CN101825086A - 致冷压缩机及其摩擦控制方法 - Google Patents

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Abstract

提供一种包含压缩机部件和致冷油的致冷压缩机，所述压缩机部件具有可相对滑动的滑动部位，所述致冷油应用到所述压缩机部件的滑动部位上。至少一个压缩机部件的滑动部位具有氢含量为20原子％或更低的硬碳涂层。

Description

致冷压缩机及其摩擦控制方法
本申请是中国专利申请200410064159.6的分案申请，原申请的申请日为2004年8月20日，申请号为200410064159.6，发明名称为致冷压缩机及其摩擦控制方法。
技术领域
本发明涉及具有压缩机部件的致冷压缩机，所述压缩机部件在特定润滑剂的存在下以较低的摩擦系数相对滑动，从而当用于自动车空调时，可降低空气调节过程中发动机的负荷，并因此提高燃料效率。本发明还涉及控制所述致冷压缩机的压缩机部件间的滑动摩擦的方法。
背景技术
空调和冰箱的致冷压缩机大致被分为两大类：摆板式(变容量式)和旋转叶片式。每一类致冷压缩机均具有滑动连接在轴承上或与任何其它铁基部件滑动接触的零部件。这些滑动部件用致冷油润滑。如日本特许专利公开No.10-265790中所公开的那样，所述致冷油通常含有几个百分比的磷基极压剂和醇摩擦改进剂。
发明内容
但在这种润滑条件下，压缩机部件间的滑动摩擦不能降低到足够的程度。因此仍然迫切需要进一步减少压缩机部件间的滑动摩擦，以降低发动机负荷和提高燃料效率，作为对抗全球环境问题的一项最新措施。
因此本发明的一个目的是提供一种致冷压缩机，其压缩机部件相互之间滑动对置，从而在压缩机部件间获得较低的摩擦系数和较高的抗卡死性/耐磨性，以及当其用于自动车空调中时，可在降低发动机负荷后改善发动机燃料效率。提供一种控制致冷压缩机的压缩机部件间滑动摩擦的方法也是本发明的一个目的。
本发明人经大量研究发现，在特定润滑剂的存在下，当对置的滑动部件中的一个或两个涂覆有氢含量低的硬碳薄涂层时，对置的一对压缩机部件表现出优异的低摩擦特性和耐久性。本发明就是以上述发现为基础的。
按照本发明的第一个方面，提供一种致冷压缩机，其包括：具有可相对滑动的滑动部位的压缩机部件；和应用到压缩机部件的滑动部位上的致冷油，其中至少一个压缩机部件的滑动部位具有氢含量为20原子％或更低的硬碳涂层。
按照本发明的第二个方面，提供一种致冷压缩机，其包括：具有可相对滑动的滑动部位的压缩机部件；和主要由含羟基的化合物组成且应用到压缩机部件的滑动部位上的润滑剂。
按照本发明的第三个方面，提供一种控制致冷压缩机中压缩机部件间滑动摩擦的方法，所述方法包括：用硬碳涂层涂覆压缩机部件的至少一个对置的滑动部位，同时调节硬碳涂层的氢含量为20原子％或更低；和在压缩机部件的滑动部位间的滑动界面上应用润滑剂。
根据如下描述可以理解本发明的其它目的和特征。
附图说明
图1A是本发明的一个示例性实施方案的致冷压缩机的剖视图。
图1B示意性描述了图1A的致冷压缩机的导向球和定位销间的接触。
图1C是图1B的导向球的部分放大剖视图。
图2A是本发明的另一个示例性实施方案的致冷压缩机的横向剖视图。
图2B是图2A的致冷压缩机的纵向剖视图。
图3示意性给出了一种摩擦/磨损测试装置。
图4给出了实施例1-5和对比例1-5的测试样品的摩擦系数。
具体实施方式
下面将详述本发明。除另有说明外，下面描述中的所有百分数(％)都是质量百分数。
在本发明的第一种实施方案中提供的是如图1A和1B所示的摆板式(变容量式)致冷压缩机1。致冷压缩机1包括前端和后端主轴承2、前端止推轴承3、后端止推轴承4、传动轴5、轴颈6、轴颈止推轴承7、套筒轴承8、轴颈止推衬垫9、C-环10、止推板(摆板)11、气缸12、活塞13、滑轨14、定位销15、导向球16和活塞杆17。传动轴5由主轴承2和止推轴承3和4支撑，从而与轴颈6一起旋转。止推板11由轴颈止推轴承7和套筒轴承8支撑，从而相对于轴颈6旋转，并且用轴颈止推衬垫9和C-环10固定，从而不会从其位置上掉落下来。另外，止推板11通过活塞杆17与活塞13相连。活塞13具有在气缸外部表面处形成的活塞环13a，并且当止推板11由于传动轴5的旋转而进行往复运动(而不是旋转运动)时，活塞13在气缸12内往复运动，以实现吸入、压缩和排气冲程。滑轨14由烧结钢制成。导向球16利用穿插在止推板11和导向球16之间的滑轨14装配入止推板11中。定位销15插入导向球16，从而在止推板11往复运动时定位销15和导向球16可相对滑动。为了润滑，在传动轴5和主轴承2之间的滑动界面、传动轴5和止推轴承3、4之间的滑动界面、轴颈6、轴颈止推轴承7、套筒轴承8、轴颈止推衬垫9和C-环10之间的滑动界面、活塞环13a和气缸12内表面之间的滑动界面、定位销15和导向球16之间的滑动界面、导向球16和滑轨14之间的滑动界面以及滑轨14和止推板11间的滑动界面应用特定的润滑剂。
在这些滑动界面中，致冷压缩机1的任意对置的滑动部位的至少一个用氢含量低的硬碳薄涂层涂覆。在第一种实施方案中，主轴承2、止推轴承3和4、轴颈止推轴承7的轴承柱、套筒轴承8、轴颈止推衬垫9、C-环10、气缸12的内表面、带有活塞环13a的活塞13、滑轨14和导向球16都分别具有用氢含量低的硬碳薄层涂覆的滑动部位。按照实施例，对导向球16涂覆这种硬碳涂层在图1C中给出。另外，可以形成硬碳涂层以涂覆相对的滑动部位，如传动轴5的外部圆柱状表面、主轴承2的外部环面、止推轴承3和4的止推环面和衬垫面、相对套筒轴承8的轴颈6的表面、定位销15的外部圆柱状表面、和相对于滑轨14的止推板11的表面，或形成硬碳涂层以涂覆致冷压缩机1的所有上述滑动部位。另外，可以在任何其它滑动部位上涂覆硬碳涂层，例如在止推板11的至少一个对置的滑动部位上和活塞杆17的球状端处涂覆。
在本发明的第二种实施方案中提供的是如图2A和2B所示的旋转叶片式致冷压缩机20。致冷压缩机20包括两个轴承21、转子轴22、椭圆环23、转子24、多个叶片25和侧板26和27。转子轴22通过轴承21可旋转地支撑。转子24固定在转子轴22上从而使转子24在环23内旋转。叶片25与转子24可伸缩地相连，从而使其外部边缘与环23的内部圆柱状表面保持滑动接触。侧板26和27分别放置在接近环23的两个开口端处。为了润滑，在轴承21和转子轴22之间的滑动界面、转子24的外部圆柱状表面、叶片25的外边缘和环23的内部圆柱状表面之间的滑动界面、转子24、叶片25的两端和侧板26和27之间的滑动界面、以及叶片25的两个表面和转子24的叶片凹槽之间的滑动界面应用特定的润滑剂。
在这些滑动界面中，致冷压缩机20的任意对置的滑动部位中的至少一个用氢含量低的硬碳薄涂层涂覆。在第二种实施方案中，轴承21的轴承柱、环23的内部圆柱状表面、叶片25的两个表面、相对于转子24和叶片25的侧板26和27的板面的滑动部位都分别用氢含量低的硬碳薄层涂覆。另外，可以形成硬碳涂层以涂覆相对的滑动部位，如转子轴22的外部圆柱状表面、轴承21的外部环面、叶片25的外部边缘和两端、转子24的外部圆柱状表面、两端和叶片凹槽处，或者形成硬碳涂层以涂覆致冷压缩机20的所有上述滑动部位。
当如上所述向致冷压缩机1或20的任意对置的滑动部位的一个或两个涂覆硬碳涂层时，通过组合应用特定的润滑剂有可能降低滑动阻力并减小压缩机相邻滑动部件间的摩擦系数。
在第一和第二种实施方案中，硬碳涂层可以由类金刚石碳(DLC)材料形成，其中碳以SP2和SP3的杂化形式存在，从而具有石墨和金钢石的复合结构。DLC材料的具体例子包括无氢的无定形碳(a-C)、含氢的无定形碳(a-C:H)和/或金属碳化物或含金属元素如钛(Ti)或钼(Mo)作为一部分的金属碳(MeC)。
随硬碳涂层的氢含量增加，致冷压缩机1或20的任意对置滑动部位间的摩擦系数增加。因此为了在特定润滑剂的存在下使硬碳涂层提供足够低的摩擦系数和稳定的滑动特性，优选将硬碳涂层的氢含量调节为20原子％或更低，更优选为10原子％或更低，进一步优选为5原子％或更低，并且最优选为0.5原子％或更低。
通过化学气相淀积法或物理气相淀积(PVD)法可以形成这种硬碳涂层。为了降低硬碳涂层的氢含量，优选的是用PVD方法形成硬碳涂层，例如用溅射法或离子电镀法形成硬碳涂层，此时涂覆气氛基本上不含有氢和含氢化合物。进一步优选的是在形成硬碳涂层之前，烘烤反应器和支撑固定件，并且清洗未涂覆的滑动部位，从而有效地降低硬碳涂层的氢含量。
另外，硬碳涂层的厚度是相当小的，并且反映滑动部位的表面粗糙度。因此在滑动部位还没有用硬碳涂层涂覆之前，优选将滑动部位修整为具有0.1μm或更小的中线平均粗糙度Ra。如果表面粗糙度Ra大于0.1μm，则硬碳涂层的表面粗糙的突出部分会对相对滑动部位增加局部接触压力。这会导致硬碳涂层中产生裂纹。在这里，表面粗糙度Ra解释为JIS B0601中的Ra75。
至于润滑剂，在第一种实施方案和第二种实施方案中可以应用致冷油。
在第一种实施方案或第二种实施方案中，所述致冷油优选通过混合基础油与一种或多种含氧有机化合物的摩擦改进剂(下文被称作含氧有机摩擦改进剂)而制备，从而在硬碳涂覆的滑动部位及其相对的滑动部位之间的滑动摩擦获得很大的摩擦降低效果。
对基础油没有特别限制，可以选自通常应用的润滑基础化合物，例如矿物油、合成油及其混合物。
矿物油的具体例子包括用如下方法制备的正链烷烃油和链烷烃基或环烷烃基油：用常压或减压蒸馏法从石油中提取润滑油馏分，然后用如下处理方法中的任何一种将得到的润滑油馏分提纯：溶剂脱沥青、溶剂提取、氢化裂解、溶剂脱蜡、加氢精制、硫酸处理和白土精制。虽然润滑油馏分通常通过加氢或溶剂精制进行纯化，但是优选的是用深度氢化裂解或GTL(气至液)蜡异构化的方法纯化润滑油馏分，以减少基础油中的芳烃含量。
合成油的具体例子包括：聚α-烯烃(PAO)，如1-辛烯低聚物、1-癸烯低聚物和乙烯-丙烯低聚物，及其加氢产品；异丁烯低聚物及其加氢产品；异链烷烃；烷基苯；烷基萘；二酯，如戊二酸二(十三烷基)酯、己二酸二辛基酯、己二酸二异癸基酯、己二酸二(十三烷基)酯和癸二酸二辛基酯；多元醇酯，如三羟甲基丙烷酯(例如三羟甲基丙烷辛酸酯、三羟甲基丙烷壬酸酯和三羟甲基丙烷异硬脂酸酯)和季戊四醇酯如季戊四醇-2-乙基己酸酯和季戊四醇壬酸酯)；聚氧亚烷基二醇；二烷基二苯基醚；和聚苯醚。其中优选聚α-烯烃，如1-辛烯低聚物和1-癸烯低聚物及其加氢产品。
这些基础油化合物可以单独使用，组合使用。当应用两种或多种基础油化合物的混合物作基础油时，对基础油化合物的混合比没有特别限制。
对基础油中的硫含量没有特别限制，并且以基础油的总质量计，其优选为0.2％或更低，更优选0.1％或更低，甚至更优选0.05％或更低。特别优选的是应用加氢精制后的矿物油或合成油作为基础油，因为加氢精制后的矿物油和合成油均含有不大于0.005％的硫含量或基本上不含硫(不大于5ppm)。
对基础油中的芳烃含量也没有特别限制。在这里，将芳烃馏分含量定义为按照ASTM D2549确定的芳烃馏分含量。为了使适用于致冷压缩机1或20的致冷油在延长的时期内保持其润滑性能，以基础油的总质量计，基础油中的芳烃含量优选是15％或更低，更优选10％或更低，并且进一步优选5％或更低。当基础油的芳烃含量大于15％时，致冷油的氧化稳定性会劣化。
对基础油的运动粘度没有特别限制。为了在致冷压缩机1或20中应用致冷油，在100℃下测定的基础油的运动粘度优选是2mm2/s或更高，更优选3mm2/s或更高，同时，优选20mm2/s或更低，更优选10mm2/s或更低，进一步优选8mm2/s或更低。当100℃下基础油的运动粘度低于2mm2/s时，致冷油有可能不能提供充分的耐磨性，并造成相当大的蒸发损失。当100℃下基础油的运动粘度高于20mm2/s时，致冷油有可能不能提供充分的润滑特性，并且其低温特性劣化。
当组合应用两种或多种基础油化合物时，没有必要限定每一种基础油化合物的运动粘度均在上面指定的范围内，只要基础油化合物的混合物在100℃下的运动粘度在上述指定范围内即可。
对基础油的粘度指数没有特别限制，为了在致冷压缩机1或20中应用致冷油，其粘度指数优选是80或更高，更优选100或更高，最优选120或更高。当基础油具有较高的粘度指数时，致冷油耗量更少且可以保持良好的低温粘度性能。
含氧有机摩擦改进剂优选为一种或多种选自(a)醇；(b)羧酸；(c)醚；(d)酯；和(e)其衍生物的化合物。
对于醇(a)来说，可以应用(a.1)一元醇；(a.2)二元醇；(a.3)三元或更高级的多元醇；(a.4)其环氧烷加合物；和(a.5)其混合物。
一元醇(a.1)是每个分子中有一个羟基的醇。一元醇(a.1)的具体例子有：C1-C40一元烷基醇(包括所有可能的异构体)，例如甲醇、乙醇、丙醇(1-丙醇、2-丙醇)、丁醇(1-丁醇、2-丁醇、2-甲基-1-丙醇、2-甲基-2-丙醇)、戊醇(1-戊醇、2-戊醇、3-戊醇、2-甲基-1-丁醇、3-甲基-1-丁醇、3-甲基-2-丁醇、2-甲基-2-丁醇、2，2-二甲基-1-丙醇)、己醇(1-己醇、2-己醇、3-己醇、2-甲基-1-戊醇、2-甲基-2-戊醇、2-甲基-3-戊醇、3-甲基-1-戊醇、3-甲基-2-戊醇、3-甲基-3-戊醇、4-甲基-1-戊醇、4-甲基-2-戊醇、2，3-二甲基-1-丁醇、2，3-二甲基-2-丁醇、3，3-二甲基-1-丁醇、3，3-二甲基-2-丁醇、2-乙基-1-丁醇、2，2-二甲基丁醇)、庚醇(1-庚醇、2-庚醇、3-庚醇、2-甲基-1-己醇、2-甲基-2-己醇、2-甲基-3-己醇、5-甲基-2-己醇、3-乙基-3-戊醇、2，2-二甲基-3-戊醇、2，3-二甲基-3-戊醇、2，4-二甲基-3-戊醇、4，4-二甲基-2-戊醇、3-甲基-1-己醇、4-甲基-1-己醇、5-甲基-1-己醇、2-乙基戊醇)、辛醇(1-辛醇、2-辛醇、3-辛醇、4-甲基-3-庚醇、6-甲基-2-庚醇、2-乙基-1-己醇、2-丙基-1-戊醇、2，4，4-三甲基-1-戊醇、3，5-二甲基-1-己醇、2-甲基-1-庚醇、2，2-二甲基-1-己醇)、壬醇(1-壬醇、2-壬醇、3，5，5-三甲基-1-己醇、2，6-二甲基-4-庚醇、3-乙基-2，2-二甲基-3-戊醇、5-甲基辛醇等)、癸醇(1-癸醇、2-癸醇、4-癸醇、3，7-二甲基-1-辛醇、2，4，6-三甲基庚醇等)、十一烷醇、十二烷醇、十三烷醇、十四烷醇、十五烷醇、十六烷醇、十七烷醇、十八烷醇(硬脂醇等)、十九烷醇、二十烷醇和二十四烷醇；C2-C40一元烯基醇(包括所有可能的异构体)，如乙烯醇、丙烯醇、丁烯醇、己烯醇、辛烯醇、癸烯醇、十二碳烯醇和十八碳烯醇(油醇等)；C3-C40一元(烷基)环烷醇(包括所有可能的异构体)，如环戊醇、环己醇、环庚醇、环辛醇、甲基环戊醇、甲基环己醇、二甲基环己醇、乙基环己醇、丙基环己醇、丁基环己醇、环戊基甲醇、环己基乙醇(1-环己基乙醇、2-环己基乙醇等)、环己基丙醇(3-环己基丙醇等)、环己基丁醇(4-环己基丁醇等)、丁基环己醇、3，3，5，5-四甲基环己醇；(烷基)芳醇(包括所有可能的异构体)，如苯醇、甲基苯基醇(邻甲酚、间甲酚、对甲酚)、甲氧甲酚、乙基苯基醇、丙基苯基醇、丁基苯基醇、丁基甲基苯基醇(3-甲基-6-叔丁基苯基醇等)、二甲基苯基醇、二乙基苯基醇、二丁基苯基醇(2，6-二叔丁基苯基醇、2，4-二叔丁基苯基醇等)、二丁基甲基苯基醇(2，6-二叔丁基-4-甲基苯基醇等)、二丁基乙基苯基醇(2，6-二叔丁基-4-乙基苯基醇等)、三丁基苯基醇(2，4，6-三叔丁基苯基醇等)、萘酚(α-萘酚、β-萘酚等)、二丁基萘酚(2，4-二叔丁基-α-萘酚等)；和三嗪，如6-(4-氧-3，5-二叔丁基苯胺基)-2，4-双(正辛基硫代)-1，3，5-三嗪。
在这些一元醇化合物中，优选低挥发性的C12-C18直链或支链烷基或烯基醇，如油醇和硬脂醇，从而在高温条件下在硬碳涂覆的滑动部位及相对滑动部位之间针对滑动摩擦得到更大的摩擦降低效果。
二元醇(a.2)是每个分子中有两个羟基的醇。二元醇(a.2)的具体例子有：C2-C40烷基或烯基二醇(包括所有可能的异构体)，如乙二醇、二乙二醇、聚乙二醇、丙二醇、二丙二醇、聚丙二醇、新戊二醇、1，3-丙二醇、1，4-丁二醇、1，2-丁二醇、2-甲基-1，3-丙二醇、1，5-戊二醇、1，6-己二醇、2-乙基-2-甲基-1，3-丙二醇、2-甲基-2，4-戊二醇、1，7-庚二醇、2-甲基-2-丙基-1，3-丙二醇、2，2-二乙基-1，3-丙二醇、1，8-辛二醇、1，9-壬二醇、2-丁基-2-乙基-1，3-丙二醇、1，10-癸二醇、1，11-十一烷二醇、1，12-十二烷二醇、1，13-十三烷二醇、1，14-十四烷二醇、1，15-十五烷二醇、1，16-十六烷二醇、1，17-十七烷二醇、1，18-十八烷二醇、1，19-十九烷二醇和1，20-二十烷二醇；C2-C40(烷基)环烷烃二醇(包括所有可能的异构体)，如环己烷二醇、甲基环己烷二醇；C2-C40二元(烷基)芳醇(包括所有可能的异构体)，如苯二醇(邻苯二酚等)、甲基苯二醇、乙基苯二醇、丁基苯二醇(对叔丁基邻苯二酚等)、二丁基苯二醇(4，6-二叔丁基间苯二酚等)、4，4’-硫代双(3-甲基-6-叔丁基苯酚)、4，4’-丁二烯双(3-甲基-6-叔丁基苯酚)、2，2’-亚甲基双(4-甲基-6-叔丁基苯酚)、2，2’-硫代双(4，6-二叔丁基间苯二酚)、2，2’-亚甲基双(4-乙基-6-叔丁基苯酚)、4，4’-亚甲基双(2，6-二叔丁基苯酚)、2，2’-(3，5-二叔丁基-4-羟基)丙烷和4，4’-环己二烯双(2，6-二叔丁基苯酚)；对叔丁基苯酚和甲醛的缩合产品；和对叔丁基苯酚和乙醛的缩合产品。
为了在硬碳涂覆的滑动部位及相对滑动部位之间针对滑动摩擦得到更大的摩擦降低效果，在这些二元醇化合物中，优选的为乙二醇、丙二醇、新戊二醇、1，4-丁二醇、1，5-戊二醇、1，6-己二醇、2-甲基-2，4-戊二醇、2-乙基-2-甲基-1，3-丙二醇、1，7-庚二醇、1，8-辛二醇、1，9-壬二醇、1，10-癸二醇、1，11-十一烷二醇和1，12-十二烷二醇。另外为了确保高的抗氧化性同时得到较好的摩擦降低效果，特别优选的还有分子量为300或更高，优选为400或更高的高分子量的位阻醇如2，6-二叔丁基-4-(3，5-二叔丁基-4-羟苯甲基)苯基醇，这是因为高分子量的位阻醇在高温条件下(例如在内燃机中的滑动条件下)表现出高的耐热性和低的挥发性。
三元或更高级的多元醇(a.3)是每个分子内具有三个或多个羟基的醇。一般使用3-10元醇，优选使用3-6元醇。三元或更高级的多元醇(a.3)的具体例子有甘油；三羟甲基烷烃如三羟甲基乙烷、三羟甲基丙烷和三羟甲基丁烷；和赤丁四醇；季戊四醇；1，2，4-丁三醇；1，3，5-戊三醇；1，2，6-己三醇；1，2，3，4-丁四醇；山梨糖醇；阿东糖醇；阿糖醇；木糖醇；甘露糖醇；及其聚合和缩合产品如甘油的二聚物、三聚物、四聚物、五聚物、六聚物、七聚物和八聚物(二甘油、三甘油、四甘油等)；三羟甲基丙烷的二聚物、三聚物、四聚物、五聚物、六聚物、七聚物和八聚物(二三羟甲基丙烷等)；季戊四醇的二聚物、三聚物、四聚物、五聚物、六聚物、七聚物和八聚物(二季戊四醇等)；山梨聚糖和山梨糖醇/甘油的缩合物(包括分子内缩合物、分子间缩合物和自缩合物))。
另外，也可以应用糖醇，如木糖、阿糖醇、核糖、鼠李糖、葡萄糖、果糖、半乳糖、甘露糖、山梨糖、纤维二糖、甘露糖、异麦芽糖、海藻糖和蔗糖。
在这些三元或更高级的多元醇化合物中，优选的是3元到6元醇如甘油、三羟甲基烷烃(三羟甲基乙烷、三羟甲基丙烷、三羟甲基丁烷等)、季戊四醇、1，2，4-丁三醇、1，3，5-戊三醇、1，2，6-己三醇、1，2，3，4-丁四醇、山梨糖醇、山梨聚糖、山梨糖醇/甘油缩合物、阿东糖醇、阿糖醇、木糖醇、甘露糖醇及其混合物。更优选的是甘油、三羟甲基乙烷、三羟甲基丙烷、季戊四醇、山梨聚糖及其混合物，特别是氧含量为20％或更高，优选为30％或更高，更优选为40％或更高的3元到6元醇。应该注意的是七元或更高级的多元醇会造成粘度过高。
环氧烷加合物(a.4)为一或多元醇(a.1)、(a.2)或(a.3)的环氧烷加成产品。环氧烷加合物(a.4)的具体例子是通过如下方法制备的：向醇中加入C2-C6环氧烷，优选C2-C4环氧烷或其聚合物(或共聚物)，从而将醇的羟基烃基醚化或烃基酯化。对于C2-C6环氧烷，可以应用环氧乙烷、环氧丙烷、1，2-环氧丁烷(α-环氧丁烷)、2，3-环氧丁烷(β-环氧丁烷)、1，2-环氧-1-甲基丙烷、1，2-环氧庚烷、1，2-环氧己烷。其中，为了得到更高的摩擦降低效果，优选应用环氧乙烷、环氧丙烷和/或环氧丁烷，更优选环氧乙烷和/或环氧丙烷。
当加入两种或多种不同类型的环氧烷时，对氧化烯基团的聚合方法没有具体限制。氧化烯基团可以为随机共聚的或嵌段共聚的。当环氧烷加成到任何具有2-6个羟基的多元醇中时，环氧烷可以加成到多元醇的部分或全部羟基上。
对于羧酸(b)，可以应用：(b.1)脂族一元羧酸(脂肪酸)；(b.2)脂族多元羧酸；(b.3)碳环羧酸；(b.4)杂环羧酸；和(b.5)其混合物。
脂族一元羧酸(b.1)是每个分子中有一个羧基的羧酸。脂族一元羧酸(b.1)的具体例子有：C1-C40饱和脂族一元羧酸(包括所有可能的异构体)，如甲酸、乙酸(醋酸)、丙酸、丁酸(丁酸、异丁酸等)、戊酸(戊酸、异戊酸、新戊酸等)、己酸(己酸等)、庚酸、辛酸(辛酸等)、壬酸(壬酸等)、癸酸、十一烷酸、十二烷酸(月桂酸等)、十三烷酸、十四烷酸(肉豆蔻酸等)、十五烷酸、十六烷酸(棕榈酸等)、十七烷酸、十八烷酸(硬脂酸等)、十九烷酸、二十烷酸、二十一烷酸、二十二烷酸、二十三烷酸、二十四烷酸、二十五烷酸、二十六烷酸、二十七烷酸、二十八烷酸、二十九烷酸和三十烷酸；和C1-C40不饱和脂族一元羧酸(包括所有可能的异构体)，如丙烯酸(丙烯酸等)、丙炔酸(丙炔酸等)、丁烯酸(甲基丙烯酸、巴豆酸、异巴豆酸等)、戊烯酸、己烯酸、庚烯酸、辛烯酸、壬烯酸、癸烯酸、十一碳烯酸、十二碳烯酸、十三碳烯酸、十四碳烯酸、十五碳烯酸、十六碳烯酸、十七碳烯酸、十八碳烯酸(油酸等)、十九碳烯酸、二十碳烯酸、二十一碳烯酸、二十二碳烯酸、二十三碳烯酸、二十四碳烯酸、二十五碳烯酸、二十六碳烯酸、二十七碳烯酸、二十八碳烯酸、二十九碳烯酸和三十碳烯酸。
脂族多元羧酸(b.2)为每个分子内具有两个或多个羧基的羧酸。脂族多元羧酸(b.2)的具体例子有：C2-C40饱和或不饱和脂族二元羧酸(包括所有可能的异构体)，如乙烷二酸(草酸)、丙烷二酸(丙二酸等)、丁烷二酸(丁二酸、甲基丙二酸等)、戊烷二酸(戊二酸、乙基丙二酸等)、己烷二酸(己二酸等)、庚烷二酸(庚二酸等)、辛烷二酸(辛二酸等)、壬烷二酸(壬二酸等)、癸烷二酸(癸二酸等)、丙烯二酸、丁烯二酸(马来酸、富马酸等)、戊烯二酸(柠康酸、中康酸等)、己烯二酸、庚烯二酸、辛烯二酸、壬烯二酸和癸烯二酸；饱和或不饱和三元羧酸(包括所有可能的异构体)，如丙烷三羧酸、丁烷三羧酸、戊烷三羧酸、己烷三羧酸、庚烷三羧酸、辛烷三羧酸、壬烷三羧酸和癸烷三羧酸；和饱和或不饱和四元羧酸(包括所有可能的异构体)。
碳环羧酸(b.3)是碳环结构中具有一个或多个羧基的羧酸。碳环羧酸(b.3)的具体例子有：C3-C40环烷烃的一、二、三或四羧酸(包括所有可能的异构体)，如环己烷一羧酸、甲基环己烷一羧酸、乙基环己烷一羧酸、丙基环己烷一羧酸、丁基环己烷一羧酸、戊基环己烷一羧酸、己基环己烷一羧酸、庚基环己烷一羧酸、辛基环己烷一羧酸、环庚烷一羧酸、环辛烷一羧酸和三甲基环戊烷二羧酸(樟脑酸等)；C7-C40的芳族一羧酸(包括所有可能的异构体)，如苯羧酸(苯甲酸)、甲基苯羧酸(甲苯甲酸等)、乙基苯羧酸、丙基苯羧酸、苯二羧酸(邻苯二酸、间苯二酸、对苯二酸等)、苯三羧酸(偏苯三酸等)、苯四羧酸(1，2，4，5-苯四酸等)；萘羧酸(萘甲酸等)；C7-C40的芳基的一、二、三或四羧酸(包括所有可能的异构体)，如苯基丙酸(氢化阿托酸)、苯基丙烯酸(阿托酸、肉桂酸等)、水杨酸，和具有一个或多个C1-C30烷基取代基的烷基水杨酸。
杂环羧酸(b.4)是在杂环结构中有一个或多个羧基的羧酸。杂环羧酸(b.4)的具体例子有：C5-C40杂环羧酸化合物，如呋喃羧酸、噻吩羧酸和吡啶羧酸(烟酸、异烟酸等)。
对于醚(c)，可以应用：(c.1)饱和或不饱和的脂族醚；(c.2)芳族醚；(c.3)环醚；和(c.4)其混合物。
脂族醚(c.1)的具体例子有：C1-C40饱和或不饱和脂族单醚化合物(包括所有可能的异构体)，如二甲基醚、二乙基醚、二正丙基醚、二异丙基醚、二丁基醚、二异丁基醚、二正戊基醚、二异戊基醚、二己基醚、二庚基醚、二辛基醚、二壬基醚、二癸基醚、二(十一烷基)醚、二(十二烷基)醚、二(十三烷基)醚、二(十四烷基)醚、二(十五烷基)醚、二(十六烷基)醚、二(十七烷基)醚、二(十八烷基)醚、二(十九烷基)醚、二(二十烷基)醚、甲基乙基醚、甲基正丙基醚、甲基异丙基醚、甲基异丁基醚、甲基叔丁基醚、甲基正戊基醚、甲基异戊基醚、乙基正丙基醚、乙基异丙基醚、乙基异丁基醚、乙基叔丁基醚、乙基正戊基醚、乙基异戊基醚、二乙烯基醚、二烯丙基醚、甲基乙烯基醚、甲基烯丙基醚、乙基乙烯基醚、乙基烯丙基醚。
芳族醚(c.2)的具体例子有：苯甲醚、苯乙醚、苯基醚、二苄醚、苯基苄基醚、α-萘基醚、β-萘基醚、聚苯基醚、全氟乙醚。这些芳族醚化合物在任意位置上可以有一个或多个饱和的或不饱和的、直链或支链的脂族取代基，并且其在正常使用条件下，特别是在室温下优选为液体。
环醚(c.3)的具体例子有：C2-C40环醚化合物，如环氧乙烷、环氧丙烷、环氧丁烷、四氢呋喃、四氢吡喃和二氧杂环己烷、缩水甘油醚。这些环醚化合物在任何位置上可以有一个或多个取代基，这些取代基选自饱和或不饱和的直链或支链脂族基团、碳环基团以及饱和或不饱和的直链或支链脂族碳环基团。
对于酯(d)，可以应用：(d.1)脂族一元羧酸(脂肪酸)的酯；(d.2)脂族多元羧酸的酯；(d.3)碳环羧酸的酯；(d.4)杂环羧酸的酯；(d.5)醇或酯的环氧烷加合物；和(d.6)其混合物。这些酯(d.1)-(d.5)可以是所有羟基和羧基都被酯化的全酯，也可以是部分羟基或羧基保持未被酯化的偏酯。
脂族一元羧酸的酯(d.1)是一种或多种脂族一元羧酸(b.1)和一种或多种一元或多元醇(a.1)-(a.3)的酯。脂族一元羧酸的酯(d.1)的具体例子有：具有C6-C30直链或支链烃链(优选C8-C24直链或支链烃链，更优选C10-C20直链或支链烃链)的脂肪酸，例如具有C6-C30烃链的一种或多种脂肪酸(脂族一元羧酸)和一种或多种脂族一元或多元醇的酯，如甘油一油酸酯、甘油二油酸酯、山梨聚糖一油酸酯和山梨聚糖二油酸酯等。这些脂肪酸的酯被归类为无灰脂肪酸酯摩擦改进剂。
不同于脂肪酸酯摩擦改进剂的脂族一元羧酸的酯(d.1)包括具有C1-C5或C31-C40直链或支链烃基的脂肪酸酯，例如具有C1-C5或C31-C40烃基的一种或多种脂肪酸(脂族一元羧酸)的酯和一种或多种脂族一元或多元醇的酯。在这些脂肪酸酯中，100℃下的运动粘度为1-100mm2/s的那些酯可以应用于基础油，并且它们通常不同于脂肪酸酯摩擦改进剂。不同于脂肪酸酯摩擦改进剂的脂肪酸酯的具体例子有：通过使C3-C40三元或更高级多元醇(优选为C4-C18三元或更高级多元醇，更优选为C4-C12三元或更高级多元醇)，特别是具有新戊基结构的那类醇，与一种或多种选自C1-C40的一元羧酸(优选C4-C18一元羧酸，更优选C6-C12一元羧酸)反应而制备的多元醇酯(单酯、复合酯)如三羟甲基丙烷辛酸酯、三羟甲基丙烷壬酸酯、季戊四醇2-乙基己酸酯和季戊四醇壬酸酯；其混合物；及其与环氧烷的加合物。这些脂肪酸酯可以是其中所有羟基和羧基都被酯化的全酯，也可以是其中部分羟基或羧基保持未被酯化的偏酯。但优选是全酯。为了使脂肪酸酯适合用于基础油，脂肪酸酯的羟基值通常为100mgKOH/g或更低，优选为50mgKOH/g或更低，更优选为10mgKOH/g或更低，并且其在100℃下测量的运动粘度优选是2-60mm2/s，更优选3-50mm2/s。
脂族多元羧酸的酯(d.2)是一种或多种脂族多元羧酸(b.2)和一种或多种一元或多元醇(a.1)-(a.3)的酯。脂族多元羧酸的酯(d.2)的具体例子有：一种或多种C2-C40二元羧酸(优选C4-C18二元羧酸，更优选C6-C12二元羧酸)与一种或多种C4-C40一元醇(优选C4-C18一元醇，更优选C6-C14一元醇)的二酯，如马来酸二丁酯、谷氨酸二(十三烷基)脂、己二酸二(2-乙基己基)酯、己二酸二异癸酯、己二酸二(十三烷基)酯和癸二酸二(2-乙基己基)酯；这些二酯(如马来酸二丁酯)和C4-C16聚α-烯烃的共聚物；乙酸酐等的α-烯烃加合物和C1-C40醇的酯。在这些脂族聚羧酸酯化合物中，100℃下的运动粘度为1-100mm2/s的酯可以用于基础油。
碳环羧酸的酯(d.3)是一种或多种碳环羧酸(b.3)和一种或多种一元或多元醇(a.1)-(a.3)的酯。碳环羧酸的酯(d.3)的具体例子有：芳族羧酸酯，例如苯二酸酯、偏苯三酸酯、1，2，4，5-苯四酸酯、水杨酸酯。在这些碳环羧酸酯化合物中，100℃下的运动粘度为1-100mm2/s的酯可以用于基础油。
杂环羧酸的酯(d.4)是一种或多种杂环羧酸(b.4)和一种或多种一元或多元醇(a.1)-(a.3)的酯。在这些杂环羧酸的酯化合物中，100℃下的运动粘度为1-100mm2/s的酯可以用于基础油。
环氧烷加合物(d.5)包括向一种或多种一元或多元醇(a.1)-(a.3)中加入环氧烷，然后酯化这样得到的加成产品而制备的酯；脂族一元羧酸酯(d.1)、脂族多元羧酸酯(d.2)、碳环羧酸酯(d.3)和杂环羧酸的酯(d.4)中的任意一种的环氧烷加合物。在这些环氧烷加合物中，100℃下的运动粘度为1-100mm2/s的那些物质可以用于基础油。
含氧有机化合物的衍生物(e)的具体例子有：通过硫化选自含氧有机化合物(a)、(b)、(c)和(d)的任意一种而制备的物质；通过卤化(氟化、氯化)选自含氧有机化合物(a)、(b)、(c)和(d)的任意一种而制备的物质；通过使含氧有机化合物(a)、(b)、(c)和(d)的任意一种与酸(如硫酸、硝酸、硼酸和磷酸)、其酯或其金属盐反应而制备的反应产物；通过使含氧有机化合物(a)、(b)、(c)和(d)的任意一种与金属、含金属化合物或胺化合物反应而制备的反应产物。
在这些衍生物中，优选的是一种或多种醇(a)、羧酸(b)及其衍生物与胺化合物的反应产物(例如曼尼烯(Mannich)反应产物、酰化产物、酰胺)。对于胺化合物来说，可以应用：氨、单胺、二胺和多胺。胺化合物的具体例子有：氨；C1-C30烷基胺(包括所有可能的异构体)，如甲胺、乙胺、丙胺、丁胺、戊胺、己胺、庚胺、辛胺、壬胺、癸胺、十一烷基胺、十二烷基胺、十三烷基胺、十四烷基胺、十五烷基胺、十六烷基胺、十七烷基胺、十八烷基胺、硬脂胺、二甲胺、二乙胺、二丙胺、二丁胺、二戊胺、二己胺、二庚胺、二辛胺、二壬胺、二癸胺、二(十一烷基)胺、二(十二烷基)胺、二(十三烷基)胺、二(十四烷基)胺、二(十五烷基)胺、二(十六烷基)胺、二(十七烷基)胺、二(十八烷基)胺、甲乙胺、甲丙胺、甲丁胺、乙丙胺、乙丁胺和丙丁胺；C2-C30烯基胺(包括所有可能的异构体)，如乙烯基胺、丙烯基胺、丁烯基胺、辛烯基胺和油基胺；C1-C30烷醇胺(包括所有可能的异构体)，例如甲醇胺、乙醇胺、丙醇胺、丁醇胺、戊醇胺、己醇胺、庚醇胺、辛醇胺、壬醇胺、甲醇乙醇胺、甲醇丙醇胺、甲醇丁醇胺、乙醇丙醇胺、乙醇丁醇胺和丙醇丁醇胺；C1-C30亚烷基二胺，如亚甲基二胺、亚乙基二胺、亚丙基二胺和亚丁基二胺；多胺如二亚乙基三胺、三亚乙基四胺、四亚乙基五胺、五亚乙基六胺；衍生自单胺、二胺或多胺且还具有C8-C20烷基或烯基的化合物，如十一烷基二乙胺、十一烷基二乙醇胺、十二烷基二丙胺、油基二乙醇胺、油基亚丙基二胺和硬脂基四亚乙基五胺；杂环化合物如N-羟乙基油基咪唑啉；其环氧烷加合物；及其混合物。在这些含氮化合物中，优选具有C10-C20烷基或烯基的脂族胺(包括所有可能的异构体)，例如癸胺、十二烷基胺、十三烷基胺、十七烷基胺、十八烷基胺、油基胺和硬脂胺。
更具体地，C8-C20碳酰胺如油酰胺是优选的含氧化合物的衍生物(e)。
以致冷油的总质量计，在致冷油中添加的含氧有机摩擦改进剂的量优选为0.05-3.0％，更优选0.1-2.0％，进一步优选0.5-1.4％。当致冷油中含氧有机摩擦改进剂的量低于0.05％时，有可能不能达到充分降低摩擦的效果。当致冷油中含氧有机摩擦改进剂的量高于3.0％时，致冷油中含氧有机摩擦改进剂的溶解度变得很低，以致于致冷油的储存稳定性劣化，从而导致沉淀。
致冷油可优选包括聚丁烯基琥珀酰亚胺和/或其衍生物。
对于聚丁烯基琥珀酰亚胺，可以应用由如下通式(1)和(2)表示的化合物。
Figure GSA00000057098300161
Figure GSA00000057098300162
在通式(1)和(2)中，PIB表示衍生自数均分子量为900-3500，优选为1000-2000的聚丁烯的聚丁烯基，可通过在氟化硼催化剂或氯化铝催化剂的存在下将高纯度异丁烯或1-丁烯和异丁烯的混合物聚合而制备所述聚丁烯。当聚丁烯的数均分子量低于900时，有可能不能提供充分的清洁作用。当聚丁烯的数均分子量高于3500时，聚丁烯基琥珀酰亚胺的低温流动性可能会劣化。在用于生产聚丁烯基琥珀酰亚胺之前，可以用任意合适的处理方法(如吸附法或洗涤法)将来自上述聚丁烯生产催化剂的痕量氟和氯残余物除去，以提纯聚丁烯，从而控制聚丁烯中氟和氯残余物的含量为50ppm或更低，优选10ppm或更低，更优选1ppm或更低。
另外，考虑到清洁效果，通式(1)和(2)中n表示1-5的整数，优选2-4的整数。
对聚丁烯基琥珀酰亚胺的生产方法没有特别限制。例如可以用如下方法制备聚丁烯基琥珀酰亚胺：使聚丁烯或充分除去氟和氯残余物的聚丁烯的氯化物与马来酸酐在100-200℃下反应，形成聚丁烯基琥珀酸酯，然后使如此形成的聚丁烯基琥珀酸酯与多胺(如二亚乙基三胺、三亚乙基四胺、四亚乙基五胺或五亚乙基六胺)反应。
对于聚丁烯基琥珀酰亚胺衍生物，可以应用的是式(1)或(2)的聚丁烯基琥珀酰亚胺与硼化合物或含氧有机化合物反应以将全部或部分剩余的氨基和/或酰亚胺基中和或酰胺化而得到的硼和酸改性化合物。其中含硼的聚丁烯基琥珀酰亚胺，特别是含硼双(聚丁烯基)琥珀酰亚胺是优选的。在含硼的聚丁烯基琥珀酰亚胺化合物中，氮与硼的质量含量比(B/N)通常是0.1-3，优选0.2-1。
用于生产聚丁烯基琥珀酰亚胺衍生物的硼化合物可以是硼酸、硼酸盐或硼酸酯。硼酸的具体例子包括原硼酸、偏硼酸和四硼酸。硼酸盐的具体例子包括：铵盐如硼酸铵，例如偏硼酸铵、四硼酸铵、五硼酸铵和八硼酸铵。硼酸酯的具体例子包括：硼酸和烷醇(优选C1-C6烷醇)的酯，如硼酸一甲酯、硼酸二甲酯、硼酸三甲酯、硼酸一乙酯、硼酸二乙酯、硼酸三乙酯、硼酸一丙酯、硼酸二丙酯、硼酸三丙酯、硼酸一丁酯、硼酸二丁酯和硼酸三丁酯。
用于生产聚丁烯基琥珀酰亚胺衍生物的含氧有机化合物可以是任意一种C1-C30一元羧酸如甲酸、乙酸、乙二醇酸、丙酸、乳酸、丁酸、戊酸、己酸、庚酸、辛酸、壬酸、癸酸、十一烷酸、月桂酸、十三烷酸、肉豆蔻酸、十五烷酸、棕榈酸、十七烷酸、硬脂酸、油酸、十九烷酸和二十烷酸；C2-C30多元羧酸如草酸、苯二酸、偏苯三酸和1，2，4，5-苯四酸，其酸酐和酯；C2-C6环氧烷；羟基(聚)氧亚烷基碳酸酯。
对在致冷油中含有的聚丁烯基琥珀酰亚胺和/或聚丁烯基琥珀酰亚胺衍生物的量没有特别限制，以致冷油的总质量计，其量优选是0.1-15％，更优选1.0-12％。当在致冷油中聚丁烯基琥珀酰亚胺和/或聚丁烯基琥珀酰亚胺衍生物的量低于0.1％时，可能达不到充分的清洁作用。当在致冷油中聚丁烯基琥珀酰亚胺和/或聚丁烯基琥珀酰亚胺衍生物的量高于15％时，致冷油在反乳化性能方面可能会劣化。另外，在致冷油中加入如此大量的聚丁烯基琥珀酰亚胺和/或聚丁烯基琥珀酰亚胺衍生物也很不经济。
另外，致冷油还可以优选包含二硫代磷酸锌。
对于二硫代磷酸锌，可以应用由如下通式(3)表示的化合物：
在通式(3)中，R4、R5、R6和R7各自表示C1-C24烃基。C1-C24烃基优选是C1-C24直链或支链烷基、C3-C24直链或支链烯基、C5-C13环烷基或直链或支链烷基环烷基、C6-C18芳基或直链或支链烷基芳基、或C7-C19芳基烷基。上述烷基或烯基可以是伯、仲或叔烷基或烯基。R4、R5、R6和R7的具体例子包括：烷基，例如甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基、庚基、辛基、壬基、癸基、十一烷基、十二烷基、十三烷基、十四烷基、十五烷基、十六烷基、十七烷基、十八烷基、十九烷基、二十烷基、二十一烷基、二十二烷基、二十三烷基和二十四烷基；烯基，例如丙烯基、异丙烯基、丁烯基、丁二烯基、戊烯基、己烯基、庚烯基、辛烯基、壬烯基、癸烯基、十一碳烯基、十二碳烯基、十三碳烯基、十四碳烯基、十五碳烯基、十六碳烯基、十七碳烯基、十八碳烯基(油基)、十九碳烯基、二十碳烯基、二十一碳烯基、二十二碳烯基、二十三碳烯基和二十四碳烯基；环烷基，例如环戊基、环己基和环庚基；烷基环烷基，例如甲基环戊基、二甲基环戊基、乙基环戊基、丙基环戊基、乙基甲基环戊基、三甲基环戊基、二乙基环戊基、乙基二甲基环戊基、丙基甲基环戊基、丙基乙基环戊基、二丙基环戊基、丙基乙基甲基环戊基、甲基环己基、二甲基环己基、乙基环己基、丙基环己基、乙基甲基环己基、三甲基环己基、二乙基环己基、乙基二甲基环己基、丙基甲基环己基、丙基乙基环己基、二丙基环己基、丙基乙基甲基环己基、甲基环庚基、二甲基环庚基、乙基环庚基、丙基环庚基、乙基甲基环庚基、三甲基环庚基、二乙基环庚基、乙基二甲基环庚基、丙基甲基环庚基、丙基乙基环庚基、二丙基环庚基和丙基乙基甲基环庚基；芳基，例如苯基和萘基；烷基芳基，例如甲苯基、二甲苯基、乙苯基、丙苯基、乙基甲基苯基、三甲基苯基、丁苯基、丙基甲基苯基、二乙苯基、乙基二甲基苯基、四甲基苯基、戊苯基、己苯基、庚苯基、辛苯基、壬苯基、癸苯基、十一烷基苯基和十二烷基苯基；芳基烷基，例如苯甲基、甲基苯甲基、二甲基苯甲基、苯乙基、甲基苯乙基和二甲基苯乙基。这些烃基包括所有可能的异构基团。其中，优选为C1-C18直链或支链烷基和C6-C18芳基或直链或支链烷芳基。
二硫代磷酸锌化合物的具体例子为二异丙基二硫代磷酸锌、二异丁基二硫代磷酸锌、二仲丁基二硫代磷酸锌、二仲戊基二硫代磷酸锌、二正己基二硫代磷酸锌、二仲己基二硫代磷酸锌、二辛基二硫代磷酸锌、二-2-乙基己基二硫代磷酸锌、二正癸基二硫代磷酸锌、二正十二烷基二硫代磷酸锌和二异十三烷基二硫代磷酸锌。
致冷油中二硫代磷酸锌的含量没有特别限制。为了得到更大的摩擦降低作用，以致冷油的总质量计，用磷元素表示的二硫代磷酸锌含量优选是0.1％或更低，更优选0.06％或更低，最优选是其最低有效量。当致冷油中二硫代磷酸锌的量大于0.1％时，可能抑制无灰脂肪酸酯摩擦改进剂和/或无灰脂族胺摩擦改进剂的作用。
对二硫代磷酸锌的制备方法没有特别限制，可以用任何已知的方法制备二硫代磷酸锌。例如可以用如下方法制备二硫代磷酸锌：使具有上述R4、R5、R6和R7烃基的醇或酚与五硫化磷反应，形成二硫代磷酸，然后用氧化锌中和如此形成的二硫代磷酸。应该注意的是，二硫代磷酸锌的分子结构随用作二硫代磷酸锌生产原料的醇或酚而不同。
二硫代磷酸锌化合物可以单独应用，也可以以两种或多种的混合物形式应用。当组合应用两种或多种二硫代磷酸锌化合物时，二硫代磷酸锌化合物的混合比例没有特别的限制。
上面规定的致冷油对硬碳涂覆的滑动部位和相对滑动部位之间的滑动摩擦提供很大的摩擦降低作用。
为了改进致冷油的性能，致冷油还可以包括任何其它的一种或多种添加剂，例如金属清洁剂、抗氧化剂、粘度指数改进剂、不同于含氧有机摩擦改进剂的摩擦改进剂、不同于聚丁烯基琥珀酰亚胺等的无灰分散剂、耐磨剂或极压添加剂、防锈剂、非离子表面活性剂、破乳剂、金属钝化剂和/或消泡剂。
金属清洁剂可以选自一般用于润滑剂的任何金属清洁剂化合物。所述金属清洁剂的具体例子包括碱金属如钠(Na)和钾(K)盐或碱土金属盐如钙(Ca)和镁(Mg)的磺酸盐、酚盐和水杨酸盐；及其两种或多种的混合物。其中，钠和钙的磺酸盐、钠和钙的酚盐及钠和钙的水杨酸盐是合适应用的。可以根据致冷油所需要的性能选择金属清洁剂的总碱值和含量。根据ISO3771的高氯酸法测定的金属清洁剂的总碱值通常是0-500mgKOH/g，优选150-400mgKOH/g。以致冷油的总质量计，金属清洁剂的含量通常是0.1-10％。
抗氧化剂可以选自一般用于润滑剂的任何抗氧化剂化合物。抗氧化剂的具体例子包括：酚类抗氧化剂，如4，4’-亚甲基双(2，6-二叔丁基苯酚)和十八烷基-3-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯；氨基抗氧化剂，如苯基-α-萘胺、烷基苯基-α-萘胺和烷基二苯基胺；及其两种或多种的混合物。以致冷油的总质量计，抗氧化剂的含量通常是0.01-5％。
对于粘度指数改进剂，可以应用：非分散型聚甲基丙烯酸酯粘度指数改进剂，如一种或多种甲基丙烯酸酯的共聚物及其加氢产品；分散型聚甲基丙烯酸酯粘度指数改进剂，如还包含氮化合物的甲基丙烯酸酯的共聚物；以及其它粘度指数改进剂，如乙烯和α-烯烃(如丙烯、1-丁烯和1-戊烯)的共聚物及其加氢产品、聚异丁烯及其加氢产品、苯乙烯-二烯的氢化共聚物、苯乙烯-马来酸酐的共聚物和聚烷基苯乙烯。粘度指数改进剂的分子量要根据剪切稳定性进行选择。例如对于分散型或非分散型聚甲基丙烯酸酯，粘度指数改进剂的数均分子量希望是5000-1000000，更希望是100000-800000；对于聚异丁烯或其加氢产品，希望是800-5000；对于乙烯/α-烯烃共聚物或其加氢产品，希望是800-300000，更希望是10000-200000。上述粘度指数改进化合物可以单独使用，也可以以两种或多种的混合物形式使用。以致冷油的总质量计，粘度指数改进剂的量优选为0.1-40.0％。
不同于含氧有机摩擦改进剂的摩擦改进剂可以是如下的任何一种：无灰摩擦改进剂，如硼酸酯、高级醇和脂族醚，以及金属摩擦改进剂，如二硫代磷酸钼、二硫代氨基甲酸钼和二硫化钼。
不同于聚丁烯基琥珀酰亚胺等的无灰分散剂可以是如下的任何一种：都具有数均分子量为900-3500的聚丁烯基的聚丁烯基苯甲胺和聚丁烯基胺，具有数均分子量小于900的聚丁烯基的聚丁烯基琥珀酰亚胺，以及它们的衍生物。
对于耐磨剂或极压剂，可以应用：二硫化物、硫化脂肪、烯烃硫化物、具有1-3个C2-C20烃基的磷酸酯、硫代磷酸酯、亚磷酸酯、硫代亚磷酸酯以及这些酯的胺盐。
对于防锈剂，可以应用：烷基苯磺酸盐、二壬基萘磺酸盐、烯基琥珀酸酯和多元醇酯。
对于非离子表面活性剂和破乳剂，可以应用：非离子聚亚烷基二醇表面活性剂如聚氧亚乙基烷基醚、聚氧亚乙基烷基苯基醚、聚氧乙烯烷基萘基醚。
金属钝化剂的例子有：咪唑啉、嘧啶衍生物、噻唑和苯并三唑。
消泡剂的例子有：硅酮、氟硅酮和氟代烷基醚。
以致冷油的总质量计，不同于含氧有机摩擦改进剂的摩擦改进剂、不同于聚丁烯基琥珀酰亚胺等的无灰分散剂、耐磨剂或极压剂、防锈剂和破乳剂中的每一种的含量通常都是0.01-5％，以致冷油的总质量计，金属钝化剂的含量通常是0.005-1％，并且以致冷油的总质量计，消泡剂的含量通常是0.0005-1％。
另外，作为润滑剂，在第一和第二实施方案中可以应用主要由含羟基化合物组成的润滑剂。这种含羟基化合物的具体例子包括醇。在各种醇中，甘油或乙二醇优选用作润滑剂。应用一种或多种含羟基化合物作为润滑剂对硬碳涂覆的滑动部位和相对滑动部位之间的滑动摩擦产生较大的摩擦降低作用。
不用说，致冷压缩机1和20中的每一个都可以在空调或冰箱等中应用以压缩致冷剂。致冷剂和润滑剂分别保持在致冷压缩机1和20各自的密闭系统中。但不可避免地会发生致冷剂向润滑剂系统的渗漏以及润滑剂不可避免地向致冷系统中的渗漏。因此优选的是致冷剂和润滑剂相互之间兼容且相互稳定。虽然CFC(含氯氟烃)和HCFC(含氢氯氟烃)通常用做致冷剂，但是在最近几年也应用一些替换的致冷剂，如HFC(含氢氟烃)。另外，考虑到CFC和HCFC对环境的影响，最近提出了CO2致冷剂和HC(烃)致冷剂。需要适当地选择润滑剂，以确保其与致冷剂的兼容性和稳定性。因此，当与这些最新开发的致冷剂和任何其它未来的致冷剂组合时，很可能用含羟基化合物作为润滑剂。
参考如下实施例更为详细地描述本发明。但是应该注意的是下列实施例仅是示例性的，并不打算限制本发明。
摩擦/磨损试验
制备多组圆柱形件(31)和盘形件(32)并在实施例1-5和对比例1-5中进行摩擦/磨损试验，以测量测试件(31、32)之间的摩擦系数。在如下条件下应用往复式摩擦/磨损试验机实施摩擦/磨损试验。在试验机中，圆柱形件(31)按图3的双箭头所表示的方向在盘形件(32)上往复滑动。同时应用负荷将其压到盘形件(32)上。另外，圆柱形件(31)和盘形件(32)之间的滑动界面用致冷油或润滑剂润滑。所应用的测试件(31、32)和致冷油或润滑剂的组合在表中列出，试验结果在图4中示出。在图4中，实施例1-5和对比例2-5的摩擦系数均相对于对比例1的摩擦系数(＝1.0)表示。
[试验条件]
试验装置：盘上圆柱体往复式摩擦/磨损试验机；
测试件：    直径为15mm且长度为22mm的圆柱形件(31)；和
            直径为24mm且厚度为7.9mm的盘形件(32)。
应用的负荷：400N
往复间距：3.0mm；
频率：    50Hz；
试验温度：80℃；
试验时间：30分钟。
测试件的制备
将按照JIS G4805的高碳铬轴承钢SUJ2切割成圆柱形件(31)，加工成尺寸为15mm(直径)×22mm(长度)，然后修整至表面粗糙度Ra为0.04μm。
将按照JIS G4805的高碳铬轴承钢SUJ2切割成盘形件(32)，加工成尺寸为24mm(直径)×7.0mm(厚度)，然后修整至表面粗糙度Ra为0.05μm。然后用PVD电弧离子电镀法分别在实施例1-5的盘形件(32)上涂覆DLC涂层。该DLC涂层的氢含量为0.5原子％或更低，努普(Knoop)硬度HK为2170kg/mm2，表面粗糙度Ry为0.03μm。在这里，表面粗糙度Ry解释为JIS B0601中的Rz。对比例1-5中的盘形件(32)不涂覆DLC涂层。
致冷油/润滑剂的制备
通过混合溶剂精制矿物油或PAG(聚亚烷基二醇)合成油与单油酸甘油酯(作为无灰脂肪酸摩擦改进剂)而制备致冷油。
润滑剂主要由甘油组成。
表
Figure GSA00000057098300241
从图4可以明显地看出，实施例1-5的测试件(32)(按照本发明其各滑动部位用DLC涂层涂覆)比对比例1-5(按照现有技术其各滑动部位没有DLC涂层)的测试件具有低得多的摩擦系数。
正如上面所讨论的，在第一或第二种实施方案中，致冷压缩机1或20的任意对置滑动部位的至少一个具有氢含量低的硬碳薄涂层。因此通过在致冷压缩机1或20的任意对置滑动部位间的滑动界面上供应具体的致冷油或润滑剂，就有可能改善致冷压缩机1或20的滑动部位的抗磨损/抗卡死性，降低致冷压缩机1或20的滑动部位间的摩擦系数，并且当在内燃机中应用致冷压缩机1或20时，在空气调整过程中能降低发动机的负荷，并提高发动机的燃料效率。
本申请中引入如下日本专利申请的全部内容作为参考：No.2003-208282(2003年8月21日申请)和No.2004-209495(2004年7月16日申请)。
尽管已经参考本发明的具体实施方案描述了本发明，但本发明不局限于上述实施方案。对于本领域普通技术人员来说，在上述教导下可以对上述实施方案进行各种改进和变化。本发明的保护范围由所附权利要求书定义。

Claims (12)

1.一种致冷压缩机，其包括：
具有可相对滑动的滑动部位的压缩机部件；和
主要由含羟基化合物组成并应用到压缩机部件的滑动部位上的润滑剂，
其中所述压缩机部件的至少一个滑动部位具有氢含量为20原子％或更低的硬碳涂层，并且其中所述含羟基化合物为醇。
2.权利要求1的致冷压缩机，其中所述醇为甘油或乙二醇。
3.权利要求1的致冷压缩机，其中所述硬碳涂层的氢含量为10原子％或更低。
4.权利要求3的致冷压缩机，其中所述硬碳涂层的氢含量为5原子％或更低。
5.权利要求4的致冷压缩机，其中所述硬碳涂层的氢含量为0.5原子％或更低。
6.权利要求1的致冷压缩机，其中所述滑动部位在其上尚未形成有硬碳涂层之前的表面粗糙度Ra为0.1μm或更小。
7.权利要求1的致冷压缩机，
所述压缩机部件包括：
传动轴；
轴承；
由轴承支撑的摆板，从而在传动轴旋转时产生往复运动；
与摆板相配合的导向球；
具有可滑动插入导向球滑动部位的滑动部位的定位销；
其中形成有气缸内壁的气缸；
具有可滑动置于气缸内壁的滑动部位内的滑动部位的活塞；
用于向活塞传递摆板的往复运动的活塞杆；
在定位销和导向球之间的至少一个滑动部位，其具有氢含量为20原子％或更低的硬碳涂层；
在活塞和气缸内壁之间的至少一个滑动部位，其具有氢含量为20原子％或更低的硬碳涂层。
8.权利要求1的致冷压缩机，
所述压缩机部件包括：
转子轴；
与转子轴一起旋转的转子；
与转子可伸缩相连的多个叶片；
置于转子周围并且具有可与转子或叶片的滑动部位相对滑动的滑动部位的环；
置于环开口端并且具有可与转子或叶片的滑动部位相对滑动的各滑动部位的一对侧板；
在环和转子或叶片之间的至少一个滑动部位，其具有氢含量为20原子％或更低的硬碳涂层；和
在侧板和转子或叶片之间的至少一个滑动部位，其具有氢含量为20原子％或更低的硬碳涂层。
9.一种控制致冷压缩机内压缩机部件间滑动摩擦的方法，该方法包括：
用硬碳涂层涂覆压缩机部件的至少一个对置的滑动部位，同时调节所述硬碳涂层的氢含量为20原子％或更低；
制备主要由作为含羟基化合物的醇组成的润滑剂；和
在压缩机部件的滑动部位间的滑动界面上应用所述润滑剂。
10.权利要求9的方法，其中将所述硬碳涂层的氢含量控制到10原子％或更低。
11.权利要求10的方法，其中将所述硬碳涂层的氢含量控制到5原子％或更低。
12.权利要求11的方法，其中将所述硬碳涂层的氢含量控制到0.5原子％或更低。
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