邊界潤滑

　　活動(dòng)表面之間的潤滑是由楔形油膜引起的，該油膜在兩個(gè)表面之間積聚(圖11.2)。楔形油膜稱(chēng)為邊界潤滑。膠片在前邊緣的前部比后部厚。當該膜變薄使得表面高點(diǎn)接觸時(shí)，稱(chēng)為邊界潤滑。隨著(zhù)摩擦系數的增加，需要更多的努力來(lái)移動(dòng)表面。存在正確的楔形油膜時(shí)，所需的工作最少。邊界潤滑是干摩擦和流體流體動(dòng)力潤滑之間的中間狀態(tài)?；旧鲜菨櫥瑒┨畛浯嬖谟谒心Σ帘砻嬷g的空腔的狀態(tài)。

　　在邊界潤滑期間或油太稠時(shí)，摩擦系數會(huì )增加。機油的厚度對于防止邊界潤滑和提供低摩擦系數非常重要。油的厚度稱(chēng)為其粘度。粘度定義為油抵抗流動(dòng)的趨勢。圖11.3代表了這些

　　潤滑劑的特性，其中Z是粘度或厚度，N是表面速度，P是由重量引起的壓力。摩擦系數對于ZN / P的一個(gè)值最低。如果增加載荷P，則ZN / P的值會(huì )減小，力會(huì )朝邊界條件移到圖的左側。速度的任何增加都會(huì )增加ZN / P，并將表達式移到圖形的右側。在使用相同粘度和負載的情況下，需要花費更多的精力來(lái)提高速度。對于任何恒定的速度和負載，油膜取決于油的粘度。

　　良好的邊界潤滑取決于油中至少一些分子與要潤滑的金屬表面之間的化學(xué)親和力?；瘜W(xué)親和力是指化學(xué)反應性，因此精制至最大化學(xué)穩定性的油不可能提供很好的邊界潤滑。另一方面，曲軸箱油必須具有足夠的化學(xué)穩定性，才能在因氧化而分解之前具有較長(cháng)的使用壽命。因此，使用特殊的共混組分可在適當的化學(xué)反應度和快速氧化趨勢之間取得平衡。

　　邊界潤滑發(fā)生在氣缸壁和活塞組件，閥桿及其導向裝置和軸頸軸承之間

　　流體動(dòng)力潤滑

　　流體動(dòng)力潤滑原理適用于發(fā)動(dòng)機的彎曲軸承表面，例如主軸承，連桿和凸輪軸軸承。曲軸主軸承的潤滑如圖11.4所示。

　　發(fā)動(dòng)機機油系統中的潤滑油通過(guò)軸承殼上半部的孔供入。發(fā)動(dòng)機停止時(shí)，軸承殼中的凹槽將一些油保留在軸承中。當發(fā)動(dòng)機運轉時(shí)，該凹槽還有助于在軸承表面上散布油膜。當曲軸靜止時(shí)，負載下降，機油從軸和軸承之間被擠出(圖11.4A)。隨著(zhù)曲軸的旋轉，流體動(dòng)力潤滑起作用，并且在軸承周?chē)纬闪诵ㄐ瘟黧w動(dòng)力油膜(圖11.4B)。該膜支撐軸承，并且當粘度合適的機油是

　　使用時(shí)，可將轉彎工作量降到最低。隨著(zhù)曲軸轉速的增加，油的楔入作用也增加，從而將軸承周?chē)淖畲髩毫D移到左側(圖11.4C)。一些油從軸承的側面泄漏，這會(huì )沖洗掉污染物并幫助冷卻軸承。這就需要不斷地供應新鮮的油，這是由油泵提供給軸承軸頸的。軸承磨損主要發(fā)生在最初的啟動(dòng)過(guò)程中，并一直持續到形成液力膜為止。

　　主軸承潤滑

　　流體動(dòng)力學(xué)軸頸潤滑的形成分為四個(gè)階段：

　　(i)靜態(tài)或靜態(tài)摩擦。當軸靜止或非常緩慢地旋轉時(shí)，軸與底座處的軸承之間會(huì )緊密接觸。

　　(it)邊界潤滑。當軸開(kāi)始旋轉時(shí)，它會(huì )沿與旋轉方向相反的方向爬升到軸承平面，直到達到極限摩擦力。

　　(高)半流體動(dòng)力潤滑。隨著(zhù)軸頸速度的增加，它會(huì )帶動(dòng)一層粘著(zhù)的油層和另一層粘著(zhù)的邊界油層粘到靜止的軸承表面上。在這兩層之間，油沿與軸頸表面運動(dòng)相同的方向運動(dòng)。因此，油被拖入間隙的細端，形成會(huì )聚的油膜楔形物。該膜通常變得足夠堅固以支撐軸并將其與軸承分離。更高或更厚的粘度可提供更堅固的油膜并支持更大的載荷。

　　(iv)流體動(dòng)力潤滑。在兩個(gè)表面之間形成的油膜厚度隨著(zhù)速度的增加而增加，并將軸心沿旋轉方向推向相反的一側。實(shí)際上，建立了一個(gè)穩定的平均位置，并且軸的軸線(xiàn)在負載波動(dòng)的情況下圍繞該點(diǎn)“跳動(dòng)”。

　　進(jìn)行流體動(dòng)力潤滑僅是因為大多數潤滑劑都牢固地附著(zhù)在金屬表面上，并且由于油楔膜本身內部分子層的內部剪切而實(shí)現了相對運動(dòng)。除了曲軸和凸輪軸軸頸潤滑外，通常在氣缸壁的中間區域(活塞速度最高)上進(jìn)行流體動(dòng)力潤滑。