第六章 气缸润滑

润滑示意图
液体摩擦
混 合 摩 擦
半 液 摩 擦
边界摩擦
半干 摩擦
干摩擦
二、形成液体润滑的方法


1. 液体动压润滑
楔形效应——由零件结构形状决定。如轴与轴承、 推力块与推力环等在运转时均能形成楔形油膜。船 舶机器实际运转中，在起动、停车或不稳定工况运 转时，摩擦副难以实现或保持流体动压润滑，而产 生磨损。


滑油的粘温特性： 滑油粘度随温度的升高而降低的性能。 滑油粘度随温度变化程度小，粘温特性好。 粘温特性的表示方法：
1）粘度指数（VI）（数字大表示粘温特性好） 高粘度指数>80；低粘度指数<35,两者之间为中 粘度指数。——国外常用。 2）粘度比：用50和100 ℃时的运动粘度的比值 表示。 比值小，粘温特性好。——我国曾常用。
三、润滑油的性能指标

粘度、粘度指数、闪点、凝点、残炭值、 灰分、酸值（总酸值、强酸值）、腐蚀性、 抗氧化安定性、碱值、抗乳化度、机械杂 质和水分等。 ——在选用时应加以注意。
1. 粘度与粘温指数 1）粘度


是影响油膜的形成的最重要的指标。 粘度过大，油液流动时分子间阻力大，机械效率 ηm↓。 粘度小，尤其是高温时，油液易流失，难以形成油 膜。


SAE (Society of Automotive Engineers美国汽 车工程师学会)把滑油分为10个等级，如表。 ISO（The International Standardization Organization）把滑油按40℃时的运动粘度的 数值分成18个等级，如表。
2）粘度指数


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初期阶段，内燃机润滑油的牌号，以某一温度下的 粘度来划分。使用时就根据环境温度（气温）高低， 选用适当牌号的润滑油。 这种按粘度定牌号的分级方法至今仍广泛应用。 国际上普遍采用SAE（美国汽车工程师协会）分类法。 由表5－1可见，SAE分类法把内燃机分成十个粘度等 级。其中冬用内燃机滑油有0W、5W、10W、15W、20W、 25W六级，用0℉（-17.8℃）的粘度值来划分。夏用 内燃机滑油有20、30、40和50四级，用210℉ （98.9℃）的粘度值来划分。 国际标准组织（ISO）把滑油按40℃时的运动粘度 cSt（mm2/s）的数值分成18个等级：ISO-VG如表5-2 所示。





3、抗乳化度 乳化： 滑油中漏入水，经搅拌使滑油形成乳浊液并 生成泡沫的过程。 影响： 乳浊液使油膜承载能力↓，滑油变质速度↑， 且在分油机中难以分离；吸附机械杂质、污 损摩擦表面，磨粒磨损↑。 抗乳化度： 乳化后自动分层所需的时间（以分钟计）， 时间短，抗乳化度好，反之则差。






2. 酸值和水溶性酸或碱 1）有机酸： 来源：炼油后未除净的残酸；加入的呈酸性的添加剂； 使用时滑油的氧化变质。 影响：含量少时不会引起腐蚀，与金属化学反应生成 反应油膜可增强滑油的油性，对边界摩擦有利。但含 量多时，对轴承材料（铅）产生腐蚀。 衡量指标：酸值（有机酸的含量用1g滑油酸所需的 KOH的mg数表示） 2）无机酸——主要指硫酸 来源：炼油时残留，或使用含硫的燃油产生的燃烧产 物对滑油的污染。影响：对金属腐蚀较大，不允许无 机酸存在。 衡量指标：用水溶性酸或碱的多少定性分析。水溶性 碱（无机碱）对金属铝有腐蚀作用。 国外用总酸值TAN和强酸值SAN，单位为mgKOH/g。






5. 腐蚀度 评定发动机油对金属零件腐蚀的性质。现代中、高速机 大部分用铜铅合金作轴承材料，对腐蚀十分敏感，润滑 油中若有少量的酸就能严重腐蚀轴承。 常用品开维奇法：把试验油样加热到140℃，用一定面 积的金属（常用铅）片交替地浸在油中和露在空气中， 经50小时后测定该金属片减去的质量，单位为g/m2。金 属片减少的质量越多，滑油的腐蚀性就越强。 6. 碱值 总碱值TBN（Total base number）表示1克滑油中所含 碱性物质相当于氢氧化钾的毫克数。单位为mgKOH/g。 滑油的碱值来自其中的添加剂。若其总碱值大大降低， 等于零或接近零时，说明油中的添加剂已经耗尽。
四、滑油的质量等级
1. 按粘度分级 2. 按使用性能分级 注：API（American petroleum institute）为美国 石油学会 3.润滑油的质量等级 CA—轻载荷柴油机润滑油 CB—一般负载的柴油机润滑油 CC—中等负载的柴油机润滑油 CD—重载荷柴油机润滑油

1. 按粘度分级


2. 流体静压润滑
将一定压力润滑剂流体不断打入摩擦表面，使之隔 开的润滑。如低速二冲程柴油机十字头销轴承采用 静压润滑，Sulzer RND型柴油机的油压为0.4MPa， RND-M型柴油机为1.6Mpa。
☆动压润滑油膜形成的条件： 1. 足够高的相对运动速度； 2. 粘度合适的滑油（温度） 3. 合适的配合间隙 4. 较高的加工精度和粗糙 度 5. 负荷不过大
§6-1 润滑和润滑油 §6-2 气缸润滑
§6-3 曲轴箱油润滑
一、润滑的作用与类别

1.柴油机中，润滑的作用： 减磨、冷却、清洁、密封、防腐（如缸套的 防腐）、减噪、传递动力共七个作用 。 2. 润滑的类别 1）液体润滑： 2）边界润滑 3）混合润滑



无润滑（干摩擦）




7. 浮游性（清净分散性 ） 根据活塞侧面生成漆膜的情况，按0至6七个 级别进行评定。0级为活塞非常清洁，没有漆 膜生成，6级为严重脏污，活塞完全为漆膜所 复盖。级别越低，说明滑油的清净分散性越 好。 8. 抗泡沫性 抗泡沫性表示在规定试验仪器内以专用泡沫 头并通入一定数量的空气，测量试油的起泡 沫体积和消泡沫时间。滑油在运转时受激烈 搅动，使空气混入油中形成泡沫，泡沫过多 除损失滑油外，还会使油泵和轴承引起空泡 腐蚀，润滑效能降低，造成轴承烧毁。




4. 热氧化安定性和抗氧化安定性 都是衡量滑油在使用条件下抵抗空气氧化的能力， 仅是试验方法和应用对象不同，而得到不同的指标。 1）热氧化安定性 在规定的高温（250℃）下，空气流过薄层试验油， 油氧化生成50％漆状物所需的时间来评定。时间长， 热氧化安定性好。 模拟的是气缸壁上油膜的工作条件，适用于柴油机 润滑油。 2）抗氧化安定性 在规定温度（125 ℃ ）下，通入一定流速的空气或 纯氧4h或8h，分别测定油氧化后生成的沉淀物和酸 值，沉淀物、酸值少抗氧化安定性好。 模拟液压油的工作条件，适用于液压油和透平油等。