早些时候,我们买车时的担心是:“这辆车的发动机能燃烧油吗?”但是最近一两年的情况,除了考虑燃烧油的情况外,我们还会问:“我想买的车有油增加的现象吗?”也就是说,还需要考虑一个问题。
发动机油燃烧现象大家应该很好地理解。发动机燃烧主要来自几个原因。
1.活塞环受损或气缸套磨损导致缝隙增大,从活塞环流入燃烧室。
2.阀门油封损坏,无法密封,机油从阀门流入燃烧室。
3.工厂油气分离器效果不好,不能很好地分离油气,油通过曲轴箱通过强制通风系统进入吸入管道。
关于第三点,发动机燃烧的气体渗透到机油中,通过曲柄箱通风系统的油气分离器分离机油和气体,将机油回流到发动机润滑系统中,气体通过歧管再次进入气缸参与燃烧。油气分离器的设计不合理,油不能很好地分离,有油的混合气体进入气缸燃烧,油耗可能会太大。也就是我们常说的“烧油”现象。发动机燃烧现象带来的最明显的副作用是排气管烟雾和发动机碳积累问题。
机油燃烧现象似乎很好理解,机油增加又是怎么回事?我明明只放了这么多机油,为什么机油使用得越多,发动机就能生产机油?
实际上增加的机油来自为发动机提供动力的汽油。不断往复运动的活塞、活塞环没有完全密封,机油可以从活塞环逸出到气缸,参与气缸燃烧的汽油也可以穿过门进入机油。
在过去的很长一段时间里,车主们只担心机油消耗量,从不担心机油会开得更多。机油增加的原因是什么?
活塞和气缸壁之间用活塞环密封,由于安装要求,活塞环和活塞之间有一些空隙,活塞环和气缸之间可能会发生泄漏。发动机运转时,少量燃料蒸汽和液体燃料从活塞环和气缸壁之间的间隙进入曲轴箱。
这部分汽油和汽缸的油膜混合后很难汽化,在冷车阶段更难燃烧。因此,这种汽油将与气缸壁上的油膜混合,被活塞环刮到曲轴箱上。
特别是在中国东北地区,汽车环境寒冷、列车时间长、冷车时喷射量大,更多燃料进入曲轴箱。在这方面,大多数整车厂都要面对这些问题,国际自动机械工程师学会(SAE)、美国汽车工程师学会(SAE)的技术文库中有很多关于增加机油的例子。我们在帮助一些整车厂的直喷发动机进行验证试验时,还会发现机油增加的现象。特别是在冷车阶段和需要频繁启动的实验中,这种现象尤为明显。
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总的来说,参与燃烧的汽油混进机油里,导致机油总量增多,大多由于以下两种原因:
1.汽油雾化不充分,紧贴在汽缸壁上流入曲轴箱内;
2.进入曲轴箱的汽油无法被及时回收。
以上两点其实在许多厂家产品中都存在的问题,尤其是在寒冷地区,汽油窜进机油的现象还是比较普遍的。别以为只有机油增多的情况下,才说明汽油混进了机油里面,实际上就算机油量没有增加,机油也很可能已经被汽油窜得变质了。经常到朋友的店里,没有机油增多传闻的一款自吸直喷车型发动机里放出来的旧油里,也能闻到一股汽油味。所以别说遥远寒冷的北方,就算我所处的相对炎热的广东,汽油也很爱窜门到机油里面,影响机油的品质。只是在南方受气温的影响,机油增多速度远不如北方来得快。
对于烧机油和机油增多现象,我觉得可以简单地这样理解:机油消耗和机油增多的情况同时存在,同时发生,当机油消耗量与机油增多都处在一个相对守恒的量时,机油总量基本维持不变;当机油消耗量远少于机油增多量时,就会发生诸如本田发动机上出现的机油增多现象。
上面说到,汽油窜到机油里导致机油总量增多,是许多厂家的产品中都存在的问题。针对机油增多,厂家们的解决思路归纳起来主要有两点,一是减少窜到机油里的汽油量;二是增加汽油蒸发量,让这些汽油重新回到燃烧室进行燃烧。
在寒冷地区机油增多现象更普遍存在的直接原因就是气温过低,发动机升温慢,影响了"窜门"汽油的及时正常蒸发。所以在发动机设计时,就应充分考虑如何令发动机曲轴箱快速升温以保证正常的汽油蒸发这一问题。令发动机快速升温,厂商可以从多方面着手,包括ECU软件的优化、合理设计的空调控制单元、TCU软件的优化、合理设计的散热器下水管等。
一、通过ECU软件调整燃油喷射
上面提到,过量的雾化不完全的汽油被喷油嘴从侧面喷射到缸壁上,产生了缸壁的"湿壁"现象,汽油融化了缸壁上的油膜,在活塞的作用下慢慢地与机油一起渗进曲轴箱,时间长了之后最终导致机油增多。
汽车厂商当然也认识到这一点,针对汽油沿气缸壁进入曲轴箱的问题,厂商可以通过升级发动机的ECU软件,优化燃油喷射和点火时机,提高燃油喷射压力,使直接喷射到气缸内的汽油雾化效果更好,使汽油不在气缸壁上形成留存,大幅减少燃油"窜入"机油的可能性。同时,高压喷射出较小的汽油液滴与空气混合后能更充分地燃烧。配合燃油喷射和点火时机的优化,使汽油得到更充分的燃烧。
▲喷油时机的优化示意图
二、空调控制单元的合理设计
为了让曲轴箱里的汽油快速挥发,汽车厂商可以使用全新设计的空调控制单元,让本来流向空调的热量暂时先供向曲轴箱,让曲轴箱快速升温。当曲轴箱达到汽油蒸发温度后,热量才开始供向空调。一般来说,这个过程不会被设计得太长,一般为3分钟左右,对空调的升温、排放和噪音并没有多大影响。
三、TCU软件的优化设计
为了让混入曲轴箱的汽油快速蒸发,合理设计的TCU(温度控制单元)软件就显得十分重要了。在汽车冷车刚启动时,为了使发动机快速升温,加速蒸发机油里窜入的汽油,TCU软件会适当调高发动机转速,使曲轴箱尽快达到汽油蒸发温度,这在冬天与及寒冷的北方地区尤其重要。当曲轴箱温度足够后,TCU会逐渐调低发动机转速至正常水平。因汽油的蒸发温度较低,TCU控制的转速提升时间较短,对油耗、噪音和排放并没有明显的影响。
其实在许多新车型上,为了使三元催化器快速升温达到工作温度以减少环境污染。
四、散热器下水管的合理设计
为了让混入曲轴箱里的汽油能够快速蒸发,汽车厂商可以把原来始终联通发动机和变速箱(CVT无级变速箱)散热器用一个可控的节温器进行分隔。低温启动时热量锁暄在发动机内,迅速加热曲轴箱让汽油蒸发;当需要散热时打开节温器,CVT散热器和冷却水箱一起帮助发动机散热。如此设计的散热器下水管不仅提高了机油中汽油的蒸发量,而且对动力系统的冷却没有丝毫负面影响。
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上述几种都是汽车厂商应对发动机机油增多的对策,可以看出除了第一个措施通过ECU程序调整燃油喷射压力和点火时机之外,其它三个措施的目的都是为了使曲轴箱快速升温,使窜进机油里的汽油能尽快达到蒸发条件。以此次本田发动机机油增多的召回措施为例,就基本上包含了上述主要应对。
机油增多现象并非只集中在某一品牌出现,包括多个合资品牌和自主品牌,均受机油增多的困扰,且在寒冷的北方地区,机油增多的表现尤为明显。
既然我们都弄懂了机油增多的来龙去脉,在厂家发现问题并提供了延保、免费更换发动机总成和终身包修政策之后,我们大可以放心去用车,毕竟到目前为止厂商仍未证实过一宗因机油增多而损坏发动机的案例。我们在享受新技术带来的高燃效的同时,只要按照按照厂家的手册定期进行保养,寒冷地区的车主们自己平时多个心眼勤加检查,机油增多其实并没有想象中的那么可怕。
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