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润滑油

润滑油是用在各种类型汽车、机械设备上以减少摩擦，保护机械及加工件的液体或半固体润滑剂，主要起润滑、辅助冷却、防锈、清洁、密封和缓冲等作用（Roab)。

只要是应用于两个相对运动的物体之间，而可以减少两物体因接触而产生的磨擦与磨损之功能，即为润滑油。

1 组成成分

润滑油一般由基础油和添加剂两部分组成。基础油是润滑油的主要成分，决定着润滑油的基本性质，添加剂则可弥补和改善基础油性能方面的不足，赋予某些新的性能，是润滑油的重要组成部分。

基础油

润滑油基础油主要分矿物基础油、合成基础油以及生物基础油三大类。矿物基础油应用广泛，用量很大（约95%以上），但有些应用场合则必须使用合成基础油和生物油基础油调配的产品，因而使这两种基础油得到迅速发展。

添加剂

添加剂是近代高级润滑油的精髓，正确选用合理加入，可改善其物理化学性质，对润滑油赋予新的特殊性能，或加强其原来具有的某种性能，满足更高的要求。根据润滑油要求的质量和性能，对添加剂精心选择，仔细平衡，进行合理调配，是保证润滑油质量的关键。一般常用的添加剂有：粘度指数改进剂，倾点下降剂，抗氧化剂，清净分散剂，摩擦缓和剂，油性剂，极压添加剂，抗泡沫剂，金属钝化剂，乳化剂，防腐蚀剂，防锈剂，破乳化剂，抗氧抗腐剂等。国内的主要添加剂生产商都在北方，因为相对于南方，在北方生产的添加剂含水量要小。

2 理化性质

外观（色度）

油品的颜色，往往可以反映其精制程度和稳定性。对于基础油来说，一般精制程度越高，其烃的氧化物和硫化物脱除的越干净，颜色也就越浅。但是，即使精制的条件相同，不同油源和基属的原油所生产的基础油，其颜色和透明度也可能是不相同的。

对于新的成品润滑油，由于添加剂的使用，颜色作为判断基础油精制程度高低的指标已失去了它原来的意义。

密度

密度是润滑油最简单、最常用的物理性能指标。润滑油的密度随其组成中含碳、氧、硫的数量的增加而增大，因而在同样粘度或同样相对分子质量的情况下，含芳烃多的，含胶质和沥青质多的润滑油密度最大，含环烷烃多的居中，含烷烃多的最小。

粘度

粘度反映油品的内摩擦力，是表示油品油性和流动性的一项指标。在未加任何功能添加剂的前提下，粘度越大，油膜强度越高，流动性越差。

粘度指数

粘度指数表示油品粘度随温度变化的程度。粘度指数越高，表示油品粘度受温度的影响越小，其粘温性能越好，反之越差。

闪点

闪点是表示油品蒸发性的一项指标。油品的馏分越轻，蒸发性越大，其闪点也越低。反之，油品的馏分越重，蒸发性越小，其闪点也越高。同时，闪点又是表示石油产品着火危险性的指标。油品的危险等级是根据闪点划分的，闪点在45℃以下为易燃品，45℃以上为可燃品，在油品的储运过程中严禁将油品加热到它的闪点温度。在粘度相同的情况下，闪点越高越好。因此，用户在选用润滑油时应根据使用温度和润滑油的工作条件进行选择。一般认为，闪点比使用温度高20～30℃，即可安全使用。

凝点和倾点

凝点是指在规定的冷却条件下油品停止流动的最高温度。油品的凝固和纯化合物的凝固有很大的不同。油品并没有明确的凝固温度，所谓”凝固”只是作为整体来看失去了流动性，并不是所有的组分都变成了固体。

润滑油的凝点是表示润滑油低温流动性的一个重要质量指标。对于生产、运输和使用都有重要意义。凝点高的润滑油不能在低温下使用。相反，在气温较高的地区则没有必要使用凝点低的润滑油。因为润滑油的凝点越低，其生产成本越高，造成不必要的浪费。一般说来，润滑油的凝点应比使用环境的最低温度低5~7℃。但是特别还要提及的是，在选用低温的润滑油时，应结合油品的凝点、低温粘度及粘温特性全面考虑。因为低凝点的油品，其低温粘度和粘温特性亦有可能不符合要求。

凝点和倾点都是油品低温流动性的指标，两者无原则的差别，只是测定方法稍有不同。同一油品的凝点和倾点并不完全相等，一般倾点都高于凝点2～3℃，但也有例外。

酸碱值

酸值是表示润滑油中含有酸性物质的指标，单位是mgKOH/g。酸值分强酸值和弱酸值两种，两者合并即为总酸值（简称TAN）。我们通常所说的”酸值”，实际上是指”总酸值（TAN）”。

碱值是表示润滑油中碱性物质含量的指标，单位是mgKOH/g。

碱值亦分强碱值和弱碱值两种，两者合并即为总碱值（简称TBN）。我们通常所说的”碱值”实际上是指”总碱值（TBN）”。

中和值

中和值实际上包括了总酸值和总碱值。但是，除了另有注明，一般所说的”中和值”，实际上仅是指”总酸值”，其单位也是mgKOH/g。

水分

水分是指润滑油中含水量的百分数，通常是重量百分数。润滑油中水分的存在，会破坏润滑油形成的油膜，使润滑效果变差，加速有机酸对金属的腐蚀作用，锈蚀设备，使油品容易产生沉渣。总之，润滑油中水分越少越好。

机械杂质

机械杂质是指存在于润滑油中不溶于汽油、乙醇和苯等溶剂的沉淀物或胶状悬浮物。这些杂质大部分是砂石和铁屑之类，以及由添加剂带来的一些难溶于溶剂的有机金属盐。通常，润滑油基础油的机械杂质都控制在0.005%以下（机杂在0.005%以下被认为是无）。

硫酸灰分

灰分是指在规定条件下，灼烧后剩下的不燃烧物质。灰分的组成一般认为是一些金属元素及其盐类。灰分对不同的油品具有不同的概念，对基础油或不加添加剂的油品来说，灰分可用于判断油品的精制深度。对于加有金属盐类添加剂的油品（新油），灰分就成为定量控制添加剂加入量的手段。国外采用硫酸灰分代替灰分。其方法是：在油样燃烧后灼烧灰化之前加入少量浓硫酸，使添加剂的金属元素转化为硫酸盐。

残炭

油品在规定的实验条件下，受热蒸发和燃烧后形成的焦黑色残留物称为残炭。残炭是润滑油基础油的重要质量指标，是为判断润滑油的性质和精制深度而规定的项目。润滑油基础油中，残炭的多少，不仅与其化学组成有关，而且也与油品的精制深度有关，润滑油中形成残炭的主要物质是：油中的胶质、沥青质及多环芳烃。这些物质在空气不足的条件下，受强热分解、缩合而形成残炭。油品的精制深度越深，其残炭值越小。一般讲，空白基础油的残炭值越小越好。

3 功能

润滑

在金属表面形成油膜, 将固体摩擦变为液体摩擦, 以减少摩擦, 这是润滑油最为普遍而重要的功能。随着摩擦减少, 同时防止发热, 限制了摩擦面的磨损。

发动机在运转时，如果一些摩擦部位得不到适当的润滑，就会产生干摩擦。实践证明，干摩擦在短时间内产生的热量足以使金属熔化，造成机件的损坏甚至卡死(许多漏水或漏油的汽车出现拉缸、抱轴等故障，主要原因就在于此)。因此必须对发动机中的摩擦部位给予良好的润滑。当润滑油流到摩擦部位后，就会粘附在摩擦表面上形成一层油膜，减少摩擦机件之间的阻力，而油膜的强度和韧性是发挥其润滑作用的关键。但是又不能用量过大，因为量过大时会产生平方关系的阻力，对转速影响极大，所以在用量上要特别注意。

冷却

燃料在发动机内燃烧后产生的热量，只有一小部分用于动力输出以及摩擦阻力消耗和辅助机构的驱动上；其余大部分热量除随废气排到大气中外，还会被发动机中的冷却介质带走一部分。发动机中多余的热必须排出机体，否则发动机会由于温度过高而烧坏。这一方面靠发动机冷却系来完成，另一方面靠润滑油从气缸、活塞、曲轴等表面吸收热量后带到油底壳中散发。

洗涤

发动机工作中，会产生许多污物。如吸入空气中带来的砂土、灰尘，混合气燃烧后形成的积炭，润滑油氧化后生成的胶状物，机件间摩擦产生金属屑等等。这些污物会附着在机件的摩擦表面上，如不清洗下来，就会加大机件的磨损。另外，大量的胶质会使活塞环粘结卡滞，导致发动机不能正常运转。因此，必须及时将这些污物清理，这个清洗过程是靠润滑油在机体内循环流动来完成的。

密封

发动机的气缸与活塞、活塞环与环槽以及气门与气门座间均存在一定间隙，这样能保证各运动副之间不会卡滞。但这些间隙可造成气缸密封不好，燃烧室漏气结果是降低气缸压力及发动机输出功率。润滑油在这些间隙中形成的油膜，保证了气缸的密封性，保持气缸压力及发动机输出功率，并能阻止废气向下窜入曲轴箱。

密封内燃机或空气压缩机的活塞, 汽缸缝隙等, 阻断燃烧气体的泄漏和外部异物流入内部, 保护系统保持当初设计时的内部压力等。特别是在油压装置中, 润滑油的油压膜形成本身就能起到防止润滑油漏油的作用。

防锈

发动机在运转或存放时，大气、润滑油、燃油中的水分以及燃烧产生的酸性气体，会对机件造成腐蚀和锈蚀，从而加大摩擦面的损坏。润滑油在机件表面形成的油膜，可以避免机件与水及酸性气体直接接触，防止产生腐蚀、锈蚀。

减震

在压缩行程结束时，混合气开始燃烧，气缸压力急剧上升。这时，轴承间隙中的润滑油将缓和活塞、活塞销、连杆、曲轴等机件所受到的冲击载荷，使发动机平稳工作，并防止金属直接接触，减少磨损。

对于齿轮, 轴承等部分的接触作业, 接触面如果限制为点或线, 瞬间承受高负荷, 会出现设备破损及设备间粘着的危险。如果喷洒润滑油, 润滑油油膜会起到将负荷分散到油膜内的功能, 保护系统不受高负荷伤害。

4 基础油分类

国外各大石油公司过去曾经根据原油的性质和加工工艺把基础油分为石蜡基基础油、中间基基础油、环烷基基础油等。20世纪80年代以来，以发动机油的发展为先导，润滑油趋向低黏度、多级化、通用化，对基础油的黏度指数提出了更高的要求，原来的基础油分类方法已不能适应这一变化趋势。因此，国外各大石油公司目前一般根据黏度指数的大小分类，但一直以来没有严格的标准。

美国基础油分类（API）

API于1993年将基础油分为五类（API-1509），并将其并如EOLCS（API发动机油发照认证系统）中，其分类方法见表-1。

表-1 API-1509基础油分类标准

API于1993年将基础油分为五类（API-1509），并将其并入EOLCS（API发动机油发照认证系统）中

试验方法类别	ASTM D2007	ASTM D2270	ASTM D2622/D4294 /D4927/D3120	类别说明
试验方法类别	饱和烃含量 /%	黏度指数 VI	硫含量/% （质量分数）	类别说明
I类	<90	80～120	>0.3	传统溶剂精炼出来的矿物基础油
II类	>90	80～120	<0.3	氢裂解炼出来的矿物基础油
III类（UCBO）	>90	>120	<0.3	氢裂解过程与腊油异构化炼出来的矿物基础油
IV类	聚α-烯烃（PAO）			石蜡分解法与乙烯合成法制得的合成基础油
V类	所有非I、II、III或IV类基础油			其他合成油、植物油、再生基础油等的统称

I类基础油通常是由传统的“老三套”工艺生产制得，从生产工艺来看，I类基础油的生产过程基本以物理过程为主，不改变烃类结构，生产的基础油质量取决于原料中理想组分的含量和性质。因此，该类基础油在性能上受到限制。

II类基础油是通过组合工艺（溶剂工艺和加氢工艺结合）制得，工艺主要以化学过程为主，不受原料限制，可以改变原来的烃类结构。因而II类基础油杂质少（芳烃含量小于10％），饱和烃含量高，热安定性和抗氧性好，低温和烟炱分散性能均优于I类基础油。

III类基础油是用全加氢工艺制得，与II类基础油相比，属高黏度指数的加氢基础油，又称作非常规基础油（UCBO）。III类基础油在性能上远远超过I类基础油和II类基础油，尤其是具有很高的黏度指数和很低的挥发性。某些III类油的性能可与聚α-烯烃（PAO）相媲美，其价格却比合成油便宜得多。

IV类基础油指的是聚α-烯烃（PAO）合成油。常用的生产方法有石蜡分解法和乙烯聚合法。PAO依聚合度不同可分为低聚合度、中聚合度、高聚合度，分别用来调制不同的油品。这类基础油与矿物油相比，无S、P和金属，由于不含蜡，所以倾点极低，通常在－40℃以下，黏度指数一般超过140。但PAO边界润滑性差。另外，由于它本身的极性小，对溶解极性添加剂的能力差，且对橡胶密封有一定的收缩性，但这些问题都可通过添加一定量的酯类得以客服。

除I～IV类基础油之外的其他合成油（合成烃类、酯类、硅油等）、植物油、再生基础油等统称V类基础油。

21世纪对润滑油基础油的技术要求主要有：热氧化安定性好、低挥发性、高黏度指数、低硫/无硫、低黏度、环境友好。传统的“老三套”工艺生产的I类润滑油基础油已不能满足未来润滑油的这种要求，加氢法生产的II或III类基础油将成为市场主流。

中国基础油分类

我国润滑油基础油标准建立于1983年，为适应调制高档润滑油的需要，1995年对原标准进行了修订，执行润滑油基础油分类方法和规格标QSHR 001-95，详见表-2。这种分类方法与国际上的分类有着本质上的区别。

表-2 我国基础油的分类

粘度指数	类别	通用基础油
IV≥140	超高黏度指数	UHVI
120≤VI<140	很高黏度指数	VHVI
90≤VI<120	高黏度指数	HVI
40≤VI<90	中黏度指数	MVI
VI<40	低粘度指数	LVI
专用基础油：低凝 UHVIW VHVIW HVIW MVIW
深度精制： UHVIS VHVIS HVIS MVIS

该标准按黏度指数把基础油分为低黏度指数（LVI）、中黏度指数（MVI）、高黏度指数（HVI）、很高黏度指数（VHVI）、超高黏度指数（UHVI）基础油5档。

5 润滑剂产品分组

根据GB 7631.1-87《润滑剂和有关产品(L)类的分类　第一部分：总分组》，将润滑剂分为19个组。其组别名称和代号见下表。

中国国标分类

润滑剂产品分组

组　别　代　号	组　别　名　称
A	全损耗系统油
B	脱模油
C	齿轮油
D	压缩机油（包括冷冻机和齿轮泵）
E	内燃机油
F	主轴、轴承和离合器油
G	导轨油
H	液压油
M	金属加工油
N	电器绝缘油
P	风动工具油
Q	热导油
R	暂时保护防腐蚀油
T	汽轮机油
U	热处理油
X	润滑脂
Y	其他应用场合油
Z	蒸汽气缸油
S	特殊润滑剂应用油

每组润滑剂根据其产品的主要特性、应用场合和使用对象再详细分类。

(1)产品的主要特性是指：润滑油的粘度、防锈、防腐、抗燃、抗磨等理化性能；润滑脂的滴点、锥入度、防水、防腐等理化性能。

(2)产品的应用场合主要指机械使用条件的苛刻程度，例如，齿轮油分为工业开式齿轮油、工业闭式齿轮油、车辆齿轮油。车辆齿轮油又分普通车辆齿轮油、中负荷车辆齿轮油和重负荷车辆齿轮油等。

(3)产品的使用对象主要是指机械的种类和结构特点。例如，内燃机油分为汽油机油、二冲程汽油机油和柴油机油等。

根据用途分类

润滑油根据用途分为汽车用油, 工业用油, 产业用油, 船舶用油, 大致分类如下。

运输机油

汽机油
柴机油
柴油电力机油
航空机油
LPG机油
CNG机油
摩托车机油
二行程机油
自动变速油
车用机油
工业机械油
液压油
机械油
工业用机油
涡轮油
循环油
压缩机油
冷冻机油
船舶用油
密封油
筒式活塞机油
系统油
金属加工油
切削油
压延油
热处理油
防锈油
其他
过程油
电绝缘油
润滑脂

国家标准

国标润滑油型号
GB 439—90航空喷气机润滑油
GB 440—77(88)20号航空润滑油
GB 443—89L—AN全损耗系统用油
GB/T 447—94蒸汽汽缸油
GB 5903—95工业闭式齿轮油
GB 5904—86轻负荷喷油回转式空气压缩机油
GB 11120—89L—TSA汽轮机油(防锈汽轮机油)
GB 11121—95汽油机油
GB 11122—1997柴油机油，
GB 12691—90空气压缩机油
GB 13895—92重负荷车辆齿轮油(GL一5)
GB/T 14906—94内燃机油粘度分类
GB/T 16630—1996冷冻机油
SH/T 0010—90热定型机润滑油
SH/T 0017—90(1998)轴承油
SH/T 0094—91(1998)蜗轮蜗杆油
SH/T 0111—92(1998)合成锭子油
SH 0138—9210号仪表油
SH/T 0139—95车轴油
SH/T 0350—92(1998)普通车辆齿轮油
SH/T 0360—92(1998)13号机械油(专用锭子油)
SH/T 0361—1998导轨油
SH 0362—92抗氨汽轮机油
SH/T 0363—92(1998)普通开式齿轮油
SH 0526—92(1998)粘度标准油
GB/T 0391—77(88)发动机润滑油腐蚀度测定法
GB/T 2433—2001添加剂和含添加剂润滑油硫酸盐灰分测定法
GB/T 3142—82(90)润滑剂承载能力测定法(四球法)
GB/T 6538—2000发动机油表观粘度测定法(冷启动模拟机法)
GB/T 7607—95柴油机油换油指标
GB/T 7608—87拖拉机柴油机润滑油换油指标
GB/T 8022—87润滑油抗乳化性能测定法
GB/T 8023—87液体石油产品粘度温度计算图
GB/T 9171—88发动机油边界泵送温度测定法
GB/T 9932—88内燃机油性能评定法(开特皮勒1H2法)
GB/T 9933—88内燃机油性能评定法(开特皮勒1G2法)
GB/T 11143—89加抑制剂矿物油在水存在下防锈性能试验法
GB/T 11144—89润滑油极压性能测定法(梯姆肯试验机法)
GB/T 11145—89车用流体润滑剂低温粘度测定法(勃罗克费尔特粘度计法)
GB/T 12577—90冷冻机油絮凝点测定法
GB/T 12578—90润滑油流动性测定法(U型管法)
GB/T 12579—2002润滑油泡沫特性测定法
GB/T 12581—90加抑制剂矿物油的氧化特性测定法
GB/T 12583—90润滑油极压性能测定法(四球法)
GB/T 12709—91润滑油老化特性测定法(康氏残炭法)
GB/T 17038—1997内燃机车柴油机油
SH/T 0024—90(2000)润滑油沉淀值测定法
SH/T 0030—90车辆齿轮油成沟点测定法
SH/T 0031—90柴油机活塞清净性评分方法
SH/T 0037—90(2000)齿轮油贮存溶解特性测定法
SH/T 0059—91润滑油蒸发损失测定法(诺亚克法)
SH/T 0061—91(2000)润滑油中镁含量测定法(原于吸收光谱法)
SH/T 0066—2002发动机冷却液泡沫倾向测定法(玻璃器皿法)
SH/T 0067—91(2000)发动机冷却液和防锈剂灰分含量测定法
SH/T 0068—2002发动机冷却液及其浓缩液密度及相对密度测定法(密度计法)
SH/T 0072—91液体润滑剂摩擦系数测定法(振于法)
SH/T 0074—91汽油机油薄层吸氧氧化安定性测定法
SH/T 0075—91CC级柴油机油高温清净性评定法(1135C2法)
SH/T 0076—91(2000)润滑油中糠醛试验法
SH/T 0077—91(2000)润滑油中铁含量测定法(原子吸收光谱法)
SH/T 0102—92(2000)润滑油和液体燃料油中铜含量测定法(原于吸收光谱法)
SH/T 0103—92(2000)含聚合物油剪切安定性测定法(柴油喷嘴法)
SH/T 0104—92(2000)冷冻机油在致冷剂作用下的稳定性试验(菲利普法)
SH/T 0120—92酚精制润滑油酚含量测定法

—— END ——

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