發(fā)動(dòng)機(jī)為什么要加機(jī)油?不用油能做到嗎?
問修理工怎么回事,他會(huì)告訴你油燒了。在你的腦海里,可怕的“燒油”故事——某品牌汽車燒油嚴(yán)重,發(fā)動(dòng)機(jī)爆胎,瓦片融化,造成機(jī)器嚴(yán)重故障.我的車會(huì)變成這樣嗎?當(dāng)我們驚慌失措地問機(jī)械師怎么辦時(shí),他告訴你這很正常,車在燒機(jī)油。你心里可能有很多疑問。燒——機(jī)油是正常的。你在騙我嗎?聽說過汽車燒汽油、柴油、天然氣、酒精,但沒聽說燒機(jī)油普遍。你是真的不懂還是無知?
其實(shí)修理工的回答是對的。所有的汽車都燒機(jī)油。到底燒了多少油。按照中國國家標(biāo)準(zhǔn),汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的油耗在每千公里0.3升以下,低于這個(gè)數(shù)值也算是正常。這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)現(xiàn)在看起來有點(diǎn)落后,但是我們承認(rèn)汽車燒機(jī)油的事實(shí)。也可以說是在汽車運(yùn)行過程中消耗機(jī)油。
那么,汽車為什么要燒機(jī)油呢?不燒油就好?
答案是否定的,汽車燒機(jī)油是由汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)和工作原理決定的。只要發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)沒有實(shí)質(zhì)性突破,燒油是必然的。
為什么會(huì)這樣?首先我們來看看現(xiàn)在的汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)和工作原理。
目前汽車上使用的發(fā)動(dòng)機(jī)幾乎都是四沖程往復(fù)活塞式發(fā)動(dòng)機(jī),由曲柄連桿機(jī)構(gòu)、配氣機(jī)構(gòu)、潤滑系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、供油系統(tǒng)、點(diǎn)火系統(tǒng)、起動(dòng)系統(tǒng)組成,統(tǒng)稱為兩大機(jī)構(gòu)、五大系統(tǒng)。起動(dòng)機(jī)啟動(dòng)后,重復(fù)進(jìn)氣、壓縮、做功、排氣四個(gè)循環(huán),發(fā)動(dòng)機(jī)自動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn),在消耗燃油的同時(shí)對外輸出動(dòng)力。
曲柄機(jī)構(gòu)是發(fā)動(dòng)機(jī)的發(fā)電和輸出機(jī)構(gòu),由活塞、活塞環(huán)、連桿、曲軸等零件組成。在氣缸內(nèi)高溫高壓氣體的壓力下,活塞的往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為曲軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng),向外輸出扭矩。其中,活塞、活塞環(huán)和氣缸壁構(gòu)成了發(fā)動(dòng)機(jī)上最大的摩擦副,它們之間摩擦消耗的功率約占發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)摩擦消耗功率的一半。所以,為了保護(hù)這個(gè)部位,減少摩擦造成的功率損失,就要加強(qiáng)這個(gè)部位的潤滑;另外,由于活塞直接接觸高溫氣體,溫度很高,需要加強(qiáng)冷卻。如果沒有潤滑和冷卻,活塞、活塞環(huán)、缸壁在高溫下很快就會(huì)磨損凝固,發(fā)動(dòng)機(jī)就會(huì)出現(xiàn)拉缸、活塞-卸頂?shù)裙收?,?dāng)然也就不能正常工作了。
那么這部分是如何潤滑冷卻的呢?由于開放式結(jié)構(gòu),不能使用壓力潤滑,只能使用濺射潤滑。曲軸高速旋轉(zhuǎn)時(shí),部分機(jī)油飛濺到缸壁上,油環(huán)在缸壁中下部形成油膜,潤滑活塞、活塞環(huán)和缸壁。氣缸上半部分的潤滑必須通過活塞環(huán)的泵送作用來完成;同時(shí),流動(dòng)的油帶走一些熱量來冷卻活塞。一些高強(qiáng)化發(fā)動(dòng)機(jī)有特殊的噴油嘴,直接將油噴入活塞,以加強(qiáng)活塞的冷卻和潤滑。一些發(fā)動(dòng)機(jī)使用網(wǎng)狀氣缸套來增強(qiáng)該部分的潤滑。這樣會(huì)儲(chǔ)存更多的油,有利于氣缸壁的潤滑,但也會(huì)增加油耗。
那么,這種“活塞環(huán)的抽氣作用”是怎么產(chǎn)生的呢?看活塞、活塞環(huán)、缸壁的結(jié)構(gòu)?;钊h(huán)安裝在活塞上。安裝在缸套上后,活塞與活塞環(huán)之間形成三個(gè)間隙:端隙、側(cè)隙和背隙。當(dāng)活塞在缸內(nèi)向下運(yùn)動(dòng)時(shí),缸壁上的油通過活塞環(huán)的側(cè)間隙進(jìn)入后間隙。當(dāng)活塞在氣缸內(nèi)向上運(yùn)動(dòng)時(shí),機(jī)油從活塞環(huán)的間隙進(jìn)入側(cè)隙上方,在發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)過程中重復(fù)燃燒過程,機(jī)油逐漸被消耗。因此,“活塞環(huán)的泵送作用”是由發(fā)動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)決定的。只要發(fā)動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)和工作原理不變,活塞環(huán)的泵氣效應(yīng)就不可避免,發(fā)動(dòng)機(jī)就一定會(huì)耗油。
通常情況下,活塞環(huán)消耗的泵油很少,所以在一個(gè)換油周期內(nèi)一般不需要補(bǔ)油。泵送的油量主要與活塞環(huán)的性能和發(fā)動(dòng)機(jī)的磨損有關(guān)?;钊h(huán)的材料、結(jié)構(gòu)、理化性能、安裝和使用對活塞環(huán)抽油有很大影響。日系發(fā)動(dòng)機(jī)油耗普遍較低,主要是因?yàn)榛钊h(huán)質(zhì)量好,但在高油耗的車上,活塞環(huán)質(zhì)量和配合間隙的設(shè)計(jì)是一個(gè)不可忽視的因素。此外,對于鑄鐵缸體的發(fā)動(dòng)機(jī),活塞一般為鎂鋁合金,其膨脹系數(shù)比鑄鐵大,因此在冷行駛時(shí)活塞與缸壁的間隙變大,活塞環(huán)的泵氣作用也變大。換句話說,冷天行駛消耗的機(jī)油更多,這也是部分發(fā)動(dòng)機(jī)油耗多的不可忽視的因素之一。
發(fā)動(dòng)機(jī)長期使用,潤滑差,長期超負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn),導(dǎo)致氣缸、活塞、活塞環(huán)磨損增加,各部分間隙增大,活塞環(huán)彈性減弱,密封性能下降,特別是活塞環(huán)在潤滑油池中的泵送作用增強(qiáng),更多的油進(jìn)入氣缸參與燃燒,這時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)排氣就會(huì)脫落,冒煙,油耗增加。我們通常說發(fā)動(dòng)機(jī)需要大修,多半是這個(gè)原因。在這種情況下,使用高粘度的機(jī)油或機(jī)油添加劑可以有效緩解這些癥狀。要徹底解決問題,必須對發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行拆解和檢修。
還有另外兩個(gè)引擎。雖然在汽車中很少見,但客觀存在。那是二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)和轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)。這兩款發(fā)動(dòng)機(jī)都是結(jié)構(gòu)因素,油耗更大。其中二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)的機(jī)油和汽油混合進(jìn)燃燒室燃燒,是標(biāo)準(zhǔn)的“混合動(dòng)力”,油耗約為汽油的3~5%,這是相當(dāng)可怕的數(shù)據(jù)。轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)對潤滑的要求更高,也有大量的油進(jìn)入氣缸參與燃燒。油耗也很高,這里就不買了。
消耗機(jī)油的另一種方式是曲軸箱通風(fēng)。目前,從減少環(huán)境污染和提高發(fā)動(dòng)機(jī)經(jīng)濟(jì)性的角度出發(fā),采用曲軸箱強(qiáng)制通風(fēng)技術(shù),可以將曲軸箱內(nèi)的廢氣抽出,輸送到發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣管,吸入氣缸燃燒。這些廢氣中不可避免地含有一些油蒸氣,這也消耗了一些油。
所有的油都在高溫下蒸發(fā),其蒸發(fā)與油的諾格拉姆揮發(fā)值有關(guān)。原油揮發(fā)值是衡量原油蒸發(fā)的一個(gè)指標(biāo)。數(shù)值越大,油越容易蒸發(fā)成氣體。數(shù)值越小,油越難蒸發(fā)。當(dāng)使用高揮發(fā)性的機(jī)油時(shí),機(jī)油容易蒸發(fā),曲軸箱中的油氣濃度變高。換句話說,大量的機(jī)油會(huì)進(jìn)入曲軸箱的通風(fēng)系統(tǒng)。曲軸箱通風(fēng)系統(tǒng)可以回收大部分,但也有一部分進(jìn)入燃燒室燃燒。所以這也是發(fā)動(dòng)機(jī)的一個(gè)結(jié)構(gòu)性燒油,也是必然的。
所以汽車要燒機(jī)油,取決于發(fā)動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)和工作原理。如果發(fā)動(dòng)機(jī)不燒機(jī)油,可以說發(fā)動(dòng)機(jī)無法正常工作。所以再高端的車型,也會(huì)消耗一定的機(jī)油。只是那個(gè)
在現(xiàn)有的技術(shù)條件下,發(fā)動(dòng)機(jī)完全不油耗是不可能的,但是通過一定的技術(shù)手段盡可能的降低油耗,使發(fā)動(dòng)機(jī)在整個(gè)換油周期內(nèi)不加油,是目前的目標(biāo)。當(dāng)然,如果是發(fā)動(dòng)機(jī)過度磨損導(dǎo)致的燒油故障,那就另當(dāng)別論了。
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