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根據(jù)冷凍機(jī)的工作特點(diǎn)和潤滑油的具體要求而調(diào)配的潤滑油類型

在石油產(chǎn)品總分類中歸屬L-D組

冷凍機(jī)

按冷凍機(jī)結(jié)構(gòu)和工作原理上的差別，它與空氣壓縮機(jī)類似，也可分為活塞式、螺桿式、離心式等幾種不同形式。冷凍機(jī)是壓縮制冷設(shè)備中最重要的組成部分之一。

冷凍機(jī)的工作介質(zhì)即為制冷系統(tǒng)中擔(dān)負(fù)著傳遞熱量任務(wù)的制冷劑，常用的制冷劑有：氟里昂、氨、溴化鋰、氯甲烷等，其中氟里昂按其氣化溫度及化學(xué)分子式的不同有氟11（R-11）、氟12（R-12）、氟13（R-13）、氟21（R-21）、氟22（R-22）、氟113（R-113）、氟114（R-114）、氟142（R-142）等多種。上述制冷劑可分別用于低壓（冷凝壓力小于0.3-0.3MPa）高溫（蒸發(fā)溫度大于0℃）、中壓（冷凝壓力1-2MPa）中溫（蒸發(fā)溫度0—-50℃）及高壓（冷凝壓力大于2MPa）低溫（蒸發(fā)溫度小于-50℃）的制冷系統(tǒng)里。

冷凍機(jī)油要有良好的低傾點(diǎn)，與制冷劑有好的相溶性及熱和氧化穩(wěn)定性等。用量的是礦物油型，一般采取環(huán)烷基基礎(chǔ)油，它具有傾點(diǎn)低、不含蠟，低溫流動(dòng)性好的特點(diǎn)

部分型號(hào)的冷凍機(jī)油要求采用合成烴油為基礎(chǔ)油

(1) 潤滑摩擦面，使摩擦面被油膜分隔開來，從而降低摩擦功、摩擦熱和磨損

(2) 冷凍機(jī)油的流動(dòng)帶走摩擦熱，使摩擦零件的溫度保持在允許范圍內(nèi)

(3) 在密封部位充滿油，保證密封性能，防止制冷劑的泄漏

(4) 油的運(yùn)動(dòng)帶走金屬摩擦產(chǎn)生的磨屑，起到清洗摩擦面的作用

(5) 為卸載機(jī)構(gòu)提供液壓的動(dòng)力

ISO 6743/3B分類中根據(jù)冷凍機(jī)油的組成特性、蒸發(fā)器的操作溫度和所用制冷劑的類型，把冷凍機(jī)油分為DRA、DRB、DRC和DRD品種。

我國1996年頒布的GB/T 16630的冷凍機(jī)油分為兩大類：L-DRA、L-DRB/B^[1]

在活塞式冷凍機(jī)中，需要潤滑的摩擦部位有：活塞與氣缸的壁面；連桿大頭軸瓦與曲柄銷；連桿小頭軸瓦與活塞銷；活塞銷與活塞銷座；前后滑動(dòng)軸承的軸瓦和主軸頸以及主軸軸封的靜動(dòng)摩擦密封面等。

在小型低速冷凍機(jī)中的潤滑方式是飛濺潤滑，即在冷凍機(jī)的曲軸箱內(nèi)，借助于曲軸的連桿大頭的回轉(zhuǎn)攪動(dòng)油面，將潤滑油甩到摩擦表面使之潤滑，但對(duì)有些摩擦表面潤滑油難以達(dá)到，潤滑不充分，易造成大的摩擦和磨損，故這種潤滑方式可靠性差，已很少單獨(dú)采用。

在新、老系列的冷凍機(jī)中大多采用著強(qiáng)制性循環(huán)潤滑，即利用油泵將油強(qiáng)制輸送到各潤滑點(diǎn)。活塞式冷凍機(jī)的潤滑多為內(nèi)傳動(dòng)系統(tǒng)，即潤滑系統(tǒng)不單獨(dú)設(shè)立油箱和油泵站，而是采用冷凍機(jī)的曲軸箱兼作潤滑油箱，專門的潤滑泵與曲軸的一端相連，潤滑裝置與冷凍機(jī)構(gòu)成了一個(gè)整體。

油泵經(jīng)孔為0.28-0.154mm的篩網(wǎng)式粗濾器從曲軸箱中吸油，而后經(jīng)過濾精度為10-20μm的紙質(zhì)或粉末冶金式的精細(xì)濾油器將冷凍機(jī)潤滑油壓出，一路潤滑油被送到曲軸的前端，潤滑軸封、前主軸承、曲柄銷及連桿小頭，另一路壓力油進(jìn)到曲軸的后端，潤滑后主軸承、曲柄銷及連桿小頭，此外該壓力油還同時(shí)被送到油分配閥，用于控制能量調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)。潤滑系統(tǒng)中還應(yīng)帶有壓力表、調(diào)壓閥等元件，調(diào)壓閥用于調(diào)節(jié)潤滑油的壓力并可使多余的潤滑油流回曲軸箱。在該系統(tǒng)中氣缸面是利用連桿小頭擠出的油和連桿大頭甩出的油實(shí)現(xiàn)摩擦面的潤滑。

冷凍機(jī)中所采用的潤滑泵通常有外嚙合齒輪式油泵、內(nèi)嚙合齒輪式油泵（俗稱月牙泵）和擺線轉(zhuǎn)子式油泵（俗稱梅花泵）等3種。對(duì)于外嚙合齒輪泵吸壓油口的位置確定后，泵的旋轉(zhuǎn)方向是一定的，不可逆轉(zhuǎn)，對(duì)全封閉和半封閉式冷凍機(jī)，因冷凍機(jī)機(jī)殼與電動(dòng)機(jī)機(jī)殼連成一體，從外部難以辨別泵的轉(zhuǎn)向，容易造成齒輪泵轉(zhuǎn)向的錯(cuò)誤而使?jié)櫥ъ`，故外嚙合齒輪泵在冷凍機(jī)中較少應(yīng)用。對(duì)內(nèi)嚙合齒輪泵而言，月牙體（分開吸、壓油腔，保證內(nèi)外齒輪頂密封的構(gòu)件）可做成具有自動(dòng)定位的結(jié)構(gòu)，不論齒輪的旋轉(zhuǎn)方向如何都不改變吸、壓油口的位置，故對(duì)油泵的轉(zhuǎn)向無限制，因此在新系列封閉和半封閉式冷凍機(jī)中廣為應(yīng)用。擺線轉(zhuǎn)子泵與內(nèi)嚙合齒輪泵類似，也可做到對(duì)泵的旋轉(zhuǎn)方向無限制，此外擺線轉(zhuǎn)子泵齒形簡單，加工容易，結(jié)構(gòu)緊湊，在冷凍機(jī)中有著廣闊的應(yīng)用前景。

螺桿式冷凍機(jī)的潤滑部位有：凸凹螺桿（亦稱陰陽轉(zhuǎn)子）的轉(zhuǎn)動(dòng)嚙合部；轉(zhuǎn)動(dòng)的螺桿與殼體的相對(duì)滑動(dòng)表面；螺桿前后的滑動(dòng)軸承；主動(dòng)螺桿的平衡活塞及軸端的機(jī)械密封摩擦面。在上述潤滑部位均開有與壓力油相通的油口。在能量調(diào)節(jié)閥上或殼體上開設(shè)的大小不同、相隔一定距離的油孔可使?jié)櫥瑝毫τ椭苯訃娚涞睫D(zhuǎn)子上，即可冷卻潤滑轉(zhuǎn)子和殼體，又可對(duì)運(yùn)動(dòng)部位的間隙進(jìn)行密封，以減少被壓縮氣體的泄漏，并降低運(yùn)轉(zhuǎn)噪聲。

由于調(diào)壓閥調(diào)節(jié)的潤滑油的壓力通常比冷凝壓力高0.2-0.3MPA，潤滑油量可相當(dāng)于冷凍機(jī)輸氣量的1%-2%。潤滑泵可直接用轉(zhuǎn)子本身驅(qū)動(dòng)，也可做成外傳動(dòng)式的。通常都將油分離器作為潤滑系統(tǒng)的油箱。應(yīng)用較廣的是離心—重力型和填料—重力型的油分離器。

此外在螺桿式冷凍機(jī)中也多采用二級(jí)油分離器，二級(jí)油分離器分離出的潤滑油可利用吸、排氣壓差不經(jīng)油泵直接被壓送到吸氣腔，對(duì)軸承、平衡活塞等處進(jìn)行潤滑。在該種潤滑系統(tǒng)中普遍采用著列管式油冷卻器，使油溫保持在20-50℃，冷卻介質(zhì)可用水或冷凍機(jī)自身的制冷劑來蒸發(fā)冷卻潤滑油。潤滑系統(tǒng)中的精過濾器的進(jìn)出口壓差不應(yīng)超過0.1MPa，否則應(yīng)清洗或更換濾芯。

離心式冷凍機(jī)的主要潤滑部位是增速齒輪、主軸承及軸端的機(jī)械密封。通常齒輪箱可兼做潤滑油箱，其中裝有電加熱器可對(duì)潤滑油進(jìn)行預(yù)熱，油泵用于將油抽送到專設(shè)的高位油箱，再由高位油箱把油引到所需的潤滑部位，該種方式可防止油泵供油系統(tǒng)突然故障或冷凍機(jī)突然斷電停機(jī)時(shí)，油泵無油供給而冷凍機(jī)仍保持運(yùn)轉(zhuǎn)或借慣性繼續(xù)高速回轉(zhuǎn)，因無潤滑而造成設(shè)備摩擦部位的“燒傷”或“咬合”事故。^[2]

熱穩(wěn)定性一般用冷凍機(jī)油的閃點(diǎn)來衡量。閃點(diǎn)是指冷凍機(jī)油的蒸汽遇火后發(fā)生閃火的溫度。冷凍機(jī)油的閃點(diǎn)必須高于壓縮機(jī)的排氣溫度，如R717，R12，R22壓縮機(jī)使用的冷凍機(jī)油閃點(diǎn)應(yīng)在160℃以上。

冷凍機(jī)油應(yīng)有良好的低溫下的流動(dòng)性，在蒸發(fā)器內(nèi)，因溫度低、油的粘度增大，流動(dòng)性變差，當(dāng)達(dá)到一定溫度時(shí)冷凍機(jī)油停止流動(dòng)，此時(shí)的溫度稱油的凝固點(diǎn)。制冷機(jī)的冷凍機(jī)油要求凝固點(diǎn)要低，特別是低溫制冷機(jī)對(duì)油的凝固點(diǎn)要求很重要。否則流動(dòng)性降低，既影響蒸發(fā)器的傳熱又影響機(jī)器的潤滑。

各種冷凍油的凝固點(diǎn)都在-40℃以下，能夠滿足一般用途的制冷機(jī)的使用需要。蒸發(fā)溫度再低時(shí)，可使用精密儀器油，其凝固點(diǎn)一般不高于-60℃。

各種制冷劑與冷凍機(jī)油相溶是不相同的，大致分三大類：

一類為相互不溶解的，一類為相互無限溶解的，再一類是介于上述二者中間的

冷凍機(jī)油開始析出石蠟(油變混濁)時(shí)的溫度稱為濁點(diǎn)，當(dāng)有制冷劑存在時(shí)，冷凍機(jī)油的濁點(diǎn)會(huì)下降。

此外，全封閉和半封閉制冷機(jī)對(duì)冷凍機(jī)油的電擊穿電壓有一定的要求，一般要求在25kV以上。^[3]

(1) 混入水分由于制冷系統(tǒng)中滲入空氣，空氣中的水分與冷凍機(jī)油接觸后混合進(jìn)去；制冷劑中含水量較多時(shí)，也會(huì)使水分混入冷凍機(jī)油。冷凍機(jī)油中混入水分后，粘度降低，對(duì)金屬造成腐蝕。在氟利昂制冷系統(tǒng)中，還會(huì)引起“冰塞”現(xiàn)象；

(2) 氧化冷凍機(jī)油在使用過程中，當(dāng)壓縮機(jī)的排氣溫度較高時(shí)，就有可能引起氧化變質(zhì)，特別是化學(xué)穩(wěn)定性差的冷凍機(jī)油，更易變質(zhì)，經(jīng)過一段時(shí)間，冷凍機(jī)油中會(huì)形成殘?jiān)馆S承等處的潤滑變壞。有機(jī)填料、機(jī)械雜質(zhì)等混入冷凍機(jī)油中也會(huì)加速它的老化或氧化；

(3) 冷凍機(jī)油混用幾種不同牌號(hào)的冷凍機(jī)油混合使用時(shí)，會(huì)造成冷凍機(jī)油的粘度降低，甚至?xí)茐挠湍さ男纬桑馆S承受到損害；如果兩種冷凍機(jī)油中，含有不同性質(zhì)的抗氧化添加劑，混合在一起時(shí)，就有可能產(chǎn)生化學(xué)變化，形成沉淀物，使壓縮機(jī)的潤滑受到影響，故使用時(shí)要注意。

(4) 冷凍機(jī)油中有雜質(zhì)。

冷凍機(jī)油的質(zhì)量變化與否，應(yīng)通過化驗(yàn)的方法得出結(jié)論，在沒有化驗(yàn)的條件時(shí)，也可以從外觀、顏色、氣味直觀地判斷其好壞。

當(dāng)冷凍機(jī)油中含有水分或雜質(zhì)時(shí)，其透明度會(huì)降低;當(dāng)冷凍機(jī)油質(zhì)量下降，其顏色會(huì)變深。因此，可用滴管將冷凍機(jī)油的抽樣滴在白色吸水紙上，若油跡顏色淺而均勻，則質(zhì)量尚可;若油跡呈一組同心圓健在時(shí)，則油內(nèi)含有雜質(zhì);若油跡呈褪色斑點(diǎn)狀分布，則油已變質(zhì)，不能使用。^[4]

壓縮機(jī)油的基礎(chǔ)油可分為礦物油型和合成油型兩大類。礦物油型壓縮機(jī)油的生產(chǎn)一般經(jīng)溶劑精制、溶劑脫蠟、加氫或白土補(bǔ)充精制等工藝得到基礎(chǔ)油，再加入多種添加劑調(diào)合而成。

壓縮機(jī)油的基礎(chǔ)油一般要占成品油的95%以上，因此基礎(chǔ)油的質(zhì)量優(yōu)劣直接關(guān)系到壓縮機(jī)油成品油的質(zhì)量水平，而基礎(chǔ)油的質(zhì)量又與其精制深度有著直接關(guān)系。精制深度深的基礎(chǔ)油，其重芳烴、膠質(zhì)含量就少。殘?zhí)康停寡鮿┑母惺苄跃秃茫A(chǔ)油的質(zhì)量就高，它在壓縮機(jī)系統(tǒng)中積炭傾向小，油水分離性好，使用壽命相對(duì)就長一些。

合成油型的基礎(chǔ)油是以化學(xué)合成的方法得到的有機(jī)液體基礎(chǔ)油再經(jīng)過調(diào)配或加入多種添加劑制成的潤滑油。其基礎(chǔ)油大部分是聚合物或高分子有機(jī)化合物。合成油的種類很多，用作壓縮機(jī)油的合成油主要有合成烴（聚-烯烴）、有機(jī)酯（雙酯）、聚亞烷基二醇、氟硅油和磷酸酯等5種。合成油型壓縮機(jī)油的價(jià)格比礦物油型壓縮機(jī)油昂貴得多，但合成油的綜合經(jīng)濟(jì)效益仍超過普通礦物油。它具有氧化安定性，積炭傾向小，可超過普通礦物油的溫度范圍進(jìn)行潤滑，使用壽命長，可以滿足一般礦物油型壓縮機(jī)油所不能承受的使用要求。

研究壓縮機(jī)油的工況認(rèn)為：改善基礎(chǔ)油構(gòu)成是提高壓縮機(jī)油質(zhì)量的關(guān)鍵性因素。由輕、重兩種組分調(diào)合成的壓縮機(jī)油注入壓縮機(jī)氣缸后，其中的輕組分因揮發(fā)性過強(qiáng)而提前離開工作部位影響潤滑效果，而其中的重組分則因揮發(fā)性差，完成工作任務(wù)后不能迅速離開工作工作部位，長而久之在熱與氧的作用下易生成積炭。因此，在這樣的工況下，潤滑油應(yīng)選用窄餾分的組分油，不應(yīng)選用多種餾分混合的組分油。

19號(hào)壓縮機(jī)油是用含有大量殘?jiān)M分的寬餾分油調(diào)制而成的，在使用中壓縮機(jī)積炭量較大。因此，要提高壓縮機(jī)油的質(zhì)量應(yīng)將19號(hào)壓縮機(jī)油中的殘?jiān)M分去掉，選用窄餾分基礎(chǔ)油。

在動(dòng)力潤滑的條件下，油膜厚度隨油品的粘度提高而增加，但摩擦力亦隨油品粘度的提高而增加。粘度過低的潤滑油不易形成足夠強(qiáng)的油膜，會(huì)加速磨損，縮短機(jī)件的使用壽命。反之，潤滑油粘度過高，會(huì)加大內(nèi)摩擦力，使壓縮機(jī)的比功率增大，以致增大功耗和油耗，也會(huì)在活塞環(huán)槽內(nèi)、氣閥上、排氣通道內(nèi)等處形成沉積物。因此，選擇合適的粘度是正確選用壓縮機(jī)油的首要問題。西安交通大學(xué)通過試驗(yàn)證明：在同一型號(hào)的壓縮機(jī)上采用相同的試驗(yàn)條件，使用較低粘度牌號(hào)的油品比使用高粘度牌號(hào)的油品最多可降低壓縮機(jī)的比功率約10%，而機(jī)件磨損量卻無明顯差異。因此，在保證潤滑的前提下，選擇適宜粘度牌號(hào)的油品，對(duì)于節(jié)能和壓縮機(jī)的可靠運(yùn)行有著很重要的影響。

噴油內(nèi)冷回轉(zhuǎn)式空氣壓縮機(jī)在工作過程中反復(fù)被加熱和冷卻。因此，要求油品粘度不應(yīng)由于溫度變化而有太大變化，應(yīng)具有良好的粘溫性能。精制的壓縮機(jī)油的粘度指數(shù)均在90以上。

閃點(diǎn)是指油品在大氣壓力下加熱形成的蒸氣壓力，達(dá)到用明火點(diǎn)燃的下極限濃度時(shí)的溫度。閃點(diǎn)過高，油品餾分就重，粘度亦大，瀝青質(zhì)等含量就高，使用時(shí)易積炭。若片面追求高閃點(diǎn)的壓縮機(jī)油，反而會(huì)成為不安全因素。所以，壓縮機(jī)油的閃點(diǎn)要求適宜即可。

閃點(diǎn)只是油品使用的安全指標(biāo)之一，壓縮機(jī)油閃點(diǎn)一般控制在200℃以上都可以安全使用。

壓縮機(jī)油抗積炭傾向性如何對(duì)壓縮機(jī)油的可靠運(yùn)行是至關(guān)重要的。在實(shí)際工業(yè)使用中，大中型壓縮機(jī)由于積炭而發(fā)生著火爆炸的事故已屢見不鮮。

在油品中易形成殘?zhí)康闹饕镔|(zhì)是瀝青質(zhì)、膠質(zhì)及多環(huán)芳烴的疊合物。潤滑油料經(jīng)深度精制后均可去掉大部分以上物質(zhì)。一般低粘度和深度精制的潤滑油殘?zhí)恐档停谑褂弥胁灰追e炭。因此，優(yōu)質(zhì)的L-DAB壓縮機(jī)油應(yīng)選用深度精制的不含殘?jiān)ü饬劣停┑恼s分基礎(chǔ)油。添加劑也應(yīng)盡量選用無灰型添加劑。

國內(nèi)外評(píng)定空氣壓縮機(jī)油積炭傾向性的試驗(yàn)方法普遍采用潤滑油老化特性測(cè)定法（GB/T 12709）和減壓蒸餾蒸出80%后殘留物性質(zhì)（GB 9168）。這兩項(xiàng)試驗(yàn)方法的試驗(yàn)條件較為苛刻，如果油品的精制深度不夠或含有殘?jiān)停ü饬劣停┙M分或選用有灰添加劑，都很難達(dá)到優(yōu)質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。

從往復(fù)式壓縮機(jī)的使用工況看，潤滑油在氣缸活塞部位與熱的壓縮空氣不斷接觸會(huì)引起油品的氧化、分解，生成膠質(zhì)和各種酸類物質(zhì)。如有磨損的金屬雜質(zhì)摻入，更易引起氧化。分解的油氣在壓氣缸中與氧混合到一定濃度和溫度時(shí)，可能自燃和有氣缸爆炸的危險(xiǎn)。因此，往復(fù)式壓縮機(jī)油的氧化安定性是保證油品質(zhì)量的關(guān)鍵指標(biāo)。

從回轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)的使用工況看，潤滑的環(huán)境苛刻。油品在循環(huán)使用中，易被氧化變質(zhì)生成各種酸類、膠質(zhì)、瀝青質(zhì)等物質(zhì)，使油品的顏色變深，酸值增高，粘度增大并出現(xiàn)沉積物，從而減少油的噴入量，使油品和機(jī)器的溫度升高，產(chǎn)生過量磨損，降低工作性能，甚至可能引起氣缸爆炸的危險(xiǎn)。因此，回轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)油的氧化安定性是保證油品能長期安全使用的主要質(zhì)量指標(biāo)，國內(nèi)的試驗(yàn)方法為GB/T 12581汽輪機(jī)油氧化安定性測(cè)定法。

壓縮機(jī)的油冷卻等部件的材質(zhì)為銅或銅金屬，易被腐蝕，會(huì)使油品出現(xiàn)早期氧化變化變質(zhì)，生成油泥。這就要求油品應(yīng)有良好的抗腐蝕能力。

空氣中的水分易在間歇操作的壓縮機(jī)氣缸內(nèi)冷卻，這對(duì)潤滑不利并能產(chǎn)生磨損和銹蝕，要求壓縮機(jī)油應(yīng)具有良好的防銹蝕作用。

壓縮機(jī)在運(yùn)行中不斷與空氣中的冷凝水相遇并被劇烈攪拌，易產(chǎn)生乳化現(xiàn)象，造成油氣分離不清，油耗增大。由于油被乳化而使油膜破壞，造成磨損。乳化的油會(huì)促使灰塵、砂礫和污泥分散，影響閥的功能，增加摩擦、磨損和氧化。因此，優(yōu)質(zhì)壓縮機(jī)油均具有好的抗乳化性能和油水分離性能。

回轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)油在循環(huán)使用過程中，循環(huán)速度快，是油品處于劇烈攪拌狀態(tài)，極易產(chǎn)生泡沫。壓縮機(jī)油在啟動(dòng)或泄壓時(shí)，油池中的油也易起泡，大量的油泡沫灌進(jìn)油氣分離器，使阻力增大，油耗增加，會(huì)造成嚴(yán)重過載、超溫等異常現(xiàn)象。因此，優(yōu)良的回轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)油均加有抗泡沫添加劑，以保證油品的泡沫傾向性（即起泡性）小和泡沫穩(wěn)定性（即消泡性）好。

此外，還要求油品揮發(fā)性小，合適的傾點(diǎn)，無機(jī)械雜質(zhì)和水分等性能，以保證壓縮機(jī)能長期安全運(yùn)行。

德國、美國、英國、日本等西方國家都開展了壓縮機(jī)油的臺(tái)架試驗(yàn)研究，探索用實(shí)機(jī)試驗(yàn)評(píng)定壓縮機(jī)油的積炭傾向及使用壽命。由西安交通大學(xué)負(fù)責(zé)，上海703研究所和錦西煉化總廠參加的“往復(fù)空壓機(jī)油的臺(tái)架評(píng)定與選用技術(shù)研究”已取得壓縮機(jī)行業(yè)的認(rèn)可，并已通過中國石油化工總公司的技術(shù)鑒定。該項(xiàng)目選擇了空壓機(jī)油積炭評(píng)定和壽命評(píng)定的兩種有代表性的壓縮機(jī)，建立了評(píng)定臺(tái)架，確定了評(píng)定方法。^[5]