油膜的厚度

说到润滑，你会想到什么？它应该是先产生一层有厚度的膜，从而去分离两个金属表面的基础油，因为润滑油的作用就是为了避免金属间的表面接触。所以在这种需求下，油品就必须能提供摩擦表面分离的能力，这就需要三个支撑因素——相对速度、基础油粘度和负荷量。这三个因素也会受到温度、污染以及其它因素的影响。当油膜厚度平衡了这些因素，即借助于相对速度产生粘性流体膜将两摩擦表面完全隔开，由流体膜产生的压力来平衡外载荷，就称为流体动力润滑。

在具有滚动接触（可忽略的相对滑动运动）的应用中，即使具有较大的局部压力点，也可能会影响金属表面间的油膜厚度。其实这些压力点也起着重要作用。基础油的压力和粘度关系允许油品粘度因较高的压力而暂时性增加，这称为弹性流体动力润滑，尽管油膜会很薄，但依然能产生一个完整的油膜分离。

在实践当中，机器表面最理想的状态就是能实现完全分离，薄膜厚度就是为减少摩擦和磨损提供最好的保护。但是如果不具有满足这些油膜厚度的条件，例如当相对流速不足、粘度不足或负载过大时，会发生什么情况呢？其实大多数机器的设计和操作参数都允许速度不足的情况存在，比如在启动、停止或方向运动变化时。当温度过高也会导致粘度降低，过度污染同样会使得油膜间隙中的磨粒接触。

当流体动力学或弹性流体动力学润滑的先决条件未满足时，基础油将要在所谓的边界接触条件下寻求支撑，这种支撑因素就需要寻找具有摩擦磨损控制性能的添加剂。因此，基础油和添加剂就被调和在一起生产出符合特定需求的润滑油脂产品，从而减轻预期会产生的边界润滑，该润滑剂就具有油膜强度和边界润滑性能。

油膜的作用

油膜的强度是除了油膜厚度以外，用以减轻摩擦和控制磨损的重要因素。如上所述，在流体动力学和弹性流体动力润滑中，粘度是影响油膜厚度的关键。当基础油粘度不足以克服金属间表面摩擦时，就需要基础油和添加剂产生化学协同效应，形成表面保护机理。在这些边界条件下，边界润滑也会受到机械表面化学和物理性质以及其它任何环境因素的影响，所以即使在负载较重、温度较高或相对表面速度较低时，油膜强度也会有所提高。

无润滑的表面相互作用

如果你在显微镜状态下的分子水平观察机械接触表面，你将发现即使它们被加工得非常光滑，但实际依然是相对粗糙的。这就如同宇航员从遥远的空间角度看，地球是一个完美光滑的球体，而站在地球表面的人则看到地球是充满了高高低低的山脉和山谷一样。

这是因为，当两个金属表面接触时，实际接触面积将显著低于表观接触面积。从显微镜下的“微观山”看，这些接触表面都是凹凸的最高点，低的粗糙面接触率较低。这些粗糙表面会因金属的相应剪切强度而出现弹性变形。因此初始接触点首先产生弹性变形，之后更多的接触点将连接起来，实际接触面积会随着负荷强度的增加而增加。