摩擦及其分类：车辆发动机载荷谱及应用

1.摩擦及其分类

两个相互接触的物体在外力作用下发生相对运动时，在接触面之间会产生切向的运动阻力，这种阻力叫作摩擦力，这种现象叫作摩擦。产生摩擦的两个物体叫作摩擦偶件或摩擦副，也称运动副。

摩擦可以从不同的角度进行以下分类：

（1）按摩擦副的运动状态，可将摩擦分为静摩擦和动摩擦两类。当物体在外力作用下对于另一物体具有相对运动的趋势，并处于静止临界状态时的摩擦叫作静摩擦。当一物体受力的作用，越过静止临界状态而沿另一物体表面发生相对运动时的摩擦叫作动摩擦。

（2）按摩擦副的运动形式，可将摩擦分为滑动摩擦和滚动摩擦两类。接触表面相对移动时的摩擦叫作滑动摩擦；物体在力矩的作用下接触表面滚动时的摩擦叫作滚动摩擦。活塞在气缸中的往复运动、轴颈在轴承中的回转运动等状态时的摩擦为滑动摩擦，滚珠（或滚柱轴承）中的滚珠（或滚柱）在座圈中的滚动等状态时的摩擦为滚动摩擦，在凸轮机构和齿轮传动中，则兼有滑动摩擦和滚动摩擦。

（3）按照表面的润滑情况，通常可将摩擦分为干摩擦、液体摩擦、边界摩擦和混合摩擦4类。干摩擦是指在摩擦面之间没有加入任何润滑剂下所发生的摩擦，有时也称固体摩擦，这种摩擦会引起摩擦表面严重磨损；液体摩擦是指两个物体的摩擦面被一层连续的液体膜完全隔开时的摩擦；边界摩擦是指在两个摩擦面之间存在一层很薄的所谓边界油层时产生的摩擦；既有液体摩擦又有干摩擦或者上述三种摩擦都存在的摩擦叫作混合摩擦。

（4）根据摩擦发生在同一物体之中或两个物体之间的特征，可将摩擦划分为内摩擦与外摩擦。内摩擦是由同一物体各部分间的相对移动而发生的摩擦；外摩擦则是两个相互接触的物体相对移动而发生的摩擦。(www.xing528.com)

2.摩擦机理

摩擦的机理是相当复杂的问题，现仍在持续探索中，目前常用“黏着理论”来说明摩擦和磨损的起因。

两个相对运动的接触表面，即便经过精加工后，肉眼看来很光滑的金属表面，若用放大镜来观察也会发现，其表面仍然是凸凹不平的，这种表面凸凹不平的程度叫作表面光洁度，有时也称表面粗糙度。

由于加工后的金属表面实际上是凸凹不平的，当两个金属表面互相接触时，就不可能每个位置都紧密贴合，而是只在一些个别凸起点上发生接触，我们把宏观的表面面积叫作名义接触面积，而把各真实接触部分的微小面积总和叫作真实接触面积。真实接触面积远远小于名义接触面积，其比值因负荷、接触材料的机械性能及接触表面粗糙度等情况的不同，可在10－5～10－1的范围内变化。

黏着理论认为：在载荷W的作用下，虽然名义表面压力（W/A）很小，但真实接触面积上的压力（W/S）很大，以致超过了金属的弹性极限而发生塑性变形，形成小平面接触，直到接触面积增大到能够承受全部载荷为止。在这种情况下，金属表面将出现牢固的黏着结点，在切向力的作用下，黏着结点被剪断，随即发生滑动。摩擦的过程就是黏着与滑动交替进行的过程，这种过程使运动受到阻力，该阻力等于各黏着点被剪断时阻力的总和，称为摩擦力的剪切项。此外，在摩擦偶件表面粗糙时，硬表面的粗糙凸起会嵌入较软金属的表面，在运动时也会增加一些滑动阻力，称为摩擦力的粗糙度项，在一般情况下，它只占全部摩擦力的百分之几，可以略去不计。