润滑油变质对发动机的危害与预防措施.doc

润滑油变质对发动机的危害与预防措施现代汽车发动机对润滑油的要求是：具有良好的润滑性能，优良的清净分散性，抗氧化、腐蚀、磨损性能和低温起动性能。而 这些性能的实现，除了与润滑油的品质有关外，还与使用过程中润滑油是否变质有关。如果润滑油中的机械杂质、水分、氧化物等污染物的含量过多，则将直接影响润滑油的润滑性能，使油膜不易形成或保持，从而使机件表面直接接触，导致机件磨损加剧。据美国有关统计表明：发动机轴承损坏的原因，约43.1%是由于润滑油中的杂质嵌入轴颈与轴承之间所致。因此，防止发动机润滑油变质，已成为延长发动机寿命的一项重要技术措施。1、 润滑油变质的原因及其危害所谓润滑油变质，是指润滑油在使用中由于外界因素和内部条件的影响，使油品的成分发生变化，包括混杂在工作介质中对零件表面寿命有害的各种物质，如机械杂质、水分及氧化产物等。（1） 机械杂质对润滑油的污染及危害机械杂质主要是尘土、金属屑、焊渣、型砂、磨屑、金属腐蚀剥落物、润滑油氧化分解产生的有机沉淀物及碳渣等。这些杂质，部分以细末的形式处于悬浮状态，部分从润滑油中沉淀到油泥中去。1） 润滑油中机械杂质的来源机械杂质的来源主要有以下几个方面：系统内原来残留的：指制造和工作初期磨损所留下的污染物，包括没有彻底清理的沙粒，含二氧化钛的齿轮检验涂膏，装配和修理时落入的金属屑、毛刺、焊渣等。系统工作中外界侵入的：它有两条途径，一是空气滤清齐器性能不良或网眼太粗，然后混入润滑系统；二是在加注或更换润滑油时，使用的容器不干净，加油口没有滤网，就会在润滑油中混入灰尘、细砂等杂质。系统内摩擦副的磨屑：发动机在工作中，各运动零件由于腐蚀所产生的剥落物及各运动副的金属磨屑。2） 机械杂质的危害在润滑油的各种污染物中，机械杂质的危害最大，研究表明，机械杂质污染引起的故障占总污染故障的60%70%。机械杂质中的颗粒物是造成发动机磨损的主要原因，其磨损程度与磨料颗粒的性质有关。颗粒大小油膜厚度对于大小膜厚的颗粒物，如果其硬度小于运动副表面硬度时会发生下列情况、：a） 对脆性颗粒，在载荷的作用下碎裂成若干小颗粒，这种“微爆炸”现象会导致温升和油膜破裂。b） 对塑性颗粒，变形承担部分载荷，导致局部温升，这些磨粒的热效应更显著，使油膜迅速破裂。如果颗粒硬度大于运动副表面硬度，则会通过磨粒的变形、卡嵌、犁屑及堆积，同时产生机械效应和热效应，引起严重的磨粒磨损或胶合。颗粒小于油膜厚度对于小于膜厚的颗粒，虽然不大可能产生直接的机械和热效应，但是这些小颗粒可通过改变润滑油的流变效应而影响润滑性能。（2） 水分对润滑油的污染及危害润滑油中混入水后，会与水发生亲合作用而使油液乳化生成乳浊液，降低了润滑性能；同时水与润滑油中的硫、氯离子作用生成硫酸和盐酸，将加速润滑油的劣化，使润滑油失去润滑作用。1） 润滑油中水分的来源燃烧废气中的蒸汽凝结：燃烧室中的废气不断窜入曲轴箱，如果曲轴箱通风装置工作不正常，从燃烧室进入曲轴箱内的水蒸汽不能及时排出，当温度低于100时，水蒸汽与机件接触凝结成水，流入曲轴箱与润滑油混合变成乳状液体。冷却系统某些部件渗漏：例如气缸体和缸盖有砂眼、气孔或裂纹；气缸套封水胶圈安装不当，如胶圈有伤痕、折皱等。盛装润滑油的容器含水2） 水分污染的危害润滑油中混入水分后易产泡沫，堵塞油道，还会提高润滑油的凝点，不利于低温流动性能，同时也会减弱油膜的强度，降低润滑功能，导致机件磨损。水分会落入润滑油中的铁屑作用生成铁皂，铁皂与润滑油中的灰尘、机渍和胶质等污染物混合而生成油泥，聚积在润滑系统油道以及各种滤清器的滤网内，造成各摩擦表面供油不足，加速机件的磨损。润滑油中的水分还会吸收燃烧室废气中的含硫氧化物和低分子有机酸，加剧对金属的腐蚀。（3） 氧化产物及其危害润滑油在内燃机工作中受到温度、各种介质、金属的催化作用，逐渐变质而产生对内燃机工作的有害的各种物质，它们就是积碳、漆膜和油泥。由于它们分别在发动机的不同温度部位生成，因而也成为高温、中温和低温沉积物。1） 积碳的成因及危害积碳是一种坚硬的、黑色或灰白的炭状物。积炭的来源主要有两个：一个来源是燃料，另一个来源是窜到燃烧室的润滑油。发动机高温工作时，润滑油发生非常剧烈的氧化作用，形成羟酸和树脂状胶质粘附在金属零件的表面。随着温度的升高和时间的延长，黏附在金属表面的胶质进一步缩聚，生成不溶于油的沥青质、半焦油质和炭青质的混合物，即所谓的积炭。积炭一般生成于内燃机的高温部位。积炭对机件寿命的直接危害主要有以下几个方面： 积炭脱落形成磨料颗粒，造成磨粒效应的不良影响，加速机件的磨损，这种情况常发生在活塞、活塞环、气缸、轴颈及轴瓦处。 积炭形成高温颗粒，导致汽油机表面点火，使发动机功率下降，工作紊乱，表面点火可使发动机功率下降215%。 近年来发现在高速增压柴油机中，气缸表面的珩磨纹被磨光，起贮油作用的粗糙表面被磨掉，造成润滑油消耗大增。研究表明，主要原因是由于活塞环的硬积炭作用于缸套的结果。 积炭会加速润滑油的污染变质，堵塞油路，破坏润滑系统正常工作，从而造成机件磨损的现象。2） 漆膜的成因及危害漆膜是一种坚硬的、有光泽的漆状薄膜，它主要是烃类在高温和金属的催化作用下经氧化、聚合生成的胶质、沥青质等高分子聚合物，其生成部位的温度比积炭低，但一般也在120以上。用示踪原子在发动机中试验，证明漆膜中有90%来自润滑油，10%来自燃料。漆膜对发动机的危害主要有以下几个方面： 漆膜在热状态下是一种粘稠性物质，能把大量的烟炱、碳粒粘在活塞上，使环槽间隙减小，降低了环的灵活性甚至会发生粘环现象，造成密封不良，从而增加燃烧气体大量漏入曲轴箱，导致发动机功率下降和润滑油的污染。 漆膜的导热性很差，使活塞的高温热量不能及时通过缸套传到冷却水套的水带走，导致活塞过热，造成膨胀以致拉缸。 漆膜沉积物混在润滑油中，会堵塞供油系统使供油量降低，影响润滑效果。3） 油泥的成因以及危害 油泥是一种棕黑色稀泥状物质，在温度稍高处较为干燥，象烟炱状物质，在温度稍低处则较稀。油泥一般分散在润滑油中或沉淀在油底壳底部，也可能沉积在发动机部件上。一般认为，发动机经常处于开开停停、空转或低载荷使，发动机的温度较低，缸套表面温度在水蒸气的露点以下，而发动机在低工况时燃烧不够完全，这些燃烧产物如水蒸气、CO、CO2及碳末、烟炱和燃料重馏分等会通过活塞而落到曲轴箱的润滑油中，使润滑油变质、污染、乳化和氧化，生成不溶于油的油泥。油泥对机件寿命的影响有以下几个方面： 低温起动时，由于燃烧不好，易产生大量的亚硫酸和水气，在水的作用下，会使亚硫酸侵蚀缸壁，造成起动磨损。 由于水的作用使油膜破裂，会有微量的水滴和酸性物质等沿缸壁沉入油底壳中，引起润滑油的污染，使润滑油老化变质、润滑性能变坏。 使润滑油中的一些添加剂失效。我们知道，为了提高润滑油的性能，在润滑油中添加了抗氧化剂、清净分散剂等添加剂，而油泥正好能导致这些添加剂早期失效。2、 预防润滑油变质的技术措施为确保发动机机件的良好润滑，防止润滑油污染变质，可采取下列技术措施：（1） 加强润滑系统的清洁工作润滑油有效期已过或经检查已变质，均应及时更换；同时应进行润滑系统油道内的清洁工作。清洗前应趁热放出润滑系统内的废油，然后加入润滑系统容量5070%的清洗油，使发动机低速（600800r/min）运转34min后放出。最后拆下滤清器、油底壳、集滤器、曲轴箱通风装置等进行清洗，并用压缩空气吹净各油道内油污和清洗油，同时要保持场地内的清洁。（2） 重视润滑油管理和储存中的检测工作人们一般认为，未用过的新润滑油一定很干净，然而通过检验发现，未经过滤净化的新润滑油，其污染程度往往超过规定要求。新油污染的原因是多方面的，包括从炼制、分