润滑

润滑是使用润滑剂来减少两个表面之间接触的摩擦和磨损的过程或技术。润滑研究是摩擦学领域的一门学科。

润滑剂可以是固体（例如二硫化钼MoS2）、固体/液体分散体（例如油脂）、液体（例如油或水）、液-液分散体或气体。

流体润滑系统的设计使得施加的载荷部分或完全由流体动力或流体静压力承载，从而减少固体相互作用（从而减少摩擦和磨损）。根据表面分离的程度，可以区分不同的润滑方式。

充足的润滑可使机器元件平稳、连续运行，降低磨损率，并防止轴承承受过大的应力或咬死。当润滑失效时，部件会相互破坏性地摩擦，导致发热、局部焊接、破坏性损坏和故障。

随着接触表面上的负载增加，可以观察到关于润滑模式的不同情况，称为润滑方式：

• 流体膜润滑是一种润滑方式，在这种润滑方式中，通过粘性力，载荷完全由相对于另一个物体（润滑连接）运动的部件之间的空间或间隙内的润滑剂支撑，并且避免了固体-固体接触。
  • 在静压润滑中，外部压力施加到轴承中的润滑剂上，以保持流体润滑膜，否则它会被挤出。
  • 在流体动力润滑中，接触面的运动以及轴承的设计，在轴承周围泵送润滑剂以保持润滑膜。这种设计的轴承在启动、停止或反转时可能会磨损，因为润滑油膜会破裂。润滑流体动力学理论的基础是雷诺方程。润滑流体力学理论的控制方程和一些解析解可以在参考文献中找到。
• 弹性流体动力润滑：大多数情况下，对于不合格的表面或更高的负载条件，主体在接触处会受到弹性应变。这种应变产生了一个承载区域，它为流体流过提供了一个几乎平行的间隙。就像在流体动力润滑中一样，接触体的运动会产生流动诱导压力，作为接触区域上的轴承力。在这种高压状态下，流体的粘度可能会显着升高。在全膜弹性流体动力润滑中，生成的润滑膜将表面完全分开。由于润滑剂流体动力作用与接触固体的弹性变形之间的强耦合，这种润滑方式是流体-结构相互作用的一个例子。经典的弹性流体力学理论考虑了雷诺方程和弹性挠度方程来求解这种润滑状态下的压力和变形。凸起的固体特征或凹凸不平之间的接触也可能发生，导致混合润滑或边界润滑状态。
• 边界润滑（也称为边界膜润滑）：流体动力效应可以忽略不计。身体在粗糙处更紧密地接触；局部压力产生的热量会导致一种称为粘滑的情况，并且一些凹凸不平会脱落。在升高的温度和压力条件下，润滑剂的化学反应成分与接触表面发生反应，在移动的固体表面（边界膜）上形成高度抗性的坚韧层或膜，能够承受负载和主要磨损或损坏避免了。边界润滑也被定义为负载由表面凹凸不平而不是润滑剂承载的状态。
• 混合润滑：该状态介于全膜弹性流体动力学和边界润滑状态之间。生成的润滑膜不足以将车身完全分开，但流体动力效应相当可观。

除了支撑负载外，润滑剂可能还必须执行其他功能，例如它可以冷却接触区域并去除磨损产物。在执行这些功能时，润滑剂会不断地从接触区域通过相对运动（流体动​​力学）或外部诱导力替换。

机械系统如活塞、泵、凸轮、轴承、涡轮机、齿轮、滚子链、切削工具等的正确运行需要润滑。如果没有润滑，紧靠表面之间的压力会产生足够的热量，导致表面快速损坏。在粗糙的情况下可能会将表面焊接在一起，导致咬死。

在某些应用中，例如活塞发动机，活塞和气缸壁之间的薄膜还密封燃烧室，防止燃烧气体逸入曲轴箱。

如果发动机需要加压润滑，比如滑动轴承，就会有一个油泵和一个油过滤器。在不需要加压进料的早期发动机（例如Sabb船用柴油机）上，飞溅润滑就足够了。