粘度主要决定的是密封性,也影响到动力。
密封性是要保证混和气在压缩的行程中,尽量不泄漏,充分的让可燃气体都参与做工,不浪费燃料。密封性也是要保证混和气在燃烧过程中,体积急剧膨胀时,尽量不泄漏,产生的压强充分作用于活塞表面,让曲轴得到大化的Brookfield粘度计驱动力。间隙正常的小车,使用过高的黏度也会有一些相反的影响,那就是由于黏度的提高,使得活塞剪切的阻力增加了,机器其他部位的运转阻力增加了,与我们在前面希望动力大化输出的愿望相反。在已经保证密封性的前提下,通过选择低黏度机油来实现动力大化才是合理的。这里有个平衡,而不是一味的提高黏度。但是如果你的车用高了黏度才好用,只能说你的机器的间隙偏大。
燃烧做功的混合气能够达到500度以上,在点燃混合气做功,活塞向下运动只时,缸壁上部的残存油膜还能存在么?温度过了机油闪点之后,机油已经被气化了烧掉了。下一个排气行程,活塞向上运动时,油膜已不存在,机油还能起到抗磨保护作用的就是里面的抗磨添加剂在缸壁上形成的化学膜。(活塞上行时不是干磨,不要忘记活塞上有机油,如果活塞上没机油,立刻拉缸)另外不论是压缩行程还是做功行程,在上止点附近活塞受到的压力大,因曲轴环形工作,连杆绝大部分时间是倾斜的角度原因,活塞向单个侧面的压力也就越大,活塞环对于缸壁的剪切压力就极高,如果再加上告诉的剪切运动,此时会发生严重的边界摩擦,油膜破裂,起保护作用的也不是油膜而是化学膜。很多车使用机油的添加剂配方不够,所以它缸桶被磨成上大下小表现的就比较明显。
尽量的依赖和保持油膜是对的,可以尽量减少边界摩擦发生的时间。但是现实中边界摩擦是无法完全避免的,所以仅从抗磨角度来说,粘度不是重要的,重要的是机油添加剂配方是否够强悍。边界润滑只发生在缺机油的情况下,而且所谓化学膜仅能保持极短时间,所以只在极短时间内起作用,比如冷启动时,机油不仅仅提供密封性能,而是提供基本的润滑,所以较低的转数(较低的活塞线速度)和黏度适合的机油是保证发动机长寿命的关键。所以,同样基础油级别的机油,有可能一款低粘度机油,拥有很好的抗磨添加剂系统,比添加剂系统比较一般的高粘度系数机油,长期用下来抗磨效果都要好。如果添加剂配方特别,甚至会有越基础油级别的表现。机油选用是有取向性的,对于不同的设计方向的机油,API级别更不能直接表示抗磨保护性能。比如,摩托车因为没有三元,所以对于含磷量不讲究。任何的SG级别的摩托车赛车油,用在汽车里,其抗磨保护性能都会越SM级别对磨损的指标要求。
机油的稀稠主要意义是会影响到一定的密封性,包括活塞密封性和机油压力,从另一个角度来讲,就是重负荷或者温度比较高时,需要高一点的黏度来保证密封性。密封性保证扭力的输出。但从抗磨损角度来说,起到作用的不仅仅是油膜,更主要的是机油的添加剂配方,里面的抗磨添加剂系统起到关键的作用,而不仅仅是油膜,因为磨损是发生在工作过程中极限的边界摩擦情况下的,这时候磨擦副之间的油膜已不存在了,是起不到抗磨作用的。需要额外的化学成份来起到抗磨作用,比如锌和磷。
1、机油的粘度和密封性
矿物油的组成结构比较粗大,在缸桶上就好像是粗糙的水泥地上撒了一层有大小不均的小鹅卵石,容易被推土机的铲推走,推土铲容易把地面上的鹅卵石清理得很干净,地面的微小粗糙不平处也得不到鹅卵石的填补,推动过程中,铲的下沿和地面之间的密合性不好,会漏风。这里活塞环就相当于推土铲,缸壁就相当于有微小坑洼的水泥地面。而pao一类的全合成结构比较细大小整齐,相当于铺路用的碎石。这样推过后会有很多的不能完全被推走的小颗粒,这些颗粒恰好能够填补水泥地表面的不平整。他们就起到了密封作用。当然大量含酯的机油会更好,酯类就像热的沥青,沥青牢牢附着在了地面上的空间,等于是给水泥地面直接布了沥青和碎石的混合物,让你推。
车用的酯类机油一般都使用大量PAO来调和,等于沥青把PAO这样的碎石成份牢牢地拉住,使得油膜的附着力更好(效果近似柏油路哈)。活塞环剪切的压力,可以想象为那个推土机的铲在推的时候的向下压力,活塞运动的速度就想象为推土机的前进速度。那么关于基础油的选择自然要考虑驾驶惯。比较轻负荷或较低转速的机器,相当于铲子提得离地面比较高,那么厚厚的一层鹅卵石也可以推出很平整的路面。就是说条件要求不高的情况下,可以降低对基础油的要求。前面说的是基础油自身特点造成的密封性的区别。现在的高级矿物油,经过精炼加氢,等于是把鹅卵石的粒度进行了筛选,把过大的剔除掉了,或者干脆把鹅卵石粉碎成了粒度更小的碎石。对于半合成,就是小鹅卵石里面掺合了细碎石,也能提高密封性。
全合成想提高性能,不用说了,厂家只能掺和点点沥青进去。酯类油干脆就是铺柏油路的那种,热乎乎的碎石和沥青的混合物。
前面说的也是不同基础油的抗剪切附着能力。基础油能够抗剪切,并且能平整的跟剪切物密合,才存在密封。
我们发挥一下黏度与密封的关系,黏度可以想象为那些石子和石子之间的排列密合性。黏度越高,石子排列的越紧密,缝隙越小,填充的越平整。
黏度稳定性与温度的关系是这样的:
我们首先把石子膨胀系数放大了来想象。
假如本来就是个体比较均匀的细石子或小石子(PAO或者高精炼矿物),排列可以比较紧密,假如温度升高,他们都有一样大的膨胀量,虽然排列的紧密程度受到一些影响,那么他依然还算是紧密。也就是说温度变化对他的黏度变化影响相对较小。
假如大小不均的鹅卵石(普通矿物)受了热,那因为膨胀系数的影响,大的大了一倍,小的也大了一倍,但是相比起来,大小差异变得就更不均匀了。也就是表现出来的整体密合度不好,看上去大小分布更散乱了,机油所表现出来的就是黏度变差。这样的材料,按照上贴的联想,密封性肯定变差。
为了改善性能,厂家加入了保持高温黏度的稳定剂,就好像加了一些粗沙子进去。这样,虽然鹅卵石推出来那种颗粒比较粗的,所表现出来的不好的密封性能,因为有了一些细沙,可以显得更平整些。
当然,种的均匀细石子,加沙子也能提高性能,但是只需要稍加一些就OK了。
从趋势上来看,低黏度机油会越来越普及。目前新一代发动机机油规格LSAC Gf5已经在酝酿中,估计09年就可以出现这一规格的润滑油,现在大的汽车公司,比如GM,已经在路试,机油是5W20的黏度,但添加剂上作了极大的改进,比如广泛采用有机钼添加剂,并把多元醇酯混入到基础油中,已经极大的改进了摩擦,提高足够的抗剪切黏度。
在冷启动(此时因为机油还没来的及到达摩擦机件表面)靠的主要是添加剂,而在热启动时(行车后停车再启动,靠的就是残留油膜)。黏度高的油膜残留时间较长,黏度高的油膜也意味着油膜较厚,而厚的油膜通常可以实现更好的密封。但一个机油产品一定要评定它的综合的平衡的性能,而不能只看其中一项或几项,它一定是各方面都平衡的组合到一起,从而使这个机油的整体性能优越,这样的机油才能给发动机带来好的保护。而一个优异配方的开发是需要大量实验和调整的,期间所花费的成本相当之高,时间也相当之长,尤其在美国,一个新配方的申请,不经过实际的台架及实车实验是根本不可能得到API的。这也是各个润滑油工厂的核心技术,是他们生存竞争的法宝,因此,在这里顺便建议大家,一定要选择历史悠久的工厂的发动机油,因为他们的历史可以保证他们配方的可靠性,在所有润滑油当中,技术含量高的就是发动机油和atf(自动变速器油)诸位在选择这两种油品时务必谨慎,尤其是atf,选择不当可以损坏变速器。
珠海市锦河贸易发展有限公司 电话 3378319手机网址http://www.zh5117.com/