能使發動機部件得到清洗并保持部件幹淨的化學品稱為清淨劑。清淨劑是現代潤滑油使用的五大添加劑（清淨劑、分散劑、抗氧劑、極壓抗磨劑和黏度指數改進劑)之一。在潤滑劑添加劑中，清淨劑、分散劑和黏度指數改進劑(VII）是使用量最大的3種添加劑，占添加劑總消耗量的68%。

清淨劑出現于20世紀30年代，當時随着發動機向大馬力、高功率發展和換油期的延長，對發動機油的使用性能提出了更高的要求。原用的精制潤滑油已不能滿足發動機的潤滑要求，出現了活塞環積炭增多、黏環事故不斷發生等問題。美國于1943年發現加入油溶性脂肪酸或環烷酸等有機皂類的柴油機油可以解決黏環問題，于是借用一般水溶性肥皂具有“清淨性”，将這類油溶性金屬皂類命名為清淨劑。通常清淨劑中都含有鈣、鋇、鎂和鈉等金屬元素。比較常用的清淨劑有磺酸鹽、硫代磷酸鹽、硫化烷基酚鹽、烷基水楊酸鹽和環烷酸鹽等五大類。

潤滑油在發動機中受熱和活塞環洩漏氣體混入曲軸箱中後，油就會變質生成漆膜、油泥等不溶物,并附着在發動機部件上，造成黏環和加快腐蝕磨損。清淨劑能清洗掉部件上的沉積物或使不溶物的粒子以膠态懸浮體分散在油中，同時中和被氧化生成的酸性物質來控制漆膜、活塞環的沉積物和腐蝕。

酸中和作用

多數清淨劑具有堿值，且堿值可高達400mgKOHg以上，具有很強的中和能力:

中和潤滑油本身氧化和燃料不完全燃燒所生成的酸性氧化物或有機酸，使其失去活性，變為油溶性物質，并阻止這些物質進一步氧化縮合，從而減少漆膜沉積物的生成。

• 中和含硫燃料燃燒後生成的so3，阻止其進一步磺化潤滑油。
• 中和汽油燃燒後生成的鹽酸和硝酸，阻止其進一步對烴類産生作用。由于中和了這些有機酸和無機酸，既抑制其促進烴類氧化生成沉積物，又抑制了這些酸性産物對活塞環及缸套的腐蝕磨損。

洗滌作用

在潤滑油中呈膠束的清淨劑對生成的漆膜、膠質和積炭有很強的吸附能力，能将已經黏附在活塞上的漆膜、膠質和積炭洗滌下來，并分散在油中，以保持部件幹淨，減少磨損。

分散作用

分散作用又可稱為懸浮或膠溶，即清淨劑能将已經形成的漆膜、膠質和積炭等固體小顆粒加以吸附，在其表面形成一層覆蓋膜而分散在油中，阻止這些非油溶性顆粒聚集成較大的顆粒沉積或黏附于氣缸上。清淨劑的分散作用機理見圖1。

增溶作用

所謂增溶作用是指借助于表面活性劑的作用，把原來不溶解的液态物質溶解于介質内。清淨劑是一些表面活性劑，常以膠束形式分散于潤滑油中，可溶解各種活性基團,如羰基、羧基、羟基和硝基等化合物。這些物質是生成漆膜、膠質和積炭的中間體。它們被增溶到膠束中心，外面包圍了形成此膠束的添加劑分子，因而阻止了進一步的氧化與縮合。

磺酸鹽

磺酸鹽按原料來源不同，磺酸鹽可分為石油磺酸鹽和合成磺酸鹽。二者性能和效果差不多，但合成磺酸鹽的成本較高。

按堿值來分，磺酸鹽可分為:

◇中性或低堿值磺酸鹽:其總堿值（TBN)一般在530mgKOH/g;

◇中堿值磺酸鹽:TBN為150mgKOHg左右;

◇高堿值磺酸鹽:TBN為300mgKOHg左右;

◇超高堿值磺酸鹽:TBN為400mgKOHg左右。

按金屬的種類分，有磺酸鈣鹽、磺酸鎂鹽、磺酸鈉和磺酸鋇，其中磺酸鈣鹽的用量較多。20世紀70年代以來,磺酸鎂鹽有所發展。這是因為磺酸鎂鹽灰分低，适應了發動機油低灰分化的要求;同時還具有較好的防鏽性。磺酸鎂鹽多用于高檔汽油機油。對于磺酸鋇鹽，由于鋇是重金屬,有毒，因而其應用量越來越少。磺酸鋇鹽作為用于内燃機油的清淨劑,幾乎完全被淘汰。

按合成途徑分，以潤滑油餾分作為原料生産的磺酸鹽為石油磺酸鹽;而以各種合成烷基苯為原料生産的磺酸鹽為合成磺酸鹽。石油磺酸鹽是以相對分子質量為380的潤滑油餾分為原料。合成磺酸鹽的制備（以鈣鹽為例)是以生産12-烷基苯的副産物重烷基苯或烯經與苯烷基化制得的合成烷基苯為原料，然後用發煙硫酸或So3進行磺化，得到石油磺酸或合成磺酸;再用石灰與磺酸反應（金屬化）生成中性磺酸鈣鹽;最後碳酸化，在醇類促進劑存在條件下，加入石灰并通入二氧化碳，得到中堿值或高堿值磺酸鈣鹽。合成磺酸鹽的制備工藝流程見圖2。

低堿值磺酸鹽中的油溶性烷基為C18~C20或以上，對油有充分溶解性的磺酸分子量在450以上。高堿值磺酸鈣鹽是通過将過剩的堿以碳酸鈣的形式分散在膠束中，形成高堿性磺酸鹽。以碳酸鈣的形式分散的鈣鹽與磺酸鹽的鈣鹽之比超過30：1。

低堿值磺酸鹽結構見圖3,中堿值或高堿值磺酸鹽結構見圖4，高堿值磺酸鈣鹽的膠束結構見圖5。

低堿值磺酸鹽一般為鈣鹽，其化學組成基本上是中性磺酸鈣(皂)以及分散在其中的少量氫氧化鈣。中堿值和高堿值磺酸鈣鹽的主要區别在于膠束中被分散的無機堿性組分含量不同。磺酸鹽中的無機堿性組分含量愈高，堿儲備愈好，中和能力愈強。清淨劑的清淨能力主要取決于中性鹽（皂含量)的多少，因而低堿值磺酸鈣鹽有很好的清淨性。而高堿值磺酸鹽有較好的中和能力和高溫清淨性。

磺酸鹽能牢固地吸附于鐵金屬表面，形成不透水的保護膜，這保證了它具有良好的防鏽性能，但抗氧性較差。與水楊酸和酚鹽比較，磺酸鹽的增溶和分散作用更好;但在苛刻的高溫條件下中和速度及清淨性又比水楊酸鹽和酚鹽差，尤其是所有磺酸鹽添加劑的抗氧抗腐性都差，高堿值磺酸鹽添加劑甚至還有促進氧化作用。為了彌補磺酸鹽抗氧性的缺陷，在現代發動機油中，除了将不同高、低堿值磺酸鹽複合使用外，更多的是将磺酸鹽與硫化烷基酚鹽、分散劑和抗氧抗腐劑複合使用。

總之，磺酸鹽具有高溫清淨性好、中和能力強、防鏽性好、有一定的分散性、原料易得、價格便宜等優點，其與其他添加劑複合，能配制各種内燃機油，也可用于船用氣缸油和發動機油。

硫化烷基酚鹽

硫化烷基酚鹽。烷基酚鹽是清淨劑中使用量較大的品種之一，其使用量僅次于磺酸鹽。與烷基酚鹽相比，硫化烷基酚鹽的性能較為全面，目前主要應用的是硫化烷基酚鹽。

按堿值來分，有低堿值硫化烷基酚鹽（TBN100mgKOHg）、中堿值硫化烷基酚鹽（TBN為150mgKOH/g左右)和高堿值硫化烷基酚鹽(TBN為250mgKOH/g左右)。

按金屬來分，烷基酚鹽有鋇鹽和鈣鹽，目前鋇鹽較少,主要是鈣鹽。

硫化烷基酚鹽具有如下特點:

◇硫化烷基酚鹽的高溫清淨性特别好，對抑制增壓柴油機油活塞頂環槽的積炭特别有效，是增壓柴油機油不可缺少的添加劑之一;

◇硫化烷基酚鹽與磺酸鹽複合的協同效應較好，尤其是與磺酸鹽複合後可以互補缺點。硫化烷基酚鹽可以彌補磺酸鹽的抗氧化性，而磺酸鹽可以補償硫化烷基酚鹽的增溶和分散作用。

硫化烷基酚鹽由于有較好的堿性保持性和分水性，廣泛用于各檔内燃機油中，且目前仍然是船用潤滑油的主要添加劑之一。高堿值硫化烷基酚鈣的結構式見圖6。

烷基水楊酸鹽

烷基水楊酸鹽是含羟基的芳香羧酸鹽，按堿值來分。院基水楊踐盤有低堿值烷基水楊酸鹽(TBN100mgKOH/g)、中堿值烷基水楊酸鹽(TBN為150mgKOH/g左右)、高堿值烷基水楊酸鹽（TBN為280mgKOH/g左右>及超高堿值烷基水鹽酸鹽（TBN為350mgKOH/g左右)。

按金屬來分,燒基水楊有鋇鹽、鈣鹽和鎂鹽，目前主要應用是鈣鹽，鎂鹽是20世紀80年代發展起來的。

由于烷基水楊酸鹽的含酚結構及含有少量的烷基酚，其又具有一定的抗氧抗腐性能。烷基水楊酸鹽的清淨性比烷基酚鹽強,但抗氧抗腐性能比烷基酚鹽差，分散性比磺酸鹽差。由于烷基水楊酸鹽的高溫清淨性好，中和能力強，又具有抗氧化性，其與其他添加劑複合用于内燃機油中，尤其應用于柴油機油中性能較佳。

硫代磷酸鹽

硫代磷酸鹽按堿值來分，有中堿值(TBN為70mgKOHg左右)、中高堿值(TBN為120mgKOH左右)和高堿值（TBN為180mgKOH/g左右)。

按金屬來分，硫代磷酸鹽有鋇鹽和鈣鹽。硫代磷酸鹽具有較好的清淨性和中和能力，且兼具有一定的抗氧化性能和抗磨性能，尤其是其低溫分散性能比磺酸鹽、硫化烷基酚鹽和烷基水楊酸鹽都好，但分散性不如現在的無灰分散劑。

環烷酸鹽

目前主要應用的是環烷酸鈣鹽，其堿值為200～300mgKOH/g。由于環烷酸鹽具有優異的擴散性能，有的國外公司将其作為船用氣缸油的重要添加劑組分，以保證油品在大缸徑氣缸的氣缸壁表面形成連續性油膜，從而維持良好的潤滑狀态。但由于環烷酸鹽清淨性較差，在其他類型的内燃機油中應用較少。主要品種清淨劑的性能比較見表1。

從清淨劑的品種來看，國内外相當，産品質量也較為接近:

過去國内需要進口的磺酸鎂鹽，近來也出現了國産産品，給配方設計者提供了更多的選擇餘地。

• 國内外硫化烷基酚鹽質量接近，過去國内産品顔色較深的問題也已經解決；近來國内開發的質量及顔色較好的硫化烷基酚鹽已經可以滿足市場需要。
• 國内烷基水楊酸鈣品種齊全，低、中和高堿值産品均有。

随着國内外潤滑油向高檔化方向發展，未來清淨劑的發展将主要集中在以下方向:

多功能清淨劑:通過不同功能基團的引入或不同金屬鹽的複配,提高産品的極壓抗磨性等綜合性能,如不同金屬鹽(鎂、鈉、銅等)、硫化、硼化産品。

• 節能型清淨劑:一方面開發高堿值産品，以降低添加劑生産成本及其在油品中的加劑量;另一方面賦予其一定的減摩作用，以減小摩擦，降低發動機能耗。

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