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Fig. 1. (a) The key research area of ammonia engine, (b) Problems and research duration of the lubrication for different engine.
图 1. (a) 氨发动机的关键研究领域,(b) 不同发动机润滑的问题及研究持续时间。

Fig. 2. (a) The potential effects of ammonia on the engine tribological performance, (b) the research strategy for the changes of lubricating oil in the ammonia engine.
图 2. (a)氨对发动机摩擦学性能的潜在影响,(b)氨发动机润滑油变化的研究策略
Table 1. The components of lubricating oil.
表 1. 润滑油成分组成
| Components 成分 | Content (wt%) 成分(重量百分比) | CAS No.a CAS 编号 a |
|---|---|---|
| Base oil 基础油 | > 86.00 > 86.00 | - |
| Zinc Dialkyldithiophosphates (ZDDP) 二烷基二硫代磷酸锌(ZDDP) | < 1.00 小于 1.00 | 68649 −42 −3 68649-42-3 |
| Overbased calcium phenate (OCP) 高碱值磺酸钙(OCP) | < 1.00 小于 1.00 | 68855 −45 −8 |
| Othersb 其他 b | < 12.00 | - |
Table 2. The ratio of different lubricating oil.
表 2. 不同润滑油的配比
| Sample code 示例代码 | Lubricating oil (wt%) 润滑油(质量百分比) | Water (wt%) 水(质量百分比) | Ammonia solution (wt%) 氨溶液(质量百分比) |
|---|---|---|---|
| P-O | 100.00 | - | - |
| W-O | 95.00 | 5.00 | - |
| N-O | 95.00 | - | 5.00 |

Fig. 3. The macro images of the P-O, the W-O and the N-O at different times and temperatures.
图 3. P-O、W-O 和 N-O 在不同时间与温度下的宏观形貌图

Fig. 4. The micro images of the P-O, the W-O and the N-O after stirring at 25 ℃.
图 4. 25℃搅拌处理后 P-O、W-O 与 N-O 的显微图像

Fig. 5. The elements content of different lubricating oil, (a) room temperature, (b) 100 ℃.
图 5. 不同润滑油元素含量:(a)室温状态,(b)100℃状态

Fig. 6. The thermal stability of different lubricating oils, (a)the TGA curves, (b) the temperature at 5 % mass loss (T5 %), 50 % mass loss (T50 %) and 95 % mass loss(T95 %), respectively, (c) the DTG curves.
图 6. 不同润滑油的热稳定性对比:(a)热重分析曲线,(b)分别为质量损失 5%(T 5 % )、50%(T 50 % )和 95%(T 95 % )时的温度,(c)微分热重曲线

Fig. 7. The rheological properties of different lubricating oils, (a) the shear stress-shear rate curves, (b) the viscosity-shear rate curves, (c) the viscosity-temperature curves, (d) the average viscosity at different temperatures.
图 7. 不同润滑油的流变特性:(a)剪切应力-剪切速率曲线,(b)粘度-剪切速率曲线,(c)粘度-温度曲线,(d)不同温度下的平均粘度。

Fig. 8. The TBN of P-O, W-O, and N-O.
图 8. P-O、W-O 与 N-O 的碱值对比

Fig. 9. The Stribeck curves of the P-O, the W-O, and the N-O.
图 9. P-O、W-O 和 N-O 三种油样的斯特里贝克曲线

Fig. 10. The film-forming ability of different lubricating oils under the load of 10 N: (a) Liquid film images at 25 ℃ for P-O, W-O and N-O with different rolling speeds (10, 50, 100, and 500 mm/s), (b) film thickness curves at the contact point and (c) average film thickness of P-O, W-O and N-O at different temperatures and rolling speeds.
图 10. 不同润滑油在 10 N 载荷下的成膜能力:(a) 25 ℃时 P-O、W-O 和 N-O 在不同滚动速度(10、50、100 和 500 mm/s)下的油膜图像;(b) 接触点处的油膜厚度曲线;(c) P-O、W-O 和 N-O 在不同温度和滚动速度下的平均油膜厚度。

Fig. 11. (a) FTIR of the P-O, the W-O, and the N-O at room temperature, (b) the diagram of H-bonds in the ammonia solution, (c) FTIR of the N-O at room temperature, 50 ℃ and 75 ℃.
图 11. (a) 室温下 P-O、W-O 和 N-O 的 FTIR 图谱,(b) 氨水溶液中氢键的示意图,(c) N-O 在室温、50℃和 75℃下的 FTIR 图谱。

Fig. 12. (a) the FTIR of different lubricating oils, (b) 1H NMP spectra of the P-O and the N-O at 25 ℃ and (c) enlarged images, (d) 1H NMP spectra of the N-O at different temperatures.
图 12. (a)不同润滑油的 FTIR 光谱,(b)25℃下 P-O 和 N-O 的 1 H NMP 谱图及(c)局部放大图像,(d)不同温度下 N-O 的 1 H NMP 谱图。

Fig. 13. The influence mechanism of water and ammonia solution on the lubricating oil.
图 13. 水与氨溶液对润滑油的作用机理