摘? ?要:輕微的機(jī)油增多是任何一款發(fā)動機(jī)都會存在的正?,F(xiàn)象。但自2017年,“機(jī)油增多”問題在國內(nèi)汽車市場及投訴榜上此起彼伏。近期在部分新款混合動力汽車的發(fā)動機(jī)也出現(xiàn)同樣的問題。機(jī)油增多通常還伴有機(jī)油乳化、濃重汽油味等,特別是天氣較為寒冷的季節(jié)或者地域比較容易出現(xiàn)此類現(xiàn)象,下面我們將針對該問題進(jìn)行原因分析,并給予車企及相關(guān)車主一些建議。
關(guān)鍵詞:發(fā)動機(jī)? 機(jī)油增多? 問題原因? 分析
中圖分類號:U46? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號:1674-098X(2020)06(b)-0072-02
1? “機(jī)油增多”問題
1.1 “機(jī)油增多”問題的實(shí)質(zhì)
“機(jī)油增多”問題的實(shí)質(zhì)是發(fā)動機(jī)未燃燒或完全燃燒的汽油通過氣缸及活塞的間隙進(jìn)入曲軸箱及油底殼內(nèi)部,且未能夠及時(shí)揮發(fā)排出導(dǎo)致發(fā)動機(jī)機(jī)油被污染稀釋,液面刻度升高。
1.2 “機(jī)油增多”問題不可避免
汽車發(fā)動機(jī)做功的原理是通過燃油在高溫高壓下急劇燃燒產(chǎn)生的膨脹力,推動發(fā)動機(jī)活塞下行產(chǎn)生動力。所有發(fā)動機(jī)活塞直徑會相對氣缸直徑來的略微小一些,一般冷態(tài)下預(yù)留有0.02~0.04mm的間隙,這個(gè)間隙會在發(fā)動機(jī)工作升溫后逐步變小。同時(shí),為了提高密封性,活塞上均安裝有活塞環(huán),但由于環(huán)狀的活塞環(huán)相對活塞其熱脹冷縮的特性會更加顯著,故活塞環(huán)會預(yù)留冷態(tài)間隙,即活塞環(huán)三隙。由于活塞、活塞環(huán)和氣缸之間存在間隙,所有發(fā)動機(jī)燃燒室并不是完全密封,在發(fā)動機(jī)冷態(tài)下可燃混合氣和未完全燃燒的尾氣都可能通過間隙進(jìn)入到發(fā)動機(jī)曲軸箱與機(jī)油相接觸,導(dǎo)致相互混合,使機(jī)油變質(zhì)稀釋,只能通過技術(shù)手段進(jìn)行減少及事后彌補(bǔ),不能完全消除。
普通的發(fā)動機(jī)無需特別擔(dān)心此問題,因?yàn)樵谠O(shè)計(jì)上和制造時(shí)就已慮及解決方案,即發(fā)動機(jī)PCV曲軸箱強(qiáng)制通風(fēng)系統(tǒng),PCV系統(tǒng)利用節(jié)氣門后方產(chǎn)生的真空為動力將曲軸箱內(nèi)部的廢氣抽出并再次送入氣缸燃燒。而已與機(jī)油相混合的汽油則在高溫情況下被蒸發(fā)成汽油蒸汽,隨PCV系統(tǒng)排出。
1.3 “機(jī)油增多”問題爆發(fā)原因分析
(1)缸內(nèi)直噴發(fā)動機(jī)“濕壁”現(xiàn)象。
目前,較為官方(車企)的解釋是缸內(nèi)直噴發(fā)動機(jī)在噴射過程中產(chǎn)生“濕壁”現(xiàn)象。汽油發(fā)動機(jī)燃油噴射主要有兩種方式:進(jìn)氣歧管噴射和缸內(nèi)直噴。相對而言,進(jìn)氣歧管噴射噴油嘴安裝在進(jìn)氣歧管上,汽油噴射至氣缸外,并隨著進(jìn)氣門打開進(jìn)入氣缸,汽油及空氣充分混合,但其單次噴射的可控性相對較差,噴油量的精確控制能力不足;缸內(nèi)直噴噴油嘴安裝在氣缸蓋上,汽油直接噴射進(jìn)入氣缸,汽油通過極高的油壓迅速與空氣混合,一般直噴發(fā)動機(jī)油壓可達(dá)150~200bar,是進(jìn)氣歧管噴射的30~40倍,發(fā)動機(jī)可根據(jù)進(jìn)氣量精確控制噴射量,實(shí)現(xiàn)稀混合氣燃燒,達(dá)到更高的經(jīng)濟(jì)性。但是,由于缸內(nèi)直噴發(fā)動機(jī)采用的是直接將燃油通過高壓噴射進(jìn)入氣缸內(nèi)部,噴射出去的燃油在未能完全霧化前必然會接觸到氣缸或者活塞,遇冷形成一層小液粒,在壓縮行程活塞上行過程中通過活塞與氣缸間隙混入發(fā)動機(jī)機(jī)油中進(jìn)入曲軸箱內(nèi),導(dǎo)致機(jī)油稀釋。
并不是所有缸內(nèi)直噴發(fā)動機(jī)都容易發(fā)生“濕壁”現(xiàn)象,主要發(fā)生在噴油嘴側(cè)置式發(fā)動機(jī)上,比如采用頂置式噴油嘴能夠?qū)⑷加椭苯訃娚渲粱钊希涂梢源蟠鬁p少“濕壁”現(xiàn)象,但是頂置式噴油嘴結(jié)構(gòu)需要同時(shí)在燃燒室上方布置有氣門、火花塞、噴油嘴,對于氣缸蓋設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)和制造成本均有更高的要求,大多數(shù)缸內(nèi)直噴發(fā)動機(jī)仍舊選擇采用側(cè)置式噴油嘴結(jié)構(gòu)。
(2)渦輪增壓發(fā)動機(jī)高溫高壓運(yùn)轉(zhuǎn)。
但是,出現(xiàn)問題的發(fā)動機(jī)其同型號但是非渦輪增壓款發(fā)動機(jī)上卻均未發(fā)生“濕壁”現(xiàn)象導(dǎo)致“機(jī)油增多”問題??梢妭?cè)置式缸內(nèi)直噴結(jié)構(gòu)并不是導(dǎo)致“機(jī)油增多”問題的絕對因素,可見,“機(jī)油增多”問題與發(fā)動機(jī)渦輪增壓技術(shù)也有直接的聯(lián)系。
渦輪增壓發(fā)動機(jī)已經(jīng)呈現(xiàn)出替代自然吸氣發(fā)動機(jī)的趨勢,其動力性和經(jīng)濟(jì)性優(yōu)勢較為明顯。由于渦輪增壓系統(tǒng)采用主動式進(jìn)氣,在同樣壓縮比的情況下可極大提高發(fā)動機(jī)的進(jìn)氣量和氣缸壓力,使燃油與空氣混合后更易燃。但在高溫情況下,必然要求活塞、活塞環(huán)要預(yù)留膨脹間隙以避免高溫過度膨脹卡死,使得活塞與氣缸間隙在冷車狀態(tài)下進(jìn)一步放大;高壓情況下,更多的混合氣和未完全燃燒廢氣更容易通過活塞與氣缸間隙進(jìn)入曲軸箱,都能導(dǎo)致“機(jī)油增多”,這也是柴油車出現(xiàn)“機(jī)油增多”問題相對汽油車要更頻繁原因。
(3)長時(shí)間冷車運(yùn)轉(zhuǎn)。
而同樣出現(xiàn)“機(jī)油增多”問題的混合動力汽車的發(fā)動機(jī),采用歧管噴射+缸內(nèi)直噴的混合噴射結(jié)構(gòu),并且使用自然吸氣而非渦輪增壓結(jié)構(gòu),但是仍舊出現(xiàn)了“機(jī)油增多”問題,這與混合動力汽車的發(fā)動機(jī)并非連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)導(dǎo)致發(fā)動機(jī)長時(shí)間處于冷車狀況有密切的關(guān)系。而混合動力汽車在使用上是由電動機(jī)與發(fā)動機(jī)交替工作提供動力行駛,這使得發(fā)動機(jī)并非一直運(yùn)轉(zhuǎn)導(dǎo)致發(fā)動機(jī)冷車狀況的時(shí)間大大的延長,導(dǎo)致混合噴射+自然吸氣的混合動力汽車的發(fā)動機(jī)同樣出現(xiàn)“機(jī)油增多”問題。
2? “機(jī)油增多”的危害
發(fā)動機(jī)潤滑系統(tǒng)主要作用是為發(fā)動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)提供潤滑效果,減少摩擦力,其次提供一定的冷卻、清洗、密封、防銹功能。當(dāng)汽油混入曲軸箱導(dǎo)致機(jī)油稀釋后,必然會導(dǎo)致潤滑效果下降,特別是發(fā)動機(jī)溫度升高后機(jī)油本身也會稀釋,潤滑效果下降會更加明顯,同時(shí)對機(jī)油的密封和防銹功能都會有一些影響。
同樣,出現(xiàn)“機(jī)油增多”問題的車企對“問題發(fā)動機(jī)”進(jìn)行拆解及極限試驗(yàn),試驗(yàn)結(jié)論證明在一定程度的機(jī)油稀釋并不會導(dǎo)致異常磨損及故障產(chǎn)生。但前提條件是:機(jī)油稀釋程度不能達(dá)到允許標(biāo)準(zhǔn)。一旦“機(jī)油增多”達(dá)到一定程度也會對發(fā)動機(jī)產(chǎn)生危害,主要有兩方面:
(1)機(jī)油稀釋,潤滑效果急劇下降,導(dǎo)致發(fā)動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)阻力升高、油耗加大,且機(jī)油密封性下降,“機(jī)油增多”問題凸顯。
(2)機(jī)油液面上升,導(dǎo)致曲軸旋轉(zhuǎn)過程中會卷入油底殼內(nèi)儲存的機(jī)油中,導(dǎo)致發(fā)動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)阻力升高、油耗加大,機(jī)油被攪拌產(chǎn)生氣泡,機(jī)油壓力出現(xiàn)波動,PCV管道出現(xiàn)堵塞,嚴(yán)重時(shí)導(dǎo)致發(fā)動機(jī)無法啟動。
3? “機(jī)油增多”相關(guān)建議
針對以上分析,給出以下建議。
3.1 從車企角度應(yīng)優(yōu)化發(fā)動機(jī)的機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)
(1)側(cè)置式缸內(nèi)直噴結(jié)構(gòu)調(diào)整噴油嘴的安裝角度、活塞頂部形狀以及燃油噴射的壓力及時(shí)間,減少汽油直接噴射至氣缸壁的量,減弱“濕壁”效應(yīng);
(2)縮短發(fā)動機(jī)熱車時(shí)間,安裝電子前格柵板減少冷車狀態(tài)下空氣流動性,采用雙節(jié)溫器進(jìn)行缸體/缸蓋分區(qū)冷卻提高缸體熱車速度,采用多次燃油噴射加快溫度提高等;
(3)提高PCV系統(tǒng)工作效率及可靠性,縮短機(jī)油溫度上升時(shí)間,使其盡快達(dá)到油/汽分離狀態(tài),及時(shí)排出混入汽油;
(4)冷車狀態(tài)下限制渦輪增壓系統(tǒng)介入標(biāo)準(zhǔn)及增壓功率,較少冷車狀態(tài)下的活塞環(huán)竄氣及過大燃油噴射。
3.2 從車主使用角度也應(yīng)注意
(1)車輛使用前先熱車再行駛,當(dāng)發(fā)動機(jī)正常熱車,怠速轉(zhuǎn)速下降,脫離燃油噴射低溫加濃狀態(tài)再行駛。如氣溫過低,熱車時(shí)間較久,則在冷車狀態(tài)下盡量避免大油門駕駛,減少發(fā)動機(jī)功率加濃;
(2)經(jīng)常檢查機(jī)油尺刻度線及機(jī)油粘稠度,防止機(jī)油稀釋但未能發(fā)覺而對發(fā)動機(jī)造成損失,如機(jī)油增加量過多則應(yīng)及時(shí)更換新的發(fā)動機(jī)機(jī)油,請勿采用將多余機(jī)油抽出的方法處理,這樣只能避免機(jī)油量過高,不能解決機(jī)油稀釋問題,反而會喪失稀釋程度預(yù)警的功能;
(3)按照規(guī)定的時(shí)間/里程數(shù)對車輛進(jìn)行維護(hù)保養(yǎng),更換機(jī)油,在極端惡劣的情況下適當(dāng)?shù)奶崆?,對于渦輪增壓車型在選用機(jī)油時(shí)候要偏向于熱態(tài)粘稠度較高的規(guī)格,增強(qiáng)機(jī)油對稀釋的抵抗力。
4? 結(jié)語
綜上所述,“機(jī)油增多”問題并非由于某一個(gè)原因單獨(dú)導(dǎo)致,并且在相對特殊的工作條件下(長時(shí)間冷車運(yùn)轉(zhuǎn))導(dǎo)致發(fā)動機(jī)PCV系統(tǒng)過載,無法及時(shí)排除混入曲軸箱的汽油導(dǎo)致。少量的“機(jī)油增多”并不會對發(fā)動機(jī)及車輛造成影響,但我們在使用及維護(hù)過程中仍舊要提高重視,防止危害產(chǎn)生。
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作者簡介:梁華(1983—),女,壯族,廣西南寧人,碩士在讀,高級講師(汽車維修,副高級),研究方向:汽車檢測與維修。