，用熱管試驗考察了基礎(chǔ)油清凈性的變化。圖3是四個基礎(chǔ)油在氮氣和氧氣氣氛條件下熱管試驗結(jié)果。

　　從圖4可以看出，四個基礎(chǔ)油在氮氣氣氛下，熱管幾乎都為無色，清凈性好。在氧氣氣氛下，熱管都有黃色或黑色漆膜出現(xiàn)。這說明基礎(chǔ)油僅在熱作用下，變質(zhì)不明顯;在氧氣的作用下，清凈性變差。圖4到圖7分別是四個不同基礎(chǔ)油在氮氣和氧氣氣氛下熱管試驗后油品的紅外分析譜圖。

　　從圖4到圖7可以看出，氮氣氣氛下的熱管試驗油與氧氣氣氛下的熱管試驗油主要有4個不同強(qiáng)度的峰：3400 cm-1、1710 cm-1、1600 cm-1、1150 cm-1，氧氣氣氛下的熱管試驗油四個峰的強(qiáng)度明顯大于氮氣氣氛下的峰強(qiáng)度。3400 cm-1為締合羥基的峰，結(jié)合熱管試驗后，瓶底有微量的水出現(xiàn)，推斷氧氣氣氛下的熱管試驗后油含有更多的水;1710 cm-1為C=O的峰，1150 cm-1左右為C-O的峰，說明氧氣氣氛下的熱管試驗油含有更多的氧化物;1600 cm-1為芳烴的峰，氧氣氣氛下的熱管試驗油在1600 cm-1峰強(qiáng)度明顯高于氮氣氣氛下峰強(qiáng)度，氧氣的存在，促進(jìn)了油品的芳構(gòu)化反應(yīng)，使油品中芳烴類物質(zhì)增多。

　　圖8為5W-30試驗油1#進(jìn)行 ⅢG發(fā)動機(jī)試驗的新油與試驗100 h后油的紅外差譜圖，從圖中可以看出，油品在ⅢG發(fā)動機(jī)試驗100 h后1717 cm-1(C=O峰)，1601 cm-1(苯環(huán)峰)處峰明顯增大。結(jié)合上面分析，基礎(chǔ)油在熱氧化條件下，含氧物質(zhì)和芳烴類物質(zhì)增多。可以推斷基礎(chǔ)油在ⅢG臺架試驗中生成氧化物質(zhì)和芳烴類物質(zhì)，這是導(dǎo)致油品清凈性變差的重要因素。 　　3結(jié)論

　　(1)利用熱管試驗對基礎(chǔ)油的清凈性進(jìn)行了考察，結(jié)果表明：Ⅰ類基礎(chǔ)油清凈性較差，Ⅱ類、Ⅲ類、Ⅳ類基礎(chǔ)油清凈性較好。鏈烷烴和一、二環(huán)烷烴是清凈性的理想組分，多環(huán)烷烴和芳烴使油品的清凈性變差。

　　(2)熱管試驗中，氧氣的存在使基礎(chǔ)油在老化過程中水的含量、芳烴含量、氧化物含量增大。在基礎(chǔ)油變質(zhì)過程中，氧化作用明顯強(qiáng)于熱解作用。氧化脫氫促進(jìn)了油品的芳構(gòu)化反應(yīng)，使油品中芳烴類物質(zhì)增多。

　　(3)ⅢG發(fā)動機(jī)試驗100 h后，油品中含氧化合物和芳烴的含量增大，結(jié)合基礎(chǔ)油在氧化變質(zhì)過程中芳烴和氧化物含量增大，推斷基礎(chǔ)油的氧化變質(zhì)是油品清凈性變差的重要因素。

　　參考文獻(xiàn)：

　　[1] Andrews G E，Jones M H，Rahman A A，et al.The Influence of an Oil Recycler on Lubricating Oil Quality with Oil Age for a Bus Using in Service Testing. SAE 2000-01-0234\[R\].

　　\[2\] Mark T Devlin， Todd Dvorak， Roger Sheets，et al. Role of Fuel Decomposition Products on Formation of Sequence IIIG Piston Deposits. SAE 2010-01-2259\[R\].

　　\[3\] 謝欣，武志強(qiáng)，王立華，等.ILSAC節(jié)能車用潤滑油和發(fā)動機(jī)臺架評定技術(shù)的進(jìn)展\[J\]. 石油煉制與化工，2011，42(8)： 7-11

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