怎樣提高發動機潤滑油的使用壽命

楊樹泉

近年來,由于我國機動車數量的迅猛增長,發動機潤滑油的消耗量也在大量增加,隨之而來的就是機動車運行成本加大,因而,正確使用發動機潤滑油,延長發動機潤滑油的使用壽命,十分重要?

1 潤滑油的衰變

發動機潤滑油的變質是由于其衰變引起的,而衰變的主要原因是氧化?基礎油的氧化是發動機潤滑油衰變的主要過程?基礎油在高溫下的氧化衰變過程包括熱降解?氧化降解?熱聚合和氧化聚合?基礎油的氧化過程可分為3個階段:第一個階段為抑制階段,指從開始氧化到體系明顯吸氧之前?發生的主要反應是烴分子受熱?光和金屬催化劑產生碳氫鍵的均裂反應?第二個階段是緩慢氧化反應,指從開始吸氧到誘導期結束?此階段氧化速度逐漸增大,主要發生鏈傳遞發應,是氫過氧化物聚集階段?第三個階段是快速氧化階段,指從誘導期到油品失效?

2 影響衰變的因素

1)發動機工況

從上述的潤滑油衰變的過程可以看出,在所有影響發動機潤滑油衰變的因素中,溫度是最主要的影響因素?高溫的產生來自發動機的機械負荷和熱負荷?無論在何種情況下,潤滑油都在進行氧化反應,產生羥基化合物?發動機潤滑油在氣缸與活塞環區發生劇烈的初始氧化,高溫的氧化催化作用使羥基化合物聚合生成大分子樹脂狀聚合物膠質,最終形成漆膜和油泥?當發動機在高轉速大負荷工作時,引起潤滑油衰變的主要原因是活塞和氣缸壁高溫對潤滑油的影響?潤滑油的顯著氧化發生在活塞環和氣缸套表面?發動機活塞環區的溫室一般在200~225℃,柴油機活塞環區的溫度—般在225~245℃,對于汽油機,根據潤滑油在氣缸與活塞環區的流變行為估算,其溫度從175℃到260℃,柴油機環帶溫度可以達到370℃?殘留在氣缸壁上的潤滑油經受370~425℃的燃燒溫度,潤滑油中的輕組分汽化,重組分被氧化?氧化時既產生大分子也產生小分子化合物?氧化生成的大分子化合物與竄入的一部分燃料組合,經氧化產生的重質成分混合形成重質混合物,經活塞環剝落到集油槽內,使油品加速氧化,同時造成油品粘度增加?有些潤滑油在活塞環上循環,處于200~260℃的高溫下,與活塞環泄漏的燃氣接觸,從而發生氧化和硝化反應,在活塞環這一磨光表面的金屬催化下使油發生脫氫反應?發動機長時間在低溫下工作也會對潤滑油產生不利影響?發動機在低溫環境工作,曲軸箱的溫度較低,燃油污染物在潤滑油中不易揮發,導致潤滑油粘度降低,不能形成流體動力潤滑,從而產生發動機異常磨損?燃油部分燃燒形成的酸性物質會污染潤滑油?這類酸性物質的分子量較小,一旦凝結在發動機表面,會引起金屬腐蝕?另外,這類酸性物質會中和潤滑油中的堿性劑,潤滑油堿值的顯著下降會導致發動機腐蝕磨損加劇?在低溫工況下,燃燒產物之一的水也會污染潤滑油?如果油溫不超過100℃,水不會從潤滑油中蒸發,從而在發動機非摩擦表面形成銹蝕?水和酸性物質結合還會與潤滑油中的減磨劑和抗氧化劑反應,影響添加劑的效果?發動機長時間在此工況下運行,會導致潤滑油中的含鐵量增加,這標志著潤滑油的抗減磨性能下降?

2)曲軸箱竄氣

發動機在低速小負荷或怠速運轉工況下,由于曲軸箱溫度較低,由燃燒室的竄氣帶來的揮發性污染物不易排出曲軸箱,導致嚴重的低溫油泥問題?這些揮發性污染物包括水分和部分氧化的燃油?部分氧化的烷烴對金屬有腐蝕性,并且對基礎油的氧化起催化作用?水分的存在對沉積物的形成有影響,水分從油相中萃取出添加劑,參與形成沉積物?可溶性鐵鹽能催化潤滑油的氧化,但對沉積物的形成影響不大?水分和可溶性鐵鹽同時存在,對于潤滑油的氧化和沉積物的形成起主導作用的是水分?水分從油相中萃取出添加劑的同時也萃取出可溶性鐵鹽?

3)冷卻液

潤滑油受冷卻液的污染會引起添加劑沉淀和潤滑油的乳化,導致機油濾清器的堵塞和沉積物的形成,并可能引起軸承減磨材料的疲勞?擦傷?氣蝕和腐蝕?一般說來,少量乙二醇進入潤滑系統會及時蒸發掉?但在發動機停轉時由于冷卻系統的壓力高于潤滑系統有可能導致冷卻液滲入曲軸箱?冷卻液對潤滑油的影響程度取決于潤系統中乙二醇與水的平衡濃度,潤滑油的衰變程度,外界環境是否有利于乙二醇降解成有機酸,以及潤滑油添加劑對冷卻液污染的感受性等?

3 提高使用壽命的措施

車用發動機使用條件復雜,工況多變,對潤滑油會產生非常不利的影響?為了減緩潤滑油的衰變,延長潤滑油的使用壽命,應采取以下措施:

1)注意避免發動機長時間高轉速大負荷工作,保持發動機冷卻:系統良好的技術狀態,防止發動機潤滑油長時間受高溫的影響?

2)注意避免發動機長時間在低速小負荷狀態下運行,如果汽車經常在市內行駛,可適當使用低檔,以提高發動機轉速,提高發動機的溫度,使潤滑油中的水分蒸發,防止對潤滑油產生的不利影響?

3)注意對發動機曲軸箱強制通風系統的維護,保證曲軸箱強制通風系統在良好的技術狀態下工作,盡可能避免曲軸箱竄氣對潤滑油的影響?

4)加強對冷卻系統的維護,防止冷卻液對潤滑油的污染?