摘要：機油消耗率過大是在發(fā)動機樣機試驗階段尤其是耐久試驗時出現(xiàn)概率比較高的重大問題之一。尤其是增壓汽油發(fā)動機，由于高溫高壓、活塞漏氣量增加及曲軸箱內(nèi)的壓力升高，通風(fēng)系統(tǒng)因部分工況下進氣歧管內(nèi)壓力大于大氣壓力，如何準確查找機油消耗率過大的根本原因變得更見困難。本文就是研究如何解決增壓后機油消耗率異常的問題。汽油機增壓后，缸內(nèi)爆發(fā)壓力以及熱負荷都比自然吸氣汽油機增加很多，從而導(dǎo)致活塞最大漏氣量比自然吸氣發(fā)動機增加一倍甚至更多，同時曲軸箱內(nèi)壓力也會成倍乃至幾倍增加。之前自然吸氣發(fā)動機的油氣分離器及分離方式很難滿足增壓汽油機的分離要求，從而增壓汽油機的機油消耗率過高。機油消耗率過高，極易引起三元催化器壽命縮短和火花塞間隙變小等影響。

關(guān)鍵詞：汽油機增壓；機油消耗率；曲軸通風(fēng)系統(tǒng)

1引言

首先說明的是，汽油發(fā)動機都存在機油消耗。發(fā)動機機油有四大功能：潤滑、密封、冷卻和清潔，對于保證發(fā)動機正常工作起到至關(guān)重要的作用。隨著發(fā)動機試驗時間的不斷增加，零件的機械磨損、高溫氧化、燃油蒸發(fā)腐蝕等因素，發(fā)動機機油受到污染。此外，為完成潤滑、冷卻、清潔和密封四大功能，發(fā)動機存在機油消耗的問題是正常的。

發(fā)動機的機油消耗率的高低，跟發(fā)動機自身的結(jié)構(gòu)有很大關(guān)系。但機油消耗過高對發(fā)動機自身的危害都是一樣的，因此我們要保證發(fā)動機機油消耗率在正常范圍內(nèi)。

本文主要針對增壓汽油機樣機試驗階段過程中機油消耗率過大問題的處理。對于增壓汽油機機油消耗率合理范圍，除了國家標準中限制機油燃油消耗率百分比之外，沒有一個強制性的限值。不過行業(yè)均一致認同，機油消耗率一旦過高，導(dǎo)致零件潤滑不良而加速機械磨損、催化劑被覆蓋而導(dǎo)致催化失效，發(fā)動機排放不符合國家標準。因此發(fā)動機機油消耗率控制在較低的范圍，有助于提高發(fā)動機的可靠性。對于增壓汽油機，活塞漏氣量比同排量的自然吸氣汽油發(fā)動機增加一倍多。因進氣中冷增壓，所以進入進氣歧管內(nèi)的氣體壓力部分工況下也高于正常大氣壓，同時也得考慮解決高速時曲軸箱壓力過大的問題。故油氣分離肯定比自然吸氣的復(fù)雜很多。

目前，對于中小排量發(fā)動機，不同工況下有所區(qū)別。國外一般要求新機磨合后機油消耗率小于15g/h，而可靠性試驗完成后機油消耗率要小于30gm。另外如果是增壓汽油機，除以上要求外，增加曲軸箱通風(fēng)系統(tǒng)內(nèi)含油量的要求（小于2eCh）。國家標準中對機油消耗率要求相對粗略，僅要求機油、燃油消耗質(zhì)量百分比小于0.3%。

2處理的一般步驟

2.1檢查是否漏油

首先停機檢查發(fā)動機是否漏油。主要檢查發(fā)動機曲軸前后油封、增壓器進回油管路、機油濾清器及油底殼跟缸體連接處是否有滲漏痕跡。

如果前后油封密封失效，會導(dǎo)致機油泄漏，則應(yīng)檢查油封密封圈及涂膠等。

如果增壓器進回油管墊片或墊圈處出現(xiàn)，先檢查螺栓扭力是否在正常范圍。如果扭力正常，則檢查墊片是否變形或者有其它缺陷。

機油濾清器處一般檢查跟機油冷卻器密封處，檢查其扭力后拆開檢查密封圈處。

如檢查發(fā)現(xiàn)油底殼跟缸體結(jié)合面處普遍滲油，但油底殼螺栓扭力均在正常范圍，拆開油底殼檢查涂膠。檢查涂膠是否完整及涂膠寬度厚度。如沒有出現(xiàn)涂膠量過少或不完整，則可能是曲軸箱壓力過高導(dǎo)致密封失效。

2.2測量氣缸壓縮壓力

汽缸壓縮壓力的檢查和判斷方法：

（1）起動發(fā)動機怠速運轉(zhuǎn)，待發(fā)動機冷卻液水溫達到80攝氏度以上時停機。

（2）將噴油器接插頭拔下，拆點火線圈后將火花塞拆下，節(jié)氣門全開。

（3）手持氣缸壓力表，將其錐形橡膠頭擰緊在火花塞孔上，逐缸測量氣缸壓縮壓力；測量時用起動馬達帶轉(zhuǎn)發(fā)動機（轉(zhuǎn)速應(yīng)300轉(zhuǎn)/分）。

（4）為確保準確性，每缸應(yīng)測量2次以上，曲軸至少旋轉(zhuǎn)4轉(zhuǎn)以上。

（5）判斷氣缸壓力是否正常，視具體機型來決定。當(dāng)被測汽缸的壓縮壓力比給定的數(shù)值低15%以上、或該缸的壓縮壓力比各缸的平均壓縮壓力低10%以上時，基本上可以認為該缸的密封性已經(jīng)不能達到正常的使用要求了。

如果缸壓過低，此時可以使用內(nèi)窺鏡檢查活塞以及缸孔內(nèi)壁是否完好。如果缸壁能看到明顯的劃痕或者損傷，或者活塞頂部有裂紋，拆機檢查零件質(zhì)量。

2.3測量全負荷竄漏

活塞環(huán)主要有密封氣體、均布氣缸壁機油、導(dǎo)熱和支撐活塞等作用。

活塞漏氣量通常指發(fā)動機在工作過程中，從曲軸箱通風(fēng)管中逃逸出的氣體的流量。活塞漏氣量是一個指示活塞環(huán)是否已得到正確的光潔度和配合的重要指標，它是綜合評價發(fā)動機活塞、活塞環(huán)及氣缸壁的組合是否有效的重要手段。

根據(jù)標準：GB/T 19055-2003汽車發(fā)動機可靠性試驗方法附錄A中的A.4，四沖程發(fā)動機在全負荷時最大活塞漏氣量（Bmax）不得超過限值（B）。

BL=0.6%VH（n/2）R（298/T）

V-發(fā)動機排量，單位為升（L）

N-定轉(zhuǎn)速，單位為轉(zhuǎn)每分鐘（r/min）

R-額定轉(zhuǎn)速全負荷時增壓機的壓比，壓氣機出氣口的絕對壓力p和壓氣機進口絕對壓力之比，非增壓機r=1

T-進氣歧管內(nèi)部進氣溫度為開爾文（K），非增壓機令T=298K

根據(jù)以上公式，可知不同的機型活塞的最大漏氣量可能不—樣的。

如果活塞最大漏氣量大于設(shè)定的目標值且內(nèi)窺鏡檢查發(fā)現(xiàn)活塞頂部及缸壁均完好。此時可將活塞拆下檢查。拆下時注意：（1）各活塞環(huán)開口是否相錯（三個活塞環(huán)開口應(yīng)相錯120度）。如果開口相錯較小甚至三道活塞開口跑到同一方面（俗稱環(huán)對口），活塞最大漏氣量會相應(yīng)增大很多。（2）檢查各活塞環(huán)是否完成，如果出現(xiàn)活塞環(huán)損壞，活塞漏氣量將增加。（3）活塞環(huán)上是否有積碳及彈性。如積碳過多，導(dǎo)致活塞環(huán)卡死，機油將直接進入燃燒室燃燒，從而導(dǎo)致機油消耗率過大。（4）檢查活塞環(huán)安裝方向是否正確。

2.4油氣分離試驗

在現(xiàn)代汽車中，曲軸箱通風(fēng)系統(tǒng)氣體形成是多方面的。

（1）由于活塞環(huán)跟缸體缸孔之間沒有完全密封（如果要達到完全密封，極易出現(xiàn)拉缸導(dǎo)致發(fā)動機直接報廢），在發(fā)動機往復(fù)運轉(zhuǎn)過程中，部分工作氣體沿活塞與活塞環(huán)跟氣缸套的側(cè)間隙進入曲軸箱，也就是之前說的活塞漏氣量。

（2）增壓汽油發(fā)動機采用活塞冷卻噴嘴工作中產(chǎn)生的飛濺油霧。由于增壓汽油機活塞相對于自然吸氣發(fā)動機所特有的高溫高壓，為保證活塞在合適溫度工作，一般會增加活塞冷卻噴嘴噴油冷卻。在冷卻過程中部分機油形成油霧。

（3）對增壓汽油機，增壓器的中間軸承也會有部分氣體從進氣系統(tǒng)進入曲軸箱內(nèi)。

（4）在發(fā)動機運轉(zhuǎn)時，為發(fā)動機運動件良好潤滑，機油泵會將機油運送到各個運動件以防止機械磨損過大。曲軸、活塞、連桿、凸輪軸及正時鏈等運動件所帶動的機油也會形成油霧；

鑒于以上多方面原因，在發(fā)動機運轉(zhuǎn)過程中曲軸箱內(nèi)不斷產(chǎn)生的氣體或油霧，曲軸箱壓力會相應(yīng)增大。為保持在發(fā)動機工作過程中合適的曲軸箱壓力，運轉(zhuǎn)過程中的氣體或油霧必須導(dǎo)出曲軸箱。

曲軸箱通風(fēng)系統(tǒng)的功能之一就是通過其分離氣體及油霧，使機油回流到油底殼，再次進入循環(huán)。根據(jù)氣體中的油的顆粒度分為細小顆粒油（<10um）、微小顆粒油（<1um）和粗糙油（肉眼可見的顆粒）。一般油氣分離器分離過程中一般先進行粗分離再進行精分離，即二級分離模式。這樣顆粒較大的機油將會先被分離，細小顆粒油將再次分離。

在增壓汽油發(fā)動機工作過程中，隨著增轉(zhuǎn)速及負荷的增大，進入進氣歧管內(nèi)的氣體壓力將高于大氣壓力。也就意味著，必須設(shè)計在發(fā)動機低載荷及高載荷等工況下的各自獨立通道以保證曲軸箱內(nèi)氣體及時導(dǎo)出，從而保證曲軸箱壓力在合理范圍內(nèi)。

如9UON+uG9CTPpNhkOH1ff6g==圖所示，正常情況下，油氣分離器上有兩個單向閥，在油氣內(nèi)壓力達到其中某個閥值時，單向閥便打開，分離后的氣體經(jīng)過此閥流向進氣歧管或增壓器進氣口后再次進行燃燒。

如果單向閥的壓力值設(shè)置偏大或者偏小時，就會出現(xiàn)出現(xiàn)失效情況，反而有氣體從進氣歧管或增壓器進氣口進入油氣分離器。所以油氣分離試驗首先要確保檢查油氣分離后氣體的流向是否正確，如果出現(xiàn)逆流，則判斷單向閥失效。需要重新設(shè)計。

第二，如果經(jīng)過檢查，油氣分離的氣體流向是正確的，那么下一步的在單向閥跟進氣歧管和增壓器進氣口之間增加油氣收集瓶子。通過某段時間的收集（如2個小時），先目視檢查瓶子內(nèi)是否機油成分較多（試驗分離出的油氣如果含有機油一般為黑色）。如果此時收集到的瓶子內(nèi)油基本為黑色，可以初步確認油氣分離器的效果欠佳（可以進行放入烘干箱進行烘干稱量）。如果烘干后發(fā)現(xiàn)機油含量大于設(shè)定值，油氣分離需要重新設(shè)計以增加油氣分離的效果。

3結(jié)語

臺架試驗增壓汽油發(fā)動機機油消耗率過大處理，主要是通過檢查增壓汽油發(fā)動機是否漏油、氣缸壓縮壓力、測量活塞最大漏氣量、以及進行油氣分離試驗等手段。通過以上的測量，一般情況下都能檢查出增壓汽油發(fā)動機機油消耗率過大的根本原因。