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航空潤滑油:一般是指用于飛機及地面機場設備使用油品,主要包括航空發動機油、航空傳動系統用油、航空潤滑脂三大類。

不同的航空發動機制造商分別推出并發展了各自航空發動機油規格要求,如Pratt&Whitney公司的PWA521規格、GE公司的D50TF1規格,以及Allison公司的EMS53規格等,SAEE34組織也制訂了一個航空燃氣透平機的核心技術規范SAEAS5780,該規范規定了適用于渦輪發動機或渦輪驅動的船舶及工業裝備的粘度等級為5mm2/s的燃氣透平機油的基本物理、化學等性能。

目前國際上主要的航空發動機油規格仍然以美國軍標規格為主導,此類油品需要重點考慮油品在高低溫條件下的貯存穩定性、氧化安定性和腐蝕性。

最初作為飛機動力的航空發動機是活塞式的,在經歷二次大戰的洗禮后,這種活塞式發動機技術發展到了頂峰;伴隨世界范圍內的經濟增長,這種活塞式發動機已經不能適應高速、高續航能力、低耗能的大型飛機,如運輸機、客機的需要,并隨著航空渦輪發動機的出現,逐步退出航空運輸領域。由此人類航空開始進入噴氣時代。

經過約60年的技術進步,渦輪發動機已經從渦輪噴氣發動機發展到渦輪風扇發動機,大大提高了飛機的安全性、穩定性和經濟性。

隨著航空發動機技術發展、進步和性能提高,處于工作狀態下發動機苛刻度也不斷提高,如現代渦輪風扇發動機局部部件需要在約1200~1500℃下穩定可靠的工作,要求的航空發動機潤滑油質量水平也隨之提高。為滿足這種航空發動機對潤滑油的可靠要求,航空發動機油標準也應運而生。

航空發動機油作為航空發動機的血液,一種性能優良的航空發動機潤滑油,不但要為航空發動機各運動部件提供充分潤滑,而且還要提供足夠的密封、散熱作用,從而保障飛機發動機在高速高溫條件下安全、穩定的長時間續航能力。

1.1航空發動機油規格與主要性能

1.1.1發動機潤滑油系統

為保障航空發動機安全、穩定的工作,需要借助潤滑系統向發動機的各個潤滑部位提供穩定流量的潤滑油。潤滑系統的設計可以分為兩個階段,20世紀80年代之前投用的發動機基本上均采用傳統的潤滑系統,如圖3所示。而新一代的航空發動機潤滑系統是在傳統潤滑系統的基礎上,得到進一步改進,使之更加安全、可靠的工作,以保障潤滑油的正常供應。

1.1.2航空發動機油規格

航空發動機潤滑油通過潤滑系統對發動機的潤滑部位進行有效潤滑的同時,帶走大量的被潤滑部件所吸收的因燃燒燃油產生大量熱量,使發動機保持在一定的工作溫度下穩定工作。因此,潤滑油在循環過程中,需要經歷吸熱、升溫、氧化、冷卻不斷循環往復的過程。在這一過程中,油品就產生了蒸發、結焦、腐蝕等反應傾向。這就對航空發動機潤滑油提出了非常苛刻的要求。衡量一種潤滑油能否滿足航空發動機的基本要求,主要由規格標準加以限定。

航空發動機油規格的發展變化,是與航空發動機技術發展相適應的。不同的航空發動機制造商分別推出并發展了各自航空發動機油規格要求,如Pratt&Whitney公司的PWA521規格、GE公司的D50TF1規格,以及Allison公司的EMS53規格等,SAEE34組織也制訂了一個航空燃氣透平機的核心技術規范SAEAS5780,該規范規定了適用于渦輪發動機或渦輪驅動的船舶及工業裝備的粘度等級為5mm2/s的燃氣透平機油的基本物理、化學等性能。但總體而言,都是以美軍標準為基礎的,要求的基礎油也從最初的礦油型、半合成型逐漸發展到雙酯型合成油,直到目前的新戊基多元醇酯合成油。美軍航空發動機油標準根據油品100℃粘度劃分為兩種規格。一是MIL-L-7808規格,規定了3mm2/s和4mm2/s兩個粘度等級,前者應用于一般場合,后者應用于具有更高熱穩定性要求的場合,該規格1951年發布,至今已經修訂過多次;二是MIL-L-23699規格,規定了5mm2/s一個粘度等級,該規格1963年發布,至今也出過多個版本,并得到了逐步的完善,規定的油品包括了標準型(STD)、防銹型(C/I)和高溫穩定型(HTS)三種。目前使用的這兩個規格是1997年5月發布的MIL-PRF-7808L規格和MIL-PRF-23699F規格。

1.2航空發動機油產品及生產廠

國內航空發動機油基本分為合成以及礦物兩種。

航空液壓油/航空潤滑油

航空液壓油主要用作航空液壓系統傳動機構的工作液,也是各種要求較高的液壓機械的理想工作介質。具有良好的高低溫性能、粘溫性、抗剪切性、氧化安定性和液壓傳遞性能,使用溫度為-54℃-135℃。抗氧化安定性可滿足各種新型飛機液壓系統的使用要求。

自20世紀50年代以來,美國空軍一直致力于先進航空液壓油的研究。從石油基型到磷酸酯型,再到聚α-烯烴(PAO)合成烴型,耐燃性的提高一直是促進新型航空液壓油發展的主要驅動力。此外,由于環保意識的日益增強,液壓油的生物降解性和低毒性也變得越來越重要,用航空液壓油取代防銹液壓油儲存零件成為趨勢。未來,隨著飛機性能的不斷提高,高溫液壓油也成為發展方向。

2.1航空液壓油規格

15號航空液壓油GJB1177-1991

主要用作航空液壓傳動機構的工作液,可替代國產10號、12號航空液壓油和美國MIL-H-5606E液壓油。

10號航空液壓油(天空)SH0358-1992主要用作航空液壓傳動機構的工作液,同時還可用于其它高性能液壓系統的工作液。如數控機床、乙酰胺循環泵、高壓乙烯輸送泵及船舶起重機、甲板機械、挖掘機、起錨機、大型吊車、雷達車和鐵路、電器開關等。由于本產品有很低的凝點,所以還可用于極寒地區的上述各種設備并可替代倒冷油使用。使用溫度為-70℃以上。10號航空液壓油(地面用油)Q/SYYM0024-2000

本品主要用作各種要求較高的液壓系統的工作液,以及嚴寒地帶與機場地面的各種液壓機械設備。如數控機床、乙醇胺循環泵、高壓乙烯輸送泵及船舶起重機,甲板機械、挖掘機、起錨機、大型吊車等。使用溫度在-50℃以上。

2.2航空液壓油產品及生產

中國石油玉門煉油化工總廠

在中國石油天然氣集團公司、解放軍總后、空后及駐入軍代室的大力支持下,玉門煉油化工總廠與空軍油料研究所從1988年就開始了15號航空液壓油的聯合研制工作,研制的油品經分析評定所有技術指標符合美軍MIL-H-5606E標準要求,并通過了臺架試驗和殲八等機型的試飛、試用試驗,可替代國產10號、12號航空液壓油生產工藝順利通過了國產航空油料鑒定委員會的鑒定,并一致認為玉門煉油化工總廠的15號航空液壓油生產工藝穩定,產品名項指標符合要求,特別是剪切安定性、氧化安定性和低溫性與12號航空液壓油相比有明顯提高,與美國MIL-H-5606E標準液壓油相比無明顯差異,同意投入生產并供用戶使用。2000年又對調合、灌裝系統進行了整體改造,實現了油品在潔凈廠房內的自動化灌裝與包裝,進一步穩定了產品質量,完全可替代進口航空液壓油,同時能滿足軍用及民航的需要。

航空潤滑脂/航空潤滑油

航空潤滑脂主要用于飛機儀表及操縱部件,低溫性能要求苛刻,同時還有部分在起落及運動部件上的高溫脂。

3.1規格及產品

2號低溫潤滑脂(玉門產)

用于飛機的操作桿系統防護與潤滑,各種精密儀表和無線電設備,以及輕負荷、高轉速、寬溫度范圍(-60℃~120℃)內的各種機械設備的滾動軸承和滑動軸承及其他磨損部件的潤滑。

2號航空潤滑脂(撫順產)

2號航空潤滑脂具有優良的低溫性能、高溫性能和抗水性能,可用于寬廣溫度范圍內工作的滾珠軸承的潤滑,使用溫度-50度-120度。具有優良的高低溫性能、機械安定性、膠體穩定性和氧化安定性能。

適用于航空電機和微電機的軸承、齒輪及操縱機構的支點、組裝連接部位以及某些儀器、儀表的潤滑; 航空潤滑脂也適用于高速球軸承的潤滑; 在5000~20000r/min的磨床主軸上一次加脂使用周期為3年,是使用2#、3#主軸潤滑壽命的六倍。航空潤滑脂代替5#、7#、10#主軸油,潤滑成本可大幅度下降。航空潤滑脂使用于連續工2000/min的紡紗機錠子軸承、加脂時間間隔可延長到半年。適用于3600r/min氣流紡分離式錠子軸承,補充潤滑脂時間間隔可延到三個月。 航空潤滑脂可使用在寒區戶外工作的機電設備的球軸承(如直流須刀)及低溫流體輸送泵(如甲烷、乙烷回流泵)電機等的軸承潤滑;

7007、7008航空潤滑脂(一坪產)

專為航空潤滑設計的,屬多用途航空潤滑脂,適用于航空電機軸承和齒輪、操作機構支點、組裝聯接以及某些儀器、儀表的潤滑,也適用于高速球軸承的潤滑。

本產品也適用于非航空領域,應用于5000r/min~20000r/min的磨床主軸,2000r/min連續工作的紡紗加捻機錠子軸承,3600r/min氣流紡分離式錠子軸承和寒區戶外工作的機電沒備的球軸承(如直流發電機)、儀器儀表電機軸承、高速家用微電機(如家用粉碎機、電動剃須刀)及低溫液體輸送泵(如甲烷、乙烷回流泵)電機等軸承的潤滑。

寬溫度溫度航空潤滑脂(中國石油化工科學研究院生產)

適用溫度(-60℃~300℃)專為航天設備開發,具體性能及規格保密中。

潤滑脂的極壓抗磨性能指標及意義/航空潤滑油

對負荷較大設備的潤滑在潤滑脂中都加入一定的極壓或抗磨添加劑,以提高脂的極壓抗磨性能。潤滑脂的極壓抗磨性能是很重要的指標,極壓抗磨性能不好,就會導致設備的磨損嚴重,

對負荷較大設備的潤滑在潤滑脂中都加入一定的極壓或抗磨添加劑,以提高脂的極壓抗磨性能。潤滑脂的極壓抗磨性能是很重要的指標,極壓抗磨性能不好,就會導致設備的磨損嚴重,使設備損壞引發設備事故。

對極壓、抗磨性能的測定有四種方法:

1梯姆肯試驗

該試驗是在梯姆肯試驗機上進行,將潤滑脂以一定流量加在一定負荷一定轉速的金屬環與金屬塊的摩擦副之間。經過一定時間的運轉后觀察金屬塊上的磨痕來判斷潤滑脂的極壓性能用OK值表示。

1.1考察潤滑脂在線形接觸下抵抗負荷的能力。

1.2試驗方法:SH/T 0203

2四球試驗(GB/T 3142)

四球試驗是將潤滑脂裝入球盒中,在規定的負荷下上面一個鋼球對著下面靜止的三個鋼球以一定的轉速旋轉。一定時間后測其磨跡直徑來判斷潤滑脂的極壓性能。

該方法有三種表示:PB值、PD值、ZMZ值

PB值:是指在試驗條件不發生卡咬的最大負荷,用N表示。

PD值:是在試驗條件下使轉動球與三個靜止的球發生燒結的最小負荷,用 N表示。

ZMZ值:潤滑脂在所加負荷下抗極壓能力的一個指數。試驗時負荷按0.1對數單位的間隔逐級加到三個靜止的鋼球上,取燒結負荷前十次試驗結果計算ZMZ值,用N表示。

3四球試驗(GB/T12583)該方法有三種表示方法:PB值、PD值、LWI值

LWI值:是指在所加負荷下潤滑劑使磨損減少到最小的極壓能力指數。在本試驗條件下,它等于在燒結點以前按0.1對數單位負荷加到三個靜止球上,做十次試驗所測得的校正負荷的平均值。

4抗磨性能(SH/T 0204)

在四球長磨試驗機上,在規定的負荷條件下,上面的一個鋼球對著表面涂有試樣的下面三個靜止的鋼球旋轉,試驗結束后測量下面三個鋼球的磨痕直徑,以磨痕直徑的大小來判斷潤滑脂的抗磨性能。

4.1意義:此方法用于測定不同潤滑脂在試驗條件下的相對磨損性能,不能區別極壓和非極壓潤滑脂。
 

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