由于发动机润滑油的工作条件非常恶劣,为保证发动机正常润滑,发动机润滑油的主要使用性能包括适当的黏度、良好的黏温性、较强的抗氧化安定性、良好的清净分散性、较好的抗腐蚀性和良好的抗磨性等。
1.适当的黏度
黏度是指润滑油在外力作用下当液体发生流动时分子间的内摩擦力。黏度是发动机润滑油的一项重要指标,是润滑油分类和使用的主要依据。对于汽车发动机来说,润滑油的黏度直接影响到发动机的启动性能、机件的磨损、燃料和油料的消耗以及功率的损失等。
黏度过小,就不易在摩擦表面形成足够厚的油膜,使机件得不到正常的润滑,以致加剧机件的磨损;同时由于润滑油黏度过小,会导致密封不良,气缸漏气,发动机功率下降,还会使混合气窜入曲轴箱使底壳内的润滑油变稀变质从而失去原有的性能。黏度小的润滑油其蒸发性能就好,当润滑缸壁时润滑油有可能参与燃烧,这样不仅增加润滑油的消耗还会使发动机工作不稳。
黏度过大,消耗在润滑油之间的摩擦功率就较多,造成发动机低温启动困难,降低了发动机的有效功率,增加了燃料的消耗。此外,由于润滑油的黏度过大,油的流动性就差,润滑油循环速度减慢,单位时间内流过摩擦表面的油量减少,从而降低了润滑油的冷却和清洗效果。所以,要求润滑油的黏度要适当,以免带来不必要的故障。
表示油料黏度的方法主要有动力黏度、运动黏度和条件黏度。我国润滑油规格中采用动力黏度和运动黏度表示。发动机使用的润滑油,其100℃运动黏度以100 mm2/s左右为宜,黏度指数应在90以上。润滑油的黏度受温度影响很大,所以在使用中应考虑其工作环境温度,以便选用适当黏度的品种。
2.良好的黏温性
润滑油的黏度是随温度的变化而变化的。当温度升高时,润滑油的黏度变小;温度降低时,黏度变大。润滑油的黏度随温度变化而变化的特性即为润滑油的黏温性。润滑油的工作温度范围很宽,发动机冬季启动时曲轴箱及摩擦表面的油温与气温相近,而发动机长时间运行后活塞区油温可达300℃左右。如果润滑油的黏温性差,即低温时黏度过大,而高温时黏度过小,会造成机件磨损和损坏。因此,为保证润滑油在高温和低温时都有适宜的黏度,要求润滑油必须具有良好的黏温性。
润滑油的黏温性可以用黏度指数来表示,它是发动机润滑油的一项重要指标。黏度指数越大,表明黏度受温度影响越小,黏温性越好。
为了提高润滑油的黏温性,通常在低黏度润滑油中添加黏度指数改进剂(增稠剂),使之能适应较宽温度范围的使用要求,这种油称为多级油。
3.较强的抗氧化安定性(www.xing528.com)
安定性是指润滑油在储存和使用过程中,抵抗氧化反应的能力。润滑油一旦和空气中的氧接触,就会发生氧化反应,从而引起润滑油变质,并腐蚀零件或影响发动机正常工作。常温下润滑油的氧化速度比较慢,但在高温时,氧化速度明显加快,尤其是在曲轴强烈搅拌下,飞溅的油滴蒸发成油雾,增大了与氧接触的面积,在金属催化作用下使氧化反应非常激烈,并生成氧化物。氧化物不仅会使油的外观和理化性能发生变化(颜色变暗、黏度增加、酸度增大),同时还会引起机件磨损、破坏发动机正常工作、加速润滑油的老化变质。因此,要求润滑油具有良好的抗氧化能力,特别是在高温下的抗氧化能力。为减少润滑油的氧化变质,延长其使用寿命,通常在油中添加各种性能良好的抗氧化添加剂。
4.良好的清净分散性
清净分散性是指发动机润滑油能抑制积碳、漆膜和油泥的生成或将已经生成的沉淀物给予清除的性能。
SH/T 0185—1992 直馏润滑油氧化安定性测定法
发动机在使用过程中,因受到废气、燃气、高温和金属催化作用,会生成各种氧化物,它们与金属磨屑等机械杂质混合在一起,在油中形成胶状沉积物附在活塞、活塞环槽上,形成积碳和漆膜,或沉积下来形成油泥,堵塞油孔等,从而使发动机散热不良、机件磨损加剧、油耗增加、功率下降等。清净分散性能良好的润滑油能使这些氧化物浮在油上,通过发动机滤清器将其过滤掉,从而减少以上不良因素的产生。因此,润滑油中通常加入清净分散剂,使润滑油具有良好的清净分散性。
5.较好的抗腐蚀性
腐蚀性表示润滑油长期使用后对发动机机件的腐蚀程度。无论润滑油的品质多么好,在发动机高温、高压和有水分的工作条件下,也会逐渐老化。润滑油中的抗氧化剂也只能起到抑制、延缓油料的氧化过程,减少氧化物的产生,但不能从根本上消除润滑油的老化问题。造成润滑油老化的主要原因是润滑油老化后产生的弱酸性物质,这些物质在高温、高压和有水分的条件下对金属起到腐蚀作用,特别是滑动轴承的耐腐蚀性较差,易被酸性物质腐蚀,产生麻点、凹坑、剥落等现象。为此要提高润滑油的提炼精度,减少酸值;或是添加防腐剂,使润滑油具有较好的抗腐蚀性。
此外,发动机润滑油还应有良好的抗磨性和抗起泡性等。
GB/T 391—1977 发动机润滑油腐蚀度测定法
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