汽油對發(fā)動(dòng)機潤滑的影響主要表現在對潤滑油老化變質(zhì)的影響,也就是說(shuō)汽油燃燒產(chǎn)物對潤滑油產(chǎn)生污染、稀釋?zhuān)灾聬夯l(fā)動(dòng)機潤滑狀態(tài)。
1.汽油燃氣
汽油燃料在發(fā)動(dòng)機中同空氣燃燒作功后,廢氣大部分直接排出機外,只有一小部分通過(guò)活塞和氣缸壁之間間隙竄入曲軸箱中,這是汽油發(fā)動(dòng)機中潤滑油主要污染源。表1列出有代表性的廢氣的化學(xué)組成。
表1汽油燃料燃燒廢氣化學(xué)組成
類(lèi)型
化學(xué)成分
來(lái)源
氧化氮
一氧化氮(NO)
空氣中的氮在發(fā)動(dòng)機燃燒
室燃燒
二氧化氮(NO2)
氧化硫
二氧化硫(SO2)
汽油中硫或硫化物燃燒
生成物
三氧化硫(SO3)
羰基和
羰基
化物
甲醛(CH2O)
部分燃燒和氧化產(chǎn)物
高級醛(RCHO)
酮(R2C=O)
酸(RCOOH)
煙灰
碳
部分燃燒
烴類(lèi)
烯烴(R2C=CR2)
燃料及共預燃產(chǎn)物
二烯烴(R2C=CH-CH =CR2)
芳香烴(ArR
飽和烴(R3C-CR3)
水
H2O
燃燒產(chǎn)物
氧化碳
一氧化碳(CO)
燃燒產(chǎn)物
二氧化碳(CO2)
汽油燃燒廢氣中對潤滑油污染變質(zhì)影響最大者當屬氮氧化物,燃料汽油與空氣混合氣的不完全燃燒、壓縮比升高、點(diǎn)火提前角增加以及發(fā)動(dòng)啟動(dòng)狀態(tài)等都將促使NOx含量增加。通常以NOx表示燃燒廢氣中氮氧化物,其中包括NO和NO2。
N2+O2→2NO,進(jìn)一步氧化
2NO+O2→2NO2
一般汽油發(fā)動(dòng)機排氣中含NOx1000~3000ppm。竄入曲軸箱的燃燒廢氣,污染了潤滑油,尤其是氮氧化物和羰基、羧基化物,將促使潤滑油生成油泥。有試驗表明,汽油發(fā)動(dòng)機排氣中NOx含量1000ppm,從曲軸箱通入大氣中NOx含量?jì)H剩余100~350ppm,大部分NOx促使燃料和潤滑油氧化,生成油泥。
發(fā)動(dòng)機正常運轉影響因素太多,排放廢氣的組成分析有很多困難。表2給出一組某國外公司的經(jīng)驗數據。
表2汽油機排放廢氣定量組成
化學(xué)組成
在廢氣中的含量/%(體)
氮
74~77
水蒸氣
3.0~5.0
酸
0.3~8.0
二氧化碳
5.0~12.0
一氧化碳
5.0~10.0
氧化氮(NOx)
0.05~0.8
碳氫化物
0.2~3.0
醛
0.0~0.2
煙炱
0.01(g/m3)
3,4-苯并芘
10~20(對煙炱%)
2.汽油稀釋
汽油發(fā)動(dòng)機在低溫啟動(dòng)、在停停開(kāi)開(kāi)的狀態(tài),往往有部分汽油燃料冷凝而沿著(zhù)氣缸壁流入曲軸箱內。進(jìn)入曲軸箱的汽油與潤滑油混合,潤滑油被稀釋而粘度下降,破壞了發(fā)動(dòng)機的正常潤滑。
如上所述,汽油機燃料室內含有燃料,燃料蒸氣和空氣(氧和氮)。燃燒室的大部分產(chǎn)物,包括汽油燃料氧化產(chǎn)物和氮氧化物等,經(jīng)由排氣系統放走,小部分燃燒產(chǎn)物經(jīng)活塞環(huán)間隙竄入到曲軸箱內,少量的回到排氣循環(huán)系統;而進(jìn)入曲軸箱的物質(zhì),大部分是空氣和未經(jīng)燃燒的燃料。
部分燃燒的燃料有時(shí)也叫做漆膜和油泥的母體或冷焰氧化產(chǎn)物,它們含有低分子量(C8)或深度氧化的烴類(lèi)碎片,在曲軸箱潤滑油內溶解有限。
汽油燃燒對潤滑油老化變質(zhì)及對汽油發(fā)動(dòng)機的影響,歸納用以下示意圖表示。
圖1汽油燃料對潤滑油及發(fā)動(dòng)機影響(P129)
燃燒室,汽油燃料(液體和蒸發(fā)),空氣(氧和氮)
曲軸箱,部分燃燒產(chǎn)物、水、潤滑油,空氧和NOx、潤滑油
發(fā)動(dòng)機表面,漆膜、油泥、磨損,油泥、漆膜、磨損
汽油燃料在貯存和汽油發(fā)動(dòng)機中的工作過(guò)程表明,其氧化、抗爆、潔凈等性能可以通過(guò)加入各種燃料添加劑得到一定的改善。汽油燃料在發(fā)動(dòng)機中所產(chǎn)生的漆膜、油泥和磨損等現象又可以通過(guò)潤滑油中加入的各種添加劑而得到很大程度的抑制和改進(jìn)。
如果汽油燃料的質(zhì)量不佳、汽油的辛烷值和發(fā)動(dòng)機壓縮比不適應等都會(huì )使上述情況惡化。



