甲醇汽油对发动机油低温性能的影响

201l年1月润滑与密封第36卷第1期LUBRICATION ENGINEERINGVol 36 No. IDoI:10.3969/jisn0254-0150.201101.022甲醇汽油对发动机油低温性能的影响尹兴林王娇董元虎(1.陕西通用石油化工有限公司陕西西安710043;2.上海同济同捷科技股份有限公司上海201206;3.长安大学汽车学院陕西西安710064)摘要:为考察甲醇汽油对发动机油低温性能的影响,通过向发动机油中添加甲醇汽油及其模拟燃烧产物甲酸、甲醛,分析其对油样的倾点、凝点、低温动力黏度的影响。结果表明:甲醇汽油及其模拟燃烧产物甲醛、甲酸对油样的倾点、凝点影响较小;随着甲醇添加量的增加,油样的低温动力黏度有增大的趋势;在甲酸质量分数为0θ.8%-1.2%时,油样的低温动力黏度值较大,但其增大的趋势平缓。因此甲醇汽油及其模拟燃烧产物对发动机油的低温性能影响不大关键词:甲醇汽油;发动机油;低温性能中图分类号:TE626.3文献标识码:A文章编号:0254-0150(2011)1-085-3The Effect of Methanol Gasoline on Low TemperaturePerformance of Engine oilYin Xinglin' Wang Jiao Dong Yuanhu'(L Shannxi Tongyong Petrochemical Co. Ltd, Xi'an Shaanxi 710043, China; 2. Tongjie Innova Engineering TechnologyCo., Ltd, Shanghai 201206, China; 3. School of Automobile, Chang an University, Xi'an Shaanxi 710064, China)Abstract In order to study the effect of methanol gasoline on the low temperature performance of engine oil, methanolgasoline and its simulated combustion products of formaldehyde and formic acid were added into the engine oils, and thepour point, solidification point and low temperature dynamic viscosity of the oil samples were analyzed. The results showthat the pour point and solidification point have little change with adding methanol gasoline and its simulated combustionoducts of formaldehyde and formic acid to the oil samples. The low temperature dynamic viscosity has slight increase withthe increase of methanol in methanol gasoline, and it is high as the mass fraction of formic acid is between 0. 8%-1 2%but the whole increase tendency is gentle with the increase of fomic acid. So the methanol gasoline and its simulated com-bustion products have little influence on the low temperature performance of engine oilsKeywords: methanol gasoline; engine oil; low temperature performance发动机油良好的低温性能是发动机在严寒的冬季甲醇汽油及其模拟燃烧产物甲酸溶液、甲醛溶液,测能够正常启动、润滑的有力保障。发动机各润滑部件定油样的倾点、凝点、低温动力黏度等评定项目,从能及时得到良好润滑,从而降低发动机启动磨损和启而分析甲醇汽油及其模拟燃烧产物对发动机油低温性动功率损失。由于甲醇与汽油相比具有特有的理化性能的影响。能,如甲醇的沸点为64.8℃,比汽油的初馏点(301试验材料及方法℃)要高2,甲醇汽油及其燃烧产物甲酸等在发动1.1试验材料机工作过程中,容易窜到曲轴箱中,与发动机油混1)发动机油:15W40SF汽油机油,长城润合。通过试验研究发现3-6:甲醇汽油及其燃烧产物滑油公司生产对发动机油的抗磨性能、清净分散性能、氧化和硝化(2)甲醛溶液:HCHO的质量分数37.0%性能均有负面影响。本文作者通过向发动机油中添加40.0%,西安化学试剂厂生产。收稿日期:2010-06-30中国煤化工量分数不少于作者简介:尹兴林(1979),男,工学硕士,工程师,主要从CNMHG油的组分见表1事润滑剂开发研究和设备润滑节能工作.Emal; indic@si润滑与密封第36卷表1几种甲醇汽油组成(体积分数)物发生反应而影响到烃类的倾点。从图2中可以看Table 1 Component of methanol gasoline到,第5组油样的倾点基本没有变化,这是由于甲醛甲醉汽油MoM15M25M5M0M85常温下是气体,当加入油样后加热搅拌就会分散到空甲醇/%015.025.035.050.085.0气中汽油/%10082.570.560.542.015.0助溶剂%02.54.54.58.00.0223第3组油第4组油1.2方案设计根据甲醇汽油及其燃烧产物的特点,方案设计如下:共6组油样,第1组油样为不同种类的甲醇汽油按质量分数1%分别加入到发动机油中;第2组油样为不同种类的甲醇汽油按质量分数1%分别同质量分数为1%甲酸以及质量分数为1%的甲醛溶液加入发图1油样倾点随甲醇质量分数的变化曲线动机油中;第3组油样为不同种类的甲醇汽油按质量Fig 1 Variation of pour point of oil samples分数1%分别和质量分数为1%的甲醛加入到发动机with methanol mass fraction油中;第4组油样为不同种类的甲醇汽油按质量分数1%分别和质量分数为1%的甲酸加入到发动机油中;第5组油样为甲醛分别按质量分数0.4%、0.8%、1.2%、1.6%加入到发动机油中;第6组油样为甲酸分别按质量分数04%、0.8%、1.2%、1.6%加入到发动机油中;第7组油样为不添加任何试剂的发动机油。Mass fraction of formaldehyde/%1.3试验方法按照上述方案设计配制油样,并在恒温65℃下,图2第5组试样倾点随甲醛溶液质量分数的变化曲线搅拌30min,冷却密封油样,静止放置24h后,分Fig 2 Variation of pour point of Group 5 oil别测定倾点、凝点、低温动力黏度。油样的低温性能指标测试方法见表2所示。表2油样的低温性能指标测试方法Table 2 Low temperature performance test methods项目试验方法国家标准倾点/℃石油倾点测定法GB/T3535凝点℃石油产品凝点测定法GB/TSI0Mass fraction of formic acid/%低温动力黏度/发动机油表观黏度测定法GB/T6538图3第6组试样倾点随甲酸溶液质量分数的变化曲线(mPa.s)(冷启动模拟机法)Fig 3 Variation of pour point of Group 6 oil2试验结果分析2.1甲醇汽油及其模拟燃烧产物对发动杋油傾点的2.2甲醇汽油及其模拟燃烧产物对发动机油凝点的影响影响图1~3示出了油样倾点随甲醇、甲醛和甲酸质图4~6示出了油样凝点随甲醇、甲醛和甲酸质量分数的变化曲线。可以看出,加人醇、醛、酸后对量分数的市可出出,田醇汽油及其模拟燃汽油机油的倾点无明显的影响。这是由于发动机油是烧产中国煤化工但影响较小,这由多种烃类组成的复杂混合物,每一种烃都有它自己是由CNMHG种烃均有特定的的倾点,因此这也就决定了发动机机油的倾点。而加凝点,而加入醇、醛、酸等物质后不会和发动机油中入醇、醛、酸等物质后不会和发动机油中的烃类化合的烃类化合物发生反应而影响到烃类的凝点。2011年第1期尹兴林等:甲醇汽油对发动机油低温性能的影响87一第1组油样能与汽油机油中的部分添加剂发生反应,从而使发动第2组油样第3组油样机油的低温动力黏度增大了。总体来讲,甲醇及其模第4组油样拟燃烧产物增大了发动机油的低温动力黏度。315304567590第1组油样第2组油样图4油样的凝点随甲醇质量分数的变化曲线第3组油样Fig 4 Variation of solidification point of oil第4组油样图7油样低温动力黏度随甲醇质量分数的变化曲线Fig 7 Variation of low temperature dynamic viscosityof oil samples with methanol mass fraeEg图5第5组油样凝点随甲醛溶液质量分数的变化曲线Fig 5 vample with formaldehyde mass fraction图8第5组油样低温动力黏度随甲醛溶液质量分数的变化曲线ty ofup 5 oil sample with formaldehyde mass fraction的图6第6组油样凝点随甲酸溶液质量分数的变化曲线Fig 6 Variation of solidification point of Group 6oil sample with formic acid mass fractionMass fraction of formic acid/%图9第6组油样低温动力黏度随甲酸质量分数的变化曲线2.3甲醇汽油及其模拟燃烧产物对发动机油低温动ig 9 Variation of low temperature dynamic viscosity of力黏度的影响Group 6 oil sample with formic acid mass fraction图7~9示出了油样低温动力黏度随甲醇、甲醛和甲酸质量分数的变化曲线。从图7可看出,随着甲3结论醇质量分数的增加低温黏度有增大的趋势;从图8可(1)甲醇汽油及其模拟燃烧产物对发动机油的以看出,加入甲醛的油样对低温动力黏度的影响不倾点、凝点有一定的负面影响,但影响较小。大,这是因为甲醛常温下是气体,加入发动机油中(2)甲醇汽油及其模拟燃烧产物使发动机油的后,很容易挥发出去;从图9可以看出,加入甲酸溶低温中国煤化工低温启动性能有负液后油样的低温动力黏度增大,且在甲酸质量分数在面影0.8%-1.2%之间时低温动力黏度值比较大,但整体CNMH〔模拟燃烧产物对变化趋势平缓。这是由于加入的甲醇、甲酸等物质可发动机油低温性能的影响不大。(下转第116页116润滑与密封第36卷副的动态系统和磨损机制,达到减少磨损的目的。【12】林子光蔡军王恩鸿高温线接触条件下表面抗磨损性能参考文献的试验研究[门]润滑与密封,20,25(1):43-44【】严新平,谢友柏,李晓峰,等.一种柴油机磨损的预测模型与【13】范春起张英才张厚君等缸套激光淬火的网格效应试验研究[门].摩擦学学报,1996,16(4):358-366[J].河北工业科技,199,16(1):5-8.(2 1 Toms L A Machinery Oil Analysis-methods, Automation& [14] Gadelmawla E S, Koura MM, Maksoud TM A, et al. Rough-Benefits[M].2nd Edition. Virginia Beach: Coastal Skills Trainess prarameters[ J]. Joumal of Marerials Processing Technol-ng,1998ogy,2002,123:133-145[3] Pawley JB. Handbook of Biological Confocal Microscopy[M]. [15] Scanning Probe Image Processor( SPIP)software[M]. Image2nd Edition. New York: Plenum Press, 1999.Metrology ApS, Denmark, 2000【4]Peng2, Kirks B. Computer Image Analysis of Wear Particles【6】哀成清,严新平彭中笑磨粒的三维表面特征描述[]摩in Three-dimensions for Machine Condition Monitoring[ J]擦学学报,2007,27(3):294-296.Wear,1998,223:157-166.【17】赫罗绍夫MM巴比契夫MA.金属的磨损[M].胡绍衣,【5】袁成清严新平.基于磨粒表面信息的磨损表面特征评估余沪生,译北京:机械工业出版社,1966[J中国机械工程,2007,18(13):1588-1590[18]Bowden F P, Tabor D. The friction and lubrication of solids【6】温诗铸世纪回顾与展望:摩擦学研究的发展趋势[J].机械[M]. Oxford at the Clarenden Press, 1964工程学报,2000,36(6):1-6【19】克拉盖尔斯基MB摩擦磨损计算原理[M]汪一麟等译【7】温诗铸材料磨损研究的进展与思考[J].摩擦学学报,北京:机械工业出版社,19822008,28(1):1-5[20] Fleisher G. Energishe methode derbestimung devers chleiBes【8】王腾,一种新型的磨屑在线监测传感器的实验研究[J].太[J]. Schmierungstechnik, 1973, 4: 9原科技大学学报,2008,29(1):24-28[211 Nam P Suh. An overview of the delamination theory of wear【9】袁成清严新平,彭中笑基于激光共焦扫描显微镜方法的[J].wear,1977,4:1-16.磨损表面三维数字化描述润滑与密封,2061(12):】温诗铸摩擦学原理M].北京:清华大学出版社199【23】 CocHOBCKHA JIA OCHOBb TpH6odaTHKH[M].roMm,【10】林子光发动机汽缸激光网纹状淬火[J]金属热处理,9993):26-28【24】温诗铸纳米摩擦学[M].北京:清华大学出版社,1998【】林子光激光淬火提高发动机汽缸抗磨性能的研究[刀]润【25】温诗铸纳米摩擦学研究进展[]机械工程学报.2043滑与密封,200,25(6):15-16.(10):1-8(上接第87页)Dong Yuanhu, Wang Wen, Wang Jiao, et al. Experimental Study参考文献n the Effect of Methanol Gasoline to Antiwear Property of En-【】许汉立内燃机润滑油产品与应用[M].北京:中国石化出gine Oil[ J]. Lubrication Engineering, 2007, 32(4): 147-149版社,2005.【5】董元虎王娇,朱心阔甲醇汽油对汽油机油氧化和硝化影【2】左付山蔡伟义吴家友甲醇汽油在汽车发动机上的使用响[J润滑与密封,2007,32(6):90-92性能分析[冂]南京林业大学学报:自然科学版,2006,30Dong Yuanhu, Wang Jiao, Zhu Xinkuo. Influence of Methanol(2):122-124Gasoline on Oxidation and Nitration of Gasoline Engine OilZUo Fushan, CAI Weiyi, wu Jiayou. Analysis on Methanol[J]. Lubrication Engineering, 2007, 32(6):90-92Petrol Usage Characteristic in the Auto Engine[J1. Joumal of【6】张玉刚陈铭醇类发动机润滑问题研究概况J润滑与密Nanjing Forestry University: Natural Sciences Edition, 2006, 30封,2004,29(6):121-123(2):122-124Zhang Yugang, Chen Ming. A Survey on the Lubrication Re-【3】董元虎,王娇,王稳,等.甲醇汽油对汽油机油清净分散性影search of Alcohol Engines[J]. Lubrication Engineering,2004响的实验研究[].润滑与密封,2007,32(3):153-15529(6):121-123Dong Yuanhu,wagm, Wang Wen, et al. Experimental Study【】刘依农,牛彩娥赵锁奇,等甲醇归高碱度烷基水杨酸钙of the Eifect of Methanol Gasoline on Detergent-Dispersant Per体结构及性能的影响[J].石油化工,2001,30(10):773-formance of Engine Oil[J]. Lubrication Engineering, 2007, 32(3):153-155.Liu YinZHAO Suogi et al. Influence of Methanol【4】董元虎,王稳,王娇,等.甲醇汽油对汽油机油抗磨性影响的中国煤化工 sed Calcium Alkyl-实验研究[]润滑与密封,2007,32(4):147-149CNMHG30(0):m3-75