潤滑是機(jī)油的主要的功能之一,是保證發(fā)動(dòng)機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)和延長發(fā)動(dòng)機(jī)的使用壽命的重要因素。關(guān)于機(jī)油的潤滑原理,你知道多少?下面我們從油膜潤滑與邊界潤滑兩個(gè)方向來闡述潤滑原理。
油膜潤滑
1) 什么是油膜潤滑
老司機(jī)都知道開車要看住機(jī)油壓力,機(jī)油壓力是保證軸瓦正常工作的前提,機(jī)油的油膜將軸瓦隔開避免相對(duì)運(yùn)動(dòng)的兩個(gè)部件直接接觸,達(dá)到減磨的目的。這種潤滑方式就叫:“油膜潤滑”,也叫“全膜潤滑”。
2) 機(jī)油粘度與節(jié)油
機(jī)油在流動(dòng)的時(shí)候分子之間有摩擦阻力,分子內(nèi)部摩擦阻力較大的機(jī)油我們就說它的粘度很大,分子之間摩擦阻力小的機(jī)油我們就會(huì)說這款機(jī)油較稀,機(jī)油內(nèi)部分子間的摩擦阻力對(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)來說完全是副作用。
所以我們應(yīng)該在保證潤滑效果(機(jī)油壓力)的情況下盡量選擇粘度低的機(jī)油,以保證發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力性能與節(jié)油。
3) 抗剪切性能是選擇機(jī)油的一個(gè)關(guān)鍵指標(biāo)
機(jī)油在受到兩個(gè)摩擦面擠壓的過程中會(huì)變稀,同時(shí)機(jī)油溫度也會(huì)升高。這個(gè)對(duì)于機(jī)油的擠壓力就叫“剪切力”。機(jī)油對(duì)于這個(gè)剪切力的抵抗值就叫“抗剪切值”。對(duì)于機(jī)油的抗剪切數(shù)值有兩個(gè)指標(biāo):
(1)150攝氏度條件下的抗剪切性能;
(2)抗連續(xù)剪切穩(wěn)定性。
不要以為這倆數(shù)值離我們很遙遠(yuǎn),可以簡單理解就是抗剪切性能差的機(jī)油看起來很黏,實(shí)際用一用就變得很稀很稀了。
在我們實(shí)際使用中很多時(shí)候會(huì)遇到?jīng)鲕嚈C(jī)油壓力很高,機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)一會(huì)機(jī)油壓力就會(huì)很低?;蛘邲鲕嚢l(fā)動(dòng)機(jī)聲音很安靜,熱車聲音很吵。這個(gè)時(shí)候就需要考慮是否機(jī)油的抗剪切性能不過關(guān)。
4) 合成機(jī)油可以保證更佳的油膜質(zhì)量
上圖左邊是礦物油的分子排列,右邊是合成機(jī)油的分子排列??梢钥吹阶髠?cè)礦物基礎(chǔ)油的分子大小不一,疏密無致。右側(cè)的合成基礎(chǔ)油分子大小一致,排列有序。遇到高溫或者高剪切的時(shí)候礦物油分子會(huì)很快分開,使油變稀。
而合成機(jī)油在高溫或者高剪切的時(shí)候油分子不會(huì)很快分開,粘度不容易下降。同時(shí),低溫條件下礦物油分子會(huì)緊密的膩在一起,使粘度變大。
而合成機(jī)油因?yàn)榉肿娱g一直都有合適的距離,在低溫條件下粘度變化不大。所以我們說合成機(jī)油高溫不稀低溫不稠,油膜質(zhì)量受溫度影響較小??梢越o發(fā)動(dòng)機(jī)提供更好的潤滑效果。
5) 機(jī)油粘度的選擇
如果軸瓦負(fù)荷過大,則需要將它倆隔開的壓力要更大,也就是說大負(fù)荷需要高的機(jī)油壓力。
比如大負(fù)荷車輛一般油門都比較大,發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷也很大,就需要選擇粘度較大的機(jī)油才能保證較高的機(jī)油壓力。
如果軸瓦等需要油膜潤滑的部位配合間隙更大,則機(jī)油越容易流失。選擇內(nèi)部摩擦阻力大的機(jī)油(高粘度機(jī)油)就可以保證機(jī)油流失少,來保證需要的機(jī)油壓力。
對(duì)于合成機(jī)油很多人都認(rèn)為它看上去“太稀”,機(jī)油壓力會(huì)低。這是不正確的觀點(diǎn)。相同粘度等級(jí)的礦物油和合成機(jī)油(比如同為40粘度等級(jí)機(jī)油)在發(fā)動(dòng)機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)的“高溫”下(機(jī)油溫度80-100度)其運(yùn)動(dòng)粘度指標(biāo)是一樣的。
你停機(jī)拔機(jī)油尺或在機(jī)油桶里倒出來所看到的機(jī)油粘度一般都是低于這個(gè)溫度的粘度,并不是發(fā)動(dòng)機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)候機(jī)油粘度的實(shí)際表現(xiàn),沒有太實(shí)際意義。
對(duì)于我們卡友來說選擇機(jī)油粘度等級(jí)就應(yīng)該是:看熱車條件下的怠速機(jī)油壓力。
比方說發(fā)動(dòng)機(jī)重載爬完一個(gè)大坡,看松開油門怠速的時(shí)候的機(jī)油壓力有多少。只要不低于使用手冊(cè)介紹的最低機(jī)油壓力,就可以認(rèn)為這款機(jī)油是合格的。(需排除其它因素,比如發(fā)動(dòng)機(jī)故障)
好的機(jī)油應(yīng)該是:涼車和熱車機(jī)油壓力變化越小越好,涼車機(jī)油壓力不太高,熱車機(jī)油壓力不太低才是一款好機(jī)油。而這恰恰是合成機(jī)油最大的優(yōu)點(diǎn)。
所以,不考慮價(jià)格的話盡量一年四季選擇合成機(jī)油。可以達(dá)到減輕磨損,節(jié)油的效果。
邊界潤滑
1) 哪些地方需要邊界潤滑
前面提到過一個(gè)名詞:150攝氏度高溫抗剪切值;SAE(美國汽車工程師學(xué)會(huì))標(biāo)準(zhǔn)要求的發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)油油膜耐最高溫度剪切限值是150攝氏度。也就是說機(jī)油油膜質(zhì)量在150攝氏度的條件以下是可以保證安全使用的,超過這個(gè)溫度機(jī)油油膜質(zhì)量是沒有保證的。
而發(fā)動(dòng)機(jī)很多需要潤滑的地方溫度會(huì)超過攝氏150度,比如第一道活塞環(huán)環(huán)背與缸筒之間的潤滑,凸輪軸凸輪部位的潤滑,氣門與氣門導(dǎo)管之間的潤滑等等。
這些部位因?yàn)楦邷馗呒羟泻苋菀讜?huì)超過150攝氏度,在這樣一些部位油膜質(zhì)量是無法保證足夠的潤滑。那么就需要機(jī)油的另外一種潤滑方式了邊界潤滑。
2) 邊界潤滑是個(gè)啥東西?
先講一個(gè)我們大家都懂的現(xiàn)象:小孩子拿鉛筆在墻上涂抹過的地方我們用手摸感覺會(huì)滑滑的,這是因?yàn)橥ㄟ^力將碳涂抹在墻體表面的緣故。
假如將鉛筆芯磨成粉用力擠壓涂抹在墻體表面會(huì)是什么樣子?可想而知肯定是一大片滑滑的感覺,并且墻體越硬越光滑需要涂抹的力度會(huì)越大。知道了這個(gè)現(xiàn)象以后我們來看看“邊界潤滑”。
發(fā)動(dòng)機(jī)邊界潤滑的機(jī)理是:當(dāng)兩個(gè)摩擦表面以極高的壓力擠壓的條件下,摩擦表面會(huì)產(chǎn)生高熱,附著在摩擦表面上的機(jī)油里面所含的極壓添加劑硫、磷、鋅等元素(英文名:ZDDP;學(xué)名:二烷基二硫代磷酸鋅)。
與金屬表面進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)迅速地生成無機(jī)物膜,這種化學(xué)反應(yīng)膜的熔點(diǎn)高,剪切強(qiáng)度低,與金屬表面連結(jié)牢固,可以保護(hù)表面不發(fā)生粘著磨損。在滑動(dòng)過程中,反應(yīng)膜被磨去后將迅速生成新膜,有效地防止兩摩擦表面的直接接觸。
這里有幾個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)必須注意:
1) 極壓條件下的潤滑是依靠機(jī)油里面的添加劑來保證潤滑的。
2) 邊界潤滑只需要極少量的機(jī)油添加劑來涂抹接觸面,所以飛濺潤滑可以滿足,不一定需要機(jī)油壓力來保證潤滑效果。
3) 擠壓產(chǎn)生的高溫使添加劑融化才能保證潤滑效果。
4) 擠壓產(chǎn)生的潤滑膜會(huì)不斷脫落不斷補(bǔ)充。
這樣理解:機(jī)油里面的極壓添加劑受到擠壓后在兩個(gè)摩擦表面形成一層膜從而達(dá)到降低摩擦的目的。
比如活塞環(huán)在運(yùn)動(dòng)的時(shí)候會(huì)在缸筒表面來來回回的刷上一層膜來減輕磨損,這層膜是不斷脫落并不斷的形成新的膜。
總結(jié)
除了油膜潤滑與邊界潤滑之外還有第三種狀態(tài):混合潤滑,就是摩擦表面既有油膜潤滑也有邊界潤滑,這里就不展開談了!
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