汽车工艺与材料

润滑脂	基础油类型	稠化剂类型	牌号
A（国内）	合成油	复合锂	2#
B（国外）	合成油	复合锂	2#
C（国内）	矿物油	复合锂	2#
D（国外）	矿物油	复合锂	2#

润滑脂	基础油类型	稠化剂类型	牌号
A（国内）	合成油	复合锂	2#
B（国外）	合成油	复合锂	2#
C（国内）	矿物油	复合锂	2#
D（国外）	矿物油	复合锂	2#

序号	名称	型号	精度	生产厂家
1	润滑脂滴点测定仪	BF-21	2 ℃	大连北方分析仪器有限公司
2	润滑脂氧化安定性测定器	BF-55	0.1 ℃	大连北方分析仪器有限公司
3	四球摩擦磨损试验机	089-001-001	0.1 N	美国FALEX公司

序号	名称	型号	精度	生产厂家
1	润滑脂滴点测定仪	BF-21	2 ℃	大连北方分析仪器有限公司
2	润滑脂氧化安定性测定器	BF-55	0.1 ℃	大连北方分析仪器有限公司
3	四球摩擦磨损试验机	089-001-001	0.1 N	美国FALEX公司

润滑脂	滴点/℃	蒸发损失/%	压力降/kPa
A（国内）	324	0.39	18
B（国外）	334	0.24	20
C（国内）	276	0.27	21
D（国外）	280	0.54	38

润滑脂	滴点/℃	蒸发损失/%	压力降/kPa
A（国内）	324	0.39	18
B（国外）	334	0.24	20
C（国内）	276	0.27	21
D（国外）	280	0.54	38

工况	磨痕直径D/mm
爬坡	0.60	0.74	0.87	0.65
高速	0.47	0.36	0.57	0.48

工况	磨痕直径D/mm
爬坡	0.60	0.74	0.87	0.65
高速	0.47	0.36	0.57	0.48

长寿命复合锂基润滑脂性能研究

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刘茜 , 张皓月 , 许扬 , 桃春生

汽车工艺与材料 | 一汽解放优秀论文（选登） 2025,(1): 37-40

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汽车工艺与材料 | 一汽解放优秀论文（选登） 2025, (1): 37-40

长寿命复合锂基润滑脂性能研究

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刘茜, 张皓月, 许扬, 桃春生

作者信息

一汽解放汽车有限公司，长春 130011

刘茜（1995—），女，工程师，硕士学位，研究方向为车用油品。

Research on the Performance of Long-Life Composite Lithium-Based Lubricating Greases

Qian Liu, Haoyue Zhang, Yang Xu, Chunsheng Tao

Affiliations

FAW Jiefang Automobile Co., Ltd., Changchun 130011

出版时间: 2025-01-20 doi: 10.19710/J.cnki.1003-8817.20240371

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摘要

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为快速选择汽车在不同工况下的最佳润滑脂，以测得样品的磨痕直径为评价指标，使用四球机模拟汽车正常行驶、重负荷、爬坡和高速4种实际工况，并结合滴点、蒸发损失和氧化安定性，对4种长寿命复合锂基润滑脂的性能进行研究，总结出不同工况下的最佳润滑脂。

关键词

长寿命 / 实际工况 / 润滑脂 / 磨痕直径

Abstract

收起

In order to rapidly select the best lubricating grease for vehicles in different conditions, 4 actual vehicle working conditions are simulated including normal driving, heavy load, climbing and high speed using a four-ball machine with the wear diameter of the measured sample as evaluation index. Combined with droplet point, evaporation loss and oxidation stability, the performance of 4 long-life composite lithium based grease is studied, and the best choice of lubricating grease under different using scenarios are summarized as well.

Key words

Long-life / Actual working conditions / Lubricating grease / Wear scar diamete

引用本文

刘茜, 张皓月, 许扬, 桃春生. 长寿命复合锂基润滑脂性能研究. 汽车工艺与材料, 2025 , (1) : 37 -40 . DOI: 10.19710/J.cnki.1003-8817.20240371

Qian Liu, Haoyue Zhang, Yang Xu, Chunsheng Tao. Research on the Performance of Long-Life Composite Lithium-Based Lubricating Greases[J]. Automobile Technology & Material, 2025 , (1) : 37 -40 . DOI: 10.19710/J.cnki.1003-8817.20240371

正文

收起

1 前言

收起

润滑脂广泛应用于汽车润滑部位，具有降低表面温度、消除摩擦热、防止烧伤、减缓磨损的作用，可显著延长零部件寿命。汽车润滑部位中约60%为轴承与万向节，而轴承在高温、重载的工况下，对长寿命润滑脂在耐高温性、抗氧化性、抗磨性与机械安定性等方面提出了更高的性能要求^[1-2]。润滑脂由基础油、稠化剂和添加剂组成，其中，稠化剂主要包括锂基、复合锂、钙基、脲基等^[3-6]，在润滑脂中形成三维网络的结构骨架，使基础油被吸附和固定在结构骨架中，决定了润滑脂的机械安定性、耐高温性和抗水性等^[7-9]。

复合锂基润滑脂各项性能优越，市面上有多种价格和性能不同的长寿命复合锂基润滑脂，本文选择4种长寿命复合锂基润滑脂，在正常行驶（转速升高）、重负荷、爬坡（低速高载荷）和高速（高速低载荷）4种工况下，同时考虑温度、载荷、转速和运行时间，分析润滑脂的抗磨性能，以期快速选择最佳润滑脂。

2 试验材料和试验方法

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2.1 试验材料

试验用的4种润滑脂的主要理化指标如表1所示。

润滑脂的基础油可分为矿物油和合成油，其性能差异在此次试验中也进行了比较。

2.2 试验设备

本文试验所用的设备如表2所示。

2.3 试验方法

抗磨性能试验过程如下：

a. 将待测轴承材料制成球形试样,选择4个新的测试球，使用超声波浴在溶剂中清洁并吹干。将测试球固定在试验机的底座上，形成一个四球摩擦装置,在球杯中填入适量润滑脂并安装完毕。

b. 待四球机预热15 min后，在“主菜单”中按照试验要求设置载荷、温度、运行时间及转速，启动试验机。

c. 试验结束后，取下球杯，将测试球上的润滑脂擦拭干净，确保钢球表面洁净，使用显微镜观察，测量磨斑精度为0.01 mm。

3 性能测试

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使用润滑脂滴点测定仪和润滑脂氧化安定性测定器对4种润滑脂的滴点、蒸发损失和氧化安定性进行测试，测试结果如表3所示。

润滑脂适用的工作温度是选择的重要依据。滴点为润滑脂受热时从不流动状态到流动状态的转变温度，可反映润滑脂使用时允许的最高温度。本文采用GB 4929—1985《润滑脂滴点测定法》对滴点进行测定。由表3可知，润滑脂A和润滑脂B的滴点较高，耐高温程度接近，润滑脂C和润滑脂D的耐高温程度较弱。实际应用中，滴点越高，并不代表润滑脂越好，需结合蒸发损失、氧化安定性和抗磨性综合考虑。

润滑脂基础油蒸发损失会导致润滑脂中的稠化剂占比增大，使用时内摩擦增大，降低润滑脂寿命。因此，蒸发损失在一定程度上反映了润滑脂的高温使用性能。蒸发损失越小，性能越好，因此，润滑脂B耐蒸发损失性能最佳。

润滑脂高温使用时会发生氧化，导致游离碱含量降低或游离有机酸含量升高，润滑脂的滴点、稠度、相似粘度下降，并生成具有腐蚀性和破坏结构的物质。本文采用SH/T 0325—1992《润滑脂氧化安定性测定法》对4种润滑脂的氧化安定性进行测量，其中，润滑脂A氧化安定性数值最小，抗氧化性能最佳。

4 结果分析与讨论

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本文通过改变温度、载荷、转速和运行时间，充分模拟润滑脂在正常行驶、重负荷、爬坡和高速4种实际工况的使用情况。采用SH/T 0204—1992《润滑脂抗磨性能测定法（四球机法）》测定4种润滑脂的磨痕直径。

4.1 正常行驶

4种润滑脂在四球机中以载荷为392 N、温度为75 ℃的条件运行1 h，转速由900 r/min逐步提高至1 200 r/min，试验期间磨痕直径的变化如图1所示。

润滑脂的磨痕直径与转速无明显关系，说明转速产生的离心力并未破坏润滑脂的分油能力，抗磨性能相对稳定。润滑脂B和润滑脂D比润滑脂A和润滑脂C具有更好的润滑性。这是由于合成油纯净度高，而矿物油以原油为主要原料直接提纯并通过添加相关添加剂制成，杂质多且流动性较差。因此，基础油为合成油的润滑脂成本偏高。

在正常行驶的工况中，矿物油和合成油无太大差别，4种润滑脂均满足使用要求。因此，应选择成本较低的产品。

4.2 重负荷工况

在实际工况中，商用车常处于重负荷状态，载荷、温度和工作时间多个变量同时变化，无法准确研究润滑脂性能。因此，模拟试验通过控制单一变量法对润滑脂的使用性能进行研究。

4.2.1 载荷的影响

4种润滑脂在温度为75 ℃、转速为1 200 r/min的条件下运行1 h，载荷由392 N逐渐提高至784 N，磨痕直径的变化如图2所示。

润滑脂的磨痕直径随着载荷的增加而增大，根据行车经验，通常当磨痕直径>0.6 mm时，润滑脂抗磨性能不足，需要更换润滑脂。由图2可知，润滑脂C不适用于重载荷的工作环境，润滑脂A性能中等，在载荷≥588 N时，润滑脂D的磨痕直径未超过润滑脂B的磨痕直径，且成本更低，因此，推荐选择润滑脂D。

4.2.2 温度的影响

Kleinlein^[10]的研究表明，当轴承工作时，温度每上升10~15 ℃，润滑脂的使用寿命降低约50%，润滑脂的抗磨性能也随之下降。

在重负荷工作时，润滑脂的运行温度必然升高，润滑脂的使用性能会显著降低。将4种润滑脂的试验温度由75 ℃逐步升高至180 ℃，在载荷为392 N、转速为1 200 r/min的条件下运行1 h，试验期间的磨痕直径变化如图3所示。

由图3可知，在试验温度范围内，润滑脂B的磨痕直径小于其他润滑脂，且变化幅度最小，同时，与其他3种润滑脂相比，润滑脂B具有最高滴点、最小的蒸发损失和适中的氧化安定性。

当温度升至约150 ℃时，润滑脂C的磨痕直径突变，结合表2分析原因如下：

a. 在高温环境中运转时，润滑脂C的滴点相对较低，润滑脂中基础油的蒸发损失、内摩擦增大，产生摩擦热，使润滑脂硬化或干燥。

b. 润滑脂发生氧化反应后，产生的酸性物质腐蚀金属表面，破坏了润滑性，导致磨痕直径增大。

综上所述，在高温环境中，润滑脂B为最佳选择，润滑脂A、润滑脂D的性能适中，当温度高于150 ℃时不推荐使用润滑脂C。

4.2.3 工作时间的影响

在载荷为392 N、转速为1 200 r/min、温度为75 ℃的条件下，4种润滑脂的磨痕直径随试验时间的变化如图4所示。

随着试验时间增加，润滑脂磨痕直径逐渐变大。其中，润滑脂A的磨痕直径在5 h内均<0.6 mm，润滑脂C变化明显，润滑脂B、润滑脂D的性能中等，结果表明，润滑脂A具有相对稳定的抗磨性能，为最佳选择。

因此，综合考虑载荷、温度和工作时间对润滑脂工作状态的影响，在重负荷工况下应选用润滑脂A。

4.3 爬坡和高速工况

为模拟爬坡和高速2种实际工况，4种润滑脂分别在爬坡工况（转速为700 r/min、载荷为784 N、温度为75 ℃）和高速工况（转速为1 200 r/min、载荷为392 N、温度为75 ℃）下运转1 h，磨痕直径的变化如表4所示。

在爬坡工况下，润滑脂A的磨痕直径最小，具有优异的抗磨性能且滴点较高，爬坡过程中的耐温性能好，但蒸发损失较大，使用一段时间后需及时更换。

在高速行驶时，润滑脂B表现出更优异的抗磨性能，但成本比国内产品高，润滑脂A更具有性价比。

5 结束语

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采用四球机法模拟汽车正常行驶、重负荷、爬坡和高速4种实际工况，结合润滑脂的滴点、蒸发损失和氧化安定性分析得到以下结论：

a. 正常行驶时，基础油为合成油或矿物油的润滑脂均无明显区别，4种润滑脂的滴点、蒸发损失和氧化安定性指标均满足使用要求，可选择成本较低的产品。

b. 重负荷行驶时，润滑脂的磨痕直径随着载荷、温度和工作时间的增加而变大，其中，润滑脂A具备较好的抗载荷、耐高温特性，且抗磨周期长、氧化安定性突出，为最佳选择。

c. 爬坡时，汽车处于高载荷工作状态，选用润滑脂A可满足使用要求。但当轴承磨损严重时，应及时更换轴承及润滑脂。

d. 高速行驶时，润滑脂B和润滑脂A的抗磨性、滴点、蒸发损失和氧化安定性性能指标均满足使用需求。因此，在不考虑成本的情况下，选用润滑脂B。若考虑经济性，润滑脂A为最佳选择。

参考文献

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文献

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参考文献引证文献

排序方式：

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KLEINLEIN

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2025年第卷第1期

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231

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doi: 10.19710/J.cnki.1003-8817.20240371

首发时间：2025-11-12
出版时间：2025-01-20

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一汽解放汽车有限公司，长春 130011

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2种不同金属材料的力学参数

科 Family	属数 Number of genus	种数 Number of species	占总种数比例 Percentage of total species (%)	属 Genus	种数 Number of species	占总种数比例 Percentage of total species (%)
鹅膏菌科Amanitaceae	2	11	5.26	鹅膏菌属 Amanita	10	4.78
小菇科 Mycenaceae	2	12	5.74	丝盖伞属 Inocybe	5	2.39
多孔菌科 Polyporaceae	8	14	6.70	蜡蘑属 Laccaria	5	2.39
红菇科 Russulaceae	3	23	11.00	小皮伞属 Marasmius	6	2.87
				小菇属 Mycena	11	5.26
				光柄菇属 Pluteus	5	2.39
				红菇属 Russula	17	8.13
				栓菌属 Trametes	5	2.39

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润滑脂	基础油类型	稠化剂类型	牌号
A（国内）	合成油	复合锂	2#
B（国外）	合成油	复合锂	2#
C（国内）	矿物油	复合锂	2#
D（国外）	矿物油	复合锂	2#

润滑脂

基础油类型

稠化剂类型

牌号

A（国内）

合成油

复合锂

B（国外）

合成油

复合锂

C（国内）

矿物油

复合锂

D（国外）

矿物油

复合锂

序号	名称	型号	精度	生产厂家
1	润滑脂滴点测定仪	BF-21	2 ℃	大连北方分析仪器有限公司
2	润滑脂氧化安定性测定器	BF-55	0.1 ℃	大连北方分析仪器有限公司
3	四球摩擦磨损试验机	089-001-001	0.1 N	美国FALEX公司

序号

名称

型号

精度

生产厂家

润滑脂滴点测定仪

BF-21

2 ℃

大连北方分析仪器有限公司

润滑脂氧化安定性测定器

BF-55

0.1 ℃

大连北方分析仪器有限公司

四球摩擦磨损试验机

089-001-001

0.1 N

美国FALEX公司

润滑脂	滴点/℃	蒸发损失/%	压力降/kPa
A（国内）	324	0.39	18
B（国外）	334	0.24	20
C（国内）	276	0.27	21
D（国外）	280	0.54	38

润滑脂

滴点/℃

蒸发损失/%

压力降/kPa

A（国内）

324

0.39

B（国外）

334

0.24

C（国内）

276

0.27

D（国外）

280

0.54

工况	磨痕直径D/mm
爬坡	0.60	0.74	0.87	0.65
高速	0.47	0.36	0.57	0.48

工况

磨痕直径D/mm

润滑脂A

润滑脂B

润滑脂C

润滑脂D

爬坡

0.60

0.74

0.87

0.65

高速

0.47

0.36

0.57

0.48