冷冻润滑油的性能要求及应用

4.2.1 冷冻润滑油的作用和对冷冻润滑油的要求

1.冷冻润滑油的作用

空调压缩机使用的润滑油被称为冷冻润滑油或冷冻机油。它是一种在高、低温工况下均能正常工作的特殊润滑油，其作用如下：

1）润滑作用。它可以润滑压缩机轴承、活塞、活塞环、连杆曲轴等零部件表面，减少阻力和磨损，降低功耗，延长使用寿命。

2）冷却作用。它能及时带走运动表面摩擦产生的热量，防止压缩机温升过高或压缩机被烧坏。

3）密封作用。润滑油渗入各摩擦件密封面而形成油封，起到阻止制冷剂泄漏的作用。

4）降低压缩机噪声。润滑油不断冲洗摩擦表面，带走磨屑，可减少摩擦件的磨损。

2.对冷冻润滑油的要求

冷冻润滑油在空调制冷系统中完全溶解于制冷剂中，并随制冷剂一起在制冷系统中循环，因此，冷冻润滑油的油温有时会超过120℃，而制冷剂的蒸发温度范围为-30～+10℃，所以它的工作环境是在高温与低温交替的条件下进行的。为保证其正常工作，对冷冻润滑油提出了以下性能要求。

1）冷冻润滑油的凝固点要低，在低温下具有良好的流动性。若低温流动性差，则冷冻润滑油会沉积在蒸发器内影响制冷能力，或凝结在压缩机底部，失去润滑作用而损坏运动部件。

2）冷冻润滑油应具有一定的粘度，且受温度的影响要小。温度升高或降低时，其粘度值随之变小或增大。与冷冻润滑油完全互溶的制冷剂会使冷冻润滑油变稀，如R—12与冷冻润滑油相互溶解，使冷冻润滑油变稀，因此R—12应选用粘度较高的冷冻润滑油，但粘度也不宜过高，否则，压缩机起动时会产生更多的泡沫。另外，冷冻润滑油的粘度越大，压缩机克服阻力而消耗的功增多，需要的起动力矩增大，压缩机起动越困难；粘度过小，则使压缩机轴承不能建立起所需要的油膜。所以，冷冻润滑油的粘度要选得适当。

3）冷冻润滑油与制冷剂的溶解性能要好。在汽车空调制冷系统中，制冷剂与冷冻润滑油是混合在一起的。当制冷剂流动时，润滑油也随之流动，这就要求制冷剂与润滑油能够互溶。若二者不互溶，润滑油就会聚集在冷凝器和蒸发器的底部，阻碍制冷剂流动，降低换热能力。由于润滑油不能随制冷剂返回压缩机，压缩机将会因缺油而加剧磨损。

4）冷冻润滑油的闪点温度要高，具有较高的热稳定性，即在高温下不氧化、不分解、不结胶、不积炭。

5）冷冻润滑油的挥发性要差。在制冷系统中不应有结晶状的石蜡析出，以保持良好的低温流动性。

6）冷冻润滑油的化学性质要稳定。与制冷剂和其他材料不起化学反应。

7）冷冻润滑油应无水分。若润滑油中的水分过多，则会在膨胀阀节流口处结冰，造成冰堵，影响系统制冷剂的流动；同时，油中的水分会造成镀铜现象及某些材料的腐蚀、变质。

4.2.2 冷冻润滑油性能指标

冷冻润滑油的性能指标主要有粘度、凝固点、闪点、燃点、浊点、水分、酸碱性、机械杂质等。

1.粘度

制冷压缩机用的冷冻润滑油的粘度用来衡量润滑油的粘性大小。温度上升时其粘度减小，温度下降时其粘度增大，因此表示润滑油的粘度时，应同时指出其温度值。

粘度的大小可用各种粘度单位来表示，如动力粘度、运动粘度、相对粘度、雷氏粘度和塞氏粘度。冷冻润滑油常用运动粘度来表示，它表示润滑油在重力作用下流动时内摩擦力的度量。

2.凝固点

冷冻润滑油在温度降低时，随着粘度的增大，流动性会变差，当冷却到一定温度时便停止流动，此时的温度称为冷冻润滑油的凝固点。凝固点比浊点要低。

3.闪点

将润滑油加热，直至所产生的油蒸气与火焰接触时能发生闪火，此时的温度称为润滑油的闪点。

润滑油的闪点必须比排气温度高15～30℃，以免引起润滑油的燃烧和结炭，通常要求冷冻润滑油闪点在160℃以上。

4.燃点

润滑油的燃点比闪点高，当测得润滑油的闪点后，若还需测定其燃点，则应对油继续加热，直至所产生的蒸气能被接触的火焰点着，并燃烧不少于5s时的最低温度，称为该冷冻润滑油的燃点。

5.浊点

当润滑油温度降到一定值时，油中开始析出小块石蜡，并出现絮状物，这时的温度称为润滑油的浊点。

由于油中析出固体石蜡，使冷冻润滑油变得浑浊，并堵塞过滤器，引起制冷机不正常工作。冷冻润滑油的浊点，应低于制冷剂的蒸发温度，否则有石蜡析出时，会出现石蜡积存在膨胀阀节流孔处造成堵塞现象，或积存在蒸发器表面而影响传热。

6.酸值

它是指中和1g油中的酸性物质所需的氢氧化钾的毫克数，用[mg（KOH）/g（油）]来表示。

7.抗氧化性

表示润滑油有良好的抗氧化性和化学稳定性，它的酸性和碱性也很小。

8.水分

润滑油中不允许含有水分。其可用测定微量水分方法来测定。

9.机械杂质

润滑油中不允许含有机械杂质。新油中是无机械杂质的。来自系统内的脏物在油内形成的机械杂质，将会引起油路堵塞，加速运动部件的磨损。

10.灰分

它是指在规定条件下，油品被炭化后的残留物经燃烧所得的无机物，用质量分数表示。(www.xing528.com)

4.2.3 冷冻润滑油的种类和汽车空调用冷冻润滑油的选择

1.冷冻润滑油的种类

我国冷冻润滑油的牌号有四个，即13号、18号、25号和30号。牌号越大，其粘度也越大。它们的性能如表1-4所示。

表1-4 国产冷冻润滑油性能指标

进口的润滑油一般有SUNISO 3GS～SUNISO 5GS牌号的润滑油，其性能如表1-5所示。

表1-5 进口SUNISO冷冻润滑油性能指标

2.汽车空调用冷冻润滑油的选择

冷冻润滑油的选择原则是，要充分考虑空调压缩机内部润滑油的工作状态，如吸气、排气温度等。根据冷冻润滑油的特性，在实际选用时，应以低温性能为主来选择，但也要适当考虑对热稳定性能的影响。

汽车空调制冷系统一般选择国产的18号、25号冷冻润滑油，或进口的SUNISO 5GS润滑油。

4.2.4 冷冻润滑油的使用注意事项和质量检查

1.冷冻润滑油的使用注意事项

1）冷冻润滑油易吸水，加注后应马上将盖拧紧。

2）不能使用变质浑浊的冷冻润滑油，否则会影响压缩机的正常运转。

3）不允许向系统添加过量的冷冻润滑油，否则会影响汽车空调制冷系统的制冷量。

4）不同牌号的冷冻润滑油不能混用，否则会变质。

5）在排放制冷剂时要缓慢进行，以免冷冻润滑油和制冷剂一起喷出。

6）更换制冷系统部件时，应适当补充一定量的润滑油，表1-6为更换轿车空调制冷系统部件需补加的冷冻润滑油量。

表1-6 轿车空调更换部件时需补加的冷冻润滑油量

7）在加注制冷剂时，应先加润滑油，然后再加注制冷剂。

2.冷冻润滑油质量检查

冷冻润滑油的质量，可以通过化学分析和物理分析，判断出质量好坏。在使用过程中，还可从外观的颜色、气味直观地判断出质量好坏。常用的方法有对比法和滴纸法。

1）对比法。取干净标准的冷冻润滑油放入一试管内作为标准油，再把待查的油取出也放入同样大小的试管内进行比较，若被检查的油的颜色为浅黄色或桔黄色，则还可使用；若已变为红褐色的混浊液，就不能再使用。

2）滴纸法。将待查的冷冻润滑油取出一滴，滴在一张干净的白纸上，片刻后观察油滴的颜色，若其颜色很浅，且分布均匀，就表明油内无杂质，可以使用。

这两种方法可以观察到冷冻润滑油中是否混入了较多的水分和杂质，但不能确切地掌握润滑油变质的程度和原因。因此，要准确判断润滑油的质量，必须对它进行定性和定量分析，定期抽样，进行化验分析。

4.2.5 与R—134a相容的冷冻润滑油

制冷剂R—12、R—22都以矿物油作为润滑剂，但矿物油与R—134a不相容，目前能与R—134a相容的冷冻润滑油只有聚烃基乙二醇（PAG）和聚脂油（ESTER）两类。

1.聚烃基乙二醇（PAG）润滑油

PAG润滑油与R—134a不能完全互溶，低粘度时互溶性较好，高粘度时互溶性降低。PAG在高温的情况下可分解成水、酸、一氧化碳和二氧化碳，有可能造成压缩机镀铜现象。PAG与矿物油、R—12、R—22不相容，若原系统内存在有少量该物质时，将使PAG润滑性能降低。PAG与有些弹性材料不相容，吸水性也很强，其饱和吸水量可超过10%。

PAG润滑油主要用在R—134a制冷剂的初期。由于PAG的一些不利性能，实际应用的PAG油都经过了改性处理。

2.聚酯类润滑油（ESTER）

聚酯类润滑油是一种合成多元酸酯，由多元醇酯基础油和添加剂配制而成。其主要成分是季戊四醇、三甲基丙酮和各种直链或支链型酯酸。

聚酯油与R—134a互溶性好，与R—12、R—22等制冷剂也互溶，不会出现低温沉积现象。其吸水性比矿物油强，但水分与油是牢固结合的，在膨胀阀处不会结冰。原系统内残留的矿物油等物质对其性能影响不明显。由于在聚酯油中加了添加剂，故其耐磨性能良好。它与聚丁腈橡胶、氯丁橡胶等弹性材料相容性较好，与绝缘材料也有比较好的相容性。

表1-7、表1-8为PAG油与ESTER油性能比较，从表中可以看出，ESTER油与R—134a的相容性比PAG油与R—134a的相容性好。

表1-7 PAG油与ESTER油性质比较

表1-8 用于R—134a汽车空调的冷冻润滑油的特性比较