合成润滑油
合成润滑油，是润滑油的一种，使用于内燃机润滑时或称合成机油，指全部或部分使用合成基础油作为配方中的基础油的润滑油，通常与矿物精炼润滑油相对。
发展历史
[编辑]早期合成润滑油
[编辑]1930年代，德国法本公司化学家Dr. Hermann Zorn[1]开始研究具有天然石化油特性，但在低温环境不易结冻的润滑油，他的研究结果导致1930年代末和1940年代初3500多种酯被制造出来，包括双基酸酯、多元醇酯和乙酸异戊酯。二战期间，纳粹德国空军由于原油来源的缺乏及性能需求，在部分飞机发动机使用己二酸酯与聚合的烯烃/乙烯混合的合成润滑油。[2]1944年3月起，美国陆军航空队由于冬天较易启动、及大幅减少了油冷排中的油泥沉积，亦在部分飞机发动机使用以聚乙二醇为主的合成润滑油。
合成润滑油论战
[编辑]嘉实多（Castrol）公司和美孚（Mobil）公司关于何谓"合成"润滑油的商务论战。起因1995年国际汽车工程师学会（SAE）从其Information Report J357文件中删除了关于"合成"润滑油的物理及化学定义，美国石油学会（API）亦从其API 1509文件中删除了原本将"合成"基础油定义为API Group IV/V的描述。嘉实多从1998年起在其内燃机润滑油产品配方中使用氢化裂解（Hydrocracked）工艺制成的API Group III基础油代替原来配方中的PAO（聚a-烯烃）基础油，并宣称其产品为"合成"润滑油，而触犯美孚当时作为世界上最大的PAO基础油供应商的利益因而引起争端。作为最大的PAO基础油制造商，美孚认为只有使用PAO或酯类基础油才能称为"合成"润滑油，而嘉实多的产品仅仅是矿物油的变种，美孚向商业促进局（Better Business Bureau）所属的全国广告司（National Advertising Division）投诉嘉实多从事虚假广告。嘉实多则反驳1995年SAE和API都删除了其文件中关于"合成"润滑/基础油的定义。1999年3月，商业促进局所属的全国广告司裁定嘉实多未欺骗消费者，嘉实多赢得实际上的胜利。自此使用API Group III作为基础油的润滑油在除德国之外[3]大部分国家可商业宣传为"合成"润滑油。而进入21世纪后，美孚亦开始在其部分合成润滑油产品中加入API Group III基础油（即美孚MSDW或AGC-21基础油），作为全合成（部分美孚1号、Super Synthetic）或半合成润滑油产品销售。
近代合成润滑油
[编辑]1973至1990年，荷兰皇家壳牌公司研发出以费托合成（Fischer–Tropsch process）制成的气转液（Gas to liquids,GTL）基础油，称为Shell Middle Distillate Synthesis（SMDS）制程，API基础油分类为Group III[4]，成本远低于PAO，且大部分的性能介于传统API Group III与PAO之间。1980年代起美孚亦研发了类似的AGC-21制程基础油。
合成油性能
[编辑]使用合成机油的优点包括在极端工作温度下具有更好的低温和高温粘度性能[5]， 更好（更高）的黏度指数 (VI)[6]， 以及化学和剪切稳定性[7]。这也有助于减少蒸发造成的损失[6][8][9][10]。 它可以抵抗氧化、热分解和油泥问题[11]，并延长换油周期，减少使用过的废油产生的环境效益。它在极端寒冷的条件下提供更好的润滑[6]。使用合成油可能会延长发动机寿命[6]，并具有出色的保护作用，可防止发动机热点（特别是涡轮增压器和机械增压器）中的“灰烬”和其他沉积物形成，从而减少机油燃烧并降低损坏机油通道的机会堵塞[5]。由于发动机内部阻力较小，汽车的性能随着马力和扭矩的净增加而得到改善[11]。 此外，它可以提高燃油效率 - 车队测试记录提高了1.8%至5%[6]。
参见
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参考文献
[编辑]- ^ Eilhard Jantzen: The Origins of Synthetic Lubricants: The Work of Hermann Zorn in Germany, Part 1, Basic Studies of Lubricants and the Polymerisation of Olefins, Journal of Synthetic Lubrication, 12. 1996, Nr. 4, S. 283-301.
- ^ M.E. Spaght, German Aircraft Oils were made by Polymerization of Olefins Petroleum Processing, October 1946, p. 126-135
- ^ Urteil des I. Zivilsenats vom 21.6.2018 - I ZR 157/16 -. juris.bundesgerichtshof.de. [2019-09-25]. （原始内容存档于2021-03-05）.
- ^ American Petroleum Institute, Industry Services Department, Engine Oil Licensing and Certification System, API Publication 1509, 15th ed. April 2002
- ^ 5.0 5.1 Synthetic oil vs. conventional oil | Mobil™ Motor Oils. mobiloil.com. [2017-03-24]. （原始内容存档于2019-03-21） （英语）.
- ^ 6.0 6.1 6.2 6.3 6.4 Synthetic Motor Oil - GM High Tech Performance Magazine. Super Chevy. 2002-01-01 [2017-03-24]. （原始内容存档于2021-04-28） （美国英语）.
- ^ Markova, L. V.; Makarenko, V. M.; Kong, H.; Han, H. -G. Influence of viscosity modifiers on the rheological properties of synthetic oils. Journal of Friction and Wear. 2014, 35 (5): 351–358. S2CID 110320631. doi:10.3103/S1068366614050092.
- ^ Synthetic verus Mineral Fluids in Lubrication | A. Jackson | Mobil Research and Development Corporation | December 1987 | Page 7 Figure 5. Comparison of the volatility (ASTM D1160) of polydecene and mineral-based SAE 10W-30 oils. (PDF). [2023-01-28]. （原始内容存档 (PDF)于2017-08-30）.
- ^ Development and Application of a Lubricant Composition Model to Study Effects of Oil Transport, Vaporization, Fuel Dilution, and Soot Contamination on Lubricant Rheology and Engine Friction by Grace Xiang Gu B.S., Mechanical Engineering University of Michigan, 2012 | Page 96 … due to high temperatures near the top dead center of the piston, light volatile hydrocarbons vaporize and leave the system. Light carbon number species disappear at a faster rate due to their high volatility and vaporization rates. | Page 64 Figure 5-4: Viscosity curve for two different grades of oil using the Walther's formula | Page 68 Figure 5-5: Oil species boiling point and molecular weight. (PDF). [2023-01-28]. （原始内容存档 (PDF)于2022-04-12）.
- ^ Oilap
- ^ 11.0 11.1 Why Use Premium Synthetic Motor Oil? Premium Synthetic Oil vs. Standard Oil. Royal Purple. [2017-03-24]. （原始内容存档于2018-10-15） （美国英语）.