車(chē)輛潤(rùn)滑油變質(zhì)原因分析與預(yù)防對(duì)策

馬立春

摘要：車(chē)輛發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)潤(rùn)滑油要求具有良好的潤(rùn)滑性能，優(yōu)良的清凈分散性，抗氧化、腐蝕、磨損性能和低溫起動(dòng)性能。而這些性能的實(shí)現(xiàn)，除了與潤(rùn)滑油的品質(zhì)有關(guān)外，還與使用過(guò)程中潤(rùn)滑油是否變質(zhì)有關(guān)。如果潤(rùn)滑油中的機(jī)械雜質(zhì)、水分、氧化物等污染物的含量過(guò)多，則將直接影響潤(rùn)滑油的潤(rùn)滑性能，使油膜不易形成或保持，從而使機(jī)件表面直接接觸，導(dǎo)致機(jī)件磨損加劇。因此，防止發(fā)動(dòng)機(jī)潤(rùn)滑油變質(zhì)，已成為延長(zhǎng)發(fā)動(dòng)機(jī)壽命的一項(xiàng)重要技術(shù)措施。

關(guān)鍵詞：車(chē)輛；潤(rùn)滑油；變質(zhì)；分析；對(duì)策

所謂潤(rùn)滑油變質(zhì)，是指潤(rùn)滑油在使用中由于外界因素和內(nèi)部條件的影響，使油品的成分發(fā)生變化，包括混雜在工作介質(zhì)中對(duì)零件表面壽命有害的各種物質(zhì)，如機(jī)械雜質(zhì)、水分及氧化產(chǎn)物等。

1.潤(rùn)滑油變質(zhì)的原因及其危害

1.1機(jī)械雜質(zhì)對(duì)潤(rùn)滑油的污染及危害

機(jī)械雜質(zhì)主要是塵土、金屬屑、焊渣、型砂、磨屑、金屬腐蝕剝落物、潤(rùn)滑油氧化分解產(chǎn)生的有機(jī)沉淀物及碳渣等。這些雜質(zhì)，部分以細(xì)末的形式處于懸浮狀態(tài)，部分從潤(rùn)滑油中沉淀到油泥中去。

1）潤(rùn)滑油中機(jī)械雜質(zhì)的來(lái)源。機(jī)械雜質(zhì)的來(lái)源主要有以下幾個(gè)方面：

系統(tǒng)內(nèi)原來(lái)殘留的：指制造和工作初期磨損所留下的污染物，包括沒(méi)有徹底清理的沙粒，含二氧化鈦的齒輪檢驗(yàn)涂膏，裝配和修理時(shí)落入的金屬屑、毛刺、焊渣等。系統(tǒng)工作中外界侵入的：它有兩條途徑，一是空氣濾清齊器性能不良或網(wǎng)眼太粗，然后混入潤(rùn)滑系統(tǒng)；二是在加注或更換潤(rùn)滑油時(shí)，使用的容器不干凈，加油口沒(méi)有濾網(wǎng)，就會(huì)在潤(rùn)滑油中混入灰塵、細(xì)砂等雜質(zhì)。系統(tǒng)內(nèi)摩擦副的磨屑：發(fā)動(dòng)機(jī)在工作中，各運(yùn)動(dòng)零件由于腐蝕所產(chǎn)生的剝落物及各運(yùn)動(dòng)副的金屬磨屑。

2）機(jī)械雜質(zhì)的危害。在潤(rùn)滑油的各種污染物中，機(jī)械雜質(zhì)的危害最大，研究表明，機(jī)械雜質(zhì)污染引起的故障占總污染故障的60%～70%。機(jī)械雜質(zhì)中的顆粒物是造成發(fā)動(dòng)機(jī)磨損的主要原因，其磨損程度與磨料顆粒的性質(zhì)有關(guān)。顆粒大小油膜厚度，對(duì)于大小膜厚的顆粒物，如果其硬度小于運(yùn)動(dòng)副表面硬度時(shí)會(huì)發(fā)生下列情況、：a）對(duì)脆性顆粒，在載荷的作用下碎裂成若干小顆粒，這種“微爆炸”現(xiàn)象會(huì)導(dǎo)致溫升和油膜破裂。b）對(duì)塑性顆粒，變形承擔(dān)部分載荷，導(dǎo)致局部溫升，這些磨粒的熱效應(yīng)更顯著，使油膜迅速破裂。如果顆粒硬度大于運(yùn)動(dòng)副表面硬度，則會(huì)通過(guò)磨粒的變形、卡嵌、犁屑及堆積，同時(shí)產(chǎn)生機(jī)械效應(yīng)和熱效應(yīng)，引起嚴(yán)重的磨粒磨損或膠合。顆粒小于油膜厚度，對(duì)于小于膜厚的顆粒，雖然不大可能產(chǎn)生直接的機(jī)械和熱效應(yīng)，但是這些小顆粒可通過(guò)改變潤(rùn)滑油的流變效應(yīng)而影響潤(rùn)滑性能。

1.2水分對(duì)潤(rùn)滑油的污染及危害

潤(rùn)滑油中混入水后，會(huì)與水發(fā)生親合作用而使油液乳化生成乳濁液，降低了潤(rùn)滑性能；同時(shí)水與潤(rùn)滑油中的硫、氯離子作用生成硫酸和鹽酸，將加速潤(rùn)滑油的劣化，使?jié)櫥褪?rùn)滑作用。

1）潤(rùn)滑油中水分的來(lái)源。燃燒廢氣中的蒸汽凝結(jié)：燃燒室中的廢氣不斷竄入曲軸箱，如果曲軸箱通風(fēng)裝置工作不正常，從燃燒室進(jìn)入曲軸箱內(nèi)的水蒸汽不能及時(shí)排出，當(dāng)溫度低于100℃時(shí)，水蒸汽與機(jī)件接觸凝結(jié)成水，流入曲軸箱與潤(rùn)滑油混合變成乳狀液體。冷卻系統(tǒng)某些部件滲漏：例如氣缸體和缸蓋有砂眼、氣孔或裂紋；氣缸套封水膠圈安裝不當(dāng)，如膠圈有傷痕、折皺等。

2）水分污染的危害。潤(rùn)滑油中混入水分后易產(chǎn)泡沫，堵塞油道，還會(huì)提高潤(rùn)滑油的凝點(diǎn)，不利于低溫流動(dòng)性能，同時(shí)也會(huì)減弱油膜的強(qiáng)度，降低潤(rùn)滑功能，導(dǎo)致機(jī)件磨損。水分會(huì)落入潤(rùn)滑油中的鐵屑作用生成鐵皂，鐵皂與潤(rùn)滑油中的灰塵、機(jī)漬和膠質(zhì)等污染物混合而生成油泥，聚積在潤(rùn)滑系統(tǒng)油道以及各種濾清器的濾網(wǎng)內(nèi)，造成各摩擦表面供油不足，加速機(jī)件的磨損。

1.3氧化產(chǎn)物及其危害

潤(rùn)滑油在內(nèi)燃機(jī)工作中受到溫度、各種介質(zhì)、金屬的催化作用，逐漸變質(zhì)而產(chǎn)生對(duì)內(nèi)燃機(jī)工作的有害的各種物質(zhì)，它們就是積碳、漆膜和油泥。由于它們分別在發(fā)動(dòng)機(jī)的不同溫度部位生成，因而也成為高溫、中溫和低溫沉積物。

1）積碳的成因及危害。積碳是一種堅(jiān)硬的、黑色或灰白的炭狀物。積炭的來(lái)源主要有兩個(gè)：一個(gè)來(lái)源是燃料，另一個(gè)來(lái)源是竄到燃燒室的潤(rùn)滑油。發(fā)動(dòng)機(jī)高溫工作時(shí)，潤(rùn)滑油發(fā)生非常劇烈的氧化作用，形成羥酸和樹(shù)脂狀膠質(zhì)粘附在金屬零件的表面。隨著溫度的升高和時(shí)間的延長(zhǎng)，黏附在金屬表面的膠質(zhì)進(jìn)一步縮聚，生成不溶于油的瀝青質(zhì)、半焦油質(zhì)和炭青質(zhì)的混合物，即所謂的積炭。積炭一般生成于內(nèi)燃機(jī)的高溫部位。積炭對(duì)機(jī)件壽命的直接危害主要有以下幾個(gè)方面：積炭脫落形成磨料顆粒，造成磨粒效應(yīng)的不良影響，加速機(jī)件的磨損，這種情況常發(fā)生在活塞、活塞環(huán)、氣缸、軸頸及軸瓦處。積炭形成高溫顆粒，導(dǎo)致汽油機(jī)表面點(diǎn)火，使發(fā)動(dòng)機(jī)功率下降，工作紊亂，表面點(diǎn)火可使發(fā)動(dòng)機(jī)功率下降。

2）漆膜的成因及危害。漆膜是一種堅(jiān)硬的、有光澤的漆狀薄膜，它主要是烴類(lèi)在高溫和金屬的催化作用下經(jīng)氧化、聚合生成的膠質(zhì)、瀝青質(zhì)等高分子聚合物，其生成部位的溫度比積炭低，但一般也在120℃以上。用示蹤原子在發(fā)動(dòng)機(jī)中試驗(yàn)，證明漆膜中有90%來(lái)自潤(rùn)滑油，10%來(lái)自燃料。漆膜對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的危害主要有以下幾個(gè)方面：漆膜在熱狀態(tài)下是一種粘稠性物質(zhì)，能把大量的煙炱、碳粒粘在活塞上，使環(huán)槽間隙減小，降低了環(huán)的靈活性甚至?xí)l(fā)生粘環(huán)現(xiàn)象，造成密封不良，從而增加燃燒氣體大量漏入曲軸箱，導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)功率下降和潤(rùn)滑油的污染。漆膜的導(dǎo)熱性很差，使活塞的高溫?zé)崃坎荒芗皶r(shí)通過(guò)缸套傳到冷卻水套的水帶走，導(dǎo)致活塞過(guò)熱，造成膨脹以致拉缸。漆膜沉積物混在潤(rùn)滑油中，會(huì)堵塞供油系統(tǒng)使供油量降低，影響潤(rùn)滑效果。

3）油泥的成因以及危害。油泥是一種棕黑色稀泥狀物質(zhì)，在溫度稍高處較為干燥，象煙炱狀物質(zhì)，在溫度稍低處則較稀。油泥一般分散在潤(rùn)滑油中或沉淀在油底殼底部，也可能沉積在發(fā)動(dòng)機(jī)部件上。一般認(rèn)為，發(fā)動(dòng)機(jī)經(jīng)常處于開(kāi)開(kāi)停停、空轉(zhuǎn)或低載荷使，發(fā)動(dòng)機(jī)的溫度較低，缸套表面溫度在水蒸氣的露點(diǎn)以下，而發(fā)動(dòng)機(jī)在低工況時(shí)燃燒不夠完全，這些燃燒產(chǎn)物如水蒸氣、CO、CO2及碳末、煙炱和燃料重餾分等會(huì)通過(guò)活塞而落到曲軸箱的潤(rùn)滑油中，使?jié)櫥妥冑|(zhì)、污染、乳化和氧化，生成不溶于油的油泥。油泥對(duì)機(jī)件壽命的影響有以下幾個(gè)方面：低溫起動(dòng)時(shí)，由于燃燒不好，易產(chǎn)生大量的亞硫酸和水氣，在水的作用下，會(huì)使亞硫酸侵蝕缸壁，造成起動(dòng)磨損。由于水的作用使油膜破裂，會(huì)有微量的水滴和酸性物質(zhì)等沿缸壁沉入油底殼中，引起潤(rùn)滑油的污染，使?jié)櫥屠匣冑|(zhì)、潤(rùn)滑性能變壞。使?jié)櫥椭械囊恍┨砑觿┦?。我們知道，為了提高?rùn)滑油的性能，在潤(rùn)滑油中添加了抗氧化劑、清凈分散劑等添加劑，而油泥正好能導(dǎo)致這些添加劑早期失效。

2.預(yù)防潤(rùn)滑油變質(zhì)的技術(shù)措施

為確保發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)件的良好潤(rùn)滑，防止?jié)櫥臀廴咀冑|(zhì)，可采取下列技術(shù)措施：

2.1加強(qiáng)潤(rùn)滑系統(tǒng)的清潔工作

潤(rùn)滑油有效期已過(guò)或經(jīng)檢查已變質(zhì)，均應(yīng)及時(shí)更換；同時(shí)應(yīng)進(jìn)行潤(rùn)滑系統(tǒng)油道內(nèi)的清潔工作。清洗前應(yīng)趁熱放出潤(rùn)滑系統(tǒng)內(nèi)的廢油，然后加入潤(rùn)滑系統(tǒng)容量50-70%的清洗油，使發(fā)動(dòng)機(jī)低速（600-800r/min）運(yùn)轉(zhuǎn)3-4min后放出。最后拆下濾清器、油底殼、集濾器、曲軸箱通風(fēng)裝置等進(jìn)行清洗，并用壓縮空氣吹凈各油道內(nèi)油污和清洗油，同時(shí)要保持場(chǎng)地內(nèi)的清潔。

2.2重視潤(rùn)滑油管理和儲(chǔ)存中的檢測(cè)工作

人們一般認(rèn)為，未用過(guò)的新潤(rùn)滑油一定很干凈，然而通過(guò)檢驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，未經(jīng)過(guò)濾凈化的新潤(rùn)滑油，其污染程度往往超過(guò)規(guī)定要求。新油污染的原因是多方面的，包括從煉制、分裝、運(yùn)輸和儲(chǔ)存等過(guò)程中造成的污染，特別是長(zhǎng)期儲(chǔ)存的潤(rùn)滑油，其中的顆粒污染物有聚結(jié)成團(tuán)的趨勢(shì)。研究表明，用10μm過(guò)濾器過(guò)濾后的油液存放在密封的油捅內(nèi)，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后油液內(nèi)會(huì)出現(xiàn)20-50μm的大顆粒污染物，即油液中顆粒有長(zhǎng)大的趨勢(shì)。