汽车材料燃料、润滑油

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1、汽 车 材 料汽车材料一 汽车材料概论二 材料的性能三 发动机主要零件的材料四 底盘主要零件的材料五 车身材料一 汽车材料概论1汽车材料的分类2汽车材料的应用情况33 材料专业知识在汽车研发和生产中的作用1 汽车材料的分类1.1 汽车用金属材料1.2 汽车用非金属材料1.1 汽车用金属材料1)黑色金属材料：2) 钢材钢板、钢带、型钢、钢管、钢丝3) 铸钢铸造碳钢、铸造合金钢4) 铸铁灰口铸铁、球墨铸铁、可锻铸铁、蠕墨铸铁5)2） 有色金属材料：6) 铝合金铸造铝合金、压力加工铝合金、铝基复合材料7) 铜合金紫铜、黄铜、青铜8) 镁合金9) 轴承合金铝基、铜基、铅基、锡基10) 钛合金1.2 汽

2、车用非金属材料 1) 塑料热塑性塑料、热固性塑料、塑料基复合材料 2）橡胶天然橡胶、合成橡胶 3）玻璃 4）陶瓷结构用陶瓷、功能性陶瓷 5）织物、皮革 6）木材 7）涂料油漆、防石击涂料、隔音防震涂料 8）油料燃油、润滑油、冷却液、制动液 1.3 材料标准介绍1.3.1 钢材标准 1)中国国家标准GB采用化学元素符号、元素含量和汉语拼音字母表示优质碳素结构钢和合金钢的钢号。其中碳元素（C）含量以万分之一为单位，合金元素以百分之一为单位，修约为整数。汉语拼音字母表示脱氧方法、用途等,如F沸腾钢，L汽车梁用钢，CL汽车车轮用钢，Y易切削钢，ML铆螺钢。排列顺序为数字（碳含量）-元素符号-该元素含量

3、（“1”省略）-汉语拼音字母（只在必要时才标注）。举例说明：08F、18CrMnTi、16MnL、60Si2Mn 普通碳素结构钢用拼音字母Q+数字+质量等级+脱氧方法表示。Q为“屈服强度”汉语拼音的头一个字母，数字为屈服强度的最低值（以MPa为单位），质量等级分为A、B、C、D。如Q235-A等。 耐热和工具钢钢号表示方法基本与以上相同，只是碳含量以千分之一为单位。如5Cr21Mn9Ni4N。 2 汽车材料的应用情况 2.1 汽车的金属材料消耗量 金属材料在汽车上应用的现状 2.2 乘用车材料构成比的实例 汽车材料现状及其发展 2.1 汽车的金属材料消耗量表4 几种国产汽车的金属材料消耗量 k

4、g/辆车 型 CA7220 普 桑CA1046L2 CA1091STEYR1291钢 材 1011.4 (90.34%) 725.0(77.96%) 1749.4 (86.04%) 3620.0 (74.97%) 10012.1 (77.75%)铸铁和铸钢 59.6 (5.32%) 129.0(13.87%) 242.5 (11.93%) 1159.0 (24.00%) 2799.0 (21.74%)有色金属 48.6 (4.34%) 76.0 (8.17%) 41.3 (2.03%) 49.0 (1.03%) 65.5 (0.51%)金属材料在汽车上应用的现状从表4可见:1)金属材料仍然是汽

5、车上使用最多的材料,尤其钢材占了最大的份额,这种状况在近期不会发生根本性变化。2)乘用车上有色合金的应用比例较高，这是因为对于乘用车来说，轻量化的要求更高。3)对于载货车来说，随着吨位的加大，钢铁材料的用量和应用比例都提高，有色合金的应用减少，这是因为大吨位车对强度性能更为重视。二 材料的性能1金属材料的力学性能2金属材料的磨损性能3金属材料的硬度4钢材的工艺性能5非金属材料的性能1 金属材料的力学性能1.1 拉伸性能1.2 冲击性能1.3 断裂韧度1.4 疲劳性能1.1 拉伸性能1)抗拉强度 Rm(b)2)屈服强度 ReH或ReL(s)3)断后伸长率 A()4)断面收缩率 Z()5)弹性模量

6、 E6)塑性应变比 r7)应变硬化指数 n1.1.1 低碳钢的应力-应变曲线o-c：弹性变形阶段c-d：屈服阶段d-b：形变强化阶段b-k：颈缩至断裂汽车燃油、润滑油合理选用 发动机燃油的合理选用 发动机润滑油的合理选用 汽车齿轮油的合理选用 汽车润滑脂的合理选用 6 汽车燃油、润滑油合理选用 燃料燃烧释放出的能量有2025被零部件间的摩擦所消耗，试验研究表明，当减少总摩擦损失的17%21%时，可以提高整机经济性3%7%。 要提高燃油经济性，必须保证燃油能充分燃烧，提高燃烧热效率。这一方面要求燃油具有良好的挥发性，同时还能适应高压缩比的工作要求,另外燃油在贮存、运输过程中，容易发生氧化反应，生

7、成胶状物质，致使发动机动力性和经济性下降。 第一节 发动机燃油的合理选用一、车用汽油的选用(一)车用汽油的性能指标 汽油的抗爆性 。 汽油蒸发性 。 热值 。 氧化安定性 。 腐蚀性 。 汽油清净性 。 汽油的化学组分 。 (二)车用汽油的国家标准 我国现行的汽油产品标准为GB 17930-2006车用汽油。 目前，国外的车用汽油具有以下一些发展趋势：尽可能低的苯含量，较低的蒸气压，尽可能低的硫含量，较少的芳烃，较少的烯烃，较低的终馏点，添加含氧化合物，足够量的汽油清净剂。 (三)车用汽油的合理使用 根据汽车使用说明书的要求选择。 抗爆性选择。 蒸发性选择。 根据使用条件选择。 根据使用时间调

8、整汽油牌号。 长期贮存的汽油，必要时可以用高辛烷值汽油掺合使用。 汽车使用者应重视汽油的质量。 二、车用柴油的选用 (一) 车用柴油的性能指标 对柴油使用性能影响最大的是柴油的低温流动性和燃烧性。 1.柴油的低温流动性 凝点 ：凝点表示柴油遇冷及开始凝固而失去流动性的最高温度。车用柴油的牌号是以凝点来区分的，它意味着该柴油可以在什么样的气温下使用。 粘度 ：柴油的粘度决定了柴油的流动性。 2.柴油的燃烧性 柴油的蒸发性：蒸发性对可燃混合气的形成与燃烧有一定的影响，常由燃料的蒸馏试验决定 柴油的发火性 ：发火性是指柴油的自燃能力。柴油的发火性可用“十六烷值”表示。“十六烷值”愈高，柴油的发火性愈

9、好。汽车柴油机所用柴油的十六烷值不应低于4045。 腐蚀性 ：车用柴油的腐蚀性用硫含量、酸度、钢片腐蚀等级等指标表示。 安定性 ：柴油的安定性用实际胶质和10蒸余物残炭等控制 。 灰分 ：灰分指燃料燃烧后的残余矿物质数量 。 水分 (二)车用柴油的国家标准 目前我国现有的柴油标准有GB 252-2000轻柴油强制性国家标准和GB/T 19147-2003车用柴油推荐性国家标准。GB 252-2000轻柴油的实施时间为2002年1月1日，GB/T 19147-2003车用柴油的实施时间为2003年10月1日。 我国柴油存在的主要问题是质量问题，硫含量较高、十六烷值偏低、安定性和低温流动性较差，需

10、要通过不同程度的加氢工艺来解决，如：加氢精制、加氢裂化、加氢脱芳、加氢改质、加氢异构等。(三)车用柴油的合理使用 级别选择 :柴油的级别选择应根据柴油机的工作特性进行,级别选择主要是含硫量的选择。柴油中含硫量高，腐蚀增加，沉积物也增多，润滑油容易变质，使得零件早期磨损。因此，使用高含硫柴油，必须使用相应的润滑油，如ECD级柴油机油。 牌号选择 :柴油的牌号选择主要考虑柴油机的使用环境。一般要求所选柴油的凝点必须比环境温度低5以上。 第二节 发动机润滑油的合理选用 汽车润滑油主要包括发动机润滑油（发动机机油）、汽车齿轮油和汽车用润滑脂等。 使用润滑油的主要目的是降低摩擦、减缓磨损，以保证发动机有

11、效和长期地工作。其次是将燃料燃烧和摩擦产生的热量带走，以起到冷却作用，使发动机不会过热，保证正常工作。此外，润滑油还有密封、清洗、减振、防锈等作用。 一、发动机润滑油的性能指标 粘度 。 粘温性能 。 腐蚀性 。 清净分散性 。 倾点和凝点 。 酸值 。 闪点 。 灰分 。 残炭 。 水分和机械杂质 。 抗氧化安定性 。二、发动机润滑油的分类 发动机润滑油按用途主要分为汽油机润滑油、柴油机润滑油和两冲程汽油机润滑油三大类。 我国发动机润滑油的质量等级采用美国石油学会(API)的使用条件分类法和美国汽车工程师学会(SAE)的粘度分类法。 根据国标GB/T11121-2006汽油机油和GB/T11

12、122-2006柴油机油，发动机润滑油根据其特性、使用场合和使用对象分为： 汽油机润滑油：SE、SF、SG、SH、GF-1、SJ、GF-2、SL、GF-3； 柴油机润滑油：CC、CD、CF、CF-4、CH-4、CI-4； 二冲程发动机润滑油：RA、RB、RC、RD。 各类润滑油中，后一级比前一级好。 我国内燃机润滑油粘度等级等效采用SAE J300 APR84标准。该标准将冬季用润滑油按-30、-25、-20、-15、-10、-5时的最高动力粘度、边界泵送温度和最高倾点三项低温性能指标分为0W、5W、10W、15W、20W及25W等六个等级（W表示冬用），其低温粘度、边界泵送温度和最高倾点一级

13、比一级高。按100时的运动粘度把春秋和夏季用润滑油分为20、30、40、50四个等级，其粘度也依次递增。 如果一种内燃机润滑油的低温性能各项指标和100运动粘度仅满足冬用润滑油或夏用润滑油粘度分级之一者，称为单级油；如果一种润滑油，它的低温性能各项指标和100运动粘度能同时满足冬夏两种粘度分级要求的，称为多级油。 如5W/20 。 粘度太大，流动性不好，起动时输送机油慢，油压虽高，但流量小，而使冷起动困难，机件容易出现干摩擦或半液体摩擦；机件摩擦表面间的摩擦力增大；机油的循环速度变慢，使冷却散热作用的效果变差；残炭含量较多，酸值和凝点较高，热氧化安定性和粘温性能较差。 机油粘度太低，油膜容易被

14、破坏，不易形成足够厚的油膜；密封作用差。 三、发动机润滑油的选择及使用 （一）汽油机润滑油的选用 汽油机润滑油的选择主要依据发动机的结构特点、使用条件、气候条件等选择润滑油的质量等级和粘度级别。根据发动机的结构性能和使用条件选择相应的润滑油质量等级，再根据使用地区的气温选择润滑油粘度级别。 有汽车使用说明书的用户，依据说明书要求选取，无使用说明书时，汽油车可以按照发动机设计年代、发动机的压缩比、曲轴箱是否安装正压通风装置（PCV）、是否安装废气循环装置（EGR）和催化转化器等因素选取润滑油。 表6-10 我国常用汽油机汽车选用润滑油的等级车 型润滑油质量等级EQ1090,492QC为动力的各类

15、汽车SCCA1091和东风改型汽油车SD夏利、大发、昌河、拉达SE一汽奥迪、捷达、红旗、小解放、CA6440轻客、上海桑塔纳、北京切诺基、标致SF富康、桑塔纳2000（电喷）、红旗7220AE、捷达（电喷）SG或SH表6-11 汽油机润滑油的特性和使用场合级别特性和使用场合SE性能比SD级油更高，用于苛刻条件下工作的轿车和某些载货汽车，可满足装有曲轴箱强制通风装置和催化转化器的汽油机要求，适用国外19711972年型汽油机SF氧化和抗磨损性能比SE级油更高的机油，用于更苛刻条件下工作的轿车和某些载货汽车。适用于19801987年型国外进口车SG用于轿车和某些货车的汽油机以及要求使用API SG

16、级油的汽油机，该级油品改进了SF级油控制发动机沉积物、磨损和油品的氧化性能，并具有抗锈蚀和腐蚀的性能。它是专为电喷发动机预备的，如丰田、奔驰、桑塔纳2000等车型SH用于轿车和轻型货车的汽油机以及要求使用API SH级油的汽油机。SH级油质量在油品的抗氧化性能方面优于SG级油，并可代替SG，如红旗CA7180E、CA720DE、奥迪发动机。SJ可减少积炭的生成，具有优良的抗磨损、洁净分散性，可延长发动机的寿命，降低燃油及机油油耗。适用于劳斯莱斯、奔驰、宝马、林肯、福特、奥迪等进口及国产高级轿车。表6-12 粘度等级与使用环境温度范围的参考值粘度等级使用温度/粘度等级使用温度/5W10W203040-30-10-25-5-103003010505W/3010W/3010W/4015W/4020W/40-3030-2530-2540-2040-1540（二）柴油机润滑油的选用 主要依据汽车使用说明书。在没有使用说明书时，可根据柴油机的强化系数确定柴油润滑油的质量等级，然后根据汽车使用地区的气候确定润滑油的粘度级别。 CC级柴油机润滑油具有防止高低温沉积物、防锈和抗腐蚀的性能。适用于中等负荷