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机油污染对发动机的可靠性影响分析
作者:管理员    发布于:2015-12-24 13:35:17    文字:【】【】【

  发动机是国民经济中应用广泛的主要动力机械之一。其可靠性是指发动机在规定的使用条件下,在规定的时间间隔内,芫成规定功能的能力。可靠性差将造成发动机使用效率低,使用费用高,进而导致相关领域的经济损失。因此发动机的可靠性问题曰益受到人们的重视。

  影响发动机可靠性的因素很多,如设计、制造、运输、使用、维护与维修等各个环节。发动机固有可靠性一经制造就已确定,但是,如果在使用与维护过程中处理不当,拥有再高可靠性的发动机,其可靠性也会大大降低,甚至导致发动机的使用寿命严重缩短。

  机油,即发动机润滑油,是发动机正常工作中重要而又不可缺少的润滑油料,被誉为汽车的“血液”。能对发动机起到润滑、清洁、冷却、密封、防锈和减磨等作用,对发动机工作的可靠性有重要影响。机油在使用过程中一方面总是包含着大量的微小污物,造成机油污染,同时机油本身的化学性能也随着工作循环而发生改变,使得机油的污染程度加剧。这两方面因素都会引起机油质量劣化,直接影响到它的使用效果。一方面污染的机油造成发动机功能的降低,另一方面会大大缩短发动机的使用寿命。因此从保证发动机的可靠性来说,必须重视机油的污染问题。为此研究机油的污染方式、污染源、污染程度和污染物微粒对发动机使用寿命的影响和提高发动机的可靠性具有重要意义。

  1机油污物类型、污染源、污染程度分析现代的汽油和柴油发动机,操作温度高、负荷大、使用频繁,在工作中总是包含着大量的微小污物,称为起着有害作用的固态、气态和液态物质。一般微粒直径大小在20(Vm以内,具体的视润滑元件对污染的敏感程度而定。因此,污物尺寸范围之大令人难以想象,甚至象细菌那样大的污物微粒也能起有害作用。

  发动机润滑系统中的污物来自于:制造及安装过程、加新机油、设备的运转和设备的保养。制造及安装过程中带入润滑系统的污物,例如金属屑、砂型磨屑、焊渣和密封材料屑等。由于它们的硬度高,特别容易增加磨损,在发动机运转初期,就可能造成损害。因此在安装时,必须仔细清理所有零件,清理时应遵守有关的规定和方法。

  新的机油通常包含大量的污物,例如运输容器中的漆皮、结块的添加剂和灰尘等,再有加油容器不清洁。因此,新的机油必须经细筛或滤清器过滤后才能加入润滑系统。

  绝大部分污物是在发动机运转中才进入机油的。这些污物中成份是复杂的,但基本可以分为有机的和无机的杂质。有机杂质主要来源于机油本身的热分解、氧化聚合产物和燃料不芫全燃烧产物所组成,还有和废气一起进入机油中的水、硫、铅的化合物。无机杂质主要是土壤、灰尘和磨损粉粒,只有经过连续和足够的滤清才能将这些污物从系统中清除掉。如不加滤清装置,则机油不断变质,短期内就引起故障。拖拉机的保养不善也必须认为是不可忽视的污染原因之一,如滤芯不及时清洗与更换、油道长期不清洗、滤芯端部密封不严、喷油嘴滴油、雾化不良也使机油过早污染。

  2机油污染的因素分析2.1发动机型式不同,机油污染程度有很大差别发动机型式不同,机油污染程度有很大差别,见表1.柴油机要比汽油机严重的多,这是因为柴油机压缩比高,燃料在燃烧室内形成的碳质化合物比汽油机多,污染的杂质数量大于汽油机1~4倍。

  表1柴油机与汽油机污染程度比较发动机形式污染平均速度四冲程柴油机二冲程柴油机汽油机载重汽车2.2机油污染程度与发动机结构有很大关系发动机的结构,例如:燃烧室型式、油环和汽环的结构、机油滤清器的配置、空气滤清器、机油散热器、曲轴箱通气孔等装置的不同,机油的污染程度也是不同的。

  2.3柴油机机油污染程度与使用燃料在燃烧过程的好坏有直接关系当采用性能不好的柴油时或燃料供给系工作不正常时(喷射压力低,喷油时刻不准),将造成燃烧不芫全而形成的碳化物质化合物随之增加,在高压气体作用下,碳化合物会随同废气一起从活塞环和气缸壁之间的间隙进入油底壳机油中,使机油污染程度增加。

  2.4机油过滤装置对机油污染程度有很大关系w当采用有效的机油滤清器或离心式机油滤清器时,机油污染杂质含量将大人降低。若考虑到发动机润滑结构型式和使用条件,对其过滤装置进行一些改装,则机油的污染程度和杂质的含量还可以继续降低。实验表明,当取消过滤装置或过滤装置失效工作200h后的发动机,其污染机油对零件的磨损强度比新机油增加2倍多。此外,空气滤清器和机油滤清器未能经常保中国农机化。CHINESE养或保养不当,直接加速机油的污染和变质。

  2.5活塞、活塞环及缸壁磨损或装配各环不正确活塞、活塞环由于装配不当,或者由于发动机长时间工作,缸套、活塞、活塞环间隙逐渐增大,会使气缸中的燃气向下泄漏,从而引起曲轴箱的废气增加。

  由于泄漏的燃气温度很高,造成机油中添加剂蒸发,产生油泥和胶质之类的非流体物,使活塞环胶合,更加剧燃气泄漏。再有,燃料中含有的硫在燃烧时生成二氧化硫,它们与水相结合生成硫酸,这些酸性产物泄漏到油底壳,更加加速机油的变质。曲轴箱通气孔的通风效果对机油污染也有明显的影响,当曲轴箱通风进气量为0L/min、28L/min、84L/min时,发动机中沉淀物数量相应为138、100、55. 2.6机油污染与本身所具有的化学和物理性质有关当使用不同品种机油时,对零件、轴瓦金属的腐蚀度是不一样的。如将汽油机机油供柴油机使用时,还会造成轴瓦有点状或片状斑退脱落腐蚀,腐蚀的沉淀物将增加机油污染程度。

  2.7机油污染与发动机工作温度长期过低或过高有关长期在低温状态下工作,会产生过多的低温油泥。长期在高温状态下工作,会使机油氧化加剧。

  3机油污染对发动机中润滑元件性能可靠性和使用寿命的影响分析不同状态及不同大小的污物微粒,其对润滑元件的性能可靠性和使用寿命的影响也不一样。气态(如空气)产生空隙现象,形成噪音和油压变化或促使机油氧化;水滴等液态污物同样促使机油氧化变稠,但还腐蚀金属零件,一方面可能破坏滑动面,另一面,腐蚀产物(如锈屑)增加污染。

  比上述严重得多,变质机油其润滑、冷却、密封、洗涤、防腐能力大为降低,甚至消失,变质机油粘度、低温流动性、浮动性等变坏。这些因素都会使加剧磨损,甚至容易烧瓦抱轴,受害严重的是曲轴、轴瓦、缸套、活塞、活塞销及活塞环等主要零件。为什幺这幺说呢现分析如下,杂质进入狭窄缝隙后,增加了相对运动零件间的磨擦力,极端情况下甚至锁死现象。

  另外,由于污物微粒(如金属屑和灰尘粒)较硬,使滑动面产生严重磨损。

  缝隙竞度和微粒大小中示出固体微粒大小对磨损的影响,大于缝隙宽度的微粒不能进入缝隙,停在缝隙外边不起有害作用(情况a)。正好能进入缝隙的微粒刮划两缝隙表面,从而产生刮屑,即新的污物(情况b),这一情况加速润滑元件的磨损(如曲轴、活塞等)。比缝隙小的微粒如果不结块和不随即产生堵塞,则它流过缝隙而不起有害作用(情况c)。但由于发动机的滑动缝隙很小,甚至一些结构简单的油泵中的缝隙宽度已达到。5m以下。显然即使小的污物微粒也会造成磨损。如通常的机油泵是单级齿轮式的,是很精密的机件,为了保证在70~80时供油量为39L/min、在975r/min时润滑系内供油压力2.5kg/Cm2,必须保证齿轮与盖间的端面间隙0.125~0.285mm,齿轮与壳体内壁的径向间隙0.05~ 0.1mm,两齿轮啮合的齿侧间隙0.1~0.3mm若机油中杂质较多,一旦进入机油泵,齿轮就会被卡住,造成传动齿轮打牙以至引起齿轮泵传动架顶坏,引起烧瓦。

  再有,滑动表面上被拉出的刮痕和细沟导致润滑元件机油泵的漏油损失增加,从而增加功率损失。这从润滑零件温度迅速上升就可觉察出来,温度上升后,油粘度差,又引起摩擦增加产生更多磨屑,影响清洗和散热作用,使整个发动机过热。还有,杂质堵塞机油滤清器,并使活塞环胶粘,造成机油上窜燃烧,废气下泄,加剧气门等零件的磨损,并构成恶性循环,促使机油进一步变质。

  特别由于机油过滤网长期不清洗,发动机工作时间不长,就发生主轴瓦和连杆瓦磨损拉伤(合金层被杂质刮伤),如。

  典型曲轴轴瓦污染后的磨损表面(X3000)发动机拉瓦后,曲柄连杆轴承的工作响声增大,发展下去便是烧瓦和抱轴。另外,造成排气管冒蓝烟,或曲轴箱通气量加大,活塞组得不到良好润滑,致使活塞环过早磨损、超限,活塞和缸筒间隙过大。在阀中,以高速通过尖锐控制边的污物微粒引起特别严重磨损现象。阀由此失去密封性,造成润滑压力偏低。

  综合说来,可以这幺认为,任何润滑系统中都有大量的小污物微粒随同机油一起循环;更主要的是机油技术研究机油污染对发动机的可靠性影响分析在金属元件催化作用下,发生氧化变质,产生有机杂质;还有的新、老机油混杂,冬夏机油混用,机油粘度过大或过小,对零件的使用寿命和性能可靠性影响很大,从而影响发动机的使用寿命,降低发动机的可靠性。

  4结论与建议从以上对机油污染与发动机的可靠性关系分析,要保证和提高发动机的可靠性,必须重视机油的污染问题,那幺如何减少机油的污染,建议如下。

  4.1正确地选用润滑油正确地选用润滑油配合定期的保养,可提高发动机的功能及延长使用寿命。润滑油品特性各异,在某特定温度使用的油,可能不适用于另一温度;适合汽油发动机者或许不适于柴油发动机;一般发动机用润滑油对涡轮增压发动机并不一定适合;甚至不同的润滑油虽然同时适合于发动机使用,但是要考虑所影响的耗油性、燃油节省、抗磨性、低温起动等效果则不同。

  4.2润滑油要及时更换,更换机油的同时应更换机油滤芯润滑油经过一段时间的使用后,润滑油添加剂被大量损耗,油质氧化形成酸性物质,并有冷凝水、油泥等有害物质形成。如果继续使用,不仅不能起到正常的润滑、清洁、密封、冷却作用,反而会腐蚀发动机部件。即使是好的润滑油,如果不定期换油,也无法显现其效果。应严格按照车辆使用手册的要求进行更换,也可润滑油公司的换油里程更换机油。

  更换机油的同时应更换机油滤芯,经过长时间的使用,在机油滤芯内,会粘有大量的黑色油泥、颗粒物质等杂质,使其减弱或芫全丧失过滤功能,起不到应有的保护作用,还会造成润滑油油路堵塞,严重时,造成发动机抱轴烧瓦、拉缸等损伤。

  4.3彻底清洗发动机彻底清洗发动机可以避免不同种类润滑油油品之间可能产生的物理、化学反应,使新润滑油变质,影响使用性能,终损伤发动机。所以应该定期使用专业的发动机清洗产品进行发动机清洗。如果您长期一直使用同一品牌、同一规格的润滑油,在保证旧润滑油放净、同时更换机油滤芯的前提下,不必在每次更换润滑油时都清洗发动机,可直接加入新润滑油。

  4.4更换润滑油时彻底放掉旧机油使用过的机油由于高温氧化,已经含有大量的酸性物质、黑色的油泥以及水分和杂质。他们不仅对发动机造成损伤,也会污染新加入的机油,影响到使用性能。

  4.5机油量不宜过多或过少油底壳机油量应控制在机油尺的上下刻度线内,不能过多或过少。如果加入的润滑油油量过多,发动机内部机件运行阻力增大,造成不必要的功率损失。而且过量的润滑油会窜入燃烧室,发动机烧机油,尾气排放超标、冒蓝烟,机油消耗量明显增大,发动机内部积碳增多,甚至导致早燃、爆震、拉缸,严重损害发动机。反之,如果加入的润滑油油量过少,发动机的一些部件,如:凸轮挺杆、气门等处无法得到足够的润滑,造成部件磨损。因此,好按规定的油量加入润滑油,并且经常检查润滑油油量。

  4.6润滑油一定要妥善保存对于润滑油桶内未使用的部分新油,一定要密封好桶盖,并且避免曰晒、高温、雨淋等,以防止机油分解、乳化等现象。

  4.7加强机油净化和过滤措施,保持滤油器、滤清器等的清洁发动机工作运转过程中,由于磨屑和周围污物的产生,增加污染量。因此,滤油器、空气滤清器、PCV(曲轴箱换气装置),必须随时保持适度的清净,必须不断地将机油以足够的细度滤清,从而使机油的污染度保持在容许的范围内,否则良好的润滑油也无法发挥应有的效果。

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