В двигателях внутреннего сгорания изнашивание деталей, как и их трение, связано с взаимодействием системы металл-смазочное масло-металл. Успешная работа такой системы зависит в равной степени от свойств обеих трущихся поверхностей и масла.

Дадим определение нескольким терминам.

Изнашивание – процесс постепенного изменения размеров тела при трении, проявляющийся в отделении с поверхности трения материала и (или) его остаточной деформации.

Износ – результат изнашивания, проявляющийся в виде отделения или остаточной деформации материала.

Скорость изнашивания – отношение величин износа к обусловленному пути, на котором происходило изнашивание, или к объему выполненной работы.

Износостойкость – свойство материала оказывать сопротивление изнашиванию в определенных условиях трения, оцениваемое величиной, обратной скорости изнашивания или интенсивности изнашивания.

Любое кристаллическое тело содержит большое количество дефектов, состоящих из трещин микро- и субмикроскопических размеров, мозаичности структуры. Геометрия обработанной поверхности характеризуется волнистым рельефом с микронеровностями, поверхность которых образована беспорядочно расположенными кристаллами. При механической обработке происходит весьма интенсивная пластическая деформация металла, в результате чего поверхностные слои по глубине от долей до десятков микрон резко изменяют свои свойства.

В ряде случаев поверхностные слои деталей обрабатываются специальными методами для придания им определенных физико-химических свойств. К таким методам относятся закалка, цементация, накатка, газовое хромирование, азотирование, нанесение наноалмазных покрытий и т.п.

Рекомендуем посмотреть наши примеры деталей с наноалмазным упрочняющим покрытием.

Можно сказать, что неровности есть и будут всегда, в процессе приработки одни неровности заменяются другими, шероховатость поверхности обычно уменьшается. В результате взаимодействия с жидкими и газовыми средами на металлических поверхностях образуются тонкие граничные пленки различных видов, в частности окислы. Скорость образования окисных пленок зависит от температуры металлической поверхности и интенсивности поступления к ней кислорода. В связи с этим имеет существенное значение способность смазочного масла обеспечить питание кислородом зоны трения.

Окисление, разложение масла

Высокие температуры, возникающие на поверхности трения, стимулируют образования окисных пленок, а разрушение их вызывается механическими причинами – действием сил трения результирующей пластической деформации подслоя. Как правило, температура плавления и твердость окислов значительно выше, чем у основного металла. Соответственно, пленка, имеющая высокую твердость при мягком подслое, быстро разрушается при трении из-за своей хрупкости, что может являться причиной повышенного износа деталей. Окисные пленки, с одной стороны, эффективно защищают металлические поверхности от схватывания. А с другой стороны, окисные пленки не только не защищают поверхности от износа при истирании, но и могут быть фактором большего износа, так как окислы большинства металлов, отличаясь высокой твердостью  и хрупкостью, обычно легко отделяются от поверхности трения и могут стимулировать абразивный износ. Следует знать, что окисные пленки не могут сами обеспечивать смазку трущихся поверхностей, что вызывает необходимость применения смазочных масел, обладающими лучшими, чем окислы, смазочными свойствами, в том числе в условиях граничного трения.