七、機油消耗量過大故障的診斷

1.故障現象

1)發動機各密封襯墊、油封處有泄漏。

2)發動機工作時,排氣管冒藍煙。

2.故障原因

1)機油泄漏。

2)機油油平面過高。

3)?活塞、活塞環、缸套磨損過大、活塞與氣缸壁間隙過大、拉缸等。

4)?活塞環側隙過大、活塞環裝反、油環卡死等。

5)?氣門油封老化或損壞。

6)氣門導管與氣門桿配合間隙過大,氣門導管安裝松動或燃燒室有裂紋,造成機油進入氣缸燃燒。

7)?PCV閥損壞,大量機油蒸氣進入進氣系統而燃燒。

8)連桿軸承間隙過大。

9)某些下置式凸輪軸的V形發動機進氣歧管襯墊泄漏。

10)氣缸蓋機油回油孔堵塞。

11)?渦輪增壓器油封損壞或回油管堵塞。

12)某些帶有空氣壓縮機的車輛,空氣壓縮機的活塞、活塞環、缸套磨損過甚,機油竄入貯氣筒。

3.故障診斷與排除的一般步驟

1)檢查機油的外部泄漏。

2)檢查機油加注是否過多。機油油平面過高會使飛濺到氣缸壁上的機油量增加,從而引起燒機油。

3)發動機高速運轉時,排氣冒藍煙,打開加機油口觀察,發現有大量或脈動煙霧冒出,表明活塞、活塞環、缸套磨損嚴重,應解體檢查。

4)拆下PCV閥至進氣歧管的真空管,觀察真空管內壁及進氣歧管內是否存有機油的痕跡,如有則為PCV閥損壞。

5)拆下進氣歧管觀察進氣門是否嚴重積炭或進氣道中是否有機油存留的痕跡,如有則為氣門導管與氣門桿配合間隙過大、氣門油封老化、損壞。也可用內窺鏡進行此項檢查。

6)對某些下置式凸輪軸的V形發動機,應檢查其進氣歧管襯墊是否泄漏。

7)檢查渦輪增壓器。

8)對某些帶有空氣壓縮機的車輛,打開貯氣筒油水放出閥,檢查是否有過多的機油放出,如有則拆檢空氣壓縮機。

9)對發動機進行解體檢查,主要檢查燃燒室有無裂紋、氣門導管安裝是否松動、活塞是否偏缸、活塞環側隙是否過大、活塞環是否裝反或折斷、油環是否卡死、連桿軸承間隙是否過大等。

4.故障診斷與排除的相關要點

(1)機油消耗量的相關概念 內燃機行業規定的機油消耗量是指發動機運轉時每小時消耗機油的數量,單位為kg/h。發動機在不同工況下運行時,其機油消耗量也不相同,因此必須說明是在什么工況下的機油消耗量。固定式內燃機及經常在額定工況下工作的內燃機,規定采用額定工況時的機油消耗量,并根據額定功率計算出機油消耗率,單位為g/(kW·h)。

車用發動機工作時的轉速和負荷不斷變化,因此汽車行業標準規定用發動機80%的額定轉速,以100%負荷以及30%負荷兩種工況下各運行3h的機油消耗量作為發動機的機油消耗量。由于機油消耗量由兩種運行工況組成,不便采用內燃機行業的辦法計算機油消耗率。一般采用將機油消耗量除以同時期發動機燃油消耗量的百分比值來評判機油消耗量是否適宜,這個百分比一般應低于1%。通常轎車的每百公里油耗在10L左右,故其機油消耗量應在0.1L/100km以下。但一般認為機油消耗量應維持在(0.02～0.03)L/100km以下。

(2)機油泄漏的診斷與分析 發動機機油泄漏通常發生在密封襯墊、油封、機油濾清器、油塞或油堵等部位,有時也會從鑄造裂紋、有缺陷的壓力開關等部位泄漏;采用氣壓制動的汽車,機油還可能通過磨損比較嚴重的空氣壓縮機排到貯氣筒內。如果泄漏不太嚴重,只有在發動機運轉時才會出現漏油。

如果發動機的上部(高處)出現泄漏(如從V形發動機的進氣歧管后部密封襯墊),機油會沿著發動機向下流到油底殼的后部。因此,不要認為出現油污或被機油浸濕的區域就一定是泄漏源,應把油污清除干凈,再起動發動機,檢查是否出現新的油液,找出真正的泄漏部位。此外,密封圈或襯墊出現泄漏,不要簡單地認為一定是密封圈或襯墊損壞,如果氣缸漏氣過多或PCV系統失效,曲軸箱內的壓力增大,機油在高壓下也會從密封圈或襯墊處滲漏。

如果飛輪或液力變矩器前端面有油,則為曲軸后油封泄漏;如果其后端面有油,則為變速器前端油封泄漏。噴出的油跡呈環形是曲軸油封漏油的表現;沿氣缸體有向下的漏油痕跡可能是油封、油堵、凸輪軸堵頭漏油,或氣缸體有氣孔、裂紋等。

PCV閥(曲軸箱強制通風閥)堵塞使曲軸箱內的壓力升高,可能會導致機油嚴重泄漏,因此應檢查PCV閥工作是否正常:捏住通往PCV閥的管子,或用拇指蓋住PCV閥的端部,如果怠速轉速降低,說明PCV閥工作良好。此外,還應檢查氣門室蓋上通往空氣濾清器的通風軟管中的過濾器是否堵塞,這也是導致曲軸箱壓力升高引起機油滲漏的原因之一。

氣門室蓋和進氣歧管的襯墊漏氣會導致PCV系統失效。在曲軸箱具有適當吸力的情況下,襯墊密封不良會導致外面的空氣漏入曲軸箱,而不是機油向外泄漏。

(3)燒機油的診斷與分析 發動機燒機油的明顯癥狀是排氣管冒藍煙,其主要由下列情況所致(圖1-104):一是上竄機油,即由于缸套、活塞、活塞環的磨損過大或活塞環對口、裝反、彈力下降造成機油竄入氣缸;二是下竄機油,即由于氣門桿與氣門導管配合間隙過大、氣門油封老化或損壞,使機油從氣門桿與氣門導管之間的縫隙進入到燃燒室;三是其他原因造成機油進缸或進入排氣管,如PCV閥損壞,機油與竄缸氣體一同被吸入到燃燒室中,或是渦輪增壓器密封墊損壞,潤滑渦輪增壓器軸承的機油從壓縮機一側流入燃燒室或從渦輪一側流入排氣系統等。對第一種情況,可能還有一種不常見的原因:正時帶錯齒而使配氣相位嚴重滯后,在進氣行程活塞下行時進氣門尚未打開,缸內形成較大真空度而把機油沿缸壁吸上來(此時發動機抖動、動力不足的癥狀已非常明顯)。

圖1-104 機油進入燃燒室或排氣管的途徑

1)氣門導管及油封泄漏。當發動機的行駛里程低于96000km時,機油的內部消耗常常是由氣門導管或油封漏油引起的。發動機減速時,由于進氣管真空度較高,機油通過進氣門導管滲入,進而從進氣門進入燃燒室;其他工況下的燒機油冒藍煙現象可能是機油從排氣門導管進入了燃燒室。

①積炭的檢查。拆檢氣缸蓋組件時,應仔細觀察燃燒室、火花塞、氣門等有無積炭。如果火花塞僅在一側有油污,表明氣門油封漏油;進氣門的頸部有積炭(圖1-105)是氣門導管或油封漏油的又一特征。

②油封的檢查。拆下氣門室蓋時,應檢查傘形氣門油封的彈性。將小型鋼直尺片插入氣門彈簧,推壓油封,以檢查油封是否具有彈性;還應檢查油封是否與氣門桿緊密貼合。

安裝氣門油封時應保證氣門油封的唇口與氣門桿垂直。有些發動機進、排氣門油封極為相似,但不能互換,一般用顏色區分。如豐田皇冠2JZ-GE發動機的進氣門油封頂部為棕色,排氣門油封頂部為黑色,安裝時應注意辨別。

③氣門桿與氣門導管配合間隙的檢查。氣門桿與氣門導管的配合間隙應符合原廠規定,如果該配合間隙過大,致使氣門上下運動時橫向擺動,造成機油從變形的油封與氣門桿之間進入氣缸而燃燒。氣門導管磨損后更容易漏油,喇叭形的磨損所造成的漏油就像漏斗一樣,如圖1-106a所示。如果排氣門導管磨損或油封損壞,排氣時在排氣門導管底部會產生真空度,將機油吸入并在高溫廢氣中氧化燃燒,也會引起排氣管冒藍煙,如圖1-106b所示。

圖1-105 氣門頸部的積炭

圖1-106 進、排氣門導管磨損及油封損壞引起的機油消耗

2)活塞環失效?；钊h磨損、彈性下降、卡死、間隙過大、裝配不當等是發動機燒機油的主要原因。

在查找機油消耗過大的原因時,常常通過檢測氣缸壓縮壓力來輔助確診,但只能確定氣環是否磨損或折斷,卻不能確定油環的工作狀況。如果發動機排氣管冒藍煙,且在加速時更為嚴重,而PCV閥正常,一般為油環卡死在環槽內或側隙過大所致(氣門導管及油封漏油導致的燒機油現象,通常在急減速及剛起動后的片刻更明顯)。未定期更換機油或機油臟污、清除積炭時炭粒掉進活塞環與環槽之間均易造成活塞環卡死,使活塞環失去密封作用。

活塞環的側隙過大會產生泵油作用而導致機油竄入燃燒室。如圖1-107所示,活塞下行(如進氣行程)時,活塞環抵靠在環槽上側,機油進入活塞環槽下側的間隙和活塞環背隙;活塞上行(如壓縮行程)時,活塞環抵靠在環槽下側,將活塞環下側和環背隙中的機油擠壓到環槽上方,如此反復運動,將機油泵到活塞頂部。

安裝活塞環時,應注意其安裝方向,不能裝反。如扭曲環內切槽朝上、外切槽朝下;錐面環標有朝上的標記(反扭曲錐面環的內切槽應朝下)等。對于鋼片組合式油環,安裝后在襯簧作用下應無側隙,如存在側隙應查明原因(一般是活塞環型號不對)。

3)連桿軸承間隙過大。若連桿軸承間隙過大,從軸承間隙中泄漏出來的機油增多,在高速時連桿會將較多的機油甩向氣缸壁,進入燃燒室的機油量增加,機油消耗增大,如圖1-108所示。

圖1-107 活塞環的泵油作用

4)渦輪增壓器導致的燒機油。廢氣渦輪增壓器的結構如圖1-109所示,它由渦流式渦輪機、離心式壓氣機和中體三部分組成。壓氣機葉輪與渦輪機葉輪同軸,用增壓器軸連接,增壓器軸用浮動軸承支承。中體上有機油進口和出口,以便對增壓器軸軸承進行潤滑和冷卻。轉子軸潤滑不良會造成轉子軸與軸套燒結而咬死。

圖1-108 連桿軸承間隙過大

圖1-109 廢氣渦輪增壓器的結構

1—壓氣機外殼 2—壓氣機葉輪 3—渦輪機外殼 4—轉子 5—軸承殼體 6—排氣進入 7—排氣排出 8—大氣 9—壓縮后的新鮮空氣 10—潤滑油進入 11—回油

渦輪增壓器的密封環損壞將導致機油消耗過大、排氣冒藍煙。渦輪端密封環損壞,當柴油機高速運轉時,廢氣會竄入增壓器的潤滑系統,污染機油;而當柴油機低速運轉時,增壓器內的機油則從密封環泄漏并從排氣管排出,造成機油的過度消耗。壓氣機端油封磨損失效,增壓器潤滑系統內的機油竄入壓氣機室,被吸入氣缸內燃燒。當機油回油管堵塞時會使中間殼體內機油壓力升高,機油沿渦輪軸和壓氣機的密封環滲漏。如果回油管堵塞不進行修理,即使更換新的廢氣渦輪增壓器也會出現滲漏。而回油管堵塞常常是使用不當造成的,如有的駕駛人在高速行駛后迅速制動,同時立即將發動機熄火。發動機突然停轉,機油將立即停止流動,但增壓器轉子軸在慣性的作用下仍在高速轉動,由于缺乏機油的壓力潤滑和機油的流動冷卻,容易導致廢氣渦輪增壓器軸承溫度急劇升高而燒壞、咬死,特別是后軸承(廢氣渦輪增壓器排氣側軸承),從而使中間殼體、回油管中的機油焦化,產生積炭,堵塞回油管,甚至在熄火瞬間引起廢氣渦輪增壓器冒起濃煙。因此發動機熄火前應先逐漸減少負荷,再怠速運轉幾分鐘左右,待增壓器轉速下降,機油適當冷卻后再熄火。

5)其他原因導致機油消耗量過大。燃燒室裂紋、氣門導管安裝松動、活塞偏缸也可能導致機油消耗量過大。

注意：排氣管冒藍煙并非一定是燒機油。如有些自動變速器裝有真空式節氣門閥，利用進氣歧管真空度來計量發動機負荷，從而確定變速器的換檔時機。如果真空膜片損壞，變速器油將被吸人進氣歧管，進而進入燃燒室燃燒，由此產生的排煙往往被誤認為是發動機燒機油，診斷時應引起注意，以防誤判。

(4)機油消耗量過大檢查歌訣

機油消耗量過大

一看泄漏二看炯，燒機油來冒藍煙：

加速煙大活塞環．減速煙大查油封：

若是通風單向閥，拆開軟管仔細查：

連桿軸承間隙大，渦輪油封已老化：

視情使用內窺鏡，積炭位置來分清。