《汽车发动机油》课件.ppt
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发动机油概述发动机油定义发动机油是一种专为内燃机开发的高性能润滑油,主要由基础油和添加剂组成。它是发动机正常运行的血液,在高温高压环境中确保各运动部件之间形成保护性油膜。现代发动机油已从简单的润滑物质,发展为具有多种功能的复杂配方产品,能够在极端工况下保持稳定性能。功能作用介绍发动机油在汽车动力系统中承担多重任务:润滑减磨、密封配合、冷却降温、清洁零部件、防锈防蚀、减震缓冲等。
汽车发动机油的历史发展1初期阶段(1886年)世界上第一瓶汽车专用机油在德国诞生,是随着奔驰发明第一辆汽车而出现的简单矿物油产品,主要提供基础润滑功能。2技术发展期(1930-1950年代)添加剂技术兴起,抗氧化剂、清净分散剂等功能性添加剂被开发应用,机油性能获得显著提升。API分级系统初步建立,为机油标准化奠定基础。3合成时代(1970年代至今)
发动机油在汽车中的作用润滑减摩在发动机内部形成润滑油膜,使运动零件(如活塞、轴承、凸轮轴)之间保持适当间隙,减少金属间直接接触,降低摩擦力和摩擦热,有效防止过快磨损。冷却散热机油循环流动时能带走工作表面的热量,辅助水冷系统散热。特别是在活塞顶部和环槽等水冷难以到达的区域,机油冷却作用尤为显著,可降低局部温度约15-20%。清洁零部件机油中的清净分散剂能包裹燃烧产生的积碳、金属磨粒等污染物,防止它们在发动机表面沉积形成油泥,保持关键部件如油道、喷嘴的清洁。防腐保护
发动机油与摩擦学摩擦学基础摩擦学是研究相对运动表面之间摩擦、磨损与润滑的科学。在发动机中,各运动部件之间存在三种基本润滑状态:流体动力润滑、边界润滑和混合润滑。流体动力润滑状态下,运动表面完全被油膜分隔,无直接接触,磨损极小;边界润滑状态下,表面微观凸起可能接触,此时添加剂的保护作用至关重要。润滑降低磨损原理机油通过形成稳定油膜,将摩擦副表面分离,将固体摩擦转变为液体内摩擦,显著降低摩擦系数。典型情况下,干摩擦系数约0.5-0.8,而充分润滑后可降至0.001-0.01。高品质发动机油能在高温高压下保持油膜强度,防止金属表面直接接触,同时特殊添加剂能在极端条件下形成化学保护层,进一步减轻磨损。
发动机油基础成分基础油(70%-90%)发动机油的主体成分,决定了机油的基本性能。可分为矿物基础油、半合成基础油和全合成基础油三大类。基础油提供基本润滑性能、粘度特性和溶解添加剂的能力。添加剂(10%-30%)现代发动机油中含有十余种功能添加剂,包括抗氧化剂、清净分散剂、抗磨剂、摩擦改进剂、抗泡剂、粘度指数改进剂等,共同赋予机油全面的保护功能。辅助成分(约1%)包括染色剂、气味调节剂等非功能性添加物,用于改善产品的外观、气味或标识作用,对机油基本性能影响较小。
基础油类型详解矿物油通过石油精炼得到的传统基础油,分子结构多样性大,具有较好的溶解性和密封性,价格相对低廉。优点:成本低,对橡胶密封件相容性好,密封性能优。缺点:抗氧化性能、温度适应性和剪切稳定性较差,使用寿命短。合成油通过化学合成方法制备的人工基础油,如聚α烯烃(PAO)和酯类(Ester),分子结构均一,性能指标优异。优点:极高的氧化稳定性,出色的低温流动性和高温稳定性,更长的使用寿命。缺点:价格昂贵,某些类型与密封材料相容性需特别考量。半合成油矿物油和合成油的混合物,通常合成成分占比为20%-30%,性能和价格介于两者之间。优点:平衡的性能价格比,比矿物油性能更好,比全合成油更经济实惠。缺点:在极端条件下表现不如全合成油,品质参差不齐。
添加剂类别与功能抗氧化剂防止机油氧化老化,延长使用寿命清净分散剂包裹污染物,防止沉积,保持发动机清洁抗磨剂/极压剂在高负荷条件下保护金属表面,减少磨损粘度指数改进剂稳定机油在不同温度下的粘度变化辅助添加剂防锈剂、防泡剂、倾点降低剂等
API发动机油分级介绍API分级体系起源美国石油学会(API)分级体系始于1947年,最初仅有三个等级。随着发动机技术进步和排放法规演变,分级系统不断更新,为全球机油性能设立了基准标准。汽油机油等级(S系列)从早期的SA逐步发展至最新的SP级(2020年推出)。每一级别对应更严格的要求,如SP级强化了低速预燃(LSPI)保护和链条磨损防护,适配最新汽油直喷涡轮增压发动机。柴油机油等级(C系列)从CA发展至目前的CK-4和FA-4等级。CK-4适用于2017年及之前的柴油发动机,提供更好的氧化稳定性和耐磨性;FA-4专为