汽车用润滑脂

润滑脂俗称黄油,它是一种稠化了的润滑油。由于润滑脂具有良好的润滑轴承等部件的特殊作用,故在汽车、拖拉机和工程机械上得到广泛的应用。

1.车用润滑脂的特点

(1)汽车润滑脂的结构特点。

润滑脂是一种由基础油、稠化剂和添加物 (添加剂和填料)组成的胶体分散体系。结构上,基础油是这种分散体系中的分散介质,稠化剂粒子或纤维构成骨架,即分散相,将基础油保持在骨架中。

1)基础油。

基础油含量一般占润滑脂质量的70%～90%。基础油分为矿物油和合成油两大类。

以矿物油为基础油的优点是:润滑性能好;黏度范围宽。但一般矿物油不能兼备高低温性能,而以合成油为基础油可制备特殊润滑脂。例如7014-1高温润滑脂的基础油为合成油,使用温度范围为-40℃～200℃。

2)稠化剂。

稠化剂含量占润滑脂质量的10%～30%,主要有皂基稠化剂 (钙皂、锂皂)和烃基稠化剂。

基础油中加入稠化剂就会失去流动性成为黏稠的半固体膏状物,即润滑脂。稠化剂的性质、含量决定润滑脂的黏稠程度、耐水性及抗热能力等使用性能。

3)添加剂。

添加剂是添加到润滑脂中改进其使用性能的物质,含量占润滑脂质量的5%以下。润滑脂添加剂的主要种类有稳定剂、抗氧剂、金属纯化剂、防锈剂、抗腐剂和极压抗磨剂等。

4)填料。

填料是润滑脂中的固体添加物。大部分填料本身可作为固体润滑剂,常用的填料有石墨、二硫化钼等。石墨钙基润滑脂含10%的鳞片石墨填料,起极压添加剂作用。

(2)润滑脂的使用特点。

1)与相似黏度的润滑油相比,润滑脂有较高的承受负荷能力和较好的阻尼性。

2)由于稠化剂的吸附作用,润滑脂的蒸发损失小,高温、高速下的润滑性好。

3)润滑脂易附着在金属表面,保护表面不锈蚀,并可防止滴油、溅油污染产品。

4)由于稠化剂的毛细作用,润滑脂可在较宽温度范围和较长时间内逐步放出液体润滑油,起到润滑作用。

5)在轴承润滑中,润滑脂还可起到密封作用。

使用润滑脂的缺点是冷却散热作用差、启动摩擦力矩大及更换润滑脂比较复杂。

2.车用润滑脂的主要性能

由润滑脂的结构和使用特点所决定,润滑脂具有许多其他润滑剂所不具有的特殊使用性能。

(1)稠度。

稠度是指润滑脂在受力作用时抵抗变形的能力。稠度过大会增加机械运动阻力,稠度过小会因转速过高而被甩掉。因此,润滑脂应具有适当的稠度。

润滑脂稠度的大小取决于稠化剂的含量,稠化剂的含量越多,润滑脂的稠度越大,其评定指标是锥入度。锥入度是在规定的时间和温度条件下,标准锥体沉入润滑脂的深度,以1/10mm为单位。按锥入度划分润滑脂稠度级号见表4-13。

表4-13 按锥入度划分润滑脂稠度级号

(2)胶体安定性。

胶体安定性是指润滑脂抵抗温度和压力的影响而保持胶体结构的能力,即基础油与稠化剂结合的稳定性。

胶体安定性的评定指标是滴点。滴点是指在规定的条件下加热,润滑脂达到一定流动性时的温度。滴点常用来粗略估计润滑脂的最高使用温度。例如:2号钙基润滑脂滴点为85℃,适用最高温度为60℃;汽车通用锂基润滑脂滴点为180℃,适用最高温度为120℃。

(3)抗水性。

抗水性指润滑脂遇水后抵抗结构和稠度等改变的性能。润滑脂的抗水性主要取决于稠化剂的抗水性。烃基稠化剂抗水性最好;皂基稠化剂除钠皂和钠钙皂外,其他金属皂的抗水性都较好。

(4)氧化安定性。

氧化安定性是指润滑脂在储存和使用中抵抗氧化的能力。氧化安定性差,易生成有机酸,对金属构成腐蚀,同时会使润滑脂的结构及使用性能遭到破坏。因此,润滑脂应具有良好的氧化安定性。一般皂基润滑脂的氧化安定性较差。

3.车用润滑脂的主要品种

润滑脂按其用途可分为抗磨润滑脂、防护与密封润滑脂和专用润滑脂。下面介绍一些常用润滑脂的特点和应用。

(1)钙基润滑脂。

钙基润滑脂是用动、植物油和石灰制成钙皂稠化润滑油,并以水作为胶体稳定剂制成的。它是使用最广泛的润滑脂。其特点是:具有良好的抗水性、润滑性和防护性能,但其耐热性较差,使用温度不能超过70℃,使用寿命较短。

(2)复合钙基润滑脂。

复合钙基润滑脂是以醋酸钙做复合剂制成的钙皂稠化润滑油。它以醋酸钙作为组分,不以水做稳定剂,从而克服了钙基脂耐热性差的缺点。其特点是:耐热性好,且具有良好的抗水性和良好的低温性能。

复合钙基脂适用于高温、高湿度条件下工作的摩擦部件润滑,如汽车轮毂轴承、水泵轴承等。

(3)石墨钙基润滑脂。

石墨既是一种固体润滑剂,又是一种填充剂,具有良好的耐压抗磨性能和抗水性。

石墨钙基润滑脂主要用于高负荷、低转速的简单机械和易与水接触的工作部位。例如汽车的钢板弹簧、吊车和起重机的齿轮盘、绞车齿轮等。由于它的主要成分是钙基润滑脂,因而耐热性差,其最高使用温度不应超过60℃。

(4)钠基润滑脂。

钠基润滑脂是由脂肪酸钠皂稠化中等黏度润滑油制成的。钠基润滑脂的特点是耐热性强、耐水性差。

(5)钙钠基润滑脂。

钙钠基润滑脂是由脂肪酸钙、钠皂稠化中等黏度润滑油制成的。钙钠基润滑脂又叫轴承脂,它的性能介于钙基和钠基润滑脂之间,适用于工作温度在100℃以下而又易与水接触的条件。例如汽车的水泵轴承、轮毂轴承、传动轴中间轴承和离合器分离轴承等。

(6)汽车通用锂基润滑脂。

汽车通用锂基脂用天然脂肪酸锂皂稠化低倾点润滑油,并加抗氧、防锈剂。它具有抗水性好、工作温度范围宽 (-30℃～120℃)、使用寿命长等特点,适用于汽车轮毂轴承、底盘、水泵和发电机等各部位润滑。目前进口车和国产新车型普遍采用锂基润滑脂。

4.润滑脂的使用注意事项

(1)润滑脂的选用。

选用润滑脂应考虑的主要因素有工作温度、运动速度和承载的负荷。

汽车轮毂轴承是车用脂润滑的主要部位。一般来说,轮毂转速为300～500r/min,轮毂轴承工作温度为70℃～80℃。但轮毂轴承温度受道路条件影响很大,在山区行驶的汽车,由于制动强度和制动次数的增加,轴承最高温度可达130℃。同时,汽车在不平路面上行驶时轮毂轴承的负荷比在沥青路面上高3～4倍。

1)工作温度越高,选用的滴点也越高;反之,应选用滴点较低的润滑脂。

2)运动速度越大,选用的稠度级别就应该越低;反之,应该选高稠度级别的润滑脂。

3)承载负荷大,应选锥入度小的润滑脂;反之,应该选用锥入度大的润滑脂。

除以上主要影响因素外,还要考虑润滑部件的周围环境。例如空气的湿度、尘埃以及是否有腐蚀气体等,特殊环境应选用特殊性能的润滑脂。

(2)润滑脂的使用。

1)润滑轮毂轴承时宜采用空毂润滑方法。采用传统的满毂润滑会增加摩擦阻力,且耗脂量大,润滑效果与空毂润滑相同。

2)推广使用锂基润滑脂。采用锂基脂润滑底盘各润滑点,可以减少用脂品种和底盘润滑作业的劳动量。

3)尽量选用低稠度级别的润滑脂。低号脂的价格便宜,摩擦损失小。