1、汽車材料燃料潤滑油第1頁，共45頁，2022年，5月20日，9點18分，星期四汽車材料汽車材料概論材料的性能發(fā)動機主要零件的材料底盤主要零件的材料車身材料第2頁，共45頁，2022年，5月20日，9點18分，星期四一 汽車材料概論汽車材料的分類汽車材料的應用情況3 材料專業(yè)知識在汽車研發(fā)和生產(chǎn)中的作用第3頁，共45頁，2022年，5月20日，9點18分，星期四1 汽車材料的分類1.1 汽車用金屬材料1.2 汽車用非金屬材料第4頁，共45頁，2022年，5月20日，9點18分，星期四1.1 汽車用金屬材料黑色金屬材料： 鋼材鋼板、鋼帶、型鋼、鋼管、鋼絲 鑄鋼鑄造碳鋼、鑄造合金鋼 鑄鐵灰口鑄鐵、球

2、墨鑄鐵、可鍛鑄鐵、蠕墨鑄鐵2） 有色金屬材料： 鋁合金鑄造鋁合金、壓力加工鋁合金、鋁基復合材料 銅合金紫銅、黃銅、青銅 鎂合金 軸承合金鋁基、銅基、鉛基、錫基 鈦合金第5頁，共45頁，2022年，5月20日，9點18分，星期四1.2 汽車用非金屬材料 1) 塑料熱塑性塑料、熱固性塑料、塑料基復合材料 2）橡膠天然橡膠、合成橡膠 3）玻璃 4）陶瓷結構用陶瓷、功能性陶瓷 5）織物、皮革 6）木材 7）涂料油漆、防石擊涂料、隔音防震涂料 8）油料燃油、潤滑油、冷卻液、制動液 第6頁，共45頁，2022年，5月20日，9點18分，星期四1.3 材料標準介紹1.3.1 鋼材標準 1)中國國家標準GB采

3、用化學元素符號、元素含量和漢語拼音字母表示優(yōu)質碳素結構鋼和合金鋼的鋼號。其中碳元素（C）含量以萬分之一為單位，合金元素以百分之一為單位，修約為整數(shù)。漢語拼音字母表示脫氧方法、用途等,如F沸騰鋼，L汽車梁用鋼，CL汽車車輪用鋼，Y易切削鋼，ML鉚螺鋼。排列順序為數(shù)字（碳含量）-元素符號-該元素含量（“1”省略）-漢語拼音字母（只在必要時才標注）。舉例說明：08F、18CrMnTi、16MnL、60Si2Mn 普通碳素結構鋼用拼音字母Q+數(shù)字+質量等級+脫氧方法表示。Q為“屈服強度”漢語拼音的頭一個字母，數(shù)字為屈服強度的最低值（以MPa為單位），質量等級分為A、B、C、D。如Q235-A等。 耐熱

4、和工具鋼鋼號表示方法基本與以上相同，只是碳含量以千分之一為單位。如5Cr21Mn9Ni4N。 第7頁，共45頁，2022年，5月20日，9點18分，星期四2 汽車材料的應用情況 2.1 汽車的金屬材料消耗量 金屬材料在汽車上應用的現(xiàn)狀 2.2 乘用車材料構成比的實例 汽車材料現(xiàn)狀及其發(fā)展 第8頁，共45頁，2022年，5月20日，9點18分，星期四2.1 汽車的金屬材料消耗量表4 幾種國產(chǎn)汽車的金屬材料消耗量 kg/輛車 型 CA7220 普 桑CA1046L2 CA1091STEYR1291鋼 材 1011.4 (90.34%) 725.0(77.96%) 1749.4 (86.04%) 3

5、620.0 (74.97%) 10012.1 (77.75%)鑄鐵和鑄鋼 59.6 (5.32%) 129.0(13.87%) 242.5 (11.93%) 1159.0 (24.00%) 2799.0 (21.74%)有色金屬 48.6 (4.34%) 76.0 (8.17%) 41.3 (2.03%) 49.0 (1.03%) 65.5 (0.51%)第9頁，共45頁，2022年，5月20日，9點18分，星期四金屬材料在汽車上應用的現(xiàn)狀從表4可見:金屬材料仍然是汽車上使用最多的材料,尤其鋼材占了最大的份額,這種狀況在近期不會發(fā)生根本性變化。乘用車上有色合金的應用比例較高，這是因為對于乘用車

6、來說，輕量化的要求更高。對于載貨車來說，隨著噸位的加大，鋼鐵材料的用量和應用比例都提高，有色合金的應用減少，這是因為大噸位車對強度性能更為重視。第10頁，共45頁，2022年，5月20日，9點18分，星期四二 材料的性能金屬材料的力學性能金屬材料的磨損性能金屬材料的硬度鋼材的工藝性能非金屬材料的性能第11頁，共45頁，2022年，5月20日，9點18分，星期四1 金屬材料的力學性能1.1 拉伸性能1.2 沖擊性能1.3 斷裂韌度1.4 疲勞性能第12頁，共45頁，2022年，5月20日，9點18分，星期四1.1 拉伸性能抗拉強度 Rm(b)屈服強度 ReH或ReL(s)斷后伸長率 A()斷面收

7、縮率 Z()彈性模量 E塑性應變比 r應變硬化指數(shù) n第13頁，共45頁，2022年，5月20日，9點18分，星期四1.1.1 低碳鋼的應力-應變曲線o-c：彈性變形階段c-d：屈服階段d-b：形變強化階段b-k：頸縮至斷裂第14頁，共45頁，2022年，5月20日，9點18分，星期四汽車燃油、潤滑油合理選用 發(fā)動機燃油的合理選用發(fā)動機潤滑油的合理選用 汽車齒輪油的合理選用 汽車潤滑脂的合理選用 第15頁，共45頁，2022年，5月20日，9點18分，星期四6 汽車燃油、潤滑油合理選用 燃料燃燒釋放出的能量有2025被零部件間的摩擦所消耗，試驗研究表明，當減少總摩擦損失的17%21%時，可以提

8、高整機經(jīng)濟性3%7%。 要提高燃油經(jīng)濟性，必須保證燃油能充分燃燒，提高燃燒熱效率。這一方面要求燃油具有良好的揮發(fā)性，同時還能適應高壓縮比的工作要求,另外燃油在貯存、運輸過程中，容易發(fā)生氧化反應，生成膠狀物質，致使發(fā)動機動力性和經(jīng)濟性下降。 第16頁，共45頁，2022年，5月20日，9點18分，星期四第一節(jié) 發(fā)動機燃油的合理選用一、車用汽油的選用(一)車用汽油的性能指標汽油的抗爆性 。 汽油蒸發(fā)性 。 熱值 。 氧化安定性 。 腐蝕性 。 汽油清凈性 。 汽油的化學組分 。 第17頁，共45頁，2022年，5月20日，9點18分，星期四(二)車用汽油的國家標準 我國現(xiàn)行的汽油產(chǎn)品標準為GB 1

9、7930-2006車用汽油。 目前，國外的車用汽油具有以下一些發(fā)展趨勢：盡可能低的苯含量，較低的蒸氣壓，盡可能低的硫含量，較少的芳烴，較少的烯烴，較低的終餾點，添加含氧化合物，足夠量的汽油清凈劑。 第18頁，共45頁，2022年，5月20日，9點18分，星期四(三)車用汽油的合理使用 根據(jù)汽車使用說明書的要求選擇?？贡赃x擇。 蒸發(fā)性選擇。 根據(jù)使用條件選擇。根據(jù)使用時間調整汽油牌號。 長期貯存的汽油，必要時可以用高辛烷值汽油摻合使用。 汽車使用者應重視汽油的質量。 第19頁，共45頁，2022年，5月20日，9點18分，星期四 二、車用柴油的選用 (一) 車用柴油的性能指標 對柴油使用性能影

10、響最大的是柴油的低溫流動性和燃燒性。 1.柴油的低溫流動性 凝點 ：凝點表示柴油遇冷及開始凝固而失去流動性的最高溫度。車用柴油的牌號是以凝點來區(qū)分的，它意味著該柴油可以在什么樣的氣溫下使用。 粘度 ：柴油的粘度決定了柴油的流動性。 第20頁，共45頁，2022年，5月20日，9點18分，星期四2.柴油的燃燒性 柴油的蒸發(fā)性：蒸發(fā)性對可燃混合氣的形成與燃燒有一定的影響，常由燃料的蒸餾試驗決定 柴油的發(fā)火性 ：發(fā)火性是指柴油的自燃能力。柴油的發(fā)火性可用“十六烷值”表示?！笆橹怠庇?，柴油的發(fā)火性愈好。汽車柴油機所用柴油的十六烷值不應低于4045。 腐蝕性 ：車用柴油的腐蝕性用硫含量、酸度、鋼片

11、腐蝕等級等指標表示。 安定性 ：柴油的安定性用實際膠質和10蒸余物殘?zhí)康瓤刂??；曳?：灰分指燃料燃燒后的殘余礦物質數(shù)量 。水分 第21頁，共45頁，2022年，5月20日，9點18分，星期四(二)車用柴油的國家標準 目前我國現(xiàn)有的柴油標準有GB 252-2000輕柴油強制性國家標準和GB/T 19147-2003車用柴油推薦性國家標準。GB 252-2000輕柴油的實施時間為2002年1月1日，GB/T 19147-2003車用柴油的實施時間為2003年10月1日。 我國柴油存在的主要問題是質量問題，硫含量較高、十六烷值偏低、安定性和低溫流動性較差，需要通過不同程度的加氫工藝來解決，如：加氫

12、精制、加氫裂化、加氫脫芳、加氫改質、加氫異構等。第22頁，共45頁，2022年，5月20日，9點18分，星期四(三)車用柴油的合理使用 級別選擇 :柴油的級別選擇應根據(jù)柴油機的工作特性進行,級別選擇主要是含硫量的選擇。柴油中含硫量高，腐蝕增加，沉積物也增多，潤滑油容易變質，使得零件早期磨損。因此，使用高含硫柴油，必須使用相應的潤滑油，如ECD級柴油機油。 牌號選擇 :柴油的牌號選擇主要考慮柴油機的使用環(huán)境。一般要求所選柴油的凝點必須比環(huán)境溫度低5以上。 第23頁，共45頁，2022年，5月20日，9點18分，星期四第二節(jié) 發(fā)動機潤滑油的合理選用 汽車潤滑油主要包括發(fā)動機潤滑油（發(fā)動機機油）、汽

13、車齒輪油和汽車用潤滑脂等。 使用潤滑油的主要目的是降低摩擦、減緩磨損，以保證發(fā)動機有效和長期地工作。其次是將燃料燃燒和摩擦產(chǎn)生的熱量帶走，以起到冷卻作用，使發(fā)動機不會過熱，保證正常工作。此外，潤滑油還有密封、清洗、減振、防銹等作用。 第24頁，共45頁，2022年，5月20日，9點18分，星期四一、發(fā)動機潤滑油的性能指標粘度 。粘溫性能 。腐蝕性 。清凈分散性 。傾點和凝點 。酸值 。閃點 ?；曳?。殘?zhí)?。水分和機械雜質 ?？寡趸捕ㄐ?。第25頁，共45頁，2022年，5月20日，9點18分，星期四二、發(fā)動機潤滑油的分類 發(fā)動機潤滑油按用途主要分為汽油機潤滑油、柴油機潤滑油和兩沖程汽油機潤

14、滑油三大類。 我國發(fā)動機潤滑油的質量等級采用美國石油學會(API)的使用條件分類法和美國汽車工程師學會(SAE)的粘度分類法。 根據(jù)國標GB/T11121-2006汽油機油和GB/T11122-2006柴油機油，發(fā)動機潤滑油根據(jù)其特性、使用場合和使用對象分為： 汽油機潤滑油：SE、SF、SG、SH、GF-1、SJ、GF-2、SL、GF-3； 柴油機潤滑油：CC、CD、CF、CF-4、CH-4、CI-4； 二沖程發(fā)動機潤滑油：RA、RB、RC、RD。 各類潤滑油中，后一級比前一級好。 第26頁，共45頁，2022年，5月20日，9點18分，星期四 我國內燃機潤滑油粘度等級等效采用SAE J300

15、 APR84標準。該標準將冬季用潤滑油按-30、-25、-20、-15、-10、-5時的最高動力粘度、邊界泵送溫度和最高傾點三項低溫性能指標分為0W、5W、10W、15W、20W及25W等六個等級（W表示冬用），其低溫粘度、邊界泵送溫度和最高傾點一級比一級高。按100時的運動粘度把春秋和夏季用潤滑油分為20、30、40、50四個等級，其粘度也依次遞增。 如果一種內燃機潤滑油的低溫性能各項指標和100運動粘度僅滿足冬用潤滑油或夏用潤滑油粘度分級之一者，稱為單級油；如果一種潤滑油，它的低溫性能各項指標和100運動粘度能同時滿足冬夏兩種粘度分級要求的，稱為多級油。 如5W/20 。第27頁，共45頁

16、，2022年，5月20日，9點18分，星期四 粘度太大，流動性不好，起動時輸送機油慢，油壓雖高，但流量小，而使冷起動困難，機件容易出現(xiàn)干摩擦或半液體摩擦；機件摩擦表面間的摩擦力增大；機油的循環(huán)速度變慢，使冷卻散熱作用的效果變差；殘?zhí)亢枯^多，酸值和凝點較高，熱氧化安定性和粘溫性能較差。 機油粘度太低，油膜容易被破壞，不易形成足夠厚的油膜；密封作用差。 第28頁，共45頁，2022年，5月20日，9點18分，星期四三、發(fā)動機潤滑油的選擇及使用 （一）汽油機潤滑油的選用 汽油機潤滑油的選擇主要依據(jù)發(fā)動機的結構特點、使用條件、氣候條件等選擇潤滑油的質量等級和粘度級別。根據(jù)發(fā)動機的結構性能和使用條件選

17、擇相應的潤滑油質量等級，再根據(jù)使用地區(qū)的氣溫選擇潤滑油粘度級別。 有汽車使用說明書的用戶，依據(jù)說明書要求選取，無使用說明書時，汽油車可以按照發(fā)動機設計年代、發(fā)動機的壓縮比、曲軸箱是否安裝正壓通風裝置（PCV）、是否安裝廢氣循環(huán)裝置（EGR）和催化轉化器等因素選取潤滑油。 第29頁，共45頁，2022年，5月20日，9點18分，星期四表6-10 我國常用汽油機汽車選用潤滑油的等級車 型潤滑油質量等級EQ1090,492QC為動力的各類汽車SCCA1091和東風改型汽油車SD夏利、大發(fā)、昌河、拉達SE一汽奧迪、捷達、紅旗、小解放、CA6440輕客、上海桑塔納、北京切諾基、標致SF富康、桑塔納200

18、0（電噴）、紅旗7220AE、捷達（電噴）SG或SH第30頁，共45頁，2022年，5月20日，9點18分，星期四表6-11 汽油機潤滑油的特性和使用場合級別特性和使用場合SE性能比SD級油更高，用于苛刻條件下工作的轎車和某些載貨汽車，可滿足裝有曲軸箱強制通風裝置和催化轉化器的汽油機要求，適用國外19711972年型汽油機SF氧化和抗磨損性能比SE級油更高的機油，用于更苛刻條件下工作的轎車和某些載貨汽車。適用于19801987年型國外進口車SG用于轎車和某些貨車的汽油機以及要求使用API SG級油的汽油機，該級油品改進了SF級油控制發(fā)動機沉積物、磨損和油品的氧化性能，并具有抗銹蝕和腐蝕的性能。

19、它是專為電噴發(fā)動機預備的，如豐田、奔馳、桑塔納2000等車型SH用于轎車和輕型貨車的汽油機以及要求使用API SH級油的汽油機。SH級油質量在油品的抗氧化性能方面優(yōu)于SG級油，并可代替SG，如紅旗CA7180E、CA720DE、奧迪發(fā)動機。SJ可減少積炭的生成，具有優(yōu)良的抗磨損、潔凈分散性，可延長發(fā)動機的壽命，降低燃油及機油油耗。適用于勞斯萊斯、奔馳、寶馬、林肯、福特、奧迪等進口及國產(chǎn)高級轎車。第31頁，共45頁，2022年，5月20日，9點18分，星期四表6-12 粘度等級與使用環(huán)境溫度范圍的參考值粘度等級使用溫度/粘度等級使用溫度/5W10W203040-30-10-25-5-103003

20、010505W/3010W/3010W/4015W/4020W/40-3030-2530-2540-2040-1540第32頁，共45頁，2022年，5月20日，9點18分，星期四（二）柴油機潤滑油的選用 主要依據(jù)汽車使用說明書。在沒有使用說明書時，可根據(jù)柴油機的強化系數(shù)確定柴油潤滑油的質量等級，然后根據(jù)汽車使用地區(qū)的氣候確定潤滑油的粘度級別。CC級柴油機潤滑油具有防止高低溫沉積物、防銹和抗腐蝕的性能。適用于中等負荷條件下工作的低增壓柴油機和工作條件苛刻（或熱負荷高）的非增壓的高速柴油機。 CD級用于需要高效控制磨損和沉積物或使用包括高硫燃料非增壓、低增壓和增壓式柴油機以及國外要求使用API

21、CD級油的柴油機。具有控制軸承腐蝕和高溫沉積物的性能，并可代替CC級油。 CF-4級用于高速四沖程柴油機以及要求使用API CF-4級油的柴油機。該級油品特別適用于高速公路行駛的重負荷貨車，它具有更好的高溫清潔性、抗氧化性、抗腐蝕性和抗磨性?？捎糜诟鞣N大型高級客車、各種進口及國產(chǎn)高級大型載貨汽車、高級轎車等。 第33頁，共45頁，2022年，5月20日，9點18分，星期四 選好潤滑油的質量等級后，還應根據(jù)汽車實際工作條件的艱苦程度，提高用油的等級，工作條件符合下列情況之一的，應將質量等級提高一個級別（在無級別可提高時，應縮短換油周期）。 汽車處于經(jīng)常停停開開的使用工況，容易產(chǎn)生低溫油泥，如：城

22、市公共汽車、出租車等。 長時期在低溫、低速（氣溫低于0、速度16km/h以下）行駛，容易產(chǎn)生低溫沉積。 長時間在高溫、高速、滿載下工作，易使?jié)櫥脱趸冑|，生成積炭、漆膜等高溫沉積物。 長期在灰塵大的條件下工作。 第34頁，共45頁，2022年，5月20日，9點18分，星期四級別低的潤滑油不能用于高性能發(fā)動機，以防潤滑不足，造成磨損加劇,級別高的潤滑油可以用于稍低性能的發(fā)動機，但不可降檔太多。 在保證潤滑條件下，優(yōu)選粘度低的潤滑油，可以減少機件的摩擦損失，提高功率，降低燃料消耗。 保持正常油位，常檢查，勤加油。 不同牌號的潤滑油不可混用，同一牌號但不同生產(chǎn)廠家的潤滑油也盡量不混用。 定期更換潤

23、滑油，換油時同時換掉潤滑油濾芯。 柴油機潤滑油粘度選擇原則與汽油機潤滑油相同，考慮到柴油機工作壓力比汽油機大，但轉速又較汽油機低的特點，在選擇粘度時應略比汽油機高一些。 此外，使用時還應注意第35頁，共45頁，2022年，5月20日，9點18分，星期四第三節(jié) 汽車齒輪油的合理選用 汽車齒輪油主要用于潤滑各種車輛的后橋傳動齒輪和手動變速箱。齒輪油 在齒輪傳動中的主要作用是減少摩擦、降低磨損、冷卻零部件，同時還可緩和振動、減少沖擊、防止銹蝕以及清洗摩擦面臟物的作用。它與發(fā)動機潤滑油的主要區(qū)別是油膜所能承受的單位壓力更大，因而要求具有良好的油性、粘溫特性和極壓抗磨性。 第36頁，共45頁，2022年

24、，5月20日，9點18分，星期四一、汽車用齒輪油應具備的性能極壓抗磨性：齒輪油要求在較高的負荷下還能保持足夠的油膜厚度。齒輪油的粘度增加有利于承載能力的提高，但粘度過大會增加摩擦損失，所以汽車齒輪油中一般都加有極壓抗磨添加劑。熱氧化安定性 ：齒輪油使油的粘度增加，生成油泥，影響油的流動；產(chǎn)生腐蝕性物質，加速金屬的腐蝕和銹蝕；生成的極性沉淀物會吸附極性添加劑；沉淀會使橡膠密封件老化變硬，也會覆蓋在零件表面，影響散熱。 抗腐蝕性能 ：汽車齒輪油中含有的極性添加劑會與零件表面金屬反應生成有機膜，以防止在重負荷時油膜破裂引起擦傷，增加極壓性能。但極性添加劑又會造成銅或銅合金的腐蝕。所以要求汽車齒輪油有

25、兼顧極壓性和抗腐蝕性的能力。 第37頁，共45頁，2022年，5月20日，9點18分，星期四二、汽車齒輪油的分類1.粘度分級 齒輪油一般按粘度分為75W、80W、85W、90、140、250等牌號。 粘度牌號環(huán)境溫度/粘度牌號環(huán)境溫度/粘度牌號環(huán)境溫度/75W-57+1085W/90-15+4990-12+4980W/90-25+4985W/140-15+49140-7+49表6-14 各粘度牌號齒輪油適用的溫度范圍第38頁，共45頁，2022年，5月20日，9點18分，星期四 2.質量分級 我國汽車齒輪油質量按其承載能力劃分為三級：普通汽車齒輪油CLC、中負荷汽車齒輪油CLD和重負荷汽車齒輪

26、油CLE。通常后兩種又稱為雙曲線齒輪油。 名稱及代號特 點常用部位相當API級別普通汽車齒輪油（CLC）精制礦物油加抗氧劑、防銹劑、抗泡劑和少量極壓劑等手動變速器、螺旋傘齒輪的驅動橋GL-3（已廢除）中負荷汽車齒輪油（CLD）精制礦物油加抗氧劑、防銹劑、抗泡劑和極壓劑等。適應在低速高扭矩、高速低扭矩下操作的各種齒輪，特別是客車和其他各種車輛用的準雙曲面齒輪手動變速器、負荷高的螺旋傘齒輪和使用條件不苛刻的準雙曲面齒輪的驅動橋GL-4（已廢除）重負荷汽車齒輪油（CLE）精制礦物油加抗氧劑、防銹劑、抗泡劑和極壓劑等。適用于高速沖擊負荷、低速高扭矩、高速低扭矩下操作的各種齒輪，特別是客車和其他各種車輛

27、用的準雙曲面齒輪操作條件苛刻的準雙曲面齒輪及其他各種齒輪的驅動橋。也可用于手動變速器GL5第39頁，共45頁，2022年，5月20日，9點18分，星期四三、汽車齒輪油的選用 汽車齒輪油的選擇首先要根據(jù)齒輪的類型、負荷大小、滑動速度選定合適的質量級別，確定用普通齒輪油還是雙曲線齒輪油，然后再根據(jù)使用的最高和最低工作溫度來確定齒輪油的粘度級別。 齒輪油的選用原則是： 1、普通齒輪油不能取代中、重負荷車輛齒輪油，也不可用于雙曲線齒輪。 2、齒輪油不可混合使用，否則，會加劇齒輪的損壞。 3、要根據(jù)環(huán)境溫度，選擇適當粘度的齒輪油，以滿足高、低溫條件下的潤滑要求。 第40頁，共45頁，2022年，5月20日，9點18分，星期四第四節(jié) 汽車潤滑脂的合理選用 有較高的承受負荷能力和較好的阻尼性 潤滑脂的蒸發(fā)損失小，高溫、高速下的潤滑性好 保護表面不銹蝕，并可防止滴油、濺油污染產(chǎn)品 由于稠化劑的毛細作用，潤滑脂可在較寬溫度范圍和較長時間內逐步放出液體潤滑油，起到潤滑作用 在軸承潤滑中，潤滑脂還可起到密封作用 冷卻散熱作用差 起動摩擦力矩大和更換潤滑脂比較復雜 潤滑脂是石油產(chǎn)品中的一大類，它是一種稠化了的潤滑油。 第41頁，共45頁，2022年，5月20日，9點18分，星期四一、潤滑脂的主要性能指標 滴點 ：是潤滑脂在規(guī)定條件下加熱，達到一定流動性時的溫度。滴