关于汽车发动机起动预润滑技术探析

吴炳兴

摘要：随着经济的高速发展，我国居民拥有的汽车数量也与日俱增，与此同时，汽车发动机启动时各运动件的磨损问题也引起重视。最近几年，技术人员通过在汽车发动机上增加预润滑装置来解决汽车发动机的启动磨损问题。本文通过整理大量的文献资料和结合工作经验，分别从启动磨损机理、启动预润滑、机油预热等方面进行分析，结合汽车发动机实际的使用情况和维修情况，说明该技术现今的研究现状，以及就发动机启动预润滑技术的实际使用过程中存在的问题进行分析，并对相应措施提出改进方案。

关键词：汽车；发动机；启动磨损；预润滑

随着我国经济的快速发展，人均物质生活水平显著提高，汽车作为人们日常出行的主要交通工具之一，走进了千家万户，在促进经济发展的同时，也为汽车生产制造行业带来了广阔的发展前景。汽车由于内部结构较为复杂，所以很容易受到客观因素影响，其中发动机作为汽车的”心脏”，主要是为汽车提供动力支持，在长时间运转下可能造成不同程度上的磨损问题，这就需要在发动机上安装预润滑装置，以此来缓解发动机运转中带来的机械磨损问题。

一、汽车发动机启动磨损机理的研究

1、分析发动机启动磨损的具体形式

汽车发动机启动的形式有两种，冷启动和热启动。冷启动是指发动机停机之后散热很长时间，当内外部温度相同或者温差不大的情况下启动。这种情况下，由于发动机的内部的温度较低，会使得机油的粘度低，内部摩擦阻力增加，从而造成启动困难。与此同时，因泵送性变差，而形成的机油膜迟缓，分子机械的磨损增加，严重的时候会导致机械故障。而热启动是指当发动机停机之后散热时间不长，内部温度还很高的情况下再次启动发动机。对比冷启动，热启动形式启动会较快，但是由于热启动的时候各个运动机件的温度很高，表面的机油粘温性和粘附性变差，不能很好的附着在运动机件的表面，使得分子机械摩擦严重。

2、研究发动机启动过程和磨损的过程

较多文献资料认为汽车发动机的预热启动主要由四个过程组成，分别是曲轴由静止的状态变到必须的起动转速，保持这个起动转速到达发动机开始启动，机油从底部进入泵中，通过油道到达各个部件的表面，最后是发动机冷却系的水温达到正常工作温度。目前，部分研究资料认为在这四个过程的启动磨损主要发生在暖机的过程中，但是，另外一部分研究资料又认为发动机启动磨损分为两阶段，一是起动磨损阶段，二是暖机磨损阶段，而起动磨损主要集中在第一阶段。

3、探究发动机热工况

汽车发动机冷启动时的机热工况，可以从环境温度、发动机中冷却水的水温、机油温度以及机油粘度和机件磨损等多角度来进行探究。当汽车发动机启动时，周围环境和发动机温度的温差较大或者外部温度较低时，处于冷启动形式，温度低导致机油粘度较大，使得泵送性较差，最终导致运动机件的磨损较严重。

跟冷启动相比较，热启动的磨损要少一些，但也不可忽视。热启动形式下，一般认为汽车发动机的内部温度越高，机油的温度就会越高，老化速度也会加快，而机油的浓度会变稀，从而导致汽车发动机的积碳情况严重。在这种情况下，发动机润滑条件恶化，就会使得运动机件的磨损加剧。有科研人员研究发现，热启动的时候，汽车发动机运动机件也存在着“干摩擦”或者“边界润滑”的状态，这种状态导致运动机件的磨损更加严重。

二、汽车发动机启动预润滑技术研究

1、预润滑技术的理论研究

摩擦理论中说明，两个固体物体发生相对运动的时候一定会发生摩擦，摩擦就会产生热量，热量消耗就是所谓的磨损。特别是在无任何润滑条件下，摩擦所产生的磨损更为严重，所以可以对运动机件增加润滑来减小磨损。

2、预润滑技术的实际应用

目前国外发动机预润滑技术的研究和应用起步较早，而我国的汽车发动机预润滑技术则起步较晚。笔者通过查阅大量文献，将相关的专利研究进行以下的分类：

（1）起动机驱动式。这种润滑装置是在发动机启动机电曲轴的换向器一端加了一个机油泵和控制电路，为运动机件摩擦提供相应的预润滑机油：

（2）独立电机驱动式。这种润滑装置最大的特点是它不使用启动机作为动力源，而是新加了一个独立直流电机来支配机油泵；

（3）储能式。这种预润滑装置与其他装置的区别在于，其并不是增加机油泵或者电动机，而是在发动机主油道上加一个电控式压力机油储能器；

（4）手摇泵式预润滑装置。这种预润滑装置和汽车发动机原润滑油的油路并联，但是缺点是需要借助人力，比较费时费力。

三、汽車发动机启动预润滑技术存在的问题与相对应的改进措施

1、针对预润滑控制中没有预润滑起动阻止控制的问题

大多数研究文献资料只是介绍如何对汽车发动机进行预润滑处理，却很少提及如何避免无润滑起动发动机。笔者在阻止发动机无润滑启动时，认为应从机油压力开关的角度出发，使其作为参数来进行无润滑起动阻止控制电路的研究。

2、针对预润滑控制中没有预润滑起动阻止解除控制的问题

笔者认为需要增加一条无润滑启动阻止解除电路，这样遇到紧急情况需要立即启动发动机的时候就可以进行直接的控制。而不是从先进行汽车起动器预润滑的程序走起，避免紧急情况的发生。

3、针对预润滑与机油预热的连锁控制的问题

目前的预润滑技术主要是建立在“机油良好的流动性”和“泵送性良好”的基础上，只有符合这两点的基本要求，才能很好地进行汽车发动机启动预润滑，但是笔者发现目前这两点的研究基本是分离的，所以加强以机油温度开关作为主要控制参数的“机油预热-起动预润滑-启动”的连锁控制的研究。

4、针对预润滑和机油预热技术的应用范围

目前汽车发动机的预润滑技术主要集中针对大排量发动机的研究上，应该扩展其在柴油发动机、寒冷地区的发动机等多种发动机上的应用，使其应用范围扩大。

5、光谱分析在预润滑技术中的应用

有一些研究表明发动机的磨损情况可以通过油样中某种元素磨粒的多少来监测，所以可以采用光谱分析等来对汽车发动机预润滑技术进行研究。而传统的预润滑技术的对比分析还是采用磨损量测量的方法，这种方法相比较光谱分析等方法来说误差大。

四、总结

综上所述，发动机预润滑技术可以提高发动机润滑的可靠性，同时缩短发动机的维修周期，延长发动机的使用寿命，可以说其对于汽车发动机具有深远的意义。