内燃机油的基本性能概述

2023-06-30 理论教育版权反馈

【摘要】：内燃机的种类、机动和使用条件不同，故对内燃机油的性能要求也不同。但是，不论是什么品种的内燃机油，都应该具备以下基本性能。这就要求内燃机油不仅应有适当的黏度，而且还要有良好的黏温特性。因此，要求内燃机油应具有一定的抗磨性能。为了保证轴承不因腐蚀作用而损坏，这就要求内燃机油要有较强的抗腐蚀能力。因此，要求内燃机油要有中和酸性物质的能力。

内燃机的种类、机动和使用条件不同，故对内燃机油的性能要求也不同。因此，不同品种的内燃机油，在质量上是有差别的，不同质量等级的油，也有不同的性能要求。但是，不论是什么品种的内燃机油，都应该具备以下基本性能。

(1)良好的黏温特性和适当的黏度

在内燃机的工作特点中提到，其工作温度非常宽广，如在非严寒地区都要在-20～250℃以上的宽温度范围内工作。这就要求内燃机油不仅应有适当的黏度，而且还要有良好的黏温特性。若黏度太低，发动机的运动部件得不到良好的润滑。根据有关资料介绍，不含黏度指数改进剂的内燃机油，100℃运动黏度低于6mm2/s，连杆轴承和曲轴轴承的磨损会明显增加；含黏度指数改进剂的内燃机油，100℃运动黏度低于4.5mm2/s时，轴承的磨损也较为严重。但是，如果油的黏度过高和黏温特性不好，也会使发动机低温下启动困难，发生干摩擦，而且也增大发动机磨损。根据流体动压润滑理论计算和实验证明，内燃机使用的润滑油，其100℃运动黏度以10mm2/s左右为宜，黏度指数应在90以上。

多级内燃机油，由于基础油的黏度低，并加入黏度指数改进剂提高其黏温性能，保证油品能够在更宽的温度范围内正常工作，并使发动机在低温下容易启动，是最理想的节能型内燃机油。

(2)良好的清净分散性

燃料在内燃机中燃烧生成炭粒和烟尘，内燃机油氧化生成的积炭和油泥，很容易集结变大或沉积在活塞、活塞环槽、汽缸壁和二冲程发动机的排气口，使发动机磨损增大、散热不良、活塞环黏结、换气不良、排气不畅、油耗上升和功率下降。油泥的沉积还会堵塞润滑系统，使供油不足，造成润滑不良。因此，要求内燃机不仅应该具有良好的高温清净作用，能将摩擦零件上的沉积物清洗下来，保持摩擦面的清洁，而且要具备良好的低温分散性，能阻止颗粒物的积聚和沉积，以便在通过要油滤清器时将它们除掉。

(3)较强的抗氧化能力，较好的稳定性

油品的氧化速度与温度、氧浓度以及金属的催化作用都有密切关系。内燃机油的工作温度比其他很多品种的润滑油都高，油在润滑系统中高速循环和在油箱中被剧烈地搅拌，显著增加了与空气接触的面积和氧的浓度，加之受机械零件的金属如铁、铜和铝等催化作用，使油的氧化速度加快。同时，磨损的磨粒以及从汽缸泄漏出来的气体中的固态物和尘埃等，也会起促进油加速氧化的作用。氧化的结果，生成腐蚀金属的酸性物质以及由于黏度增大，油泥和漆膜大量生成而使油失去应有的润滑作用。

另外，充填在活塞环部分的气体，大部分是空气。活塞头部的温度在200℃以上，这个温度又是油被氧化的危险温度。活塞与汽缸壁之间是呈薄层状态。这些因素都会促使油发生剧烈的热氧化反应生成漆状胶膜，这种漆膜是热的不良导体，不仅会使活塞和汽缸壁过热，发动机功率下降，而且能使活塞环黏结在活塞环槽内，轻者使活塞环失去弹力，严重时使活塞烧毁。当活塞环快失去密封性能后，不仅使内燃机油窜入燃烧室烧掉，增加耗油量和汽缸积炭，而且由于未气化燃烧的燃料窜入曲轴箱，既降低发动机的功率，增大燃料消耗，又使内燃机油多稀释，降低润滑油的性能。

提高内燃机油抗氧化能力和热稳定性，采取选用抗氧性好的基础油加入一定数量的抗氧抗磨添加剂。

(4)良好的润滑性、抗磨损性

内燃机油轴承的负荷重，汽缸壁上油膜的保持性很差，这就要求内燃机油具有良好的油性，以减少摩擦磨损和防止烧结。凸轮—挺杆系统间歇地处于边界润滑状态，润滑条件苛刻，很容易造成擦伤磨损，连杆轴承也长期承受冲击负荷。因此，要求内燃机油应具有一定的抗磨性能。

(5)较好的抗腐蚀性和中和酸性物质的能力

现代内燃机的强化程度较高，载荷很重，主轴轴承和曲轴轴承必须使用机械强度较高的耐磨合金，如铜铅、锡青铜或铅青铜等合金，但这些合金的抗腐蚀性能都很差。为了保证轴承不因腐蚀作用而损坏，这就要求内燃机油要有较强的抗腐蚀能力。

另外，内燃机油在使用过程中，由于自身氧化生成酸性物质，特别是小汽车和大型公共汽车，经常处于时开时停，内燃机油更容易氧化产生酸性物质和低温油泥。其次是燃料燃烧后产生的腐蚀性物质混入油中，特别是硫含量高的柴油时，会生成二氧化硫、三氧化硫，并遇水生成腐蚀性很强的硫酸。因此，要求内燃机油要有中和酸性物质的能力。

内燃机油的基本性能概述

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