发动机润滑油

第一节发动机润滑油
发动机是汽车的心脏，它包含有许多做高速运转的机件，如活塞、曲轴、凸轮轴、进排气门等。

这些机件在运转时与其它机件的相互摩擦是相当厉害的。

如果没有润滑油的润滑，那么这些相互摩擦的运动机件就会很快磨损，导致发动机不能正常运转，甚至毁坏。

不同的发动机，因其设计目的不同，制造材料和工作强度也有差异，对润滑条件和机油质量的要求也不一样。

因此，给发动机配备合适的润滑油，对于发动机各种性能的发挥和使用寿命的长短具有重要的作用。

一、发动机润滑油的作用
发动机里有很多运动的零件，如做高速直线往复运动的活塞、高速旋转的曲轴和凸轮轴、在气门导管里做高速直线运动的进、排气门等。

各种旋转件需要轴承的支撑，各种往复直线运动件需要导向件的引导，它们在运转时形成了各自的一对摩擦副。

如果这些摩擦副之间的摩擦是金属摩擦，那么多硬的金属也会很快磨损。

此外，金属摩擦产生的高热量将引起金属机件的软化和膨胀，接触件之间间隙的丧失，导致摩擦面产生粘咬烧损破坏。

发动机润滑油的基本作用是在金属摩擦件之间形成一层可靠的油膜，隔断金属摩擦件之间的干摩擦，此外，发动机润滑油还有其它的一些作用。

下面讲解机油在发动机中所起的作用：
◆润滑作用：在金属摩擦件之间形成一层可靠的油膜，隔断金属摩擦件之间的干摩擦，
降低摩擦阻力，减少摩擦损坏。

◆冷却作用：机油在发动机内部循环流通的过程中，将运动摩擦件和其它高温机件的
热量吸收，并送往其它地方进行冷却，最后流入油底壳。

◆防锈蚀作用：机油能防止发动机各零部件受到燃烧副产品——废气、水和酸性物质
的侵袭，从而导致腐蚀和生锈。

◆密封作用：机油充满各配合间隙，可以防止气体和冷却液通过间隙外漏。

比如，活
塞和气缸体之间，如果没有机油的密封，混合气体和燃烧废气将通过间隙窜入曲轴
箱，导致发动机动力下降，机油污染。

◆清洁作用：燃油在燃烧过程中可能会在气缸、活塞、活塞环等部位产生一些积碳和
胶状物，摩擦金属件在摩擦过程中也会产生一些金属屑，机油中的清洁剂能将这些
积碳和胶状物分解在油中，同时将金属屑带走，而不会引起集聚成块或油管堵塞。

机油在流经机油滤清器时这些积碳、胶状物和金属屑将被留下，过滤后的机油将流回油底壳。

二、发动机润滑油的分类
一般按机油的品质和成分划分，将机油分为以下三大类：
1、植物类机油
植物类机油现在极少使用，只有部分的方程式赛车还使用它。

植物类机油的基本成分是蓖麻油。

它的特点是具有独特的香味，油膜的保持性很强，具有很高的浸透性。

缺点是很容易产生积碳，氧化速度比较快。

所以每次赛车结束后，都要拆检赛车发动机，更换机油，比较麻烦，现在许多的方程式赛车都开始转而使用合成机油了。

2、矿物性机油
矿物性机油是由从原油中提炼出来的基础油（base oil）——天然矿物油和各种添加
剂混合而成的。

基础油使机油可以发挥其基本的润滑发动机运动部件的功能，从而防止发
动机因摩擦而受损。

添加剂则是通过防止机油在发动机处于极端温度条件下失效而为发动
机提供辅助保护。

现在赛车和普通汽车都使用这种机油，应用范围十分广泛。

3、合成机油
基础油有两类：一类是从原油中提炼出来的天然矿物油，另一类是用化工原料经化学
合成方法精制而成的合成基础油。

合成机油就是由合成基础油加各种添加剂调剂而成的润
滑油。

它实际上不是机油，而是一种化学润滑剂，一般称为化学合成油。

三、各种添加剂及其作用
现在随着发动机的性能不断提高，对润滑油的要求也越来越高，因此需要在润滑油中
添加各种不同性质的添加剂，来提高润滑油的各种性能，为发动机提供各种不同性能的保护。

下面介绍各种不同性能的添加剂及其作用：
◆粘度指数提升剂：用来提升机油的粘度指数，降低机油受环境温度变化的影响，
使机油保持较好的复级粘度。

◆抗氧化剂：防止机油因氧化作用而产生的酸性物质与油泥附着在气门及发动机内部各机
件，避免机油因氧化而劣化变稠，并导致淤积堵塞。

◆防腐蚀、防锈剂：隔绝发动机内空气、水和各种酸性物质与各机件产生氧化作用，以防
止发动机机件受到腐蚀或生锈。

◆清洁剂与分散剂：清洁剂是用来清洁发动机机件表面产生的积碳；而分散剂可使污染物
悬浮于机油中，防止其沉淀，以便滤纸拦阻污染物，或在换油时一起排掉。

◆抗磨耗剂：在运动金属件之间形成一层防护膜，减低摩擦强度，降低金属表面产
生摩擦损耗之现象。

◆酸中和剂：中和因燃烧作用生成之酸性物质，发挥抗腐蚀与抗磨损之效果。

◆其它：有消泡剂、摩擦改良剂、流动点抑制剂等。

为什么润滑油必须具备良好的高温氧化安定性？
1、因为发动机在高温时润滑油本身的碳氢化合物与空气及NO1、NO2和SO2发生氧化反应生成醇、醛、酮、酸等含氧化合物。

2、发动机高温冷却不好，润滑油易挥发，增加润滑油的消耗。

3、气缸活塞工作条件恶劣，在其高温表面下油膜受往复运动，机械高载荷不均匀和爆发冲程时高剪切速率其承受侧面应力很大，油膜被破坏和氧化。

4、润滑油在高温条件下氧化过程非常激烈，零件表面的薄层润滑油中，一部分轻馏分被蒸发，另一部分在金属催化下深度氧化，最后生成聚集物，沉积在零件表面形成漆膜。

5、曲轴箱中油温虽然低一些，但由于润滑受到强烈的搅动和飞溅，与氧接触面很大，氧化作用相当激烈，使油内的可溶物和不溶物增多。

6、沉积在活塞槽内和吸附燃气中的碳化物，进一步焦化，形成漆膜，漆膜有较大的危害，使气缸磨损加剧。

7、特别是现代高性能的发动机，热负荷很高，如有的增压柴油机需向活塞内腔喷射润滑油来降低其温度，这就对润滑油氧化安定性提出了更高的要求。

综上所述，发动机润滑油必须具有良好的高温氧化安定性。

在润滑油中是否有必要加各种添加剂？
发动机油中含有多种添加剂，对发动机提供各种保护功能，如抗氧化剂、防锈剂，防腐剂，摩擦改进剂、粘度指数改进剂等，各种添加剂互相牵制，因此一种高品质发动机油的配方一定是各种性能都很平衡的配方。

如果再添加入其它的添加剂，会破坏原配方的平衡，使机油的性能表现失衡；再者，额外加入的添加剂有可能与原机油中的添加剂种类不同，可能
产生化学反应。

因此不建议再在发动机油中添加其它添加剂。

如果您想给您的发动机额外的保护，则建议您选择质量级别更高的油品。

四、机油的参数意义
1、粘度指数
为了让机油能发挥它最主要的功能——润滑，它的粘度（测量浓度或流动性的方法）必须使其在发动机处于极端温度条件下仍能正常工作。

油在加热时会变薄，冷却时变浓。

因此，根据所处的地理的气候状况选择合适的粘度显得尤为重要。

机油的粘度分两种：单级粘度和复级粘度。

单级粘度是针对那些无论温度高低，粘度只确定在一个温度上的油品。

复级粘度必须同时满足高温和低温不同的粘度要求。

现在大多数机油所使用的机油粘度表示方法都是美国汽车工程协会（Society of Automotive Engineering）所规定的机油粘度表示方法，也就是SAE粘度指数。

单级粘度以一个温度的粘度级数来表示，如SAE 30，表示30度下该机油的粘度指数。

复级粘度由高低温两个粘度级别来标识的，如 SAE 10W-30，它不仅具有良好的低温流动性，冷启动迅速，而且在高温长时间运行时能保持足够的油膜。

复级粘度机油是一种全天候油品，适于广泛的温度范围。

SAE规定了11个机油粘度级别，表示在什么大气温度下使用什么级别的机油。

这11个级别中有6个是冬季机油，用英文字母W（Winter）表示，共有0W、5W、10W、15W、20W、25W。

W前边的数字表示该级机油适用的最低温度，数字越小，温度越低。

如SAE0W适应的最低温度是零下35摄氏度，SAE5W适应的最低温度是零下30摄氏度，以此类推。

夏季机油不用字母表示，直接标注数字，共有20、30、40、50、60五个级别，这些数字表示机油适用的最高温度。

以海马汽车专用机油中的冬季用机油为例，它的复级粘度指数为SAE5W-40，表示在-30度至40度温度范围内都适用的机油。

2、机油级别
机油级别的表示方法采用美国石油协会（American Petroleum Institute）的表示法，即API级别。

API发动机油分为两类：“S”系列代表“Spark ignition engine”机油，即汽油发动机用油；“C”系列代表“Compress ignition engine”机油，即柴油发动机用油；当“S”和“C”两上字母同时存在，则表示此机油为汽、柴通用型。

如“S”在前，则主要用于汽油发动机。

反之，则主要用于柴油发动机。

以汽油机润滑油为例，从“SA”一直到“S L”，每递增一个字母，机油的性能都会优于前一种，机油中会有更多用来保护发动机的添加剂。

字母越往后，质量等级越高，国际品牌中机油级别多是SF级别以上的。

汽油机
各级别润滑油使用年代如下表所示：
柴油机各级别润滑油使用年代如下表所示：
第二节专用自动传动液
一、简述
近年来，随着汽车工业的不断发展，车辆种类也不断增多。

自动变速汽车以其方便、省事、轻松的驾驶感觉越来越受到人们的青睐。

而作为自动变速汽车的核心部件——自动变速箱，其工作性能的好坏直接决定着车辆的操控性、舒适性等等。

自动变速箱和手动变速箱不同，其结构大致由以下四部分组成：
◆液力变矩器：其作用是将发动机传来的动力传送到传动机构，在传送过程中根据外界负荷的大小自动调节输出扭矩和转速，若外界负荷剧烈变化，则对发动机起保护作用。

◆湿式离合器和带式制动器：功能是把液力变矩器传来的动力，传到齿轮组上。

◆行星齿轮：用来改变和传递扭矩、速度和方向来满足司机的操作要求。

以其结构紧凑，具有尺寸小、重量轻、传动比大、传动效率高、承载能力大和换档轻便的特点，并能迅速实现自动换档。

◆电子液压控制系统：用来控制湿式离合器的操作进而控制行星齿轮间的配合，以获得进退方向和不同的速度。

以上四部分通常是做成一体的，即自动变速装置的主要部件。

二、自动传动液的性能和作用
对自动变速装置来说，其变速箱结构比较复杂，要想长期行使自如，保持良好状态，定期换油和保养是必不可少的。

为了实现其多种功能和多种用途，就必须使用自动传动液（Automatic Transmission Fluid），即ATF。

ATF是市场上最复杂的多功能液体之一，性能要求非常全面。

因此，要求ATF低温时粘度不要太大，高温时粘度不能太小。

在传动过程中起到下列作用：
1、传递扭矩：发动机输出的动力，通过自动传动液传递给后面的行星齿轮传动机构，并改变扭矩的大小。

2、分散热量：由于自动变速箱结构紧凑，尺寸小，不易散热，使用ATF带走热量是很重要的。

3、磨损保护：ATF中加有抗磨剂，对整个变速箱系统起到很好的保护作用。

4、抗磨性：自动变速器油的摩擦特性包括动摩擦和静摩擦，其性能对离合器摩擦有很大影响。

如果动摩擦系数小，离合器结合时滑转大，换档时间长；如果静摩擦系数过大，在
离合器结合的最后阶段扭矩变化剧烈，有异响，换档冲击大。

5、高低温下的保护作用：ATF适用的温度范围在-40～170℃之间，其倾点低，适合全国大部分地区。

使用时高温粘度高，可以保持油膜厚度，具很好的润滑性，同时，作为能量介质，油品必须低粘度。

所以，常规100℃下的运动粘度为7.0～8.5m㎡/s之间。

要使ATF液发挥以上作用，保证自动变速箱平滑运行，ATF液必须具备以下各项优越的性能：
1、良好的粘温性：低温时粘度不要太大，高温时粘度不要太小，以便ATF液具有较好的传动性能和润滑性能。

2、较高的氧化安定性：自动变速器在工作中其离合器等零件温度高达300℃。

在高温下油液与空气作用生成一种胶质粘附在各种阀体及各运动零件上，影响系统的正常工作。

因此，要求ATF液具有较高的高温氧化安定性。

3、防腐防锈性：零件的腐蚀或锈蚀，都会造成系统工作失灵，以至损坏。

4、良好的抗泡沫性：油液中的泡沫影响传动油的正常循环，并有可能使各挡离合器一直处于不能彻底分离或不能完全结合的状态，使自动变速器无法正常工作。

5、剪切稳定性：液力变矩器中，传动油受到强大的剪切力，如油的剪切稳定性差，变矩器则会出现打滑现象，降低了变矩器的传递效率，还会出现换挡不平稳、脱档等。

三、自动传动液的更换
油品质量再好，车辆定期保养和换油也是必要的。

润滑油都有一定的使用期限，当达到这个期限时，油品就不能很好起到润滑作用。

建议自动变速箱中ATF的换油期为3万公里，当行使里程达到换油期时，应及早换油，换油的最好方法是使用自动变速箱循环清洗器，可以把变速箱油完全换新，保证安全行使。

更换ATF后检查液面高度时必须先确认油温，因为通常使用手册都会要求ATF达到工作温度（50～80 ℃）时再量，如此可避免由于油温的不同而造成液面高度的差异。

再则档位要停留在“N”档，并且在排入“N”前要从“P”档开始打过每个档位，并且在每个档位停留两秒钟以上。

遇到液面太高时务必要求技工抽掉多余的ATF，因为自动变速箱的液力变矩器传递效率的天敌就是气泡，劣质的ATF和过多的A TF都会造成气泡，降低效率，并在换档时产生不良的冲击。