汽车材料第二章.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第二章 汽车润滑材料,第一节 发动机润滑油,第二节 齿轮传动润滑油,第三节 润滑脂,第一节 发动机润滑油,一、发动机润滑油的功能,1.,润滑,润滑作用是发动机润滑油的主要功能。发动机在高速运转时，润滑油被发动机润滑系统送到各摩擦表面形成油膜，使金属间的干摩擦变成润滑油层间的液体摩擦，从而减少机件的磨损，保证机件的正常运转。,2.,密封,润滑油膜可以附在发动机内部运动部件之间的间隙,(,如汽缸和活塞之间的间隙,),内，这样既可以起到油封的作用，同时保证运动部件自由运转。,下,-,页,返回,第一节 发动机润滑油,3.,冷却,燃料在发动机中燃烧后产生的无效热能如不及时排出，发动机会因温度过高而损坏。在发动机工作时，润滑油不断通过从汽缸、活塞、曲轴等摩擦表面上吸取热量并把它传导到其他温度较低的零件上，其中一部分热量通过油底壳或机油散热器等外部机件消散到空气中，而大部分热量是传导至与冷却水接触的汽缸壁上，经冷却后被带出机体散掉。,4.,洗涤,发动机润滑油在循环过程中，能把附在摩擦表面上的脏杂物带走，当它们通过机油滤清器时，这些脏杂物被截留在滤清器中，而干净的润滑油又继续进行洗涤作用，这样反复循环可使机件保持清洁及正常运转。,上,-,页,下,-,页,返回,第一节 发动机润滑油,5.,防锈和消声减振,润滑油吸附在金属表面，能防止酸性气体和水对金属的腐蚀。发动机内部机件摩擦表面上的油膜不但能传递发动机工作时的冲击负荷，还能降低金属与金属之间的振动与噪声，有助于发动机平静工作。,二、发动机润滑油使用性能,1.,豁度和豁温性能,豁度是表示油料稀稠程度的一项指标，是润滑油分类和使用的主要依据。对于汽车发动机来说，润滑油的豁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损失等。,上,-,页,下,-,页,返回,第一节 发动机润滑油,润滑油的豁度是随温度的变化而变化的，温度越高，豁度越小,;,反之，温度越低，豁度越大。润滑油的豁度随温度变化的特性称为砧温性。,2.,氧化安定性能,氧化安定性是指润滑油在储存和使用中，抵抗氧化反应的能力。发动机润滑油在高温和曲轴的强烈搅拌及金属的催化等条件下，氧化反应变得非常剧烈，不仅使油的外观和理化性能发生变化，而且加速润滑油老化变质。,3.,抗泡沫性,润滑油在油底壳中，由于曲轴的强烈搅动和进行飞溅润滑的结果，很容易形成气泡，而且润滑油中其他的添加剂也能使油变成泡沫，含泡沫的润滑油润滑性能下降，同时易使机油,上,-,页,下,-,页,返回,第一节 发动机润滑油,泵抽空，导致故障。,4.,抗磨性,抗磨性是指润滑油在运动部件间形成油膜并保持油膜存在，防止金属之间相互接触的能力。现代汽车发动机具有高转速、大负荷的特点，为了保证润滑油有可靠的抗磨性，减少发动机内各运动部件之间摩擦造成的磨损和功率损失，在润滑油中加入适量的各种抗磨添加剂，以增强机件吸附油膜的能力，形成一层高熔点的有机油膜，减少磨损和摩擦损失，提高抗磨损的能力。,上,-,页,下,-,页,返回,第一节 发动机润滑油,5.,抗腐蚀性,润滑油在氧化过程中会产生弱酸性物质，这些物质在高温、高压及水汽存在等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。,6.,清洁分散性能,所谓清洁分散性是指润滑油能将发动机机件表面生成的胶状物、积炭等不溶物分散、疏松，使其悬浮在油中，不易沉积在机件表面，同时能将已沉积在机件上的胶状物洗涤下来的性能。,上页,下,-,页,返回,第一节 发动机润滑油,三、发动机润滑油在使用中的品质变化及检验法,1.,品质变化,发动机润滑油在使用过程中，由于受到机械杂质的混人和机油本身理化指标的降低,(,老化,),，油品必然会逐渐变坏。机油的“老化”是指机油在高温条件下进行氧化作用和氧化聚合作用，使机油产生变质、变色的现象。,2.,检验方法,(1),外观及气味检查用机油尺抽取部分机油，用眼观察，可大致分辨机油的污染情况。若机油比较清澈，表示污染不严重。但需注意，掺有浮游性添加剂的机油，在使用中会很快变成暗色，这是添加剂作用的结果，属于正常现象，切勿认为机油已经变质。,上,-,页,下,-,页,返回,第一节 发动机润滑油,(2),油滴斑点检查将机油滴一滴在滤纸上，,23 h,后即展示一个油斑痕迹，如,图,2-1,所示。斑点的核心是沉淀环，它是油内大颗粒杂质集中的地方，从颜色的深浅可以大致判断出油的污染程度,;,在沉淀环的外圈是一圈环带，它是悬浮于油内的细颗粒向外扩散留下的痕迹，其颜色越向外越浅,;,再向外是扩散环，从扩散环的宽度和颜色，可以判断出油内清洁添加剂对沉淀物的分散能力。,(3),爆裂试验把薄金属片或金属箔加热到,110,以上，然后滴上一滴机油，视其是否产生爆裂现象。,(4),利用油质分析仪检测油质分析仪有很多型式，原理各异，测量精度不一，操作方法也不相同。,上,-,页,下,-,页,返回,第一节 发动机润滑油,四、发动机润滑油的分类和产品规格,1.,分类,(1),按使用性能,(,使用等级,),分类参照国际通用的,API(,美国石油学会,),使用分类法，我国新的国家标准,GB/T 7631.3-1995,内燃机油分类,，将发动机润滑油分为汽油机油系列,(S,系列,),和柴油机油系列,(C,系列,),两大类。每一系列又按油品特性和使用场合不同，分为若干等级。汽油机油系列共有,SC,SD,SE,SF,SG,SH,六个等级,;,柴油机油系列共有,CC,CD,CD,一,II,CE,和,CF-4,五个等级。我国发动机润滑油分类见,表,2-1,上,-,页,下,-,页,返回,第一节 发动机润滑油,2),按豁度分类我国新的国家标准,GB/T 14906-1994,内燃机油砧度分类,，采用国际通用的,SAE(,美国汽车工程师协会,),豁度分类法，将润滑油分为冬季用油,(W,级,),和非冬季用油。,2.,产品规格,发动机润滑油产品代号是由品种代号,(,使用等级,),与牌号,(,砧度等级,),两部分构成的，每一特定品种都附有规定的牌号，产品按统一的方法命名。,随着发动机技术水平的不断升级，排放要求日益苛刻，压缩比日渐增大的趋势以及节油性能的提高，对发动机润滑油性能的要求也在不断提高，因此润滑油的种类和规格应随着不断更新，才能满足发动机性能不断提高的需要。,上,-,页,下,-,页,返回,第一节 发动机润滑油,五、发动机润滑油的选用,1.,按汽车使用说明书选用,由于润滑油对发动机的使用性能和寿命都有很大的影响，因此应该合理选用汽车的润滑油。严格按照汽车使用说明书规定选用相同系列、使用等级、黏度等级的润滑油。,2.,依据发动机使用燃料选用,根据发动机的使用燃料选择相对应系列的发动机润滑油，如汽油机选用,S,系列油,;,柴油机选用,C,系列油,;,石油气发动机选用石油气专用机油。,3.,机油使用等级的选用,上,-,页,下,-,页,返回,第一节 发动机润滑油,(1),汽油机油使用等级的选用由于汽油机工作条件的苛刻程度与发动机进、排气系统中有无附加装置及其类型有关，因此可按附加装置的类型来选用汽油机油的使用等级。,另外，对于从欧、美、日等汽车生产国进口的汽车也可以根据生产年份来大致区分汽油机油的使用等级。汽车的生产年份越靠后，其性能改进的越多，润滑油的工作条件通常要比早年生产的汽车苛刻。,(2),柴油机油使用等级的选用柴油机油的使用等级应根据柴油机的强化系数来确定，强化系数表示发动机的机械负荷和热负荷的总和，强化系数用,K,表示，可按下式计算,:,上,-,页,下,-,页,返回,第一节 发动机润滑油,4.,豁度等级的选用,机油砧度的选用应同时满足低温启动性和高温润滑性。,(1),依地区季节和气温选择根据地区、季节和气温选用豁度等级，并尽量使用多级油。常用发动机润滑油豁度等级与适用温度范围见,表,2-3,。,(2),根据发动机技术特性选用对于新发动机应选用豁度较小的机油，以保证在使用期内正常磨合,;,而使用较久、磨损较大的发动机则应选用豁度较大的机油，以维持所需的机油压力，保证正常润滑。,上,-,页,返回,第二节 齿轮传动润滑油,一、齿轮油的性能指标,1.,油性,齿轮油的油性是指润滑剂介于运动着的机件表面间，使之降低摩擦作用的性能。油性的好坏，主要取决于齿轮油化学组成有无对金属具有良好的亲和力和极压物质存在。,2.,极压抗磨性,齿轮油的极压抗磨性是指当摩擦面接触压力非常高时，油膜能抵抗破裂的性能。齿轮传动大都是滚动摩擦和滑动摩擦混合存在的线接触，造成极大的单位压力，特别是双曲线齿轮传动的单位压力更大。为了减少摩擦磨损，防止齿轮表面粘结或擦伤，一般在齿轮油中加入具有化学活性的含氯、硫、磷化合物等极压添加剂。,下,-,页,返回,第二节 齿轮传动润滑油,3.,豁温性,豁温性是齿轮油的豁度随温度变化的关系和程度。汽车传动机构由于温度变化大，如汽车减速器在冬季启动时的温度可能在,0,以下，而工作温度却在,80100,之间，有时高达,150170,。,4.,热氧化安定性,热氧化安定性是指油料在高温条件下，在空气、水和金属的催化作用下抵抗氧化的能力。,5.,低温流动性,齿轮油要求在低温时也能保持一定流动性，否则低温启动阻力增加，将使燃料消耗增多。,上,-,页,下,-,页,返回,第二节 齿轮传动润滑油,6.,防腐、防锈性,防腐蚀性是指保护齿轮不受腐蚀的性能。由于齿轮油中极压添加剂中所含的硫化物对金属有腐蚀作用，为了弥补这种缺陷，需要加入防腐蚀添加剂，使之在金属表面形成一层保护膜而具有良好的防腐蚀性能。,二、齿轮油的分类、品种和规格,1.,分类,与发动机润滑油一样，车用齿轮油的分类，通常以使用性能和豁度分类。,上,-,页,下,-,页,返回,第二节 齿轮传动润滑油,(1),按使用性能分类目前国际上广泛采用,API(,美国石油协会,),使用分类法，它按齿轮承载能力和使用条件不同，将车辆齿轮油分为,GL-1,GL-2,GL-3,GL-4,GL-5,GL-6,六个级别。,API,车辆齿轮油使用性能分级见,表,2,一,4,。,(2),按豁度分类我国润滑油豁度等级分类是采用美国汽车工程师学会,SAE,分类标准，共分为,0W,5W,10W,15W,20W,25W,20,30,40,50,60,号十一个级别。,2.,品种和规格,我国车辆齿轮油按质量分为普通车辆齿轮油、中负荷车辆齿轮油、重负荷车辆齿轮油,3,个品种。我国车辆齿轮油品种与,API,使用分类的对应关系见,表,2-5,。,上,-,页,下,-,页,返回,第二节 齿轮传动润滑油,(1),普通车辆齿轮油普通车辆齿轮油是由石油润滑油、合成润滑油及它们的混合分别加抗氧化剂、防锈剂、抗泡剂和少量极压剂等制成，适用于中等速度和负荷较苛刻的手动变速器和螺旋伞齿轮的驱动桥。,(2),中负荷车辆齿轮油中负荷车辆齿轮油是由精制矿物油加抗氧化剂、防锈剂、抗泡剂和极压剂等制成，适用于高速低转矩、低速高转矩条件下工作的各种齿轮和使用条件不太苛刻的双曲线齿轮。,(3),重负荷车辆齿轮油重负荷车辆齿轮油是由精制矿物油加抗氧化剂、防锈剂、抗泡剂和极压剂等制成，适用于高速冲击负荷、高速低转矩、低速高转矩条件下工作的各种齿轮，特别是客车和其他车辆的双曲线齿轮。,上,-,页,下,-,页,返回,第二节 齿轮传动润滑油,三、齿轮油的选用,齿轮油需要根据不同情形进行选用，具体如下。,1.,根据齿轮工作条件的苛刻程度选择使用等级,齿轮工作条件的苛刻程度是由齿轮的类型及其工作时的负荷和表面滑移速度决定的。普通齿轮传动可选用普通车辆齿轮油，双曲线齿轮传动必须选用双曲线齿轮油。,2.,依据季节气温选择砧度等级,齿轮的低温豁度达,150000,mPa,一时的最高温度决定其适用的最低气温，因此齿轮油的豁度等级一般是根据不同地区或季节的气温情况来选择的。气温高时，选择豁度高的齿轮油,;,反之，气温低时，选择豁度低的齿轮油。,上,-,页,返回,第三节 润滑脂,一、润滑脂的使用性能,1.,滴点,滴点是指润滑脂在一定试验条件下，从不流动状态转变为流动状态过程中滴出第一滴润滑脂时的温度，它是润滑脂的耐热性指标，能反映出润滑脂最高使用温度。滴点高的润滑脂，耐热性好，不易流失和变质失效。通常，润滑脂的使用温度应比其滴点低,2030,2.,安定性,(1),氧化安定性氧化安定性是指润滑脂在储存和使用中抵抗氧化的能力。润滑脂中的基础油和稠化剂与空气接触时，会在不同程度上被氧化，使其酸值增加，易腐蚀金属，稠度变小，使用寿命缩短。,下,-,页,返回,第三节 润滑脂,(2),胶体安定性胶体安定性是指润滑脂在储存和使用中避免胶体分解，防止液体润滑油被析出的能力。但若润滑油完全不分离出来，则它也起不到润滑作用。因此，对润滑脂的分油性能要有适当的要求，既不能太大，也不能太小。,(3),机械安定性机械安定性表示润滑脂在机械工作条件下抵抗稠度变化的能力。润滑脂在使用过程中因受到机械运转的剪切作用，稠化剂的纤维结构不同程度遭到破坏，使稠度有所下降。,3.,稠度,稠度是指润滑脂的稀稠程度。汽车上有些部位,(,如轮毅轴承等,),之所以使用润滑脂，就是因为它具有一定的稠度能附在,上,-,页,下,-,页,返回,第三节 润滑脂,摩擦面上，起到长久润滑作用。稠度通常用针入度表示。针入度是指用标准尺寸、形状和质量的金属锥体，在一定温度下沉入润滑脂内,5s,，其沉入深度,(,单位为,mm),的,1/10 mm,的数值。,4.,抗水、抗磨性,抗水性决定润滑脂是否适用于潮湿或有水的场合。抗水性差的润滑脂，遇水后稠度下降，甚至乳化而流失。,润滑脂的抗磨性是指润滑脂在运动部件间形成和保持油膜，防止金属之间相互接触的能力。润滑脂中的稠化剂本身就是油性剂，因此润滑脂的抗磨性能一般比基础油好。,上,-,页,下,-,页,返回,第三节 润滑脂,5.,防腐性,润滑脂能吸附在金属表面以保护金属不受外界物质的腐蚀，但是润滑脂本身如果含有过量的游离酸、碱或活性硫化物，或在储存、使用过程中因氧化产生有机酸，都可能腐蚀金属。,二、润滑脂的分类、品种和规格,1.,分类,(1),按基础油分为矿物油脂和合成油脂。,(2),按特性分为高温润滑脂、耐寒润滑脂、极压润滑脂。,(3),按用途分为减磨润滑脂、防护润滑脂、密封润滑脂。,(4),按稠化剂的类别分为皂基和非皂基润滑脂两大类。,上,-,页,下,-,页,返回,第三节 润滑脂,2.,品种和规格,汽车常用润滑脂的品种包括汽车通用锉基润滑脂和钙基润滑脂、钠基润滑脂等。,(1),汽车通用铿基润滑脂汽车通用铿基润滑脂是天然脂肪酸铿皂稠化低凝点润滑油并加入抗氧化剂、防锈剂制成的。根据国家标准,GB/T 5671-1995,规定，汽车通用铿基润滑脂的针入度范围为,265295,，稠度为,2,号，滴点达,180,。,(2),钙基润滑脂钙基润滑脂是由动、植物脂肪酸钙皂稠化矿物润滑油以水作为胶溶剂而制成的。根据国家标准,GB491-1987,规定，钙基润滑脂按针入度分为,1,号、,2,号、,3,号、,4,号四个牌号。钙基润滑脂可用于汽车、拖拉机及其他机械设备使用温度为,-1060,。,上,-,页,下,-,页,返回,第三节 润滑脂,(3),钠基润滑脂钠基润滑脂是由动、植物脂肪酸钠皂稠化矿物润滑油制成的。根据国家标准,GB 492-1989,规定，钠基润滑脂按针入度分为,2,号和,3,号两个牌号。,三、润滑脂的选用,1.,工作温度,若考虑的是温度对润滑脂的影响，就应该选用合适的滴点。工作温度越高，选用的滴点也越高。,2.,运动速度,若对润滑脂影响最大的是运动速度，就应该选用合适的砧度指标。,上,-,页,下,-,页,返回,第三节 润滑脂,3.,承载负荷,若负荷是影响润滑脂的主要因素，就应该考虑针入度指标。承载负荷大的，应选针入度小的指标，以免润滑脂被挤压出来,;,反之，应该选用针入度较大的润滑脂。,上,-,页,返回,图,2-1,机油斑点示意图,返回,表,2-1,我国发动机润滑油分类,(,摘自,GB/T 7631.3-1995),返回,表,2-3,常用发动机润滑油勃度等级与适用温度范围,(,供参考,),返回,表,2-4 API,车辆齿轮油使用性能分级,返回,表,2-5,我国车辆齿轮油品种与,API,使用分类的对应关系,返回,