從現象看本質 解析機油出現乳化現象
假期后第一天上班,雖然坐在辦公室,但工作狀態(tài)還沒有恢復。無聊的時候,對面的同事給我發(fā)了一個聊天軟件的鏈接,讓我仔細查看。這是長安CS35(查成交價|參配|優(yōu)惠政策)論壇的一篇帖子,講的是“油乳化”現象,圍繞這個話題的討論幾乎充斥了這款車型的整個論壇。事件雖然始于長安CS35,但就機油乳化現象而言,除了大家熟悉的發(fā)動機積碳現象外,還與每一輛車有關。機油“乳化現象”是怎么回事?有時候擺在我們面前的不一定是事物的本質。
●油乳化現象是如何發(fā)現的?
對于大多數車主來說,通過機油加注口密封蓋發(fā)現機油乳化現象是最方便的方法。從狀態(tài)來看,填料密封蓋內側附著的白色泡沫液層幾乎可以斷定是異?,F象。有時,這些白色泡沫狀液體也會粘附在油尺上。另外,如果機油中有乳化現象,在拆解相關部件后也可以發(fā)現這種白色泡沫。
●油乳化現象對發(fā)動機的影響
當發(fā)動機運轉時,相對運動部件的表面之間有直接接觸。在這種不斷的“摩擦”中,磨損會立即發(fā)生,同時這種現象也會侵蝕一部分動力。為了壓制發(fā)動機這個永恒的敵人,發(fā)動機潤滑系統(tǒng)從未停止過進化的步伐。其中,石油起著非常重要的作用。它不僅可以減少機械零件之間的磨損程度,減少發(fā)動機內部的功率損失,還可以清潔和散熱。機油的作用遠不止上面提到的那些,所以可以看出機油對一臺發(fā)動機的重要性。乳化現象中的油含有水和氣泡,明顯影響油的潤滑、清潔和散熱性能。
●為什么油會有乳化現象?
◆什么是乳化?
乳化是將兩種不混溶的液體強烈攪拌形成乳液的過程,其中強烈攪拌是為了充分混合它們。此外,乳化的程度與溫度和攪拌速度直接相關。就油乳化現象而言,這兩種不混溶的液體是油和水。當它們混合時,碰巧在它們周圍提供了有利的乳化條件,所以油將被乳化。這就是我們看到的白色泡沫。
由于白色泡沫是在加油口發(fā)現的,這里可能就是白色泡沫開始形成的地方。按照以上思路,乳化過程需要用水和機油混合,這就導致了一個問題。他們從哪里來的?此外,注油器下方的閥室不具備“攪拌”的條件,但轉念一想,如果油和水以極細的液滴狀態(tài)混合,會增加兩種物質的接觸面積,從而達到充分混合的目的,有助于乳化效果的產生。即便如此,你可能要問,這種微小液滴狀態(tài)的油和水是從哪里來的?
◆細小液滴形式的油和水是從哪里來的?
先解決油的問題吧。發(fā)動機運行過程中產生的熱量會使?jié)櫥到y(tǒng)中的油蒸發(fā)到一定程度。在曲軸箱通風系統(tǒng)的幫助下,潤滑系統(tǒng)中極細的油滴可以穿過氣缸體和氣缸蓋,沿著通風腔進入氣門室。在這個階段,油乳化的大部分條件已經滿足,接下來是水源和混合過程。
在低溫環(huán)境下,發(fā)動機工作時,由于缸蓋罩的溫度不能快速上升,在溫差的作用下,缸蓋罩內容易出現結露的現象,與油滴混合后,在機油加注口和缸蓋罩處形成乳化的白色泡沫。白色泡沫的形成不會放棄,還會造成新的問題,包括油的進一步乳化現象和缸內混合氣燃燒質量差。這與曲軸箱通風系統(tǒng)有關。
◆曲軸箱通風系統(tǒng)的作用是什么?
曲軸箱通風系統(tǒng)對發(fā)動機來說是非常必要的。在我看來,它總是掩蓋了發(fā)動機本身的“缺陷”。其原因是,當發(fā)動機運轉時,在極端情況下,燃燒室中的混合物會流入曲軸箱。在這種情況下,本應起到密封作用的活塞環(huán)無法有效地限制這一點。進入曲軸箱的混合氣體會導致機油變質,進而影響潤滑系統(tǒng)。此外,如果不能及時將氣體導出,長此以往,曲軸箱內的壓力會越來越大,可能會導致更多的疾病,如油氣泄漏,影響發(fā)動機的動力性能等。
曲軸箱通風系統(tǒng)旨在改善竄氣對發(fā)動機的不利影響。它將這些氣體抽出,利用發(fā)動機進氣產生的負壓將其吸入氣缸進行再燃,從而維持曲軸箱內的正常壓力。這是一個理想的情況,但是在這個過程中,應該輸出的氣體必然會攜帶一些極其細小的油滴,如果不加以限制,也會被吸入氣缸燃燒。
◆需要油氣分離器
較舊的發(fā)動機在曲軸箱通風系統(tǒng)中沒有配備油氣分離器,這會導致機油沿著系統(tǒng)進入氣缸。眾所周知,機油進入氣缸后不能完全燃燒,因此會影響發(fā)動機的排放質量。面對日益嚴格的排放標準,目前這種粗放的制度已經得到了完善。在無法從根本上避免氣體竄氣的前提下,最有效的方法就是通過油氣分離器將油從這些氣體中分離出來,從而降低氣缸吸入的氣體中的含油量。
○油氣分離器的類型和應用
油氣分離器可以分離油氣混合物。從類型上看,油氣分離器按安裝位置可分為內置油氣分離器和外置油氣分離器。此外,根據結構的不同,還可分為迷宮式油氣分離器、旋風油氣分離器、離心油氣分離器、纖維油氣分離器和靜電油氣分離器。
迷宮式油氣分離器是生產車輛中應用最廣泛的一種。在內部擋板的作用下,氣體在分離器內呈“S”形流動,經過由多個擋板組成的分離室后,會產生壁面碰撞效應,使混合氣體中的油與擋板發(fā)生碰撞,滴入閥室,返回油底殼。但是這種結構的油氣分離器在工作效率上有一定的局限性,極細的油顆粒仍然會通過這種類型的油氣分離器順利進入氣缸,額外的外置油氣分離器可以進一步細化這一點。外部油氣分離器主要有旋風分離器、離心分離器、纖維分離器和靜電分離器。其中,離心式和旋風式油氣分離器在量產車中更多用作外置油氣分離器。
外置油氣分離器可以進一步處理混合氣體,分離出來的油沿著相應的通道流回發(fā)動機潤滑系統(tǒng),氣體被吸入氣缸。
結合乳化現象,如果內置的油氣分離器內已經形成了白色泡沫,那么,順著氣流方向,打開PCV閥后,白色泡沫也會進入外置的油氣分離器,經過它的處理后,氣液就會分離。白色泡沫中的水也將被分離。按照正常順序,機油會與水混合回到油底殼,進入潤滑系統(tǒng),從而影響機油質量。但是,進入這里的水可能會以氣體的形式再次進入曲軸箱通風系統(tǒng),這可能會在閥室中造成更嚴重的乳化現象并循環(huán)。
◆相關總結:
和發(fā)動機積碳一樣,機油乳化也是不可避免的,但由于各種原因,機油乳化的程度不同。包括環(huán)境溫度的影響,上述乳化過程在低溫環(huán)境下更容易發(fā)生。另外,機油也是不可忽視的一部分。眾所周知,機油中含有各種添加劑,如清潔、抗磨、抑泡、抑制油乳化等。因此,在同等條件下,機油的質量也與機油是否容易出現乳化現象有關。
長安CS35的解決方案管用嗎?●長安CS35機油乳化現象解決方案
現在讓我們回到長安CS35的機油乳化問題。廠家給出的解決方案是拆除外置油氣分離器,將原來三通管路設計的結構改為雙向結構,塞住多余的回油管,清洗缸蓋罩內部和發(fā)動機潤滑系統(tǒng)。對此我們也有報道,“拆解油氣分離器,拆卸長安CS35機油乳化保養(yǎng)”。在接下來的段落中,我將解釋修復方案。
●解釋維修計劃。
重點是外部油氣分離器。長安CS35發(fā)動機裝配的外置油氣分離器是旋風油氣分離器。大多數汽車僅配備一個迷宮式內置油氣分離器。當然有些車,像長安CS35,有兩個油氣分離器,這樣油氣分離效果更好。
拆下外置油氣分離器后,CS35發(fā)動機在曲軸箱通風系統(tǒng)中缺少了原來更高效的過濾設備,但這不能算是一種退化。如果沒有,只能說是在優(yōu)化曲軸箱通風系統(tǒng)的過程中沒有得到充分驗證,導致油氣分離過程中存在一些隱患。
說到驗證,我們也從廠家那里得到了一些信息。在潮濕和寒冷的天氣條件下,以及在短距離或短時間駕駛或停車后,更容易產生白色泡沫。但是,正是這種用車方式在各種測試標準中找不到相應的測試項目,所以這種現象在R&D測試階段很難發(fā)現。
從表面上看,外置油氣分離器是整個乳化現象的焦點。拆下后可切斷分水途徑,防止水從回油管流入油底殼。但是,如果你讀了上面的文章,你會發(fā)現乳化現象可能已經在閥室中形成了。如果是這樣,拆除外置油氣分離器的方法只能起到延緩或掩蓋乳化現象的作用。之所以用“掩蓋”二字,是因為在打開PCV閥后,產生的白色泡沫可能會沿著管道吸入進氣歧管,然后在氣缸內燃燒,所以白色泡沫的程度沒有那么明顯,加油口處可能看不到這種現象。
◆清洗過程
清潔潤滑系統(tǒng)和氣缸蓋罩內部是制造商發(fā)布的維護意見。但是從拆卸后的情況來看,進氣歧管和PCV閥的連接處有白色泡沫物質。發(fā)動機運轉時產生的負壓會將這些白色泡沫吸入氣缸,進一步影響燃燒質量。同時,它將鼓勵碳沉積的增長。因此,我們認為進氣歧管也應該在這個維護過程中進行清潔,而不是讓它被吸入氣缸。
◆發(fā)動機機油
清洗后,加入的機油仍然是原來的機油產品。不知道廠家有沒有對添加的機油產品進行相關驗證。對于車主來說,如果保養(yǎng)后仍然發(fā)現有白色泡沫,可以考慮選擇一些質量較高的油品,可能會起到一定的改善作用。
編輯摘要:
通過這篇文章,希望大家能對油乳化現象有更全面的了解。首先,在環(huán)境溫度較低的情況下,那些白色泡沫物質更容易出現在機油加注口;其次,這種現象在很多車型上都出現過,就像每臺發(fā)動機都會產生積碳一樣。積碳較輕時,不會對發(fā)動機造成很大影響。積碳嚴重會造成一些問題,可能導致發(fā)動機故障,機油乳化現象也會出現。最后,用更高質量的油替換可能會緩解這種情況。
曲軸箱通風系統(tǒng)是目前內燃機中必不可少的系統(tǒng),它維持著發(fā)動機的正常運轉。然而,在產生白色泡沫的問題上,該系統(tǒng)的工作過程恰恰為其創(chuàng)造了溫床。油滴可以更好地與水混合生成白色泡沫,白色泡沫將沿著曲軸箱通風系統(tǒng)進入進氣歧管,與燃油空混合氣一起被吸入氣缸燃燒。
在這次“機油乳化”事件中,長安汽車公司采取了非常積極的態(tài)度進行處理。外部油氣分離器的拆除最大限度地避免了水回流到油底殼的可能性。原則上也在一定程度上減少了白色泡沫的產生。但從論壇反饋來看,已修復車輛無法完全避免白色泡沫的產生。我們也期待長安汽車公司盡快給出進一步的解決方案。
長安CS35論壇
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