發(fā)動機(jī)油的添加劑可以分成兩種完全不同的種類――化學(xué)性能活躍的和化學(xué)性能呈惰性的。化學(xué)性能活躍的添加劑是分散劑、清潔劑、防磨損劑、抗摩擦劑、極端壓力劑、氧化 抑制劑、腐蝕和銹抑制劑。這些發(fā)動機(jī)機(jī)油添加劑能夠與制造發(fā)動機(jī)零部件的金屬發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。在設(shè)計和制定發(fā)動機(jī)機(jī)油時,添加劑能否相互適應(yīng)并且是否適應(yīng)基礎(chǔ)油是很重要 的。
在合成物中每一種添加劑的比例和每一基礎(chǔ)油的比例加起來是100%。任何其他物體加入到最終的發(fā)動機(jī)機(jī)油后超過了100%,如販賣修理用零件的市場上的添加劑,機(jī)油處理劑 或發(fā)動機(jī)處理劑將稀釋每一種添加劑在最開始機(jī)油里所占的比例。
下面是對每一添加劑的描述以及它們混合使用時是如何起作用的。
分散劑
分散劑是一種高分子極性化合物,基于氮或氧。它們使它們自己吸附在燃油燃燒后的氧化灰燼和原油的熱分解物上。分散劑將氧化物的微粒懸浮在曲軸箱機(jī)油中,所以這些氧化 物不能沉淀出來,形成發(fā)動機(jī)中的油泥。
清潔劑
清潔劑是由有機(jī)酸和金屬氫氧化物發(fā)生反應(yīng)形成的金屬磺酸鹽。最常用的清潔劑時鈣磺酸鹽和鎂磺酸鹽。有時候它們混合使用。清潔劑的功能與分散劑在控制沉淀物上的功能很 相似,但是它們有不同的益處。清潔劑中和作為燃燒副產(chǎn)品的酸,它們控制銹和腐蝕。和分散劑一起使用時可以控制磨光和油泥。
防磨損添加劑
在發(fā)動機(jī)油中最常用的防磨損添加劑是ZDDP(鋅雙基二磷酸鹽),因為它的很多用處。它含有硫,磷酸和鋅。這些元素可以被鐵的表面化學(xué)吸收,形成硫化鐵和磷酸鐵以及氧化鋅 。
ZDDP為氣缸、活塞環(huán)和閥門傳動零部件提供了邊界潤滑,如果沒有這些添加劑的保護(hù),它們將以很快的速度磨損掉。ZDDP同時也提供了機(jī)油氧化的保護(hù),防止機(jī)油暴露在高溫環(huán) 境下進(jìn)行熱降解。ZDDP也防止含銅的軸承和軸襯的腐蝕性磨損。
MPZ(鉬-磷-鋅)磁性磨擦減少添加劑是在ZDDP中加入磷酸酯和機(jī)油可溶的鉬來形成的摩擦減少化合物。它比ZDDP具有更好的邊界潤滑性,因而具有更好的磨損保護(hù)和減摩擦性, 從而增加發(fā)動機(jī)馬力和扭矩輸出,大大提高了燃油的行駛里程數(shù)。
極端壓力(E.P.)添加劑
E.P.添加劑很少使用在發(fā)動機(jī)油中,因為作用于發(fā)動機(jī)零部件上的極端壓力不會在沒有邊界潤滑的情況下存在,邊界潤滑可以通過ZDDP得到有效的控制。
惰性添加劑
惰性添加劑提供了對基礎(chǔ)油的在物理性能上的改良。它們包括粘度改良劑、注入點鎮(zhèn)靜劑和泡沫抑制劑。最重要的惰性添加劑是粘度改良劑。石蠟共聚物(OCP)是一種象橡膠似 的材料,用乙烯和丙稀的混合物在釩作為催化劑下發(fā)生聚合反應(yīng)而制成。當(dāng)溶解在原油中時,它們減少了隨溫度改變而改變的粘度值。在低溫時,聚合分子對基礎(chǔ)油的黏度幾乎沒 有影響,但是在高溫下,對粘度的作用卻翻轉(zhuǎn)過來,因為聚合分子在加熱時也會膨脹,結(jié)果是導(dǎo)致了粘度的增加。
石蠟共聚物的另外一個用處就是增加了彈性,是因為內(nèi)聚力的提高,使得油分子可以黏附在一起。這個特性在最終的發(fā)動機(jī)油中使得它可以改善活塞環(huán)和閥門的密封性能,對于 高壓縮發(fā)動機(jī)是非常重要的。
注入點鎮(zhèn)靜劑
注入點是機(jī)油冷卻到一個極端低的溫度時還可以注入的最低溫度。注入點同時指示了在精煉過程中的去蠟處理后機(jī)油中還有多少石蠟存在。
石蠟在低溫下結(jié)晶析出。晶體的形狀象針,這些針狀晶體層層疊疊形成了一個格子式的結(jié)構(gòu),可以誘捕固體狀的油,使它在低溫下不能流動。
注入點鎮(zhèn)靜劑和石蠟晶體的改變劑一樣工作,通過改變晶體的尺寸,使得晶體成為更小的顆粒。這種添加劑減小了橫向晶體的成長,使得機(jī)油在低溫下更易流動,發(fā)動機(jī)的冷啟 動更容易,并且在低溫下機(jī)油更容易抽吸。
泡沫抑制劑
曲軸箱機(jī)油被旋轉(zhuǎn)的機(jī)油泵齒輪激活。這導(dǎo)致了空氣泡的產(chǎn)生,并使得機(jī)油形成泡沫。在泄漏的汽油中的水蒸汽形成的濕氣可能進(jìn)入曲軸箱。熱的機(jī)油和水的混合物將使得機(jī)油 變成泡沫。
低粘度機(jī)油形成的泡沫的氣泡比較大,容易破裂。高粘度機(jī)油形成的泡沫是一些很小的氣泡,很難破裂。分散劑和清潔劑的存在增加了曲軸箱機(jī)油形成泡沫的趨向。泡沫抑制劑 添加劑是硅樹脂或者聚丙烯酸脂。這些添加劑在發(fā)動機(jī)油中只有有限的可溶解能力,因此在很低的處理水平上就被分散到機(jī)油中。
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