首先需要注意的是,发动机烧机油分为正常情况下的烧机油和车辆使用时间过长导致的烧机油。这两种情况都是设计和自然磨损造成的,因此应该分别对待。
在所有有烧机油现象的车辆中,涡轮增压发动机是最重要的一种。因此我们主要分析涡轮增压发动机机油烧损的原因。
1.活塞环和缸套密封不严造成的烧机油
发动机以燃油燃烧为做功形式,理论上允许一定的机油消耗量。最关键的原因是缸套珩磨技术的使用。简单来说,就是在加工缸套的过程中,有意在缸套内壁上留下十字线,线内可以储存油,便于活塞环和缸套之间的密封和润滑。也就是说,从理论上讲,活塞环和缸套之间不可能也不可能实现绝对密封。
那么问题来了。任何事情都有两面性。储存在缸套内壁凹槽中的机油,在作功冲程中活塞每次下行都无法被活塞环刮干净,留在凹槽中的机油会被高温气体气化,相当于被燃烧。另外,随着时间的推移,活塞环与缸套之间的磨损必然会造成活塞环的弹性降低,所以活塞环的刮油能力也会降低,这样烧的油就会越来越多。
可以说,发动机烧机油,尤其是涡轮增压发动机(转速高,气缸压力大,润滑需要的机油多),是发动机厂家的最后手段,但后来愈演愈烈,可能是设计师始料不及的。
2.油气分离器饱和引起的油烧
油上面说的活塞环与缸套的密封不严密,还有一种情况:活塞环开口间隙。考虑到金属材料热胀冷缩,活塞环的三个环都留有一定的开口度,会造成一个世界性的问题。
缸内高温气体会通过开口间隙窜入曲轴箱,但涡轮增压发动机其实会更严重。由于增压发动机的漏气量远大于自吸发动机,油气分离器的效率受到极大挑战。所以更容易出现烧油的问题。
因此,无论使用什么样的油气分离器,使用一段时间后,其效率都会降低甚至饱和,高温的油气会通过油气分离器重新进入气缸,也就是说机油被烧坏了。
3.气门油封老化漏油导致机油燃烧
由于增压器的存在,进气压力和排气背压远大于自然吸气。这对进气门和排气门的油封提出了挑战。
同时,由于长期的高温高压,气门油封会老化,导致密封性能下降,使机油通过油封漏入气缸和排气系统,造成烧油。
一般冷车启动时排气管会冒出一股蓝烟,这是典型的气门油封老化失效引起的烧油现象。
4.涡轮增压器转子磨损漏油导致烧油
现在的涡轮增压器转子多采用浮动轴承(即铜套),需要用油润滑转子。这部分油也是用密封圈密封的。密封原理和活塞环类似,靠气体压力建立密封。
如果长时间怠速运转,排气管内气体压力很低,容易导致增压器转子漏油。漏出的油会被高温废气带走,相当于被烧掉了。此外,如果涡轮增压器转子与轴承之间的间隙因磨损而变大,也会造成漏油,从而间接烧毁。
总之,任何发动机都会烧机油,只是数量不同。而自然吸气发动机由于其自然运行的特性,被认为是“少油”的,即使烧的是正常的机油,只要数量可控即可。所以大家都觉得日系车最不烧油,这可能是日系车的设计特点之一。