大家都知道机油是用来润滑发动机的,每隔一段时间就要给发动机换机油。但是你知道机油在发动机中是如何流动的吗?机油是如何被送到各个摩擦表面的?今天我们就来详细的说一说发动机润滑系统是如何工作的,机油在发动机中循环流动的过程及路线是怎样的。
首先来给大家说一说发动机为什么需要润滑。
大家都知道发动机必须加机油,机油的主要作用就是润滑,没有机油发动机就会损坏,但是为什么会损坏,大家可能就语焉不详了。汽车发动机是一个复杂的能量转换机器,它可以将燃料的化学能转化为机械能对外输出。在能量转化过程中,有大量的零部件以一定的轨迹运动,在运动过程中零部件以一定的力作用在另一个零部件上,并且有高速的相对运动,这就是所谓的摩擦副。在汽车发动机中有多达数十个摩擦副,各摩擦副之间的配合间隙也有所不同,从几微米到零点几毫米不等。
任何零部件表面都不是绝对光滑的,都有一定程度的表面粗糙度,即使我们看起来光洁无比的零部件,在显微镜下观察它的表面也是凸凹不平的。因此,在这些摩擦副的表面必然会发生摩擦和磨损。摩擦就会产生阻力,阻碍零部件的运动,消耗汽车的动力。实验表明,发动机的摩擦阻力大约会消耗发动机25%的功率。我们还可以更形象的来看看这个摩擦阻力的大小:我们把车停放在一个30%的坡路上,挂入一档,松开刹车、手刹车和离合器,汽车可以稳定的停放在原地不动,这主要就是发动机内部摩擦阻力的作用。
此外,摩擦副之间相对运动还会摩擦生热,使零部件升温,在没有润滑的情况下两块金属高速摩擦,产生的热量甚至可以将金属熔化,使二者烧结在一起。所谓的发动机“拉缸”“化瓦”就是这种情况,摩擦副由于缺少润滑散热而烧结在一起了,属于最严重的发动机机械故障了。
汽车发动机摩擦的类型可以分为滑动摩擦和滚动摩擦两大类。滚动摩擦阻力较小,所以汽车上尽可能的采用滚动摩擦,比如各种轴承就是典型的滚动摩擦;而滑动摩擦阻力相对较大,比如活塞环与气缸壁之间、曲轴与气缸体、连杆之间,都属于滑动摩擦。此外,根据摩擦副之间的摩擦介质还可以分为干摩擦、边界摩擦、混合摩擦和液体摩擦,在汽车上这几种摩擦是同时存在的,在发动机中绝大多数部位都是液体摩擦,比如曲轴与气缸体、连杆之间、凸轮轴与气门之间,等等;而气缸壁与活塞环之间是边界摩擦。
为了降低由于摩擦导致的发动机功率消耗和零部件磨损,必须对零件的摩擦表面进行润滑,即在两零件的工作表面之间加入一层润滑油使其形成油膜,将零件完全隔开,处于完全的液体摩擦状态。在汽车发动机中,能完成这项工作的装置就是润滑系统,它可以在发动机工作时连续不断地把数量足够、温度适当的洁净机油输送到传动件的摩擦表面,并在摩擦表面之间形成油膜,实现液体摩擦,从而达到减小摩擦阻力、降低功率消耗、减轻机件磨损、提高发动机工作可靠性和耐久性的目的。