第一章 润滑油的基础知识
一、 润滑油基本常识
汽车用润滑剂有内燃机油、齿轮油和润滑脂等。润滑油是各种发动机上使用最广泛滑剂,
它的作用是:润滑作用、冷却作用、保护作用、清洁作用等。
汽油机润滑油是从地下油井开采提炼的,这种未经任何提炼的润滑油不适用于发动机,
所以必须再进严格提炼,加入多种元素,以便有效地抑制严寒及高温时的不稳定状态。
齿轮油又名传动润滑油,主要用于润滑汽车、拖拉机传动系中的变速器、减速器和差速器的各种齿轮,齿轮油的粘度较润滑油大,略呈黑色,因此也称其为黑色。由于齿轮的齿形不同,对齿轮油的要求也不同,一般分为普通齿轮油和双曲线齿轮油。两者应按说明书要求的品种加注,不能混淆。
润滑脂含有稠化剂,起性质与润滑油不同。由于绝大多数润滑脂是半固体,在常温下能保持自己的形状,在垂直表面不流失。润滑油一般呈黄色,所以俗称黄油。润滑脂广泛用于润滑汽车各种轴承、衬套和钢板弹簧等。
二、 如何选择润滑油
因为发动机油按发动机的型式分为汽油发动机和柴油发动机,发动机油也相应分为汽油
发动机油和柴油发动机油,发动机油的品质分类采用APIS后跟一英文字母和APIC后跟一英文字母来分别表示汽油机油和柴油机油,后跟的字母排序越靠后表示级别越高。如APISH级高于APISG级,因此选用发动机油时一定要先确定是选用汽油机油还是柴油机油。如发动机油的包装上表示APISH/CD,则表示该机油用作汽油机油级别达到SH,用作柴油机油,则级别达到CD.
按目前来讲,API的级别都是向下兼容,API SL质量级别的机油可以用于要求API SH机油的发动机。如果条件允许,尽量选用更高级别的发动机油,因为它能对发动机提供更好的保护。一般的来讲,发动机油的质量级别越高,价格越贵。但不能反过来讲。
选择发动机油要根据车厂的说明要求来确定使用相应的质量级别或更高的级别。选择发动机油还要考虑季节的变换。因为油品的粘度会随温度变化而变化,冬天粘度变稠,夏天粘度变低,因此在非常炎热的地区,尽量选择油品粘度稍高一点的机油。在寒冷的季节,可使用较稀的机油。但现在高质量的机油可以同时用于多种气候条件下。如DP质量0W-40。
路况对发动机油的选择影响不大,但路况在很大程度上会影响到机油的寿命,路况较差的地区,应缩短机油的换油周期。
另外,新的发动机设计的要求,由于采用了电子控制燃油喷射、催化转换器、EGR、PCV和涡轮增压、中冷等技术,发动机的工况更加严格,选用高质量级别的发动机油也可以延长发动机寿命,降低燃油消耗,减少磨损,延长换油周期,节省机油,节约维修费用及提高效率。高级别的发动机油可以替代低级别的,而低级别的发动机油不能用于高级发动机。
现市面上机油品种很多,两种不同品牌的机油最好不要混合使用,因不同品牌的油品采用的添加剂可能不同,混合可能会造成油品变质。如一定要混用,可先做两种油品的相容性试验,如相容则可以,但这样使用,新油的品质会下降很多。
润滑油市场鱼龙混杂,如何辨别润滑油的好坏呢?一般光凭外观很难区分发动机油的品质高低,因此购买机油时要注意应尽量选择知名品牌的润滑油,尽可能到知名品牌的专卖店去购买,根据APE表示的机油质量等级来辨别品质高低、油品的包装上生产厂家的地址、生产日期、批号是否完整清晰。
1.根据车辆的负荷与转速选用。负荷高、转速低一般选用粘度大的机油;负荷轻、转速高一般选用粘度小些的润滑油。
2.根据内燃机工作的苛刻程度,汽油机油根据发动机压缩比和是否有曲轴箱正压换气,废气再循环、涡轮增压以及催化转换器等选用。通常,压缩比大于8.5,具有上述附属装置的汽油发动机至少应选用SF质量档次以上的汽油机油。柴油机油第一环槽温度大于250℃,强化系数在50以上者最低应选用CD质量档次的柴油机油。
3.根据发动机机油容量大小选用。机油容量大,对机油质量档次要求和缓;机油容量小,对机油质量档次要求高。一般欧洲产的发动机体积不大,机油容量小,功率大,因此要求使用质量较高档次的润滑油。
4.根据地区、季节、气温选用不同粘度和级别的内燃机油。冬季温度低的地区选用粘度低的内燃机油,反之,则选用粘度高的内燃机油。
5.根据发动机的使用情况选用内燃机油。新发动机应选用粘度小的油,而使用较长,磨损较大则应当使用粘度较大的机油。
为了简化内燃机油品种,便于管理和防止用错机油,对大型混合(汽、柴油发动机兼有)运输车队或作战部队,希望汽油机油和柴油机油通用。即一种车用内燃机油既可用于汽油机润滑,也可用于柴油机润滑。我国已研发生产了SD/CC,SE/CC,SF/CD,SJ/CF-4通用内燃机油。多级通用内燃机油是目前车用内燃机油的主流。它品种简化,方便生产、储存、运输和使用,可带来明显的经济效益。
汽车用内燃机油的选择必须十分谨慎,因为整个车辆操作运行费用的80%是燃料、维修和折旧,其中润滑油的使用仅占操作运行费用1%,因此,希望用户在选用内燃机油时,绝不要贪图廉价、选用低档次、劣质的机油,宁选用高质量档次的润滑油,也不要用劣质或低档机油。否则,导致发动机故障,维修损失更大,等不偿失。图表中列出了汽油车和柴油车推荐使用的部分国产机油。
三、 通常内燃机润滑油分为二种:柴油机油,汽油机油。
以S开头的机油为汽油机油,以C开头的为柴油机油。等级计算:按26个英文字母序
往下算,越往下的字母等级越高。如:SF比SG低,SG比SH低(柴油机油同上.....)
API为美国石油学会,SAE为美国汽车工程师协会。API为油品等级,SAE为油品粘度,机油的粘度通常为:5W-30、10W-30、10W-40、15W-40、20W-50还有20W-40。有些CF-4/SG,CH-4/SJ,CI-4/SL这些为通用发动机用油,就是汽油发动机、柴油发动机都可用。等级越高的油越好,柴油机油还有CF-4,CH-4等,这样的机油比CF、CH的还好。
选用油品粘度是不要以为也是越高的粘度越好,油品粘度应随当地气温选用粘度级别适用的气温范围。
粘度 | 温度(℃) | 季节 | 我国地域 |
30 | 0~+30 | 夏季 | 东北西北 |
40 | 0~+40 | 夏季 | 全国各地 |
50 | +5~+50 | 夏季 | 南方 |
5W/30 | –25~+30 | 冬夏通用 | 东北西北 |
5W/40 | –25~+40 | 冬夏通用 | 东北西北 |
10W/30 | –20~+30 | 冬夏通用 | 华北、中西部 |
10W/40 | –20~+40 | 冬夏通用 | 华北、中西部 |
15W/40 | –15~+40 | 冬夏通用 | 华北、中西部 |
20W/50 | –15~+50 | 冬夏通用 | 黄河以南 长江以北 |
机油的粘度:适合的粘度是摩擦表面建立油膜的首要条件,粘度大,则流动性差,起动瞬间更易磨损,粘度低则润滑不足,发动机运转后,也会造成磨损。一般来讲新车和新大修的车应使用粘度较低的机油,特别是刚大修的车辆磨合期间一定不要使用粘度过高的机油,因为这时的发动机各部分配合间隙很小,粘度高的机油流动性又不好,这样就会导致发动机散热及润滑不良,使润滑油老化加快,发动机磨损加剧。
环境温度:应根据所在地区的气温来决定机油的粘度。一般来说冬季应选用复式粘度的机油保证机油的低温流动性能。夏季主要是考虑机油的粘度保持,因为夏季温度较高粘度太低的机油不能保持足够的机油压力,使发动机得不到润滑。
五、润滑油作用
(1)润滑作用:发动机在运转时,如果一些摩擦部位得不到适当的润滑,就会产生干摩擦。实践证明,干摩擦在短时间内产生的热量足以使金属熔化,造成机件的损坏甚至卡死(许多漏水或漏油的汽车出现拉缸、抱轴等故障,主要原因就在于此)。因此必须对发动机中的摩擦部位给予良好的润滑。当润滑油流动到摩擦部位后,就会粘附在摩擦表面上形成一层油膜,减少摩擦机件之间的阻力,而油膜的强度和韧性是发挥其润滑作用的关键。
(2)冷却作用:燃料在发动机内燃烧后产生的热量,只有一小部分用于动力输出以及摩擦阻力消耗和辅助机构的驱动上;其余大部分热量除随废气排到大气中外,还会被发动机中的冷却介质带走一部分。发动机中多余的热必须排出机体,否则发动机会由于温度过高而烧坏。这一方面靠发动机冷却系来完成,另一方面靠润滑油从气缸、活塞、曲轴等表面吸收热量后带到油底壳中散发。
(3)洗涤作用:发动机工作中,会产生许多污物。如吸入空气中带来的砂土、灰尘、混合气燃烧后形成的积碳,润滑油氧化后生产的胶状物,机件间摩擦产生金属屑等等。这些污物会附着在机件的摩擦表面上,如不清洗下来,就会加大机件的磨损。另外,大量的胶质会使活塞环粘结卡滞,导致发动机不能正常运转。因此必须及时将这些污物清理,这个清洗过程是靠润滑油在机体内循环流动来完成的。
(4)密封作用:发动机的气缸于活塞、活塞环于环槽以及气门于气门座间均存在一定间隙,这样能保证各运输之间不会卡滞。但这些间隙可造成气缸密封不好,燃烧室漏气,结果是降低气缸压力及发动机输出功率。润滑油在这些间隙中形成的油膜,保证了气缸的密封性,保证气缸压力及发动机输出功率,并能阻止废气向下窜入曲轴箱。
(5)防锈作用:发动机在运转或存放时,大气、润滑油、燃油中的水分以及燃烧产生的酸性气体,会对机件造成腐蚀和锈蚀,从而加大摩擦面的损坏。润滑油在机件表面形成的油膜,可以避免机件于水及酸性气体直接接触,防止产生腐蚀、锈蚀。
(6)消除冲击载荷:在压缩行程结束时,混合气开始燃烧,气缸压力急剧上升。这时,轴承间隙中的润滑油将缓和活塞、活塞销、连杆、曲轴等机件所受到的冲击载荷,使发动机平稳工作,并防止金属直接接触,减少磨损。
六、润滑油必须满足的性能要求
(1)适宜的粘度和良好的耐温性能:润滑油的粘度关系发动机的起动性、机件的磨损程度、燃油和润滑油的消耗量及功率损失的大小。机油粘度过大,流动性差,进入摩擦面所需时间长,燃料消耗就会增大,机件磨损增大,清洗及冷却差,但密封性好;粘度过小,不能形成可靠油膜,不能保持润滑,密封性差,磨损大,功率下降。所以粘度过大、过小都不好,应当适宜。发动机润滑油应用的工作温度范围很广,在300℃左右要求它有足够的粘度保证润滑;子0℃以下,甚至-40℃时要求它有足够的流动性,以保证顺利起动。所以要求粘度特性和耐温性好。
(2)清净分散性能好:润滑系统产生的油泥等污垢过多时会从油中析出,造成机油滤清器和油孔堵塞、机油的流动性差、活塞环粘着、燃油油耗增大、功率降低等现象。为防止上述故障,必须要在润滑油中添加加油溶性的清净分散剂。清净分散剂主要分为金属型清净剂和无灰型分散剂。其中,金属型清净分散剂能防止活塞环槽中的油泥沉积,对活塞环区的清净能力好,单独使用时称为清净剂;无灰型清净剂对防止环槽中的油泥能力差,但促使油泥在油中分散的能力强,有时单独称为分散剂。两者最好复合使用。
(3)良好的润滑性:发动机使用的大都是滑动轴承,而且要承受很大的负荷,如主轴承为5″10Mpa(汽)和10-20Mpa(柴),连杆轴承为7-14 Mpa(汽)和12-15 Mpa(柴),个别部件更可达到90 Mpa。发动机润滑油在高负荷、高压的条件下,必须有良好的润滑性。
(4)酸中和性好:燃油尤其是柴油中,含有大量的硫成分,燃烧后产生的酸性气体与水结合形成硫酸或亚硫酸等溶液。这些酸会对发动机的金属产生腐蚀。因此要求润滑油具有很好的与酸中和能力,减少燃烧产生的酸性物质对发动机的损害。
(5)抗氧化及热氧化性能好:润滑油会在高温下于氧结合,其氧化生成物使润滑油变质失效,这是造成发动机许多故障的主要原因之一。润滑油中应添加各种抗氧化添加剂,避免其氧化变质。
(6)良好抗泡沫性:由于曲轴的强烈搅动和飞溅润滑,容易使润滑油生成气泡,润滑性能下降,并能导致机油泵故障。因此,润滑油中必须加入良好的泡沫抑制剂产品,抑制泡沫的产生,保持润滑油的功能。
七、粘度的含义
粘度表示机油是稀还是稠。较稠的机油流动性较差,会导致大量的能量损失在克服润滑油内部阻力上,但它能够在机件表面形成较厚的润滑膜,故此适合在较高温度及重负荷的情况下工作。反之,较稀的机油形成的油膜较薄,但流动性佳、阻力下,适合在低温、低负荷的情况下运转。一般来说,温度每升高20摄氏度,机油黏度就会降低一半。
好了,买机油的时候如何辨识粘度是否符合需要呢?多数的机油罐上会有SAE15W-40、SAE 5W-50这样的标记。其中,SAE代表美国汽车工程师协会,世界各国普遍采用由他们订定的机油粘度标准;W代表冬季使用的机油,前面的数值越小,代表可供使用的环境温度越低,一横后面的数值则代表非冬季使用系列,数值越大,可供使用的环境温度越高。问题来了,现在是两组数值都有,那代表什么?这就代表这种机油是先进的“多级机油”,适合从低温到高温的广泛区域,粘度值会随温度的变化给予发动机全面的保护。
一般说来,可依据车辆所在地常年气温,选择机油,具体见机油推荐使用表:
环境温度(℃) | 建议粘度(SAE) |
-30~35 | 5W-50,10W-50,10W-60 |
-30~15 | 5W-30,5W-40 |
-15~15 | 10W-30,10W-40 |
-15~40 | 15W-40,15W-50,20W-40,20W-50 |
八、机油的更换和消耗
在选择机油时,不仅要认准机油的牌号和价格,同时也必须按汽车所要求的等级进行选购,通常汽车使用手册上有标明。但不管选择多好、多贵的机油,定期换油还是很重要的。
汽车使用手册上会标明规定机油的更换周期,以最长的行车里程计算更换机油时间当然能提前更换就更好。一般来说,越是高性能的发动机,其技术水平越先进,制造精度也越高,结果是发动机及温度上升更快、更高,这样对机油的要求也更严格。
以往,新车第一次更换机油的行车里程一般为1000KM,现在,普通轿车的机油更换里程已提升至5000KM,而进口的高级轿车更在10000公里以上。就汽车的使用性质分类,私人用车一般在使用不是特别多的情况下,机油更换里程可以在10000KM以上或更长,至于公务用车,尤其是出租车,则最好在8000KM就更换机油。
九、纠正错误观念
有些私家车主认为,他的车用得特别少,一年才跑6000公里,所以2、3年才更换一次也没有问题,这是一个非常错误的观念,其实,机油在汽车不使用期间是会氧化的,因此更换机油的标准,不能单纯看行车里程,时间太长,机油的品质将会大幅度下降,而且机油在工作期间还有一个消耗量的问题。
在4冲程发动机正常工作期间,有小部分机油会由各种通道,如进排气门杆和气门导管之间的间隙,以及活塞与气缸筒之间的间隙,进入气缸中被燃烧。虽然这种机油的消耗量十分有限,但发动机在长期使用后,机油量仍会一点一点地减少,所以必须定期检查。有些节俭的车主的做法是,每当发现机油量不足时,就加进去一些,其实这种做法也是不完全正确的,因为长期添加而不更换机油,即使定期更换机油滤清器,在发动机内的部分,杂质仍然得不到彻底清除,必然会影响发动机性能的发挥。
第二章 影响发动机润滑油消耗的因素分析及选择
发动机润滑系列是发动机的重要组成部分,润滑油在发动机运转过程中所起的作用是非常重要的,概括起来主要有润滑、冷却、密封、减振、缓冲、清洁和防腐蚀等几个方面。所以,对发动机润滑油的消耗应给予足够的重视,时时加以注意,进行测量和记录,并做为每次保养工作的重要项目之一。大量的事实证明,润滑油的消耗量是衡量汽车发动机工作质量好坏的重要指标。以国产发动机为例,一般新出厂的发动机在各部调整良好的情况下,润滑油的消耗量大约为燃料油消耗量的0.5%左右,当运转500h以后,润滑油的消耗量可达到燃料油消耗量的1%-3%,严重磨损的发动机润滑油的消耗量可达到8%甚至更高,但是,经过激光处理的缸套另当别论。要准确地规定发动机润滑油的消耗量是非常困难的,因为发动机在运转过程中,润滑油底消耗量是由许多复杂因素共同影响的,是根据发动机的构造特点、润滑形式、磨损程度、活塞环的形态、工作状况和工作条件,润滑油的品质等的变化而变化的。
为了延长发动机的使用寿命,保持发动机的技术状况良好,分析和研究发动机润滑油的消耗是非常重要的,概括起来有以下几个发面:
一、 润滑油在燃烧室中被烧损造成润滑油消耗
1. 气缸形状误差过大,造成活塞与气缸壁间隙增大对润滑油上窜的影响。气缸的
形状误差主要指气缸的圆度和活塞的圆柱度,气缸的圆度和活塞的圆柱度超过规定值时,会引起活塞与气缸壁密封不良,径向间隙增大,润滑油很容易窜入燃烧时被烧掉。一般情况下圆度误差超过0.07mm或圆柱度误差超过0.15mm时其密封性就很差了,应及时修正或更加通畅,使润滑油窜入燃烧室的量也越多,烧掉的也越多。事实上,润滑油的烧损是不可避免的,只能设法将其降低到最低限度。润滑油一部分通过活塞与缸壁的间隙直接进入燃烧室被烧掉;一部分过活塞环被一步步泵送进燃烧室而烧掉。活塞环就像油泵一样,将气缸壁和活塞上的部分润滑油带进燃烧室而被烧掉。因此,如何阻止润滑油窜入燃烧室被烧掉的同时还沉积出大量的积碳和胶状混合物,致使活塞环槽上的泄油孔被堵塞,使窜入燃烧室的润滑油增多,并会影响到气环,使气环的开口处被胶着张不开,从而使润滑油上窜更加剧烈,加速了润滑油的消耗,也就是说,活塞与缸壁的磨损越厉害,气缸的形状误差也就越大,活塞环的技术要求被破坏得越厉害,致使润滑油窜入燃烧室被烧掉的量也越大。
2活塞环技术状况对润滑油上窜的影响活塞环的品质对润滑油上窜引起润滑油消耗量增大起来着很大的作用。活塞环的品质主要是指它的结构、形状、弹力、材质、表面处理及和气缸壁接触后的密封情况等。谈到活塞环对润滑油上窜的影响。首当其冲的就是油环,根据使用情况来看,组合环的优势还是明显的。油环和活塞环槽上的泻油孔及环槽不得被积碳和胶质混合物(油泥)堵塞,否则润滑油将大量上窜至燃烧室。引起润滑油上窜,气环也起着很大的作用。现在的气环基本上都采用扭力环和截锥环,扭力环在工作中由于断面的不平衡而产生扭转,从而减少了向上泵油的作用,加强了密封性,同时也增强了活塞环与缸壁的磨合,使高温废气不易从环面通过,润滑油的上窜烧损大为减少。但是扭力环和截锥环是有方时区的,使高温废气不易从环面通过,润滑油的上窜烧损成倍地增长。另外,活塞环在装入活塞前一定要进行漏光度检查,不能忽视这一点,而只检查开口间隙。如果活塞环与气缸壁接触不良,漏光度大,会造成润滑油上窜。再则活塞环的弹力(尤其是油环的弹力)亦是不可忽视的,弹力不够或是弹力降低过快都会使润滑油的消耗量增大。另外应该注意的是,进口的活塞环有英文字母“UP”的表示向上,一般只要是带字母或数字的一面都应朝上装。
3.气门导管与气门杆磨损过甚对润滑油上窜的影响 气门导管与气门杆的配合间隙应符合厂家的规定,如配合间隙过大或磨损超标都会使润滑油顺导管而被吸入燃烧室,尤其是顶置式气门,如磨损过大甚使配合间隙过大,或油封损伤都会使大量的润滑油顺气门杆而下,流入燃烧室,造成润滑油消耗量大增。
4.连杆轴承和曲轴轴承的配合间隙过大也会使溅落到汽缸壁上的润滑油增多,增加了润滑油上窜燃烧室被烧掉的机会。
5.发动机的转速对润滑油上窜也有很大的影响,随着发动机转速的增高,润滑油的消耗也增加,一方面是由于飞溅润滑油部分溅落在汽缸壁上的润滑油增多;另一方面,由于转速增高也使活塞环带入燃烧室的润滑油增高。有资料表面,发动机曲轴转速增加一倍,润滑油的消耗要增加五倍左右。当然,发动机转速增高伴随而来的是温度增高,漏气量也会增高,而使润滑油的烧损增加。经常超载、超负荷运行,肯定会使润滑油耗量增大。
二、发动机润滑油蒸发引起润滑油消耗
发动机润滑油的蒸发损耗是由润滑油的品质决定的。其中,主要是润滑油的分馏组成和发动机的热状况。润滑油蒸馏成分越轻,蒸发就越快,润滑油的消耗也越多。发动过热,溅落到发动机零件上的润滑油蒸发得就快。所以,发动机的工作温度一定要控制在厂家设计的范围之内。另外,曲轴箱通风受阻也会引起曲轴箱内压力增高,温度增高,使润滑油产生蒸发损耗,并为润滑油上窜创造了绝好的机会。
三、发动机润滑油的更换造成的润滑油消耗
发动机润滑油在使用一段时间后,由于氧化、分解、聚合等因素的影响,会沉积出大量的积碳和胶状混合物,润滑油的品质会大大下降,所以要定期更换、注入新油。更换的次数越多,润滑油的消耗当然也越多,这主要与润滑油的品质有关。高质量的添加剂是提高润滑油品质的有效手段。这是个高技术问题,关于这一点不管是在国内还是国外都是十分保密的。应当尽量减少润滑油的更换次数。比如厂家要求每8000-10000km更换一次,则可把发动机保养好,争取在高限位换油。但是,使用已需要更换的润滑油或者变质的油,机件的磨损会成倍地增长。为了更好地养护发动机和延长其使用寿命,唯一的办法就是根据发动机厂家的要求养护发动机,定时更换机油滤清器、按时、按质、按量地更换润滑油。
四、 发动机润滑油的渗透造成的消耗
发动机润滑油的渗漏主要表现在润滑油的油路中,如接头松弛、油管破裂、油底壳等处衬垫破损或油封密封件封闭不良造成的渗漏,并可引起发动机烧瓦、拉缸等事故、严重的还会捣毁发动机。这种事故的产生,主要是操作者责任者责任心不强造成的,这都是可以避免的,润滑油消耗过多,发动机内部会很快被大量的积碳和胶状混合物积碳,加快发动机磨损,降低使用寿命。综上所述,发动机的润滑油消耗量是评估发动机工作品质好坏的重量标志,也是反映一台发动机技术状况的主要标志,因此我们一定要随时注意发动机润滑油的消耗情况。
五、 如何选用发动机油
(一) 根据您的车型选用质量等级
首先参照“汽车说明”选定合适的级别,如:桑塔纳、捷达要求至少选用SF级汽车机油。然后根据您的汽车具体使用条件做些调整,如:城市出租车常处于停停开开状态,载货车重负荷长距离行驶,空气中灰尘大等原因都会加速机油变质,此时最好选用高一级别的发动机油。
(二) 根据气候选定粘度等级
参照图表选用合适的粘度等级。这样才能保证发动机既能在低温时顺利起动,又能在高温时保证润滑油和密封。另外尽可能选用冬夏通用机油,即多级油。如15W-40可适用于-20℃至40℃的温度范围内,可在气候温和的地区一年四季通用。更重要的是:多级油的低温性能和粘温性能好,既可以油效减少发动机的磨损,还可节省燃油。
第一章 润滑油的基础知识
一、 润滑油基本常识
汽车用润滑剂有内燃机油、齿轮油和润滑脂等。润滑油是各种发动机上使用最广泛滑剂,
它的作用是:润滑作用、冷却作用、保护作用、清洁作用等。
汽油机润滑油是从地下油井开采提炼的,这种未经任何提炼的润滑油不适用于发动机,
所以必须再进严格提炼,加入多种元素,以便有效地抑制严寒及高温时的不稳定状态。
齿轮油又名传动润滑油,主要用于润滑汽车、拖拉机传动系中的变速器、减速器和差速器的各种齿轮,齿轮油的粘度较润滑油大,略呈黑色,因此也称其为黑色。由于齿轮的齿形不同,对齿轮油的要求也不同,一般分为普通齿轮油和双曲线齿轮油。两者应按说明书要求的品种加注,不能混淆。
润滑脂含有稠化剂,起性质与润滑油不同。由于绝大多数润滑脂是半固体,在常温下能保持自己的形状,在垂直表面不流失。润滑油一般呈黄色,所以俗称黄油。润滑脂广泛用于润滑汽车各种轴承、衬套和钢板弹簧等。
二、 如何选择润滑油
因为发动机油按发动机的型式分为汽油发动机和柴油发动机,发动机油也相应分为汽油
发动机油和柴油发动机油,发动机油的品质分类采用APIS后跟一英文字母和APIC后跟一英文字母来分别表示汽油机油和柴油机油,后跟的字母排序越靠后表示级别越高。如APISH级高于APISG级,因此选用发动机油时一定要先确定是选用汽油机油还是柴油机油。如发动机油的包装上表示APISH/CD,则表示该机油用作汽油机油级别达到SH,用作柴油机油,则级别达到CD.
按目前来讲,API的级别都是向下兼容,API SL质量级别的机油可以用于要求API SH机油的发动机。如果条件允许,尽量选用更高级别的发动机油,因为它能对发动机提供更好的保护。一般的来讲,发动机油的质量级别越高,价格越贵。但不能反过来讲。
选择发动机油要根据车厂的说明要求来确定使用相应的质量级别或更高的级别。选择发动机油还要考虑季节的变换。因为油品的粘度会随温度变化而变化,冬天粘度变稠,夏天粘度变低,因此在非常炎热的地区,尽量选择油品粘度稍高一点的机油。在寒冷的季节,可使用较稀的机油。但现在高质量的机油可以同时用于多种气候条件下。如DP质量0W-40。
路况对发动机油的选择影响不大,但路况在很大程度上会影响到机油的寿命,路况较差的地区,应缩短机油的换油周期。
另外,新的发动机设计的要求,由于采用了电子控制燃油喷射、催化转换器、EGR、PCV和涡轮增压、中冷等技术,发动机的工况更加严格,选用高质量级别的发动机油也可以延长发动机寿命,降低燃油消耗,减少磨损,延长换油周期,节省机油,节约维修费用及提高效率。高级别的发动机油可以替代低级别的,而低级别的发动机油不能用于高级发动机。
现市面上机油品种很多,两种不同品牌的机油最好不要混合使用,因不同品牌的油品采用的添加剂可能不同,混合可能会造成油品变质。如一定要混用,可先做两种油品的相容性试验,如相容则可以,但这样使用,新油的品质会下降很多。
润滑油市场鱼龙混杂,如何辨别润滑油的好坏呢?一般光凭外观很难区分发动机油的品质高低,因此购买机油时要注意应尽量选择知名品牌的润滑油,尽可能到知名品牌的专卖店去购买,根据APE表示的机油质量等级来辨别品质高低、油品的包装上生产厂家的地址、生产日期、批号是否完整清晰。
1.根据车辆的负荷与转速选用。负荷高、转速低一般选用粘度大的机油;负荷轻、转速高一般选用粘度小些的润滑油。
2.根据内燃机工作的苛刻程度,汽油机油根据发动机压缩比和是否有曲轴箱正压换气,废气再循环、涡轮增压以及催化转换器等选用。通常,压缩比大于8.5,具有上述附属装置的汽油发动机至少应选用SF质量档次以上的汽油机油。柴油机油第一环槽温度大于250℃,强化系数在50以上者最低应选用CD质量档次的柴油机油。
3.根据发动机机油容量大小选用。机油容量大,对机油质量档次要求和缓;机油容量小,对机油质量档次要求高。一般欧洲产的发动机体积不大,机油容量小,功率大,因此要求使用质量较高档次的润滑油。
4.根据地区、季节、气温选用不同粘度和级别的内燃机油。冬季温度低的地区选用粘度低的内燃机油,反之,则选用粘度高的内燃机油。
5.根据发动机的使用情况选用内燃机油。新发动机应选用粘度小的油,而使用较长,磨损较大则应当使用粘度较大的机油。
为了简化内燃机油品种,便于管理和防止用错机油,对大型混合(汽、柴油发动机兼有)运输车队或作战部队,希望汽油机油和柴油机油通用。即一种车用内燃机油既可用于汽油机润滑,也可用于柴油机润滑。我国已研发生产了SD/CC,SE/CC,SF/CD,SJ/CF-4通用内燃机油。多级通用内燃机油是目前车用内燃机油的主流。它品种简化,方便生产、储存、运输和使用,可带来明显的经济效益。
汽车用内燃机油的选择必须十分谨慎,因为整个车辆操作运行费用的80%是燃料、维修和折旧,其中润滑油的使用仅占操作运行费用1%,因此,希望用户在选用内燃机油时,绝不要贪图廉价、选用低档次、劣质的机油,宁选用高质量档次的润滑油,也不要用劣质或低档机油。否则,导致发动机故障,维修损失更大,等不偿失。图表中列出了汽油车和柴油车推荐使用的部分国产机油。
三、 通常内燃机润滑油分为二种:柴油机油,汽油机油。
以S开头的机油为汽油机油,以C开头的为柴油机油。等级计算:按26个英文字母序
往下算,越往下的字母等级越高。如:SF比SG低,SG比SH低(柴油机油同上.....)
API为美国石油学会,SAE为美国汽车工程师协会。API为油品等级,SAE为油品粘度,机油的粘度通常为:5W-30、10W-30、10W-40、15W-40、20W-50还有20W-40。有些CF-4/SG,CH-4/SJ,CI-4/SL这些为通用发动机用油,就是汽油发动机、柴油发动机都可用。等级越高的油越好,柴油机油还有CF-4,CH-4等,这样的机油比CF、CH的还好。
选用油品粘度是不要以为也是越高的粘度越好,油品粘度应随当地气温选用粘度级别适用的气温范围。
粘度 | 温度(℃) | 季节 | 我国地域 |
30 | 0~+30 | 夏季 | 东北西北 |
40 | 0~+40 | 夏季 | 全国各地 |
50 | +5~+50 | 夏季 | 南方 |
5W/30 | –25~+30 | 冬夏通用 | 东北西北 |
5W/40 | –25~+40 | 冬夏通用 | 东北西北 |
10W/30 | –20~+30 | 冬夏通用 | 华北、中西部 |
10W/40 | –20~+40 | 冬夏通用 | 华北、中西部 |
15W/40 | –15~+40 | 冬夏通用 | 华北、中西部 |
20W/50 | –15~+50 | 冬夏通用 | 黄河以南 长江以北 |
机油的粘度:适合的粘度是摩擦表面建立油膜的首要条件,粘度大,则流动性差,起动瞬间更易磨损,粘度低则润滑不足,发动机运转后,也会造成磨损。一般来讲新车和新大修的车应使用粘度较低的机油,特别是刚大修的车辆磨合期间一定不要使用粘度过高的机油,因为这时的发动机各部分配合间隙很小,粘度高的机油流动性又不好,这样就会导致发动机散热及润滑不良,使润滑油老化加快,发动机磨损加剧。
环境温度:应根据所在地区的气温来决定机油的粘度。一般来说冬季应选用复式粘度的机油保证机油的低温流动性能。夏季主要是考虑机油的粘度保持,因为夏季温度较高粘度太低的机油不能保持足够的机油压力,使发动机得不到润滑。
五、润滑油作用
(1)润滑作用:发动机在运转时,如果一些摩擦部位得不到适当的润滑,就会产生干摩擦。实践证明,干摩擦在短时间内产生的热量足以使金属熔化,造成机件的损坏甚至卡死(许多漏水或漏油的汽车出现拉缸、抱轴等故障,主要原因就在于此)。因此必须对发动机中的摩擦部位给予良好的润滑。当润滑油流动到摩擦部位后,就会粘附在摩擦表面上形成一层油膜,减少摩擦机件之间的阻力,而油膜的强度和韧性是发挥其润滑作用的关键。
(2)冷却作用:燃料在发动机内燃烧后产生的热量,只有一小部分用于动力输出以及摩擦阻力消耗和辅助机构的驱动上;其余大部分热量除随废气排到大气中外,还会被发动机中的冷却介质带走一部分。发动机中多余的热必须排出机体,否则发动机会由于温度过高而烧坏。这一方面靠发动机冷却系来完成,另一方面靠润滑油从气缸、活塞、曲轴等表面吸收热量后带到油底壳中散发。
(3)洗涤作用:发动机工作中,会产生许多污物。如吸入空气中带来的砂土、灰尘、混合气燃烧后形成的积碳,润滑油氧化后生产的胶状物,机件间摩擦产生金属屑等等。这些污物会附着在机件的摩擦表面上,如不清洗下来,就会加大机件的磨损。另外,大量的胶质会使活塞环粘结卡滞,导致发动机不能正常运转。因此必须及时将这些污物清理,这个清洗过程是靠润滑油在机体内循环流动来完成的。
(4)密封作用:发动机的气缸于活塞、活塞环于环槽以及气门于气门座间均存在一定间隙,这样能保证各运输之间不会卡滞。但这些间隙可造成气缸密封不好,燃烧室漏气,结果是降低气缸压力及发动机输出功率。润滑油在这些间隙中形成的油膜,保证了气缸的密封性,保证气缸压力及发动机输出功率,并能阻止废气向下窜入曲轴箱。
(5)防锈作用:发动机在运转或存放时,大气、润滑油、燃油中的水分以及燃烧产生的酸性气体,会对机件造成腐蚀和锈蚀,从而加大摩擦面的损坏。润滑油在机件表面形成的油膜,可以避免机件于水及酸性气体直接接触,防止产生腐蚀、锈蚀。
(6)消除冲击载荷:在压缩行程结束时,混合气开始燃烧,气缸压力急剧上升。这时,轴承间隙中的润滑油将缓和活塞、活塞销、连杆、曲轴等机件所受到的冲击载荷,使发动机平稳工作,并防止金属直接接触,减少磨损。
六、润滑油必须满足的性能要求
(1)适宜的粘度和良好的耐温性能:润滑油的粘度关系发动机的起动性、机件的磨损程度、燃油和润滑油的消耗量及功率损失的大小。机油粘度过大,流动性差,进入摩擦面所需时间长,燃料消耗就会增大,机件磨损增大,清洗及冷却差,但密封性好;粘度过小,不能形成可靠油膜,不能保持润滑,密封性差,磨损大,功率下降。所以粘度过大、过小都不好,应当适宜。发动机润滑油应用的工作温度范围很广,在300℃左右要求它有足够的粘度保证润滑;子0℃以下,甚至-40℃时要求它有足够的流动性,以保证顺利起动。所以要求粘度特性和耐温性好。
(2)清净分散性能好:润滑系统产生的油泥等污垢过多时会从油中析出,造成机油滤清器和油孔堵塞、机油的流动性差、活塞环粘着、燃油油耗增大、功率降低等现象。为防止上述故障,必须要在润滑油中添加加油溶性的清净分散剂。清净分散剂主要分为金属型清净剂和无灰型分散剂。其中,金属型清净分散剂能防止活塞环槽中的油泥沉积,对活塞环区的清净能力好,单独使用时称为清净剂;无灰型清净剂对防止环槽中的油泥能力差,但促使油泥在油中分散的能力强,有时单独称为分散剂。两者最好复合使用。
(3)良好的润滑性:发动机使用的大都是滑动轴承,而且要承受很大的负荷,如主轴承为5″10Mpa(汽)和10-20Mpa(柴),连杆轴承为7-14 Mpa(汽)和12-15 Mpa(柴),个别部件更可达到90 Mpa。发动机润滑油在高负荷、高压的条件下,必须有良好的润滑性。
(4)酸中和性好:燃油尤其是柴油中,含有大量的硫成分,燃烧后产生的酸性气体与水结合形成硫酸或亚硫酸等溶液。这些酸会对发动机的金属产生腐蚀。因此要求润滑油具有很好的与酸中和能力,减少燃烧产生的酸性物质对发动机的损害。
(5)抗氧化及热氧化性能好:润滑油会在高温下于氧结合,其氧化生成物使润滑油变质失效,这是造成发动机许多故障的主要原因之一。润滑油中应添加各种抗氧化添加剂,避免其氧化变质。
(6)良好抗泡沫性:由于曲轴的强烈搅动和飞溅润滑,容易使润滑油生成气泡,润滑性能下降,并能导致机油泵故障。因此,润滑油中必须加入良好的泡沫抑制剂产品,抑制泡沫的产生,保持润滑油的功能。
七、粘度的含义
粘度表示机油是稀还是稠。较稠的机油流动性较差,会导致大量的能量损失在克服润滑油内部阻力上,但它能够在机件表面形成较厚的润滑膜,故此适合在较高温度及重负荷的情况下工作。反之,较稀的机油形成的油膜较薄,但流动性佳、阻力下,适合在低温、低负荷的情况下运转。一般来说,温度每升高20摄氏度,机油黏度就会降低一半。
好了,买机油的时候如何辨识粘度是否符合需要呢?多数的机油罐上会有SAE15W-40、SAE 5W-50这样的标记。其中,SAE代表美国汽车工程师协会,世界各国普遍采用由他们订定的机油粘度标准;W代表冬季使用的机油,前面的数值越小,代表可供使用的环境温度越低,一横后面的数值则代表非冬季使用系列,数值越大,可供使用的环境温度越高。问题来了,现在是两组数值都有,那代表什么?这就代表这种机油是先进的“多级机油”,适合从低温到高温的广泛区域,粘度值会随温度的变化给予发动机全面的保护。
一般说来,可依据车辆所在地常年气温,选择机油,具体见机油推荐使用表:
环境温度(℃) | 建议粘度(SAE) |
-30~35 | 5W-50,10W-50,10W-60 |
-30~15 | 5W-30,5W-40 |
-15~15 | 10W-30,10W-40 |
-15~40 | 15W-40,15W-50,20W-40,20W-50 |
八、机油的更换和消耗
在选择机油时,不仅要认准机油的牌号和价格,同时也必须按汽车所要求的等级进行选购,通常汽车使用手册上有标明。但不管选择多好、多贵的机油,定期换油还是很重要的。
汽车使用手册上会标明规定机油的更换周期,以最长的行车里程计算更换机油时间当然能提前更换就更好。一般来说,越是高性能的发动机,其技术水平越先进,制造精度也越高,结果是发动机及温度上升更快、更高,这样对机油的要求也更严格。
以往,新车第一次更换机油的行车里程一般为1000KM,现在,普通轿车的机油更换里程已提升至5000KM,而进口的高级轿车更在10000公里以上。就汽车的使用性质分类,私人用车一般在使用不是特别多的情况下,机油更换里程可以在10000KM以上或更长,至于公务用车,尤其是出租车,则最好在8000KM就更换机油。
九、纠正错误观念
有些私家车主认为,他的车用得特别少,一年才跑6000公里,所以2、3年才更换一次也没有问题,这是一个非常错误的观念,其实,机油在汽车不使用期间是会氧化的,因此更换机油的标准,不能单纯看行车里程,时间太长,机油的品质将会大幅度下降,而且机油在工作期间还有一个消耗量的问题。
在4冲程发动机正常工作期间,有小部分机油会由各种通道,如进排气门杆和气门导管之间的间隙,以及活塞与气缸筒之间的间隙,进入气缸中被燃烧。虽然这种机油的消耗量十分有限,但发动机在长期使用后,机油量仍会一点一点地减少,所以必须定期检查。有些节俭的车主的做法是,每当发现机油量不足时,就加进去一些,其实这种做法也是不完全正确的,因为长期添加而不更换机油,即使定期更换机油滤清器,在发动机内的部分,杂质仍然得不到彻底清除,必然会影响发动机性能的发挥。
第二章 影响发动机润滑油消耗的因素分析及选择
发动机润滑系列是发动机的重要组成部分,润滑油在发动机运转过程中所起的作用是非常重要的,概括起来主要有润滑、冷却、密封、减振、缓冲、清洁和防腐蚀等几个方面。所以,对发动机润滑油的消耗应给予足够的重视,时时加以注意,进行测量和记录,并做为每次保养工作的重要项目之一。大量的事实证明,润滑油的消耗量是衡量汽车发动机工作质量好坏的重要指标。以国产发动机为例,一般新出厂的发动机在各部调整良好的情况下,润滑油的消耗量大约为燃料油消耗量的0.5%左右,当运转500h以后,润滑油的消耗量可达到燃料油消耗量的1%-3%,严重磨损的发动机润滑油的消耗量可达到8%甚至更高,但是,经过激光处理的缸套另当别论。要准确地规定发动机润滑油的消耗量是非常困难的,因为发动机在运转过程中,润滑油底消耗量是由许多复杂因素共同影响的,是根据发动机的构造特点、润滑形式、磨损程度、活塞环的形态、工作状况和工作条件,润滑油的品质等的变化而变化的。
为了延长发动机的使用寿命,保持发动机的技术状况良好,分析和研究发动机润滑油的消耗是非常重要的,概括起来有以下几个发面:
一、 润滑油在燃烧室中被烧损造成润滑油消耗
1. 气缸形状误差过大,造成活塞与气缸壁间隙增大对润滑油上窜的影响。气缸的
形状误差主要指气缸的圆度和活塞的圆柱度,气缸的圆度和活塞的圆柱度超过规定值时,会引起活塞与气缸壁密封不良,径向间隙增大,润滑油很容易窜入燃烧时被烧掉。一般情况下圆度误差超过0.07mm或圆柱度误差超过0.15mm时其密封性就很差了,应及时修正或更加通畅,使润滑油窜入燃烧室的量也越多,烧掉的也越多。事实上,润滑油的烧损是不可避免的,只能设法将其降低到最低限度。润滑油一部分通过活塞与缸壁的间隙直接进入燃烧室被烧掉;一部分过活塞环被一步步泵送进燃烧室而烧掉。活塞环就像油泵一样,将气缸壁和活塞上的部分润滑油带进燃烧室而被烧掉。因此,如何阻止润滑油窜入燃烧室被烧掉的同时还沉积出大量的积碳和胶状混合物,致使活塞环槽上的泄油孔被堵塞,使窜入燃烧室的润滑油增多,并会影响到气环,使气环的开口处被胶着张不开,从而使润滑油上窜更加剧烈,加速了润滑油的消耗,也就是说,活塞与缸壁的磨损越厉害,气缸的形状误差也就越大,活塞环的技术要求被破坏得越厉害,致使润滑油窜入燃烧室被烧掉的量也越大。
2活塞环技术状况对润滑油上窜的影响活塞环的品质对润滑油上窜引起润滑油消耗量增大起来着很大的作用。活塞环的品质主要是指它的结构、形状、弹力、材质、表面处理及和气缸壁接触后的密封情况等。谈到活塞环对润滑油上窜的影响。首当其冲的就是油环,根据使用情况来看,组合环的优势还是明显的。油环和活塞环槽上的泻油孔及环槽不得被积碳和胶质混合物(油泥)堵塞,否则润滑油将大量上窜至燃烧室。引起润滑油上窜,气环也起着很大的作用。现在的气环基本上都采用扭力环和截锥环,扭力环在工作中由于断面的不平衡而产生扭转,从而减少了向上泵油的作用,加强了密封性,同时也增强了活塞环与缸壁的磨合,使高温废气不易从环面通过,润滑油的上窜烧损大为减少。但是扭力环和截锥环是有方时区的,使高温废气不易从环面通过,润滑油的上窜烧损成倍地增长。另外,活塞环在装入活塞前一定要进行漏光度检查,不能忽视这一点,而只检查开口间隙。如果活塞环与气缸壁接触不良,漏光度大,会造成润滑油上窜。再则活塞环的弹力(尤其是油环的弹力)亦是不可忽视的,弹力不够或是弹力降低过快都会使润滑油的消耗量增大。另外应该注意的是,进口的活塞环有英文字母“UP”的表示向上,一般只要是带字母或数字的一面都应朝上装。
3.气门导管与气门杆磨损过甚对润滑油上窜的影响 气门导管与气门杆的配合间隙应符合厂家的规定,如配合间隙过大或磨损超标都会使润滑油顺导管而被吸入燃烧室,尤其是顶置式气门,如磨损过大甚使配合间隙过大,或油封损伤都会使大量的润滑油顺气门杆而下,流入燃烧室,造成润滑油消耗量大增。
4.连杆轴承和曲轴轴承的配合间隙过大也会使溅落到汽缸壁上的润滑油增多,增加了润滑油上窜燃烧室被烧掉的机会。
5.发动机的转速对润滑油上窜也有很大的影响,随着发动机转速的增高,润滑油的消耗也增加,一方面是由于飞溅润滑油部分溅落在汽缸壁上的润滑油增多;另一方面,由于转速增高也使活塞环带入燃烧室的润滑油增高。有资料表面,发动机曲轴转速增加一倍,润滑油的消耗要增加五倍左右。当然,发动机转速增高伴随而来的是温度增高,漏气量也会增高,而使润滑油的烧损增加。经常超载、超负荷运行,肯定会使润滑油耗量增大。
二、发动机润滑油蒸发引起润滑油消耗
发动机润滑油的蒸发损耗是由润滑油的品质决定的。其中,主要是润滑油的分馏组成和发动机的热状况。润滑油蒸馏成分越轻,蒸发就越快,润滑油的消耗也越多。发动过热,溅落到发动机零件上的润滑油蒸发得就快。所以,发动机的工作温度一定要控制在厂家设计的范围之内。另外,曲轴箱通风受阻也会引起曲轴箱内压力增高,温度增高,使润滑油产生蒸发损耗,并为润滑油上窜创造了绝好的机会。
三、发动机润滑油的更换造成的润滑油消耗
发动机润滑油在使用一段时间后,由于氧化、分解、聚合等因素的影响,会沉积出大量的积碳和胶状混合物,润滑油的品质会大大下降,所以要定期更换、注入新油。更换的次数越多,润滑油的消耗当然也越多,这主要与润滑油的品质有关。高质量的添加剂是提高润滑油品质的有效手段。这是个高技术问题,关于这一点不管是在国内还是国外都是十分保密的。应当尽量减少润滑油的更换次数。比如厂家要求每8000-10000km更换一次,则可把发动机保养好,争取在高限位换油。但是,使用已需要更换的润滑油或者变质的油,机件的磨损会成倍地增长。为了更好地养护发动机和延长其使用寿命,唯一的办法就是根据发动机厂家的要求养护发动机,定时更换机油滤清器、按时、按质、按量地更换润滑油。
四、 发动机润滑油的渗透造成的消耗
发动机润滑油的渗漏主要表现在润滑油的油路中,如接头松弛、油管破裂、油底壳等处衬垫破损或油封密封件封闭不良造成的渗漏,并可引起发动机烧瓦、拉缸等事故、严重的还会捣毁发动机。这种事故的产生,主要是操作者责任者责任心不强造成的,这都是可以避免的,润滑油消耗过多,发动机内部会很快被大量的积碳和胶状混合物积碳,加快发动机磨损,降低使用寿命。综上所述,发动机的润滑油消耗量是评估发动机工作品质好坏的重量标志,也是反映一台发动机技术状况的主要标志,因此我们一定要随时注意发动机润滑油的消耗情况。
五、 如何选用发动机油
(一) 根据您的车型选用质量等级
首先参照“汽车说明”选定合适的级别,如:桑塔纳、捷达要求至少选用SF级汽车机油。然后根据您的汽车具体使用条件做些调整,如:城市出租车常处于停停开开状态,载货车重负荷长距离行驶,空气中灰尘大等原因都会加速机油变质,此时最好选用高一级别的发动机油。
(二) 根据气候选定粘度等级
参照图表选用合适的粘度等级。这样才能保证发动机既能在低温时顺利起动,又能在高温时保证润滑油和密封。另外尽可能选用冬夏通用机油,即多级油。如15W-40可适用于-20℃至40℃的温度范围内,可在气候温和的地区一年四季通用。更重要的是:多级油的低温性能和粘温性能好,既可以油效减少发动机的磨损,还可节省燃油。