孫元寶，邱貞慧

(空軍勤務學院航空油料物資系 ， 江蘇 徐州 221000)

中美Ⅰ型航空潤滑油GJB135A與MIL-PRF-7808L對比分析

孫元寶，邱貞慧

(空軍勤務學院航空油料物資系 ， 江蘇 徐州 221000)

研究了我國Ⅰ型航空潤滑油GJB135A-98與美軍MIL-L-7808L之間的聯(lián)系與區(qū)別，對兩者之間的主要性能指標進行了詳細分析，指出了兩者之間差異性的主要原因，對探索兩種不同標準油品在應急情況下的代用研究具有重要的意義。

航空潤滑油；對比；分析

隨著現(xiàn)代航空渦輪發(fā)動機技術的不斷發(fā)展，作為潤滑、保護、降溫等主要功能載體，航空渦輪發(fā)動機潤滑油也在不斷地發(fā)展進步。美軍在1951年制訂了MIL-L-7808規(guī)格[1]，該規(guī)格以雙酯為基礎油，即I型合成油，使用溫度范圍為-54-175℃，該航空潤滑油性能穩(wěn)定可靠，由具有較高熱穩(wěn)定性的雙酯與抗氧劑、極壓抗磨劑、腐蝕抑制劑等添加劑調配而成，廣泛應用于軍用和民用航空渦輪發(fā)動機潤滑系統(tǒng)，目前已經(jīng)發(fā)展到MIL-PRF-7808L規(guī)格。我國在參考美國軍用標準的基礎上，頒布了GJB 135系列[2]合成航空潤滑油規(guī)范，其中，4109號合成航空潤滑油就是該規(guī)范中的典型代表油品。這兩種航空潤滑油規(guī)格之間存在著很大的聯(lián)系，但由于國情與裝備情況的差別，在部分指標上還在一定的差異[3]。

1 美國軍用標準MIL-PRF-7808L的發(fā)展

美軍的航空油料標準目前主要可分為為性能規(guī)范(PRF，performance)和詳細規(guī)范(DTL，Detail)兩大類，性能規(guī)范是美軍國防部在1994年6月開始實施的美軍標改革中推出的一種規(guī)范，如MIL-PRF-7808L(合成基航空渦輪發(fā)動機潤滑油)；詳細規(guī)范與性能規(guī)范相對應的，其定義是設計要求，即產(chǎn)品如何制作的規(guī)范，如MIL-DTL-5624(航空渦輪噴氣燃料)[4-5]。在我國航空油料產(chǎn)品的標準中，往往會大量參考西方各類規(guī)范與標準。

MIL-L-7808系列規(guī)格潤滑油具有較高熱穩(wěn)定性的雙酯(后又調整為多元醇酯)與抗氧劑、極壓抗磨劑、腐蝕抑制劑等添加劑調配而成[6]。以后航空燃氣渦輪向高速方向發(fā)展，燃燒室溫度升高，對航空潤滑油的氧化安定性提出更高要求，1982年頒布的MIL-L-7808 J把潤滑油的性能提高了一步，具體是把200℃的氧化試驗時間從48 h增加到96 h，基礎油也由雙酯改為多元醇酯。1994年公布的MIL-L-7808L規(guī)格包含3 mm2/s和4 mm2/s兩個等級，該規(guī)格1997年升級為MIL -PRF-7808 L，該標準取代了MIL-PRF-7808K，其中的油品分為3級油和4級油兩類，3級油主要用于大多數(shù)應用場合，4級油應用于需要高粘度和高的熱安定性時。

2 GJB135A的發(fā)展

GJB 135A《合成航空潤滑油規(guī)范》是我國于1998年7月發(fā)布，1999年1月1日開始實施的一種合成航空潤滑油規(guī)范，其前身是GJB 135-86《4109號合成航空潤滑油》。該規(guī)范參考了美軍軍用標準規(guī)范MIL-L-7808《航空渦輪發(fā)動機用合成潤滑油》，涵蓋了L型和H型兩種產(chǎn)品類別。L型相當于美國軍用規(guī)范MIL-PRF-7808Lk 3級油的水平；H型相當于美軍軍用規(guī)范MIL-L-7808H的水平。該規(guī)范油品的主要代表為4109號合成航空潤滑油，該油由中石化一坪化工廠生產(chǎn)，目前廣泛應用于我國的部分型號飛機的潤滑系統(tǒng)中，屬于I型低粘度油，短期使用可達到200℃，具有較好的熱氧化安定性、良好的高低溫性能和良好的熱安定性[7]。

3 美軍標MIL-PRF-7808L與GJB135A-98對比分析

我國GJB135A-98與美軍MIL-PRF-7808L規(guī)范之間是修改采用關系，其中我國軍標中的L型油規(guī)范與美軍規(guī)范中3級油十分類似，兩者之間在大部分指標上都相同，但由于兩國之間發(fā)動機技術的差異，導致部分指標也存在一定差異。

3.1 微量元素含量

美軍規(guī)范MIL-PRF-7808L中3級油規(guī)范中共提出了包括鋁、鐵、鉻等10項金屬元素含量分析要求，在我國GJB135A-98中全部采用，在金屬元素含量要求中，9項完全相同(表征量值的單位不同)，但在錫金屬含量中，美軍規(guī)范為不大于11 μg/g，我國標準中則要求不大于4μg/g，原因于測試手段不同。根據(jù)我國國情，錫含量測定建議用石墨爐原子吸收法；而美軍則要求用原子發(fā)射光譜(A/E 35U或-3 FAS-2C)測定，且明確指出：在用其他方法測量時，錫含量不得大于4 μg/g，與我國標準相同。

3.2 固體顆粒雜質

GJB135A-98中L型油品要求檢測顆粒污染時通過 0.45μm和3μm濾膜，含量不大于5.0mg/L，與美軍標相比，僅多了0.45μm濾膜要求，其他完全相同。

3.3 中和值

中和值均為0.3mgKOH/g，但美軍標用酸值表示，我軍用中和值表示，并把pH值為11時作為滴定終點。

3.4 運動粘度

在100℃與40℃時運動粘度時要求相同，均為不小于3mm2/s和11.5mm2/s；在-51℃時運動粘度測定時，美軍標則分別要求在35 min、3h、72h時均不大于1700mm2/s，但我國標準中則將此要求單列為低溫穩(wěn)定性指標，量值要求相同。

3.5 閃點

均要求測定開口閃點，規(guī)定值均為不小于210℃。

3.6 蒸發(fā)損失

均要求在205±1℃時測定，指標要求不大于30%(m/m)。

3.7 泡沫性能(靜態(tài))

在泡沫性能(靜態(tài))要求方面，都要求測定泡沫體積和泡沫破滅時間，GJB 135A-98要求量值為測定，無限制值要求；美軍標要求為不大于100mL和60s，兩者存在較明顯差異，表明在抗泡性指標上國內要求較為寬松。

3.8 鉛腐蝕

鉛腐蝕方面，GJB 135A-98要求在163℃，1h條件下不大于0.9mg/cm2，美軍標測定條件要求相同，但其限制值換算后為0.93mg/cm2，兩者非常相近，我軍要求略微嚴格一些。

3.9 232℃時腐蝕實驗

232℃時腐蝕實驗要求測定銀腐蝕和青銅腐蝕。銀腐蝕實驗要求完全相同，均為不大于±0.45mg/cm2，只是在表征的單位方式不同；青銅實驗我國要求為T2銅片，美軍標要求為用硅青銅(SAE-AM 4616)代替銅，兩者存在一定的差異。

3.10 腐蝕與氧化安定性

GJB175A-98中對腐蝕和氧化安定性做了比較嚴格的要求，一是要求在175℃，96h條件下，40℃運動粘度變化(%)在5～15之間；中和值變化不大于2.0 mgKOH/g；此外還對1號銀片、銅片、LY12硬鋁合金片、15號低碳鋼片、MB2鎂片、M-50鋼片、Tc-4(或Tc-5)號鈦片等金屬片氧化質量變化均做出了相應規(guī)定。二是在200℃，96h條件下，對油品40℃的運動粘度變化(%)在5～25之間；中和值變化不大于4.0 mgKOH/g；對金屬片質量變化，除了MB2鎂片要求由±0.2調整為±0.4之外，其他無變化。美軍在腐蝕和氧化安定性方面也要求進行相同條件下的金屬片實驗，3級油中要求進行鋁、銀、鐵等7項金屬片實驗，限制值與我軍類似；美軍標MIL-PRF-7808L還要求進行232℃的腐蝕試驗，油品運動粘度變化不大于5%，總酸值變化不大于6.0 mgKOH/g；金屬片質量變化不大于4.0mg/cm2?？傮w來看，美軍在腐蝕性方面與我國標準存在一定差異，主要是測量時的溫度美軍標準要遠高于我國標準，表明美軍更加看重油品的高溫氧化安定性。

3.11 橡膠相容性試驗

我國標準中對丁腈膠(NBR-H)在70℃，168h條件下體積變化限制為12%～35%；氟橡膠(FKM)在175℃，72h下條件下體積變化限制為2%～25%，并對氟橡膠的拉伸強度、扯斷伸長率變化、硬度變化也限定了最高值。美軍標與我軍在橡膠相容性方面要求基本相同，但是多了一項氟硅橡膠試驗，由于我國裝備中未有采用類似材料，故未采用，標準中也予以了明確。

3.12 貯存(安定性)試驗

我國標準中規(guī)定了貯存實驗要進行加速貯存穩(wěn)定性和長期貯存穩(wěn)定性測試。加速貯存穩(wěn)定性測試要求油品在一定溫度下經(jīng)過高溫變化后，經(jīng)48h和168h老化后油樣的鉛腐蝕值不大于一定的數(shù)值；長期貯存穩(wěn)定性測試要求油品在-40～60℃之間貯存三年，要求貯存期滿的油品除相容性試驗外，發(fā)動機試驗(100h)和加速貯存實驗，以及鉛腐蝕值不超過230g/m2外，應滿足規(guī)范中的其他所有要求。美軍標中則在檢驗環(huán)節(jié)中分別對加速貯存和長期貯存進行了補充說明，試驗條件要求及腐蝕值要求與我國標準相同，兩者之間存在較好的一致性。

3.13 相容性試驗

相容性試驗旨在檢驗油品與其他相似油品之間混合后的性能，要求不混濁，沉淀物的含量控制在一定范圍內。從標準內容上來看，在相容性試驗標準要求上我國與美軍的要求相同，限定值的要求也一樣，但由于我國與美軍之間油品之間生產(chǎn)和性能的差異，要求進行混合的油品種類不一樣。我國標準要求與符合GJB 135、GJB 1263和GJB 2377的油品進行混合試驗；美軍標準要求與符合MIL-PRF-7808(飛機渦輪發(fā)動機潤滑油)、MIL-PRF-23699(合成基飛機渦輪發(fā)動機潤滑油)、MIL-C-8188(合成基飛機燃氣渦輪發(fā)動機防腐油)的油品進行混合試驗?？偟膩碚f，由于我國修改采用了美軍的MIL-PRF-7808L標準，因此我國GJB135A-98標準中的L型油品與MIL-PRF-7808L中的3級油的要求基本一致，除了以上的分析外，兩者之間還存在以下區(qū)別：

一是根據(jù)國內情況，我國標準中未列出軸承沉積試驗、齒輪承載能力試驗、動態(tài)泡沫試驗、沉積試驗等四個項目；

二是發(fā)動機試驗根據(jù)國情采用國內發(fā)動機；

三是橡膠試驗中未列出氟硅橡膠；

四是相容性試驗采用的油品均為國內油品；

五是運動粘度項目中，增殖-51℃指標；

六是泡沫特性(靜態(tài))在我國標準中暫定為測定。

4 航空渦輪發(fā)動機潤滑油的發(fā)展方向

隨著現(xiàn)代飛機技術的不斷發(fā)展，飛行速度越來越快，機動性也大大增加，航空發(fā)動機的輸出功率也在不斷地增大?？偟膩碚f，未來航空發(fā)動機潤滑油是向高熱安定性的方向發(fā)展，從這一點來看，GJB135A系列航空發(fā)動機潤滑油已經(jīng)不能很好地適應現(xiàn)代飛機發(fā)動機的需要，新研制的酯類油品甚至非酯類油品已經(jīng)表現(xiàn)出了更好的潤滑與保護性能。但僅從標準的采用程度來看，我國GJB135A與美軍MIL-PRF-7808L之間的關聯(lián)性很強，兩者之間存在很強的替代使用可行性，研究兩者之間的聯(lián)系與區(qū)別，對于國內飛機在國外執(zhí)行任務時的航空油料保障工作具有重要的現(xiàn)實意義。

[1] 美軍軍用標準. MIL-PRF-7808L, 飛機渦輪發(fā)動機合成潤滑油[S].[出版地不祥]：[出版社不祥], 1997.

[2] 中國人民解放軍總裝備部. GJB 135A-98, 合成航空潤滑油規(guī)范[S].[出版地不祥]：[出版社不祥], 1998.

[3] 張丙伍,孫丁偉，等. 航空潤滑油規(guī)格發(fā)展概述[J]. 潤滑油, 2010, 25(5):1-4.

[4] 朱旭斌. 美軍標性能規(guī)范淺析[J]. 航天標準化,2012(01):9-11.

[5] 王 平. 燃氣渦輪航空發(fā)動機與發(fā)動機油規(guī)格[J]. 潤滑油, 2009,24(4):5-11.

[6] 宋蘭琪,陳立波. 合成航空潤滑油使用壽命研究[J]. 石油商技, 2011(3):87-89.

[7] 王貽全,梁宇翔. 多元醇酯基礎油性能-結構關系研究及在航空潤滑油中的發(fā)展概述[J]. 潤滑油,2014,29(3):33-38.

ComparativeAnalysisofTypeⅠAviationEngineOilAccordwithStandardsofGJB135AandMIL-PRF-7808L

SunYuanbao,QiuZhenhui

(Air Force Logistics College, Aviation Oil and Material Department, Xuzhou 221000, China)

Researched on the typeⅠaviation engine oil accord with the standards of GJB 135A and MIL-PRF-7808L, the differences and relations between in the two standards were discussed amply, and the results can be very important in the applied fields to substitute one oil for another.

aviation engine oil; comparative; analysis

2017-07-04

孫元寶，山東煙臺人，副教授，主要從事航空油料技術研究。

TE626.3+4

A

1008-021X(2017)18-0082-02

(本文文獻格式孫元寶，邱貞慧.中美Ⅰ型航空潤滑油GJB135A與MIL-PRF-7808L對比分析[J].山東化工，2017，46(18)：82-83.)