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技术分析:机油品质对烧机油的影响

通常“机油消耗过大”都集中在德系,法系车上,如果美系,日系等也出现这种问题,那基本可以判断属于更严重的“烧机油”问题,而不仅仅是机油消耗过大。

先看一下汽缸壁与活塞环组的剖面图。

通常汽缸壁与活塞环之间留有3-10微米的间隙,间隙大小取决于加工精度,加工精度越高,主机厂付出的成本也越高。这3-10微米的间隙平时需要由机油形成的油膜来填充。

假设间隙是3微米,

小于3微米的颗粒可以自由通过,

大于3微米的颗粒会被气环或者油环碾碎成较小颗粒后通过,

当颗粒物大小正好等于3微米时,对于汽缸壁和活塞环组之间的磨损最大。(见上图右侧公式)。

正常的纸质机油滤清器的捕获颗粒物能力是

10微米时40%,

20微米是60%,

30微米时93%,

40微米时97%。

所以一定有60%的小于10微米的颗粒物不能被机滤过滤掉,其中和尺寸间隙相等的颗粒物可能造成汽缸壁和活塞环之间的磨损。

但机油中的极压抗磨添加剂可以起到一定的补偿作用,所以正常行驶的车辆,磨损并没有上述数据显示的那么严重。

颗粒物不仅仅是金属磨损的产物。由于机油在工作过程中会形成胶质物,在高温下也会变成固体颗粒,燃烧过程不充分也会形成积碳,两者也是颗粒物形成的主要来源。劣质汽油和劣质润滑油都会造成磨损加剧。

正是由于这3-10微米间隙的存在,燃烧室内燃烧的混合气体就有可能顺着这个间隙向下进入到曲轴箱和机油壳内(blow by)。压力越大,窜入的气体也就越多。需要强调的是,日系车机油消耗不如德系车大,并不意味着日系车的发动机加工精度更高,这个传言需要澄清,很大程度是因为德系车在4缸车上特别喜欢使用高压缩比技术,例如雪铁龙C5和斯柯达明锐1.6的行驶了几万公里的车,气缸压力都能达到15bar以上。而本田CiIVIC新车只有13bar,6缸的日产天籁只有10bar。高压缩比可能会带来更多的窜气(blow by),德系车喜欢用的涡轮增压技术也会带来更高的气缸工作压力和窜气可能。

前面也提到了,通过提高加工精度,减小这个间隙是能够减少窜气量,不过这也就意味着加工成本更高,对于机油中的颗粒物也更加敏感,更容易损坏。日系和韩系车原厂机油很多使用5w-20机油,而德系车原厂很多是高温时更加粘稠一些的5w-30机油,是因为德系车希望在高温时能保持住润滑油膜的厚度和强度来应对更高的气缸压力,而日韩系车因为压缩比较低,没有这个顾虑。

上面解释了高缸压车辆相比较低缸压车辆存在消耗更多机油的先天原因。下面介绍下润滑油品质量对机油消耗过大的影响。下图:

虽然生产厂匹配气环和油环的时候已经考虑如何尽量减少窜气,第一道气环应当能阻止80-90%的窜气,第二道能阻止10-20%窜气,最后一道油环阻止剩下的5%。但实际上窜气是无法彻底避免的。窜出的高温气体会加速润滑油老化形成更多颗粒物的同时,还会加热润滑油,使其中易挥发成分被分离,通过PCV系统进入燃烧室被烧掉排出发动机,使得机油量不断减少,造成“机油消耗过大”或者“烧机油”,当磨损加剧造成间隙变大时,窜气量也会随之加大,机油消耗情况会变得更严重。

通常情况下,1,2类基础油生产的润滑油(矿物油或者所谓的半合成油)都含有10-20%左右的可挥发成分。也就说是,如果你使用的是这种机油,每一个换油周期少了20%的机油都是正常的,根本不能算机油消耗过大,因为少了的20%机油可能都是可挥发成分,是自己被加热挥发走的,而车子本身没有问题。

以下数据仅作参考:

3类基础油(合成油或者半合成油)含有5-15%的可挥发成分。

3+类基础油(合成油)含有<=5%的可挥发成分;

4类基础油(PAO全合成)含有1.8%的可挥发成分;

5类基础油(脂类全合成)含有1.0%的可挥发成分。

如果车主使用的是合成或者全合成油仍然存在“机油消耗大”的问题时,

1.请核查选择的机油是否真的是生产厂说的合成或者全合成;

2.请看下面内容。

A.气环油环的卡涩导致的“机油消耗过大”或者“烧机油” 

如果使用的机油清净分散能力不足,或者长期在市内低速行驶,或者保养周期太长导致机油失效,会导致油泥和胶质卡涩在活塞的环槽内,在燃气高温影响下变成积碳,使气环油环的卡涩,失去弹性无法张开,导致汽缸壁和活塞环的间隙进一步加大,产生更多窜气,更多机油进入燃烧室被消耗掉。

下图案例:

上两图中该车为大宇车,20万公里里程。经过气缸压力测试发现除了第一缸看起来正常,其他3缸都有问题。4个气缸的分别压力只有9.5,7.5,7和7.5 bar,平均压力=(9.5+7.5+7+7.5)/4=7.875 bar。

经过发动机内部清洗后再检测气缸压力,分别为10.7,9.7,10.6和11.3bar,平均压力= (10.7+9.7+10.6+11.3)/4=10.575bar。比清洗前的气缸压力恢复了34.3%。(导致气缸压力下降的原因不仅仅是气环油环卡涩,此处不做详细介绍)

通常情况下紧跟着气环油环卡涩后而来的是后续的磨损加剧。在早期发现的话可以避免磨损加剧。如上述案例,尽管1,3,4缸都得到了明显的恢复,但第2缸的磨损已经发生,无法通过清洗的方式使其恢复正常。所以,使用优质的机油,定期保养,定期检查和必要时进行发动机内部清洗是预防烧机油的有效措施。

通常判断烧机油的标准是看尾气是不是发蓝,或者行驶一段历程后看机油是否大量减少。在开始烧机油的初期,这些症状还不明显,不能用来作为有效判定办法。最简单有效的办法是闻一下热车后的汽车尾气是否有明显刺鼻的臭味,如果有,就要考虑可能是烧机油的开始。通常解决办法是做一次发动机内部清洗,或者更换一款清净分散性较好的机油。但用于解决问题时,前者的速度更快,此处强烈推荐使用德国玛蒂发动机内部清洗剂:玛蒂C(不是广告,是宣传)。清洗过后,再选择符合欧洲ACEA标准的玛蒂机油。 另外预防和修复磨损,在加入玛蒂机油的同时,配合使用玛蒂M,是必须的,这样对发动机做到双重保护。

B.曲轴箱强制通风系统PCV阀损坏

为了环保目的,窜气造成的机油挥发出来的蒸汽都会经过一套冷却系统,经过冷却恢复液态后回流到油底壳中,当PCV阀门损坏时候,机油无法液化回到油底壳,只能进入燃烧室被烧掉。2012年之前的德系车,尤其是大众车,PCV阀非常容易损坏。这个在前几篇的文中提到了。

C.油封泄漏

API SM,SN级别认证和各主机厂认证的时候都会有密封材料相容性的检验。机油生产商都会注意这个相容性的问题。例如,即使如美孚一号这样的全合成机油也不完全是4类PAO基础油,而是掺了一部分5类脂类基础油,原因是PAO会导致密封材料收缩,而脂类会导致密封材料膨胀,两者共同作用,维持密封材料不受影响。

除了年久失修的车辆,油封老化导致泄漏可以认为是必然的,这种必然,完全可以使用德国玛蒂DS来解决,当然提前加入预防是最好的。

较新的车辆发生油封泄漏,要么是车辆生产时的问题或者是由于车主使用了不当的机油和汽车养护用品。

根据实际经验,德系车里程数短的机油消耗过大,主要原因是PCV阀有问题,里程数中等至较长的车辆机油消耗过大,需要排除PCV阀和气环油环卡涩的问题,其他车系机油消耗大的问题主要原因是气环油环卡涩。

油封泄漏造成机油消耗过大的情况主要出现在老旧车辆或者是设计有问题的车辆上。

其他还有一些机械问题可以导致机油消耗过大,但占比例并不高,上面所说的三个原因在实际烧机油的案例中占比超过90%。一旦发现有尾气异味,尾气冒蓝烟现象,请马上使用德国玛蒂系列产品。当然,未出现问题时的预防才是最好,德国玛蒂建议你,一开始就应使用德国玛蒂系列产品,不但让你避免不必要的维修,而且还能保持你爱车一直保持优秀的状态。

 

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