你中有我,我中有你,机油和燃油的那些事儿

修车帮 汽车与驾驶维修 2018-03-13

前言

如果你是一名德系车的死忠,尤其是一些经典德系车的老司机,确定一定以及肯定你的行李厢里会常年备着一桶机油。身为老司机的我们,拔出机油尺观察机油液面已经成为了家常便饭,而时不时地往发动机里补点机油也成为了基本的技能。


也许,你可能从来都不会想到,有一天在拔出机油尺观察时,会赫然发现机油液面竟然升高了——机油难道还能越用越多?“烧机油”会让机油液面变低,这很好理解,但机油越用越多到底是怎么回事儿呢?其实这个现象从发动机诞生之初开始就出现了,且听我给你细细道来。

近期个别车主反映爱车发动机的机油液位莫名升高了


机油液面上升,是因为有燃油混到里面去了

首先可以肯定的是,发动机即便是在正常工作状态下,机油也是会有增多趋势的。为什么会这样?一句话概括就是:燃油混到了机油中。实际上,这一现象有个学名,叫做“燃油稀释”,英文叫“Fuel Dilution”。如果在学术网站上检索“燃油稀释”相关的论文,会找到很多相关的文章,“燃油稀释”几乎是伴随着发动机的诞生而出现的一个历史悠久、而且很难规避的物理现象。

在国内某学术网站检索“燃油稀释”的结果

众所周知,发动机是通过活塞在气缸内的往复运动实现做功的,活塞与气缸壁之间不可避免地存在着间隙,而燃油正是通过这个间隙进入到机油里的。理想状态下,燃油是以蒸气的形态进入气缸参与燃烧的,但实际上,总会有一些燃油蒸气因为接触到相对低温的气缸壁而再次凝结成液态油滴,这种现象就叫做“湿壁”。


出现“湿壁”后,燃油会与气缸壁上的机油混溶,从而无法参与燃烧,最后在活塞环的刮擦作用下,通过最下面一道活塞环(油环)的回油孔进入到曲轴箱中。别看活塞每次做功循环中这样混入的燃油量极少,但久而久之就会积少成多,最终形成可以通过机油尺观察到的机油液位升高,机油就被燃油稀释了。

东风本田在媒体沟通会上对燃油稀释发生机理的解释


缸内直喷的发动机更容易出现“湿壁”现象

从上面的生成机理中可以发现,“湿壁”现象越严重,“燃油稀释”就会越严重。从这一点来说缸内直喷、低温环境以及频繁的短途行驶,都会加重“燃油稀释”现象。传统的进气道喷油模式,也就是我们俗称的电喷系统发动机,燃油有较长的时间蒸发并与空气充分混合,所以湿壁现象较轻。而在缸内直喷模式中,燃油直接以高压喷入气缸内,极短的雾化时间和极高的喷射压力,会把油滴直接喷到气缸壁上,从而形成湿壁。

缸内直喷工作原理

从这一点来说,柴油发动机天生就会是燃油稀释的“重灾户”,因为它们均采用缸内直喷模式,加之柴油本身的挥发性较差,所以我们能够看到有些柴油发动机的机油尺会额外增加一个机油稀释极限刻度。

马自达一款柴油发动机的机油尺

(图源自微博@狗松仔)


发动机低温状态会加剧燃油稀释

在低温环境下,不仅燃油雾化的效果会变差,冷起动时还会对喷油量进行“加浓”,更加重了这一问题。而且在低温环境下,发动机的暖机时间也要加长,“湿壁”现象持续的时间也会更久。长时间的怠速、频繁的短途行驶也是一样的道理,在这种工况下,不仅“燃油稀释”的趋势更加严重,而且曲轴箱通风系统(后面会讲到其作用)的工作效果也会大大降低。


通过技术手段不让燃油长时间混入机油

实际用车时,我们很难规避冷起动或者低温环境,所以燃油稀释问题也自然不可能规避,这会不会导致机油液面不断升高呢?答案当然是否定的。工程师们已经竭尽所能地通过多种技术手段减少燃油进入曲轴箱,并且让已经混到机油中的燃油尽快分离并排出去,一进一出,尽量保持机油总量和浓度维持在一个合理的范围内。


整车厂商会针对高寒环境进行大量针对性试验,改进发动机电控系统的控制策略,根据监测到的环境温度,合理改变喷油时间和喷油量,降低“湿壁”现象。同时,发动机控制系统还会采取一系列措施,加速发动机升温,减少暖机工况持续的时间。此外,虽然目前汽油机的直喷化已经是大势所趋,但也有一些厂商采用了缸内直喷和进气道喷油叠加的“混合喷射”模式,在暖机工况下就可以使用进气道喷油模式,避免“湿壁”现象。


而在如何将燃油与机油分离方面,最主要的措施就是曲轴箱通风系统了。简单来说,发动机正常运转时机油温度达到大约110~130℃,这时混合在其中的燃油会很快变成蒸气形态,而曲轴箱通风系统的作用就是将这部分蒸气形态的燃油给排出去,引流到进气道再次参与燃烧。如此一来,机油中混入的燃油就会被排出去,从而保证机油总量和浓度维持在合理的范围内。

发动机曲轴箱通风系统


千万不可轻视,

好的用车习惯与“燃油稀释”息息相关

我们在正常的用车环境中,尤其是当爱车使用了缸内直喷的发动机,就一定要多注意以下几点,尽量避免“燃油稀释”,特别是那些高原、低温地区的车主,更不能轻视:

(1)尽量预留一定的时间热车,避免车辆长期处于暖机工况;

(2)避免使用劣质机油,根据当地情况选择合适标号的优质机油,不仅对燃油的耐受性更好,还可以最大程度保证润滑效果;

(3)选择大型加油站加油,保证燃油的质量可靠,避免掺和其他杂质;

(4)必要时可以缩短保养间隔,保证机油总量和浓度;

(5)时常检查机油尺,看是否存在机油超量的现象,并留意其中有没有汽油味。需要注意的是,每次检查都应该是在同等状态下,例如同样都是冷车起动前或者停车10分钟后,否则检测出的结果误差会比较大;

(6)如果出现机油液位超限的情况,应及时到4S店进行检查,排除发动机内部故障原因。对于非故障原因造成的机油液位超限,应该及时向生产商反映,并随时关注厂方的后续处理措施。

做到以上几点,就可以从我们的日常用车方面尽量规避“燃油稀释”,即便出现了“燃油稀释”也不必过分焦虑,这并不是一个严重的故障,正确认识和处理即可。


关于“机油液面升高”的那些事儿

我们之所以写这篇普及贴,也是觉得最近被网络热炒的东风本田“机油液面升高”事件有点背离技术层面的原则。该事件中涉及的是配备1.5T缸内直喷发动机的车型,爆发地区主要集中在寒冷的东北地区,时间也恰逢冬季,可以说完全符合“机油稀释”现象发生的所有条件。


目前该厂商已经公布了调查结果和相关处理措施。说实话,能在事件发生一个月的时间内,完成大量投诉客户的调查统计,进行相关实验验证,并最后提出可行的改善措施,应该说已经体现出了厂商负责任的态度。


该厂商公布的处理措施主要集中在修改发动机控制系统的软件,也就是把好燃油进入机油这扇门,改善燃油不轻易混入机油的条件,这从前面的技术分析来看是可行的。除此之外,该厂商还承诺,会延长该款车型发动机的包修期限,以打消消费者的顾虑。


应该说,这些举措无论是在技术层面,还是在后续保障方面,其实都能覆盖和补救已经发生的或可能发生的问题。换个思路想想,配备该款发动机的车型保有量那么多,但并没有大面积出现问题,因此也希望看了本篇文章的分析和解读,能打消大家的一些顾虑,和厂商及4S店理性沟通,正确看待此次事件。


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