內(nèi)燃機工作時,各運動部件的接觸表面之間必然產(chǎn)生摩擦。一方面摩擦會使工作表面磨損,消耗內(nèi)燃機的功率;另一方面由于摩擦而產(chǎn)生大量的熱可能使某些部件變形,嚴重時可導致內(nèi)燃機無法正常工作。因此,必須對各摩擦副進行有效的潤滑。內(nèi)燃機潤滑系統(tǒng)的作用就是將清潔、具有適宜壓力和溫度的潤滑油送到摩擦表面。為保證汽車發(fā)動機的正常工作,內(nèi)燃機油主要起以下幾個作用:
1.潤滑與減摩
發(fā)動機曲軸的轉(zhuǎn)速在2000~5000r/min,活塞的平均線速度達10~15m/s,在其摩擦表面形成油膜很困難。隨著發(fā)動機功率不斷提高,負荷也越來越大。發(fā)動機主要的摩擦副,有曲軸與主軸瓦、連桿與連桿軸瓦、活塞環(huán)與缸套、凸輪與挺桿等,發(fā)動機因摩擦副摩擦而損失的能量比例如圖所示。
由于油膜覆蓋使摩擦副之間的相對運動具有較低的阻力,并使其磨損減至最低程度,從而保證摩擦副的正常運動?;钊c缸套的工作條件惡劣,在其高溫表面下,油黏度小,不易形成油膜,同時其往復運動的機械載荷不均勻,在作工沖程其承壓表面?zhèn)葢艽螅┯头绞绞秋w濺潤滑,可靠性差,易產(chǎn)生“拉缸”;軸瓦的潤滑靠油楔作用保證,在油膜很薄或因油路堵塞供油不足時,易于磨損乃至“化瓦”。減小摩擦阻力,降低磨損,減少動力消耗應是內(nèi)燃機油的首要作用。
2.冷卻
發(fā)動機直接受燃料燃燒和摩擦產(chǎn)生的熱量影響,運行溫度較高,如活塞頂環(huán)槽、汽缸蓋和汽缸壁的溫度大多在280~320℃。因此,要求機油能及時導出摩擦熱和燃燒傳導的熱量,使機件保持適當?shù)臏囟?,保證發(fā)動機正常運轉(zhuǎn)。一般內(nèi)燃機的熱效率為30%~40%,一部分熱量被循環(huán)的機油帶走,另一部分被冷卻系統(tǒng)散掉。
3.密封
活塞環(huán)與缸套、活塞環(huán)與環(huán)槽之間有一定間隙,活塞運動時,如果間隙得不到密封,燃氣會通過間隙竄入曲軸箱,產(chǎn)生“竄氣”,既降低了發(fā)動機功率,又加速了機油的氧化衰變。輔助活塞環(huán)密封,防止燃氣竄入曲軸箱,以保持汽缸壓力,減少功率損失并避免曲軸箱受燃氣污染。
4.清潔
發(fā)動機運轉(zhuǎn)過程中會產(chǎn)生油泥和漆膜沉積物,油泥如沉積在油泵的濾網(wǎng)上,能破壞正常的供油量;活塞環(huán)聚集漆膜會產(chǎn)生黏環(huán)。機油中的清凈分散劑能清洗掉部件表層的漆膜,使油泥和其他污染物分散成細小顆粒,懸浮在油中,保持機件清潔。
5.防腐防銹
燃料燃燒生成的水和酸以及潤滑油自身的氧化產(chǎn)物,都會使發(fā)動機部件腐蝕和生銹,機油中加有高堿值磺酸鹽、酚鹽,具有中和燃料燃燒時的酸性產(chǎn)物及機油氧化產(chǎn)生的有機酸和對氧化產(chǎn)物增溶的作用。
6.緩沖
內(nèi)燃機油能夠吸收軸承和發(fā)動機其他零部件之間的振動,減少發(fā)動機噪聲,延長發(fā)動機使用壽命。