汽车水泵轴承润滑脂的选用薛进，杨晋涛（浙江工业大学，浙江杭州310000）力、防锈性及与尼龙材料相容等性能的评价试验和分析，考察了汽车水泵轴承用润滑脂选择的基本要求、相关技术指标及试验方法。对比分析认为，聚脲脂是一种效果理想的可作为汽车水泵轴承用的润滑脂品种。：滚动轴承；水泵轴承；润滑脂；性能；试验2.1润滑脂的耐热性ElectronicPublishing由于1水温1及环境的影响，水泵轴承运行过遐。net汽车水泵轴承作为特殊的轴承单元，其应用环境为高温、高湿和高含尘污染，对润滑脂有特殊的使用要求。20世纪70年代，第一代汽车水泵轴承润滑脂多采用以硬脂酸锂作为稠化剂的锂基腊1，如SKF的L6MT3、美孚的MobilgreaseMP、维克菲尔公司的CastralLM等。80年代后期，由于锂基脂已无法满足汽车工业的飞速发展，作为第二代汽车水泵轴承的润滑脂，非皂基脂特别是以聚脲为稠化剂的聚脲脂开始更多地被使用，如FAG由于聚脲稠化剂具有耐热强、抗水性好及使用寿命明显大于锂皂的特点，因此聚脲类脂将势必成为今后汽车水泵轴承专用脂的研究和发展方向。

　　国内汽车水泵轴承用脂的选择比较杂乱，缺乏应有的科学选择依据。本文在对国产汽车水泵轴承润滑脂使用情况调研的基础上，选择3类目前典型的水泵轴承用润滑脂进行全面的分析对比试验，研究先进汽车水泵轴承脂应具备的特性要求，综合评价较理想的水泵轴承用脂，同时也为研究和开发国产现代汽车工业所需的专用汽车水泵轴承脂提供试验数据。

　　1试验及分析步骤虽然汽车水泵轴承是以滚动摩擦的形式正常工作，载荷较低，但在运转过程中仍存在较大的滑动速度，温升较高，同时由于水及潮气的影响极易造成脂中皂结构的破坏，引起轴承锈蚀，因此汽车水泵轴承脂除了应具备优异的耐高温、长寿命性能外，脂的抗水性和防锈性也相当重要。为此，研究分析工作除了对3类水泵用润滑脂常规理化技术指标对比分析外（表1），重点分析、考查了润滑脂的耐热性、抗水性、防锈性能及与尼龙材料相容性等。具体的性能试验方法及过程见。

　　2试验结果及分析中的温升一般都超过1⑴有时可达140 *C左右，因此反映水泵轴承润滑脂性能的一个关键指标是脂的耐热性。脂的耐热性除常规氧弹试验外，更多地采用热空气法。表2的对比结果表明，Alvania3脂的耐热性最低，300h后脂呈棕黑色，损失率达35%，总酸值1以上，出现明显的氧化特征。结合该脂的滴点只有183C所以Alvania3脂不适合长期在140C左右的高温下工作。UnirexN脂的耐热性最高，平均损失率不足9%，表1国内典型水泵轴承用润滑脂常规理化指标比较牌号试验方法夕卜观黄白色深绿草绿琥珀色比色法稠化剂双脲聚脲复合锂锂皂基础油聚烯烃矿油基础油粘滴点厂C抗氧安定性蒸发损失/%分油率/%水洗耐水/%机械安定性铜板腐蚀轴承防锈稠度注：1）WHP为NSK水泵轴承专用脂。不作商业品提供。为了方便比较。

　　总酸值只有人3脂的10%，含油量81%以上，这可能与锂皂经复合后改变了稠化剂结构、无机离子键致使锂皂在高温下发生键断裂困难有关。同样ChevronSR脂的耐热性能也明显优于Alvania 3脂，可在140C以上高温环境下长期使甩其主要原因是因作为ChevronSR脂稠化剂的聚脲是非皂结构，不含易在高温下产生催化活性的金属离子，所以耐热性明显增强。

　　表2润滑脂的耐热性牌号外观变化脂损失/%总酸值KOH1）含油/%琥珀色变棕黑绿色变土绿，光泽蓝色变棕黑，光泽2.2润滑脂的耐水性能水的存在不但造成轴承生锈，同时也容易破坏润滑剂的皂结构，引起脂的过早解体和失效，这一点从表1中WHP脂对水洗耐水度的苛刻要求就能做出解释。表3给出了3种脂在79C下抗水性能的试验对比结果，包括脂抵抗水的侵蚀和冲洗的能力以及润滑脂于水中的解体程度。数据显示水洗耐水能力以ChevronSR脂为最好，失重仅为3%，抵抗水的解体程度为1%.说明该脂的表面附着能力较好，胶体安定性和抗水能力均超过另两个产品。其余两种脂的水淋性能比较接近，抗水能力的差距较大，其中Alvania3的平均失重高达2.8%.一般认为，在排除工艺条件的影响下，润滑脂的抗水性能主要与稠化剂种类及其与基础油的吸附特性有关，通常聚脲优于复合皂，复合皂优于单皂，合成油又优于矿油。

　　2.3润滑脂的防锈性能该试验参照NSK水泵轴承盐水湿热试验方法，模拟脂在水泵轴承运转工况环境条件（高温、高湿、含腐蚀性介质）下润滑脂耐蚀能力的评价。对比结果（见表3）表明UnexN脂的耐蚀能力最差，经历了约400h的试验后，试片首先出现点锈，随后锈迹不断增大、增多，600h试验结束时试片表面锈蚀已十分严重。Alvania3脂的防锈性能也不理想，ChevronSR脂的耐蚀能力最强，在前400h试验过程中，涂有ChevronSR脂的试片光亮如初，未出现任何锈蚀点，600h试验结束时，试片才出现一些变色小点，说明该脂抗锈蚀能力明显高于上述两种润滑脂。

　　表3润滑脂的抗水及防锈能力牌号抗水冲洗能力/%耐水能力/%盐水湿热腐蚀（NSK法）部分小锈点锈迹多部分小锈点表面锈迹严重光亮如初表面小点变色2.4润滑脂与尼龙材料的相容性汽车水泵轴承中保持架材料多系尼龙或尼龙增强材料构成131，考察脂对尼龙材料在高温下的影响（相容性）十分重要。相容性过低或影响明显往往会造成保持架变形，从而降低水泵轴承的使用寿命。列出了3种润滑脂在高温下对尼龙保持架尺寸变化影响的对比结果。数据显示，尼龙在矿油140*C高温下300h后的尺寸变化率在0.45%左右，而在ChevronSR脂条件下，尼龙材料尺寸变化率为0.44%，说明聚脲稠化剂对尼龙几乎没有什么影响，但Alvania 3脂和UnirexN脂对尼龙的影响导致尺寸变化率分别提高到0. 54%和0.66%，说明这两种脂对尼龙的影响较大。尼龙材料在高温下的尺寸变化主要取决于尼龙的老化程度，尺寸变化率与老化程度成正比。在温度与尼龙材料一定的情况下，外界介质，特别是皂金属成分对尼龙的老化影响最大，Alvania3和U-nirexN脂的稠化剂均是金属皂，在高温下其皂结构中的金属元素对尼龙的催化作用不容忽视，U-nirexN因含有一个无机盐结构导致催化作用更为明显。聚脲系非皂基稠化剂结构，它对尼龙材料的影响要弱得多，所以ChevronSR脂与尼龙材料的相容性相对要好。

　　2.5润滑脂的寿命润滑脂寿命失效试验是针对各类轴承润滑脂使用的特点，采用模拟工况如温度、载荷等条件对脂润滑轴承的耐久性寿命进行试验的一种评价方法。其试验结果能较真实代表和反映实用效果。大量研究证明，脂润滑轴承耐久性寿命主要受几方面的因素制约，如热化学、机械载荷、摩擦磨损及脂皂结构的机械稳定性等。表4是3类脂寿命试验的结果，如Alvania3脂功耗较小，表明它的摩擦力矩小，摩擦磨损自然较低，但它在高温下运行300h左右轴承温度就急剧升高，寿命失效时间仅为304h.卸机后检查轴承磨损却十分严重，Ra达0.72 /%！，IR分析脂的羰基吸收明显。由此可证实其失效并非单纯机械摩擦形成的结果，而是Alvania 3脂发生高温氧化，导致润滑不良、漏泄和磨损加剧造成的，这一结果与前述的热氧化过程相吻合。所以，水泵轴承对脂热安定性的要求要明显高于机械安定性。相对而言，由于UnirexN和ChevronSR脂的热劣化的程度较低，所以具有更长的高温使用寿命。从工况寿命试验350h后对试样轴承、润滑脂及各参数（磨损程度、振动及噪声的变化、脂的漏泄量和IR等）的分析可证实，这两类脂均可在140*C高温环境下长期正常应用，虽然对比数据显示UnirexN可能比ChevronSR会有更高的预测温度寿命，但试验中UnirexN脂润滑的轴承功耗较大，从而引起较大的温升，不利于节能，且后期抗机械摩擦性能会有所下降，导致磨损寿命减小。

　　表4润滑脂工况寿命试验及性能变化的比较功能寿命试验（140CASTM1741）牌号运转时间/h功耗/W磨损后振动/dB漏泄含油皂的氧化度（R分析）羰基吸收明显少量羰基吸收3结束语以矿物油和硬脂酸锂构成的锂基润滑脂M-vania 3在140C高温下其结构安定性和抗热劣化（下转第33页）用第2节中的算法对上述30个样本进行标定，得到模糊矩阵并求其传递闭包矩阵，对进行聚类分析。取分类水平U，按U对x划分相似类，把相交的相似类归并在一起，得到在；U水平上的等价类RichaKlJ，Roiger.数据挖掘教程丨M.北京：清华大学大学出版社，1999.张蕾。数据挖掘技术在信号提取中的应用。仪器仪表与检测，2005（1）：86?88.（编辑：赵金库）（上接第27页）程度会迅速下降，并很快发生温升提高、磨损加剧等现象，因此其只适用于130*C以下的滚动轴承润滑。UnirexN脂通过复合工艺引入部分无机结构形成复合锂基润滑脂，无机结构的存在使皂纤维在高温下的氧化及断链过程变得比较困难，高温性能有显著的提高，可在200*C以上的高温下长期使用，可用于窑车轴承、烘干机轴承等高温环境下的轴承润滑，但不适合用作在含水环境或腐蚀性介质下的轴承润滑剂。

　　ChevronSR脂由矿物油和聚脲组成，耐热性好，能在170*C以上的温度长期使用。寿命试验数据显示，高温下其抗氧化能力强，寿命长，润滑性好，磨损小，同时其防锈性、抗水性和耐水淋试验结果也明显优于另两种脂。由于ChevronSR脂采用聚脲作为稠化剂，不含金属元素，高温下能与尼龙保持架良好相容。相对于Alvania3和Unirex N月旨，ChevronSR脂更适合作为一种应用在高温、高湿和含腐蚀介质环境下的汽车水泵轴承单元的润滑剂材料。