關(guān)于汽車發(fā)動機起動預潤滑技術(shù)探析

吳炳興

摘要：隨著經(jīng)濟的高速發(fā)展，我國居民擁有的汽車數(shù)量也與日俱增，與此同時，汽車發(fā)動機啟動時各運動件的磨損問題也引起重視。最近幾年，技術(shù)人員通過在汽車發(fā)動機上增加預潤滑裝置來解決汽車發(fā)動機的啟動磨損問題。本文通過整理大量的文獻資料和結(jié)合工作經(jīng)驗，分別從啟動磨損機理、啟動預潤滑、機油預熱等方面進行分析，結(jié)合汽車發(fā)動機實際的使用情況和維修情況，說明該技術(shù)現(xiàn)今的研究現(xiàn)狀，以及就發(fā)動機啟動預潤滑技術(shù)的實際使用過程中存在的問題進行分析，并對相應措施提出改進方案。

關(guān)鍵詞：汽車；發(fā)動機；啟動磨損；預潤滑

隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展，人均物質(zhì)生活水平顯著提高，汽車作為人們?nèi)粘３鲂械闹饕煌üぞ咧?，走進了千家萬戶，在促進經(jīng)濟發(fā)展的同時，也為汽車生產(chǎn)制造行業(yè)帶來了廣闊的發(fā)展前景。汽車由于內(nèi)部結(jié)構(gòu)較為復雜，所以很容易受到客觀因素影響，其中發(fā)動機作為汽車的”心臟”，主要是為汽車提供動力支持，在長時間運轉(zhuǎn)下可能造成不同程度上的磨損問題，這就需要在發(fā)動機上安裝預潤滑裝置，以此來緩解發(fā)動機運轉(zhuǎn)中帶來的機械磨損問題。

一、汽車發(fā)動機啟動磨損機理的研究

1、分析發(fā)動機啟動磨損的具體形式

汽車發(fā)動機啟動的形式有兩種，冷啟動和熱啟動。冷啟動是指發(fā)動機停機之后散熱很長時間，當內(nèi)外部溫度相同或者溫差不大的情況下啟動。這種情況下，由于發(fā)動機的內(nèi)部的溫度較低，會使得機油的粘度低，內(nèi)部摩擦阻力增加，從而造成啟動困難。與此同時，因泵送性變差，而形成的機油膜遲緩，分子機械的磨損增加，嚴重的時候會導致機械故障。而熱啟動是指當發(fā)動機停機之后散熱時間不長，內(nèi)部溫度還很高的情況下再次啟動發(fā)動機。對比冷啟動，熱啟動形式啟動會較快，但是由于熱啟動的時候各個運動機件的溫度很高，表面的機油粘溫性和粘附性變差，不能很好的附著在運動機件的表面，使得分子機械摩擦嚴重。

2、研究發(fā)動機啟動過程和磨損的過程

較多文獻資料認為汽車發(fā)動機的預熱啟動主要由四個過程組成，分別是曲軸由靜止的狀態(tài)變到必須的起動轉(zhuǎn)速，保持這個起動轉(zhuǎn)速到達發(fā)動機開始啟動，機油從底部進入泵中，通過油道到達各個部件的表面，最后是發(fā)動機冷卻系的水溫達到正常工作溫度。目前，部分研究資料認為在這四個過程的啟動磨損主要發(fā)生在暖機的過程中，但是，另外一部分研究資料又認為發(fā)動機啟動磨損分為兩階段，一是起動磨損階段，二是暖機磨損階段，而起動磨損主要集中在第一階段。

3、探究發(fā)動機熱工況

汽車發(fā)動機冷啟動時的機熱工況，可以從環(huán)境溫度、發(fā)動機中冷卻水的水溫、機油溫度以及機油粘度和機件磨損等多角度來進行探究。當汽車發(fā)動機啟動時，周圍環(huán)境和發(fā)動機溫度的溫差較大或者外部溫度較低時，處于冷啟動形式，溫度低導致機油粘度較大，使得泵送性較差，最終導致運動機件的磨損較嚴重。

跟冷啟動相比較，熱啟動的磨損要少一些，但也不可忽視。熱啟動形式下，一般認為汽車發(fā)動機的內(nèi)部溫度越高，機油的溫度就會越高，老化速度也會加快，而機油的濃度會變稀，從而導致汽車發(fā)動機的積碳情況嚴重。在這種情況下，發(fā)動機潤滑條件惡化，就會使得運動機件的磨損加劇。有科研人員研究發(fā)現(xiàn)，熱啟動的時候，汽車發(fā)動機運動機件也存在著“干摩擦”或者“邊界潤滑”的狀態(tài)，這種狀態(tài)導致運動機件的磨損更加嚴重。

二、汽車發(fā)動機啟動預潤滑技術(shù)研究

1、預潤滑技術(shù)的理論研究

摩擦理論中說明，兩個固體物體發(fā)生相對運動的時候一定會發(fā)生摩擦，摩擦就會產(chǎn)生熱量，熱量消耗就是所謂的磨損。特別是在無任何潤滑條件下，摩擦所產(chǎn)生的磨損更為嚴重，所以可以對運動機件增加潤滑來減小磨損。

2、預潤滑技術(shù)的實際應用

目前國外發(fā)動機預潤滑技術(shù)的研究和應用起步較早，而我國的汽車發(fā)動機預潤滑技術(shù)則起步較晚。筆者通過查閱大量文獻，將相關(guān)的專利研究進行以下的分類：

（1）起動機驅(qū)動式。這種潤滑裝置是在發(fā)動機啟動機電曲軸的換向器一端加了一個機油泵和控制電路，為運動機件摩擦提供相應的預潤滑機油：

（2）獨立電機驅(qū)動式。這種潤滑裝置最大的特點是它不使用啟動機作為動力源，而是新加了一個獨立直流電機來支配機油泵；

（3）儲能式。這種預潤滑裝置與其他裝置的區(qū)別在于，其并不是增加機油泵或者電動機，而是在發(fā)動機主油道上加一個電控式壓力機油儲能器；

（4）手搖泵式預潤滑裝置。這種預潤滑裝置和汽車發(fā)動機原潤滑油的油路并聯(lián)，但是缺點是需要借助人力，比較費時費力。

三、汽車發(fā)動機啟動預潤滑技術(shù)存在的問題與相對應的改進措施

1、針對預潤滑控制中沒有預潤滑起動阻止控制的問題

大多數(shù)研究文獻資料只是介紹如何對汽車發(fā)動機進行預潤滑處理，卻很少提及如何避免無潤滑起動發(fā)動機。筆者在阻止發(fā)動機無潤滑啟動時，認為應從機油壓力開關(guān)的角度出發(fā)，使其作為參數(shù)來進行無潤滑起動阻止控制電路的研究。

2、針對預潤滑控制中沒有預潤滑起動阻止解除控制的問題

筆者認為需要增加一條無潤滑啟動阻止解除電路，這樣遇到緊急情況需要立即啟動發(fā)動機的時候就可以進行直接的控制。而不是從先進行汽車起動器預潤滑的程序走起，避免緊急情況的發(fā)生。

3、針對預潤滑與機油預熱的連鎖控制的問題

目前的預潤滑技術(shù)主要是建立在“機油良好的流動性”和“泵送性良好”的基礎上，只有符合這兩點的基本要求，才能很好地進行汽車發(fā)動機啟動預潤滑，但是筆者發(fā)現(xiàn)目前這兩點的研究基本是分離的，所以加強以機油溫度開關(guān)作為主要控制參數(shù)的“機油預熱-起動預潤滑-啟動”的連鎖控制的研究。

4、針對預潤滑和機油預熱技術(shù)的應用范圍

目前汽車發(fā)動機的預潤滑技術(shù)主要集中針對大排量發(fā)動機的研究上，應該擴展其在柴油發(fā)動機、寒冷地區(qū)的發(fā)動機等多種發(fā)動機上的應用，使其應用范圍擴大。

5、光譜分析在預潤滑技術(shù)中的應用

有一些研究表明發(fā)動機的磨損情況可以通過油樣中某種元素磨粒的多少來監(jiān)測，所以可以采用光譜分析等來對汽車發(fā)動機預潤滑技術(shù)進行研究。而傳統(tǒng)的預潤滑技術(shù)的對比分析還是采用磨損量測量的方法，這種方法相比較光譜分析等方法來說誤差大。

四、總結(jié)

綜上所述，發(fā)動機預潤滑技術(shù)可以提高發(fā)動機潤滑的可靠性，同時縮短發(fā)動機的維修周期，延長發(fā)動機的使用壽命，可以說其對于汽車發(fā)動機具有深遠的意義。