自18世纪英国人詹姆斯瓦特发明了蒸汽机开始，人类走进了机械时代，机械运转过程中各零部件不可避免的会产生摩擦，发动机运行过程中高达四分之一的功率用来克服各种摩擦，全球一次性能源消费目前被广泛存在的机械摩擦所大量消耗，而磨损是材料与机械设备失效的3种主要形式之一。润滑则是减少摩擦、降低或避免磨损的最有效的手段，润滑与保养一直是机械工程师们的主要课题之一。
哪里有摩擦？两个相互接触的物体，在外力作用下发生相对运动或者具有相对运动的趋势时，在接触表面之间产生阻止发生相对运动或者相对运动趋势的阻力，这个阻力称为摩擦力，这种现象称为摩擦现象。为了降低两个相对运动的接触表面间的摩擦与磨损，保证摩擦副长期可靠地工作，必须要选择良好的润滑介质。我们的汽车哪里存在摩擦呢？发动机中的活塞环和汽缸壁、凸轮和挺杆、曲轴和轴瓦等；变速箱中的直齿和螺旋伞齿轮；驱动桥中的双曲线齿轮和盆角齿轮等，这些部件在运行中时刻存在着摩擦。根据摩擦副的运动形式，可分为滑动摩擦和滚动摩擦。根据摩擦零件工作条件和润滑油在摩擦表面间所起的作用，将润滑分为两种类型：流体润滑和边界润滑。
流体润滑是在两个摩擦表面之间有一层具有一定压力的流体，流体将摩擦表面完全隔开，在摩擦表面间建立高压油膜，使摩擦表面分开，减少机械表面的摩擦和磨损，流体中的压力还可以平衡摩擦零件所受的外载荷。流体润滑的主要优点是摩擦阻力小，发动机和变速箱目前采用的均为流体润滑，而发动机油和变速箱油则称之为流体润滑油。
在流体润滑过程中，润滑油膜隔开两个摩擦面，如曲轴和轴瓦，由于表面不直接接触，理论上就不会出现黏附和磨料磨损，摩擦阻力的大小仅由润滑油的粘度决定。但是流体润滑必须在润滑油的粘度和运动零件的转速、负荷配合适当的条件下才能实现，在负荷增大或粘度、转速降低的情况下，比如使用到劣质机油、长时间重载高温或者机油压力不足时动压油膜将变薄，当油膜厚度小于摩擦面微凸体的高度时，微凸体将会直接接触，这时摩擦系数增大，发动机功率会有所下降，并出现高于油膜厚度的有限磨损。此时对摩擦副的减磨抗磨作用，不仅取决于润滑油的粘度，更重要的是取决于润滑油化学成分与表面的互相作用，这种情况就属于边界润滑。边界润滑大部分摩擦面上存在一层与润滑介质本体性质不同的油膜，这层稀薄的油膜厚度小于表面微凸体的高度，不能防止摩擦面微凸体的接触，但有良好的润滑性能，可以减少摩擦和磨损。
我们了解摩擦和磨损的成因之后，需要解决两方面的问题，在润滑油方面制造出油膜强度足够的润滑产品，在高温重载等严苛环境之下保证油膜不至于破裂，避免机件直接摩擦产生磨损。在发动机等相关部件的制造方面，随着发动机材料和制造工艺不断的进步，如曲轴、凸轮轴、缸壁活塞环等易磨损部件采用精细抛光工艺，表面附有耐磨涂层，尽可能地消除摩擦副表面的微凸体以保证发动机部件的配合精密度。两方面的不断进步，目前润滑油和发动机的使用寿命都较以往有了大幅提高，当今高品质发动机油的换油里程都可以轻松突破一万公里，而发动机的设计寿命都可以达到百万公里（以有效保养为前提）。
在日常使用方面如何减少摩擦避免磨损呢？对于当代乘用车来说一是要使用高品质的润滑油如质量等级为SN或者SM的产品；二是最好使用低粘度产品如0W/20、5W/20或5W/30，这一类低粘度润滑油能够在发动机冷启动的初期快速到达机件表面，避免摩擦的产生。这里可能有人会问，SAE为20的产品是不是太稀了？能否满足润滑需求？上面已经讲到，当代发动机的制造精度已经非常高，使用什么粘度的发动机油是由汽车生产企业决定的，汽车生产企业与润滑油企业都已经发现摩擦和磨损更多的是发生在车辆静置较长时间后的冷启动初期阶段，并且做了大量的实验以确定合适粘度的发动机油，W后面的粘度保持与原厂保养手册上的推荐值一致，通常而言是最合适的选择。而发动机达到正常工作温度之后的磨损是极低的，因为这是发动机设计者最为理想的润滑状态，可以确保活塞经历亿万次的往复运动，曲轴经历亿万次的转动仍然保持良好运转。SAE为20的低粘度的润滑油均为全合成产品，消除摩擦已经不是靠传统的物理油膜厚度，而是依靠高性能的添加剂带来的强度极高的化学油膜。当然对于一些车龄长、配合间隙较大的发动机，适当的提高粘度可以满足润滑需求，同时可以减少机油消耗。
润滑油的使命就是消除摩擦减少磨损，延长机器设备的使用寿命，我们乐意分享润滑知识以方便广大消费者，同时我们将竭诚为广大消费者奉献节能、高效、长寿命的润滑产品。
（作者：索菲曼润滑科技南京有限公司总经理 王明）
相关文章
[错误报告] [推荐] [收藏] [打印] [关闭] [返回顶部]
