2020-03-09 18:01
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自18世紀英國人詹姆斯瓦特發(fā)明了蒸汽機開始,人類走進了機械時代,機械運轉(zhuǎn)過程中各零部件不可避免的會產(chǎn)生摩擦,發(fā)動機運行過程中高達四分之一的功率用來克服各種摩擦,全球一次性能源消費目前被廣泛存在的機械摩擦所大量消耗,而磨損是材料與機械設備失效的3種主要形式之一。潤滑則是減少摩擦、降低或避免磨損的最有效的手段,潤滑與保養(yǎng)一直是機械工程師們的主要課題之一。
哪里有摩擦?兩個相互接觸的物體,在外力作用下發(fā)生相對運動或者具有相對運動的趨勢時,在接觸表面之間產(chǎn)生阻止發(fā)生相對運動或者相對運動趨勢的阻力,這個阻力稱為摩擦力,這種現(xiàn)象稱為摩擦現(xiàn)象。為了降低兩個相對運動的接觸表面間的摩擦與磨損,保證摩擦副長期可靠地工作,必須要選擇良好的潤滑介質(zhì)。我們的汽車哪里存在摩擦呢?發(fā)動機中的活塞環(huán)和汽缸壁、凸輪和挺桿、曲軸和軸瓦等;變速箱中的直齒和螺旋傘齒輪;驅(qū)動橋中的雙曲線齒輪和盆角齒輪等,這些部件在運行中時刻存在著摩擦。根據(jù)摩擦副的運動形式,可分為滑動摩擦和滾動摩擦。根據(jù)摩擦零件工作條件和潤滑油在摩擦表面間所起的作用,將潤滑分為兩種類型:流體潤滑和邊界潤滑。
流體潤滑是在兩個摩擦表面之間有一層具有一定壓力的流體,流體將摩擦表面完全隔開,在摩擦表面間建立高壓油膜,使摩擦表面分開,減少機械表面的摩擦和磨損,流體中的壓力還可以平衡摩擦零件所受的外載荷。流體潤滑的主要優(yōu)點是摩擦阻力小,發(fā)動機和變速箱目前采用的均為流體潤滑,而發(fā)動機油和變速箱油則稱之為流體潤滑油。
在流體潤滑過程中,潤滑油膜隔開兩個摩擦面,如曲軸和軸瓦,由于表面不直接接觸,理論上就不會出現(xiàn)黏附和磨料磨損,摩擦阻力的大小僅由潤滑油的粘度決定。但是流體潤滑必須在潤滑油的粘度和運動零件的轉(zhuǎn)速、負荷配合適當?shù)臈l件下才能實現(xiàn),在負荷增大或粘度、轉(zhuǎn)速降低的情況下,比如使用到劣質(zhì)機油、長時間重載高溫或者機油壓力不足時動壓油膜將變薄,當油膜厚度小于摩擦面微凸體的高度時,微凸體將會直接接觸,這時摩擦系數(shù)增大,發(fā)動機功率會有所下降,并出現(xiàn)高于油膜厚度的有限磨損。此時對摩擦副的減磨抗磨作用,不僅取決于潤滑油的粘度,更重要的是取決于潤滑油化學成分與表面的互相作用,這種情況就屬于邊界潤滑。邊界潤滑大部分摩擦面上存在一層與潤滑介質(zhì)本體性質(zhì)不同的油膜,這層稀薄的油膜厚度小于表面微凸體的高度,不能防止摩擦面微凸體的接觸,但有良好的潤滑性能,可以減少摩擦和磨損。
我們了解摩擦和磨損的成因之后,需要解決兩方面的問題,在潤滑油方面制造出油膜強度足夠的潤滑產(chǎn)品,在高溫重載等嚴苛環(huán)境之下保證油膜不至于破裂,避免機件直接摩擦產(chǎn)生磨損。在發(fā)動機等相關(guān)部件的制造方面,隨著發(fā)動機材料和制造工藝不斷的進步,如曲軸、凸輪軸、缸壁活塞環(huán)等易磨損部件采用精細拋光工藝,表面附有耐磨涂層,盡可能地消除摩擦副表面的微凸體以保證發(fā)動機部件的配合精密度。兩方面的不斷進步,目前潤滑油和發(fā)動機的使用壽命都較以往有了大幅提高,當今高品質(zhì)發(fā)動機油的換油里程都可以輕松突破一萬公里,而發(fā)動機的設計壽命都可以達到百萬公里(以有效保養(yǎng)為前提)。
在日常使用方面如何減少摩擦避免磨損呢?對于當代乘用車來說一是要使用高品質(zhì)的潤滑油如質(zhì)量等級為SN或者SM的產(chǎn)品;二是最好使用低粘度產(chǎn)品如0W/20、5W/20或5W/30,這一類低粘度潤滑油能夠在發(fā)動機冷啟動的初期快速到達機件表面,避免摩擦的產(chǎn)生。這里可能有人會問,SAE為20的產(chǎn)品是不是太稀了?能否滿足潤滑需求?上面已經(jīng)講到,當代發(fā)動機的制造精度已經(jīng)非常高,使用什么粘度的發(fā)動機油是由汽車生產(chǎn)企業(yè)決定的,汽車生產(chǎn)企業(yè)與潤滑油企業(yè)都已經(jīng)發(fā)現(xiàn)摩擦和磨損更多的是發(fā)生在車輛靜置較長時間后的冷啟動初期階段,并且做了大量的實驗以確定合適粘度的發(fā)動機油,W后面的粘度保持與原廠保養(yǎng)手冊上的推薦值一致,通常而言是最合適的選擇。而發(fā)動機達到正常工作溫度之后的磨損是極低的,因為這是發(fā)動機設計者最為理想的潤滑狀態(tài),可以確?;钊?jīng)歷億萬次的往復運動,曲軸經(jīng)歷億萬次的轉(zhuǎn)動仍然保持良好運轉(zhuǎn)。SAE為20的低粘度的潤滑油均為全合成產(chǎn)品,消除摩擦已經(jīng)不是靠傳統(tǒng)的物理油膜厚度,而是依靠高性能的添加劑帶來的強度極高的化學油膜。當然對于一些車齡長、配合間隙較大的發(fā)動機,適當?shù)奶岣哒扯瓤梢詽M足潤滑需求,同時可以減少機油消耗。
潤滑油的使命就是消除摩擦減少磨損,延長機器設備的使用壽命,統(tǒng)一潤滑油官網(wǎng)小編樂意分享潤滑知識以方便廣大消費者,同時我們將竭誠為廣大消費者奉獻節(jié)能、高效、長壽命的潤滑產(chǎn)品。
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