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                          潤滑油性能下降分析及預防

                          潤滑油性能下降或變質會導致發動機零件的加速磨損,對引起潤滑油性能下降的影響因素進行了分析,提出了預防措施,以延長發動機使用壽命。


                          發動機潤滑油的主要性能指標


                          發動機潤滑油(也稱為機油)在發動機中循環流動,起到了減少動配合表面的摩擦磨損,帶走摩擦熱及磨損產物,起到冷卻、凈化、防氧化腐蝕和密封摩擦表面的作用。發動機對潤滑油使用性能要求比較苛刻,作為發動機使用的潤滑油需要具有以下性能。


                          1.潤滑性
                          潤滑性是指發動機在各種狀態下工作,潤滑油都必須達到使用要求,都要具有良好的降低摩擦、減緩磨損和防止金屬燒結的能力。因此,潤滑油中要添加油性添加劑和抗極壓添加劑。

                          2.黏度
                          液體在外力作用下移動時液體分子間產生內摩擦力的性質,稱為黏度。黏度還表示油膜厚薄的程度。對于潤滑油來說隨著環境溫度、工作溫度、機械負荷和轉速的變化,對黏度有著不同的要求。黏度是機油的主要指標,也是機油分類選用的依據。黏度必須適中,黏度過大時,發動機啟動困難,啟動時易出現干摩擦或半干摩擦,多消耗能量,降低發動機功率,加大汽缸磨損,冷卻和清潔作用也會降低。黏度過小時,無法形成足夠厚的潤滑油膜,機件得不到正常潤滑,加大磨損,同時機油的密封性能降低,消耗量增大。潤滑油膜過薄還容易讓油液過早的氧化。如使用的是單級黏度機油,在保證發動機正常潤滑的前提下,應盡量選擇黏度低一些的機油,以保證熱機后的潤滑效果。

                          3.黏溫性
                          機油黏度隨溫度變化,溫度升高黏度變小,溫度降低,黏度增大。油液這種因溫度升降而改變黏度的性質稱為黏溫性。普通潤滑油的這種特性正好和發動機對機油的要求相反。機油黏溫性指數愈高,機油黏度隨溫度變化就愈小。因此黏溫性指數高的機油符合發動機特性需要。實際上機油諸多指標中最重要的指標就是黏溫性。好的黏溫性可以保證良好的潤滑效果和啟動性能,可以防止油液過早的氧化。

                          4.凝點
                          受冷后,機油開始失去流動性的溫度為機油凝點。機油的凝點過低,影響發動機冷車時的啟動性能和冷車時潤滑性能。

                          5.抗氧化安定性
                          發動機潤滑油與氧相互作用反應生成氧化產物,改變其物理和化學性質的過程,稱為發動機潤滑油氧化。機油氧化速度主要取決于機油的化學組成、溫度以及與空氣接觸面積的大小和金屬的催化作用。溫度越高,油層越薄,機油抗氧化安定性越差,產生的膠質就越多。發動機潤滑油應具有良好的抗氧化安定性。

                          6.抗腐蝕性
                          發動機潤滑油抵抗腐蝕性物質對發動機金屬零部件腐蝕的能力,稱為發動機潤滑油的抗腐性。發動機潤滑油應具有良好的抗腐性。發動機潤滑油抗腐性的評定指標是中和值或酸值,同時還要進行相應的潤滑油試驗。

                          7.抗泡沫性
                          發動機潤滑油消除泡沫的性質稱為發動機潤滑油的抗泡沫性。泡沫會造成穴蝕、氣阻,造成供油不足等,所以要求發動機要有良好的抗泡沫性。

                          8.灰分
                          機油在規定條件下燃燒后所留下的未燃燒物質,即在相當高的溫度下不能揮發和燃燒的物質叫灰分?;曳謺黾影l動機的積碳,增大發動機的磨損。


                          潤滑油性能下降影響因素



                          1.溫度
                          潤滑油是烴的混合物,主要有芳香烴、環烷烴、烷烴,在常溫下是比較安定其指標無明顯的變化,但是在高溫下潤滑油所含的各類烴中,烷烴的抗氧化安定性最差,環烷烴次之,芳香烴最不容易氧化。但芳香烴的碳氫比大,不易完全燃燒,易產生積碳,占比也不能過高。這些烴在發動機工作中不斷受熱和氧化并進一步縮合,結果生成不溶于油中的氧化產物,主要是瀝青質,粘塞于活塞與汽缸間,容易形成漆膜,造成黏環和拉棚。潤滑油高溫氧化后流動性變差,發黏、產生積碳、漆膜和油泥,使發動機的進氣門密封不良,潤滑油濾清器堵塞,加大油泵運行阻力,嚴重時還會造成機油限壓閥卡滯。

                          2.水分
                          為了提高潤滑油的使用性能,在其中添加有多種添加劑,清凈分散劑是其中一種。主要功能類似磁力的排斥作用,防止潤滑油中微細雜質聚成較大的顆粒以油泥、積碳和漆膜的形式沉積到金屬表面。清凈分散劑能將氧化膠狀物、積碳等變成微小顆粒懸浮在機油中,而不是沉積在金屬表面,然后通過機油濾清器濾掉。而機油中的水分會使這種清凈分散劑失效,使機油變成了乳化液,破壞了油膜,從而加速機油的氧化。當水分達到1%時,機件磨損將加快2.5倍。潤滑油中的水分主要來自汽缸下部阻水圈損壞或汽缸墊損壞、汽缸蓋或機體有裂紋、汽缸蓋緊固螺栓擰得不緊等,都會引起冷卻水進入油底殼的機油中。

                          3.柴油
                          柴油進入油底殼后,機油濃度變稀薄,黏度會明顯下降,各摩擦表面不能保持良好的油膜,機件得不到正常潤滑,增加磨損。另外,柴油的凝固點高,導致潤滑油傾點上升,低溫下(在高于潤滑油正常凝固溫度時)凝固,發動機無法泵送機油,摩擦表面處于無油潤滑的狀態。潤滑油被柴油稀釋原因有:冷啟動多次啟動不成功、汽缸與活塞的配合間隙過大、燃油噴入汽缸的時間不正確、燃燒不完全,導致未燃燒的柴油會延汽缸壁流入油底殼;噴油泵或輸油泵等供油系統機件磨損使柴油漏入油底殼;一些機型的噴油泵安裝在齒輪室殼上,當柱塞磨損嚴重,在壓油時部分柴油順柱塞和柱塞套間隙向后滲漏,進入齒輪室,最后歸于油底殼,便會使機油增多。

                          4.高溫燃氣
                          當汽缸、活塞、活塞環配合間隙過大時,會導致燃燒室中的高溫氣體向下竄入曲軸箱;另外,曲軸箱通氣孔堵塞,曲軸箱負壓增高,也會導致燃燒室中的高溫氣體向下竄入曲軸箱。燃燒室中的高溫氣體中含有二氧化硫,會促進機油很快變質。

                          5.金屬磨屑和燃燒產物
                          零部件磨損的金屬沫和燃燒產物對機油氧化具有催化作用,在磨損的金屬中,銅對機油老化影響最大,而鐵的催化作用為銅的20%,其他金屬催化作用不明顯;高溫燃燒室內燃油燃燒生成的氧化鐵、氧化釩等,都是活性很高的氧化催化劑,將加快機油的氧化作用。潤滑油中的雜質,除本身劣化、變質產生淤渣外,外來混入雜質主要來自在燃燒中產生的并因漏氣竄入曲軸箱或不完全燃燒的碳化合物以及燃料、潤滑油、添加劑燃燒的灰分;從空氣濾清器進入的灰塵和從密封不好處侵入的灰塵;發動機裝配時因零件清洗不凈而殘留的鑄件型砂,切削加工時的金屬屑,磨具磨下來的粉末等;動配合件金屬磨損顆粒,氣門座的氧化磨損顆粒及軸瓦等的磨損顆粒在摩擦熱的作用下產生的硬質氧化磨屑;車輛因長期停放機器內生銹而產生氧化金屬。當這些雜質隨機油送入各摩擦表面后,起到磨料作用,使零件磨損加劇,甚至堵塞油路,造成供油不足而出現咬合等故障。


                          預防措施



                          1.新購買的或剛大修過的發動機要進行認真的磨合試運轉,提高動配合零件的配合質量,確保動配合零件的表面粗糙度和裝配精度,減少磨損產物。

                          2.發動機作業前要檢查冷卻系統,保證冷卻水充足,定期清除冷卻系內的水垢,檢查風扇皮帶張緊度,保證水泵、風扇工作正常,以保證發動機在正常溫度范圍內工作。作業中不要長時間超負荷運轉,以免發動機過熱。檢查燃油系工作是否正常,避免燃油燃燒滯后,引起發動機過熱。如供油提前角度太小時,燃油燃燒滯后,排氣管會出現放炮聲和冒黑煙的故障現象,這時應重新檢查并加以調整。

                          3.加強發動機的使用與保養,不可帶病作業,保證發動機技術狀態正常,對磨損超限的零件要及時更換,避免水和柴油漏入油底殼。經常檢查曲軸箱通氣孔,防止其堵塞,防止燃氣向下竄入曲軸箱。

                          4.換機油時要清洗機油濾清器2~3次,濾芯破損或已失效的要換新件。每次換機油時要趁熱放出,然后向油底殼加入柴油(數量要比機油用量多些)。發動機空轉2~3min,停車后即放出洗滌油,待滴干后,加入新的潤滑油。

                          5.加強空氣濾清器、柴油濾清器、機油濾清器的使用維護,以最大限度減少外來雜質的混入。改善維修、保養作業場地衛生和降塵條件,對長期停放的車輛實施正確封存保養。


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                          2022-02-28

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