车辆润滑油变质原因分析与预防对策

马立春

摘要：车辆发动机对润滑油要求具有良好的润滑性能，优良的清净分散性，抗氧化、腐蚀、磨损性能和低温起动性能。而这些性能的实现，除了与润滑油的品质有关外，还与使用过程中润滑油是否变质有关。如果润滑油中的机械杂质、水分、氧化物等污染物的含量过多，则将直接影响润滑油的润滑性能，使油膜不易形成或保持，从而使机件表面直接接触，导致机件磨损加剧。因此，防止发动机润滑油变质，已成为延长发动机寿命的一项重要技术措施。

关键词：车辆；润滑油；变质；分析；对策

所谓润滑油变质，是指润滑油在使用中由于外界因素和内部条件的影响，使油品的成分发生变化，包括混杂在工作介质中对零件表面寿命有害的各种物质，如机械杂质、水分及氧化产物等。

1.润滑油变质的原因及其危害

1.1机械杂质对润滑油的污染及危害

机械杂质主要是尘土、金属屑、焊渣、型砂、磨屑、金属腐蚀剥落物、润滑油氧化分解产生的有机沉淀物及碳渣等。这些杂质，部分以细末的形式处于悬浮状态，部分从润滑油中沉淀到油泥中去。

1）润滑油中机械杂质的来源。机械杂质的来源主要有以下几个方面：

系统内原来残留的：指制造和工作初期磨损所留下的污染物，包括没有彻底清理的沙粒，含二氧化钛的齿轮检验涂膏，装配和修理时落入的金属屑、毛刺、焊渣等。系统工作中外界侵入的：它有两条途径，一是空气滤清齐器性能不良或网眼太粗，然后混入润滑系统；二是在加注或更换润滑油时，使用的容器不干净，加油口没有滤网，就会在润滑油中混入灰尘、细砂等杂质。系统内摩擦副的磨屑：发动机在工作中，各运动零件由于腐蚀所产生的剥落物及各运动副的金属磨屑。

2）机械杂质的危害。在润滑油的各种污染物中，机械杂质的危害最大，研究表明，机械杂质污染引起的故障占总污染故障的60%～70%。机械杂质中的颗粒物是造成发动机磨损的主要原因，其磨损程度与磨料颗粒的性质有关。颗粒大小油膜厚度，对于大小膜厚的颗粒物，如果其硬度小于运动副表面硬度时会发生下列情况、：a）对脆性颗粒，在载荷的作用下碎裂成若干小颗粒，这种“微爆炸”现象会导致温升和油膜破裂。b）对塑性颗粒，变形承担部分载荷，导致局部温升，这些磨粒的热效应更显著，使油膜迅速破裂。如果颗粒硬度大于运动副表面硬度，则会通过磨粒的变形、卡嵌、犁屑及堆积，同时产生机械效应和热效应，引起严重的磨粒磨损或胶合。颗粒小于油膜厚度，对于小于膜厚的颗粒，虽然不大可能产生直接的机械和热效应，但是这些小颗粒可通过改变润滑油的流变效应而影响润滑性能。

1.2水分对润滑油的污染及危害

润滑油中混入水后，会与水发生亲合作用而使油液乳化生成乳浊液，降低了润滑性能；同时水与润滑油中的硫、氯离子作用生成硫酸和盐酸，将加速润滑油的劣化，使润滑油失去润滑作用。

1）润滑油中水分的来源。燃烧废气中的蒸汽凝结：燃烧室中的废气不断窜入曲轴箱，如果曲轴箱通风装置工作不正常，从燃烧室进入曲轴箱内的水蒸汽不能及时排出，当温度低于100℃时，水蒸汽与机件接触凝结成水，流入曲轴箱与润滑油混合变成乳状液体。冷却系统某些部件渗漏：例如气缸体和缸盖有砂眼、气孔或裂纹；气缸套封水胶圈安装不当，如胶圈有伤痕、折皱等。

2）水分污染的危害。润滑油中混入水分后易产泡沫，堵塞油道，还会提高润滑油的凝点，不利于低温流动性能，同时也会减弱油膜的强度，降低润滑功能，导致机件磨损。水分会落入润滑油中的铁屑作用生成铁皂，铁皂与润滑油中的灰尘、机渍和胶质等污染物混合而生成油泥，聚积在润滑系统油道以及各种滤清器的滤网内，造成各摩擦表面供油不足，加速机件的磨损。

1.3氧化产物及其危害

润滑油在内燃机工作中受到温度、各种介质、金属的催化作用，逐渐变质而产生对内燃机工作的有害的各种物质，它们就是积碳、漆膜和油泥。由于它们分别在发动机的不同温度部位生成，因而也成为高温、中温和低温沉积物。

1）积碳的成因及危害。积碳是一种坚硬的、黑色或灰白的炭状物。积炭的来源主要有两个：一个来源是燃料，另一个来源是窜到燃烧室的润滑油。发动机高温工作时，润滑油发生非常剧烈的氧化作用，形成羟酸和树脂状胶质粘附在金属零件的表面。随着温度的升高和时间的延长，黏附在金属表面的胶质进一步缩聚，生成不溶于油的沥青质、半焦油质和炭青质的混合物，即所谓的积炭。积炭一般生成于内燃机的高温部位。积炭对机件寿命的直接危害主要有以下几个方面：积炭脱落形成磨料颗粒，造成磨粒效应的不良影响，加速机件的磨损，这种情况常发生在活塞、活塞环、气缸、轴颈及轴瓦处。积炭形成高温颗粒，导致汽油机表面点火，使发动机功率下降，工作紊乱，表面点火可使发动机功率下降。

2）漆膜的成因及危害。漆膜是一种坚硬的、有光泽的漆状薄膜，它主要是烃类在高温和金属的催化作用下经氧化、聚合生成的胶质、沥青质等高分子聚合物，其生成部位的温度比积炭低，但一般也在120℃以上。用示踪原子在发动机中试验，证明漆膜中有90%来自润滑油，10%来自燃料。漆膜对发动机的危害主要有以下几个方面：漆膜在热状态下是一种粘稠性物质，能把大量的烟炱、碳粒粘在活塞上，使环槽间隙减小，降低了环的灵活性甚至会发生粘环现象，造成密封不良，从而增加燃烧气体大量漏入曲轴箱，导致发动机功率下降和潤滑油的污染。漆膜的导热性很差，使活塞的高温热量不能及时通过缸套传到冷却水套的水带走，导致活塞过热，造成膨胀以致拉缸。漆膜沉积物混在润滑油中，会堵塞供油系统使供油量降低，影响润滑效果。

3）油泥的成因以及危害。油泥是一种棕黑色稀泥状物质，在温度稍高处较为干燥，象烟炱状物质，在温度稍低处则较稀。油泥一般分散在润滑油中或沉淀在油底壳底部，也可能沉积在发动机部件上。一般认为，发动机经常处于开开停停、空转或低载荷使，发动机的温度较低，缸套表面温度在水蒸气的露点以下，而发动机在低工况时燃烧不够完全，这些燃烧产物如水蒸气、CO、CO2及碳末、烟炱和燃料重馏分等会通过活塞而落到曲轴箱的润滑油中，使润滑油变质、污染、乳化和氧化，生成不溶于油的油泥。油泥对机件寿命的影响有以下几个方面：低温起动时，由于燃烧不好，易产生大量的亚硫酸和水气，在水的作用下，会使亚硫酸侵蚀缸壁，造成起动磨损。由于水的作用使油膜破裂，会有微量的水滴和酸性物质等沿缸壁沉入油底壳中，引起润滑油的污染，使润滑油老化变质、润滑性能变坏。使润滑油中的一些添加剂失效。我们知道，为了提高润滑油的性能，在润滑油中添加了抗氧化剂、清净分散剂等添加剂，而油泥正好能导致这些添加剂早期失效。

2.预防润滑油变质的技术措施

为确保发动机机件的良好润滑，防止润滑油污染变质，可采取下列技术措施：

2.1加强润滑系统的清洁工作

润滑油有效期已过或经检查已变质，均应及时更换；同时应进行润滑系统油道内的清洁工作。清洗前应趁热放出润滑系统内的废油，然后加入润滑系统容量50-70%的清洗油，使发动机低速（600-800r/min）运转3-4min后放出。最后拆下滤清器、油底壳、集滤器、曲轴箱通风装置等进行清洗，并用压缩空气吹净各油道内油污和清洗油，同时要保持场地内的清洁。

2.2重视润滑油管理和储存中的检测工作

人们一般认为，未用过的新润滑油一定很干净，然而通过检验发现，未经过滤净化的新润滑油，其污染程度往往超过规定要求。新油污染的原因是多方面的，包括从炼制、分装、运输和储存等过程中造成的污染，特别是长期储存的润滑油，其中的颗粒污染物有聚结成团的趋势。研究表明，用10μm过滤器过滤后的油液存放在密封的油捅内，经过一段时间后油液内会出现20-50μm的大颗粒污染物，即油液中颗粒有长大的趋势。