从汽油机油规格来看,1988年3月美国公布了APISG汽油机油规格,1994年1月颁布了SH汽油机油规格标准,2000年又颁布了SL汽油机油规格,这些规格发布后,美国已经大量使用SH、SL汽油机油131.中国汽车工业发展速度非常迅速,与之发展不相适应的是中国内燃机油的发展速度很慢,无论在质量上还是品种上与国外相比都存在着较大的差距141.目前,高档润滑油在中国的市场占有率尚不足10%.专家预测,在未来10年内中国的高档润滑油将得到迅速发展,到2010年SG级以上级别的润滑油将占市场的40%,因此在中国开展SH润滑油的研究显得十分重要。本项研究通过均匀设计来安排试验,最终得出了15W/40SH级润滑油的优化配方151. 1均匀设计均匀设计是通过一套精心设计的表来进行试验设计的,每个均匀设计表有一个代号Un其中表示均匀设计,*n*表示要做n次试验,*g*表示每个因素有g个水平,*s*表示有s列。均匀设计有如下特点:①每个因素的每个水平只做一次;②任2个因素的试验点分布在平面的格子上,每行每列仅有一个试验点;③均匀设计表中任两列组成的试验方案一般并不等价,因此每个均匀设计表都有一个附加的使用表;④当因素的水平数量增加时,试验数量也随之增加。由此可知,均匀设计在保证试验质量的前提下,应尽可能地减少试验工作量。
对于s种因素,试验范围是单纯形TS =1计划比较n种配合比。计算为1 2基础油与功能添加剂的选择)及石蜡聚合物(OCP7065)按15:1:2调配得到,调配后的基础油静置60d不分层、无沉淀,说明三者的相溶性很好。通过粘度试验发现,基础油的高低温粘度均达到15W/40的粘度级别要求。试验选用的添加剂有聚《-烯烃(T803A)、烷基水杨酸钙(T109)、硫化烷基酚钙(T115A)双烯基丁二酰亚胺(T152)、丁二酸季戊四醇酯(L117)、二烷基二硫代磷酸锌(ZDDP)、苯骈三氮唑(T706)、二烷基二硫代磷酸钼(MoDDP)。将T109与T115A以比例(2:3)调配成复合清净剂;将T152与L117以比例(:2)调配成复合分散剂;将ZDDP、T706和MoDDP以比例(3:1:1)调配成复合抗氧抗腐剂。为了便于分析,4个因素做如下约定:X1为T803A加量;X2为复合清净剂加量;X3为复合分散剂加量;X4为复合抗氧抗腐剂加量。试验的范围为:0.3% 表2全配方试验结果试验指标高温分散系数低温分散系数成焦量/mg粘度变化率蛟倾点表观粘度/边界泵送温度4试验结果处理与分析油品清净性的二次回归模型拟合方程为Y -1.98X2X3.由回归方程可以看出复合分散剂和复合清净剂对改善油品清净性具有显著的协同增效作用。在试验范围内对回归方程求极值,得出最优化结果X2=综合分散系数的回归方程为Y以看出,复合清净剂与复合分散剂对改善油品的综合分散性有比较明显的作用。在试验范围内最优解油品的氧化安定性用粘度变化率来体现。
粘度变化率的回归方程为Y=42.83?0.504X4?0.744X2X4.由回归方程可以看出,复合清净剂和抗氧剂复合后可以显著改善油品的抗氧化安定性,主要是因为09和15从为含酚结%H还对氧化反应链起终止作用16.在试验范围内最优解油品的抗磨损性能用磨斑直径表示。试验是在规定负荷(392N)和规定时间(30min)下进行四球机试验。对表2的磨斑直径WSD(mm)进行数据拟合,可得回归方程Y=0.722*0.029X4*0.0093X3X4+0.0472XX3.由方程可知复合分散剂再与抗氧剂复合可以增进抗磨损性能;而降凝剂与复合分散剂复合对磨损性能有不利影响。最优解I=03%X3=4.6%X4=3.2%最优值Y=0.33mm.油品中的T803A主要影响研制油的低温性能,由于其他添加剂的倾点和低温流动性不同,也对研制油低温性能有微弱的影响。根据低温性能试验结果,可以得到如下几个回归方程,用、Y2、Y3分别代表倾点、表观粘度和边界泵送温度。
最优值Y1最优值73=*27 5最优化结果的确定7个指标,对各个指标都作了回归分析,并求出各个指标的最优解与最优值。但是各个指标的最优解并不完全相同,甚至还有完全对立的情况,这就需要在各个指标的最优解之间进行协调,以取得整个方案的最优化。本项研究采用目标规划法,先求出各个分目标函数的最优值,再根据多目标函数最优化设计的总体要求,作出适当的调整,给出理想的最优值,统一目标函数按平方和法构成其中,Wj为权重。权重主要反应各个分目标函数在相对重要程度方面的差异,权重越大则影响越大,反之则越小,当分目标函数达到各自的理想最优值时,统一目标函数f(X)为最小。
运用上面的目标规划法公式求得的最优解为X1 692为一32G表观粘度为3468(mPas)边界泵送温度为一24*C.表3各指标权重的分配试验指标综合分散系数成焦量/mg粘度变化率如/倾点/X:表观粘度/边界泵送温度/X因此,本项研究得到的优化配方如下:46 6最优化结果的性能对比试验为了进一步考察研制油的使用性能,对理化指标作出测定,选取两种中国市场上广泛销售的成品同类润滑油作为参比油,来评估本项研究最终确定的最优化配方的实际性能。试验结果见表4,其中油1是埃索公司生产的15W/40SH级润滑油;油2是壳牌公司生产的15W/40SH级润滑油。
表4研制油与同类油品的性能对比试验试验项目研制油油1油2试验方法100X运动粘度/粘度指数VI闪点/X倾点/X成焦量/mg综合分散系数r/%最大无卡咬负荷/N磨斑直径D/mm粘度变化率/%表观粘度八旭1七。s)边界泵送温度/X表4表明,研制油的分散性与参比油的分散性相当,抗磨性能则优于参比油,只有粘度变化率和边界泵送温度比参比油稍差。综上所述,本文研制的成品油达到了15W/40级润滑油的粘度级别要求,其使用性能基本上相当于SH级润滑油,完全可以替代国外进口的同类产品。
用这种方法可节省大量连接螺栓。
作者:佚名 来源:中国润滑油网