发动机润滑油的基础知识

发动机润滑油的基础知识

发动机机油的作用

1润滑作用

现代发动机都设计了一套润滑系统，通过油泵的强制循环或飞溅的方法，将机油送到发动机磨擦机件之间，粘附在磨擦表面上形成油膜，从而使两个磨擦表面尽可能不直接接触。这样，金属间的干磨擦就变在了液体油层间的液体磨擦。由于液体磨擦系数比干磨擦系数小得多，所以磨擦阻力显著减少。这样，发动机就能更好地发挥功率，并使机件的磨擦大为减少。

2、冷却作用

发动机产生的热量，不论来自燃料的燃烧，还是来自金属机件的磨擦都必须排出机件之外。否则，发动机会因温度过高而损坏。在发动机工作时，机油不断从汽缸、活塞、曲轴等磨擦表面吸收热量，并把热传递到温度较低的零件上。其中一部分热量消耗在曲轴箱中，大部分热量则传导至与冷却液接触的汽缸壁上，经冷却液带出机体散掉。

3、洗涤作用

发动机工作时，吸入空气所带来的尘土，以及燃烧后形成的积炭，润滑油氧化形成的胶质，磨擦产生的金属杂质等结合在一起就形成了所谓的油泥。而这些油泥会逐渐沉积在零件的磨擦表面上，使机件的摩损增大，活塞环粘结，发动机不能正常运转。含有清静分散剂的机油能把磨擦表面的油泥带走，送到曲轴箱中，再通过机油滤清器滤掉。这样往复循环可以保持发动机的清洁及正常运转。

4、密封作用

发动机的活塞和汽缸之间、活塞环与环槽之间都有一定的间隙，保证不同温度下活塞在汽缸中收缩或膨胀，都能灵活自如地运转。有了间隙就需要密封，机油能起到密封作用。它添满了活塞与汽缸之间的间隙，形成油封阻止汽缸串气，从而保证了发动机的输出功率。

5、防锈作用

发动机运转或存放时，机油中混进的水分及燃烧产生的酸性气体串入曲轴箱中，对发动机产生锈化腐蚀作用，造成发动机提前损坏。机油能吸附在机件金属表面，防止酸性物质对金属的腐蚀。普通机油的防锈作用较弱，加有防锈保护剂的机油对金属表面的保护作用被大大加强。防锈分子的极性一端能够紧紧吸附在金属表面，形成密集排列，防止水对金属的接近。

6、消除冲击负荷

机油能够消除轴承和发动机其它零件间的冲击负荷作用。在发动机压缩行程终了时，汽缸压力急剧上升到16Mpa，这相当于一个几万牛顿的作用力突然加到活塞、活塞销、连杆、曲轴和其他轴承上。这个冲击负荷经过轴承传递时，轴承间隙里的机油承受了冲击负荷，起到缓冲作用。

随着汽车发动机技术的不断发展，机油的工作环境越来越苛刻。机油在发动机中经常与高温机件接触，如汽缸壁上部温度在180—270度，曲轴箱中平均油温为90度。在这样高的温度下机油会剧烈氧化变质。燃烧产生的废气在汽缸密封不严的时候会串入曲轴箱，和冷凝的水分一起形成酸性物质，严重污染并腐蚀发动机。此外，由于灰尘、摩损下来的金属碎屑、燃烧后产生的积碳等都会严重污染机油，因此，要求发动机机油必须经过深度精制，并加有各种改善机油使用性能的添加剂。

机油的主要指标及其在使用上的意义

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1、粘度

液体受外力作用移动时，液体分子间产生内磨擦力的性质，称为粘度。粘度是机油的一项主要指标，也是机油分类和选用的依据。机油的粘度过大或过小都不好。粘度过大，发动机低温启动困难，并且启动时易出现短暂的干磨擦或半液体磨擦。机油粘度过大，还要多消耗能量，降低发动机功率，且其冷却作用和洗涤作用都要降低。机油粘度过小则不易形成足够厚度的油膜，机件得不到正常的润滑，会加大摩损。此外，粘度小的机油密封性能也不好，并使机油的消耗增大。所以，选择机油时，粘度要适宜，即所选机油在发动机磨擦面上能够形成足够厚度的油膜，在保证发动机正常润滑的情况下，尽可能选择粘度低一些的机油。

2、粘温特性

机油的粘度随温度变化而变化。温度升高粘度变小，温度降低粘度变大。普通润滑油的这种特性正好与发动机对机油粘温性质的要求相反。机油的粘温特性用粘度指数来表示，粘度指数越高的机油越符合发动机的特性要求。

3、漆膜的生成及危害

发动机的气缸壁、活塞的侧面和内部，活塞环以及其他受热的零件表面常有漆膜生成。主要原因是零件上的油膜受热后，轻质馏分逐渐挥发，不稳定成分则氧化聚合，生成漆膜。另外，不断流动的机油也带来自身氧化生成的沉积物，在机件表面上形成漆膜。加有清净分散剂的机油会大大减少漆膜的生成。

4、凝点

机油的凝点是指机油在一定实验条件下受冷却后开始失去流动性的最高温度。机油的凝点直接影响发动机的低温启动性能。降低机油凝点的方法有两种：一是脱蜡，二是添加降凝剂。

5、抗氧化安定性

机油的抗氧化安定性是指机油在一定的使用条件下，抵抗氧化作用并阻止产生胶质的能力。机油氧化的速度和程度主要取决于机油的化学组成、温度、及空气接触面积的大小和金属的催化作用。温度越高，油层越薄，机油的抗氧化安定性越差。

6、机械杂质和水分

机油中混入机械杂质，会增加发动机零件的摩损和堵塞滤清器。机油中有水时，不但会引起发动机零件的腐蚀，而且水和高于100度的金属零件接触时会形成蒸气，破坏润滑油膜、产生泡沫，使机油乳化变质。严重时，还会使机油中的添加剂分解沉淀。所以，应严格控制中机械杂质和水分的混入。

7、灰分

油品在规定条件下灼烧后所剩的不燃物质称灰分。灰分会增加发动机的积碳，增大机件的摩损，所以，机油中的灰分越少越好。

8、闪点

闪点表示蒸发强度及馏分组成。机油内易蒸发的轻馏分越多，其闪点越低。轻馏分在发动机工作过程中将蒸发和烧掉，增大机油的消耗，增加积碳的形成，因此要求机油有较高的闪点。

润滑系统保养的必要性

---------------------------------------------------------------------------------------------------------- 为什么要更换机油有两个主要原因：

1、机油被人为地污染（基础油劣化变质）

2、机油添加剂失效，使用性能下降

事实上，机油污染物是引起很多机油添加剂失效的物质。因为即使再高质量的发动机也不能提供在缸壁和活塞环之间的彻底的密封，所以部分燃烧废气必然窜进曲轴箱，下表是一个汽油燃烧过程产生的不同种类的污染物和进入曲轴箱的多种污染物。

很明显，燃烧副产品并不会全部串入曲轴箱内，大多数作为废气直接排出。但是进入曲轴箱的废气对机油有负面影响，而且热的副产品在整个过程对机油都有负面的影响，引起机油氧化变黑变稠。正如把机油放在热的大气中一样。机油和别的燃烧副产品也可能产生化学交叉反应，加速机油氧化过程。

碳烟是燃烧过程产生的精练的碳氢化合物的粉末。碳烟进入曲轴箱并同机油混合在一起，形成所谓的“油泥”，引起机油稠化，粘度大的机油流动缓慢会导致发动机过热，并在热的金属表面形成一层厚的油膜，这样很容易使机油结焦，导致硬的沉积物的生成。

汽油燃烧的另一个主要的副产物水能乳化机油，也能引起机油发粘。在苛刻的工作条件时，短途或寒冷天气行驶，机油达不到最佳的工作温度。如果机油温度达不到212华氏度（100℃），从PCV阀进入的空气不能合曲轴箱内的水分蒸发。一旦水与机油完全乳化，它将不再蒸发，即使机油在正常的工作温度下，而且低于最佳工作温度将会引起空燃比的问题，导致空燃比太大或太小这些情况将引起进气门和燃烧室等额外的沉积物。引起活塞环，缸壁和气门导管磨损，以及更进一步的串气。

串气污染物的另一个主要类型是酸性，汽油的硫和氮在燃烧室内形成酸性物质，酸性物质进入曲轴箱，它们中和机油中的碱性储备。是潜在的腐蚀和磨损。而且未燃燃料混合形成油泥和清漆。且酸性物质能引起添加剂失效。