润滑系的检测与诊断

润滑系统的检测王树梁润滑系的检测与诊断•常见故障：机油压力过高或过低、机油消耗过多。•发动机润滑不良时，摩擦阻力增大，局部温度升高，发动机功率下降，容易发生拉缸、曲轴抱死等故障。一、润滑系常见故障的经验诊断（一）机油压力异常•汽油机机油压力应为0.2-0.4MPa，低温发动时，允许到0.45MPa，发动机温度升高时，允许降至0.15MPa,而柴油机的机油压力应为0.29-0.59MPa。1.机油压力过高(1)现象1)冷车发动时，机油压力表指示压力过高。2)将点火开关转至ON位置，机油压力表即指示0.2MPa,发动后增至0.5MPa以上。3)发动机在运转中，机油压力突然增高。(2)原因：1)限压阀调整不当；2)气缸体润滑油道有堵塞处。3)机油滤清器滤芯堵塞且旁通阀开启困难。4)机油压力表或机油压力传感器不良。5)机油粘度过大。6)主轴承或连杆轴承间隙过小。(3)诊断1)首先检查机油粘度是否过大、限压阀是否调整不当2)机油压力突然变高，首先检查机油滤清器滤芯，旁通阀弹簧。检查机油限压阀柱塞是否卡滞。否则，则一般为滑系油道堵塞。3)将点火开关转至ON位置，机油表即有压力指示，则应检查机油表、机油力传感器是否完好。2.机油压力过低(1)现象机油压力始终过低；发动后，机油压力很快降低。(2)原因：1)油底壳内机油不足。2)机油粘度小，不符合要求。3)限压阀调整不当或其弹簧折断或弹力不足.4)机油滤清器回油阀不密封，或其弹簧折断或弹力不足5)机油进油管接头松动或油管破裂。6)机油泵泵油不良。7)机油油路严重泄漏。8)机油集滤器堵塞。9)曲轴主轴承、连杆轴承或凸轮轴轴承间隙过大。10)机油压力表或机油压力传感器失效。(3)诊断1)应先检查机油油量。若机油充足，应检查机油压力表或机油压力传感器。当拆下机油压力传感器，短时间发动时，机油喷出无力，应检查限压阀、机油进油管、集滤器、机油泵等。•曲轴主轴承、连杆轴承、凸轮轴轴承的间隙增大，将直接影响机油压力。2)初发动时机油压力正常，运转一段时间后，油压迅速降低，说明油底壳内机油量不足。否则，则为机油粘度过小。3)发动机在运转中，机油压力突然降低，应立即使发动机熄火，检查机油有无严重泄漏。（二）机油消耗过多(1)现象机油消耗率超过正常值（每5000公里消耗1.5L机油为正常）。(2)原因1)活塞、活塞环与气缸配合不当，如活塞环装反、间隙过大、活塞环卡死或对口等。2)气门导管磨损过甚。3)曲轴箱通风不良。4)机油渗漏，如正时齿轮室、后油封等密封不良。5)空气压缩机活塞与缸壁间隙过大。(3)诊断1)检查有无漏油处。曲轴前端漏油常因油封破损、老化或曲轴带轮与油封接触表面磨损过甚所致。轴后端漏油，除因后油封密封不良外，对无后油封的发动机还应检查后主轴承盖回油孔是否过小，凸轮轴后端油堵是否漏油。2)检查机油是否被吸入气缸而燃烧。机油若被吸入气缸而燃烧，则排气管大量排出浓的蓝色烟雾，急加速时尤为强烈。•机油能进入气缸内有两个渠道，一是由于活塞环部位。二是气门与导管的部位。•判断方法：加机油口大量排出浓烟雾，则说明机油是由活塞组入气缸的。否则表明机油是沿进气门与导管部位进入。3)检查曲轴箱通风情况。曲轴箱通风不良，将使曲轴箱内气体压力和机油温度升高。气体压力升高，使油底壳衬垫或气门室衬垫冲破，造成严重泄漏。4)空气压缩机原因。当松开湿贮气筒放水排污开关后若发现伴有大量油污排出，即表明空气压缩机的活塞环或活塞与气缸配合间隙出现问题，应予检修。（三）机油变质(1)现象1)从机油尺上滴在洁白吸墨纸上的机油呈黑色并有杂质，或者油滴外缘呈黄而核心呈黑色。2)发动机轴瓦的摩擦表面呈腐蚀状，被胶膜、积炭或其他沉积物覆盖。(2)原因1)机油压力过低且机油粘度过大。2)曲轴箱通风不良。3)活塞环漏气。4)汽油泵膜片破裂，汽油进入油底壳。5)发动机缸体破裂，冷却液漏入油底壳。(3)诊断•由于高温和氧化作用，即使在正常情况下，机油也会生成氧化物或氧化聚合物，这种现象称为“老化”。•老化了的机油含有酸性化合物，不但使机油变黑、粘度下降，而且腐蚀零件的摩擦表面。1)首先应当检查机油压力，排除导致油压过低的各种因素。若压力正常，再查看油质：包括粘度、颜色，有无汽油、水分和其他杂质。2)检查曲轴箱通风情况。如通风情况不好，漏进曲轴箱的废气、可燃混合气中的水蒸气、汽油和有害气体，凝成有害化合物，使机油加速变质。二、机油品质检测与分析•由于杂质污染、燃油稀释、高温氧化、添加剂消耗或性能丧失掉等原因，机油品质会逐渐变坏。•在外观上，还表现为颜色变黑、粘度上升或下降。•机油中的清净分散剂，具有从发动机摩擦表面分散、移走磨损微粒、积炭等的能力，使之悬浮在机油中而不沉淀在摩擦表面，以减轻摩擦表面的磨损。清净分散剂的消耗及性能降低，会逐渐失去其清净分散作用。•机油品质变坏会使发动机润滑变差、磨损加剧，甚至引发严重机械故障。•通过对机油品质的检测，可分析并监控发动机技术状况的变化。（一）机油透光度分析法机油污染透光度分析仪的结构原理如图所示。稳压电源为电桥和光源提供稳定的电源，光源发出的光通过放油样的玻璃油池而传到光敏电阻。油池中放入干净油时，表头指示为零；当机油污染程度达到极限允许值时，指针指80％。测试前，先在油池中放入干净油样，调整表头指针为零，然后再换入需要测量的油样。由于测试油样与标准油样的透光度不同，照在光敏电阻上的光线强度就不一样，机油污染越严重，透光越弱，光敏电阻阻值变化越大，电流表指针指示也越大。这种仪器的优点是结构简单，使用方便。缺点是测量精度低,而且不能测出有添加剂的机油其添加剂残余能力以及机油含杂质的成分。（二）介电常数分析法•机油是电介质，有一定的介电常数。介电常数是表示物质绝缘能力特性的系数，又称介电系数。•清洁机油不含有杂质，有其较为稳定的介电常数；而使用中的机油，由于污染程度不同，机油中所含杂质成分和数量不同，其介电常数也会发生变化。介电常数值可反映润滑油的污染程度。•国产RZJ-2A型润滑油质量微电脑检测仪（课本P116）是按上述原理制成的。•该检测仪的关键元件为安装在油槽底部的螺旋状电容。测试时，机油作为电容介质。当机油污染后，其介电常数发生变化，引起该电容电容值的变化。•以该电容作为传感器并使其作为检测仪测试电路的一部分，传感器电容的变化引起测试电路中电量的变化，电信号通过专用数字电路转变为数字信号，送入微电脑处理并与参考信号比较。•当数字显示屏显示值为零时，表明所测机油无污染；显示值不为零时，表明所测机油有污染；显示值越偏离零值，表明机油污染程度越大。•推荐的换油标准为：汽油机油的显示值＞4.2-4.7；柴油机油的显示值＞5.0-5.5。1、测试原理：若把使用中的机油按规定要求滴在专用滤纸上，油滴逐渐向四周浸润扩散，最终形成中央有深色核心的颜色深浅不同的多圈环形油斑。（三）滤纸油斑试验法滤纸油斑试验法利用现代电测方法快速测定机油的污染程度和清净性添加剂的消耗程度及性能，但并不对机油中各种杂质的成分进行测定。•若机油所含杂质的浓度和粒度不同及清净分散能力不同，所形成油斑每一环形区域的颜色深浅亦有不同。•如果机油中杂质粒度小，且清净分散剂性能良好，则杂质颗粒就会扩散到较远处，中心区与扩散区的杂质浓度及颜色深浅程度差别较小；•若机油中杂质粒度大，且清净分散剂性能丧失，则相反。•油斑上中心区和扩散区杂质浓度反映机油的总污染程度，而中心区单位面积的杂质浓度与扩散区单位面积杂质浓度之差可反映机油中清净分散剂的清净分散能力。•设中心区杂质平均浓度为δ1，扩散区杂质平均浓度为δ2。δ1=δ2时，表明机油的分散清净性极好；•而δ1≥δ2时，表示机油的分散清净能力不佳；δ1+δ2则反映总杂质浓度。•定义清净性系数Dd为：Dd=(δ1-δ2)/(δ1+δ2)•定义清净性质量系数K为：K=1-Dd=2δ2/(δ1+δ2)K=1，好；K=0，差。2、测试方法•油斑中心区和扩散区的杂质浓度可用两区域的透光度评价。透光度大，则杂质浓度小；反之，则杂质浓度大。测试两区域透光度所采用的滤纸油斑检验光度计的原理框图见下图。•测试时，从发动机正常热工况下取出油样放入试管，用规定尺寸的滴棒（直径2mm,长度150mm尖端光滑的金属棒）插入试管油面下一定深度，取出滴棒后，把第三滴油滴在专用滤纸上，形成油斑并置于烘干箱中保温以加速油滴扩散。•待油滴扩散终了滤纸烘干后，把滤纸放在光度计测试平台上压紧，光电池制成的传感器正对油斑。•传感器可装两种遮光片，一种具有直径为rz的中心孔，另一种具有圆心在半径为rk的圆周上、半径为rs的均布小孔。•使用中心孔半径为rz的遮光片时，光源发出的光线透过中心区照在光电池上，光电池产生的电压经放大后在显示器上显示出来，从而测得中心区的透光度N1；•采用四小孔遮光片时，光线透过扩散区上与中心区相同面积的区域照在光电池上，从而测得扩散区的透光度N2。用下式计算出机油用透光度表达的清净性质量系数KK=2N2/（N1+N2）•仪器标定时，光线完全通过，不透光度为0；光线被完全阻挡时，不透光度为100。这样，测出的K值在0-1之间。•测出的K值越大，表示机油的分散清净性越好；而污染系数越小，表示机油的污染程度越小。•关于清净性质量系数K的诊断标准，则应通过试验确定。即利用大量达到换油污染程度的机油样实际测定K值，然后经统计分析合理确定其许用值。（四）光谱分析法•检测机油中金属微粒的含量，能表明机油被机械杂质污染的程度，还可用来确定机件磨损的程度；机油中金属微粒含量的变化速度又可反映有关零件摩擦表面的磨损速度。•一般采用灵敏度高的光谱分析法测定机油中的金属微粒含量。1、测试原理•光谱分析法是利用机油中金属元素微粒受电能或热能激发后发出特征光谱的性质，根据金属元素发射出的相应特征光谱光线的强度，对机油中金属元素的种类和含量进行定量分析的方法。•测试时，被测油样放于油样槽中，回转石墨圆盘浸入油样并作为高压激发源的一个电极，其外圆表面距高压激发源杆式电极位的距离为1.5-2mm。•当回转石墨电极回转时，机油不断地被带入到两电极之间，在高压激发源高电压(15000V)作用下，两电极间隙被击穿，产生电弧，使处于电极间电弧区的机油及其所含杂质一起焚烧，每种金属元素在焚烧中都发出具有一定特征光谱的光和辐射能。•发射光谱由入口缝隙照射到凹面衍射光栅上，经光栅反射后把入射光线分解成具有不同特征光谱的单色光光线，每种特征对应于一种金属元素焚烧时发出的光谱。•反射分解后的不同单色光线聚集于焦点曲线，经出口缝隙照在相应光电传感器上，传感器输出的电信号强度与具有相应特征光谱的光线强度有关，而不同特征光谱的光线强度取决于焚烧机油中相应金属元素的浓度。2、测试结果分析•试验表明，发动机气缸与活塞环配合副的磨损产物，约占机油中全部金属微粒的85％。•机油中含铁量过高时，说明气缸与活塞环磨损严重；•当曲轴、凸轮轴的各轴颈和挺杆与凸轮配合副磨损时，也使机油中铁含量增加；•若缸套镀铬或活塞环镀铬，则当机油中铬含量增加时，也可表明气缸、活塞环的磨损情况，但铬含量远比铁含量要小。•活塞磨损使机油中铝含量增加。•当机油中锡、铅、铜、铝等元素增多时，若可知发动机的轴承材料配方，即可判断滑动轴承的磨损情况。•机油中硅含量增多时，表明发动机空气滤清器和曲轴箱强制通风滤清器工作欠佳。•机油中某金属元素含量突然增加时，说明发动机内有关摩擦副异常磨损，应视为紧急情况进行处理，待排除故障后，发动机才能继续使用，以免引起破坏性故障或使发动机寿命急剧缩短。•该法对磨损程度的评价，只能表明摩擦表面磨损量的总值，而无法确知磨损量在具体部位的分布情况和磨损部位尺寸、形状及强度等方面的变化情况。三、机油消耗量的检侧•机油消耗量的检测目前实际使用的是油尺测定法和质量测定法两种。1.油尺测定法•测试前，汽车置于水平地面上，预热后停机，将机油加至油底壳规定的液面高度，然后在油尺上清楚地划上刻线，以记住这一油面位置。其后汽车投入实际运用，使机油消耗至油尺下限或行驶一定里程