農(nóng)機潤滑油中納米添加劑的應用
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摘要：納米添加劑的出現(xiàn)，與傳統(tǒng)農(nóng)機潤滑油添加劑相比有著無法比擬的優(yōu)勢。針對國內(nèi)農(nóng)機潤滑油現(xiàn)狀及納米添加劑進行了綜述，說明了將納米添加劑應用于農(nóng)機潤滑油，可以針對農(nóng)機發(fā)動機高溫，高壓，低速重載的條件，起到降低摩擦系數(shù)，減小和修復磨損，增加氣缸壓力的顯著潤滑效果?？偠灾?，納米添加劑在農(nóng)機潤滑油方面有著較好的發(fā)展前景需要繼續(xù)探究。
關鍵詞：農(nóng)業(yè)機械；納米添加劑；農(nóng)機潤滑油
引言
潤滑油的使用是農(nóng)業(yè)機械正常運行的必要條件，潤滑油作為農(nóng)機發(fā)動機良好工作的潤滑劑，除了起到潤滑和抗磨損的功用之外，也具備冷卻、清潔、防銹、防腐和抗氧化的功能。絕大多數(shù)農(nóng)業(yè)機械不追求速度而是追求大扭矩和高牽引效率，而交通運輸車輛是追求速度與傳遞效率的均衡。因此，農(nóng)業(yè)機械變速箱與交通運輸車輛變速箱的傳動比和變速方式明顯不同，動力輸出和工況也不同。當前高性能農(nóng)用發(fā)動機的工作過程中，潤滑油由于接觸發(fā)動機工作產(chǎn)生的廢氣、灰塵、磨屑和積炭及其它雜質(zhì)，會對潤滑油造成惡性污染，從而影響機器使用效率。因此，面對農(nóng)業(yè)機械工作所需的特定要求及相對惡劣的工作環(huán)境等，農(nóng)機潤滑油應該有其特定的研究方向與重點才更為合適。針對農(nóng)業(yè)機械的作業(yè)特性，研發(fā)適用于農(nóng)業(yè)機械的新品種潤滑油，提高潤滑油性能，節(jié)省能源消耗，提高工作效率，保護環(huán)境已經(jīng)非常重要。納米添加劑的出現(xiàn)，不僅對傳統(tǒng)發(fā)動機和交通運輸車輛的潤滑油有著很大程度的優(yōu)化，也非常適合應用在農(nóng)業(yè)機械方面。研究表明，納米粒子可以明顯改善潤滑油的摩擦特性，提高抗磨減磨作用，兼有固體與液體兩種潤滑作用，適用于不同的復雜作業(yè)條件。納米添加劑針對農(nóng)業(yè)機械發(fā)動機的高溫，高壓，低速重載的工況，有著顯著的潤滑效果，可降低摩擦系數(shù)，修復磨損，增加氣缸壓力，改善潤滑質(zhì)量，提高潤滑性能，有傳統(tǒng)潤滑油添加劑無法比擬的優(yōu)勢。因此，納米添加劑在農(nóng)機潤滑油方面非常具有發(fā)展前途[1]。
1我國農(nóng)機潤滑油應用現(xiàn)狀
近年來由于我國車輛產(chǎn)業(yè)技術的快速提高，作為車輛產(chǎn)業(yè)中的農(nóng)業(yè)機械，如拖拉機和收獲機，也取得了快速進步。隨著國家對農(nóng)業(yè)政策扶持力度加強，農(nóng)機購置補貼項目資金的增加，使農(nóng)機普及率不斷上升，伴隨而來的是我國農(nóng)機潤滑油行業(yè)的迅速發(fā)展。在農(nóng)機潤滑油行業(yè)迅速發(fā)展的同時，也涌現(xiàn)了諸多問題。目前，國內(nèi)性能優(yōu)異的農(nóng)機仍多為進口農(nóng)機，絕大多數(shù)進口農(nóng)機均有與其配套使用的專用潤滑油，價格遠遠高于國內(nèi)自主生產(chǎn)的潤滑油，同時進口農(nóng)機的銷售者對購買者施行捆綁式銷售，要求購買者使用其內(nèi)部專用潤滑油，進口農(nóng)機在保期間如果不使用銷售公司提供的潤滑油，出現(xiàn)問題后，銷售公司不對購買者進行售后服務，這種要求的出現(xiàn)使得購買者必須花高價購買其專用潤滑油，導致作業(yè)成本的提高。對于很多已經(jīng)過保的進口農(nóng)機，很多購買者考慮到機械的成本，依然不敢使用其他品牌的潤滑油，擔心對進口機械造成損壞，耽誤農(nóng)忙時節(jié)的作業(yè)，繼續(xù)選用高價格的專用潤滑油。其實，對這類進口農(nóng)機專用潤滑油取樣后，經(jīng)過專業(yè)機構的化驗表明，一些進口農(nóng)機專門配套使用的潤滑油在成分上與國內(nèi)生產(chǎn)的潤滑油無異，經(jīng)過對比試驗發(fā)現(xiàn)這類進口農(nóng)機的專用潤滑油甚至潤滑效果還不及國內(nèi)生產(chǎn)的潤滑油。經(jīng)過調(diào)研，很多農(nóng)戶表示在進口農(nóng)機潤滑油問題上，如果國內(nèi)自主生產(chǎn)的潤滑油，可以充分滿足進口農(nóng)機安全作業(yè)的要求，提供合同保證，同時價格合理，他們是非常愿意接受的。這一現(xiàn)象說明了我國應針對這類進口農(nóng)機的潤滑要求進行針對性研究，研發(fā)出充分滿足其作業(yè)條件的潤滑油。對于國產(chǎn)農(nóng)機，在農(nóng)機潤滑油方面，很多使用者考慮到作業(yè)成本，切身利益等問題，多采用價格相對低廉的潤滑油，甚至用汽車潤滑油或部分工業(yè)機械潤滑油代替農(nóng)機潤滑油。這說明了在我國農(nóng)機潤滑油行業(yè)仍然存在無專門用油的現(xiàn)象，使得農(nóng)機潤滑油的質(zhì)量得不到保證，需盡快制定完整的技術標準，規(guī)范的市場要求。針對農(nóng)機工作環(huán)境相對惡劣、機具體型較大、低速重載的特點，使得對農(nóng)機潤滑油有著特殊要求。國內(nèi)自主研發(fā)的農(nóng)機潤滑油與世界先進水平仍然有著一定的差距。為了滿足農(nóng)業(yè)機械作業(yè)條件，保證潤滑油品質(zhì)，農(nóng)業(yè)機械潤滑要求，從基礎油到部分添加劑，多數(shù)廠家仍選擇從國外進口。單從添加劑方面來看，在中低端農(nóng)機潤滑油添加劑我國可以自行生產(chǎn)研發(fā)，但在高端添加劑方面，我國仍需進口。我國農(nóng)機潤滑油的研究工作方興未艾，鑒于此，對其展開深入研究，針對農(nóng)機作業(yè)特點研發(fā)出適宜且高效的潤滑油變得尤為重要。
2納米添加劑
隨著材料科學與摩擦學領域的不斷發(fā)展，近代測試設備與技術的不斷進步，納米材料作為前沿內(nèi)容也隨之活躍起來，諸多的摩擦學問題也因此得到解決。納米材料因自身獨特的結構，使其具有尺寸效應，表面與界面效應等特性，利用其優(yōu)質(zhì)特性，提高潤滑油摩擦性能[2]。目前常用的納米添加劑種類分為納米金屬單質(zhì)，主要有納米銅、納米鈦、納米鉛、納米鋅、納米錫等；納米金屬氧化物與氫氧化物，主要有納米Fe3O4、納米n-TiO2、納米PbO、納米n-Mg（oh）2等；納米碳材料及其C衍生物類，主要有納米石墨、納米富勒烯、碳納米管、納米類富勒烯等；納米硫化物，主要有ZnS、MoS2等；納米硼酸鹽，主要有硼酸鈣、硼酸鈦、硼酸鋁、硼酸鎂等；納米稀土類化合物，主要有納米LaF3、納米CeF3等；納米聚合物，主要有聚苯乙烯（PS）納米微球等高分子納米微球。這七類納米添加劑經(jīng)過實驗表明，將其加入到潤滑油當中，均起到了較好的減磨抗磨作用。
2.1納米添加劑的作用機理
目前，針對納米材料作為潤滑油添加劑的作用機理沒有明確的研究結論，總結起來分為以下三種：1）發(fā)生摩擦時，在高溫高壓條件下，納米材料因自身的吸附能力較強，在發(fā)生摩擦的摩擦副表面形成一層薄膜，這種納米薄膜具有很好的韌性與抗彎抗磨強度，很大程度提高了摩擦副承載能力，在發(fā)生摩擦時優(yōu)先在薄膜處發(fā)生摩擦，減小其摩擦磨損[3]。特別是在無潤滑條件時，可起到應急潤滑油作用。2）發(fā)生摩擦時，納米粒子的尺寸微小，可以近似為球型，高壓下納米晶格發(fā)生滑移現(xiàn)象，在摩擦副表面起到一種類似“滾珠微軸承”的作用，將滑動摩擦轉(zhuǎn)變?yōu)椴糠譂L動摩擦，降低摩擦，減少磨損，提高抗擠壓性能。3）發(fā)生摩擦時，摩擦副表面的納米粒子，從微凸體狀態(tài)在高壓下被壓平，隨著納米粒子沉積的積累增加，逐漸滑落覆蓋到產(chǎn)生磨損的摩擦副凹坑處，填補微坑和損傷的部位，將摩擦副表面修復平整。
2.2納米添加劑針對農(nóng)機潤滑油的優(yōu)勢
目前傳統(tǒng)潤滑油只能起到潤滑作用，面對農(nóng)機發(fā)動機高溫高壓高負載的條件時，可能出現(xiàn)結塊和積碳，對發(fā)動機產(chǎn)生傷害，增加了發(fā)動機的磨損。納米添加劑的出現(xiàn)很大程度對農(nóng)機潤滑油性能進行了改善，提高潤滑效果。針對農(nóng)機發(fā)動機工作特點，解決了高溫高壓高負載工作條件下，傳統(tǒng)潤滑油無法解決的問題。1）提高抗磨減磨性。納米添加劑與目前傳統(tǒng)潤滑油添加劑相互比較，明顯發(fā)現(xiàn)潤滑性能優(yōu)異，大幅度減小摩擦磨損，經(jīng)過試驗發(fā)現(xiàn)，納米潤滑油換油周期延長，長時間工作后的摩擦副表面磨斑磨痕較少，修復了摩擦表面。2）高溫領域應用穩(wěn)定。目前高效的農(nóng)機發(fā)動機都是在高溫高壓下工作，因此對潤滑油工作溫度的要求也越來越高。納米材料原本在高溫高壓條件下，易發(fā)生團聚，沉積，隨著表面改性技術的提高，對納米材料表面進行修飾，解決了納米材料的團聚，沉積的問題，使其在高溫高壓條件下可以穩(wěn)定工作，且具有很好的熱穩(wěn)定性，導熱性。3）節(jié)能環(huán)保，微量高效。納米添加劑的應用符合國家環(huán)保的號召，對環(huán)境污染問題有著很大的改善，減少了摩擦過程中產(chǎn)生的有毒有害氣體和雜質(zhì)，降低潤滑油中重金屬的含量，避免環(huán)境污染和對人體的傷害。同時，提高了機器工作效率，降低摩擦磨損導致能源的浪費，微量的納米添加就可以實現(xiàn)大幅度降低摩擦因數(shù)，提高潤滑油的減磨抗磨能力，起到了節(jié)能環(huán)保，微量高效的作用。
3發(fā)展趨勢
如今伴隨農(nóng)業(yè)機械化的飛速發(fā)展，農(nóng)機潤滑油想要符合愈發(fā)先進，高效的農(nóng)業(yè)機械的使用要求，必須要不斷提高質(zhì)量，制造出有著卓越性能的新產(chǎn)品，研發(fā)更為優(yōu)質(zhì)、高效、環(huán)保、節(jié)能的農(nóng)機潤滑油。將納米添加劑應用到農(nóng)機潤滑油，可以滿足農(nóng)機發(fā)動機高溫高壓高負載的要求，提高潤滑性能，降低摩擦磨損，減少排放，提高作業(yè)效率，有著較高的應用推廣價值。由于納米材料自身的性質(zhì)，其穩(wěn)定性與分散性還需要得到進一步的提升，選擇最為適宜的活性劑是解決問題的關鍵，未來應深入研究納米材料與油品的兼容性。制備納米添加劑的技術目前仍然處于實驗室階段，未來能否批量生產(chǎn)也值得探究。綜上所述，納米添加劑在農(nóng)機潤滑領域有著不錯的前景也有著諸多問題需要繼續(xù)探究。
參考文獻
[1]石琛.納米WS2環(huán)保節(jié)能發(fā)動機潤滑油的研制及其性能研究[D].中南大學，2010.
[2]何成善，權芳民，賈昆.金屬磨損自修復技術在齒輪傳動系統(tǒng)中的應用[J].化工機械，2019，46（01）：54-57.
[3]李偉.Al2O3/TiO2復合納米粉體作為潤滑油添加劑的性能研究[D].濟南大學，2012.
作者：韓嘉慶 周桂霞 賈鴻搏 趙勝雪 胡軍 隋新 單位：黑龍江八一農(nóng)墾大學
