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高温下的机油 微观下的发动机

高速下的微观发动机

机油的油膜 | 隔空运动机件之间的接触

高温下的机油  微观下的发动机

发动机的机油所起的作用我们都知道,主要为润滑减磨、辅助冷却降温、密封防漏、防锈防蚀、减震缓冲等,其原因之一就是它可以在金属表面形成薄薄的保护层,而这个保护层就是油膜。

油膜在什么时候都存在,粘度高的机油就是油膜厚,稀的机油就是油膜薄。发动机运转时,只有油膜不破才能保护好发动机。油膜有很多种属性,每种属性的作用都不同。

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油膜属性之一:强度通过查询资料中显示,油膜强度有一个参数,叫“HTHS”。这个参数是油液在150℃时候通过毛细管粘度测试得到的表观粘度,也就是动力粘度。因HTHS正是反映了在活塞和气缸之间、轴与轴瓦之间的润滑油的附着能力,与润滑油中所添加的油性剂或极性剂有关,所以把它理解为油膜强度。

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极限驾驶、暴力驾驶,经常转速表干进红区,高速旋转的发动机以下特点:

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发动机高负荷、高速运转,机件之间相对运动产生正压力变大促使油膜强度减小,那么机油附着力下降。在这种情况下机油保持附着力就尤为重要。一旦油膜破裂,机件之间的摩擦加剧,机油损耗加大。

HTHS和烧不烧机油是直接相关的,机油消耗过大就是因为油膜强度太低,即HTHS低,所以就应该选择HTHS更高的机油。

油膜属性之二:厚度

既然有膜,就会有薄厚,油膜的薄厚是怎么衡量的呢?可以简单理解成: 粘度高的机油就是油膜厚,稀的机油就是油膜薄。为什么这么说呢?我们先来看一下粘度的定义。粘度是流体的内部阻力,因此润滑油粘度即通常所说的油的厚薄。

因此,当发动机运转时,只有油膜不破才能保护好发动机。如果运转中油膜薄,油膜破裂,发动机磨损会很大。这里涉及到一个关键的指标,就是100度运动粘度。100度与发动机水温对应,这个运动粘度反映了发动机运转时润滑油的流动性好坏和流动阻力。100度润滑油的粘度是运动粘度,表示这个润滑油所能形成的油膜厚度。此外,机油根据相应的100℃运动粘度和40℃运动粘度可以计算出所对应的粘度指数。

保证HTHS指数 对100度机油运动粘度评估选择

在关于HTHS的指标阐述中,我们提到了一个选油问题。其实,在满足HTHS要求的情况下选择机油的时候,我们对100度运动粘度也有要求。能低就别高。100度运动粘度主要用来描述除摩擦副外其余地方机油的状态,粘度低的话车子会感觉比较轻盈随之而来的就是动力性感觉上要好一些,同时燃油经济型也会有所帮助(即节省燃油)。当然,如果您对噪音十分介意的话,100度粘度稍高一些,对于发动机噪音控制会有帮助,这一点针对同系机油而言。

结论:在HTHS保证的前提下尽量选择100°c运动粘度低值的机油

在油膜厚度上,有人说机油越稠越好,这样油膜够厚,就能更好的保护发动机。这是一种认识上的误区,其实,发动机油的粘度过高或过低都不好,“合适的粘度”才是最好的。因为机油的粘度过大或过低,都会有以下几方面的缺点:

粘度过高,机油较稠,机油未能短时间内及时被运送至零部件之间,因此会加大启动时所受磨损,低温启动将变得困难、清洗作用和冷却散热作用变差、功率损失导致燃油消耗增大。

粘度过低,机油较稀,未能非常有效地被吸附在零部件之间,因此润滑抗磨和密封作用得不到很好的发挥,机油消耗量也增大。

一旦机油失去粘稠度,那么油膜也将失去保护的能力。

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如果机油中含较多的水时,就会使机油润滑性变差,粘度下降,机油油膜抗摩擦效果就会变差,机油变质在所难免,严重的可能会导致更加严重的事故,如发动机抱轴、烧瓦。

再者,由于活塞环或气缸磨损后并未发现,导致燃油长期窜入曲轴箱与机油接触,长期的高温致使机油变质、粘度下降、行成油膜的效果差等等。如此一来,油膜对活塞环与汽缸壁的润滑和密封效果渐渐失效,活塞环与汽缸壁的摩擦不断加大,长期如此,每当活塞做工一次,高温火焰进入曲轴箱的次数增加,恶性循环不断,最终导致曲轴箱内机油润滑失效,最终导致烧瓦等问题出现。

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德系发动机加工精度的问题确实存在,但被过于放大了,其实大众涡轮发动机的活塞缸套间隙较大更多的还是设计原因,因为德系发动机的设计思路就是用高温 涡轮来提高高转时的引擎工作效率,活塞与缸套之间的间隙是随着高温带来的金属膨胀系数加大而减小,而40粘度机油也在高温下变得粘度较低,从而适合润滑更细小的摩擦间隙。

而且有些车不同程度烧机油也是这个原因,在冷车时金属受热膨胀不足,活塞与缸套之间的间隙过大,加上冷车时的高油压,就会有更多机油窜入燃烧室,所以短途驾驶烧机油更为严重。

日系双田机头因为工作温度低得多,机头的金属遇热膨胀系数设计得就比大众小,活塞缸套间隙设计得也就比大众小,使用机油粘度低油压也没有大众高,所以烧机油的机率也比大众小得多,双田的高转做工效率也主要通过ivtec,ivvt这类可变正时气门技术来实现。

综上所述:

脱离开引擎和驾驶习惯谈粘度

那是在开玩笑

对粘度的要求

很大程度受限于引擎的工作温度

这就是发动机工作温度不同带来的粘度变化,也就是说本田使用0w20和大众使用0w40各自的高温粘度是差不多的,所以大众要求高温剪切值3.5,日系双田要求2.6都是完全合理和在安全范围的。

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责任编辑:beibeicui
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