《发动机润滑油》PPT课件

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1、第4章发动机润滑油发动机油是润滑系的工作液，它的主要作用是润滑、冷却、清净、密封和防腐蚀。由于发动机油在发动机工作过程中温度变化大、压力高机件的相对运动速度快等原因，使发动机油的工作条件非常苛刻，容易老化变质。如果发动机零件摩擦表面得不到良好的润滑，就会产生异常磨损或擦伤。为保证发动机油的作用，应对发动机油的使用性能提出严格的要求。机油的作用：润滑、冷却、清净、密封和防腐蚀。4.1发动机油的使用性能发动机油的使用性能对于发动机润滑系的工作状况影响很大。在发动机上，强制润滑的零部件其工作条件比较苛刻，具有速度高，承受力(或力矩)大，高温、高压等特点，并且

2、有些零件远离油底壳，泵送距离远，阻力大。因此，发动机油的使用性能应满足如下要求：1）在工作期间必须能及时可靠地输送到各摩擦零件的表面；2）在各种不同的发动机润滑油工况下都能在摩擦面上形成足够牢固的油膜或其他形式的抗磨保护膜，从而减少摩擦和磨损；3）及时导出摩擦生成的热，使机件维持正常温度；4）可靠地密封发动机润滑油所有的间隙；5）从摩擦面带走磨屑和其他外来的机械杂质；6）本身不具有腐蚀性，并且能保护发动机润滑油零件不受外界腐蚀性介质的作用，以免发生腐蚀或腐蚀性磨损；7）在发动机润滑油零件表面形成的沉积物要少；8）理化性质稳定，在发动机润滑油工作过程中油

3、的性质变化缓慢；9）发动机润滑油若实现以上功能要求，主要取决于自身所具有的润滑性、黏温性、低温操作性、抗氧化性、抗腐性、清净分散性、抗泡性。4.1.1润滑性定义：在各种条件下，发动机油降低摩擦、减缓磨损和防止金属烧结的能力，叫做发动机油的润滑性。发动机油应具有良好的润滑性。润滑油的黏度对发动机零件在不同润滑状态的润滑作用有重要影响。润滑油具有一定的黏度是形成液体润滑的基本条件之一。而黏度是液体流动时内摩擦力的量度。发动机油黏度是评定润滑性的重要指标。但是，对于边界润滑，主要是油性和极压性起作用，所以发动机油的润滑性还要通过相关的发动机试验来评定。润滑油

4、的黏度和化学性质对发动机零件在不同润滑状态的润滑作用有重要影响。以下图所示的斯萃贝克（Stribeck）曲线来分析黏度对润滑系数的影响。该曲线可以清楚的分析在不同润滑状态下，黏度、零件转速、油膜厚度和零件工作压力等因素，对摩擦系数的综合影响。润滑油黏度对润滑状态影响的Stribeck曲线h-油膜厚度δ-运动副表面粗糙度一般情况下，摩擦因数f可表示为式中，D——零件直径；η——润滑油的黏度；h——油膜厚度；n——零件的转速；p——零件承受的压力；——索莫范尔德（Sommerfeld）准数。（式5-1）索莫范尔德准数考虑了发动机润滑油和发动机润滑油工况两方

5、面因素对于摩擦因数的影响，在索莫范尔德准数中，惟一与润滑性能有关的润滑油自身因素仅为润滑油的黏度。在右图，自左至右包括3种润滑状态，其中右侧的区域为液体润滑，油膜厚度h大于运动副表面粗糙度δ时，润滑油所具有一定的黏度是形成液体润滑状态的基本条件。润滑油黏度对润滑状态影响的Stribeck曲线h-油膜厚度δ-运动副表面粗糙度发动机润滑油黏度与其流动时内摩擦力的大小密切相关。在液体润滑区域，摩擦因数随润滑油黏度降低而减小。当油膜厚度h小于运动副表面粗糙度δ时，润滑性质为图中左侧区域所示边界润滑状态。此时起润滑作用的不再是润滑油的黏度，其作用完全由润滑油所具

6、有的油性和极压性两种化学性质所承担。润滑油黏度对润滑状态影响的Stribeck曲线h-油膜厚度δ-运动副表面粗糙度油性是润滑油在摩擦金属表面上的吸附性。润滑油中极性分子定向排列吸附在金属表面形成吸附膜。值得注意的是这种吸附膜只能在中温、中速、中负荷，或更平和的摩擦情况下才能完成边界润滑任务。当高温、高压、高速时，油性吸附膜将从金属摩擦表面脱附，致使其承担的边界润滑功能失效，在此种苛刻的润滑条件下，边界润滑由润滑油的极压性来完成。极压性是润滑油在摩擦表面所具有的一种化学反应性质。极压膜的熔点和剪切强度相比摩擦表面金属较低，在摩擦过程中能降低金属零件的摩擦

7、和磨损。因剪切强度较低，极压膜易于在摩擦过程中脱离摩擦金属表面。但新的极压膜会在金属摩擦表面及时生成。当润滑油中加入含有硫、磷等元素的化合物添加剂时，高温下这些化合物将分解出硫、磷等活性元素与摩擦表面金属形成化学反应膜，被称之为极压膜。当润滑油黏度低到一定程度时，油膜厚度h降低到与运动副表面粗糙度δ近似相等，即中间区域表征的状态，称为混合润滑状态。此时，润滑油的黏度和化学性质对摩擦因数都有影响，使得摩擦因数处于相对较低的状态。发动机润滑油黏度是评定润滑性的重要指标。但是，对于边界润滑，主要是油性剂和极压剂起作用。所以，发动机润滑油的润滑性还必须通过相应

8、的发动机润滑油试验来评定。润滑油黏度对润滑状态影响的Stribeck曲线h-油膜厚度δ-运动副