发动机烧机油是往复循环活塞式发动机不可避免的一个现象,现在的任何汽车发动机都做不到完全不烧机油,只是程度不同而已。
发动机是如何将机油烧掉的?
现在,发动机烧机油成了一个热搜词,只要在网络上输入“烧机油”三个字,马上就有成千上万的文章出现。在现实中,有些车确实机油的消耗量很大(特别是某众的某些发动机),甚至不到一个换油周期机油尺就够不到机油了,让广大车主开车时心惊胆战的。这里有很多人就很疑惑了:我的发动机也不漏机油啊,机油怎么就没了呢?今天老侯就来给大家说说:发动机是怎么把机油烧掉的?
发动机润滑系统的工作原理及机油的作用
首先大家来看看发动机润滑系统的工作原理及机油的作用。
润滑系统的功用就是在发动机工作时连续不断地把数量足够、温度适当的洁净机油输送到全部传动件的摩擦表面,并在摩擦表面之间形成油膜,实现液体摩擦,从而减小摩擦阻力、降低功率消耗、减轻机件磨损,以达到提高发动机工作可靠性和耐久性的目的。
发动机润滑系统由油底壳、集滤器、机油泵、机油滤清器、主油道、机油冷却器、机油限压阀等部件组成。
机油是润滑系统的工作介质,具有润滑、清洗、冷却、密封、防腐蚀、缓冲振动及作为液压挺杆和可变气门正时机构的传力介质等作用。
正常的发动机润滑系统是密封的,机油不会泄露出去。但是,由于发动机的结构原理,会有一部分机油进入燃烧室燃烧,这就是发动机消耗机油的原因。机油进入燃烧室有两个途径:环泵油和曲轴箱强制通风。
环泵油
发动机在工作时,活塞在气缸中上下运动,必然会产生摩擦。为了降低摩擦强度,在润滑系统中,有一部分机油会飞溅到气缸壁上,以润滑活塞与气缸壁。就是这部分机油,其中又有一小部分通过活塞环泵油的方式进入燃烧室被烧掉。
但是活塞并不是直接与气缸壁接触的,而是通过活塞环与缸壁接触。活塞环套在活塞上,是有间隙的,否则发动机工作时热膨胀就卡死了。这三个间隙分别是:端隙、侧隙、背隙。下图是活塞连杆组及活塞环三隙的结构示意图。
由于这三个间隙的存在,使活塞环产生了泵油作用。
大家可以看到,由于活塞的上下运动,机油通过活塞环的侧隙和背隙,被泵入燃烧室。这就是活塞环的泵油作用。这是由往复活塞式发动机的结构特点决定的,只要该结构不变,活塞环泵油作用不可避免,发动机就一定会消耗机油。
活塞环泵油也并不是一无是处,最大的好处是利于活塞上部的润滑;可是随着气缸、活塞和活塞环的磨损,各部位间隙增大,活塞环的弹力减弱,密封性能下降,油环刮油能力下降,泵油作用加剧,使更多的机油进入气缸参与燃烧,这时发动机就会出现下排气、冒蓝烟、机油消耗量增大等故障。一般这种情况就需要大修发动机了。
有些发动机在新车时就烧机油,这可能是由于活塞环与气缸壁配合不好,活塞环的三隙过大,或活塞环弹力不足造成的。
在发动机中,活塞环起着至关重要的作用,它的材料、结构、物理与化学性质、安装及使用都对活塞环泵油有很大的影响。通过改进这些性能,会大大增加活塞环的使用寿命和减轻泵油作用。日系发动机一般极少出现烧机油的情况,主要是由于活塞环品质较好。
曲轴箱通风
发动机工作时,一部分可燃混合气和废气经活塞环泄漏到曲轴箱内(泄漏的气体量约为进气量的0.2%~1%)。泄漏到曲轴箱内的汽油蒸汽凝结后,将使润滑油变稀。同时,废气的高温和废气中的酸性物质及水蒸汽将侵蚀零件,并使润滑油性能变坏。另外,由于混合气和废气进入曲轴箱,使曲轴箱内的压力增大,温度升高,易使机油从油封、衬垫等处向外渗漏。为此,一般汽车发动机都有曲轴箱通风装置,以便及时将进入曲轴箱内的混合气和废气抽出,使新鲜气体进入曲轴箱,形成不断地对流。
曲轴箱通风方式一般有两种,一种是自然通风,另一种是强制通风。
自然通风-从曲轴箱抽出的气体直接导入大气中的通风方式称为自然通风。柴油机多采用这种曲轴箱自然通风方式。在曲轴箱连通的气门室盖或润滑油加注口接出一根下垂的出气管,管口处切成斜口,切口的方向与汽车行驶的方向相反。利用汽车行驶和冷却风扇的气流,在出气口处形成一定真空度,将气体从曲轴箱抽出。 但是这种方式是将曲轴箱中的废气直接排入了大气中,会增加大气的污染,因此这种方式现在已经禁止使用。
强制通风-从曲轴箱抽出的气体导入发动机的进气管,吸入气缸再燃烧。这种通风方式称为强制通风,汽油机一般都采用这种曲轴箱强制通风方式,这样,可以将窜入曲轴箱内的混合气回收使用,有利于提高发动机的经济性。
由于曲轴箱强制通风系统的使用,一部分机油蒸汽进入进气管,随新鲜的空气进入了燃烧室参与了燃烧。这同样是不可避免的。它消耗量的大小,与PCV阀的设计有直接关系。还与机油的蒸发值有很大的关系。如果机油容易蒸发,机油的消耗量就会比较大。
还有就是曲轴箱通风带来一些机油蒸汽在发动机工作时会进入燃烧室参与燃烧。但是当发动机熄火后,这些机油蒸汽就在进气系统中沉积下来,进过一系列的物理和化学变化,逐渐形成了积碳。缸内直喷发动机进气门积碳严重的主要原因就是曲轴箱通风系统造成的。
为了减少曲轴箱通风带入的机油量,工程师们想出了各种办法,比如加入PCV阀和油气分离器。但是也不能完全避免机油进入燃烧室燃烧。还有一些发动机原厂的油气分离器设计不合理,造成机油消耗量过大,为此有的人又在该系统中加入了一个机油透析壶,可以减少进入进气管中的机油量。
发动机烧机油是一个非常敏感的话题,其中涉及的因素也非常多,环泵油和曲轴箱通风是往复活塞式发动机不可克服的弊端,只要发动机的工作原理不改变,消耗机油就不可避免,只是消耗量的多少而已。一些汽车厂家机油的消耗量大,就有可能是这两个方面设计的不合理。但最可恨的是某些品牌自己不改善,不反思,反而推三阻四的,用各种理由为自己辩解,这就很不地道了。