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1、第7章汽車潤滑劑的合理使用7.1發(fā)動機(jī)油7.2車輛齒輪油7.3汽車油滑脂7.1發(fā)動機(jī)油7.1.1發(fā)動機(jī)油的使用性能車用發(fā)動機(jī)油使用性能要求,將圍繞延長汽車的使用壽命、降低成本、達(dá)到一定的燃料經(jīng)濟(jì)性和環(huán)保要求而發(fā)展。發(fā)動機(jī)油的主要作用是潤滑、冷卻、情凈、密封和防蝕。發(fā)動機(jī)油在發(fā)動機(jī)中的工作條件主要表現(xiàn)在:(1)溫度變化大。發(fā)動機(jī)油在發(fā)動機(jī)中工作時,接觸到的各潤滑部位溫度很高.(2)壓力高,活塞速度變化大。發(fā)動機(jī)工作時,燃?xì)庾罡邏毫蛇_(dá)5~9MPa,活塞環(huán)對氣缸的側(cè)壓力為2~3MPa,活塞裙部對氣缸的側(cè)壓力為1.0~1.2MPa。現(xiàn)代發(fā)動機(jī)的最高轉(zhuǎn)速可達(dá)3000~6000r/min,
2、由于活塞每秒行經(jīng)100~200個行程.活塞平均速度可達(dá)10~15m/s,且活塞在上下止點時速度為0,活塞在氣缸中的速度變化大。因此摩擦表面難以形成理想的潤滑狀態(tài),會產(chǎn)生異常磨損和擦傷。潘存云教授研制軸瓦失效實例:潘存云教授研制疲勞點蝕潘存云教授研制表面劃傷潘存云教授研制軸瓦磨損(3)發(fā)動機(jī)零件易腐蝕。與可燃混合氣和燃燒廢氣接觸的零件(例如氣缸、氣缸蓋、活塞組等)將受到化學(xué)腐蝕。(4)發(fā)動機(jī)油易變質(zhì)。發(fā)動機(jī)油的高溫氧化、曲軸箱竄氣、雜質(zhì)和沉積物的混入,會促進(jìn)發(fā)動機(jī)油劣化變質(zhì)。(5)發(fā)動機(jī)凈化裝置的采用使發(fā)動機(jī)油工作條件惡化。當(dāng)代汽車為適應(yīng)日趨嚴(yán)格的汽車排放法規(guī),在傳統(tǒng)發(fā)動機(jī)結(jié)構(gòu)中增
3、加了排氣凈化裝置,例如曲軸箱強(qiáng)制通風(fēng)裝置(PCV)、廢氣再循環(huán)裝置(EGR)等。這些裝置使發(fā)動機(jī)油的工作條件惡化、并對發(fā)動機(jī)油使用性能級別提出更高的要求。閉式曲軸箱強(qiáng)制通風(fēng)裝置(PCV閥)發(fā)動機(jī)油應(yīng)具有以下使用性能一、良好的潤滑性二、良好的低溫操作性三、良好的黏溫性四、良好的清凈分散性五、良好的抗氧性六、良好的抗腐性七、良好的抗泡沫性一、良好的潤滑性在各種條件下,發(fā)動機(jī)油降低摩擦、減緩磨損和防止金屬燒結(jié)的能力,叫做發(fā)動機(jī)油的潤滑性。發(fā)動機(jī)油的黏度和化學(xué)性質(zhì)對發(fā)動機(jī)零件在不同潤滑狀態(tài)的潤滑作用有重要影響。按照兩表面的潤滑狀況,摩擦分為:1)干摩擦----無潤滑狀態(tài)2)邊界摩擦——邊
4、界潤滑狀態(tài)3)流體摩擦——流體潤滑狀態(tài)4)混合摩擦——混合潤滑狀態(tài)5)薄膜摩擦----薄膜潤滑狀態(tài)一、干摩擦不加潤滑劑時,相對運動的零件表面直接接觸,這樣產(chǎn)生的摩擦稱為干摩擦(如真空中)。二、流體摩擦當(dāng)兩摩擦表面被流體(液體或氣體)完全隔開時,摩擦表面不會產(chǎn)生金屬間的直接摩擦,流體分子層間的粘剪阻力就是摩擦力,這種摩擦稱為流體摩擦。三、邊界摩擦兩表面加入潤滑油后,在金屬表面會形成一層邊界膜,它可能是物理吸附膜,也可能是化學(xué)反應(yīng)膜。不滿足流體動壓形成條件,或雖有動壓力,但壓力較低,油膜較薄時,在載荷的作用下,邊界膜互相接觸,橫向剪切力比較弱,這種摩擦狀態(tài)稱為邊界摩擦。油性分子吸附在
5、表面潤滑機(jī)構(gòu)——在邊界潤滑的條件下AW/EPAdditivesPreventMetalContact抗磨損/極壓添加劑防止金屬表面的接觸此時起潤滑作用的不再是潤滑油的黏度,而完全是潤滑油的化學(xué)性質(zhì),即潤滑油的油性和極壓性。四、薄膜潤滑狀態(tài)介于干摩擦和邊界摩擦之間,薄膜厚度僅幾納米,在現(xiàn)代精密機(jī)械系統(tǒng)中普遍存在五、混合摩擦當(dāng)動壓潤滑條件不具備,且邊界膜遭破壞時,就會出現(xiàn)流體摩擦、邊界摩擦和干摩擦同時存在的現(xiàn)象,這種摩擦狀態(tài)稱為混合摩擦。當(dāng)潤滑油膜的厚度小于運動副表面粗糙度時,便成為邊界潤滑狀態(tài),此時起潤滑作用的不再是潤滑油的黏度,而完全是潤滑油的化學(xué)性質(zhì),即潤滑油的油性和極壓性。油
6、性是潤滑油在摩擦金屬表面上的吸附性。極壓性是潤滑油在摩擦表面的化學(xué)反應(yīng)性質(zhì)。發(fā)動機(jī)油黏度是評定潤滑性的重要指標(biāo)。但是,對于邊界潤滑、主要是油性劑和極壓劑起作用,所以發(fā)動機(jī)油的潤滑性還要通過相應(yīng)的發(fā)動機(jī)試驗來評定。二、良好的低溫操作性從發(fā)動機(jī)油方面保證發(fā)動機(jī)在低溫條件下容易起動和可靠供油的性能,叫做發(fā)動機(jī)油的低溫操作性。發(fā)動機(jī)油黏度隨氣溫降低而增加,因此,使發(fā)動機(jī)低溫起動時轉(zhuǎn)動曲軸的阻力矩增加,曲軸轉(zhuǎn)速下降(圖7-1),從而造成發(fā)動機(jī)起動困難。發(fā)動機(jī)油黏度增加后,流動困難,供油不足,造成磨損嚴(yán)重。發(fā)動機(jī)油的低溫操作性包括有利于低溫起動和降低起動磨損兩方面。潤滑油的黏度潤滑油的黏度反
7、映了潤滑油在外力作用下抵抗剪切變形的能力,也是內(nèi)摩擦力大小的標(biāo)志。1.低溫動力黏度按流體黏度特性流體分牛頓流體和非牛頓流體兩類。牛頓流體:遵循牛頓黏度定律的流體,即切應(yīng)力與剪切速率成正比的流體,叫做牛頓流體;非牛頓流體:不遵循牛頓黏性定律的流體.即切應(yīng)力與剪切速率不成正比的流體,叫做非牛頓流體。表觀黏度:潤滑劑在低溫狀態(tài)下為非牛頓流體,其黏度為低溫動力黏度,也稱表觀黏度低溫動力黏度:非牛頓流體流動時內(nèi)部阻力特性的量度,其值為在規(guī)定的剪切速率下,切應(yīng)力與剪切速率之叫做表觀黏度,即低