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汽車發動機燒機油那點事……

2016-01-07 09:21:09    點擊:2267

網上前段時間為大眾汽車發動機燒機油的事炒得可火了,尤其那位NN先生對一款大眾車發動機氣門搖臂軸承內圈破損的分析點擊量突破十萬次,大眾車發動機真的有問題嗎?其實說大眾的車燒機油,真有點冤枉大眾了,且聽中鑫之寶總工程師胡建軍胡老師慢慢分析。

什么是燒機油?


汽車發動機因其設計、應用、配置、結構、控制及其潤滑系統、冷卻系統特點的不同,如自然吸氣式發動機、帶渦輪增壓器的發動機、多個機油泵的發動機、鑄鐵缸體與鋁合金鑲套和不鑲套缸體、發動機倉底帶導流板的和不帶導流板的以及潤滑油的選擇、質量等,引起可能燒機油的原因不盡相同,必須一一分析決不能一概而論。因此也就注定并不存在一招解決問題的靈丹妙藥,同病需異治乎。


說大眾車、歐洲車燒機油這種蓋棺定論未免有些不公,其他車型一樣有很多出現發動機燒機油的,只不過對大眾車關注度較高而已。我們以一臺虛擬發動機而言,出現燒機油現象,不外乎有這么幾個原因:

燒機油的原因

1).由增壓器引起的燒機油
2).由發動機工作溫度過高引起的燒機油
3).由發動機潤滑系統功能性元器件引起的燒機油
4).由冷卻系統工作效率過低引起的燒機油
5).由發動機運動副間隙不合適引起的燒機油
6).由機油加注過多引起的燒機油
7).由發動機相關密封件引起的燒機油
8).由發動機強制廢氣再循環系統引起的燒機油

注意,我們這里指的燒機油是單指機油(不管以什么樣的狀態)進入燃燒室與混合氣一同被燒掉,而不是由于泄露缺少機油造成發動機部件損傷,這是兩碼事。

【病 例】



型號:奧迪Q7/CJT/V6/3.0T帶機械增壓器

病狀:發動機燒機油故障

行駛里程:78625KM

病情陳述:車主告知每千公里大約要補充1.5L機油,從上次補充機油到現在跑了1600多公里,還沒有補充機油。



【手術中】

首先我們檢查了一下發動機外部和底部,局部有輕微滲油痕跡,其余并沒有發現明顯漏機油的地方,聽了一下發動機運轉的聲音,在1缸附近有明顯的敲擊聲音,測定了一下曲軸箱的背壓,背壓與正常值比較偏大,同時利用直感式壓力表檢測了機油壓力,基本正常;停機后,對該發動機油底中機油放出進行了稱重,的確剩余不足二分之一;



隨機將六個火花塞卸掉,用內窺鏡觀測,發現除了各缸活塞頂部、氣門口處積碳很厚以外,1、2缸有明顯很深的拉傷痕跡,此種跡象已經不適宜不解體處理方案了,只好打開發動機,進行深度檢查。



第一:檢查發動機是否存在漏機油

一邊將發動機從車上抬下,一邊進一步檢查是否存在漏機油的地方,要想排除燒機油故障首先必須排除是否有漏機油的地方,因為漏機油和燒機油引起的故障是兩個不同軌跡;



其千公里機油消耗約1升左右(手冊上標注千公里消耗0.5升為正常,這里暫且不去議論這個標準國人是否能夠接受),我們對引起機油可能進入燃燒室的部位一一進行了排查;

第二:檢查廢氣渦輪增壓器和中冷器體






如上圖所示,在機械增壓器中冷器內部和曲軸箱通風口內有機油存留,從進氣口處也可以看見。這說明該發動機曲軸箱當中有大量的機油蒸汽竄入(注意:現代發動機燒機油與以往發動機燒機油有一些不同的表癥,由于機油的品質不同,以往的發動機燒機油,在排氣管尾部有明顯的冒藍煙現象,而現在由于加工精度越來越高,機油越來越稀如全合成機油在排氣管幾乎看不到藍煙)。



第三:檢查氣門和氣門導管




氣門口處有積碳,證明燒機油;經過專用量具測量,氣門桿與氣門導管配合間隙正常(0.025mm—0.035mm之間),證明無機油泄漏。


第四:檢查曲軸前后油封、平衡軸油封以及氣門油封處是否有因為油封老化、破損而引起的機油泄漏。



一是判定油封磨損程度;二是曲軸箱背壓是否過大(在抬下發動機前動態狀態下已經測量過機油室內的背壓,正常。注意,帶曲軸箱強制通風與廢氣再循環機構的壓差不同)。

 

第五:檢查二次空氣泵工作是否良好,工作正常。



 

第六:抽出活塞以及活塞環,檢查缸筒與活塞。

發現1、2缸嚴重拉傷,原因是因為燒機油后形成膠結,活塞環已經與環槽粘接在一起,加之積碳過多造成溫度過高,導致缸筒與活塞拉傷。









 

第七:對活塞裙部及缸筒內經進行測量

六個缸筒內經活塞裙部間隙均在0.05mm-0.06mm之間(維修手冊上標注為0.025mm-0.080mm);缸筒橢圓度和圓柱度都不超過0.02mm,均符合標準公差范圍要求;





 

第八:檢查活塞環開口(端口)間隙、背隙與側隙

經檢查均符合標準要求;



 

第九:檢查曲軸磨損程度、曲軸與軸瓦配合間隙

經檢查曲軸連桿軸頸表面有輕微拉傷,但配合間隙符合標準。做這項檢查的目的,是排除因為曲軸與軸瓦配合間隙不當引起的故障;

 





 

第十:對機油物理和化學性能進行檢測:酸度、黏度、低溫流動性等指標。

因加注的是汽油機0W-30全合成機油,原加注機油雖然應該問題不大,但從經驗認為如果加注0W-40的會更好一些。對使用后的機油化驗顯示偏酸,說明機油中混進了汽油混合氣,原因是混合氣由缸壁間隙竄入;機油顏色發黑,經磨粒分析說明有大量碳顆粒;

 



 

至此所有檢查結束,看似沒有找到燒機油的原因,其實不然,從第九步檢查機油偏酸,證明機油中混入可燃氣體,唯一的解釋就是可燃混合氣是從活塞與缸筒間隙竄入,可是經測量缸壁間隙符合維修手冊技術規范。

 

那問題究竟出在哪?

回想一下,我們在做第六步活塞與缸壁間隙檢查時實測間隙是0.050mm-0.060mm嗎?技術手冊上規定最大上限可達到0.080mm的確是在標準范圍之內,但0.025mm-0.080mm之間按我們經驗值,鑄鐵缸套按材質、工質、工況等因素以及缸徑比例來講,公差帶略微顯得有點寬。但此發動機是帶機械增壓器的,我們知道帶增壓器需發動機在怠速和冷機狀態下,曲軸箱背壓較大極易造成機油蒸汽竄入燃燒室,這是其一。

 



 

其二,發動機超速運轉也容易產生燒機油現象,但是由于車輛運營環境不同,在歐洲汽車日均運行速況中,怠速和超速段很窄,因而燒機油在千公里0.5升就顯得很正常,而我們的用車環境,由于各種原因怠速和超速段相對較長,因而燒機油矛盾就比較突出了,再者由于裝有增壓器,發動機相對工作溫度較高,沒有相對較大間隙公差帶,很難保證安全工作要求。但是這種較寬的公差帶在我們特定的工況下,卻存有一定燒機油的隱患。

 



 

要想解決問題,經我們反復試驗分析,要讓缸壁間隙在公差帶的偏下限值,我們正是按這個思路做的(注意活塞環的開口間隙同樣處理),并加注了0W-40的汽油機油,經過試車反饋,5千多公里了車主還沒有感覺出缺機油,排氣管也沒有嗆人的味道了,而且動力性、加速性都有明顯提高。這里要提醒一點注意的是,加注的機油一定注意它的高溫粘度特性指標。

 

是不是所有燒機油的發動機都可以這樣解決?

同病異治,一定要經過科學的檢查與分析,具體情況具體分析,同時慎重制定對應的解決方案,我們到目前為止解決了幾十個燒機油案例,完全一樣的解決方案并不多。老子說:故無常,欲以觀其妙;常有,欲以觀其微。就是這個道理。

 

至于前面提到的NN先生對一臺氣門搖臂軸承內圈破損的分析的案例,還是很精彩的,遺憾的是沒有看到最后的解決方案,只是列舉了故障現象,我從字面上分析,此現象應該是由于發動機燒機油導致機油嚴重短缺,從而致使潤滑不良、冷卻效率降低,致使搖臂軸承無油干磨,最后在不同力的作用下疲勞斷損。但是為什么燒機油這個原因,還有待于現場分析。


胡建軍,中鑫之寶總工程師。

中國汽車工程學會會員;中國資深汽車維修工程師(SAE);

《中國消費者報》汽車維修質量投訴專家委員會主任委員;

《汽車維修與保養》專家委員會主任委員;

《汽車維修技師》專家委員會主任委員;

教育部汽車維修職業教育改革國家級課題組組長、專家委員;

交通運輸部專業技能認證中心專家委員;

中國汽車工程學會汽車應用與服務分會汽車維修職業教育委員會專家委員。

2014年中國汽車診斷師大賽總顧問,總裁判長;

2015年首屆中國汽車診斷師大賽總決賽中擔任總裁判長。


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