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发动机为什么要加机油 如果不加机油行不行?

机油是发动机上最重要的液体,被称为“发动机的血液”。可是,我们每次换机油时,都会发现机油会缺少一些。比如我们给发动机加入了四升机油,机油液面到达了机油尺的上限位置;可是等到我们下次保养时,会发现机油液面已经到机油尺的下限了,甚至有些车还没到保养周期呢,机油尺就到下限了,我们还要补加机油。如果把机油全放出来,也只有三升左右。那么有一升的机油哪里去了呢?

发动机为什么要加机油 如果不加机油行不行?

如果你去问修理工是怎么回事,他们会告诉你,机油烧掉了。你的脑海中会立即浮现出那个令人恐怖的“烧机油”故事——某品牌的汽车严重烧机油,导致发动机爆缸、化瓦等严重的机械故障......难道我的车也将变成这样了?当我们惊恐的问修理工该怎么办时,他又会告诉你这是正常的,汽车都烧机油。你的心里可能就疑团重重了——烧机油,竟然还是正常的,你不会是在骗我吧?我听说过汽车烧汽油,烧柴油,烧天然气,甚至烧酒精,可从来没听说过烧机油是正常的,你是真不懂还是在懵我?

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事实上修理工的回答是正确的,是所有的汽车都会烧机油,只是烧机油的量有多有少而已。在中国的国家标准中,汽车发动机机油消耗量是每千公里不大于0.3升,只要低于这个数值,就可以看做是正常的。虽然这一标准现在看起来有点落后了,但是它却承认了一个事实,那就是汽车都会烧机油,也可以说成是汽车运行中会消耗机油。

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那么汽车为什么要烧机油呢?如果不烧机油行不行?

答案是不行。汽车烧机油是由汽车发动机的结构和工作原理决定的,只要发动机技术没有实质性的突破,烧机油就不可避免。

为什么这样说呢?我们首先来看看现在汽车发动机的结构和工作原理。

现在汽车上使用的发动机绝大多数都是四冲程往复活塞式发动机,它是由曲柄连杆机构、配气机构、润滑系统、冷却系统、燃油供给系统、点火系统、起动系统组成的,统称为两大机构五大系统。它在起动机的带动下启动后,进气、压缩、做功、排气这四个冲程反复循环进行,发动机就自动运行起来了,在消耗燃油的同时对外输出动力。

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曲柄连杆机构是发动机的动力产生与输出机构,它是由活塞、活塞环、连杆、曲轴等零部件组成的,承受气缸中高温高压气体的压力作用,并把活塞的往复直线运动转化为曲轴的旋转运动,对外输出扭矩,驱动汽车行驶。在这里,活塞、活塞环、气缸壁组成了发动机上最大的摩擦副,它们之间的摩擦所消耗的功率,约占发动机中摩擦消耗功率的一半左右。所以,为了保护这个部位,同时减少摩擦所造成的功率损耗,需要加强对这个部位的润滑;另外,活塞直接接触高温气体,温度非常高,也需要加强对它的冷却。如果没有润滑和冷却的话,活塞、活塞环与气缸壁之间很快就会高温磨损甚至粘着,发动机会出现拉缸、活塞化顶、脱顶等故障,当然也就不能正常工作了。

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那么这个部位是如何润滑和冷却的呢?由于它是开放式结构,所以不能采用压力润滑,只能采用飞溅润滑。曲轴高速旋转时会把一部分机油甩到气缸壁上,然后在油环的作用下,在气缸壁的中下部形成了一层油膜,以润滑活塞、活塞环和气缸壁;而气缸上半部的润滑,就要由活塞环的泵油作用来完成了;同时,流动的机油会带走一部分热量,以冷却活塞,有些高强化的发动机还有专门的机油喷嘴,直接向活塞喷射机油,加强对活塞的冷却和润滑;还有些发动机为了增强这部分的润滑,使用了网纹式缸套,它会储存更多的机油,有利于缸壁的润滑,但是也会增加机油的消耗。

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那么这个“活塞环泵油作用”是如何产生的呢?我们还是来看活塞、活塞环和气缸壁的结构。活塞环是安装在活塞上的,当它们安装进气缸套以后,在活塞与活塞环之间形成了三个间隙:端隙、侧隙和背隙。当活塞在气缸中向下运动时,气缸壁上的机油就通过活塞环的侧隙下方进入背隙;当活塞在气缸中向上运动时,机油就从活塞环的背隙进入侧隙上方,然后被送入燃烧室参与燃烧。这个过程在发动机运行过程中反复不断的进行,机油就被逐渐的消耗掉了。由此可见,“活塞环泵油作用”是由发动机的结构特点决定的,只要发动机的结构和工作原理不变,活塞环泵油作用就不可避免,发动机就一定会消耗机油。

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在正常情况下,通过活塞环泵油消耗的机油量是极少的,一般在一个换油周期内都不需要补加机油。泵油量的多少主要与活塞环的性能和发动机的磨损有关,活塞环的材料、结构、物理与化学性质、安装及使用都对活塞环泵油有很大的影响。日系发动机机油消耗量普遍都比较小,主要是由于活塞环品质较好;而一些机油消耗量大的神车,活塞环的品质与配合间隙的设计是不可忽视的因素。另外,对于采用铸铁缸体的发动机来说,由于活塞一般都是铝合金的,膨胀系数比铸铁大,所以在冷车时活塞与气缸壁之间的间隙也较大,此时活塞环的泵油作用也更大,即冷车时会消耗更多的机油,这也是部分发动机机油消耗量大不可忽略的一个因素。

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如果发动机使用时间过长,或者发动机润滑不良,或者长期超负荷工作,导致气缸、活塞和活塞环的磨损过大,各部位间隙增大,活塞环的弹力减弱,密封性能下降,特别是油环的刮油布油作用的减弱,活塞环的泵油作用就会加剧,使更多的机油进入气缸参与燃烧,这时发动机就会出现下排气、冒蓝烟、机油消耗量增大等故障。我们通常所说的发动机需要大修绝大多数都是这个原因引起的。在这种情况下使用粘度高一点的机油,或者使用一些机油添加剂,可以有效的缓解这些症状,如果想要彻底的解决问题,还是要分解发动机大修。

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另外还有两种发动机,虽然在汽车上不常见,但也是客观存在的,那就是二冲程发动机和转子发动机。这两种发动机由于结构上的因素,机油消耗量更大。其中的二冲程发动机的机油和汽油是混合进入燃烧室燃烧的,是标准的“混合动力”,机油消耗量大约是汽油的3~5%,相当恐怖的数据;转子发动机对润滑要求更高,也有很多机油进入到气缸中参与燃烧,机油消耗量也是惊人的,在此就不展开讲述了。

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发动机还有一种消耗机油的途径是曲轴箱通风。现在的汽车发动机出于减少环境污染和提高发动机经济性的考虑,一般都采用曲轴箱强制通风技术,它可以把曲轴箱中的废气抽出并送入发动机的进气管,吸入气缸再燃烧。在这些废气中,不可避免的会含有一部分机油蒸汽,这样也会消耗一部分的机油。

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所有的机油在高温下都会蒸发,它的蒸发量与机油的诺亚克挥发值有关。诺亚克挥发值是衡量机油蒸发性的一个指标,它的数值越大,机油越容易蒸发成气态;数值越小,机油越不容易蒸发。如果使用了诺亚克挥发值较高的机油,机油容易蒸发,曲轴箱中的机油蒸汽浓度较大,也就是说会有更多的机油进入了曲轴箱通风系统中。虽然曲轴箱通风系统能够回收其中的绝大部分,但还是有一小部分会进入燃烧室烧掉。所以这也属于发动机结构性的烧机油,同样也是不可避免的。

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因此,汽车烧机油是必须的,是由发动机的结构和工作原理所决定的。也可以说,如果发动机不烧机油,发动机就无法正常运行。所以不论是多么高端的车型,都会消耗一定量的机油,只不过由于结构设计以及使用环境的不同,机油消耗量的大小不同而已。

在现有的技术条件下,让发动机完全不消耗机油是不可能的,但是可以采用一定的技术手段尽可能的减少机油的消耗量,让发动机在整个换油周期内不用添加机油,这就是现在人们追求的目标。当然,如果是由于发动机过度磨损导致的烧机油故障,那就另当别论了。

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