潍柴发电机机油过量消耗跟粘度有多大的关系


    工程建设机械用中、潍柴发电机机机油过量消耗是目前 难以解决的问题之一，而且 不同结构类型、不同使用条件和技术状况的柴油机，机油的消耗差别也较大，本文针对 机油上窜燃烧室因素的分析，介绍了降低机油消耗的措施和方法。

 1 引起机油过量消耗的原因分析
    1.1机油粘度选用不当
    据调查资料显示，因机油粘度等级选用不当，引起柴油机过度磨损是造成机油过量消耗的主要因 素之一。
    油的粘度越高，油的消耗也相对越少（如图1），但若油的粘度过高，其残炭含量较大，凝点较 高，热氧化安定性，低温启动性、润滑性、洗消作用以及泵送性也较差，极易引发活塞（环）与缸壁 间产生半（干）摩擦，而导致活塞环（气缸）过度磨损、弹力减弱、粘环以及刮油环回油孔被沉积物堵塞等，造成大量机油窜入燃烧室引起过量消耗。、

 

 　机油的粘度与消耗关系

    机油粘度低，流动性、冷却性及洗消作用较好，但粘度低于一定值时，油消耗会大大增加，因为低粘度机油挥发性高，同时密封性也较差，造成大量消耗及泄露。同时，粘度过低的机油， 由于承载能力低，易使油膜产生破裂；而且还会引起机油压力明显下降，使之不能有效泵送到各工作 部位，导致机件得不到正常的润滑，加速气缸、活塞环的磨损，增加机油的耗量．图2为机油粘度与 活塞环、气缸磨损的关系。

     　机油粘度与汽缸(活塞环)磨损关系

    另外，机油压力过高，机油的消耗量也大；同时，柴油机工作时冷却液温度过高，会引 起机油粘度降低，造成机油的挥发，增加机油的消耗。

 　机油压力与机油消耗关系

 　水温与机油消耗关系

 1.2机油性能品质
    机油的性能品质对机油消耗影响，主要表现在挥发性和抗泡性。试验表明，油的馏分范围越轻，挥发性越大，机油的消耗也越大。现代汽车由于对燃油经济性的要求，广泛应用低粘度多级机油，以及油温、机体温度过高也是造成机油挥发大、油耗增加的主要原因之一。

　机油挥发性与消耗的关系

    抗泡性是指机油在激烈的搅拌过程中抗泡沫形成的能力。泡沫对柴油机的正常工作有很大的危 害，主要表现在使机油的密封性下降；形成绝热层使传热效果下降；使油泵抽空，油路产生气阻，造 成供油中断和润滑效能下降等。从而加速缸壁、活塞和环壁的磨损，引起机油的上窜。
    特别是现代高强度柴油机中泡沫生成趋势更为严重。主要是由于使用条件日趋苛刻，油的变质加速，生成的醇酸老化产物都会助长起泡； 同时，现代机油为了改善润滑油的各种性能，均含有大量的清净分散剂，抗氧化腐蚀等性能添加剂， 这些添加剂大都为化学表面活性化合物，也是增长机油起泡的主要因素。

      1.3 燃烧室负压过大
    据文献记载，在汽缸、活塞、活塞环配合副间隙正常时，引起机油上窜燃烧室的主要因素是燃烧 室负压过大而致(低于曲轴箱内的压力)。图6为某四冲程六缸柴油机，进气压力与机油消耗量的关 系。

     进气压力与机油消耗的关系
    从图中可以看到，随着燃烧室进气压力的降低，其机油耗量呈明显上升的趋势。柴油机在工作 时，汽缸壁上的机油在活塞（环）“泵油效应” 以及强大压力差作用下，通过活塞与缸壁，活塞环与环槽之间的间隙被泵入燃烧室，造成机油消耗量剧 增．引起烧烧室负压过大的主要因素有：
a.空气滤清器严重阻塞。
b.某缸不工作。
c.经常拖启动或长期利用发动机制动等。
1.4汽缸套热变形
    柴油机运转时，当汽缸热变形超过某一限度时，活塞、活塞环便不能充分适应气缸的变形量， 在局部会出现较大上油的通路。同时，局部的热变形还会引发活塞环在高速滑动的过程中出现不规则 的扭曲变形以及悬浮和颤振现象，造成大量机油窜入燃烧室。引起汽缸热变形的主要因素有：
a.缸套壁厚不均匀或装配过盈量大。
b.缸套装入缸体后上平面凸出量过大(湿式缸套)。
c.汽缸体缸套座孔的圆度，圆柱度及垂直度超过规定要求。
d.汽缸盖螺栓紧固方法不正确或扭力不均匀。
e.柴油机经常在高温及爆燃状态下工作等。

1.5转速及运转模式变化
    试验表明，随着转速的增高，机油耗量明显上升)。

 　柴油机转速与机油耗量关系

     因为活塞、活塞环在与汽缸作相对高速滑动时，其温度会骤升，从而导致活塞环的弹力及气密 性下降；同时，高速滑动的刮油环，由于惯性的作用，其控制机油上窜的机能将明显下降；而且高速 滑动的活塞环还会出现异常的“颤振”和“悬浮’现象。
    另外，不同的运转模式，机油消耗量也有较大差异。如柴油机启动、停机频繁；反复多次加减速 以及经常在发动机制动状态下运转时，其机油耗量将比稳定转速下的消耗量增加10%--30%。
1.6 活塞、活塞环与缸壁的配合间隙
    日本古滨庄一的研究认为，当汽缸壁与活塞 道环壁的磨损量超过正常间隙的20％时，其机油 的耗量将增加2倍以上，而与活塞环径向磨损的3次方成正比。

 　缸壁、活塞环壁间隙与机油耗量关系

    造成汽缸壁和活塞环组磨损的主要原因有：高的滑动速度和加速度（滑动速度一般为：7～16ｍ/ s;加速度为12000～15000ｍ/s2）;柴油机负荷和较高 的燃烧压力（使活塞环与缸壁间，活塞侧面与缸套间以及环与环槽间承受很高不均衡的压力。如图9 所示）；机油粘度、汽缸壁温度以及燃料的品质等。尤其是汽缸上部、 道压缩环及活塞环壁，因润滑条件恶劣，再加上受到爆发冲程高温高压气流的冲击，以及使用操作不当等因素的影响，约有40％ 左右的柴油机在磨合运转期间，均发现有不同程度的异常磨损现象。

 　某柴油机活塞环上的压力分布情况

1.7其它影响因素
    (1)曲轴（连杆）轴瓦或机油泵严重磨损、松旷，使机油内漏量过大，使机油的挥发性增加，加速机 油的消耗；
    (2)气门导管与气门杆间隙过大或气门密封圈损坏；
    (3)机油油面过高或曲轴箱通风装置失效等。

 2 降低机油过量消耗的对策

 2.1改进设计、制造工艺
(1)提高缸套壁厚制造的均匀性；选用耐磨性好、热稳定性能优良的材料(如铬硅铸铁、镍铸铁、 铝硅合金)等，以提高缸套抗热变形能力和耐磨性。
(2)严格控制缸套内壁的粗糙度和镗磨质量，采用激光处理工艺对内表面强化处理等以提高柴油 机初期运转时的磨合性，减少磨损．
(3)在保证柴油机正常工作的条件下，尽量减少活塞顶端环岸与缸壁间的间隙；活塞环槽内镶套 或镀铬；选用双层涂镀环及性能优良的填充环等，以提高在磨合运转期活塞（环）对气缸的良好的顺 应性和磨合性。
(4)适当提高空气滤清器的容量；合理布局和设计进排气道；采用增压技术等，以提进气压力。 2.2加强使用、维护和保养工作
(1)新机在磨合运转期内，禁止长时间在负荷猛增猛减以及高速状态下工作；冬季启动时应做好 预热和保温工作，并尽量减少冷启动和拖启动次数。
(2)避免在高温、高速、大负荷状态下过频熄火以及在高速下长时间运转。
(3)认真做好对曲轴箱通风装置、废气循环系统以及各种滤清器的清洗和滤芯的更换工作。 (4)加强对汽缸垫、气门密封圈、气门间隙以及喷油器（火花塞）等机件的密封性检查和维护工作， 使其保持良好的技术状态。
(5)及时做好对曲轴、连杆轴瓦技术状况的检查和调整工作。

2.3提高装配、维修质量
(1)合理选配缸套与缸体间的过盈量及正确的装配方法，防止产生应力集中和发生变形；并 切实做好活塞与汽缸间隙的选配和调整工作。
(2)正确选配和组装活塞环，活塞环端口禁止随意的往复压缩和扩张，以防产生轴向扭曲和 的变形；活塞环的“三隙”必须符合规定要求；装配时，必须用专用工具，防止因装入方法不当，产 生变形、扭曲、应力集中以及损伤等。同时，应确保安装顺序及方向的正确性。
(3)提高连杆轴承和主轴承的装配质量，使其保持良好的接触面积和配合间隙；并作好对气门密封圈、气门阀座的密封性检查和调配工作。
(4)加强柴油机装配后的冷磨和热试，并认真作好拆检，调试和清洗工作。

2.4合理选用和加注机油
    不同质量、粘度等级的机油，其添加剂的成份、类型以及粘温特性等性能有较大的差异。所以， 在选用时必须根据柴油机的性能、结构、工况以及运行条件等因素合理选用。
(1)一般新机（大修后）、技术状态良好的柴油机，在保证正常润滑的条件下，应优先选用粘温特 性好、品质高、清洗能力强的中 的多级机油。反之，机油的粘度可适当提高一些。
(2)不同质量、粘度等级及不同使用类型的机油禁止混用；加注前一般应不少于48h的沉淀；同 时，加注时应严格控制其数量，防止油平面过高。
(3)定期检查曲轴箱内机油的数质量，并做好定期更换。禁止在机油已经变质的情况下，直接将 新油注入曲轴箱。
(4)加注的场所必须无污染、无风沙；器皿必须干净、卫生；防止水、尘埃等污染物混入。