發動機機油油樣分析對故障判斷的重要性

郜國強 王曉燕

摘 要：發動機油的一個比較大的作用就是減少發動機各活動部件間的摩擦，保證發動機靈活運轉。我們把這個叫作潤滑作用。其實，發動機機油除了潤滑作用，還有清潔、冷卻、防銹、密封、抗氧化、緩沖等作用。發動機潤滑系正常工作時，機油不斷地在發動機內循環流動，保證發動機的正常工作。但變質的機油不但起不到潤滑作用，還會加劇磨損。該文通過闡述機油的作用，機油污染物的來源，重點介紹發動機機油油樣取樣分析對故障判斷的重要性，為今天運用該技術提高發動機管理水平提供參考。

關鍵詞：機油 油樣分析 故障

中圖分類號：TH17 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2015）07（a）-0074-02

發動機潤滑系統是發動機最重要的系統之一，潤滑系統運行的好壞直接決定發動機運行的可靠性和耐久性，選用優質的機油是保證發動機技術性能的重要保證。傳統的通過感官判斷發動機故障的方法已經不能夠滿足現代電控發動機故障維修的需要，采取現代學技術，通過機油油樣分析機油中污染物和金屬微粒及自身性能指標的變化可以精確判斷發動機的故障部位，找出故障原因，對于預防發動機早期磨損，提高發動機壽命顯得尤為重要。

1 發動機機油的作用

（1）潤滑：發動機機油的首要作用是潤滑運動機件。機油在金屬表面之間形成液壓油膜，避免金屬部件直接接觸，并減小摩擦。當油膜不足以避免避免金屬部件直接接觸時，會出現以下情況：摩擦產生熱量；產生局部粘結金屬轉移造成擦傷或卡死。

（2）極端壓力磨損控制：現代潤滑劑包括極端壓力（EP）抗磨損添加劑。當機件的負荷足夠高，無法形成液壓油膜時，這些添加劑在高壓下在金屬表面上形成一層化學鍵合分子油膜，避免直接接觸和磨損。

（3）清潔：機油沖刷重要部件上的污染物，起到發動機清潔劑的作用。活塞、活塞環、氣門桿和油封上的油泥、漆膜和氧化物堆積會導致發動機嚴重損壞，這可能源于沒有得到機油的控制。配入最佳添加劑的機油會使這些污染物保持懸浮狀態，直到機油過濾系統濾除或者在換油過程中去除這些污染物。

（4）防腐保護：機油提供保護性屏障，隔離非類似金屬，以避免腐蝕。腐蝕與磨損一樣會導致發動機零件上的金屬碎屑脫落。磨蝕就像作用緩慢的磨損過程。

（5）冷卻：發動機需要冷卻內部部件，而主冷卻系統則無法提供。機油是一種出色的熱傳導介質。通過與不同部件的接觸，熱傳遞到機油，然后再傳遞到機油冷卻器中的主冷卻系統。

（6）密封：機油填充缸套、活塞、氣門桿和發動機其他內部部件的不平表面，起到燃燒廢氣密封的作用。

（7）減振：接觸面之間的油膜起到緩沖和減振的作用。高負荷區（比如軸承、活塞、連桿和齒輪系）必須需要減振作用。

（8）液壓作用：機油是一種發動機內部的液力工作介質。這類例子包括利用機油操縱發動機制動和STC噴油器挺桿。

（9）機油添加劑：機油配入了一些添加劑，在其整個使用壽命中用于防止特定污染物的指標不超標。所用的添加劑對于發動機的整體性能的作用比對機油本身更重要。如果沒有添加劑，即使是最優質機油也不能滿足發動機要求。

2 機油油樣分析對故障判斷的重要性

從機油的作用中可以看到，機油在使用過程中必定會滲入污染物和金屬顆粒，這些污染對機油粘度和元素含量等指標產生變化，通過取樣分析與發動機正常工作狀態下的污染物水平指標對比，找出污染源，從而判斷發動機的故障來源和預防早期磨損。

（1）機油污染物主要來源[1]：①燃燒副產品，通過活塞環、氣門導管和渦輪增壓器密封件泄漏進入曲軸箱的廢氣（竄氣）。這些氣體包括碳、水、酸性物質、部分燃燒的燃油、漆膜和油漆的微粒。所有這些微粒都會污染機油。②酸性物質、漆膜和油泥，當機油與高溫發動機部件接觸時，或者當高溫機油接觸到進入發動機的空氣時，機油會產生氧化和分解，從而形成像酸性物質、漆膜和油泥這類的污染物。③磨蝕物質或異物，這些污染物通過燃燒氣體、燃油、發動機磨損的零件和不當保養操作進入發動機中。它們連同燃燒副產品以各種方式進入曲軸箱。④燃油或冷卻液，這些污染物通常是伴隨發動機故障而產生的。但是，也可能因發動機怠速時間過長或反復短時間停機造成機油被燃油稀釋。⑤煙塵，因噴射正時滯后和燃燒燃油與缸套上機油混合會產生這種污染物。過多煙塵造成氣門和噴油器系統非正常磨損。⑥環境，特定的工作環境會帶來其他污染物。例如灰塵和像砂礫和路鹽這樣的磨蝕物質。

（2）通過機油油樣分析污染物判斷故障來源[2]。

3 結語

通過對潤滑油的作用介紹，闡述潤滑油污染物的來源，分析了觸發機油油樣取樣分析監測項目指標變化的故障主要有：燃油稀釋；冷卻液進入；灰塵進入；活塞環及缸套磨損；軸承和襯套磨損。通過機油取樣分析，對同臺發動機采取間隔取樣對比，找出金屬元素及性能指標的變化趨勢，進一步證明機油油樣取樣分析在故障判斷方面的重要性，隨著科學技術的發展，大多數企業已經意識到傳統的故障診斷已經不能適應當前設備管理的需要，精確的預知維修和設備故障趨勢分析對提升企業設備管理水平，減少零件早期磨損方面有著獨特的優勢，希望發動機機油油樣取樣分析判斷發動機故障方法能夠為今后發動機管理水平的提高提供一定參考。

參考文獻

[1] Cummins發動機機油和機油分析推薦規程[Z].康明斯公司服務技術公告，2008-11-03.

[2] 大馬力柴油發動機機油分析方法[Z].康明斯公司服務技術公告，2008-11-03.