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1、工程机械运行材料,本课程主要学习的内容 1.汽油、柴油的主要评定指标(5学时） 2.石油代用燃料（2学时） 3.发动机润滑油（机油）（4学时） 4.车辆齿轮油（3学时） 5.车用润滑脂（2学时） 6.车用制动液（2学时） 7.液力传动油及其他工作液（4学时） 8.复习考试（4学时）,课程设置的必要性 1汽车运行材料关系到汽车的安全性和可靠性 汽车要求严格控制含有害物质的车用汽油；要求十六烷值较高的低含硫量的车用柴油；要求抗磨损、耐极压的润滑油；要求高温抗气阻性好、低温流动性好的制动液；要求使用寿命长、节省燃料的轮胎等。 2汽车运行材料关系到节约能源 汽车燃料的主要作用是保证正常燃烧，润滑剂的主
2、要作用是减磨降损，汽车轮胎种类关系到汽车滚动阻力的大小。使用较高辛烷值的车用汽油和适当十六烷值的车用柴油，实现汽车润滑油的低黏度化、多级化，推广使用效果好的汽车燃料节能添加剂和汽车发动机润滑油节能添加剂，使用子午线轮胎等，将会取得显著的节能效果。,3汽车运行材料关系到环境保护 汽车排放污染物主要有一氧化碳、碳氢化合物、氮氧化合物和微粒物等。车用汽油的发展趋势是：低硫含量、低苯含量、低烯烃含量、低蒸气压、低90蒸发温度和高清洁性；车用柴油的发展趋势是：高十六烷值、低硫含量、低多环芳烃含量、低终馏点和低密度。 通常，人们把燃料比作汽车的粮食，把润滑剂比作汽车的血液，把轮胎比作汽车的鞋子，可见汽车运
3、行材料作用之大。,第一章 石油的基本知识,石油是埋藏在地下的天然矿产物，未经炼制前称之为原油。 原油之所以在外观和物理性质上存在差异，其根本原因是化学组成成分不完全相同。 正由于石油的化学组成十分复杂，所以不同产地、甚至同一产地而不同油井的原油，在组成成分上也有一定差异。 不论是何产地的原油，其组成元素主要是碳、氢、硫、氧和氮等元素。,石油产品和润滑剂的分类,润滑剂和有关产品（L类）的分类,石油添加剂,润滑剂添加剂 1清净剂和分散剂 清净剂和分散剂是油溶性表面活性剂，通过将无机酸、氧化中间产物和含氧酸中和及增溶，以阻止进一步缩合而生成漆膜和积炭；同时，将已经生成的漆膜分散在油中，阻止其黏附在活
4、塞上，或将开始黏附在活塞上的漆膜和积炭洗下来并防止不溶于油的胶体、漆膜、积炭等凝聚和淤积。以保证发动机活塞表面、汽缸内表面等清洁干净。 2抗氧抗腐添加剂 抗氧抗腐添加剂的作用在于抑制润滑油的氧化过程，钝化金属的催化作用，减少油品氧化变质，延长使用寿命，同时保护零件金属表面不受酸的腐蚀等。,3极压抗磨剂 极压抗磨剂的作用是使机械在重负荷下操作时，摩擦部件由于受到高压作用，经常处于边界润滑状态，在摩擦副温度和压力都较高的情况下，极压抗磨添加剂与金属发生化学反应，生成稳定性高的边界膜，以改善润滑状态减低摩擦、磨损，防止产生卡住、擦伤、烧结，保证机械在苛刻条件下良好的润滑。 4油性剂和摩擦改进剂 油性
5、剂和摩擦改进剂的作用就是利用其分子之间及其分子与金属表面的吸附力，使油性剂和摩擦改进剂形成牢固的、抗剪切的、耐磨的油膜。,5黏度指数改进剂 黏度指数改进剂的作用就是改变润滑油的黏温特性，适应宽温度范围对黏度的要求。使润滑油的黏度在温度变化时其变化量不大，有利于机械的低温起动和高温润滑。 6防锈剂 阻止润滑油的氧化和形成酸性氧化物。防锈剂一般选用有机的极性化合物，这些化合物由于其极性基吸附在金属体表面上，能够起到隔水的作用；或是能与金属发生化学反应而生成盐。很多防锈添加剂有碱性元素，能中和大气中常有的酸性气体和润滑油中的氧化生成物，从而增强吸附膜的保护作用，防止金属的生锈。,7降凝剂 在润滑油中
6、加入适量降凝剂，可以降低其凝点，提高油品的低温流动性，从而使其机械的低温起动性改善。 8抗泡沫剂 抗泡沫剂的作用是防止油品在工作中因空气的渗入而起泡，同时使已起的泡沫迅速破裂，从而保持油品不起泡或少有泡沫。,第二章 车用汽油,、蒸发性 汽油由液态转化为气态的性质，叫做汽油的蒸发性。 汽油蒸发性不好，则混合气形成不良，低温时发动机起动困难，燃烧不完全，使发动机预热时间加长，使油耗增加，使碳氢化合物排放浓度增加。 汽油的蒸发性过好也有不利的：一是使汽油机供给系易产生气阻，即汽油蒸气滞留于汽油机供给系中，阻碍汽油流动的现象，气阻会导致发动机不能正常工作或停机后不能起动。,二、抗爆性 抗爆性是指汽油在
7、汽油机内燃烧时不产生爆燃的性能。 爆燃的危害是：使发动机功率下降；使油耗增加；使活塞、汽缸垫、气门、火花塞、轴承等零件损坏，还会造成汽缸的异常磨损。因此，要求汽油具有良好的抗爆性。,三、氧化安定性 汽油的氧化安定性是指热稳定性，即防止生成高温沉积物的能力。 从化油器（或喷油器）、进气门到燃烧室，汽油所处的温度越来越高，汽油烃类的氧化深度随温度升高而增加，生成燃烧室沉积物和进气门沉积物等，使化油器变脏，使电喷发动机喷油器结胶堵塞，使进气门黏着关闭不严等，因此使化油器或电喷系统不能正常工作，排气污染浓度增加。,四、腐蚀性 汽油中元素硫、活性或非活性硫化物、水溶性酸或碱等具有腐蚀性。 硫元素对金属腐
8、蚀作用很强，在常温下，元素硫就能与铜和铜合金发生化学反应，生成硫化铜. 活性硫化物。如硫化氢、二氧化硫、三氧化硫等。硫化氢能严重腐蚀铜、铜合金、铁和铝等金属。硫醇（RSH）除了腐蚀金霉外，还会促进胶质生成。二氧化硫和三氧化硫对金属有强烈的腐蚀作用，如果有水存在时，就会生成亚硫酸和硫酸，腐蚀作用就更加强烈。 非活性硫化物。它们在汽油机中燃烧后，都会生成硫化物，不仅污染大气、腐蚀汽缸和活塞，并增加磨损，而且窜入曲轴箱遇冷凝水后会生成亚硫酸和硫酸，既腐蚀零件，又会加剧发动机润滑油的变质。,五、机械杂质和水分 机械杂质会使化油器的量孔、喷嘴和汽油喷射系统的喷油器堵塞，机械杂质进入燃烧室会使燃烧室沉积物
9、增加，加速汽缸、活塞环的磨损。 水分混入汽油中，会加速汽油的氧化，能与汽油中的低分子有机酸生成酸性水溶液，腐蚀零件，且水分本身就对金属零件有锈蚀作用。汽油中含有水分，低温时易结冰成为冰粒而堵塞油路。,汽油蒸发性的评定指标-馏程 对100mL汽油在规定条件下蒸馏时，得到第一滴汽油时的温度，叫做初馏点；接着馏出10mL、50mL、90mL的温度分别称为10、50、90蒸发温度；蒸馏结束时的温度称为终馏点。 对100mL汽油在规定条件下蒸馏时，在蒸馏烧瓶内所测得残留物质占试油的体积百分比叫做残留量。 汽油的10蒸发温度表示汽油中轻质馏分含量的多少，它对发动机的低温起动性和供油系统产生气阻的可能性影响
10、很大。 汽油的50蒸发温度表示汽油中中间馏分的多少，它表示汽油的平均蒸发性，影响汽油机的预热时间、加速性和运转稳定性。,汽油的90蒸发温度和终馏点表示汽油中重质馏分含量的多少，如果汽油的90蒸发温度过高，汽油燃烧不完全，没有完全燃烧的汽油冲刷掉汽缸壁上发动机润滑油油膜，并使油底壳内发动机润滑油被稀，汽油消耗量增加，发动机主要零件磨损增加。,汽油蒸发性的评定指标-蒸气压 汽油的饱和蒸气压越大，其蒸发性能越好，使发动机低温起动容易，但在高温条件下使用时汽油供给系易产生气阻，储存使用中蒸发损失大，碳氢化合物排放浓度大。 馏程是限制不高于某温度，保证汽油具有良好的蒸发性，保证发动机正常工作；饱和蒸气压
11、限制不大于某值是防止汽油供给系产生气阻和汽油蒸气排放。,汽油抗爆性的评定指标 辛烷值（ON)：是表示点燃式发动机燃料抗爆性的一个约定数。在规定条件下的标准发动机试验中通过和标准燃料进行比较来测定，采用和被测定燃料具有相同抗爆性的标准燃料中异辛烷的体积百分数表示。 抗爆指数：是汽油研究法辛烷值与马达法辛烷值之和的12。 抗爆指数(RON+MON)/2 抗爆指数能全面反映车辆运行中汽油的抗爆性。,汽油氧化安定性的评价指标 实际胶质：是在规定的条件下，对汽油进行快速蒸发后测得的汽油蒸发残渣中的正庚烷不溶物，以mg/100ml表示。 诱导期：在规定的加速氧化条件下，油品处于稳定状态所经历的时间周期，以
12、min表示。 汽油腐蚀性的评价指标 硫含量：是指存在于油品中的硫及其衍生物的含量。遇水或水汽时，生成亚硫酸或硫酸，对发动机零件有腐蚀磨损作用。,车用汽油的选择原则： （1）根据发动机压缩比进行抗爆性的选择，压缩比越大，汽油的牌号越高。 （2）装有三元催化器和氧传感器的汽车尽量选择含铅量低的汽油。 （3）推广使用加入有效的汽油清净剂的汽油。 （4）注意汽油低硫含量、低烯烃含量的发展趋势。,汽车燃料管理 燃料质量的变化表现为蒸发、氧化和脏污。 影响蒸发损失的因素主要由汽油中所含的低沸点馏分所决定，为了改善汽油的低温起动性，汽油中需要一定量的低沸点馏分。但低沸点馏分会导致蒸发损失增加，同时，温度高、
13、面积大、流速快、充不满会加剧汽油蒸发损失。 氧化安定性不好的汽油，在储存、运输过程中容易氧化，使汽油实际胶质增加，诱导期缩短。汽油化学组成、温度高、空气变换强度，容器密封性差，金属和水分对氧化都有影响。,第三章 车用柴油,柴油的使用性能 柴油的馏分较重，柴油机混合气在气缸内形成，压燃着火，燃烧过程包括着火延迟期、速燃期、缓燃期、后燃期四个阶段，不正常燃烧主要是粗暴。 一、低温流动性 柴油在低温条件下所具有一定流动状态的性能，叫做柴油的低温流动性。要求柴油具有良好的低温流动性。 柴油的低温流动性，关系到柴油机燃料供给系在低温下能否正常供油。 评定指标：凝点和冷滤点,二、燃烧性 若着火延迟期过长，
14、则在气缸内积聚并完成燃烧准备的柴油就多，以致造成大量的柴油同时燃烧，使汽缸压力急剧升高，发动机运转不平稳，发出异响，这种不正常燃烧现象，叫做粗暴。 柴油机工作粗暴的后果：会使曲柄连杆机构承受过大的冲击力作用，产生强烈的金属敲击声，加速零件的磨损和损坏，发动机功率下降、油耗增加。 柴油机的燃烧状况与喷油装置的喷油特性、燃烧室结构形式、运行条件和柴油的燃烧性有关，要求柴油具有良好的燃烧性。 评定指标：十六烷值,三、雾化和蒸发性 柴油机喷油持续时间极为短促，只有1530曲轴转角，在既定的燃烧室和喷油设备条件下，柴油的雾化和蒸发性决定了混合气形成的速度和质量。 （1）未蒸发的柴油在高温、高压条件下分解
15、析出炭粒，产生黑烟。 （2）未分解和燃烧的柴油经汽缸壁渗入油底壳，稀释发动机润滑油。 （3）柴油馏分重，黏度必然大，使喷雾质量低，混合气不均匀，产生后燃现象，使发动机过热，功率下降。 （4）发动机难以起动。 评定指标是馏程、运动黏度、密度和闪点。,四、安定性 柴油的安定性是指柴油在运输、储存和使用过程中保持颜色、组成和使用性能不变的能力。 柴油的安定性不好，就会氧化结胶，会在燃烧室内生成积炭、胶状沉积物，附在活塞顶和气门上，甚至造成气门关闭不严。还会使燃油滤清器堵塞，在喷油器针阀上生成漆状沉积物，造成针阀黏滞，形成积炭，使喷雾恶化，甚至中断供油。 评定指标是氧化安定性、实际胶质、10%蒸余物残
16、炭等。,五、腐蚀性 由于柴油属于中等馏分，存在于柴油中的硫、硫醇硫的含量较多，对零件的腐蚀作用强，而且会促进发动机沉积物的生成。 评定指标是硫含量、酸度等。 六、无害性 柴油中的芳烃含量、硫含量，对柴油发动机的排放污染影响很大。 试验表明，柴油发动机的颗粒物排放随芳烃增加而急剧上升。因为芳烃化学结构牢固不易燃烧，故容易形成碳烟微粒。 七、清洁性 杂质会使机件磨损，水分增加硫化物对金属的腐蚀。,柴油低温流动性评定指标： 1.凝点:石油产品在试验条件下，冷却到液面不能移动的最高温度。 石油产品随温度降低会失去流动性，是因为溶在油品中的石蜡发生结晶所引起的。 2.冷滤点：把试油在规定的条件下冷却，在2kPa的压力下进行抽吸使试油通过363目in2的滤网，当试油冷却到通过过滤器流量小于20mLmin时的最高温度。 冷滤点是选择柴油低温流动性的依据，-50号柴油的冷滤点为-44。,柴油雾化和蒸发性评定指标 1.柴油的馏程采用50、90和95回收温度。 柴油的50回收温度越低，说明柴油中的轻质馏分越多，使发动机容易起动。但含有过轻馏分的柴油往往使发动机发生工作粗暴。 柴油的90和9
