[汽車之家 技術(shù)] 節(jié)后上班第一天,,人雖坐在辦公室里,,但工作狀態(tài)卻尚未恢復(fù),,正在百無(wú)聊賴之時(shí),,對(duì)面的同事用聊天軟件給我發(fā)來(lái)了一個(gè)鏈接并叮囑我仔細(xì)查閱,。這是一個(gè)來(lái)自長(zhǎng)安CS35論壇的帖子,,里面談到了“機(jī)油乳化”(生成白色泡沫狀液體)的現(xiàn)象,,圍繞這一話題的討論聲音幾乎充斥了該車型的整個(gè)論壇。雖然事件起于長(zhǎng)安CS35,,但就機(jī)油乳化現(xiàn)象來(lái)說(shuō),,它與我們所熟悉的發(fā)動(dòng)機(jī)積碳現(xiàn)象一樣與每一款車都有關(guān)。那機(jī)油“乳化現(xiàn)象”到底是怎么回事,?有時(shí)候擺在眼前的可不一定是事情的本質(zhì),。
● 機(jī)油乳化現(xiàn)象是如何被發(fā)現(xiàn)的
對(duì)于大多數(shù)車主而言,通過(guò)機(jī)油加注口密封蓋是發(fā)現(xiàn)機(jī)油乳化現(xiàn)象最為方便的途徑,,在加注口密封蓋內(nèi)側(cè)附有的那層白色泡沫狀液體從狀態(tài)來(lái)看,,幾乎就能斷定是異常現(xiàn)象,。有些時(shí)候,,這些白色泡沫狀液體也會(huì)附著在機(jī)油尺上,。另外,如果發(fā)動(dòng)機(jī)的機(jī)油真的存在乳化現(xiàn)象,,那么,,在對(duì)相關(guān)部件進(jìn)行拆解后也能發(fā)現(xiàn)這種白色泡沫。
● 機(jī)油出現(xiàn)乳化現(xiàn)象給發(fā)動(dòng)機(jī)造成的影響
在發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí),,存在相對(duì)運(yùn)動(dòng)的部件表面直接接觸,,就在這不斷“摩挲”之中,磨損隨即產(chǎn)生,,與此同時(shí),,這一現(xiàn)象也會(huì)侵蝕一部分動(dòng)力,。為了壓制這個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)永恒的敵人,,發(fā)動(dòng)機(jī)的潤(rùn)滑系統(tǒng)始終沒有停下進(jìn)化的腳步。在這之中,,機(jī)油是個(gè)十分重要的角色,,它不僅可以降低機(jī)械部件間的磨損程度,減少發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部的動(dòng)力損耗,,另外,,清潔和散熱都是它的任務(wù)。機(jī)油的作用還遠(yuǎn)不止所提及的這些,,由此可見,,機(jī)油對(duì)于一臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)的重要性。出現(xiàn)乳化現(xiàn)象的機(jī)油因其中含有水并夾雜有氣泡,,這顯然會(huì)影響到機(jī)油在潤(rùn)滑,、清潔、散熱等方面的性能,。
● 機(jī)油為什么會(huì)出現(xiàn)乳化現(xiàn)象
◆ 什么是乳化
乳化是由兩種不相溶的液體經(jīng)過(guò)強(qiáng)烈的攪拌后形成乳狀液的過(guò)程,,其中強(qiáng)烈的攪拌是為了讓二者充分的混合,此外,,乳化的程度與溫度(這里所說(shuō)的溫度與水的凝結(jié)無(wú)關(guān)),、攪拌的速度(它決定混合的程度)有直接關(guān)系。就機(jī)油乳化現(xiàn)象而言,,這兩種不相溶的液體為機(jī)油和水,,當(dāng)它們混合后,恰巧周圍又提供了有利的乳化條件,,那么,,機(jī)油就會(huì)出現(xiàn)乳化的現(xiàn)象。也就是我們所看到的白色泡沫,。
由于白色泡沫是在機(jī)油加注口處被發(fā)現(xiàn)的(不能排除它是否還出現(xiàn)在其它地方),,這里(機(jī)油加注口下面是氣門室)就有可能是白色泡沫開始形成的地方,。按照上面的思路,乳化過(guò)程需要有水和機(jī)油進(jìn)行混合,,這就出現(xiàn)了一個(gè)問題,,它們都是哪來(lái)的?另外,,機(jī)油加注口下面的氣門室并不具備“攪拌”的條件,,但轉(zhuǎn)念一想,如果機(jī)油和水是以非常細(xì)微的液滴狀態(tài)進(jìn)行混合,,這就會(huì)增加兩種物質(zhì)相互間的接觸面積,,從而也能達(dá)到充分混合的目的,有助于乳化效果的產(chǎn)生,。即便如此,,你可能要問這種細(xì)微液滴狀態(tài)的機(jī)油和水都是哪來(lái)的?
◆ 呈細(xì)微液滴狀態(tài)的機(jī)油和水是從哪來(lái)的,?
我們先來(lái)解決機(jī)油的問題,。在發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中所產(chǎn)生的熱會(huì)致使?jié)櫥到y(tǒng)中的機(jī)油會(huì)出現(xiàn)一定程度的蒸發(fā),借助曲軸箱通風(fēng)系統(tǒng),,潤(rùn)滑系統(tǒng)中的那些極其細(xì)微的機(jī)油油滴可以順著通氣腔穿過(guò)缸體,、缸蓋進(jìn)入氣門室(在這里,我們僅以此類結(jié)構(gòu)為例,,也有一些發(fā)動(dòng)機(jī)采用了不同的結(jié)構(gòu),,更多有關(guān)曲軸箱通風(fēng)系統(tǒng)的內(nèi)容我們?cè)谝院髸?huì)有專門的文章進(jìn)行討論)。到這個(gè)階段就已經(jīng)具備了機(jī)油乳化的大部分條件,,接下來(lái)是水的來(lái)源以及混合過(guò)程,。
在低溫環(huán)境下,發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)(發(fā)動(dòng)機(jī)未達(dá)到正常工作溫度時(shí)),,由于氣缸蓋罩蓋溫度不能很快升高,,在溫差的作用下,氣缸蓋罩蓋內(nèi)易出現(xiàn)水凝結(jié)現(xiàn)象(該現(xiàn)象與窗戶上的“哈氣”現(xiàn)象類似),,其與機(jī)油油滴進(jìn)行混合后,,在發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)油加注口、氣缸蓋罩蓋處便形成了乳化后的白色泡沫,。形成的白色泡沫并不會(huì)因此作罷,,它還會(huì)引發(fā)新的問題,包括進(jìn)一步導(dǎo)致機(jī)油的乳化現(xiàn)象以及氣缸內(nèi)混合氣燃燒質(zhì)量變差等,。之所以這樣,,與曲軸箱通風(fēng)系統(tǒng)有關(guān)。
◆ 曲軸箱通風(fēng)系統(tǒng)有什么作用
曲軸箱通風(fēng)系統(tǒng)對(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)而言是十分必要的,在我看來(lái)它始終在掩飾著發(fā)動(dòng)機(jī)自身的“缺陷”,,之所以這樣說(shuō)是因?yàn)楫?dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí),,在極端的情況下,燃燒室中的混合氣(燃油和空氣)會(huì)竄入曲軸箱,,面對(duì)這種情況,,“本應(yīng)”起到密封作用的活塞環(huán)無(wú)法對(duì)此進(jìn)行有效制約。竄入到曲軸箱的混合氣可導(dǎo)致機(jī)油變質(zhì),,進(jìn)而影響到潤(rùn)滑系統(tǒng),。另外,如果不能將竄入的氣體及時(shí)導(dǎo)出,,長(zhǎng)此以往,,曲軸箱內(nèi)的壓力會(huì)越來(lái)越大,這還有可能引發(fā)更多的病癥,,例如,,漏油、漏氣,,影響發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力表現(xiàn)等,。
曲軸箱通風(fēng)系統(tǒng)就是為了改善竄氣給發(fā)動(dòng)機(jī)帶來(lái)的不良效果,,將這些氣體引出并利用發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣所產(chǎn)生的負(fù)壓把它們吸入氣缸進(jìn)行再燃燒,,以維持曲軸箱內(nèi)的正常壓力,這是理想的情況,,但在這個(gè)過(guò)程中,,應(yīng)該被導(dǎo)出的氣體難免會(huì)夾帶著一些極其細(xì)微的機(jī)油油滴,如不加以限制,,它們也會(huì)被一并吸入氣缸進(jìn)行燃燒,。
◆ 需要油氣分離器
較老的發(fā)動(dòng)機(jī)在曲軸箱通風(fēng)系統(tǒng)中沒有裝配油氣分離器,這就會(huì)出現(xiàn)機(jī)油順著該系統(tǒng)進(jìn)入氣缸內(nèi),。我們都知道,,機(jī)油進(jìn)入氣缸后并不能完全燃燒,發(fā)動(dòng)機(jī)的排放質(zhì)量因此就會(huì)受到影響,,面對(duì)日漸苛刻的排放標(biāo)準(zhǔn),,這樣粗放型的系統(tǒng)目前已經(jīng)得到了改進(jìn)。在竄氣現(xiàn)象無(wú)法從根本上避免的前提下,,最行之有效的辦法就是通過(guò)油氣分離器將機(jī)油從這些氣體中分離出來(lái),,以此減少被氣缸吸入的氣體中的機(jī)油含量。
○ 油氣分離器的類型及運(yùn)用
油氣分離器可以起到將機(jī)油和混合氣進(jìn)行分離的目的,,在種類方面,,如果從安裝位置上來(lái)區(qū)分,可將油氣分離器分為內(nèi)置油氣分離器和外置油氣分離器,此外,,若依據(jù)結(jié)構(gòu)的不同則又可將其分為迷宮式油氣分離器,、旋風(fēng)式油氣分離器、離心式油氣分離器,、纖維式油氣分離器以及靜電式油氣分離器,。
比較不同類型的油氣分離器 (我們主要介紹量產(chǎn)車中兩種最常見的類型) | |||||
油氣分離器類型及比較項(xiàng)目 | 迷宮式 | 旋風(fēng)式 | 纖維式 | 離心式 | 靜電式 |
分離度 | 差~一般 | 一般~好 | 一般~很好 | 很好 | 很好 |
氣流壓力損失 | 小~很小 | 一般~高 | 小~高 | 很小 | 很小 |
結(jié)構(gòu)空間 | 一般~大 | 很大 | 大 | 大 | 一般 |
對(duì)體積流量敏感性 | 一般 | 不敏感~一般 | 一般 | 敏感 | 敏感 |
免維護(hù) 部件 | 是 | 是 | 不是 | 是 | 是 |
附加能量 | 不需要 | 不需要 | 不需要 | 需要 | 需要 |
迷宮式油氣分離器在量產(chǎn)車中運(yùn)用最為廣泛,在內(nèi)部擋板的作用下,,氣體在分離器內(nèi)部以“S”型的方式流動(dòng),,在經(jīng)過(guò)多個(gè)擋板組成的分離腔后可產(chǎn)生撞壁效應(yīng),致使混合氣中的機(jī)油撞在擋板上滴入氣門室并回流到油底殼中,。不過(guò),,這種結(jié)構(gòu)的油氣分離器在工作效率上存在一定的局限性,那些極其細(xì)微(直徑小于3um)的機(jī)油粒子還是會(huì)順利通過(guò)該類型的油氣分離器進(jìn)入到氣缸,,而增設(shè)的外置油氣分離器則可對(duì)此進(jìn)一步細(xì)化(也有些車僅裝配了一個(gè)效率較高的外置油氣分離器),。外置的油氣分離器以旋風(fēng)式、離心式和纖維式及靜電式為主,,其中,,量產(chǎn)車更多的選用離心式和旋風(fēng)式油氣分離器作為外置油氣分離器。
外置油氣分離器(旋風(fēng)式油氣分離器)能進(jìn)一步對(duì)混合氣進(jìn)行處理,,分離出的機(jī)油順著相應(yīng)的通道流回發(fā)動(dòng)機(jī)潤(rùn)滑系統(tǒng),,氣體被吸入氣缸。
結(jié)合乳化現(xiàn)象,,如果在內(nèi)置油氣分離器部位(氣門室內(nèi))就已經(jīng)形成了白色泡沫,,那么,順著氣流流動(dòng)的方向,,在PCV閥打開后(PCV閥是曲軸箱通風(fēng)系統(tǒng)的控制元件),,白色泡沫也會(huì)隨之進(jìn)入到外置油氣分離器(旋風(fēng)式油氣分離器)內(nèi),經(jīng)其處理,,氣體和液體分離(氣體送入氣缸燃燒,,液體回流到油底殼),白色泡沫中的水也會(huì)被分離出來(lái),,按照正常的順序,,機(jī)油將摻雜著水流回到油底殼并進(jìn)入到潤(rùn)滑系統(tǒng)中,機(jī)油質(zhì)量因此受到影響,,然而,,進(jìn)入到這里的水有可能還會(huì)以氣態(tài)的形式再進(jìn)入到曲軸箱通風(fēng)系統(tǒng)之中,這就有可能造成氣門室內(nèi)更為嚴(yán)重的乳化現(xiàn)象,,以此循環(huán),。
◆ 相關(guān)總結(jié):
與發(fā)動(dòng)機(jī)積碳一樣,機(jī)油乳化同樣不可避免,只不過(guò),,因多方面原因,,機(jī)油乳化的程度各有不同而已。原因包括環(huán)境溫度影響,,上文所闡述的乳化過(guò)程在低溫環(huán)境下更容易出現(xiàn),。另外,機(jī)油也是不可忽略的一環(huán),,眾所周知,,機(jī)油中有多種多樣的添加劑,例如,,有負(fù)責(zé)清潔的,,有抗磨的,有抑制氣泡的,,當(dāng)然也會(huì)有抑制機(jī)油乳化的,,所以,在同樣的條件下,,機(jī)油的質(zhì)量也關(guān)乎到機(jī)油是否易出現(xiàn)乳化現(xiàn)象,。
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