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1、1,5.1 概述,一、摩擦与润滑1、摩擦与摩擦种类(1)摩擦摩擦力：当一物体沿另一物体的表面运动时，阻碍这一运动的力。磨损：两个物体作相对运动时，在摩擦力和垂直负荷的作用下，摩擦表面发生损坏现象。摩擦力的大小与物体表面光滑程度有关。(2)摩擦的危害摩擦时金属表面温度，使金属强度，对表面造成撕裂、烧毁，从而导致部件损坏。(3)摩擦种类,首 页,主菜单,目 录,2,5.1 概述,静摩擦：静止物体开始运动时产生的摩擦。动摩擦：相接触的物体作相对运动时产生的摩擦。滚动摩擦：圆柱形或球形的物体在另一物体上滚动时产生的摩擦。滑动摩擦：一个物体在另一个物体上滑动时产生的摩擦。干摩擦：两个物体表面没有润滑剂时
2、的摩擦。液体摩擦：两个物体表面间被一层润滑剂隔开时的摩擦，此时摩擦只发生在润滑剂分子之间。半液体摩擦：两个物体表面间不连续地被一层液体润滑剂隔开时的摩擦(部分是干摩擦，部分是液体摩擦)。,首 页,主菜单,目 录,3,5.1 概述,边界摩擦：两个物体表面间被一层极薄的润滑剂膜连续地隔开的摩擦(液体摩擦过渡到干摩擦的界限)。2、润滑与润滑的种类(1)润滑的定义润滑是一种减少摩擦和磨损的技术。不仅包括使用润滑剂，还包括对摩擦材料的表面改性以及采用具有自润滑作用的摩擦材料。(2)润滑剂润滑的原理润滑剂在机件的摩擦表面上形成层润滑剂膜，摩擦表面被润滑剂隔开，不会直接接触。当摩擦表面作相对运动时，机件表面
3、的直接摩擦变为润滑剂分子之间的摩擦，从而降低摩擦和减少磨损。,首 页,主菜单,目 录,4,5.1 概述,(3)润滑的种类液体润滑(liquid lubrication)在液体润滑状态下，摩擦表面间存在着润滑油的厚油膜，如图所示。,效果决定于润滑油的粘度、摩擦物体的接触面积、摩擦表面的运动速度和润滑油膜的厚度。在静止时，轴压在轴瓦的下部，润滑油分布在轴的上部和两例，当轴旋转时，轴将润滑油由,空隙宽部挤到窄部，从而形成“油楔”使轴颈抬起。轴的转速越快，“油楔”作用越强，使轴趋近于中心位置。,首 页,主菜单,目 录,5,5.1 概述,边界润滑(boundary lubrication)在液体润滑时，
4、若负荷过大，且转速又慢时；或在高温作用下，润滑油膜变薄，油膜不能形成“油楔”，直到形成最薄的油膜，这层最薄的油膜叫“边界油膜”，这时的摩擦是两层油膜之间的摩擦，这种润滑现象叫边界润滑。半液体润滑(semifluid lubrication)在液体润滑的情况下，有部分油膜遭到破坏，在摩擦表面的个别部位出现干摩擦或边界摩擦，这种润滑状况叫半液体润滑、混合润滑、不完全润滑，或不稳定态润滑。二、润滑剂的作用1、降低摩擦金属表面的直接摩擦变为润滑剂分子之间的摩擦。,首 页,主菜单,目 录,6,5.1 概述,2、减少磨损降低摩擦并支承载荷，减少表面磨损。3、冷却降温若采用循环润滑油系统可把摩擦时产生的热量
5、带走。降低摩擦部位的发热。4、防止腐蚀润滑油膜覆盖在摩擦面上，隔绝了空气、水蒸汽以及其它腐蚀性气体。5、传递作用力某些润滑剂(如液压油)可以做力的传递介质，把冲击振动的机械能转变为液压能。6、减掁作用,首 页,主菜单,目 录,7,5.1 概述,能够吸收冲击振动的机械能，起到减掁、缓冲作用。7、绝缘作用润滑剂有很高的电阻，可作电绝缘油、变压器油。8、清洗作用循环润滑油系统能把摩擦表面的污染物、磨屑带走。9、密封作用对零部件形成密封，防止冷凝水、灰尘及其他杂质。三、润滑剂的分类1、液体润滑剂(fluid lubricant)用量最大、品种最多的一类润滑材料。(1)矿物润滑油(mineral lub
6、ricating oil),首 页,主菜单,目 录,8,5.1 概述,目前使用量最大的一种液体润滑剂，占润滑油总量的90%左右。由矿物基础油加入添加剂配制而成。矿物基础油是由原油加工提炼而成。(2)合成润滑油(synthetic lubricating oil)通过化学合成的方法制备的润滑油。由于成本高，只用在矿物润滑油不能满足要求的条件下使用。(3)动植物油(animal and vegetable oils)人类最早使用的润滑剂。目前主要用作某些金属切削液的成分。(4)水基液体(water base lubricant)是含水的润滑剂，由水、油、乳化剂及添加剂组成。,首 页,主菜单,目 录
7、,9,5.1 概述,随着世界石油资源枯竭，水基液体将成为一种很有发展前途的润滑材料代替矿物油使用。2、润滑脂(lubricating grease)在常温下呈半流动状态，因此又称半固体润滑剂。润滑脂是由矿物油或合成润滑油与具有良好亲油性的稠化剂形成的具有网状结构胶体的半固体润滑剂。3、固体润滑剂(solid lubricant)在一些极端状态条件下使用，主要有以下四类：(1)软金属：铅、锡、铟、锌等。(2)金属化合物：氧化铅、氟化钙等。(3)无机物：石墨、氮化硼、滑石、云母等。(4)有机物：石蜡、聚四氟乙烯、聚酰胺等。,首 页,主菜单,目 录,10,5.1 概述,4、气体润滑剂在一定条件下，气
8、体也可以像液体一样成为润滑剂。常用的气体润滑剂有：空气、氦、氮等。工作温度范围宽，主要使用在高速气体设备中，如精密光学仪器、测量仪器等。在润滑剂的总产量中占的比例很小。三、润滑油的构成润滑油一般由基础油和添加剂两部分构成。基础油是润滑油主要成分，决定润滑油的基本性质。添加剂则弥补和改善基础油性能方面的不足，赋予某些新的特殊性能，是润滑油的重要组成部分。,首 页,主菜单,目 录,11,5.1 概述,四、润滑油基础油1、矿物基础油(1)矿物基础油的分类矿物基础油是由原油加工提炼而成。按原油的性质分类石蜡基基础油、中间基基础油、环烷基基础油按粘度指数分类国际标准化组织(ISO)未对基础油分类，世界各
9、大公司一般根据粘度指数进行分类。我国在1983年就建立了润滑油基础油质量标准，1995年又进行了修订，主要修改了分类方法。壳牌公司、我国对润滑油基础油的分类分别如下。,首 页,主菜单,目 录,12,5.1 概述,壳牌石油公司润滑油基础油分类,首 页,主菜单,目 录,13,5.1 概述,我国现行的润滑油基础油分类,UH、VH、H、M、L分别表示超高、很高、高、中、低；低凝基础油是在通用基础油后加W，为“Winter”；深度精制的基础油是在通用基础油后加S，为“Super”。(2)矿物基础油牌号基础油牌号通常采用赛氏通用粘度划分。,首 页,主菜单,目 录,14,5.1 概述,馏分基础油称作中性油，
10、以40赛氏通用粘度表示等级牌号。残渣基础油称作光亮油，以100赛氏通用粘度表示等级牌号。中性油粘度牌号及粘度范围,首 页,主菜单,目 录,15,5.1 概述,中性油粘度牌号及粘度范围 续表,首 页,主菜单,目 录,16,5.1 概述,光亮油粘度牌号及粘度范围,2、合成基础油(1)优点与矿物基础油相比，其优点：粘温性能和低温流动性优良；,主菜单,目 录,17,5.1 概述,良好的热氧化安定性；低挥发性以及特殊性能(化学安定性、抗辐射性)。(2)种类酯类油、烷撑聚醚、硅油和硅酸酯、含氟基础油、磷酸酯。五、润滑油的分类润滑油品种、规格、牌号都很复杂，应用于所有的机械设备上。不同的领域要求使用不同的品
11、种，不同的使用环境和条件，又要求不同的牌号。国际标准化组织(ISO)于1981年发布了ISO67430-1981正式标准。,首 页,主菜单,目 录,18,5.1 概述,润滑剂及有关产品的分类标准(GB/T 7631.1-1987),首 页,主菜单,目 录,19,5.1 概述,润滑剂及有关产品的分类标准(GB/T 7631.1-1987)续表,首 页,主菜单,目 录,20,5.2 内燃机润滑油Internal Combustion Engine Oil,内燃机润滑油是内燃机的主要润滑材料，广泛用于汽车、坦克、内燃机车、船舶等移动或固定式发动机润滑。一、内燃机的工作特点及基本性能1、内燃机的工作特
12、点(1)温度高、温差大如活塞顶，温度大约在250300之间，主轴承温度在8595之间。冬季不工作时与工作时相比，温差较大。(2)运转速度快曲轴转速达15004800r/min，活塞速度达814m/s。,首 页,主菜单,目 录,21,5.2 内燃机润滑油Internal Combustion Engine Oil,摩擦面上形成润滑油膜非常困难，经常处于边界润滑状态。(3)载荷重轴承负荷在7.024.5MPa之间。(4)易受到环境因素的影响如进气时吸入的灰尘、燃烧废气，以及润滑油氧化生成的积炭、油泥等。2、内燃机油的基本性能(1)良好的粘温特性，适当的粘度(2)良好的清洁分散性,首 页,主菜单,目
13、 录,22,5.2 内燃机润滑油Internal Combustion Engine Oil,燃料可能产生炭粒和烟尘，机油氧化可生成积炭和油泥，它们会危害发动机工作。因此，要求润滑油要具有良好的清洁性，能将沉积物清洗下来，能阻止颗粒物的积聚和沉积。(3)较强的抗氧化能力，较好的稳定性由工作温度高，还可能与氧接触，润滑油可能氧化变质，生成酸性物质、产生油泥或生成漆状胶膜。(4)良好的润滑性、抗磨损性内燃机转动系统的工作负荷重、条件苛刻、长期承受冲击负荷，因此要求良好的润滑性、抗磨损性。,首 页,主菜单,目 录,23,5.2 内燃机润滑油Internal Combustion Engine Oil
14、,(5)较好的抗腐蚀性和中和酸性物质的能力主轴承、曲轴轴承等部件是由合金构成，它们的抗腐蚀能力较差，这就要求内燃机润滑油有较强的抗腐蚀性。机油工作环境温度高，易氧化产生酸性物质；燃料的燃烧产生容易混入机油中形成酸性物质。酸性物质的存在容易造成金属腐蚀，因此要求内燃机油有中和酸性物质的能力。二、内燃机的润滑方式和润滑系统1、内燃机的润滑方式由于机种、机型的不同，内燃机的润滑方式也不同。,首 页,主菜单,目 录,24,5.2 内燃机润滑油Internal Combustion Engine Oil,首 页,主菜单,目 录,25,5.2 内燃机润滑油Internal Combustion Engin
15、e Oil,2、内燃机润滑系统现代内燃机都有一套润滑系统，它是由油箱、油泵、过滤器、精滤器及油管等组成。,润滑油通过总管，进入曲轴的润滑孔道内，再进入曲轴和轴承之间的缝隙，减少曲轴与轴承之间的摩擦，进入的润滑油量较大，日的是将摩擦热带走。,首 页,主菜单,目 录,26,5.2 内燃机润滑油Internal Combustion Engine Oil,活塞环与汽缸壁之间的润滑，主要靠飞溅润滑。润滑油除起润滑作用外，也对汽缸壁和活塞环间起密封作用。因活塞的往复运动，总有一部分润滑油进入汽缸被烧掉。同时工作较长的润滑油会变质，因此，常要将润滑油过滤除去杂质，并要补充新的润滑油。润滑油常在散热器中冷却
16、，将摩擦热传出去，保持润滑油一定的油温。三、内燃机润滑油的分类内燃机油的品种较多，需根据机种、机型选择。1、按发动机类型和使用场合,首 页,主菜单,目 录,27,5.2 内燃机润滑油Internal Combustion Engine Oil,首 页,主菜单,目 录,28,5.2 内燃机润滑油Internal Combustion Engine Oil,2、SAE粘度分类粘度是润滑油的主要物理化学性质，也是一个基本性能指标，它影响着润滑油的使用效果。1980年，美国汽车工程师学会(SAE)、美国材料试验学会(ASTM)和欧洲技术研究协调委员会(CEC)一起，提出了内燃机油粘度的分类法。我国在1
17、994年参照国际通用标准，根据粘度将内燃机油分为11个级号。其中6个含W(为winter之略)的是低温粘度级号，不含W的5 个级号具有一定的高温性能，为夏季用润滑油。,首 页,主菜单,目 录,29,5.2 内燃机润滑油Internal Combustion Engine Oil,我国内燃机油粘度分类(GB/T 14906-1994),首 页,主菜单,目 录,30,5.2 内燃机润滑油Internal Combustion Engine Oil,(1)单级油只能满足低温或高温条件使用，有明显的地区和季节限制。如SAE30表示该油的100运动粘度在9.312.5mm2/s范围内，对低温性能无要求。
18、(2)多级油具有双重级号，能同时满足冬夏两用。如SAE15W/40表示既符合SAE40粘度等级的要求，又符合SAE15W对低温性的要求。通常用得最广的有5W/30、10W/30、15W/40等级。,首 页,主菜单,目 录,31,5.2 内燃机润滑油Internal Combustion Engine Oil,3、API质量等级分类由美国石油学会(API)、美国汽车工程师学会(SAE)、美国材料试验学会(ASTM)提出的分类方法。我国在1996年也制订了相应的分类方法。该标准根据产品特性、使用场合和使用对象确定汽油机、柴油机详细分类及代号。汽油机油：SA、SB、SC、SD、SE、SF、SG、SH
19、，SA质量要求最低，SH质量要求最高。柴油机油：CA、CB、CC、CD、CD-2、CE、CF-4，CA质量要求最低，CF-4质量要求最高。,首 页,主菜单,目 录,32,5.2 内燃机润滑油Internal Combustion Engine Oil,四、内燃机油的品种牌号介绍1、内燃机油的牌号内燃机油的牌号由字母和数字组成：“S”代表汽油机油、“C”代表柴油机油第二个或第三个字母代表质量等级数字代表粘度等级例如SE 30：该润滑油为汽油机油，质量等级为E级，粘度等级符合SAE 30粘度等级的粘度范围。CD 15W/40：该润滑油为柴油机油，质量等级为CD级，低温粘度等级符合SAE 15W，高
20、温符合SAE40。,首 页,主菜单,目 录,33,5.2 内燃机润滑油Internal Combustion Engine Oil,SF/CD 15W/40：该润滑油为汽油机、柴油机通用润滑油，质量等级分别满足SF级汽油机油和CD级柴油机油的使用要求，高、低温分别满足SAE40、SAE 15W等级的粘度范围。2、汽油机油(1)SC级汽油机油生产方法：采用矿物油、合成烃油或混合油为基础油，加入清净分散剂、抗氧抗腐蚀剂及降凝剂、粘度指数改进剂等添加剂调合而成。牌号：5W/20、10W/30、15W/40、30、40五个。,首 页,主菜单,目 录,34,5.2 内燃机润滑油Internal Comb
21、ustion Engine Oil,产品性能：具有较好的清净分散性、抗氧抗腐蚀和抗磨损性能。具体性能见表。主要用途：适用于中等负荷条件下工作的汽油发动机润滑，如货车、客车以及使用API SC级油的汽油机。多级油可用于寒区和严寒区。(2)SD级汽油机油生产方法：采用按中性油标准生产的基础油，加入清净分散、抗氧抗磨、抗腐、降凝等添加剂配制而成。牌号：5W/30、10W/30、15W/40、20W/40、20/20W、30、40等多个牌号。,首 页,主菜单,目 录,35,5.2 内燃机润滑油Internal Combustion Engine Oil,产品性能：具有良好的润滑性、抗磨性、清净分散性、
22、氧化安定性、防腐防锈性。多级油具有良好的粘温性能，起动性良好。主要用途：用于货车、客车和某些轿车的汽油机以及使用API SC、SD级油的发动机。多级油可用于寒区和严寒区。(3)SE级汽油机油生产方法：采用中性油或合成烃油为基础油，加入加入清净、分散、抗氧、抗磨、抗腐、降凝、消泡及粘度指数改进剂等多种添加剂配制而成。,首 页,主菜单,目 录,36,5.2 内燃机润滑油Internal Combustion Engine Oil,牌号：5W/30、10W/30、15W/40、20/20W、30、40等多个牌号。产品性能：具有优良的润滑性和抗磨性，优良的清净分散性及氧化安定性。还具有防腐蚀、防锈性能
23、。多级油具有良好的粘温性能，起动性良好。主要用途：用于轿车和某些货车的汽油机以及使用API SE、SD、SC级油的发动机。(4)SF级汽油机油生产方法：以深度精制或低凝中性油做基础油，加入清净分散、抗氧抗磨、抗腐、降凝等添加剂配制而成。,首 页,主菜单,目 录,37,5.2 内燃机润滑油Internal Combustion Engine Oil,牌号：5W/30、10W/40、15W/40、30、40等多个牌号。产品性能：具有优良的润滑性和抗磨性，能防止发动机过度磨损；具有优良的清净分散性和氧化安定性，可减少沉积物的形成；防腐性、防锈性好，有良好的低温起动性。主要用途：用于轿车和某些货车的汽
24、油机以及使用API SF、SE、SD级油的发动机。多级油可用于寒区和严寒区。,首 页,主菜单,目 录,38,5.2 内燃机润滑油Internal Combustion Engine Oil,(5)SG级汽油机油生产方法：以高粘度指数中性为基础油，加入多种添加剂调合而成。牌号：10W/30、15W/40两个。目前只有企业标准。产品性能：具有优良的氧化安定性、清净分散性和防腐抗磨性。主要用途：适用于各种国产和进口发动机润滑，尤其能满足各种高级轿车的使用要求。生产单位：中石化长城润滑油分公司、石油化工科学研究院、中石油大庆润滑油二厂,首 页,主菜单,目 录,39,5.2 内燃机润滑油Internal
25、 Combustion Engine Oil,(6)SH、SJ级汽油机油生产方法：以高粘度指数的中性油、合成烃油为基础油，加入优质添加剂调合制成。牌号：5W/30、5W/50、10W/30、15W/40；5W/30、10W/30、10W/40、15W/40等。目前只有企业标准。产品性能：具有优良的氧化安定性、清净分散性、防腐抗磨性和优良的粘温性能。主要用途：适用于四冲程发动机，尤其是各种高级轿车的使用要示。生产单位：长城润滑油分公司、石油化工科学研究院、大庆润滑油二厂,首 页,主菜单,目 录,40,5.2 内燃机润滑油Internal Combustion Engine Oil,2、柴油机油(
26、1)CC级柴油机油生产方法：以精制矿物油、合成油或混合油为基础油，加入多种添加剂配制而成。牌号：5W/30、5W/40、10W/30、10W/40、15W/40、20W/40、30、40、50等多个牌号。产品性能：具有良好的清净分散、抗氧抗腐、抗磨等性能，多级油具有优良的粘温性能。主要用途：适用于高速低增压或自燃吸气非增压的柴油发动机。,首 页,主菜单,目 录,41,5.2 内燃机润滑油Internal Combustion Engine Oil,(2)CD级柴油机油生产方法：采用中性油或合成烃油为基础油，加入清净、分散、抗氧、抗磨、抗腐等多种添加剂配制而成。牌号：5W/30、5W/40、10
27、W/30、10W/40、15W/40、20W/40、30、40等多个牌号。产品性能：具有优良的清净分散性及抗氧、抗腐、抗磨、润滑等性能。主要用途：用于要求高效控制磨损和沉积物或使用高硫燃料的柴油机以及要求使用API CD级油的柴油机。(3)CE、CF-4级柴油机油,首 页,主菜单,目 录,42,5.2 内燃机润滑油Internal Combustion Engine Oil,生产方法：以高粘度指数的中性油为基础油，加入多种优质添加剂调和而成。牌号：10W/30、15W/40、50；10W/30、15W/40、20W/50。产品性能：有优良清净分散性和抗磨抗擦伤性能。主要用途：CE级柴油机油适用
28、于带有涡轮增压器的重负荷柴油机；CF-4级柴油机油适用于高速重负荷四冲程柴油机。五、内燃机油的合理使用主要是从质量等级和粘度牌号两方面进行。,首 页,主菜单,目 录,43,5.2 内燃机润滑油Internal Combustion Engine Oil,1、质量等级的选择(1)质量等级选择的原则根据内燃机制造商的推荐、内燃机的机械负荷和热负荷、工作条件的苛刻程度、燃料性质等确定。(2)根据内燃机制造商推荐选油这是选用内燃机润滑油的首要依据。当然也必须考虑市场可供润滑油的质量水平和使用的情况。(3)根据内燃机的机械负荷和热负荷选油根据压缩比、发动机附属装置选择汽油机油的质量等级；根据强化系数选择
29、柴油机油的质量等级。,首 页,主菜单,目 录,44,5.2 内燃机润滑油Internal Combustion Engine Oil,汽油机油质量等级的选择主要是根据发动机的压缩比。汽油机压缩比，热负荷和机械负荷，要求润滑油的清净分散性、抗磨极压性、抗氧防腐性也越好。柴油机油质量等级的选择可根据强化系数来选择，代表了柴油机的热负荷和机械负荷。强化系数为平均有效压力、活塞平均速度以及冲程系数的乘积。强化系数，要求润滑质量也越好。特殊使用条件下内燃机油的选用,首 页,主菜单,目 录,45,5.2 内燃机润滑油Internal Combustion Engine Oil,除上述原则以外，还应根据使用
30、环境综合考虑：A、汽车处于停停开开的使用状态，如出租车，易产生低温油泥；B、长期低温、低速行驶，易产生低温油泥；C、长时间在高温、高速下工作，如满载长距离行驶；D、2吨以上的索引车、满载，长时间行驶；E、灰尘大的场所。以上状态时，要考虑将润滑油提高一个质量档次，或缩短换油时间。2、内燃机油粘度等级的选用,首 页,主菜单,目 录,46,5.2 内燃机润滑油Internal Combustion Engine Oil,(1)根据发动机工作的环境温度选用寒冷冬季选用粘度小、倾点低的单级或多级润滑油；严寒地区应选用多级油。夏季或全年气温高的地区选用粘度较高的润滑油。(2)根据载荷和转速选用载荷 高、转
31、速低，一般选用粘度大的机油。载荷低、转速高，一般选用低粘度机油。(3)根据内燃机的磨损情况选用新内燃机应选用粘度小的机油；磨损大的内燃机则应选用粘度较大的机油。,首 页,主菜单,目 录,47,5.2 内燃机润滑油Internal Combustion Engine Oil,(4)优先使用多级油多级油有良好的高、低温性能，可在冬夏通用，减少季节性换油。低温起动时，能迅速流到摩擦部位，提供润滑；高温时，有较高的粘度，在摩擦时可保持良好润滑。(5)使用节能内燃机油节能润滑油：指润滑油低粘度化。在低粘度润滑油中加入减摩剂制成，有利于降低流体的摩擦，达到节能的目的。能形成有效的润滑膜，覆盖在金属表面，防
32、止磨损。,首 页,主菜单,目 录,48,5.2 内燃机润滑油Internal Combustion Engine Oil,汽油机油选用参考,首 页,主菜单,目 录,49,5.2 内燃机润滑油Internal Combustion Engine Oil,六、内燃机油的更换任何润滑在使用过程中，某些主要性能都要发生一系列变化，不能满足发动机要求，就应该更换机油。发动机润滑油换油周期的规定一般有两个标准：1、以油品质量变化为依据润滑油质量下降达到某一程度时就更换机油。既保证润滑需要，又不浪费资源。2、根据厂家规定的换油里程在难以对油品质量进行监测，又确保发动机处于良好工作状态，在汽车行驶到一定公里数后，更换润滑油。,首 页,主菜单,目 录,50,5.2 内燃机润滑油Internal Combustion Engine Oil,首 页,主菜单,目 录,51,5.2 内燃机润滑油Internal Combustion Engine Oil,世界主要汽车公司推荐的换油期,首 页,主菜单,目 录,52,5.2 内燃机润滑油Internal Combustion Engine Oil,七、汽车柴油机油质量下降原因及改进方法,首 页,主菜单,目 录,53,5.2 内燃机润滑油Internal Combustion Engine Oil,续表,首 页,主菜单,目 录,
