随着车辆的更新换代,发动机的紧凑设计和高效化发展对润滑油性能提出了更高的要求。利用纳米材料的特性及功能润滑剂之间的协同功效,可显著提升传统油品的性能,实现良好的减摩润滑效果,并能够进一步延长发动机的服役寿命14-9.本文作者米用英国ListerPetter发动机厂生产的LPW 4型柴油发动机对纳米减摩润滑剂进行了620h的可靠性试验。考察了该润滑剂在发动机中的实际应用效果。
1材料与试验方法1.1试验材料*基金项目:国家自然科学基金项目(50575225)。
按照的制备方法,利用机械化学法制备了具有长效分散和悬浮稳定的油溶性纳米铜颗粒,并通过复配多种功能添加剂合成了纳米添加剂。
按照质量分数为5.0%的添加量将纳米添加剂溶于LPW4专用发动机润滑油(简称StandariD下同)配制成试验用纳米减摩润滑剂(简称NanoLubricani下同)。表1给出了该润滑剂的部分理化性能指标。
表1纳米减摩润滑剂的部分理化性能指标密度/运动粘度(100°c)闪点C凝点/c 1.2试验方法缸柴油发动机进行台架试验,表2为该发动机的基本参数。其中使用纳米润滑剂的发动机运行了621h使用专用润滑油的对比发动机运行了625h试验过程中,每50h测试润滑油粘度、总酸值、总碱值等理化性能,发动机功率、扭矩、油耗、排气温度等外特性能,并收集油液进行金属元素含量分析。
表2LPW4发动机的基本参数发动机型式4缸。直列。水冷缸径X冲程排量稳定输出功率最大扭矩转速最低燃油消耗率2分析及讨论2.1纳米润滑剂对油品性能的影响~3分别给出了润滑油总酸值、总碱值和粘度随时间的变化曲线。可以看出,不同润滑油的粘度、总酸值、总碱值的参数都在正常的数据范围内,这说明纳米润滑剂与发动机专用机油具有良好的配伍性,并未改变油品的理化性能,也表明纳米润滑剂和专用机油仍具有继续使用的条件。
载能力和耐磨性能,有效抑制了金属运动件之间的摩擦磨损。2种油品中Al元素和Cu元素含量相差不大,并且均在正常的允许范围内,说明含AlCu元素的金属零件磨损情况相对较轻,如轴瓦和活塞销等零件。
2.2纳米润滑剂对发动机动力性能的影响不同润滑条件下的机油压力对比结果如所示,纳米润滑剂作用下的机油压力较专用机油的提高了15.8%,这是由于机油泵的工况相对平稳,纳米润滑剂可在运行过程中形成动态的液态保护膜,该膜层具有较高的强度,提高了密封性能,致使油压变高。
发动机油压的变化曲线燃油消耗变化情况不同润滑条件下的发动机燃油消耗对比情况如所示,纳米润滑剂作用下发动机的燃油消耗较专用机油的降低了3.6%,说明纳米润滑剂具有良好的减摩润滑功能,通过降低摩擦消耗,而提高动力性能,提高了柴油燃烧效率。
和0为不同润滑条件对发动机尾气排放烟度和颗粒含量影响结果。可以看出,纳米润滑剂作用下发动机的尾气颗粒含量较专用机油降低了26.7%,排放烟度较专用机油降低了51.3%,说明纳米润滑剂能够有效地降低活塞与缸套之间的摩擦,提高密闭性能,减少烧机油现象。通常在高温下,普通润滑油的粘度会降低,从而导致润滑性能下降,磨损加剧。而活塞与缸套是发动机中工作温度最高的部位,纳米润滑剂在高温下仍具有良好的减摩润滑性,说明纳米润滑剂具有良好的高温减摩润滑性能。
影响规律曲线。可以看出,纳米润滑剂在改善润滑的同时,也降低了摩擦生热,从而使发动机的工作温度在一定程度上有所降低,与专用机油相比,纳米润滑剂作用下的冷却水温度降低了5~10*C,排气温度平均降低了50*C.纳米减摩润滑剂与专用机油的配伍性良好,使用过程中对油品没有负面影响。
纳米减摩润滑剂具有优良的减摩润滑性能,其润滑下的金属元素Fe含量较专用机油降低了47.8%,机油压力提高了纳米润滑剂具有良好的节能效果和环保特性。与专用机油相比,纳米润滑剂的燃油消耗降低了3.6%,发动机的尾气颗粒含量降低了26.7%,排放烟度降低了纳米减摩润滑剂具有良好的实际使用的原因是其充分利用了配方中纳米材料的特殊性能和多种功能添加剂的复合协同功效,提升了传统润滑油的减摩润滑性能和整体性能。
作者:佚名 来源:中国润滑油网