国Ⅲ柴油机机油变质故障分析及对策

2023-09-19 理论教育版权反馈

【摘要】：当柴油机过热时，将会引起机油温度升高，从而加速机油的老化变质。由于汽油机机油没有这种抗腐剂，如果将其加入柴油机，轴瓦在使用中就容易出现斑点、麻坑，甚至造成成片剥落的不良后果，机油会很快变脏而加速变质，并导致烧瓦抱轴事故发生。

柴油机机油具有冷却、润滑、清洁、密封4大功能，机油的质量好坏直接关系到柴油机的工作性能。随着柴油机工作时间的增加，机油由于高温氧化、机械零件的磨损物和燃油蒸气腐蚀等因素的影响而受到污染，另外，柴油机机油在正常使用中还含有一定的消耗量。所以要定期检查机油的液位和其受污染的程度，保证柴油机在良好的工况下工作。

1.机油变质的原因分析

（1）冷却液渗入机油。当柴油机出现湿式缸套穿孔、气缸套封水圈损坏、机油散热器损坏、气缸垫损坏、气缸盖损坏等原因时，冷却液就会进入机油中，使机油乳化而变质。这种情况可以通过观察冷却液是否消耗过多、机油是否因含水乳化等现象来判断。

机油中含有水，会加快油泥的形成，机油脏污变质（俗称老化），此时添加剂的抗氧化性和分散性能减弱，又促使泡沫的形成，机油变成乳化液，破坏了油膜。试验证明，当含水量达到1%时，零部件磨损率将提高2.5倍。

（2）曲轴箱通气孔不良或产生气阻。柴油机工作时，总会有一部分可燃气体和废气经活塞环和气缸壁的间隙进入曲轴箱内，若活塞环严重损坏，此现象将更为严重。进入曲轴箱内的燃油蒸气凝结后将稀释机油，废气中的酸性物质和水蒸气将侵蚀零件，同时导致机油逐渐稀释、老化和结焦，使机油性能变坏。另外，进入曲轴箱内的气体将使箱内温度和压力升高，造成机油从油封、衬垫等处渗出；由于活塞的往复运动，曲轴箱内的气体压力周期性变化，影响发动的正常工作，严重时会使曲轴箱内的机油上窜至燃烧室和气缸盖罩内。为此，柴油机特设有通气管（呼吸管），使曲轴箱内外压力处于平衡状态，从而延长机油的使用时间。当曲轴箱通气孔不良或产生气阻时，将会加速机油的氧化变质。

（3）柴油机“过热”。使柴油机过热的主要原因为冷却液不足、冷却系统内水垢过多、水泵发生故障使冷却液循环中断，杂物堵塞散热器、散热器盖和节温器不良、风扇传动带过松或断裂，炎热时节大负荷长时间运行，燃烧室积炭的影响及润滑系统机油不足等导致。当柴油机过热时，将会引起机油温度升高，从而加速机油的老化变质。

柴油机的机油在高温、高压下工作时，其抗氧化安定性变坏，加剧了热分解、氧化和聚合的过程。在高温的情况下，机油与燃烧不完全的产物、凝结的水蒸气以及进气中夹带的灰尘混合，将导致机油变质速度加快。

（4）柴油机保养不当。在更换机油时，若不清洗润滑系统或没有认真清洗曲轴箱，若机油滤清器或机油散热器清洗不彻底或漏装机油滤清器的密封垫圈，则柴油机在加入新机油后，即使使用时间较短（只有几小时），也会使机油重新被残留污染物严重污染，从而加速机油的变质。

（5）柴油机使用汽油机机油。柴油机的压缩比是汽油机的两倍多，其主要零件受到的高温高压冲击要比汽油机大得多，因而有些零部件的制作材料有所不同。例如，汽油机主轴瓦与连杆轴瓦可用材质较软、抗腐蚀性好的巴氏合金来制作，而柴油机的轴瓦则必须采用铅青铜或铅合金等高性能材料来制作，但这些材料的抗腐性能较差。为此在柴油机机油的炼制过程中，要多加些抗腐剂，以便使用中能在轴瓦表面生成一层保护膜来减轻轴瓦的腐蚀，并提高其耐磨性能。

由于汽油机机油没有这种抗腐剂，如果将其加入柴油机，轴瓦在使用中就容易出现斑点、麻坑，甚至造成成片剥落的不良后果，机油会很快变脏而加速变质，并导致烧瓦抱轴事故发生。另外，柴油的含硫量比汽油大，这种有害物质在燃烧过程中会形成硫酸或亚硫酸，连同高温高压废气一道窜入油底壳内，就会加速机油的氧化与变质，故需在柴油机机油炼制过程中加入一些抗氧化的添加剂，使机油呈碱性。

而汽油机机油则不加这种添加剂，若将其用于柴油机，会回上述酸性气体的腐蚀很快变质失效。因此应注意不能用汽油机机油加注柴油机。

（6）混合使用不同牌号的柴油机机油。各种不同牌号的机油，除了其粘度等级不同外，其组成的化学成分也有所区别，主要是组成机油的添加剂品种和数量不同。一般情况下，机油的品种和质量等级是按照其添加剂成分的品种和数量来划分的，因为不同类型的添加剂其化学性能不同，所以添加剂种类不同的机油不能混合使用，否则就可能使油中的添加剂发生化学反应，使机油的使用性能急剧下降，加速变质。

（7）机油牌号使用不当。由于各种不同型号的柴油机在工作时技术状况和性能要求不同，要求选用的机油牌号也不相同。如果柴油机所使用的机油不符合规定，就会造成不能正常工作，导致机油变质加速。

2.预防机油过早变质的措施

（1）经常查看机油的油位。此项检查应在柴油机起动之前或停机10min以后进行，待10min后再次检查油位。补充机油时应严格注意清洁并检查是否有渗漏现象。

（2）经常检查机油的质量。在检查油位时，应注意检查机油的污染程度，机油尺上的机油不应有变色（机油变黑现象除外）的现象。当机油达到使用的间隔里程或达到换油指标时，应及时更换机油。多级油在使用时容易变黑，属于正常现象。检查机油质量的常用方法有油迹对比、粘度比较试验和化验法等几种。

用油迹对比法检测机油质量时，可在洁净的白纸上分别滴下同种新机油和正在使用的机油各一滴，比较二者变化情况。如果在用的油中间黑点里有较多的硬质沥青及炭粒等，表明机油滤清器的滤清作用不良，但并不说明机油已经变质；如果机油中间黑点较小且色泽较浅，周围的黄色斑迹较大，油迹的界线不很明显且逐渐扩散，说明机油中洁净分散剂仍未耗尽，仍可继续使用；如果黑点较大，且机油呈黑褐色、均匀无颗粒，黑点与周围的黄色油迹界线清晰，有明显的分界线，则说明其中洁净分散剂已经失效，表明机油已变质，应及时更换。

（3）适时更换机油。机油虽然有规定的换油周期，但因柴油机磨损程度不同，机油质量有差异，再加上地区、气候与作业条件的不同，都会影响机油的更换周期。换早了造成浪费，换迟了又会因机油老化而引起柴油机的其他事故。

更换机油时，应起动柴油机使之运转达到正常工作温度（80℃以上），然后将柴油机熄火，在热车状态下放出油底壳和滤清器内的旧机油。有些柴油机油底壳的放油螺塞为磁性螺塞，待机油放净后，应将放油螺塞吸附的铁屑清除干净后拧上。如果有条件，更换机油时，最好使用真空换油设备，该装置可以将旧机油吸得比较干净。

当放出的机油较脏时，应清洗机油路内的旧机油。操作时，向柴油机加入标准容量60%～80%的清洗油[稀机油或掺入20%（体积比）柴油的机油]，起动柴油机，怠速运转3～5min（切不可高速运转），最后放净清洗油，加入清洁的新机油即可。

（4）选用合适的机油。选择合适的机油是保证柴油机正常工作的重要因素，也是延长机油使用寿命根本保证。在实际工作中应按照以下要求来选择机油。

①严禁柴油机使用汽油机机油。只有在柴油机制造厂有代用说明或标明是汽油机和柴油机的通用机油时，才可代用或在标明的级别范围里使用。

②在保证柴油机可靠润滑的前提下，机油粘度应尽可能小些。粘度大的机油除在南方夏季使用外，仅适用于一些严重磨损的柴油机。高粘度的机油会使柴油机运转时的阻力增加，从而使燃料消耗增加。选用粘度太低的机油，又可能使机油压力过低，机油膜强度不够，密封不严。所以要根据柴油机工况、季节来正确选用机油。

③坚持经济适用的原则。高级机油过多降级使用不经济，把级别较低的机油用于要求较高的柴油机中会造成柴油机早期磨损和损坏。

④应尽量使用多级油。多级油的粘温性能好，在柴油机中使用的时间长、节省燃料，而且四季通用，便于管理。使用多级油时，油色容易变黑，机油压力也比普通机油小些，这些都有是正常现象，不影响使用。

⑤关于机油的混合使用。单级机油和多级机油不要混用；不同牌号机油必要时可临时混用，但不要长期混用。

（5）避免机油温度过高而氧化变质。保证水冷式柴油机冷却系统工作状况良好，避免过热。当冷却系统出现异常时，应及时检查并排除；保证曲轴箱通风装置工作状况良好，定期清洗通风管、通风阀；保持机油温度在70～80℃；适时打开机油散热器开关；保持正常的机油油面高度。

（6）把好清洁关。防止灰尘杂质进入润滑系统；定期更换机油滤清器；彻底清洗润滑系统，定期更换机油；检查机油中是否混入水；更换或添加机油时也应防止雨雪或其他杂质进入机油；当气缸盖、机体有裂纹，缸套封水圈老化失效或缸垫冲坏时，应及时维修；拆卸缸盖时一定要先将水放净，以防水流入油底壳。

（7）避免柴油流入机油。柴油机喷油泵的供油量过大、供油压力过低或喷油器滴油、雾化不良时，会使喷入缸内的柴油得不到充分燃烧，其中一部分柴油将沿缸壁流入油底壳，致使机油变稀，粘度下降，过早失去润滑作用。因此要定期检查或调整喷油泵与喷油器，及时更换磨损超限的柱塞、出油阀与喷油器针阀偶件。

（8）避免缸内废气对机油的侵蚀。当活塞与缸套、气门与气门导管的配合间隙过大时，燃烧室内的高温高压废气会由此窜入曲轴箱，加速机油的老化变质，并形成胶质、积炭及酸性有害物质。因此，要及时更换磨损超限的上述配合件，恢复其正常配合间隙，保持良好的密封作用。

国Ⅲ柴油机机油变质故障分析及对策

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