80年代中期Wei和Spikes對柴油潤滑性的研究由于精制程度的加深使柴油中天然抗磨雜質減少,80年代是柴油由高潤滑性到中等潤滑性的重要轉變時期。但是與噴氣燃料不同,由于以下幾方面的原因,并未遇到潤滑性問題。
。1)柴油沸點比煤油高,因而含有更多的天然抗磨雜質;
(2)柴油的精制深度不是太深,仍有足夠量的抗磨雜質在精制過程中得以保存,從而可維持一定的潤滑性;
(3)柴油有較高的粘度,有利于彈性流體潤滑膜的形成。
1983年Wei和Spikes開始研究柴油的潤滑性。他們認為柴油有可能步噴氣燃料的后塵,在潤滑性方面出現類似的問題。他們的研究有兩方面成果。一是發展了測定柴油潤滑性的HFR法(Highfrequencyreciprocating),它是目前各國廣泛使用的測定柴油潤滑性的國際(ISO)和歐洲(CEC)標準試驗方法,也是HFRR(Highfre-quencyreciprocatingrig)法的前身。
二是發現了柴油中的某些組分,包括含氧雜質、多環芳烴、含氮雜質等,是柴油潤滑性的決定性因素。在80年代后期,Wei等繼續研究燃料中極性雜質的抗磨機理。他們認為,一種可能的機理是含氮雜質如吡啶、吡咯、喹啉等通過吸附-氧化-分解而起作用,氧化的產物包括帶吡啶基的羧酸、羥基喹啉、喹啉酸和尼古丁酸等;另一種可能是芳香性含氮化合物起著類似油性劑的作用;再一種可能是形成了摩擦聚合物。有些極性雜質的抗磨機理是十分復雜的。90年代,在解決柴油潤滑性問題時,這些基礎研究成果已被證明是十分有價值的。
80年代末、90年代初,為避免柴油機排氣中的有毒物質對環境的污染,西方國家強制性地大大減少柴油中硫和芳烴的含量,開發了所謂“新配方柴油”。張家港磨粉機這些柴油的含硫量一般小于0.05%,總芳烴含量小于35%.瑞典、芬蘭和美國加州公布了更加嚴格的法規。潤滑油廠家1991年瑞典上市兩類環保柴油,其中的一類含硫量少于0.001%,總芳烴含量少于5%。緊接著,在瑞典、美國部分地區和加拿大這些柴油含硫量大大減少的國家和地區發生大規模的燃料泵失效事故。先是出現泵的粘著磨損,隨后泵的性能迅速下降到無法使用的程度。這些失效事故再次喚醒人們對燃料潤滑性的注意。SAE,ISO和CEC組織了聯合研究機構來解決這一問題,近10年來,在研究低硫柴油的潤滑方面做了大量的工作。
發展HFRR試驗方法90年代初,英國帝國學院摩擦學實驗室重新設計了HFR試驗機,用計算機控制、測量和記錄全部試驗參數,使用方便,試件的標準化生產提高了重復性和再現性。測試深度精煉柴油的方法分為二個子程序,一個模擬粘著磨損,另一個模擬微動磨損,前一個子程序最常用。HFR試驗方法被進一步發展成為ISO和CEC標準(稱為HFRR法),在歐美廣泛用于模擬油泵的磨損和研究煉制方法對燃料潤滑性的影響。據報道,HFRR對不同煉制深度的柴油的區分性、添加劑的感受性都較好,重復性、再現性相當不錯,與現場試驗也有一定的對應關系。 |