浅析润滑油油泥的产生及影响

刘少飞　杨帆　秦宏宇

摘 要：近年来我国汽车工业发展，日新月异，在发展中抢抓机遇，认识到对发动机结构进行提升改造，增加压缩比不仅可以提升动力，而且通过废气回收再利用（EGR），可以大大降低废气对环境的污染[1]。为保证发动机在运行过程中，始终保持以最佳状态工作、以及更好的稳定性，选择合适的润滑油将至关重要，通过提升润滑油的质量及性能，可以有效改善发动机的排放性，将会产生直接的影响，尤其是润滑油的粘度以及添加剂都会有直接影响润滑油的流动性和抗氧化性，在很大程度上影响着发动机的性能。

关键词：润滑油 发动机 排放

1 润滑油的作用与性能

汽车发动机用润滑油俗称机油，主要是以基础油和添加剂加工形成，而基础油是添加剂的载体，润滑油在工作中起到，润滑，冷却、密封等功能，而添加剂起到调节基础油的部分性能，使其达到润滑效果的最佳状态。从分类看，润滑油应按照发动机型号，或厂家指导使用润滑油型号，根据不同地区温度，选择相对应型号的润滑油进行使用。

润滑油对发动机的作用主要是：

1、缓解摩擦与降温的作用，产生的油膜将相对运动的零件表面隔开，从而降低零件之间的磨损。

2、起到密封作用，提高空燃比稳定性，润滑油可以在活塞环与活塞之间形成一个密封圈，减少气体泄漏，防止外界污染物进入燃烧室。

3、具有防锈作用，润滑油能够一直吸附在零件表面，防止水、空气和酸性物质等有害气体与零件的接触。

4、具有缓冲作用，当车辆加速行驶，活塞、连杆、气门、曲轴等相关零件负荷较大，该负荷经过传递到曲轴，通过曲轴和油泵将润滑油分散开，从而降低负荷达到润滑效果。

5、具有清洁作用，好的润滑油能够将发动机零件上的污垢、油泥、磨损金属颗粒，通过润滑油的流动，将其带回到油底壳，并且冲洗了零件工作面产生的赃物。

2 发动机的更新发展及面临的问题

发动机通过技术提升到涡轮增压（Turbo）、缸内直喷（GDI）、废气回收再利用（EGR）、可变气门正时等创新发动机科技，得到越来越广泛的应用。它们在提高动力输出的同时，也实现了更好的降低油耗，同时对润滑油也带来了严峻挑战。这些新的技术，让发动机在工作中的温度将会越来越高，而润滑油在发动机内部润滑的同时，将产生油泥的几率随之增加。而当下国内城市路况拥堵严重，车辆走走停停，汽车长时间处于低速运转状态，此时曲轴箱温度过低[2]，加上发动机低速运转时喷油量较高，空燃比失控，燃烧室内未能充分燃烧的燃料，将通过催化器排出到大气中，此时就会因低温而产生油泥，这让发动机内部油泥的产生无疑是雪上加霜。

发动机产生油泥（漆膜）将会造成，油泥附着在曲轴箱内壁，同时也降低了缸体的散热能力，使油温、水温过高，发动机的功率就会逐渐下降，因活塞工作条件恶劣，润滑油在其高温表面下油膜受往复运动，机械高载荷在不均匀和爆发冲程时，既在高剪切速率下，其承受面侧应力很大，油膜被破坏和氧化，而润滑油在高温条件下，氧化速率及过程非常激烈，零件表面的润滑油薄层中，一部分轻馏分被蒸发，而另一部分在金属的催化下深度氧化，最后生成聚缩物，沉淀在零件表面形成漆膜。2因有过多的油泥附着在内壁，可能会堵塞润滑油管道，并且给润滑油的流动性增加了阻力，导致发动机内部零件，未能及时得到有效润滑而干磨。磨损也能产生油泥，油泥的产生与磨损的过程至关重要，因为磨损的金属颗粒及显露的新表面，均能对油泥起到催化作用，使其氧化产物得以聚集，从而形成油泥和漆膜达到二次磨损。严重时，还会出现拉缸、烧瓦、抱轴等一系列严重问题[3]，直到损坏发动机。

3 发动机不能充分燃烧分析

3.1 排气冒黑烟

因发动机在剧烈状态下工作，导致润滑油部分氧化，以至于润滑油失效，未能达到润滑效果，间接影响了发动机的燃烧效率，导致发动机燃烧室内，可燃物未能完全燃烧而变成灰分，将顺着排气管排出，长此以往致使发动机排出黑烟。（图1）期间通过催化器排出的燃料，如果此时发生二次燃烧（后燃），将直接把催化器彻底烧坏。

因汽油中的烯烃等不稳定成分，在高温下发生氧化和树脂状的粘稠物，这些粘稠物停留在喷油器、节气门等部位，燃烧时沉淀物就会变成坚硬的积碳[4]。芳香烃化学安定性、抗爆性好，是汽油高能、高辛烷值成分，但燃烧后会产生苯，对大气造成污染。

积碳产生的主要部位有：喷油器、燃烧室、节气门、三元催化器、润滑系统。积碳会导致混合器早燃，从而使得混合器无法完全燃烧，而且这个过程还会恶性循环，并且会越来越严重，更为严重的是积碳多了，会导致发动机功率下降，油耗增大，還会引起发动机爆震、敲缸、对活塞及曲轴造成严重损害，甚至最终会导致发动机烧机油。

发动机积碳出现在每一次冷启动后，机体与防冻液从低温到高温的升温过程中，由于内燃机热机是依赖，燃油燃烧产生热能，转换为机械能，热能在冷启动后被低温机体与防冻液所吸收，其结果必然导致，动力变差而影响动力输出和驾驶感受。对于发动机润滑油的使用，应按规定或里程定期更换，避免沉淀物的产生。（图2）

发动机内可燃混合气的空气质量与燃油质量比，为空燃比。即发动机的空燃比应控制在一个比较狭小的、接近理想的区域内（14.7∶1），如若空燃比偏大或是偏小，将导致排气状况恶化，催化转化器效率下降，长时间会使催化转化器的使用寿命缩短，甚至是失效，最终催化转化器将失去它原本的意义。

3.2 排气冒蓝烟

冒蓝烟是汽车冷启动造成的，属于正常现象。如果冒蓝烟的情况比较严重，可能是汽车机件的密封性出现了问题。一种情况是因为机油加多了，多余的机油可能会进入燃烧室进行燃烧，导致烧机油，同时，多余的油也会阻碍曲轴臂的正常运转，从而使其做更多的工作并增加能耗。另一个原因是，气门油封老化，导致气门与导管间隙过大，密封不严，以及活塞壁划痕，活塞密封不严产生间隙，而原本负责润滑的油，现在将通过这些间隙进入到燃烧室参与燃烧，导致烧机油，也就是常说的“烧机油”。

针对发动机使用不合格的润滑油，并且未能定期更换润滑油和机油虑清器，用大油门冷启动车辆，长时间缺少润滑油而高温运转，高速且长期超负荷运转，长期空气质量不好，当空气滤清器到期时未能及时更换，就会导致油泵功率不足，油压过低，油道堵塞等情况，严重的将会直接导致发动机烧机油，从而缩短使用寿命。

烧机油会使车的氧传感器过快损坏，导致积碳增加，发动机就会出现怠速不稳，加速无力，油耗会上升，严重的导致发动机润滑不足，引擎造成难以修复的损伤甚至报废，造成维修成本大幅升高甚至事故隐患。（图3）

3.3 排气冒白烟

汽车冒白烟——这种现象如果只是在冬天冒少许白烟，一般只是冷凝水蒸气，属于正常情况，尤其是发生在刚启动时。但是也是要分情况，如果只是在启动时间内短暂的冒白烟，随着发动机升温，这些白烟也随之消失，这种情况是发动机充分燃烧，属于正常现象。但如果是大量冒白烟，则是由于汽缸垫损坏，导致气缸体和缸盖密封不严，水分就会流到气缸里面，甚至直接流到润滑油管道里，这时发动机高温、加速乏力，很可能会对发动机造成重大损伤。因此，如果热车之后还是发现排气管一直冒白烟，那很有可能是气缸垫坏了需要尽快维修。

4 缸内积碳的清洁方式

冰冻三尺非一日之寒，积碳不是一朝一夕就能够形成的，而是经过漫长的时间沉淀而形成，因此一旦积碳形成后清理起来是相当的困难。有人常说，汽车要每隔一段时间，跑一次高速，车子在高速上发动机一直处于高转速工作，如此就能大幅提升进排气的压力，给发动机提供充分燃烧的机会，并且在每个档位都保持一段时间，让活塞和齿轮得到充分的润滑和冲洗。高速中发动机的工作效率非常稳定，汽油燃烧的更加充分，产生的积碳就会比较少，所以经常跑高速的车子车况确实会更好一些，但是依附在上面的积碳，只依赖于高速是不能彻底清理掉的。

4.1 化学药水，泡沫清洗剂

把火花塞拆卸下来，将清洗剂通过火花塞安装孔，喷入缸内进行浸泡分解，完成清洗后反复清理剩余的水分及残留积碳，高端车辆不建议采用该方法，清洗剂在清洗时会对零部件表面产生腐蚀作用，并且还会有残留。

4.2 拆解清洗

拆卸气门室盖和凸轮轴，检查气门油封是否有老化密封不严，如有更换新油封，确保润滑油不泄漏，对缸内进行打压检测，确认进排气气门等部件是否完全密封。拆卸进气管，对活塞头及气门等部件喷射化学药剂，进行浸泡之后做进一步清理。对节气门的内部和扇形门上的污渍进行清洗，对节气门做到充分清洗油泥和积碳，可以提升发动机的稳定性，降低油耗，改善进气性能，恢复正常的空燃比，从而降低尾气排放的污染，使得发动机怠速更稳。该方法减少了拆解发动机的部分部件，避免发动机因拆卸重装后的结构、技术参数不发生变化，这点很难得到保证，并且不会影响发动机出厂时调教的各项参数，更加降低了因拆解而损伤发动机。

5 结语

润滑油的性能和质量对汽油机排放将来产生直接的影响，尤其是润滑油的流动性、添加剂的成分，都会对汽油机的排放产生直接影响。因此，在未来发展的过程中，应该强化润滑油的粘度和添加劑的管理、质量管理与性能管理，保证润滑油的流动性能达到最佳，质量符合标准，性能可以满足要求，降低汽油机排放量的同时改善运行性能，满足当前的润滑油应用需求，达到预期的应用目的。

参考文献：

[1]齐艳玲.浅析汽车润滑油对发动机性能的影响[J].汽车实用技术，2016（01）：154-155.

[2]侯来敏，邵晖，刘冰.润滑油性质对汽油机排放的影响及汽油机润滑油的发展趋势[J].内燃机与配件，2020，No.311（11）：32-33.

[3]张锡德，蒋振洋，胡建辉等.润滑油品质劣化对大机组轴瓦的影响及处理[J].化工设备与管道，2018，55（03）：46-50+55.

[4]袁杰，周云龙.积碳对发动机性能的影响及处理分析[J].现代工业经济和信息化，2020，10（08）：84-86.