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技術(shù)文章

粘度主要決定的是密封性
本文來源http://www.instrument17.com/ 本文關(guān)鍵詞：Brookfield粘度計  在線粘度計

粘度主要決定的是密封性，也影響到動力。
    密封性是要保證混和氣在壓縮的行程中，盡量不泄漏，充分的讓可燃氣體都參與做工，不浪費燃料。密封性也是要保證混和氣在燃燒過程中，體積急劇膨脹時，盡量不泄漏，產(chǎn)生的壓強充分作用于活塞表面，讓曲軸得到*大化的Brookfield粘度計驅(qū)動力。間隙正常的小車，使用過高的黏度也會有一些相反的影響，那就是由于黏度的提高，使得活塞剪切的阻力增加了，機器其他部位的運轉(zhuǎn)阻力增加了，與我們在前面希望動力*大化輸出的愿望相反。在已經(jīng)保證密封性的前提下，通過選擇低黏度機油來實現(xiàn)動力*大化才是*合理的。這里有個平衡，而不是一味的提高黏度。但是如果你的車用高了黏度才好用，只能說你的機器的間隙偏大。
    燃燒做功的混合氣能夠達到500度以上，在點燃混合氣做功，活塞向下運動只時，缸壁上部的殘存油膜還能存在么？溫度超過了機油閃點之后，機油已經(jīng)被氣化了燒掉了。下一個排氣行程，活塞向上運動時，油膜已不存在，機油還能起到抗磨保護作用的就是里面的抗磨添加劑在缸壁上形成的化學膜。（活塞上行時不是干磨，不要忘記活塞上有機油，如果活塞上沒機油，立刻拉缸）另外不論是壓縮行程還是做功行程，在上止點附近活塞受到的壓力*大，因曲軸環(huán)形工作，連桿絕大部分時間是傾斜的角度原因，活塞向單個側(cè)面的壓力也就越大，活塞環(huán)對于缸壁的剪切壓力就極高，如果再加上告訴的剪切運動，此時會發(fā)生嚴重的邊界摩擦，油膜破裂，起保護作用的也不是油膜而是化學膜。很多車使用機油的添加劑配方不夠優(yōu)良，所以它缸桶被磨成上大下小表現(xiàn)的就比較明顯。
    盡量的依賴和保持油膜是對的，可以盡量減少邊界摩擦發(fā)生的總時間。但是現(xiàn)實中邊界摩擦是無法完全避免的，所以僅從抗磨角度來說，粘度不是*重要的，*重要的是機油添加劑配方是否夠強悍。邊界潤滑只發(fā)生在缺機油的情況下，而且所謂化學膜僅能保持極短時間，所以只在極短時間內(nèi)起作用，比如冷啟動時，機油不僅僅提供密封性能，而是提供基本的潤滑，所以較低的轉(zhuǎn)數(shù)（較低的活塞線速度）和黏度適合的機油是保證發(fā)動機長壽命的關(guān)鍵。所以，同樣基礎(chǔ)油級別的機油，有可能一款低粘度機油，擁有很好的抗磨添加劑系統(tǒng)，比添加劑系統(tǒng)比較一般的高粘度系數(shù)機油，長期用下來抗磨效果都要好。如果添加劑配方特別先進，甚至會有超越基礎(chǔ)油級別的表現(xiàn)。機油選用是有取向性的，對于不同的設(shè)計方向的機油，API級別更不能直接表示抗磨保護性能。比如，摩托車因為沒有三元，所以對于含磷量不講究。任何品牌的SG級別的摩托車賽車油，用在汽車里，其抗磨保護性能都會超越SM級別對磨損的指標要求。
    機油的稀稠主要意義是會影響到一定的密封性，包括活塞密封性和機油壓力，從另一個角度來講，就是重負荷或者溫度比較高時，需要高一點的黏度來保證密封性。密封性保證扭力的輸出。但從抗磨損角度來說，起到作用的不僅僅是油膜，更主要的是機油的添加劑配方，里面的抗磨添加劑系統(tǒng)起到關(guān)鍵的作用，而不僅僅是油膜，因為磨損是發(fā)生在工作過程中*極限的邊界摩擦情況下的，這時候磨擦副之間的油膜已不存在了，是起不到抗磨作用的。需要額外的化學成份來起到抗磨作用，比如鋅和磷。
1、機油的粘度和密封性
    礦物油的組成結(jié)構(gòu)比較粗大，在缸桶上就好像是粗糙的水泥地上撒了一層有大小不均的小鵝卵石，容易被推土機的鏟推走，推土鏟容易把地面上的鵝卵石清理得很干凈，地面的微小粗糙不平處也得不到鵝卵石的填補，推動過程中，鏟的下沿和地面之間的密合性不好，會漏風。這里活塞環(huán)就相當于推土鏟，缸壁就相當于有微小坑洼的水泥地面。而pao一類的全合成結(jié)構(gòu)比較細大小整齊，相當于鋪路用的碎石。這樣推過后會有很多的不能完全被推走的小顆粒，這些顆粒恰好能夠填補水泥地表面的不平整。他們就起到了密封作用。當然大量含酯的機油會更好，酯類就像熱的瀝青，瀝青牢牢附著在了地面上的空間，等于是給水泥地面直接布了瀝青和碎石的混合物，讓你推。
        車用的酯類機油一般都使用大量PAO來調(diào)和，等于瀝青把PAO這樣的碎石成份牢牢地拉住，使得油膜的附著力更好（效果近似柏油路哈）。活塞環(huán)剪切的壓力，可以想象為那個推土機的鏟在推的時候的向下壓力，活塞運動的速度就想象為推土機的前進速度。那么關(guān)于基礎(chǔ)油的選擇自然要考慮駕駛習慣。比較輕負荷或較低轉(zhuǎn)速的機器，相當于鏟子提得離地面比較高，那么厚厚的一層鵝卵石也可以推出很平整的路面。就是說條件要求不高的情況下，可以降低對基礎(chǔ)油的要求。前面說的是基礎(chǔ)油自身特點造成的密封性的區(qū)別?，F(xiàn)在的**礦物油，經(jīng)過精煉加氫，等于是把鵝卵石的粒度進行了篩選，把過大的剔除掉了，或者干脆把鵝卵石粉碎成了粒度更小的碎石。對于半合成，就是小鵝卵石里面摻合了細碎石，也能提高密封性。
全合成想提高性能，不用說了，廠家只能摻和點點瀝青進去。酯類油干脆就是鋪柏油路的那種，熱乎乎的碎石和瀝青的混合物。

        前面說的也是不同基礎(chǔ)油的抗剪切附著能力?；A(chǔ)油能夠抗剪切，并且能平整的跟剪切物密合，才存在密封。
        我們發(fā)揮一下黏度與密封的關(guān)系，黏度可以想象為那些石子和石子之間的排列密合性。黏度越高，石子排列的越緊密，縫隙越小，填充的越平整。
黏度穩(wěn)定性與溫度的關(guān)系是這樣的：
我們首先把石子膨脹系數(shù)放大了??想象。
        假如本來就是個體比較均勻的細石子或小石子（PAO或者高精煉礦物），排列可以比較緊密，假如溫度升高，他們都有一樣大的膨脹量，雖然排列的緊密程度受到一些影響，那么他依然還算是緊密。也就是說溫度變化對他的黏度變化影響相對較小。
        假如大小不均的鵝卵石（普通礦物）受了熱，那因為膨脹系數(shù)的影響，大的大了一倍，小的也大了一倍，但是相比起來，大小差異變得就更不均勻了。也就是表現(xiàn)出來的整體密合度不好，看上去大小分布更散亂了，機油所表現(xiàn)出來的就是黏度變差。這樣的材料，按照上貼的聯(lián)想，密封性肯定變差。
        為了改善性能，廠家加入了保持高溫黏度的穩(wěn)定劑，就好像加了一些粗沙子進去。這樣，雖然鵝卵石推出來那種顆粒比較粗的，所表現(xiàn)出來的不好的密封性能，因為有了一些細沙，可以顯得更平整些。
         當然，**種的均勻細石子，加沙子也能提高性能，但是只需要稍加一些就OK了。
        從趨勢上來看，低黏度機油會越來越普及。目前新一代發(fā)動機機油規(guī)格LSAC Gf5已經(jīng)在醞釀中，估計09年就可以出現(xiàn)這一規(guī)格的潤滑油，現(xiàn)在大的汽車公司，比如GM，已經(jīng)在路試，機油是5W20的黏度，但添加劑上作了極大的改進，比如廣泛采用有機鉬添加劑，并把多元醇酯混入到基礎(chǔ)油中，已經(jīng)極大的改進了摩擦，提高足夠的抗剪切黏度。
     在冷啟動（此時因為機油還沒來的及到達摩擦機件表面）靠的主要是添加劑，而在熱啟動時（行車后停車再啟動，靠的就是殘留油膜）。黏度高的油膜殘留時間較長，黏度高的油膜也意味著油膜較厚，而厚的油膜通?？梢詫崿F(xiàn)更好的密封。但一個機油產(chǎn)品一定要評定它的綜合的平衡的性能，而不能只看其中一項或幾項，它一定是各方面都平衡的組合到一起，從而使這個機油的整體性能優(yōu)越，這樣的機油才能給發(fā)動機帶來*好的保護。而一個優(yōu)異配方的開發(fā)是需要大量實驗和調(diào)整的，期間所花費的成本相當之高，時間也相當之長，尤其在美國，一個新配方的申請，不經(jīng)過實際的臺架及實車實驗是根本不可能得到API認證的。這也是各個潤滑油工廠的核心技術(shù)，是他們生存競爭的法寶，因此，在這里順便建議大家，一定要選擇歷史悠久的知名工廠的發(fā)動機油，因為他們的歷史可以保證他們配方的可靠性，在所有潤滑油當中，技術(shù)含量*高的就是發(fā)動機油和atf（自動變速器油）諸位在選擇這兩種油品時務(wù)必謹慎，尤其是atf，選擇不當可以徹底損壞變速器。