每说到发动机和机油,就想起这样一条机油广告语“高达75%的发动机磨损发生在汽车启动及热车阶段”。虽然是一条广告,但如果读懂了其中几个关键词,你可能就会对近一两年时常发生的,与机油相关的事件有不同的认识。
机油液面为何升高?
我们先来了解一下,机油液面升高、机油乳化这类现象的起因。从投诉情况来看,机油事件多发生在新型的、采用了燃油缸内直喷技术的发动机中,且机油液面升高更为普遍。近两年有多个品牌出现发动机机油液面升高的现象(见下表),原因何在?
不同品牌出现机油液面升高及乳化现象的情况对比。
通过分析可以发现,问题的关键在于燃油缸内直喷技术。该技术是直接通过高压,将燃油直接喷射到气缸中。这种燃油供给方式,能提升燃烧效率、精准控制燃油喷射量,是日益严苛的排放法规下,一项关键的发动机节能减排技术。
燃油直喷系统。
然而,缸内直喷技术也带来一个难以避免的问题,当发动机处于冷车状态,会通过喷射过量燃油的方式,让发动机的整体温度快速上升。于是问题来了,更多的燃油喷射量,会使部分燃油依附在气缸壁上,而此时由于气缸内温度不够高,这部分燃油不能及时气化,便溶解在气缸壁的机油中,并随着活塞环的刮油作用,进入到曲轴箱。
在进气行程中,燃油喷雾附着在气缸壁上,在压缩行程中会通过活塞环的刮油作用,进入曲轴箱。
另外,在冷车情况下,由于热胀冷缩的缘故,活塞环未能起到良好的密封作用,加上此时可燃混合气中油气比例较大,一部分汽油无法被彻底燃烧,在高压的混合气作用下,通过活塞环与缸壁的间隙,被挤压到曲轴箱中,这个现象就叫发动机窜气。
发动机工作温度较高,为了保证活塞环受热膨胀的空间,在冷机情况下,活塞环并非完全密闭,由此会造成冷车启动时的发动机窜气。
由于活塞与汽缸壁之间存在空隙,活塞环也不可能做到绝对密封,发动机窜气是普遍存在的现象。
也就是说,只要在冷车的情况下,发动机燃烧室内的燃油,会通过多种途径进入到曲轴箱,混入机油当中。这些地球人都知道的事,汽车工程师们当然知道,而且他们还想到了完美的解决方法:随着发动机工作温度上升,机油被充分加热,机油中的汽油(当然,也包括少量机油)会蒸发成气体,通过PCV循环的油气分离功能,这些汽油蒸汽会重新进入燃烧室内被燃烧掉,这就有效解决了机油液面升高的现象。
当发动机达到正常工作温度后,混入机油的燃油会蒸发,通过发动机的PCV循环,重新进入燃烧室参与燃烧。
在低温环境(0℃以下)短途行驶(单次行驶≤8km),发动机难以到达暖机状态,机油内的汽油难以通过PCV循环排出,发生机油液面上升在所难免。
而机油乳化的直接原因是机油进水了,水从哪里来?有可能是冷却液泄漏到机油中,但由于这些出现问题的发动机均为新发动机,密封垫老化导致密封不良的可能不大,排除冷却液后,发动机内的水分来源大致有两种,一是进气系统吸入的空气含水量高,其次是汽油燃烧后产生的少量水。
汽油的燃烧会产生少量水分,与汽油进入曲轴箱原理相同,在冷机情况下,这些水分会被带进曲轴箱中。
与燃油进入曲轴箱的方式一样,这些水分在冷机情况下进入到曲轴箱,和机油混合,当发动机在使用过程中,长期达不到正常工作温度,混入到汽油中的物质,包括汽油、水等未能有效地通过PCV循环排出,当水分含量累积到一定程度,超出了机油中抗乳化剂的承受能力,就会出现机油乳化现象。机油乳化的条件较为苛刻,事实上此类案例的占比也比机油液面升高小得多。
有不少用户认为,发动机机油盖内表面有乳化物,就代表机油乳化,其实并不一定。发动机内的水分一般以水蒸气形式存在,当发动机工作后,就会随热气流上升到发动机顶部,即机油盖处。由于机油盖一边是发动机内部,另一边与外界空气接触,存在较大的内外温差,因此水蒸气会在机油盖内部冷凝成水,而机油蒸汽同样在这里冷凝成油滴。就好比一杯温水,在打开盖子时,杯盖的内表面总会有水珠一样。当机油盖内表面的水滴与机油滴结合,就形成了乳化物,属正常现象。因此机油盖内表面有乳化物,并不代表机油乳化。
机油盖内部有乳化物,并不代表发动机机油乳化。
近期部分丰田车型用户反映,发动机出现机油液面升高和机油盖乳化的现象,编辑部就此咨询了丰田厂家,得到的答复是“机油液面高度超过F刻度线和机油盖内侧乳化是已知的在发动机工作过程中发生的正常现象”,综上分析,这确实不是托词。
而且,丰田厂家表示,截止目前,只是收到部分顾客的现象报告,还没有出现由于机油液面升高和机油盖乳化导致发动机故障的案例。只是丰田在美国市场因为缸体问题而实施了召回,恰好在同一时间段发生,增加了大家的忧虑。实际上美国的召回是由于当地工厂生产过程出现的质量缺陷,和国内机油液面升高现象没有关系。
机油液面升高会导致发动机损坏?
机油液面升高和机油乳化,会对发动机带来什么影响呢?相信车主都很关心这个问题。机油的主要作用是清洁、润滑、散热、密封、缓冲减震、防腐蚀等,相对于其它汽车用品,它的使用寿命较短,一般为1万公里/1年。对于长期工作在恶劣环境中的机油而言,能有如此的使用寿命已经相当不容易了。为了确保机油在使用过程中发挥性能,机油会被加入各种化学添加剂,其中就包括了对应燃油稀释以及乳化现象的物质。
某品牌的1.6T发动机机油尺上就有一条燃油稀释极限的刻度线,当机油液面达到该刻度线时,就应该考虑更换机油。
因此,如果出现不严重的机油稀释,并不会对机油的性能造成影响,也就是说,少量的燃油混入到机油中造成机油液面升高,不会影响发动机的正常运转,更不会对发动机造成过度磨损。那么,普通用户如何判断有没有过度呢?
某品牌的发动机,机油量多于正常值2L以内,发动机都依然能保持正常运转。
其实并不需要什么专业知识。机油能否正常发挥作用,主要看机油工作压力。当机油工作压力过高或者过低,都会影响发动机的正常运转。既然机油压力如此重要,发动机自然会时刻监测这个指标,当压力超出正常范围时,仪表盘上的“机油报警灯”就会点亮,提醒用户检查机油。
机油报警灯。
所以,机油位面升高是一种普遍现象,只要车辆的“机油报警灯”没有点亮,用户完全不用担心。去年曾有车企做过试验,当汽油混入量超过1.28L(机油总量4.48L,稀释率为28.57%)时,才会触发发动机机油报警灯。而且使用稀释率为28.57%的机油进行发动机耐久性测试,拆解后发现,发动机的缸体、活塞、曲轴等主要滑动部件,没有出现异常磨损,发动机并没有你想象中那么脆弱。
某款发动机使用混入1.28L汽油的机油(稀释率为28.57%)进行耐久性测试后,发动机缸体、轴瓦、活塞等滑动部件未发现异常磨损。
机油液面升高后,车主该怎么办?
前文提到,机油液面升高的原因,是发动机长时间在低于正常工作温度下工作。因此,车主只需在车辆行驶过程中,确保发动机能达到正常工作温度即可。此时,机油中的燃油或者水分,都会在高温下变成气体,并通过PCV系统排出。
冷车启动时,发动机从冷机到暖机需要一个过程,如何缩减暖机时间,就成了解决问题的关键,而这也就是如何热车这个老生常谈的话题。对于现在的汽车,并不推荐冷车启动后原地热车,这种工况下,发动机负载低,因此升温较为缓慢,热车时间长,而且,此时发动机喷油量大,更加重了机油稀释的程度。所以正确的热车方式,是在车辆启动后就可挂挡行驶,只不过在发动机达到正常工作温度前,不要剧烈驾驶即可。
通过仪表盘上的水温计,可以知道发动机是否到达正常工作温度。
水温计指针指在中间区域,即意味着发动机达到了正常工作温度。
对于混合动力车型,由于汽车在低速下可纯电行驶,因此,在城市短途或低速行驶时(尤其是在低温天气),发动机会经常停机,更频繁的重启,工作温度上升缓慢,混入机油中的燃油、水分就无法有效排出,久而久之,就会出现较为严重的机油稀释和机油液面升高。
冷启动后原地热车,发动机温度上升缓慢。
因此,混动车型的车主可以在冷车启动后,挂P挡并踩下油门,强制发动机启动,或者在行驶中稍微保持油门深度,强制发动机运转,这些方法都可让发动机实现快速暖机。暖机之后,正常行驶即可。
强制发动机运转,可以大幅缩短发动机暖机所需时间。
发动机暖机速度还与许多因素相关,例如环境温度、机油的流动性等等。所以,在低温环境下,更应该注意发动机的温度,而采用流动性较好的低粘度机油,对缩短发动机暖机时间也有很大帮助。
根据用户手册使用低粘度机油,可以加快发动机暖机速度。
当然,发动机的机油液面上升了,首要排除的是机油是否加注过量,或者测量时地面是否不平。如出现明显的机油增多甚至出现机油乳化,应马上更换用户手册推荐的新机油,切忌只抽走多余机油。而如果出现了机油乳化现象,应在更换机油时,适当采用发动机清洗剂,彻底排出乳化机油,才能确保新机油的使用性能。
当机油出现乳化现象——发动机曲轴箱内机油变得浓稠,应立即更换机油。
总之,一定程度的机油增多不是什么严重问题,如用户发现车辆存在发动机机油液面升高,不用着急,先到4S店进行检测,听取维修人员建议,平时也应养成启动车辆后尽快使发动机达到正常工作温度的驾驶习惯。
