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寧夏大學(xué)唐博汽車運(yùn)用工程第4章汽車運(yùn)行材料及其合理使用
教學(xué)提示:目前汽車燃料主要是汽油和輕柴油。汽車的潤(rùn)滑材料包括發(fā)動(dòng)機(jī)油、車輛齒輪油以及潤(rùn)滑脂。冷卻液、制動(dòng)液、傳動(dòng)油、液壓油、制冷劑等統(tǒng)稱為汽車特種液。正確合理地使用汽車燃料、潤(rùn)滑材料、特種液和輪胎等汽車運(yùn)行材料,對(duì)提高車輛的運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性至關(guān)重要。教學(xué)要求:本章主要介紹汽車運(yùn)行材料及其合理使用方法。重點(diǎn)內(nèi)容是汽車燃料、潤(rùn)滑材料、特種液和輪胎的選擇和使用方法。要求學(xué)生了解汽車運(yùn)行材料的性能指標(biāo),熟悉汽車運(yùn)行材料的牌號(hào)劃分方法,掌握汽車運(yùn)行材料的正確選擇和合理使用方法。4.1汽車燃料及其使用
燃料通常是指能夠?qū)⒆陨韮?chǔ)存的化學(xué)能通過化學(xué)反應(yīng)(燃燒)轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮艿奈镔|(zhì)。目前汽車燃料主要有汽油和輕柴油。此外,還有一些正在開發(fā)中的代用燃料。4.1.1車用汽油車用汽油的性能主要是指汽油的抗爆性、揮發(fā)性、氧化安定性、防腐蝕性及清潔性等。1.汽油的性能指標(biāo)(1)抗爆性。汽油的抗爆性是指汽油在發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸內(nèi)燃汽油抗爆性的評(píng)價(jià)指標(biāo)是辛烷值和抗爆指數(shù)。①
辛烷值。辛烷值是表示點(diǎn)燃式發(fā)動(dòng)機(jī)燃料抗爆性的一個(gè)約定數(shù)。辛烷值越高,其抗爆性越好。我國(guó)的汽油牌號(hào)按辛烷值命名。辛烷值一般按GB/T503-1996和GB/T5487-1995《汽油辛烷值測(cè)定方法》試驗(yàn)得出。在規(guī)定條件下的標(biāo)準(zhǔn)發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)中,通常和標(biāo)準(zhǔn)燃料進(jìn)行比較來測(cè)定辛烷值,采用和被測(cè)定燃料具有相同抗爆性的標(biāo)準(zhǔn)燃料中異辛烷的體積百分?jǐn)?shù)表示。測(cè)定辛烷值的標(biāo)準(zhǔn)燃料,由抗爆性良好的異辛烷(2,2,4—三甲基戊烷,C8H18,規(guī)定其辛烷值為100)和抗爆性極差的正庚烷(C7H16,規(guī)定其辛烷值為0)按比例摻配,得到辛烷值在0~100之間的各種標(biāo)準(zhǔn)燃料。根據(jù)實(shí)驗(yàn)條件方法不同,分為馬達(dá)法(MON)辛烷值和研究法(RON)辛烷值。馬達(dá)法(GB/T503—1996MON)辛烷值是在發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速較高,發(fā)動(dòng)機(jī)溫度較高,點(diǎn)火提前角在上止點(diǎn)前14°~26°的苛刻的試驗(yàn)條件下所測(cè)得的辛烷值。研究法(GB/T5487—1995RON)辛烷值是在發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速較低、發(fā)動(dòng)機(jī)溫度不限制、點(diǎn)火提前角小的緩和試驗(yàn)條件下所測(cè)得的辛烷值。②
抗爆指數(shù)??贡笖?shù)是汽油研究法辛烷值與馬達(dá)法辛烷值之和的二分之一,即
(4-1)
抗爆指數(shù)能全面反映汽油的抗爆性,即抗爆指數(shù)越大,汽油的抗爆性越好。(2)蒸發(fā)性。汽油由液態(tài)轉(zhuǎn)化為氣態(tài)的性質(zhì)稱為汽油的蒸發(fā)性。汽油的蒸發(fā)性越好越容易汽化,與空氣混合均勻,燃燒速度快,燃燒完全,可保證發(fā)動(dòng)機(jī)在各種使用條件下(特別是寒冷冬季)易于啟動(dòng)、加速及正常運(yùn)轉(zhuǎn),但形成氣阻的傾向性也越大。若蒸發(fā)性不好,則混合氣形成困難,啟動(dòng)、加速性能變差,燃燒不完全,油耗增加。綜合上述因素,汽油應(yīng)具有適宜的蒸發(fā)性。汽油蒸發(fā)性的評(píng)價(jià)指標(biāo)是餾程和飽和蒸氣壓。①
餾程。用石油產(chǎn)品餾程測(cè)定儀對(duì)100mL油品蒸餾時(shí),從初餾點(diǎn)到終餾點(diǎn)的溫度范圍和殘留量,稱為該油品的餾程。對(duì)汽油、輕柴油,以一定餾出量(百分比)的回收油度表示其餾程。汽油的餾程用10%、50%、90%餾出溫度、終餾點(diǎn)和殘留量表示。②
飽和蒸氣壓。在規(guī)定條件下,油品在要求的試驗(yàn)儀器中氣液兩相達(dá)到平衡時(shí),液面蒸氣所產(chǎn)生的最大壓力稱為飽和蒸氣壓。汽油常用雷德飽和蒸氣壓(RVP)表示,其物理含義是:在38℃測(cè)得的汽油與其蒸氣的體積比為1∶4時(shí)的汽油最大蒸氣壓力。(3)氧化安定性。汽油的氧化安定性即汽油的熱穩(wěn)定性,是指防止生成高溫沉積物的能力。從化油器(或噴油器)、進(jìn)氣門到燃燒室,汽油所處的溫度越來越高,汽油烴類氧化深度也隨溫度升高而增加,生成燃燒室和進(jìn)氣門的沉積物等,使化油器變臟,電噴發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)膠堵塞,進(jìn)氣門黏著關(guān)閉不嚴(yán)等,因此造成化油器或電噴系統(tǒng)不能正常工作,排氣污染物增加。就汽油本身而言,影響汽油氧化安定性的因素主要是汽油的烴組成和性質(zhì),沉積物一般隨烯烴含量、芳烴含量、膠質(zhì)和90%回收溫度的升高而增加。汽油氧化安定性的評(píng)價(jià)指標(biāo)是實(shí)際膠質(zhì)和誘導(dǎo)期。①
實(shí)際膠質(zhì)。實(shí)際膠質(zhì)是指在規(guī)定條件下,對(duì)汽油進(jìn)行快速蒸發(fā)后所測(cè)得的汽油蒸發(fā)殘?jiān)械恼椴蝗芪?,以mg/100mL表示。②
誘導(dǎo)期。誘導(dǎo)期是指在規(guī)定條件下,油品處于穩(wěn)定狀態(tài)所經(jīng)歷的時(shí)間,以分(min)表示。提高汽油的氧化安定性的主要措施是在汽油中添加(聚烯胺PB-A型)潔凈劑。(4)腐蝕性。汽油腐蝕性的評(píng)定指標(biāo)主要是含硫量、博士試驗(yàn)、硫醇硫含量、銅片腐蝕試驗(yàn)和水溶性酸或堿。(5)無害性。汽油的成分一方面直接影響汽車的排放,同時(shí)還關(guān)系到汽車排放污染控制裝置的作用。所以,在生產(chǎn)無鉛汽油的過程中,對(duì)無鉛汽油的其他有害物的含量也應(yīng)嚴(yán)格控制。國(guó)家環(huán)境保護(hù)總局發(fā)布了GWKB1-1999《車用汽油有害物質(zhì)控制標(biāo)準(zhǔn)》,規(guī)定了苯、烯烴、芳烴、錳、鐵、銅、鉛、磷、硫含量的控制限量。(6)清潔性。汽油中不應(yīng)含有機(jī)械雜質(zhì)和水分。水混入汽油中,會(huì)加速汽油的氧化,能與汽油中的低分子酸生成酸性水溶液,腐蝕零件。水直接對(duì)金屬零件有腐蝕作用,汽油中含有水,低溫時(shí)易結(jié)冰成為冰粒堵塞油路。機(jī)械雜質(zhì)會(huì)使化油器量孔、噴嘴和汽油噴射系統(tǒng)的噴油器堵塞。機(jī)械雜質(zhì)進(jìn)入燃燒室會(huì)使燃燒室沉積物增加,加速汽缸活塞環(huán)的磨損。2.車用汽油的規(guī)格或標(biāo)準(zhǔn)我國(guó)生產(chǎn)的汽油是用研究法辛烷值來劃分牌號(hào)的。
2000年,我國(guó)所有汽油生產(chǎn)企業(yè)一律執(zhí)行GB17930-1999《車用無鉛汽油》的強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn),按研究法辛烷值劃分為90號(hào)、93號(hào)和97號(hào)三種牌號(hào)。汽油的規(guī)格見表4-1。4.1.2車用輕柴油1.車用輕柴油的使用性能柴油的餾分較重,柴油機(jī)混合氣在汽缸內(nèi)形成,壓燃著火,燃燒過程包括著火延遲期、速燃期、緩燃期、后燃期四個(gè)階段,這些特點(diǎn)使柴油的使用性能與汽油有許多不同。(1)燃燒性。柴油良好的燃燒性包括發(fā)火性與抗爆能力。其評(píng)價(jià)指標(biāo)是柴油十六烷值與自燃點(diǎn)。①
自燃點(diǎn)。自燃點(diǎn)是指在規(guī)定條件下升高柴油的溫度,當(dāng)沒有火源靠近而自行著火燃燒時(shí)的溫度。自燃點(diǎn)越低,在著火延遲期,燃燒室的局部易形成高密切度的過氧化物,形成著火中心,故著火延遲期短,整個(gè)燃燒過程均勻,氣體壓力升高平緩,最高壓力較低。②
十六烷值。十六烷值是壓燃式發(fā)動(dòng)機(jī)燃料抗爆性的一個(gè)約定值,在規(guī)定條件下的標(biāo)準(zhǔn)發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)中,通過和標(biāo)準(zhǔn)燃料進(jìn)行比較來測(cè)定,采用和被測(cè)定燃料具有相同著火延遲期的標(biāo)準(zhǔn)燃料中正十六烷的體積百分?jǐn)?shù)表示。測(cè)定十六烷值的標(biāo)準(zhǔn)燃料,由抗爆性良好的正十六烷(C6H34,規(guī)定其十六烷值為100)和抗爆性極差的α-甲基萘(C11H10,規(guī)定其十六烷值為0)按比例摻配,得到十六烷值在0~100之間的各標(biāo)準(zhǔn)燃料。十六烷值低,著火延遲期長(zhǎng),缸內(nèi)積累燃油多,工作粗暴;十六烷值低,芳烴含量越高,柴油機(jī)排放物碳?xì)浠衔?HC)、一氧化碳(CO)和氮氧化合物(NOx)也越高。(2)良好的低溫流動(dòng)性。柴油的低溫流動(dòng)性是指柴油在低溫條件下所具有的一定流動(dòng)狀態(tài)的性能。評(píng)價(jià)柴油的低溫流動(dòng)性的指標(biāo)有傾點(diǎn)、濁點(diǎn)、凝點(diǎn)和冷濾點(diǎn),我國(guó)采用凝點(diǎn)和冷濾點(diǎn)。①
凝點(diǎn)。石油產(chǎn)品在試驗(yàn)條件下,冷卻到液面不能移動(dòng)的最高溫度即為凝點(diǎn)。我國(guó)柴油的牌號(hào)按凝點(diǎn)命名。②
冷濾點(diǎn)。石油產(chǎn)品在試驗(yàn)條件下,試油不能以20mL/min的流量通過一定規(guī)格過濾器的最高溫度即為冷凝點(diǎn)。(3)較好的霧化和蒸發(fā)性。柴油霧化和蒸發(fā)性的評(píng)價(jià)指標(biāo)是餾程、運(yùn)動(dòng)黏性、密度和閃點(diǎn)。①
閃點(diǎn)。閃點(diǎn)有開口閃點(diǎn)和閉口閃點(diǎn)之分。柴油采用閉口閃點(diǎn)評(píng)定,發(fā)動(dòng)機(jī)油、汽車齒輪油則采用開口閃點(diǎn)評(píng)定。柴油的閃點(diǎn)既是柴油霧化和蒸發(fā)性的評(píng)價(jià)指標(biāo),也是柴油安定性的評(píng)價(jià)指標(biāo)。閃點(diǎn)越低,柴油的霧化、蒸發(fā)性越強(qiáng),柴油機(jī)工作越粗暴,儲(chǔ)存、運(yùn)輸中越不安全。油品的危險(xiǎn)等級(jí)就是按閃點(diǎn)劃分的,閃點(diǎn)小于45℃的為易燃品,閃點(diǎn)大于等于45℃為可燃品。②
餾程。柴油的餾程以50%回收溫度、90%回收溫度、10%殘留物溫度表示。(4)無腐蝕性。柴油腐蝕性的評(píng)價(jià)指標(biāo)是硫含量、酸度和銅片腐蝕試驗(yàn)。含硫量不大于0.2%。酸度是指中和100mL試油中的酸性物質(zhì)所需的氫氧化鉀毫克數(shù),以mgKOH/100mL表示。輕柴油的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定不準(zhǔn)含有水溶性酸堿,限制硫含量和酸度,主要是為了防止對(duì)供油系的腐蝕,減少摩擦副的磨損。(5)良好的安定性。安定性的評(píng)價(jià)指標(biāo)包括色度、氧化安定性、實(shí)際膠質(zhì)和10%蒸余物殘?zhí)?。?/p>
實(shí)際膠質(zhì)。實(shí)際膠質(zhì)是指一定量的過濾試油,在規(guī)定條件下氧化后所測(cè)得的不溶物的總量。②
10%蒸余物殘?zhí)俊?0%蒸余物殘?zhí)渴菍y(cè)定餾程中餾出90%以后的蒸余物作為試樣,所測(cè)得的試樣在裂解中所形成的殘留物。(6)嚴(yán)格的清潔性。機(jī)械雜質(zhì)和水分是柴油清潔性的主要指標(biāo)。輕柴油要求不含機(jī)械雜質(zhì),水分含量應(yīng)不大于痕跡。2.車用柴油的規(guī)格
GB252—2000《輕柴油》規(guī)定的技術(shù)要求見表4-2,按凝點(diǎn)劃分為10號(hào)、5號(hào)、0號(hào)、-10號(hào)、-20號(hào)、-35號(hào)和-50號(hào)7個(gè)牌號(hào)。4.1.3燃料的選用
1.車用汽油的選用(1)車用汽油的選擇。汽油牌號(hào)的選用原則是根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)壓縮比進(jìn)行抗爆性的選擇,壓縮比越大,汽油的牌號(hào)越高。實(shí)際中按發(fā)動(dòng)機(jī)使用說明書中的要求選擇即可。(2)汽油使用注意事項(xiàng)。①
在炎熱的夏季、高原地區(qū),由于氣溫高而空氣稀薄,容易發(fā)生“氣阻”現(xiàn)象,必須加強(qiáng)發(fā)動(dòng)機(jī)的散熱。②
當(dāng)平原使用的汽油發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)入高原地區(qū)時(shí),可換用低辛烷值的汽油,或適當(dāng)將點(diǎn)火提前角提前。這是因?yàn)楦咴貐^(qū)空氣稀薄,在壓縮終了時(shí)壓力和溫度都較低,產(chǎn)生爆燃的傾向減少。③
汽油發(fā)動(dòng)機(jī)的缸體、缸蓋接合平面經(jīng)銑削,因其壓縮比提高,可相應(yīng)地采用高辛烷值的汽油。④
使用長(zhǎng)期存放的汽油,因膠質(zhì)含量增加,誘導(dǎo)期縮短,容易產(chǎn)生積炭,導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)表面點(diǎn)火。因此,汽油不宜長(zhǎng)期用金屬容器存放。2.輕柴油的選用(1)輕柴油的選擇。輕柴油牌號(hào)的選擇一般應(yīng)使最低使用溫度等于或略高于輕柴油的冷濾點(diǎn)。具體如下:10號(hào)輕柴油適用于有預(yù)熱設(shè)備的柴油機(jī)。5號(hào)輕柴油適用于風(fēng)險(xiǎn)率為10%的最低氣溫,適宜在8℃以上的地區(qū)使用。0號(hào)輕柴油適用于風(fēng)險(xiǎn)率為10%的最低氣溫,適宜在4℃以上的地區(qū)使用。-10號(hào)輕柴油適用于風(fēng)險(xiǎn)率為10%的最低氣溫,適宜在-5℃以上的地區(qū)使用。-20號(hào)輕柴油適用于風(fēng)險(xiǎn)率為10%的最低氣溫,適宜在-14℃以上的地區(qū)使用。-35號(hào)輕柴油適用于風(fēng)險(xiǎn)率為10%的最低氣溫,適宜在-29℃以上的地區(qū)使用。-50號(hào)輕柴油適用于風(fēng)險(xiǎn)率為10%的最低氣溫,適宜在-44℃以上的地區(qū)使用。(2)柴油的使用注意事項(xiàng)。為了保證柴油的使用性能不變壞,在柴油運(yùn)送、儲(chǔ)存、使用過程中應(yīng)注意嚴(yán)防混入機(jī)械雜質(zhì)和水分,以免磨損、堵塞和銹蝕柴油機(jī)供油系的精密機(jī)件。儲(chǔ)運(yùn)容器、加注工具、汽車油箱和燃料系統(tǒng)要定期清洗,不允許存有水、鐵銹及其他雜物。柴油加入汽車油箱前,要充分沉淀(不少于48h),然后用綢布或細(xì)布過濾,以除去雜質(zhì)和柴油氧化生成的沉淀物。各種牌號(hào)的柴油應(yīng)分別儲(chǔ)存,不宜露天存放,禁止曝曬,不要與明火接觸,以防火災(zāi)。在低溫條件下,缺少低凝柴油時(shí),可以往高凝柴油中摻入20%~40%的燈用煤油,混合均勻,以降低其凝點(diǎn),但絕不可混入汽油?;虿捎醚h(huán)熱水預(yù)熱汽車油箱和輸油管,防止高凝點(diǎn)柴油凝固,堵塞油路。4.1.4汽車使用中的節(jié)油措施1.提高汽車的技術(shù)狀況汽車具有良好的技術(shù)狀況,是使用節(jié)油的重要保證。提高維修質(zhì)量是維持或恢復(fù)汽車技術(shù)狀況的措施。在汽車使用過程中,若能按合理的維護(hù)周期、作業(yè)項(xiàng)目和技術(shù)要求,進(jìn)行清洗、潤(rùn)滑、緊固、檢查、調(diào)整和及時(shí)排除故障,就能減小零件的摩擦、磨損,降低汽車的燃料消耗。2.提高和推廣節(jié)油駕駛技術(shù)
節(jié)油駕駛技術(shù)可概括為預(yù)熱保溫,中速行駛,腳輕手快,合理滑行,正確制動(dòng)等。3.提高維修質(zhì)量及時(shí)對(duì)汽車技術(shù)狀況進(jìn)行檢測(cè)診斷,及時(shí)發(fā)現(xiàn)汽車技術(shù)狀況的變化,加強(qiáng)維護(hù)和修理,提高汽車的維修質(zhì)量,使汽車處于良好的技術(shù)狀況是節(jié)油工作的基礎(chǔ),對(duì)節(jié)約燃油有明顯作用。為提高汽車維修質(zhì)量,應(yīng)建立嚴(yán)格的維修制度,在維修過程中嚴(yán)格執(zhí)行維修標(biāo)準(zhǔn),并不斷地提高維修人員的技術(shù)水平,按照維修規(guī)范和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行作業(yè),確保維修質(zhì)量。4.加強(qiáng)油料管理汽車運(yùn)輸部門應(yīng)采取有效管理方法,收集和記錄汽車燃料消耗的原始數(shù)據(jù),進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,制定出切實(shí)可行的節(jié)油管理措施,并組織實(shí)施。在油料保管過程中應(yīng)減少浪費(fèi),燃油的裝罐、運(yùn)輸、入庫(kù)、保管、領(lǐng)發(fā)和盤存等六大流轉(zhuǎn)環(huán)節(jié)都應(yīng)建立責(zé)任制,完善手續(xù),杜絕各環(huán)節(jié)的流失現(xiàn)象。建立和健全燃油領(lǐng)用制度、定額考核制度和節(jié)油獎(jiǎng)勵(lì)制度,可調(diào)動(dòng)節(jié)油的積極性,促進(jìn)節(jié)油工作順利開展。4.2潤(rùn)滑材料及其使用
4.2.1汽車潤(rùn)滑材料的使用性能及種類汽車的潤(rùn)滑材料包括發(fā)動(dòng)機(jī)油、車輛齒輪油以及潤(rùn)滑脂。1.發(fā)動(dòng)機(jī)油的使用性能發(fā)動(dòng)機(jī)油在發(fā)動(dòng)機(jī)中的工作條件非常苛刻,因此,要求發(fā)動(dòng)機(jī)油具有良好的使用性能。(1)良好的潤(rùn)滑性。
在各種條件下,發(fā)動(dòng)機(jī)油降低摩擦,減緩磨損和防止金屬燒結(jié)的能力,稱為發(fā)動(dòng)機(jī)油的潤(rùn)滑性。(2)良好的低溫操作性。影響機(jī)油潤(rùn)性能的主要因素是機(jī)油的黏性、黏溫性、機(jī)油的吸附性、油膜分散性、穩(wěn)定性和抗極壓性等。發(fā)動(dòng)機(jī)油能保證發(fā)動(dòng)機(jī)在低溫條件下容易啟動(dòng)和可靠供油的性能,稱為發(fā)動(dòng)機(jī)油的低溫操作性,包括有利于低溫啟動(dòng)和降低啟動(dòng)摩擦兩方面。影響低溫操作性能的主要因素是發(fā)動(dòng)機(jī)油低溫動(dòng)力黏度、邊界泵送溫度和傾點(diǎn)。①
低溫動(dòng)力黏度。按流體黏度特性,流體分為牛頓流體和非牛頓流體。切應(yīng)力與剪切速率成正比的流體,稱為牛頓流體。否則,稱為非牛頓流體。潤(rùn)滑劑在低溫狀態(tài)下為非牛頓流體,其黏度為低溫動(dòng)力黏度或表觀黏度。低溫動(dòng)力黏度是劃分冬用發(fā)動(dòng)機(jī)油黏度級(jí)別的依據(jù)之一。②
邊界泵送溫度。能將發(fā)動(dòng)機(jī)油連續(xù)、充足地供給發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)油泵入口的最低溫度,稱為發(fā)動(dòng)機(jī)油的邊界泵送溫度,是劃分冬用發(fā)動(dòng)機(jī)油黏度級(jí)別的又一依據(jù)。③
傾點(diǎn)。傾點(diǎn)是指試油在規(guī)定的條件下冷卻時(shí),能夠流動(dòng)的最低溫度。(3)良好的黏溫性。溫度對(duì)油品的黏度影響很大。溫度升高,黏度降低;溫度降低,黏度升高。潤(rùn)滑油隨溫度升降而改變黏性的性質(zhì)稱為潤(rùn)滑油黏溫性。良好的黏溫性是指油品的黏性隨溫度的變化程度小。發(fā)動(dòng)機(jī)油所接觸到的各潤(rùn)滑表面的溫度差別很大。因此,既要求發(fā)動(dòng)機(jī)油能在高溫條件下工作,能保持一定的黏性,以形成足夠厚度的油膜,確保潤(rùn)滑效果,又要求在低溫條件下工作時(shí),黏性又不至于過大,以維持一定的流動(dòng)性,使發(fā)動(dòng)機(jī)低溫時(shí)容易啟動(dòng)和減小零件的磨損。發(fā)動(dòng)機(jī)油黏溫性是評(píng)價(jià)發(fā)動(dòng)機(jī)油性能好壞的重要性能參數(shù)。(4)良好的抗腐蝕性。發(fā)動(dòng)機(jī)油抵抗腐蝕性物質(zhì)對(duì)金屬腐蝕的能力稱為發(fā)動(dòng)機(jī)油的抗腐蝕性。其評(píng)價(jià)指標(biāo)是中和值,通過相應(yīng)的發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)測(cè)定。中和1g試油中含有酸性或堿性組分所需的堿量或酸量稱為中和值。(5)良好的清潔分散性。發(fā)動(dòng)機(jī)油擁有抑制積炭、漆膜和油泥生成或?qū)⑦@些沉積物清除的性能,稱為發(fā)動(dòng)機(jī)油的清潔分散性。其評(píng)價(jià)指標(biāo)是硫酸鹽灰分和殘?zhí)?,通過相應(yīng)的發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)予以評(píng)定。①
硫酸鹽灰分。硫酸鹽灰分是指試樣炭化后的殘留物用硫酸處理,加熱至質(zhì)量恒定時(shí)的殘留物。硫酸鹽灰分還可以用來表明新潤(rùn)滑油中已知的合金屬添加劑的濃度。②
殘?zhí)?。殘?zhí)渴侵赣推吩谝?guī)定條件下受熱蒸發(fā)后剩下的黑色殘留物。殘?zhí)空加推房傎|(zhì)量的百分?jǐn)?shù)稱為油品的殘?zhí)恐怠?6)良好的抗泡沫性。起泡性是指油品生成泡沫的傾向及生成泡沫的穩(wěn)定性,由于曲軸的強(qiáng)烈攪動(dòng)和進(jìn)行飛濺潤(rùn)滑,容易生成泡沫而影響潤(rùn)滑,同時(shí)導(dǎo)致機(jī)油泵抽空。發(fā)動(dòng)機(jī)油消除泡沫的性質(zhì)稱為發(fā)動(dòng)機(jī)油的抗泡沫性。一般在發(fā)動(dòng)機(jī)油中添加抗泡添劑,以提高機(jī)油的抗泡沫性。(7)良好的氧化安定性。氧化安定性是指油品抵抗大氣的作用而保持其性質(zhì)不發(fā)生永久變化的能力。內(nèi)燃機(jī)油在儲(chǔ)存、運(yùn)輸過程中接觸空氣中的氧氣氧化后生成的酸性物質(zhì)和膠質(zhì)使金屬腐蝕和潤(rùn)滑不良,在高溫條件下氧化速度更快。為提高油品的氧化安定性,通常在油中加入抗氧劑等。2.發(fā)動(dòng)機(jī)油的分類發(fā)動(dòng)機(jī)油的分類包括發(fā)動(dòng)機(jī)油的類型分類、使用性能(質(zhì)量品級(jí))分類和黏性等級(jí)分類。(1)發(fā)動(dòng)機(jī)油的類型分類。發(fā)動(dòng)機(jī)油類型,是按發(fā)動(dòng)機(jī)完成一個(gè)工作循環(huán)所需要的沖程數(shù)分類的,即分為二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)油和四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)油,使用中不可替換。(2)發(fā)動(dòng)機(jī)油使用性能(API)分類(質(zhì)量品級(jí)分類)。發(fā)動(dòng)機(jī)油的使用性能分類,是根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)油在發(fā)動(dòng)機(jī)臺(tái)架試驗(yàn)中所得到的潤(rùn)滑性、清凈分散性、抗氧抗腐性等確定其質(zhì)量品級(jí)的。目前,國(guó)際上廣泛使用的是美國(guó)石油學(xué)會(huì)(API)的發(fā)動(dòng)機(jī)油使用性能分類法。
API按發(fā)動(dòng)機(jī)性能強(qiáng)化程度和工作條件的苛刻程度,將汽機(jī)油定為S系列,柴機(jī)油定為C系列。根據(jù)質(zhì)量品級(jí)不同又將汽機(jī)油分為SC、SD、SE、SF、SG、SH、SJ、SK、SL等9個(gè)質(zhì)量品級(jí)。柴機(jī)油則分為CC、CD、CD—Ⅱ、CE、CF—4、CG—4和CH—4等7個(gè)質(zhì)量品級(jí)。字母越往后,質(zhì)量品級(jí)越高,見表4-3。(3)按發(fā)動(dòng)機(jī)油的黏度(SAE)分級(jí)。國(guó)際上廣泛使用的是美國(guó)汽車工程師學(xué)會(huì)SAE的發(fā)動(dòng)機(jī)油黏度分類法,見表4-4。
SAEJ300-1987《發(fā)動(dòng)機(jī)油黏度分類》標(biāo)準(zhǔn),將發(fā)動(dòng)機(jī)油分為多級(jí)油和單級(jí)油(用含字母W和不含字母W區(qū)分)兩組黏度系列。單級(jí)油即冬、夏季專用油。冬季用潤(rùn)滑油用黏度等級(jí)號(hào)加冬季英文字母W表示,以最大低溫黏度、最高邊界泵送溫度以及100℃時(shí)的最小運(yùn)動(dòng)黏度劃分為0W、5W、10W、15W、20W、25W等6個(gè)黏性等級(jí)。數(shù)字越大,黏性越大。夏季用潤(rùn)滑油不加字母W,僅以100℃時(shí)運(yùn)動(dòng)黏度劃分為20、30、40、50、60等5個(gè)黏性等級(jí)。4.2.1車用齒輪油的使用性能
車用齒輪油是用于潤(rùn)滑汽車齒輪變速器和前、后橋減速器(即主減速器)的齒輪潤(rùn)滑油。1.齒輪油的工作條件及性能要求
汽車變速器、減速器齒輪大多數(shù)為斜齒,齒面相對(duì)滑動(dòng)速度及齒面接觸應(yīng)力大(2000~3000MPa),輪齒逐個(gè)嚙合,沒有專門的潤(rùn)滑裝置,齒輪工作時(shí)溫度范圍比發(fā)動(dòng)機(jī)小,不受高溫廢氣影響。因此,車用齒輪油的性能主要要求是:較高的黏性和潤(rùn)滑性,良好的高抗極壓性和耐磨性,對(duì)黏溫性、抗氧性的要求相對(duì)較低。2.車輛齒輪油的分類
(1)按使用性能分類。我國(guó)的車用齒輪油分類采用美國(guó)石油學(xué)會(huì)(API)的分類法,根據(jù)其特性和使用要求等分為GL—1、GL—2、GL—3、GL—4、GL—5、GL—6等6個(gè)質(zhì)量品級(jí)。(2)黏度等級(jí)分類。根據(jù)美國(guó)汽車工程師學(xué)會(huì)(SAE)的SAEJ306—1991《驅(qū)動(dòng)橋和手動(dòng)變速器潤(rùn)滑油黏度分類》標(biāo)準(zhǔn),將車用齒輪油分為單級(jí)(冬、夏季用)齒輪油和多級(jí)(冬夏通用)齒輪油。冬季用齒輪油是以低溫黏度達(dá)到150hs時(shí)的最高溫度和100℃時(shí)的最低運(yùn)動(dòng)黏度劃分的,由一組數(shù)字和字母W表示,分為70W、75W、80W、85W等4個(gè)黏性等級(jí)。夏季用齒輪油以100℃運(yùn)動(dòng)黏度范圍劃分,用不含字母W的數(shù)字表示,分為90、140、250等3個(gè)黏性等級(jí)。4.2.3汽車潤(rùn)滑脂
1.潤(rùn)滑脂的使用性能潤(rùn)滑脂俗稱黃油,是在基礎(chǔ)油(潤(rùn)滑油)中加入稠化劑和添加劑后,形成的一種穩(wěn)定的在常溫下呈半固體狀態(tài)的潤(rùn)滑材料,用于汽車及其他機(jī)器上不宜采用液體潤(rùn)滑油的部位,如輪轂軸承,各拉桿球頭,發(fā)電機(jī)、水泵離合器軸承及傳動(dòng)軸花鍵等,均使用潤(rùn)滑脂潤(rùn)滑。潤(rùn)滑脂的基本性能有稠度、高溫和低溫性能、抗水性、防銹性、防腐性和安定性。稠度即潤(rùn)滑脂的稀稠程度,用錐入度號(hào)表示。適當(dāng)?shù)某矶瓤墒節(jié)櫥子诩幼⒉⒈3衷跐?rùn)滑表面,以保持持久的潤(rùn)滑作用。根據(jù)GB/T7631.1—1987的規(guī)定,潤(rùn)滑脂的稠度分為000、00、0、1、2、3、4、5、6等9個(gè)等級(jí),數(shù)字越大,表示稠度等級(jí)越高。高溫性能是指潤(rùn)滑脂的耐熱性能,耐熱性好可使?jié)櫥谳^高的工作溫度下不變軟,不流失,不失去潤(rùn)滑作用,潤(rùn)滑脂的高溫性能主要用滴點(diǎn)表示。滴點(diǎn)是一個(gè)不確定的物理量,與受熱方式、受熱時(shí)間有關(guān)。低溫性能是潤(rùn)滑脂在低溫條件下仍保持良好潤(rùn)滑性能的能力,取決于潤(rùn)滑脂在低溫條件下的相似黏度及黏溫性。抗水性是指潤(rùn)滑脂在大氣混度條件下的吸水性能,抗水性差的潤(rùn)滑脂遇水后稠度下降,甚至發(fā)生乳化流失現(xiàn)象。防銹性、防腐性是指潤(rùn)滑脂阻止與其接觸的金屬被腐蝕和生銹的能力。潤(rùn)滑脂的膠體安定性又稱分油性,是指潤(rùn)滑脂在儲(chǔ)存和使用中避免基礎(chǔ)油與稠化劑分解,防止基礎(chǔ)油析出的能力。2.潤(rùn)滑脂的分類
潤(rùn)滑脂的分類,包括名稱分類和操作條件分類,見表4-5。根據(jù)GB/T7631.8—1990的規(guī)定,潤(rùn)滑脂的操作條件(溫度、水污染和負(fù)荷等)分類,采用國(guó)際(ISO標(biāo)準(zhǔn))分類方法,見表4-6。潤(rùn)滑脂屬于L類(潤(rùn)滑脂和有關(guān)產(chǎn)品)的X組,每一種潤(rùn)滑脂用一組大寫字母及稠度級(jí)別組成的代號(hào)表示。例如,某種潤(rùn)滑脂的使用條件為:最低操作溫度-30℃,最高操作溫度+120℃:環(huán)境條件:經(jīng)受水洗;防銹性:淡水存在下防銹;負(fù)荷條件:低負(fù)荷(非極壓型);稠度等級(jí):2。則該種潤(rùn)滑脂的代號(hào)為L(zhǎng)—XCCHA2,相當(dāng)于汽車通用鋰基潤(rùn)滑脂(GB/T5671—1995)。3.汽車潤(rùn)滑脂的規(guī)格
汽車用潤(rùn)滑脂的規(guī)格有GB/T5671—1995《汽車通用鋰基潤(rùn)滑脂》、SH0396—1992《石墨鈣基潤(rùn)滑脂》、GB7324—1994《通用鋰基潤(rùn)滑脂》、SH0039—1990《工業(yè)凡士林》。各種潤(rùn)滑脂的特性和用途見表4-5。通用潤(rùn)滑脂的規(guī)格見表4-7。4.2.4潤(rùn)滑材料的選擇與使用
1.發(fā)動(dòng)機(jī)油的正確選擇與使用
(1)發(fā)動(dòng)機(jī)油的選擇。發(fā)動(dòng)機(jī)油的選擇,包括發(fā)動(dòng)機(jī)油的類型、質(zhì)量品級(jí)、黏度和黏性指數(shù)等方面。所選發(fā)動(dòng)機(jī)油應(yīng)與發(fā)動(dòng)機(jī)說明書的要求相符。①
根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)沖程數(shù)、燃料類型、技術(shù)強(qiáng)化程度選擇發(fā)動(dòng)機(jī)油的類型。一般情況下,四沖程機(jī)油與二沖程機(jī)油,汽機(jī)油與柴機(jī)油不通用。②
根據(jù)壓縮比、排量、最大功率、最大扭矩、發(fā)動(dòng)機(jī)油負(fù)荷,即發(fā)動(dòng)機(jī)功率與曲軸箱機(jī)油容量之比選擇發(fā)動(dòng)機(jī)油的質(zhì)量品級(jí)。③
根據(jù)氣溫、汽車負(fù)荷條件、技術(shù)平均速度,使用時(shí)選擇合適的黏性等級(jí)及黏性指數(shù)。冬季使用冬季發(fā)動(dòng)機(jī)油,夏季用夏季發(fā)動(dòng)機(jī)油,或冬夏季通用油。嚴(yán)寒季節(jié)、發(fā)動(dòng)機(jī)磨合期應(yīng)使用低黏度發(fā)動(dòng)機(jī)油。重載低速和高溫下,應(yīng)選擇高黏度發(fā)動(dòng)機(jī)油。輕載高速應(yīng)選擇黏度較小的發(fā)動(dòng)機(jī)油。在使用過程中,由于添加劑的消耗,發(fā)動(dòng)機(jī)油本身在高溫下氧化、燃燒產(chǎn)物的影響,外部塵埃、水分等的混入,使發(fā)動(dòng)機(jī)油劣化變質(zhì)。發(fā)動(dòng)機(jī)油劣化變質(zhì)后,沉積物增多,潤(rùn)滑性能下降,使零件增加腐蝕和磨損,因此,對(duì)在用發(fā)動(dòng)機(jī)油應(yīng)適時(shí)更換。發(fā)動(dòng)機(jī)油使用時(shí)間長(zhǎng)短不僅與發(fā)動(dòng)機(jī)油使用性能有關(guān),還與發(fā)動(dòng)機(jī)的技術(shù)狀況、維修質(zhì)量有關(guān)。為減緩發(fā)動(dòng)機(jī)油變質(zhì),延長(zhǎng)換油期,必需的技術(shù)措施有:正確選擇發(fā)動(dòng)機(jī)油,認(rèn)真執(zhí)行維護(hù)作業(yè),維持汽車良好的技術(shù)狀況。發(fā)動(dòng)機(jī)油的更換要根據(jù)車輛的行駛里程(或發(fā)動(dòng)機(jī)的工作時(shí)間)來定,叫做定期換油。也可以根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)油的使用性能來定,叫做按質(zhì)換油。還可以采用在發(fā)動(dòng)機(jī)油油質(zhì)監(jiān)測(cè)下的定期換油。(2)發(fā)動(dòng)機(jī)油使用的注意事項(xiàng)。①
錯(cuò)誤地認(rèn)為高黏度有利于潤(rùn)滑和減少磨損。②
選擇機(jī)油的品種時(shí),切勿將低級(jí)的機(jī)油用在要求較高的內(nèi)燃機(jī)中,否則會(huì)加速內(nèi)燃機(jī)磨損,嚴(yán)重時(shí)內(nèi)燃機(jī)損壞。高級(jí)機(jī)油可在要求較低的內(nèi)燃機(jī)使用,但成本較高。③
汽機(jī)油、柴機(jī)油、機(jī)床用機(jī)油、航空機(jī)油等性能不一樣,切勿代用。④
要保持正常的油面。油面過低時(shí),不僅加速機(jī)油變質(zhì),而且會(huì)因缺油而引起零件燒壞;油面過高時(shí),使燃燒室積炭增多,發(fā)動(dòng)機(jī)功率下降,排氣污染嚴(yán)重。⑤
保持曲軸箱通風(fēng)良好。燃燒室串入曲軸箱的氣體通過曲軸箱通風(fēng)系統(tǒng)及時(shí)排出大氣,可減少機(jī)油的氧化變質(zhì)。⑥
定期更換機(jī)油。內(nèi)燃機(jī)油在使用一段時(shí)間后,質(zhì)量變差,會(huì)導(dǎo)致零件快速磨損,嚴(yán)重時(shí)發(fā)生故障,因此要及時(shí)換油。⑦
定期檢查、清洗、維護(hù)機(jī)油濾清器,必要時(shí)予以更換,充分保持機(jī)油清潔。2.車輛齒輪油的正確選擇和使用(1)車輛齒輪油的選擇。按車輛使用說明書的規(guī)定要求,選擇齒輪油的種類、質(zhì)量品級(jí)和黏度等級(jí)?;驹瓌t如下:①
根據(jù)齒輪油的工作條件苛刻程度選擇齒輪油的種類和質(zhì)量品級(jí)。一般情況下,變速器用變速齒輪油,主減速器用減速器齒輪油,雙曲線齒輪用雙曲線專用齒輪油。齒輪齒面的接觸應(yīng)力P與齒面滑動(dòng)速度v及其乘積P
v值是衡量齒輪工作條件的重要參數(shù)。
P
v值越大,工作條件越苛刻,齒輪油的質(zhì)量品級(jí)越高。如當(dāng)P>3000MPa,v>10m/s,T油=120~130℃,屬重負(fù)荷,必須選用重載荷(CLE級(jí))齒輪油,適用于雙曲面齒輪的工程機(jī)械、部分重載汽車、小轎車等;當(dāng)P<3000MPa,v=1.5~8m/s,屬中等負(fù)荷,選CLD級(jí),如國(guó)產(chǎn)EQ1090E、CA1092、北京BJ130等,適用于采用普通螺旋錐齒輪的汽車。②
根據(jù)溫度條件和車輛負(fù)荷選擇齒輪油的黏度牌號(hào)。車輛齒輪油的低溫黏度(150000Pa)決定傳動(dòng)機(jī)構(gòu)低溫下的操作性能。75W、80W、85W、90號(hào)、140號(hào)油的最低使用溫度分別為-40℃、-26℃、-120℃、10℃。天氣特別熱、負(fù)荷特別重的車輛選用140號(hào)油;長(zhǎng)江以南冬季氣溫不低于10℃的地區(qū),可全年使用90號(hào)油;東北及西北地區(qū),可全年使用80W/90號(hào)油;其余地區(qū)可全年使用85W/90號(hào)油。(2)齒輪油使用注意事項(xiàng)。①
不能將質(zhì)量品級(jí)較低的齒輪油用于要求較高的機(jī)械上,以免加快齒輪損壞;質(zhì)量品級(jí)較高的齒輪油用于要求較低的機(jī)械上,經(jīng)濟(jì)上不合算。②
齒輪油油面要適當(dāng),一般與齒輪箱加油口下緣平齊。③
按規(guī)定換油周期換油。3.潤(rùn)滑脂的選擇和使用(1)潤(rùn)滑脂的選擇。選擇潤(rùn)滑脂時(shí)應(yīng)著重考慮摩擦副的溫度、速度、負(fù)荷及摩擦所處的環(huán)境等因素對(duì)潤(rùn)滑脂的影響。①
溫度。摩擦副的溫度變化對(duì)潤(rùn)滑脂的使用性能、使用壽命有明顯影響。每當(dāng)軸承溫度升高10~15℃,潤(rùn)滑脂使用壽命降低二分之一。這是由于溫度升高,潤(rùn)滑脂的基礎(chǔ)油蒸發(fā)損失,基礎(chǔ)油與稠化劑因熱氧化變質(zhì)產(chǎn)生分油現(xiàn)象而漏失造成的。選高溫潤(rùn)滑脂時(shí),最高使用溫度應(yīng)高于滴點(diǎn)20~30℃;選低溫潤(rùn)滑脂時(shí),潤(rùn)滑脂的使用溫度應(yīng)略高于潤(rùn)滑脂的最低操作溫度。②
速度。摩擦副相對(duì)運(yùn)動(dòng)的速度越快,潤(rùn)滑脂所受剪切力越大,潤(rùn)滑脂有效黏度下降越多,從而降低了使用壽命。高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí),可選用鈣鈉基脂、鋰基脂、復(fù)合潤(rùn)滑脂。低速時(shí),一般選用以高黏度為基礎(chǔ)油抗極壓性高的潤(rùn)滑脂。③
負(fù)荷。根據(jù)負(fù)荷大小選用潤(rùn)滑脂的抗極壓性。負(fù)荷是指單位摩擦面積上承受的壓力,大于5000MPa稱為重負(fù)荷,宜用抗極壓型潤(rùn)滑脂;3000MPa以下為輕負(fù)荷,宜用非抗極壓型潤(rùn)滑脂。④
環(huán)境。在選擇潤(rùn)滑脂時(shí)應(yīng)充分考慮潤(rùn)滑部位所處的工作環(huán)境,如氣溫、濕度、灰塵、腐蝕性介質(zhì)等。潮濕或水接觸的情況下應(yīng)選用抗水性好的鈣基、鋰基潤(rùn)滑脂。防銹性要求嚴(yán)格時(shí),應(yīng)選用加防銹劑的潤(rùn)滑脂。(2)潤(rùn)滑脂使用注意事項(xiàng)。①
輪轂軸承的潤(rùn)滑,對(duì)抗水性、耐磨性、抗極壓性(涂在互相接觸的運(yùn)動(dòng)副表面間的潤(rùn)滑脂所形成的潤(rùn)滑脂膜能夠承受一定的來自軸向和徑向的負(fù)荷??箻O壓性表示潤(rùn)滑膜承受來自軸向和徑向負(fù)荷的能力)要求高,宜選用性能優(yōu)越的汽車通用鋰基潤(rùn)滑脂。②
其他潤(rùn)滑部位(如水泵軸承、離合器踏板軸、制動(dòng)踏板軸、傳動(dòng)軸各點(diǎn),前、后鋼板彈簧銷、轉(zhuǎn)向節(jié)主銷、轉(zhuǎn)向橫拉桿、直拉桿等處),潤(rùn)滑脂的用量少,對(duì)潤(rùn)滑要求相對(duì)較低,為減少潤(rùn)滑脂種類,也使用汽車通用鋰基潤(rùn)滑脂。③
石墨鈣基潤(rùn)滑脂含有固體鱗片狀石墨,不易從摩擦面擠出,可起到持久的潤(rùn)滑作用,適宜用在汽車鋼板彈簧等負(fù)荷大,滑動(dòng)速度低的部位。④
基礎(chǔ)油、稠化劑、添加劑不同的潤(rùn)滑脂不能互相摻混使用。⑤
推廣使用空轂潤(rùn)滑。4.3汽車特種液及其使用
為保證汽車正常運(yùn)行,除燃料、潤(rùn)滑料之外的其他液體統(tǒng)稱為汽車特種液。汽車特種液的種類包括冷卻液、制動(dòng)液、傳動(dòng)油、液壓油、制冷液等。4.3.1汽車特種液的使用性能
1.液壓油(1)液壓油的使用性能。自卸汽車、汽車起重機(jī)、裝卸機(jī)械等工程車輛以及維修機(jī)具的液壓系統(tǒng)均以液壓油為工作介質(zhì),實(shí)現(xiàn)能量傳遞和轉(zhuǎn)換,完成預(yù)期的工作和實(shí)現(xiàn)對(duì)工作目標(biāo)的控制。為了保證液壓系統(tǒng)工作正常,液壓油應(yīng)具有以下使用性能:①
合適的黏度及良好的黏溫特性。相同工作壓力下黏度過高,液壓部件運(yùn)動(dòng)阻力增加,溫升加快,液壓泵的自吸能力下降,油泵功率損失增大。黏度過低,液壓元件內(nèi)漏增大,支撐能力下降。良好的黏溫特性能保證液壓油在較寬的工作溫度范圍均具有良好的使用性能。②
良好的潤(rùn)滑性。液壓油在液壓系統(tǒng)中完成能量傳遞、轉(zhuǎn)換的同時(shí),還對(duì)液壓元件起潤(rùn)滑作用,為了減少零件磨損,對(duì)液壓油應(yīng)具有良好的潤(rùn)滑性。③
良好的抗氧化性。液壓油氧化后產(chǎn)生的酸性物質(zhì)能增加對(duì)金屬的腐蝕性,產(chǎn)生油泥,使液壓系統(tǒng)工作不正常,因此液壓油應(yīng)具有良好的抗氧化性。④
良好的抗剪切性。液壓油流經(jīng)泵、閥的節(jié)流口時(shí),因液流中心和器壁的速度梯度,使液壓油產(chǎn)生強(qiáng)烈的剪切作用,導(dǎo)致黏度降低。當(dāng)黏度降低到一定限度時(shí),油就不能再使用,因此液壓油應(yīng)具有良好的抗剪切性能。⑤
良好的抗泡沫性??古菽允侵敢簤河捅苊鈿馀萆珊推茰鐨馀莸哪芰Α馀菰谝簤汗苈分邢喈?dāng)于空氣彈簧,影響動(dòng)力、控制信號(hào)的傳遞。由于氣泡的形成、破滅,使系統(tǒng)產(chǎn)生振動(dòng)、噪聲、穴蝕等故障,影響液壓系統(tǒng)的正常工作,因此液壓油應(yīng)具有良好的抗泡沫性能。此外,液壓油還應(yīng)有良好的防腐性、防銹性、抗乳化性和橡膠密封材料的適應(yīng)性等要求。(2)液壓油的分類及適用范圍。液壓油可分為礦物油型、合成油型及含水液型三大類。根據(jù)其產(chǎn)品特性和組成,設(shè)有礦物油型和合成烴型液壓油型共7個(gè)品種,抗燃液壓油有8個(gè)品種。按照國(guó)標(biāo)規(guī)定,液壓油屬于L類(潤(rùn)滑劑和有關(guān)產(chǎn)品)中H組(液壓系統(tǒng)),并采用統(tǒng)一的命名方法。
L-HL液壓油:適用于機(jī)床和其他設(shè)備,有抗氧防銹要求的低壓液壓系統(tǒng)和傳動(dòng)裝置,在0℃以上環(huán)境下使用。
L-HM為抗磨型液壓油:可用于低、中、高壓液壓系統(tǒng),也可用于中等負(fù)荷機(jī)械設(shè)備的潤(rùn)滑部位,適應(yīng)的環(huán)境溫度為5~60℃。
L-HV液壓油:曾被稱為工程液壓油或低溫抗磨液壓油,被廣泛應(yīng)用于野外和惡劣環(huán)境下工作的液壓設(shè)備。通過自卸車和裝載機(jī)使用試驗(yàn)表明,L-HV液壓油具有較長(zhǎng)的換油周期,可在寒區(qū)工程機(jī)械上使用。
L-HR液壓油:是在L-HL基礎(chǔ)上改善其黏溫性制造的一種低溫液壓油,但在抗磨性上不及L-HV油,可用L-HV油代替。
L-HS液壓油:以合成烴油或與精制礦物油混合調(diào)配的半合成油為基礎(chǔ)油,添加各種抗磨劑和黏度指數(shù)改進(jìn)劑制成,在低溫性能上優(yōu)于L-HV油,適合在嚴(yán)寒地區(qū)(環(huán)境溫度為-40℃以上)野外作業(yè)的工程機(jī)械使用。
L-HG液壓油:是在L-HM油基礎(chǔ)上,改善其黏性和潤(rùn)滑性能而制成,可用于液壓系統(tǒng)和導(dǎo)軌潤(rùn)滑系統(tǒng)合用的機(jī)床,使導(dǎo)軌在低速下的振動(dòng)和間斷滑動(dòng)(黏滑)減至最小。它不適用于高壓液壓系統(tǒng)。一些維修機(jī)具推薦使用L-HG液壓油。汽車起重機(jī)和工程機(jī)械液壓系統(tǒng)常用L-HL、L-HM、L-HR、L-HV等液壓油。按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB3141—82《工業(yè)用潤(rùn)滑油黏度分類》規(guī)定,液壓油的黏度牌號(hào)采用國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)(ISO)分類。例如,L-HM68液壓油,其中:L為類別(潤(rùn)滑劑及有關(guān)產(chǎn)品);HM為品種(具有抗極壓性,用于高負(fù)荷的一般液壓系統(tǒng)):68為牌號(hào)(黏度等級(jí))。2.液力傳動(dòng)油(1)液力傳動(dòng)油的使用性能。汽車自動(dòng)變速器、液力控制系統(tǒng)是以液力油為工作液,以液力、液壓原理為基礎(chǔ),實(shí)現(xiàn)自動(dòng)變速和液力控制的。液力油同時(shí)承擔(dān)傳遞功率、變扭、變速,實(shí)現(xiàn)控制、潤(rùn)滑及冷卻多種任務(wù)。(2)液力油的分類及應(yīng)用。按照美國(guó)材料及試驗(yàn)學(xué)會(huì)(ASTM)和石油學(xué)會(huì)(API)的分類方案,將液力傳動(dòng)油分為PTF-1、PTF-2和PTF-3三類。
PTF-1類液力傳動(dòng)油:主要用于轎車和輕型卡車的液力傳動(dòng)系統(tǒng),其特點(diǎn)是低溫啟動(dòng)性好,對(duì)油的低溫操作性有很好響應(yīng)。
PTF-2類液力傳動(dòng)油:具有良好的極壓抗磨性,主要用于重負(fù)荷的液力傳動(dòng)系統(tǒng),如重型卡車、大型客車、越野車和工程機(jī)械的自動(dòng)變速器。
PTF-3類液力傳動(dòng)油:是隨著全液壓拖拉機(jī)的發(fā)展而生產(chǎn)的,主要功能是做傳動(dòng)、差速器和最后驅(qū)動(dòng)齒輪的潤(rùn)滑,以及液壓轉(zhuǎn)向、制動(dòng)、分動(dòng)箱和懸掛裝置的工作介質(zhì)。這類油的特點(diǎn)是適于在中低速下運(yùn)轉(zhuǎn)的拖拉機(jī)及野外作業(yè)的工程機(jī)械液力傳動(dòng)系統(tǒng)和齒輪箱中使用,其極壓抗磨性和負(fù)荷承載能力比PTF-2類油更加優(yōu)越。我國(guó)目前尚未制訂液力傳動(dòng)油詳細(xì)分類的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn),現(xiàn)有的液力傳動(dòng)油,按中國(guó)石油化工總公司企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)分為6號(hào)、8號(hào)液力傳動(dòng)油和拖拉機(jī)液力傳動(dòng)、液壓兩用油。
8號(hào)液力傳動(dòng)油(Q/SH003.01.012—1988)是以潤(rùn)滑油餾分經(jīng)脫蠟,深度精制并加入增黏、降凝、抗氧、防腐、防銹、油性、抗磨、抗泡等多種添加劑而制成的液力傳動(dòng)油,外觀為紅色透明體,適用于各種具有自動(dòng)變速器的汽車(主要是轎車),使用性能與國(guó)外的PTF-1液力傳動(dòng)油相當(dāng),可替換使用。6號(hào)普通液力傳動(dòng)油(Q/SH003.01.11—1988)是以深度精制的石油餾分加入抗氧、抗磨、防銹、降凝、抗泡等添加劑調(diào)成的液力傳動(dòng)油,適用于內(nèi)燃機(jī)車、載貨汽車的液力變矩器,其使用性能接近于PTF-2液力傳動(dòng)油。3.制動(dòng)液(1)制動(dòng)液的使用性能。汽車制動(dòng)液是用于液壓制動(dòng)系統(tǒng)的工作介質(zhì),其工作性能直接影響汽車行駛安全。①
優(yōu)良的高溫抗氣阻性。汽車制動(dòng)液的工作溫度范圍相當(dāng)寬。低溫時(shí)制動(dòng)液黏度增大,低溫流動(dòng)性變差,導(dǎo)致制動(dòng)滯后?,F(xiàn)代汽車行駛速度越來越高,制動(dòng)時(shí)的溫度達(dá)150℃或更高。若制動(dòng)液沸點(diǎn)太低,制動(dòng)液在制動(dòng)系管路中會(huì)產(chǎn)生氣阻,導(dǎo)致制動(dòng)失靈。為保證行車安全,要求制動(dòng)液具有高沸點(diǎn)、低揮發(fā)性,高溫時(shí)不易產(chǎn)生氣阻。制動(dòng)液的高溫抗氣阻性的評(píng)價(jià)指標(biāo)主要有平衡回流沸點(diǎn)、濕平衡回流沸點(diǎn)和蒸發(fā)性。平衡回流沸點(diǎn)是指在冷凝回流系統(tǒng)內(nèi)與大氣壓平衡條件下試樣沸騰的溫度。濕平衡回流沸點(diǎn)是指在制動(dòng)液試樣中,按一定方法增濕后所測(cè)得的平衡沸點(diǎn)。②
良好的運(yùn)動(dòng)黏度和黏溫性。制動(dòng)液應(yīng)在使用溫度范圍內(nèi)具有良好的流動(dòng)性,使系統(tǒng)內(nèi)的壓力能隨制動(dòng)踏板的動(dòng)作迅速上升和下降,橡膠皮碗能在制動(dòng)缸內(nèi)順利滑動(dòng)。因此,要求制動(dòng)液在很寬的溫度范圍內(nèi)保持適當(dāng)?shù)酿ざ?。在制?dòng)液中都規(guī)定了-40~100℃對(duì)應(yīng)的最大運(yùn)動(dòng)黏度和最小運(yùn)動(dòng)黏度。③
與橡膠良好的配伍性。即要求制動(dòng)液對(duì)液壓制動(dòng)系中的橡膠皮碗及密封件不產(chǎn)生明顯的溶脹、軟化或硬化等不良影響。④
對(duì)金屬的腐蝕性要小。即要求制動(dòng)液對(duì)液壓制動(dòng)系統(tǒng)中的主缸、輪缸、活塞等金屬元件不產(chǎn)生腐蝕。⑤
良好的穩(wěn)定性。制動(dòng)液的穩(wěn)定性包括高溫穩(wěn)定性和化學(xué)穩(wěn)定性,即制動(dòng)液在高溫和與相溶液體混合后平衡回流沸點(diǎn)的變化。⑥
良好的溶水性。要求制動(dòng)液吸水后能與水互溶,不產(chǎn)生分離和沉淀,以免在高溫時(shí)形成水蒸氣產(chǎn)生氣阻,在低溫時(shí)形成冰栓,堵塞制動(dòng)管路。此外,制動(dòng)液還必須有良好的抗泡性等一般液壓油應(yīng)具備的性能。(2)制動(dòng)液的規(guī)格。目前,國(guó)內(nèi)外的汽車制動(dòng)液基本為合成型制動(dòng)液。按其合成原料不同,有醇醚型和脂型兩種。①
國(guó)外典型制動(dòng)液。國(guó)外典型的制動(dòng)液有:按美國(guó)聯(lián)邦政府運(yùn)輸安全部(DOT)制訂的聯(lián)邦機(jī)動(dòng)車輛安全標(biāo)準(zhǔn)(FMVSS)生產(chǎn)的DOT系列DOT3、DOT4、DOT5等典型產(chǎn)品;其中,DOT標(biāo)準(zhǔn)已被國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)ISO所采用。按美國(guó)汽車工程師學(xué)會(huì)(SAE)標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)的SAE系列J1073e、J1073f等典型產(chǎn)品。②
國(guó)產(chǎn)制動(dòng)液。我國(guó)目前生產(chǎn)的制動(dòng)液是按GB10830—1998《機(jī)動(dòng)車制動(dòng)液使用技術(shù)條件》生產(chǎn)的JG系列JG3、JG4、JG5等典型產(chǎn)品,分別與DOT3、DOT4、DOT5性能相當(dāng),可替換使用。4.發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液
(1)發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液的使用性能。①
冰點(diǎn)低,沸點(diǎn)高。較低的冰點(diǎn)可以保證在低溫條件下較長(zhǎng)時(shí)間停放不發(fā)生冷卻水套和散熱器凍裂;較高的沸點(diǎn)可以保證在滿載、高負(fù)荷、高速條件下不發(fā)生發(fā)動(dòng)機(jī)過熱、水箱開鍋現(xiàn)象。③
防腐蝕性好,不損壞汽車的有機(jī)涂料。冷卻液與多種金屬、非金屬材料接觸,要求冷卻液具有較低的腐蝕性,其pH值應(yīng)控制在7.5~11.0之間。(2)發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液的規(guī)格。目前,汽車用品市場(chǎng)銷售的汽車?yán)鋮s液大都是乙二醇或丙二醇化學(xué)物質(zhì),并添加各種添加劑如防腐劑、抗泡劑、穩(wěn)定劑、清潔劑、阻垢劑、著色劑、芳香物質(zhì)后與水按一定比例混合而成成品液或濃縮液。成品液可直接加車使用,濃縮液則應(yīng)根據(jù)使用條件與去離子水或蒸餾水按說明書要求的比例調(diào)配。5.制冷劑的性能目前汽車空調(diào)器制冷劑有R12和R134a兩種。
R134a是屬于氟利昂系列的制冷劑,其蒸發(fā)潛熱大,易液化;在含水的場(chǎng)合,除了侵蝕鎂和鋁之外,不侵蝕其他金屬;能溶化天然橡膠,但不侵蝕合成橡膠;對(duì)于水的溶解度極小,在循環(huán)中存在水分易結(jié)冰,需使用吸濕劑;無毒且不易燃燒,但遇火會(huì)產(chǎn)生有毒物質(zhì)。由于R12會(huì)嚴(yán)重破壞大氣臭氧層,引起嚴(yán)重的環(huán)保問題,目前各國(guó)已在禁止使用,取而代之的是R134a。
R134a的沸點(diǎn)較R12低,蒸發(fā)潛熱也較R12大,傳熱性能優(yōu)于R12,但其中含水分高、管壓高,溫度、負(fù)荷大,用R134a取代R12后,空調(diào)系統(tǒng)的輸入功率與制冷量同時(shí)增大,空調(diào)裝置的體積較R12小,是一種理想的R12代用品。4.3.2汽車特種液的選擇與使用
1.液壓油的選擇與使用
1)液壓油的選擇(1)根據(jù)液壓設(shè)備的類型、工作環(huán)境和運(yùn)行工況選擇液壓油的品種。(2)根據(jù)液壓系統(tǒng)的負(fù)荷、運(yùn)行速度和工作溫度選擇液壓油的牌號(hào)。在其他性能相同的條件下,主要考慮液壓油的動(dòng)力黏度和黏溫特性。2)液壓油使用注意事項(xiàng)(1)特別注意保持液壓油的清潔,嚴(yán)防沙塵等固體污染物侵入,否則將顯著縮短液壓系統(tǒng)的壽命。(2)經(jīng)常檢查液壓油的質(zhì)量,數(shù)量,不足時(shí)應(yīng)及時(shí)添加,質(zhì)量發(fā)生變化應(yīng)及時(shí)更換。換油要領(lǐng)及步驟如下:①
首先更換液壓油箱中的液壓油,將油箱中的液壓油放掉,并拆卸總油管,用新液壓油仔細(xì)清洗油箱及濾油器,裝復(fù)后加入新液壓油。②
啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī),以低速運(yùn)轉(zhuǎn),使油泵開始動(dòng)作,分別操縱各機(jī)構(gòu),靠新液壓油將系統(tǒng)各回路的舊油逐一排出,排出的舊油不得流入液壓油箱,直至總回油管有新油流出后停止油泵轉(zhuǎn)動(dòng)。在各回路換油同時(shí),應(yīng)注意不斷向液壓油箱中補(bǔ)充新液壓油,以防油泵吸空。③
將總回油管與油箱連接,最后將各元件置于工作初始狀態(tài),往油箱中補(bǔ)充新液壓油至規(guī)定位置。(3)不同品種、不同牌號(hào)的液壓油不得混合使用,新油在加入前和使用后,均應(yīng)進(jìn)行取樣化驗(yàn),以確保油液質(zhì)量。2.液力傳動(dòng)油的選擇與使用
(1)液力傳動(dòng)油的選擇。按車輛使用說明書的規(guī)定,選用適當(dāng)品種的液力傳動(dòng)油。沒有與說明書要求相符的液力傳動(dòng)油時(shí),可用性能相當(dāng)或更高一級(jí)的液力傳動(dòng)油替代。(2)液力傳動(dòng)油使用注意事項(xiàng)。①
注意保持油溫正常。長(zhǎng)時(shí)間重載低速行駛,將使油溫上升,加速油的氧化變質(zhì),將形成沉積物和積炭,阻塞細(xì)小的通孔和油液循環(huán)的管路,這又使自動(dòng)變速器進(jìn)一步過熱,最終導(dǎo)致變速器損壞。②
經(jīng)常檢查油平面高度和液力油的質(zhì)量。檢查油平面應(yīng)將車輛停在平地上,發(fā)動(dòng)機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn),油溫正常時(shí)進(jìn)行,油平面應(yīng)在自動(dòng)變速器量油尺上下兩刻線之間,不足時(shí)及時(shí)添加。質(zhì)量變化應(yīng)予以更換。③
液力傳動(dòng)油應(yīng)避免與其他油品相混。3.制動(dòng)液的選擇與使用(1)制動(dòng)液的選擇。為確保制動(dòng)有效和汽車運(yùn)行安全,選擇制動(dòng)液時(shí),應(yīng)與車輛使用說明書的要求一致,沒有與說明書要求相同的制動(dòng)液時(shí),應(yīng)選擇性能更好,品級(jí)更高的代用品。在炎熱的夏季,在山區(qū)多坡或高速公路,特別是經(jīng)常在濕熱條件下行駛的車輛,制動(dòng)強(qiáng)度大,制動(dòng)液工作溫度高,應(yīng)選用高性能的JG3或JG4制動(dòng)液。(2)使用制動(dòng)液的注意事項(xiàng)。①
不同品牌的制動(dòng)液不宜混合使用,以免造成制動(dòng)液分層、乳化變質(zhì)。②
經(jīng)常檢查制動(dòng)液質(zhì)量,數(shù)量,如果數(shù)量不足,制動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)氣,導(dǎo)致制動(dòng)不良或失效;制動(dòng)液質(zhì)量異常,應(yīng)即時(shí)更換。更換制動(dòng)液時(shí)應(yīng)用新制動(dòng)液徹底清洗制動(dòng)系(嚴(yán)禁用汽油、煤油等作為清洗液),特別要防止水分、礦物油和機(jī)械雜質(zhì)混入。③
制動(dòng)液多以有機(jī)溶液制成,易揮發(fā)、易燃,應(yīng)注意防火,存放時(shí)應(yīng)密封,力求避免陽光直射和雨淋。4.發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液的選擇與使用
發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液的選擇與使用應(yīng)注意以下幾點(diǎn):(1)應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)囟咀畹蜌鉁剡x用適當(dāng)冰點(diǎn)牌號(hào)的成品冷卻液。如果是濃縮液,應(yīng)按產(chǎn)品說明書規(guī)定的比例加入蒸餾水或去離子水進(jìn)行配制,冰點(diǎn)應(yīng)比常年極端低溫低5~10℃。(2)發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液對(duì)人體有毒,使用中應(yīng)嚴(yán)防入口。(3)乙二醇的沸點(diǎn)很高,不易蒸發(fā),且有防腐劑,一般可使用1年以上。在無滲漏的條件下,使用中冷卻液面下降,只需從補(bǔ)水桶中補(bǔ)充蒸餾水或去離子水即可。(4)使用過程中,應(yīng)保持冷卻系的清潔,防止石油產(chǎn)品混入,以免在受熱后產(chǎn)生泡沫。4.4汽車輪胎及其合理使用
輪胎是汽車的重要部件,其性能對(duì)汽車的動(dòng)力性、制動(dòng)性、行駛穩(wěn)定性、平順性、越野性和燃料經(jīng)濟(jì)性等會(huì)產(chǎn)生重要的影響,其壽命也會(huì)影響汽車的使用成本。因此,在輪胎使用中,如選用不當(dāng)或使用不合理,將會(huì)明顯影響汽車性能或大幅度縮短輪胎使用壽命,這對(duì)降低汽車運(yùn)輸成本和確保行車安全非常不利。為合理使用輪胎,交通部于1987年發(fā)布了《汽車運(yùn)輸行業(yè)輪胎技術(shù)管理制度》,1996年實(shí)施了標(biāo)準(zhǔn)JT/T303-1996《汽車輪胎使用與維修要求》,國(guó)家又于2000年修訂了標(biāo)準(zhǔn)GB/T9768-2000《輪胎使用與保養(yǎng)規(guī)程》等。4.4.1輪胎的作用與構(gòu)造
現(xiàn)代汽車幾乎都采用充氣輪胎。輪胎安裝在輪輞上,直接與路面接觸,具有承重,緩沖和提供附著等作用。輪胎的種類不同,其構(gòu)造也略有差別?,F(xiàn)代汽車絕大多數(shù)采用充氣輪胎。充氣輪胎根據(jù)組成結(jié)構(gòu)又分為有內(nèi)胎輪胎和無內(nèi)胎輪胎?,F(xiàn)以有內(nèi)胎輪胎為例,介紹輪胎的構(gòu)造。有內(nèi)胎輪胎一般由外胎、內(nèi)胎和墊帶等部分組成,如圖4.1所示。1.外胎外胎是用以保護(hù)內(nèi)胎不受外來損傷和充入壓縮空氣后不致過分膨脹的外殼,是輪胎的主體,具有承擔(dān)車重和變形,緩和汽車振動(dòng)和沖擊的作用,一般要求其具有較高的強(qiáng)度,并富有一定的彈性。輪胎外胎的一般構(gòu)造包括胎面(胎冠和胎肩)、胎側(cè)、胎體(簾布層和緩沖層)和胎圈等部分,如圖4.2所示。(1)胎面。胎面包括胎冠和胎肩兩部分。胎冠為輪胎滾動(dòng)時(shí)與地面的接觸部分,上面刻有各種溝紋和窄槽,稱為胎面花紋。胎冠作為輪胎的主要工作部分,直接承受汽車行駛時(shí)產(chǎn)生的沖擊和磨損,并保證輪胎與路面間具有充足的附著力。因此,胎冠要求應(yīng)具有一定的厚度,較高的彈性和強(qiáng)力的耐磨性等。胎冠的耐磨性能是決定輪胎壽命的重要因素,一般需采用耐磨性能較好的橡膠材料。(2)胎側(cè)。胎側(cè)是在胎體簾布層側(cè)壁的薄橡膠層,其作用是保護(hù)輪胎側(cè)面簾布層免受損傷。由于胎側(cè)受不到很大的壓力,且不與地面接觸,受不到磨損,故它的厚度較小。(3)胎體。胎體位于外胎的內(nèi)側(cè),是外胎的骨架,由簾布層和緩沖層組成,其作用是承受負(fù)荷、保持輪胎外緣尺寸和形狀。(4)胎圈。胎圈包括鋼絲圈、簾布層包邊和胎圈包邊等部分。該部位有很高的剛度和強(qiáng)度,主要作用是將輪胎牢牢地固裝在輪輞上,并承受外胎與輪輞的各種相互作用力。2.內(nèi)胎
內(nèi)胎是一個(gè)環(huán)行橡膠管,橡膠管內(nèi)充滿壓縮空氣,裝入外胎后,使輪胎可保持一定內(nèi)壓,從而獲得緩沖性能和承載能力。為此,要求內(nèi)胎須具有良好的氣密性。為使內(nèi)胎在充氣狀態(tài)下不產(chǎn)生褶皺,內(nèi)胎的有效尺寸應(yīng)小于外胎的內(nèi)壁尺寸。另外,內(nèi)胎上配裝有氣門嘴,供輪胎充放氣用。常用的金屬氣門嘴結(jié)構(gòu)如圖4.3所示。3.墊帶墊帶放在內(nèi)胎與輪輞之間,是一個(gè)具有一定形狀和斷面的環(huán)行膠帶,其邊緣較薄,表面光滑,具有耐熱性,上有供內(nèi)胎氣門嘴通過的圓孔。墊帶的作用是防止內(nèi)胎被輪輞及外胎的胎圈擦傷和磨損,并能防止塵土、水侵入胎內(nèi)。墊帶按其結(jié)構(gòu)分為有形式、無形式和平帶式三種。4.4.2輪胎的分類
1.按輪胎充氣壓力分類
汽車輪胎按充氣壓力不同,可分為高壓輪胎、低壓輪胎、超低壓輪胎和調(diào)壓輪胎四種。(1)高壓輪胎。充氣壓力為0.5~0.7MPa的輪胎為高壓輪胎。高壓輪胎的滾動(dòng)阻力小,油耗低,但緩沖性能差,與路面的附著能力低,因此在汽車上很少使用。(2)低壓輪胎。充氣壓力為0.15~0.45MPa的輪胎為低壓輪胎。低壓輪胎由于具有彈性好、斷面寬,與道路接觸面積大,壁薄而散熱性好等優(yōu)點(diǎn),所以被廣泛使用。目前,轎車、載貨汽車幾乎全都采用低壓輪胎。應(yīng)當(dāng)指出,隨著制造材料發(fā)展,目前有些低壓輪胎的充氣壓力已被提高,壓力值已屬高壓輪胎范圍,但仍將其劃歸為低壓輪胎。其原因是,這些輪胎的工作壓力雖然高,但它仍具有同規(guī)格低壓輪胎的良好緩沖性能,故其仍屬低壓輪胎。(3)超低壓輪胎。充氣壓力低于0.15MPa的輪胎為超低壓輪胎。超低壓輪胎的斷面寬度比低壓輪胎的寬,其與道路的接觸面積也比低壓輪胎大,所以超低壓輪胎在松軟路面上的通過能力比較好,非常適合于泥濘路、雪地、沙漠等地帶使用。目前,超低壓輪胎多用于越野汽車和少數(shù)特種汽車。(4)調(diào)壓輪胎。充氣壓力可根據(jù)路面條件不同進(jìn)行調(diào)節(jié)的輪胎為調(diào)壓輪胎。輪胎的氣壓變化會(huì)改變輪胎與路面的接觸面積和壓強(qiáng),也將改變汽車的滾動(dòng)阻力系數(shù)與附著系數(shù)。如圖4.4、圖4.5、圖4.6所示。由圖4.4、圖4.5和圖4.6可知,輪胎氣壓可根據(jù)路面條件進(jìn)行適時(shí)調(diào)節(jié)。如在軟路面上,可通過降低氣壓,增大輪胎與路面的接觸面積和附著系數(shù),來提高汽車在軟路面上的通過性能。當(dāng)汽車在堅(jiān)硬路面上行駛時(shí),則可恢復(fù)標(biāo)準(zhǔn)氣壓,以減少阻力和外胎的磨損。因此,調(diào)壓輪胎的最大優(yōu)點(diǎn)是能使汽車適應(yīng)各種道路條件,有效地?cái)U(kuò)大了汽車的使用范圍。2.按輪胎胎面花紋分類
汽車輪胎按胎面花紋不同,可分為普通花紋輪胎、越野花紋輪胎和混合花紋輪胎三種,如圖4.7所示。(1)普通花紋輪胎。該種輪胎的花紋細(xì)而淺,花紋接地面積大,其耐磨性和附著性較好,因而適于硬路面行駛。該種輪胎的花紋有縱向和橫向之分,分別如圖4.7(a)和(b)所示??v向花紋滾動(dòng)阻力小,方向性好,附著性和防滑性較好,散熱良好,適于高速行駛,轎車、貨車均可選用;橫向花紋耐磨性和抓地性比較好,花紋集中不打滑,拋土性能好,一般只能用于貨車。縱向花紋常見形狀有鋸齒花、波浪花、弓形花;橫向花紋常見形狀有煙斗形、八角形、元寶形、羊角形、水龍頭形、蛇形等。(2)越野花紋輪胎。該種輪胎的花紋凹部深而粗,如圖4.7(d)和(e)所示,溝槽面積約占總面積的50%,單位面積所受的壓力大,抓著性和拋土性好,不夾石子,散熱好,能發(fā)揮汽車在惡劣路面的牽引性和通過性,因而適用于礦山、建筑工地、林區(qū)等軟路面行駛。如用于硬路面行駛,則花紋磨損會(huì)較快。有些越野花紋(如人字形花紋)有行駛方向,使用時(shí)應(yīng)使驅(qū)動(dòng)輪胎面花紋的尖端與旋轉(zhuǎn)方向一致。(3)混合花紋輪胎。該種輪胎的花紋是介于普通花紋和越野花紋之間的過渡性花紋,兼有兩者的特點(diǎn),中部為菱形,縱向?yàn)殇忼X形或煙斗形,兩邊為橫向越野花紋,如圖4.7(c)所示。混合花紋的輪胎具有良好的抗滑性與抓著力,縱橫抓著力幾乎相等,可有效避免汽車行駛打滑。一般適用于城市、鄉(xiāng)村之間的路面上行駛?,F(xiàn)代貨車驅(qū)動(dòng)輪多選用此種花紋輪胎。
3.按輪胎組成結(jié)構(gòu)分類
汽車輪胎按組成結(jié)構(gòu)不同,可分為有內(nèi)胎輪胎和無內(nèi)胎輪胎兩種。無內(nèi)胎輪胎在外觀上和有內(nèi)胎輪胎相近,但其組成結(jié)構(gòu)上少了內(nèi)胎和墊帶,而在外胎內(nèi)壁上多了一層厚度2~3mm的專門用來封氣的橡膠密封層,如圖4.8所示。另外,有的無內(nèi)胎輪胎還在密封層正對(duì)著胎面的下面貼著一層自粘層。自粘層是用未硫化橡膠的特殊混合物制成,具有將刺穿的孔粘合的功效。無內(nèi)胎輪胎是將壓縮空氣通過氣門嘴直接充入外胎中。為保證外胎與輪輞間的氣密性,一般在胎圈外側(cè)做一層橡膠氣密層。氣密層有的是外形光滑,有的是制成若干道同心的環(huán)形槽紋。氣門嘴在輪輞上的固定也靠橡膠密封襯墊保證密封。無內(nèi)胎輪胎由于少了內(nèi)胎和墊帶,消除了內(nèi)外胎之間的摩擦生熱,并且外胎變形產(chǎn)生的熱量又可直接通過輪輞散發(fā),所以其行駛時(shí)的溫度較低,適用于高速行駛,且使用壽命較長(zhǎng)。另外,當(dāng)輪胎穿孔時(shí),由于輪胎內(nèi)壁上的橡膠密封層處于壓縮狀態(tài),所以可將穿刺物緊緊裹住,使輪胎不漏氣或緩慢漏氣,從而保證行車安全,避免了途中不便。因此,無內(nèi)胎輪胎近年來在轎車上和一些貨車上的使用已日趨廣泛。4.按輪胎胎體簾線排列方向分類
汽車輪胎按胎體簾線排列方向不同,可分為普通斜交輪胎和子午線輪胎兩種。汽車輪胎胎體簾線的排列都與輪胎的子午斷面成一定角度,這個(gè)角度稱為胎冠角。胎冠角對(duì)輪胎的特性影響很大。如胎冠角增大,將使輪胎的側(cè)向剛性和徑向剛性等增大。側(cè)向剛性增大,將改善汽車的行駛穩(wěn)定性;徑向剛性增大將降低輪胎的緩沖性能。(1)普通斜交輪胎。普通斜交輪胎如圖4.9所示。其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是胎體簾布層簾線排列方向與輪胎子午斷面成一定夾角,簾線是由一側(cè)胎邊穿過胎面到另一側(cè)胎邊,并且由這種斜置簾線組成的多層(層數(shù)通常為偶數(shù))簾布交錯(cuò)疊合,呈斜交方式排列。為了兼顧輪胎的側(cè)向剛性和緩沖性能,一般取胎冠角為50°~52°。普通斜交輪胎具有噪聲小,制造容易,價(jià)格便宜等優(yōu)點(diǎn)。但是,由于其簾布層的斜交排列,給輪胎胎面和胎側(cè)同時(shí)增加了強(qiáng)度,所以其彈性較差,只有在適當(dāng)充氣時(shí),才能使駕乘人員感到較為柔軟、舒適。除此之外,普通斜交輪胎還有滾動(dòng)阻力大,油耗高,承載能力較低等缺點(diǎn)。因此,其使用受到了一定限制,有被子午線輪胎取代的趨勢(shì)。(2)子午線輪胎。子午線輪胎如圖4.10所示。其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是胎體簾布層簾線排列方向與輪胎子午斷面一致,呈環(huán)形排列,簾線也是由一側(cè)胎邊穿過胎面到另一側(cè)胎邊,同時(shí)在圓周方向有一帶束層。子午線輪胎的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)使其比普通斜交輪胎有許多優(yōu)越性能,如使用壽命長(zhǎng),緩沖性能好,滾動(dòng)阻力小,胎溫低,散熱快,承載能力大,附著性能好,轉(zhuǎn)向行駛穩(wěn)定性好,輪胎質(zhì)量輕等。當(dāng)然,子午線輪胎在具有以上優(yōu)點(diǎn)的同時(shí),也具有另外一些缺點(diǎn)。如胎側(cè)薄,變形大,胎側(cè)與胎圈受力比普通斜交輪胎大。因而,胎面與胎側(cè)的過渡區(qū)及輪輞附近易產(chǎn)生裂口,胎面噪聲大,制造技術(shù)要求高,成本高等。應(yīng)當(dāng)指出,由于子午線輪胎的徑向彈性、周向滑移與普通斜交輪胎不同。因此,子午線輪胎不能與普通斜交輪胎混裝于同一汽車上,更忌混裝于同一車橋上。5.按輪胎胎體簾線材料分類
汽車輪胎按胎體簾線材料不同,可分為棉簾線輪胎、人造絲輪胎、尼龍輪胎和鋼絲輪胎等。4.4.3輪胎規(guī)格與表示方法
1.基本術(shù)語(1)輪胎的主要尺寸。輪胎的主要尺寸包括輪胎外直徑D、輪胎內(nèi)徑d、輪胎斷面高度H、輪胎斷面寬度B、負(fù)荷下靜半徑、輪胎滾動(dòng)半徑等,如圖4.11所示。①
輪胎外徑D。輪胎外徑是指輪胎按規(guī)定壓力充足氣后,在無任何負(fù)荷狀態(tài)下胎面最外表的直徑。②
輪胎內(nèi)徑d。輪胎內(nèi)徑是指輪胎按規(guī)定壓力充足氣后,在無任何負(fù)荷狀態(tài)下輪胎內(nèi)圈的直徑。輪胎內(nèi)徑一般與配用輪輞的名義直徑相一致。③
輪胎斷面高度H。輪胎斷面高度是指輪胎按規(guī)定壓力充足氣后,輪胎外徑與輪胎內(nèi)徑之差的一半。④
輪胎斷面寬度B。輪胎斷面寬度是指輪胎按規(guī)定壓力充足氣后,輪胎外側(cè)面間的距離。⑤
負(fù)荷下靜半徑。負(fù)荷下靜半徑是指輪胎在靜止?fàn)顟B(tài)下只承受法向負(fù)荷作用時(shí),由輪軸中心到支承平面的垂直距離。⑥
輪胎滾動(dòng)半徑。輪胎滾動(dòng)半徑是指車輪旋轉(zhuǎn)與滑移運(yùn)動(dòng)的折算半徑。(2)高寬比。輪胎的高寬比是指輪胎斷面高度H與輪胎斷面寬度B的比值,以百分?jǐn)?shù)形式表示,即H/B。輪胎的高寬比又稱扁平率。輪胎通常根據(jù)扁平率劃分系列。目前汽車輪胎常見扁平率為80、75、70、65、60、55、50、45等,相對(duì)應(yīng)的輪胎系列分別為80系列、75系列、70系列、65系列、60系列、55系列、50系列、45系列等。(3)輪胎最高速度。輪胎最高速度是指在規(guī)定的路面級(jí)別、輪輞名義直徑等條件下,在規(guī)定持續(xù)行駛時(shí)間(最長(zhǎng)時(shí)間為1h)內(nèi),所允許使用的最高速度。隨著現(xiàn)代科技的不斷發(fā)展,汽車速度在不斷提高。為了使輪胎的速度性能與汽車最高速度相匹配,一般需標(biāo)注輪胎的速度級(jí)別,以便能根據(jù)最高設(shè)計(jì)車速正確配裝汽車輪胎。有關(guān)輪胎速度級(jí)別的表示符號(hào)和允許的最高行駛速度見表4-8。表4-8規(guī)定的速度級(jí)別符號(hào)既適用于轎車輪胎,也適用于貨車輪胎,但它們的含義不完全相同。對(duì)于轎車輪胎,它是指不允許超過的最高速度;對(duì)于貨車輪胎,它是指隨負(fù)荷降低可以超過的參考速度。對(duì)轎車輪胎來說,在限定最高行駛速度的前提下,如選用不同名義直徑的輪輞,則輪胎速度級(jí)別符號(hào)所表示的最高行駛速度也不同,見表4-9。對(duì)貨車輪胎來說,其行駛速度與負(fù)荷之間成反比關(guān)系。隨著車速的降低,輪胎負(fù)荷可以適當(dāng)增加,具體增加范圍見表4-10。(4)層級(jí)。輪胎的層級(jí)是描述輪胎負(fù)荷能力的相對(duì)指數(shù),用PR表示,主要用于區(qū)別尺寸相同但結(jié)構(gòu)和承載能力不同的輪胎。輪胎的層級(jí)數(shù)并不代表輪胎簾布層的實(shí)際層數(shù),而是表示承載質(zhì)量與棉簾線相當(dāng)?shù)拿藓熅€的層數(shù)。如9.00R20—14PR的全鋼子午線輪胎,其實(shí)際胎體鋼絲簾線只有一層,但它的承載質(zhì)量卻相當(dāng)于14層棉簾線的9.00-20斜交輪胎,所以它的層級(jí)數(shù)為14PR。(5)負(fù)荷指數(shù)。輪胎負(fù)荷指數(shù)是描述輪胎在最高速度、最大充氣壓等規(guī)定使用條件下負(fù)荷能力的參數(shù),以數(shù)字表示。輪胎負(fù)荷指數(shù)目前有280個(gè),從0~279,有關(guān)情況見表4-11。2.我國(guó)輪胎規(guī)格表示方法
我國(guó)輪胎現(xiàn)執(zhí)行的標(biāo)準(zhǔn)為GB9743—1997《轎車輪胎》、GB/T2978—1997《轎車輪胎系列》、GB9744—1997《載重汽車輪胎》及GB/T2977—1997《載重汽車輪胎系列》等。標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了我國(guó)汽車輪胎規(guī)格表示方法。(1)轎車輪胎規(guī)格表示方法。【例1】(2)載貨汽車輪胎規(guī)格表示方法。①
輕型載貨汽車普通斷面斜交輪胎?!纠?】②
輕型載貨汽車普通斷面子午線輪胎?!纠?】③
中型載貨、重型載貨汽車普通斷面斜交輪胎?!纠?】④
中型、重型載貨汽車普通斷面子午線輪胎。【例5】4.4.4輪胎的常見損壞形式與合理使用
1.輪胎的常見損壞形式
汽車輪胎的損壞形式主要有胎面磨損、胎側(cè)受傷、胎體損壞、胎圈撕裂和輪胎爆破等。1)胎面磨損輪胎在使用過程中,由于直接和路面接觸,受多種接觸力的作用,如驅(qū)動(dòng)力、制動(dòng)力、側(cè)向力、摩擦力等,不可避免地會(huì)出現(xiàn)磨損。一般情況下,應(yīng)要求胎面磨損均勻、緩慢。但在汽車使用過程中,一些不正確的駕駛方法,如汽車轉(zhuǎn)彎速度過快,起步過急,制動(dòng)過猛,高速行車,不注意選擇道路等,都會(huì)加快輪胎的磨損。除此之外,若輪胎使用不當(dāng)或車輛技術(shù)狀況不良,將使輪胎胎面產(chǎn)生不正常磨損。常見的不正常磨損有胎面中間磨損嚴(yán)重,兩邊磨損嚴(yán)重,單邊磨損嚴(yán)重,胎面出現(xiàn)塊狀磨損,局部胎面出現(xiàn)快速磨損,胎面出現(xiàn)鋸齒狀磨損,胎冠割裂或刺傷等。(1)輪胎胎面中間磨損嚴(yán)重。如圖4.12所示為輪胎胎面中間出現(xiàn)嚴(yán)重磨損的情形。這種現(xiàn)象主要是由輪胎氣壓過高所致。適當(dāng)提高輪胎的充氣壓力,可以減少輪胎的滾動(dòng)阻力,提高汽車的燃油經(jīng)濟(jì)性。但輪胎的氣壓高于規(guī)定值過高時(shí),不但影響輪胎的減振性能,還會(huì)使胎冠的中間部分突出,使輪胎與路面的接觸面積減小,因而增加了單位面積上的負(fù)荷,這使得整個(gè)胎面的正常磨損轉(zhuǎn)由其中央部分承擔(dān),所以胎冠中部的磨耗會(huì)加速。行駛一段時(shí)間之后就會(huì)出現(xiàn)胎肩尚未磨損,胎冠中間部位已被磨平的現(xiàn)象。此外,如與輪胎相配裝的輪輞過窄,使胎圈內(nèi)收,從而帶動(dòng)胎冠兩側(cè)的胎肩提升,使胎冠的中間部位突出,也會(huì)造成胎冠的中間部位磨損嚴(yán)重。(2)輪胎兩邊磨損嚴(yán)重。如圖4.13所示為輪胎兩邊出現(xiàn)嚴(yán)重磨損的情形。這種現(xiàn)象主要是由輪胎氣壓過低所致。輪胎氣壓低于規(guī)定值時(shí),輪胎與地面的接觸面積會(huì)增大,且接觸面上的壓力不均勻,輪胎產(chǎn)生向里彎曲,輪胎的兩邊與地面接觸強(qiáng)度增大,使胎面中部負(fù)荷減小、胎面邊緣負(fù)荷急劇增大,有時(shí)稱這種現(xiàn)象為“橋式效應(yīng)”。產(chǎn)生“橋式效應(yīng)”時(shí),會(huì)使胎面磨損不均勻,其中部幾乎保持不變,而兩
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