近年来,在内燃机减摩抗磨技术飞速发展的背景下,纳米润滑油技术得到了长足发展。石墨烯由于具有薄的纳米层状结构、高的机械强度、热导率及自润滑性等,非常适合作为高性能润滑油添加剂。但石墨烯在润滑油中的分散稳定性较差,在内燃机上的减摩抗磨效果上还缺乏大量基础试验,制约了其推广应用。本文借鉴大量纳米添加剂的改性经验,利用油酸、硬脂酸、蓖麻酸、硅烷偶联剂KH570、钛酸酯偶联剂TMS-TTS对石墨烯进行表面改性,通过活化指数法、自然沉降法、吸光度法选出了最佳改性方案。通过对100℃运动黏度、总酸总碱值、铜片腐蚀的检测,探究了石墨烯对润滑油理化性质的影响。利用四球试验,确定了石墨烯的最佳添加量。同时利用发动机台架综合评定装置,从润滑减摩性、抗磨性、高温清净性、摩擦表面分析、润滑油理化指标变化等方面,对石墨烯添加剂进行了综合评价。结果表明:1、油酸与硬脂酸改性(质量比为5:3、80℃)石墨烯效果最佳,改性后石墨烯分散稳定性较好。含有改性石墨烯的润滑油的100℃运动黏度、总酸总碱值、铜片腐蚀等与加剂前相当,改性石墨烯对润滑油的黏度、腐蚀性影响较小。2、当润滑油中添加0.06 wt%的改性石墨烯时,具有较好的减摩抗磨性能。此时摩擦系数最低为0.077,下降了30%;磨斑直径达到最小(0.42 mm),减小了20.8%;最大无卡咬负荷较高,是加剂前的1.335倍。试验后,钢球表面沟槽明显减少,深度变浅。3、100 h台架试验前后,润滑油添加0.06 wt%改性石墨烯后,发动机燃油消耗率基本不变,具有一定的减摩效果;润滑油中Cu、Cr、Al、Pb等元素大大减少,发动机活塞-活塞环-缸套摩擦副主要部件的磨损量普遍降低,某些位置磨损量出现了负增长,润滑油抗磨效果得到改善;添加前后润滑油的高温清净性相差不大,添加后清净性评分减小5.5;发动机主要摩擦副表面粗糙度明显降低,表面硬度略有下降;润滑油的100℃运动黏度、总酸值、总碱值变化与添加前基本一致,正戊烷不溶物含量比添加前稍低。