润滑

释义

　　词目：润滑 　　拼音：rùn húa 　　基本解释 　　[lubricate] 湿润滑溜 　　在钻油井时，用泥浆来润滑切削钻头详细解释 　　1.湿润滑溜。
　　《淮南子·原道训》：“夫水所以能成其至德於天下者，以其淖溺润滑也。” 明 方孝孺 《游清泉山记》：“蹑而升，润滑不可停足。” 清 葆光子 《物妖志·笤帚》：“竹质润滑，枝更鲜莹。”
　　2.加油脂等以减少物体之间的摩擦，使物体便于运动。

基本概念

　　lubrication 　　相对运动物体表面加入第三种物质—润滑剂，降低摩擦、减少磨损。
　　改善摩擦副的摩擦状态以降低摩擦阻力、减缓磨损的技术措施。一般通过润滑剂来达到润滑的目的。

另外，润滑剂还有防锈、减振、密封、传递动力等作用。
　　根据润滑剂的不同，润滑可分为：①流体润滑。指使用的润滑剂为流体，又包括气体润滑（采用气体润滑剂，如空气、氢气、氦气、氮气、一氧化碳和水蒸气等）和液体润滑（采用液体润滑剂，如矿物润滑油、合成润滑油、水基液体等）两种。② 固体润滑。指使用的润滑剂为固体 ，如石墨、二硫化钼、氮化硼、尼龙、聚四氟乙烯、氟化石墨等。③半固体润滑。指使用的润滑剂为半固体，是由基础油和稠化剂组成的塑性润滑脂，有时根据需要还加入各种添加剂。
　　根据摩擦副之间摩擦状态的不同，润滑分为：①流体摩擦润滑。用流体( 厚度在1.5～2 微米以上 )将摩擦表面隔开的润滑方式。根据润滑膜压力的产生方式不同又可分为流体动压润滑（靠摩擦表面的几何形状和相对运动由粘性流体的动力作用产生压力平衡外载荷)和流体静压润滑(由外部将一定压力的流体送入摩擦表面间 ， 靠流体的静压平衡外载荷）两种。②边界摩擦润滑。摩擦表面间存在一层薄膜(边界膜)时的润滑状态；它可分为吸附膜（润滑剂中的极性分子吸附在摩擦表面所形成的膜，包括物理吸附膜和化学吸附膜）和化学反应膜（润滑油中的添加剂与金属表面起化学作用生成能承受较大载荷的表面膜）两类。润滑可以延长机器设备的寿命，提高精度、节约能源。
分类

　　按摩擦副之间润滑材料的不同，润滑可分为流体（液体、气体）润滑和固体润滑（见润滑剂）。
　　按摩擦副之间摩擦状态的不同，润滑又分为流体润滑和边界润滑。介于流体润滑和边界润滑之间的润滑状态称为混合润滑，或称部分弹性流体动压润滑。　
　　流体润滑 在适当条件下，两相互摩擦表面可以被一层具有一定厚度（1.5～2微米以上）的粘性流体隔开，由流体压力平衡外载荷，流体层内的分子大部分不受摩擦表面离子电力场的作用而可自由移动，即摩擦只存在于流体分子之间的润滑状态。流体润滑的摩擦系数很低（小于0.01）。按润滑膜压力的产生方式，流体润滑可分为动压润滑和静压润滑。
　　①流体动压润滑：靠摩擦表面的几何形状和相对运动，由粘性流体的动力作用产生压力，以平衡外载荷。
　　②流体静压润滑：由外部向摩擦表面间供给有一定压力的流体，靠流体的静压力平衡外载荷。
　　在传统的润滑力学研究中，摩擦体和润滑流体分别被看作为刚性体和粘性流体（牛顿流体）。实际上摩擦体是弹性体，不过有时可以把它简化为刚性体。需要考虑弹性变形和压力对粘度影响的流体动压润滑，称为弹性流体动压润滑。摩擦体处于塑性状态时需要考虑塑性效应的流体动压润滑，称为塑性流体动压润滑。流体润滑的传统研究方法始于1886年，奠基人为英国的O.雷诺。后人把传统润滑力学研究成果统称为经典润滑力学。
　　在流体润滑中，流体的粘性一般用粘度来评定。图1为假设流体为不可压缩并作层片状流动的模型。流体对切向运动的粘性剪切阻力，即切应力τ与速度梯度 (流体速度u沿垂直于层片方向y的变化率)的关系为

式中 η为比例常数，即粘度，又称动力粘度。上述关系称为流体层流流动（图2）的内摩擦定律，又称牛顿内摩擦定律。流体的流动行为符合此定律的称为牛顿流体。对于脂类塑性体(称非牛顿流体)相应的内摩擦定律为
　　

式中 τ0为脂的初始剪切阻力。有时还应考虑流体流动对时间的依从关系。 雷诺方程是描述流体动压润滑膜压力分布的基本方程。传统的雷诺方程是基于粘性流体的运动方程，又称纳维－斯托克斯方程。它是与质量连续性方程合并后根据某些假设简化得出的。描述流体润滑膜压力分布的普遍雷诺方程为
　　

式中v1、v2分别为边界面1、2沿x方向的速度；t为时间；η 为流体的动力粘度；p为流体膜的压力为流体的密度；h为膜厚度。此式左边两项表征膜压力分布，右边三项表明流体动压润滑膜压力产生的原因，即楔入效应、表面伸张效应和挤压效应。
　　通常表面伸张效应极微，可以忽略。当膜厚 h无变化时，挤压效应也可忽略。因此在大多数工况下，润滑流体的楔入效应为产生膜压力的主要项。对于气体动压润滑，还要对上述普遍雷诺方程附加一状态方程，如认为润滑气体为真实气体，满足多方关系，则附加的方程为
　　

式中T 为绝对温度；R为特定气体的气体常数；n为多方膨胀指数，n=cp/cv，cp和cv分别为定压比热容和定容比热容。当n=1时，为等温流动；当n=1.401(空气)时，为绝热流动。此外，当润滑膜中的温度变化很大，从而使粘度发生显著变化时，还须对普遍雷诺方程附加一能量方程联立求解。
　　边界润滑 两相互摩擦表面间存在一层薄膜（边界膜）时的润滑状态。这种现象通常出现在机器起动或停

车时。边界膜可分为吸附膜和反应膜等（图3）。润滑剂中的极性分子吸附在摩擦表面所形成的膜称为吸附膜。吸附膜又分为物理吸附膜和化学吸附膜。①物理吸附膜：分子的吸引力将极性分子牢固地吸附在固体表面上，并定向排列形成一至数个分子层厚的表面膜。②化学吸附膜：润滑油中的某些有机化合物（如二烷基二硫代磷酸盐、二元酸二元醇酯等）降解或聚合反应所生成的表面膜，或润滑油中极性分子的有价电子与金属表面的电子发生交换而产生的化学结合力，使金属皂的极性分子定向排列并吸附在表面上所形成的表面膜。润滑油中的添加剂，如含硫、磷、氯等有机化合物的极压剂，与金属表面起化学作用生成能承受较大载荷的表面膜称为反应膜。在两个摩擦面上凸峰直接接触相对运动时所产生的摩擦热作用下，反应膜不断形成和破坏。　吸附膜达到饱和时，极性分子紧密排列，分子间的内聚力使膜具有一定的承载能力，防止两摩擦表面直接接触。图4为吸附膜的润滑作用模型。当摩擦副相对滑动时，吸附膜如同两个毛刷子相对滑动，能起润滑作用，降低摩擦系数。反应膜熔点高，不易粘着，剪切强度低，摩阻力小，又能不断破坏和形成，故能防止金属表面直接接触而起润滑作用。
　　影响吸附膜润滑性能的因素有极性分子的结构和吸附量、温度、速度和载荷等。当极性分子中碳原子数目增加时，摩擦系数降低。极性分子吸附量达到饱和时，膜的润滑性能良好并稳定。当工作温度超过一定范围时，吸附膜将散乱或脱附，润滑失效。通常吸附膜的摩擦系数随速度的增加而下降，直到某一定值。在一般工况下，吸附膜的摩擦系数与干摩擦相同，不受载荷的影响。反应膜在极高压力下有很强的抗粘着能力，润滑性能比任何吸附膜更稳定，它的摩擦系数随速度的增加而增加，直到某一定值。反应膜常用于重载、高速和高温等工况下。
　　在一定的工作条件下，边界膜抵抗破裂的能力称为边界膜的强度。它可用临界pv值、临界温度值或临界摩擦系数来表示。①临界pv值：在正常的边界润滑中，当载荷p或速度v加大到某一数值，摩擦副的温度突然升高，摩擦系数和磨损量急剧增大。边界膜强度达到极限值时相应的pv值称为临界pv值。②临界温度值：当摩擦表面温度达到边界膜散乱、软化或熔化的程度时，吸附膜发生脱附，摩擦系数迅速增大但仍具有某些润滑作用，这时的温度称为第一临界温度。当温度继续升高到使润滑油（脂）发生聚合或分解，边界膜完全破裂，摩擦副发生粘着，磨损剧增时的温度称为第二临界温度。临界温度是衡量边界膜强度的主要参数。③临界摩擦次数：边界膜达到润滑失效时所重复的摩擦次数称为临界摩.

作用

降低磨擦系数

　　在两个相对磨擦的表面之间加入润滑剂，形成一个润滑油膜的减磨层，就可以降低磨擦系数，养活磨擦阻力，减少功率消耗。例如在良好的液体磨擦条件下，其磨擦系数可以低到0.001甚至更低。此时的磨擦阻力主要是液体润滑膜内部分子间相互滑移的低剪切阻力。

减少磨损

　　润滑剂在磨擦表面之间，可以养活由于硬粒磨损、表面锈蚀、金属表面间的咬焊与撕裂等造成的磨损。因此，在磨擦表面间供应足够的润滑剂，就能形成良好的润滑条件，避免油膜有破坏，保持零件配合精度，从而大大养活磨损。

降低温度

　　润滑剂能够降低磨擦系数，养活磨擦热的产生。我们知道运转的机械，克服磨擦所做的功，全部转变成热量，一部分由机体向外扩散，一部分则不断使机械温度升高。采用液体润滑剂的集中循环润滑系统就可以带走磨擦产生的热量，起到降温冷却，使机械控制在所要求的温度范围内运转。

防止腐蚀、保护金属表面

　　机械表面，不可避免地要和周围介质接触（如空气、水湿、水汽、腐蚀性气体及液体等）使机械的金属表面生锈、腐蚀而损坏。尤其是冶金工厂的高温车间和化工厂腐蚀磨损显得更为严重。

清洁冲洗作用

　　磨擦副在运动时产生的磨损微粒或外来介质等，都会加速磨擦表面和磨损。利用液体润滑剂的流动性，可以把磨擦表面间的磨粒带走，从而减少磨粒磨损。在压力循环系统中，冲洗作用更为显著。在冷轧、热轧以及切削、磨削、拉拔等加工工艺中采用工艺润滑剂，除有降温冷却作用外，还有良好的冲洗作用，防止表面补固体杂质划伤，使加工成品（钢材）表面具有较好的质量和表面粗糙度。例如在内燃机汽缸中所用的润滑油里加入悬浮分散添加剂，使油中生成的凝胶和积炭从汽缸壁上洗涤下来，并使其分散成小颗粒状悬浮在油中，随同循环油过滤器滤除，以保持油的清洁，减少汽缸的磨损，延长换油周期。

密封作用

　　蒸汽机、压缩机、内燃机等的汽缸与活塞，润滑油不仅能起到润滑减磨作用，而且还有增强密封的效果，使其在运转中不漏气，提高工作效率的作用。
　　润滑脂对于形成密封有特殊作用，可以防止水湿或其他灰尘、杂质浸入磨擦副。例如采用涂上润滑脂的油浸盘根，对水泵轴头的密封既有良好的润滑作用，又可以防止泄漏和灰尘杂质浸入泵体而起到良好的密封作用。
　　此外，润滑油还有减少振动和噪声的效能。

润滑油

　　1．润滑油定义
　　润滑油是由基础油和添加剂严格按一定比例调配而成。主要的添加剂有：抗磨剂、抗氧化剂、清洁分散剂等。
　　2．润滑油的类型
　　1． 车用润滑油
　　2． 工业润滑油
　　机械油（高速润滑油）、织布机油、主轴油、道轨油、轧钢油、气轮机油、压缩机油、冷冻机油、气缸油、船用油、齿轮油、机压齿轮油、车轴油、仪表油、真空泵油
　　3．润滑油的技术指标
　　粘度指数：油品的粘度随温度变化的程度，同标准油粘度变化的程度对比的相对值叫粘度指数。值数越高，表示受温度影响越小。
　　粘度：液体受外力作用移动时，其分子间产生的阻力称为粘度。
　　闪点：油品在规定条件下，加热到它的蒸汽与周围空气形成混合气，当接触火焰发出闪火时的最低温度。
　　倾点：指冷却为固态的油品，倾斜放置加温到油品开始移动的最低温度。
　　SAE级数：美国汽车工程师协会（粘度）0W 5W 10W 15W 20W 25W 10 20 30 40 50 60
　　API级数：美国石油协会（质量分类）SA SB SC SD SE SF SG SH SJ EC
　　CA CB CC CD CE CF CF-4 CG CG-4
　　齿轮油SAE等级75W 80W 85W 90W 90 140 250 GL-1 GL-2 GL-3 GL-4 GL-5
　　4．润滑油的添加剂
　　1． 清净分散剂：吸附氧化产物，将其分散在油中。由浮游性组分抗氧化、抗腐蚀、组合、合成

（2） 抗氧抗腐剂：提高油品氧化安全性——防止金属氧化、催化陈旧延缓油品氧化速度隔绝酸性物与金属接触生成保护膜具有抗磨性
　　3． 抗磨剂：在磨擦面的高温部分能与金属反应生成融点低，
　　4． 油性剂：都是带有极性分子的活性物质，能在金属表面形成牢固的吸附膜，在边界润滑的条件下，可以防止金属磨擦面的直接接触。
　　（5） 增粘剂：又称增稠剂，主要是聚俣型有极高分子化合物，增粘剂不仅可以增加油品的粘度，并可改善油品的粘温性能。
　　6． 防锈剂：是一些极性化合物，对金属有很强的吸附力，能在金属和油的界面上形成紧密的吸附膜以隔绝水分、潮气和酸性物质的侵蚀；防锈剂还能阻止氧化、防止酸性氧化物的生成，从而起到防锈的作用。
　　7． 抗泡剂：使气泡能迅速地溢出油面，失去稳定性并易于破裂，从而缩短了气泡存在的时间。
　　5．润滑油功能
　　1． 润滑及减低磨擦阻力
　　润滑油的作用，就是润滑发动机内的各种机件，并在两者表面之间形成一层油膜，以减低磨擦阻力，使运作更加顺畅。
　　2． 密封性作用
　　润滑油必须在活塞环与汽缸之间形成有效的密封性，以防汽体的泄露和外界的污染物浸入。
　　3． 冷却作用
　　在运转过程中，机件与机件的相互磨擦产生的热量或高温，润滑油的作用就是冷却及减低发动机的温度。
　　4． 清洁性
　　把机件中有害杂质和未及燃烧的不溶性物质带走，使这些污染物速离润滑表面及避免油泥的形成。
　　5． 防腐蚀功能
　　润滑油能提供接触部件完全分离的油膜，会减少机件接触及磨损的机会，避免金属表面受到腐蚀。
　　因此，SPC润滑油具备了以下特点来满足上述功能：
　　1． 高粘度指数性能
　　粘度指数是衡量润滑油粘度温度变化的数值，其数值愈大，粘度随温度的变化愈小，从而能够适应更广阔的工作温度范围。
　　2． 低挥发性
　　在高温运转的时间，必须仍保持低挥发性，减低润滑油消耗量，从而减少添加润滑油的次数。
　　3． 清洁性
　　通过加入清净剂和分散剂，润滑油能有效地防止活塞环卡紧，并且预防油泥在活塞环与汽缸等处的积累。
　　4． 良好的过滤性，避免润滑油对过滤器的阻塞，从而能够提供顺畅的油路循环系统，保证润滑油的清净性及超卓的冷却性。
　　5． 抗泡沫特性避免泡沫在润滑油中形成，并使油膜破裂，从而降低润滑油的氧化速度，减少润滑油的损耗。
　　6．润滑油的分类
　　1． 根据基础油分类
　　根据基础油分类，益佰润滑油分为两种，一种是采用矿物基础油，并加上各有关的特效添加剂调和而成；另一种是利用化学方法生产的合成油，这种油性能比矿物油更好，但价格也昂贵一些。
　　2． 据粘度分类
　　根据粘度分类，SPC润滑油分为单式粘度机油和复式粘度机油两种。单式粘度润滑油是用于发动机在某个温度范围内运转适用的润滑油。但如果发动机的温度超过其指定的温度范围，润滑油将不能提供充分的润滑作用。单式粘度润滑油的分类为SAE30、40及50（SAE为美国汽车工程师协会之英文缩写，其后数字为润滑油粘度范围指示）复式粘度润滑油适用于更大的温度范围，虽然温度改变，润滑油仍能维持其粘度。其润滑油包含了在低温时的特性，但又不会像单式粘度润滑油，在高温时变得太薄。所以，当您看见产品说明上指示，如SAE15W/40，则表示该润滑油是复式粘度，SPC润滑油大多产品为复式粘度机油。
　　3． 据用途分类
　　根据用途分类，SPC润滑油分为汽油发动机润滑油和柴油发动机润滑油。汽车油以API/ S* 柴机油以API/C*表示，若标示为APIS*/C*，则表示该润滑油为柴汽通用润滑油（API为美国石油协会之英文简写，是现今世界最普遍采纳的画分润滑油等级的权威机构）。其汽车润滑油等级为SA SB…SH SJ EC柴油车润滑油等级为CA CB CC…CG CG-4。
　　另外SPC润滑油还有摩托车专用润滑油。有适用于二衡摩托车的TB级、TC级和舷外机使用的BIATC-WII级，还有四衡摩托车的各款高级润滑油。
　　润滑油使用
　　7．如何选择适合的益佰润滑油
　　前面我们已经了解了SPC润滑油的产品规格，那么我们就可以根据自己车辆的情况来选用适合的润滑油了。
　　首先，应考虑选择何种粘度的润滑了。
　　选择润滑油的粘度要依据发动机的工作环境条件，通常主要考虑：
　　1．温度：常处高温条件，应该选高粘度；常处低温条件，应该选低粘度。
　　2．负荷：工作负荷大，应该用高粘度的。润滑油添加剂领域的科技进步，使润滑油的粘度-温度特性有了很大的改善，产生了一种复式粘度的润滑油如SPC合成润滑油5W-50，它在低温零下30℃时流动性能仍非常好，在高温时粘度不会降低太多，保证足够的油膜强度。
　　其次，还应考虑选择何种等级的润滑油。
　　目前，西方发运国家，SE SF级的润滑油基本上已经停止生产和使用，而国内由于多种原因，有些地区低级别的润滑油仍然大行其道。这其实是我们的汽车寿命短，维修费用高的一个重要原因。所以我们在推荐润滑油的级别时，比目前国内润滑油的使用习惯一个等级，这样做的目的，是希望广大的司机朋友能够正确使用润滑油，从而养护好您的爱车，提高汽车的使用寿命，节省维修费用。现在，我们选取机种有代表性的汽车来说明选择润滑油的等级的方法：微型面包车一般可选SE级；夏利可选SF级及级上；桑塔纳可选SG级及以上；本田可选SH级及以上；福特应选世界顶级SJ级。
　　但是，有以下情况的汽车应提高一至二个等级：
　　1． 在城市中行驶，由于经常堵车，走走停停，发动机工作温度不稳定，容易积碳，加快磨损（发动机的磨损70%发生在起动阶段）；
　　2． 长途高速行驶，发动机长时间处于高温状态；
　　3． 急速行驶，发动机转速要求快拉高，切换档频率又快，机件所受阻力变化争剧；
　　4． 高负荷行驶如轿车装货，货车超载，这时发动机要吸入更多的油气才能运转，行车速度慢，散热又不好，一般机油会导致很快劣化变质失效。
　　8．润滑油常识
　　1． 机油亦可称做何种油？
　　发动机油、马达油
　　2． 汽机油中SC SD SE SF SG SH SJ EC有何含义，柴机油中CC CD CE CF-4 CG-4有何含义？
　　SC SD SE SF SH SJ EC是美国石油学会关于汽油机油的质量等级分类；CC CD CE CF-4 CG-4 CH-4 CI-4是API关于柴油机油质量等级分类。这机个级别的使用性能和质量档次依次升高。
　　（3） 什么是多级内燃机油，有何优良性能？
　　多级内燃机油，此种油品粘度范围跨越几个粘度级别，可在一定地区冬夏通用，是一年四季都可使用的油品。如15W/40 10W/30。多级油具有良好的低温启动性能，气温较低时，使发动机顺利启动，防止发动机的磨损，节省燃料。
　　4． 15W/40中W有何含义？
　　油品在粘度牌号中的W是Winter(冬季)的字头，指该油具有良好的低温启动性能，冬夏季皆可使用，属多级油。
　　5． 为什么增压柴油机要使用中高档柴油机油？
　　增压柴油机功率大、负荷重、工作温度高，易产生积炭和结焦，中高档柴油机油具有较强的抗高温氧化安全性和良好的清净性，能有效的防止活塞磨损，而普通柴油机难以满足增压柴油机苛刻的工况要求。
　　6． 车辆齿轮油用在车辆设备的哪些部位？
　　用于汽车、拖拉机、工程机械车辆等的手动变速箱、差速器、后桥齿轮箱及转向机构上。
　　7．什么是汽/柴通用内燃机油？
　　通用内燃机油既可用于汽油机，又可用于柴油机，它的开发主要是为了解决汽、柴油车混编车队用油混乱的问题。例如：SF/CC发动机既可用于要求使用SF级汽机油的汽油车，又可用于要求使用CC级柴油机油的柴油车。
　　8． 何选择合适的粘度等级？
　　a 可根据内燃机和车辆的特点，即负荷和转速选油。负荷高，转速低的设备一般选用粘度较大的润滑油。负荷轻、转速高的设备一般选用粘度较小的润滑油；
　　b 根据气温高低情况选油：气温高时（夏季）选用粘度较大的润滑油；气温低时（冬季）选用粘度较小的润滑油。
　　c 也可根据发动机磨损状况选择，新发动机应选用粘度小的油品，而磨损较大（间隙增大）的发动机应选用粘度较大的油品。
　　9． 汽车冒蓝烟的原因是什么？
　　主要原因在于活塞及汽缸磨损严重，气环断裂，拉缸以致烧机油，应及时修理后再使用机油。
　　10． 加注机油是否越多越好？
　　不是，在添加机油时，一定要保持在略低于机油尺上的线刻度为宜，当机油量不足时，机油泵会吸入空气，轴承与轴头等磨擦处，会因机油量少而润滑不良导致磨损加剧，甚至发生烧轴瓦事故，加注过量机油，虽降低了烧轴瓦的可能性，但发动机工作时曲轴柄，连杆大端剧烈地搅动机油不仅增加了发动机内部功率的损失，而且因溅到气缸壁上的机油增多，容易产生烧机油冒烟的现象发生，而且机油内摩擦加大造成油温过高也会导致机油过早氧化。
　　11． 何时更换机油？
　　可观察油尺上的机油，下列情况需要更换：
　　a 机渍混浊，透明度很低；
　　b 机渍发黑，呈深黑色；
　　c 机油中含有金属粉末；
　　d 机油中含有杂质较多；
　　e 用手捻捻机油无润滑感；
　　f 机油中含有泡沫较多；
　　g 机油发白，说明油的水分较多，有乳化现象；
　　h 车辆遇涉水后，有可能机油进水的情况下。
　　12． 发动机冒黑烟是怎么回事？
　　a 混合气过浓，可调整化油器，增加空气量供给，使混合气变稀；
　　b 气门有积碳，会造成气门磨损，活塞环发粘，汽缸磨损而冒黑烟；
　　c 点火时间不准。
　　13． 如何正确使用机油尺检查机油油位？
　　找一平坦处把车停好，拉紧手刹，启动发动机，达到正常工作温度时关掉发动机，让机油流回油底亮，这时再取出机油尺，将其擦干插入后取机油油位。
　　14． 如何鉴定润滑油品质？
　　有六项指标可供参考：
　　a 活塞顶部，侧面，环槽的积碳程度；
　　b 阀门系统磨损程度；
　　c 气缸磨损程度；
　　d 轴承磨损程度；
　　e 润滑油变质程度；
　　f 润滑油特别是多级油的抗剪切稳定性。
　　15． 多级油有什么优点？
　　a 全年使用；
　　b 冷起动顺畅；
　　c 提高燃油经济性；
　　d 降低润滑油消耗；
　　e 减少运动件磨损；
　　f 提供良好的低温润滑性。