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润滑油性能下降分析及预防

发布者:admin2021-04-13

润滑油性能下降或变质会导致发动机零件的加速磨损,对引起润滑油性能下降的影响因素进行了分析,提出了预防措施,以延长发动机使用寿命。


发动机润滑油的主要性能指标


发动机润滑油(也称为机油)在发动机中循环流动,起到了减少动配合表面的摩擦磨损,带走摩擦热及磨损产物,起到冷却、净化、防氧化腐蚀和密封摩擦表面的作用。发动机对润滑油使用性能要求比较苛刻,作为发动机使用的润滑油需要具有以下性能。



1.润滑性润滑性是指发动机在各种状态下工作,润滑油都必须达到使用要求,都要具有良好的降低摩擦、减缓磨损和防止金属烧结的能力。因此,润滑油中要添加油性添加剂和抗极压添加剂。
2.黏度液体在外力作用下移动时液体分子间产生内摩擦力的性质,称为黏度。黏度还表示油膜厚薄的程度。对于润滑油来说随着环境温度、工作温度、机械负荷和转速的变化,对黏度有着不同的要求。黏度是机油的主要指标,也是机油分类选用的依据。黏度必须适中,黏度过大时,发动机启动困难,启动时易出现干摩擦或半干摩擦,多消耗能量,降低发动机功率,加大汽缸磨损,冷却和清洁作用也会降低。黏度过小时,无法形成足够厚的润滑油膜,机件得不到正常润滑,加大磨损,同时机油的密封性能降低,消耗量增大。润滑油膜过薄还容易让油液过早的氧化。如使用的是单级黏度机油,在保证发动机正常润滑的前提下,应尽量选择黏度低一些的机油,以保证热机后的润滑效果。
3.黏温性机油黏度随温度变化,温度升高黏度变小,温度降低,黏度增大。油液这种因温度升降而改变黏度的性质称为黏温性。普通润滑油的这种特性正好和发动机对机油的要求相反。机油黏温性指数愈高,机油黏度随温度变化就愈小。因此黏温性指数高的机油符合发动机特性需要。实际上机油诸多指标中最重要的指标就是黏温性。好的黏温性可以保证良好的润滑效果和启动性能,可以防止油液过早的氧化。
4.凝点受冷后,机油开始失去流动性的温度为机油凝点。机油的凝点过低,影响发动机冷车时的启动性能和冷车时润滑性能。
5.抗氧化安定性发动机润滑油与氧相互作用反应生成氧化产物,改变其物理和化学性质的过程,称为发动机润滑油氧化。机油氧化速度主要取决于机油的化学组成、温度以及与空气接触面积的大小和金属的催化作用。温度越高,油层越薄,机油抗氧化安定性越差,产生的胶质就越多。发动机润滑油应具有良好的抗氧化安定性。
6.抗腐蚀性发动机润滑油抵抗腐蚀性物质对发动机金属零部件腐蚀的能力,称为发动机润滑油的抗腐性。发动机润滑油应具有良好的抗腐性。发动机润滑油抗腐性的评定指标是中和值或酸值,同时还要进行相应的润滑油试验。
7.抗泡沫性发动机润滑油消除泡沫的性质称为发动机润滑油的抗泡沫性。泡沫会造成穴蚀、气阻,造成供油不足等,所以要求发动机要有良好的抗泡沫性。
8.灰分机油在规定条件下燃烧后所留下的未燃烧物质,即在相当高的温度下不能挥发和燃烧的物质叫灰分。灰分会增加发动机的积碳,增大发动机的磨损。


润滑油性能下降影响因素



1.温度润滑油是烃的混合物,主要有芳香烃、环烷烃、烷烃,在常温下是比较安定其指标无明显的变化,但是在高温下润滑油所含的各类烃中,烷烃的抗氧化安定性最差,环烷烃次之,芳香烃最不容易氧化。但芳香烃的碳氢比大,不易完全燃烧,易产生积碳,占比也不能过高。这些烃在发动机工作中不断受热和氧化并进一步缩合,结果生成不溶于油中的氧化产物,主要是沥青质,粘塞于活塞与汽缸间,容易形成漆膜,造成黏环和拉棚。润滑油高温氧化后流动性变差,发黏、产生积碳、漆膜和油泥,使发动机的进气门密封不良,润滑油滤清器堵塞,加大油泵运行阻力,严重时还会造成机油限压阀卡滞。
2.水分为了提高润滑油的使用性能,在其中添加有多种添加剂,清净分散剂是其中一种。主要功能类似磁力的排斥作用,防止润滑油中微细杂质聚成较大的颗粒以油泥、积碳和漆膜的形式沉积到金属表面。清净分散剂能将氧化胶状物、积碳等变成微小颗粒悬浮在机油中,而不是沉积在金属表面,然后通过机油滤清器滤掉。而机油中的水分会使这种清净分散剂失效,使机油变成了乳化液,破坏了油膜,从而加速机油的氧化。当水分达到1%时,机件磨损将加快2.5倍。润滑油中的水分主要来自汽缸下部阻水圈损坏或汽缸垫损坏、汽缸盖或机体有裂纹、汽缸盖紧固螺栓拧得不紧等,都会引起冷却水进入油底壳的机油中。
3.柴油柴油进入油底壳后,机油浓度变稀薄,黏度会明显下降,各摩擦表面不能保持良好的油膜,机件得不到正常润滑,增加磨损。另外,柴油的凝固点高,导致润滑油倾点上升,低温下(在高于润滑油正常凝固温度时)凝固,发动机无法泵送机油,摩擦表面处于无油润滑的状态。润滑油被柴油稀释原因有:冷启动多次启动不成功、汽缸与活塞的配合间隙过大、燃油喷入汽缸的时间不正确、燃烧不完全,导致未燃烧的柴油会延汽缸壁流入油底壳;喷油泵或输油泵等供油系统机件磨损使柴油漏入油底壳;一些机型的喷油泵安装在齿轮室壳上,当柱塞磨损严重,在压油时部分柴油顺柱塞和柱塞套间隙向后渗漏,进入齿轮室,最后归于油底壳,便会使机油增多。
4.高温燃气当汽缸、活塞、活塞环配合间隙过大时,会导致燃烧室中的高温气体向下窜入曲轴箱;另外,曲轴箱通气孔堵塞,曲轴箱负压增高,也会导致燃烧室中的高温气体向下窜入曲轴箱。燃烧室中的高温气体中含有二氧化硫,会促进机油很快变质。
5.金属磨屑和燃烧产物零部件磨损的金属沫和燃烧产物对机油氧化具有催化作用,在磨损的金属中,铜对机油老化影响最大,而铁的催化作用为铜的20%,其他金属催化作用不明显;高温燃烧室内燃油燃烧生成的氧化铁、氧化钒等,都是活性很高的氧化催化剂,将加快机油的氧化作用。润滑油中的杂质,除本身劣化、变质产生淤渣外,外来混入杂质主要来自在燃烧中产生的并因漏气窜入曲轴箱或不完全燃烧的碳化合物以及燃料、润滑油、添加剂燃烧的灰分;从空气滤清器进入的灰尘和从密封不好处侵入的灰尘;发动机装配时因零件清洗不净而残留的铸件型砂,切削加工时的金属屑,磨具磨下来的粉末等;动配合件金属磨损颗粒,气门座的氧化磨损颗粒及轴瓦等的磨损颗粒在摩擦热的作用下产生的硬质氧化磨屑;车辆因长期停放机器内生锈而产生氧化金属。当这些杂质随机油送入各摩擦表面后,起到磨料作用,使零件磨损加剧,甚至堵塞油路,造成供油不足而出现咬合等故障。


预防措施



1.新购买的或刚大修过的发动机要进行认真的磨合试运转,提高动配合零件的配合质量,确保动配合零件的表面粗糙度和装配精度,减少磨损产物。
2.发动机作业前要检查冷却系统,保证冷却水充足,定期清除冷却系内的水垢,检查风扇皮带张紧度,保证水泵、风扇工作正常,以保证发动机在正常温度范围内工作。作业中不要长时间超负荷运转,以免发动机过热。检查燃油系工作是否正常,避免燃油燃烧滞后,引起发动机过热。如供油提前角度太小时,燃油燃烧滞后,排气管会出现放炮声和冒黑烟的故障现象,这时应重新检查并加以调整。
3.加强发动机的使用与保养,不可带病作业,保证发动机技术状态正常,对磨损超限的零件要及时更换,避免水和柴油漏入油底壳。经常检查曲轴箱通气孔,防止其堵塞,防止燃气向下窜入曲轴箱。
4.换机油时要清洗机油滤清器2~3次,滤芯破损或已失效的要换新件。每次换机油时要趁热放出,然后向油底壳加入柴油(数量要比机油用量多些)。发动机空转2~3min,停车后即放出洗涤油,待滴干后,加入新的润滑油。
5.加强空气滤清器、柴油滤清器、机油滤清器的使用维护,以最大限度减少外来杂质的混入。改善维修、保养作业场地卫生和降尘条件,对长期停放的车辆实施正确封存保养。