机油是如何在发动机内部润滑的(机油在发动机里有几种润滑方式)

虽然汽车和摩托车发动机同属于内燃机,但两种发动机所使用的机油有着很大不同,总体来说摩托车发动机机油在性能上要超越汽车机油,汽车发动机机油主要在发动机中充当润滑剂和密封剂,变速箱和差速器则有独立的润滑系统。而摩托车发动机的紧凑性使其一般采用的是空间效率出色的湿式油底壳离合器,这意味着机油润滑区域超出了发动机本身,还包括离合器和变速箱。

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机油被看作是流动的液体摩托车配件,机油的选择对于发动机能否发挥最优性能以及发动机寿命都有很大影响。机油最被大家最熟悉的功效就是润滑,但由于发动机机各部分的做功方式不同,所以机油对于发动机内的各个部件润滑方式也有所不同。润滑方式大致可分为两种:流体膜润滑和边界润滑。

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流体膜润滑,可以看作是发动机零件被机油覆盖了一层薄膜,处于这种状态时,机油实际上起到阻止金属表面彼此直接接触的作用。流体膜润滑大致发生在以下位置:活塞和汽缸壁之间的间隙、平面轴承和曲轴之间的间隙以及连杆大端和曲轴之间的间隙。在这些位置,机油进入连接件之间微米级的间隙,并在这些零部件的摩擦表面之间形成润滑膜,从而起到润滑以及减少零部件磨损的作用,这种润滑方式主要存在与机油负载较小额区域。

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边界润滑,指无法形成均匀润滑油薄膜时的情况。当金属表面之间存在部分或暂时接触和分离时就会发生这种情况。边界润滑会受到金属与金属接触速度(频率)的增或减、接触面或摩擦面上负载变化等因素的影响。存在边界润滑的位置包括凸轮凸角与气门挺杆之间的间隙、活塞环与汽缸壁之间的间隙、 摩托车的传动齿轮等。边界润滑与流体膜润滑不同,其机油需要颗粒级的组分。

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众所周知,摩托车机油是由基础油和添加剂组成,就润滑而言,基础油主要作用在流体膜润滑方式上,而各种添加剂则在边界润滑中发挥重要作用。同时机油在发动机内部要做很多工作,润滑、密封、防锈、清洁、吸震,降温,动力传输等工作,而这些工作都要依赖于加入基础油中的添加剂,所以添加剂对于一款机油至关重要,如何平衡各种添加剂一直是机油研发上的重点。例如,钼是可以减少摩擦的添加剂,但如果添加过多,就可能导致湿式油底壳离合器打滑。另一方面,磷是防止磨损的添加剂,但也可能与催化转化器中使用的铂、铑和其它材料发生化学反应。相反,清洗剂会妨碍钼粘附到金属表面的能力,因而有损其防止摩擦的预期目的。各类添加剂的使用也造就了机油不同的属性。

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摩托车机油就是在应对这些有时相互矛盾的条件下开发出来的,作为唯一一家既开发摩托车发动机又开发摩托车机油的厂商,雅马哈的Yamalube机油工程师在开发机油时,汇编了所需机油性能数据。这些数据包括几乎不计其数的指标,如粘度、耐磨性、防氧化、氧化降解、清洗性、腐蚀抑制等。开发人员不会就具体事项做出规定,比如规定基础油应来自哪个国家或地区,要使用哪些类型的添加剂或混合物等,但他们会明确提出炼油厂需要满足的性能指标。有时,工程师们会自行用基础油混合添加剂,制成实验性的掺混油,然后带到石油公司,让他们进一步研发性能,最后提出生产要求。

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Yamalube工程师之所以能以这种方式与炼油厂进行交流,正是基于他们数十年来通过自行研发机油所获得的知识和经验。此外,我们还可以利用目前掌握的添加剂构成等方面的大量量化数据,调整数据以适应特定产品目标的需求,从而掌握机油的基本性能水平,以适应雅马哈生产的不同摩托车产品,所以从一定程度上来说,雅马哈掌握着改变机油性格的“钥匙”。

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