從現象看本質 解析機油出現乳化現象

    [汽車之家 技術]  節后上班**天，人雖坐在辦公室里，但工作狀態卻尚未恢復，正在百無聊賴之時，對面的同事用聊天軟件給我發來了一個鏈接并叮囑我仔細查閱。這是一個來自長安CS35論壇的帖子，里面談到了“機油乳化”（生成白色泡沫狀液體）的現象，圍繞這一話題的討論聲音幾乎充斥了該車型的整個論壇。雖然事件起于長安CS35，但就機油乳化現象來說，它與我們所熟悉的發動機積碳現象一樣與每一款車都有關。那機油“乳化現象”到底是怎么回事？有時候擺在眼前的可不一定是事情的本質。
 
 
● 機油乳化現象是如何被發現的
 
    對于大多數車主而言，通過機油加注口密封蓋是發現機油乳化現象**為方便的途徑，在加注口密封蓋內側附有的那層白色泡沫狀液體從狀態來看，幾乎就能斷定是異常現象。有些時候，這些白色泡沫狀液體也會附著在機油尺上。另外，如果發動機的機油真的存在乳化現象，那么，在對相關部件進行拆解后也能發現這種白色泡沫。
● 機油出現乳化現象給發動機造成的影響
 
 
 
    在發動機運轉時，存在相對運動的部件表面直接接觸，就在這不斷“摩挲”之中，磨損隨即產生，與此同時，這一現象也會侵蝕一部分動力。為了壓制這個發動機永恒的敵人，發動機的潤滑系統始終沒有停下進化的腳步。在這之中，機油是個十分重要的角色，它不僅可以降低機械部件間的磨損程度，減少發動機內部的動力損耗，另外，清潔和散熱都是它的任務。機油的作用還遠不止所提及的這些，由此可見，機油對于一臺發動機的重要性。出現乳化現象的機油因其中含有水并夾雜有氣泡，這顯然會影響到機油在潤滑、清潔、散熱等方面的性能。
● 機油為什么會出現乳化現象
◆ 什么是乳化
    乳化是由兩種不相溶的液體經過強烈的攪拌后形成乳狀液的過程，其中強烈的攪拌是為了讓二者充分的混合，此外，乳化的程度與溫度（這里所說的溫度與水的凝結無關）、攪拌的速度（它決定混合的程度）有直接關系。就機油乳化現象而言，這兩種不相溶的液體為機油和水，當它們混合后，恰巧周圍又提供了有利的乳化條件，那么，機油就會出現乳化的現象。也就是我們所看到的白色泡沫。
 
    由于白色泡沫是在機油加注口處被發現的（不能排除它是否還出現在其它地方），這里（機油加注口下面是氣門室）就有可能是白色泡沫開始形成的地方。按照上面的思路，乳化過程需要有水和機油進行混合，這就出現了一個問題，它們都是哪來的？另外，機油加注口下面的氣門室并不具備“攪拌”的條件，但轉念一想，如果機油和水是以非常細微的液滴狀態進行混合，這就會增加兩種物質相互間的接觸面積，從而也能達到充分混合的目的，有助于乳化效果的產生。即便如此，你可能要問這種細微液滴狀態的機油和水都是哪來的？
◆ 呈細微液滴狀態的機油和水是從哪來的？
    我們先來解決機油的問題。在發動機運轉過程中所產生的熱會致使潤滑系統中的機油會出現一定程度的蒸發，借助曲軸箱通風系統，潤滑系統中的那些極其細微的機油油滴可以順著通氣腔穿過缸體、缸蓋進入氣門室（在這里，我們僅以此類結構為例，也有一些發動機采用了不同的結構，更多有關曲軸箱通風系統的內容我們在以后會有專門的文章進行討論）。到這個階段就已經具備了機油乳化的大部分條件，接下來是水的來源以及混合過程。
 
    在低溫環境下，發動機工作時（發動機未達到正常工作溫度時），由于氣缸蓋罩蓋溫度不能很快升高，在溫差的作用下，氣缸蓋罩蓋內易出現水凝結現象（該現象與窗戶上的“哈氣”現象類似），其與機油油滴進行混合后，在發動機機油加注口、氣缸蓋罩蓋處便形成了乳化后的白色泡沫。形成的白色泡沫并不會因此作罷，它還會引發新的問題，包括進一步導致機油的乳化現象以及氣缸內混合氣燃燒質量變差等。之所以這樣，與曲軸箱通風系統有關。
◆ 曲軸箱通風系統有什么作用
 
    曲軸箱通風系統對于發動機而言是十分必要的，在我看來它始終在掩飾著發動機自身的“缺陷”，之所以這樣說是因為當發動機運轉時，在極端的情況下，燃燒室中的混合氣（燃油和空氣）會竄入曲軸箱，面對這種情況，“本應”起到密封作用的活塞環無法對此進行有效制約。竄入到曲軸箱的混合氣可導致機油變質，進而影響到潤滑系統。另外，如果不能將竄入的氣體及時導出，長此以往，曲軸箱內的壓力會越來越大，這還有可能引發更多的病癥，例如，漏油、漏氣，影響發動機的動力表現等。#p#分頁標題#e#
    曲軸箱通風系統就是為了改善竄氣給發動機帶來的不良效果，將這些氣體引出并利用發動機進氣所產生的負壓把它們吸入氣缸進行再燃燒，以維持曲軸箱內的正常壓力，這是理想的情況，但在這個過程中，應該被導出的氣體難免會夾帶著一些極其細微的機油油滴，如不加以限制，它們也會被一并吸入氣缸進行燃燒。
◆ 需要油氣分離器
 
 
    較老的發動機在曲軸箱通風系統中沒有裝配油氣分離器，這就會出現機油順著該系統進入氣缸內。我們都知道，機油進入氣缸后并不能完全燃燒，發動機的排放質量因此就會受到影響，面對日漸苛刻的排放標準，這樣粗放型的系統目前已經得到了改進。在竄氣現象無法從根本上避免的前提下，**行之有效的辦法就是通過油氣分離器將機油從這些氣體中分離出來，以此減少被氣缸吸入的氣體中的機油含量。
○ 油氣分離器的類型及運用
    油氣分離器可以起到將機油和混合氣進行分離的目的，在種類方面，如果從安裝位置上來區分，可將油氣分離器分為內置油氣分離器和外置油氣分離器，此外，若依據結構的不同則又可將其分為迷宮式油氣分離器、旋風式油氣分離器、離心式油氣分離器、纖維式油氣分離器以及靜電式油氣分離器。

比較不同類型的油氣分離器 （我們主要介紹量產車中兩種**常見的類型）
油氣分離器類型及比較項目	迷宮式	旋風式	纖維式	離心式	靜電式
分離度	差~一般	一般~好	一般~很好	很好	很好
氣流壓力損失	小~很小	一般~高	小~高	很小	很小
結構空間	一般~大	很大	大	大	一般
對體積流量敏感性	一般	不敏感~一般	一般	敏感	敏感
免維護 部件	是	是	不是	是	是
附加能量	不需要	不需要	不需要	需要	需要

 
    迷宮式油氣分離器在量產車中運用**為廣泛，在內部擋板的作用下，氣體在分離器內部以“S”型的方式流動，在經過多個擋板組成的分離腔后可產生撞壁效應，致使混合氣中的機油撞在擋板上滴入氣門室并回流到油底殼中。不過，這種結構的油氣分離器在工作效率上存在一定的局限性，那些極其細微（直徑小于3um）的機油粒子還是會順利通過該類型的油氣分離器進入到氣缸，而增設的外置油氣分離器則可對此進一步細化（也有些車僅裝配了一個效率較高的外置油氣分離器）。外置的油氣分離器以旋風式、離心式和纖維式及靜電式為主，其中，量產車更多的選用離心式和旋風式油氣分離器作為外置油氣分離器。
 
    外置油氣分離器（旋風式油氣分離器）能進一步對混合氣進行處理，分離出的機油順著相應的通道流回發動機潤滑系統，氣體被吸入氣缸。
 
    結合乳化現象，如果在內置油氣分離器部位（氣門室內）就已經形成了白色泡沫，那么，順著氣流流動的方向，在PCV閥打開后（PCV閥是曲軸箱通風系統的控制元件），白色泡沫也會隨之進入到外置油氣分離器（旋風式油氣分離器）內，經其處理，氣體和液體分離（氣體送入氣缸燃燒，液體回流到油底殼），白色泡沫中的水也會被分離出來，按照正常的順序，機油將摻雜著水流回到油底殼并進入到潤滑系統中，機油質量因此受到影響，然而，進入到這里的水有可能還會以氣態的形式再進入到曲軸箱通風系統之中，這就有可能造成氣門室內更為嚴重的乳化現象，以此循環。#p#分頁標題#e#
◆ 相關總結：
 
    與發動機積碳一樣，機油乳化同樣不可避免，只不過，因多方面原因，機油乳化的程度各有不同而已。原因包括環境溫度影響，上文所闡述的乳化過程在低溫環境下更容易出現。另外，機油也是不可忽略的一環，眾所周知，機油中有多種多樣的添加劑，例如，有負責清潔的，有抗磨的，有抑制氣泡的，當然也會有抑制機油乳化的，所以，在同樣的條件下，機油的質量也關乎到機油是否易出現乳化現象。
● 有關長安CS35機油乳化現象的解決方案
    我們現在回到長安CS35機油乳化這件事上，廠商給出的解決方案是將外置的油氣分離器（旋風式油氣分離器）拆除，原本三通管路設計的結構改為兩通結構，將因此而多出的回油管進行封堵，同時對氣缸蓋罩蓋內側以及發動機潤滑系統進行清洗。我們也對此進行了相關的報道， 《拆油氣分離器 解長安CS35機油乳化維修》 。在后面的段落中，我將對修復方案進行解讀。
● 解讀修復方案
 
    焦點出現在外置油氣分離器環節，長安CS35的發動機所裝配的外置油氣分離器為旋風式油氣分離器。大多數車所搭載的發動機僅有一個迷宮式的內置油氣分離器（也有一些車型只安裝一個旋風式或離心式油氣分離器），當然，也有一些車與長安CS35一樣，擁有兩個油氣分離器，這樣，油氣分離的效果更好。
    將外置油氣分離器拆除后，CS35的發動機在曲軸箱通風系統環節缺少了原先更為高效的過濾設備，但這并不能被看作是一種退化，若非要論出個一二，也只能說是在優化曲軸箱通風系統的過程中沒有進行充分的驗證，導致油氣分離過程存在一些隱患。
    說到驗證，我們也從廠家方面得到了一些信息。白色泡沫更容易在濕冷的天氣狀況下并且短距離或短時間行駛停車后產生，然而正是這種用車方式在各項試驗標準中找不到相對應的試驗項目，所以，該現象很難在研發試驗階段被發現。
 
    表面上看，外置的油氣分離器（旋風式油氣分離器）是整個乳化現象的重點，將其拆除后可以切斷水被分離的途經，也能避免水從回油管流入油底殼，但如果你看過上面的文章就會發現，乳化現象有可能在氣門室內就已經形成了，假如是這樣的話，拆除外置油氣分離器的做法則只能起到延緩或者掩飾乳化現象的作用。之所以用掩飾這個詞是因為，在PCV閥打開后（曲軸箱通風系統接通），生成的白色泡沫有可能順著管路吸入進氣歧管再到氣缸內被燃燒，這樣，從白色泡沫的程度來看就不那么明顯了，在機油加注口處有可能也就看不到這樣的現象了。
◆ 清洗過程
 
    對潤滑系統以及氣缸蓋罩蓋內側進行清洗是廠商下達的維修意見，不過從拆解后的情況來看，進氣歧管與PCV閥的連接處也存有白色泡沫狀物質，發動機運轉時產生的負壓可將這些白色泡沫吸入氣缸，進而對燃燒質量造成影響，同時，還會助長積碳的滋生，所以，我們認為進氣歧管也應該在這次維修過程中得到清洗，而不是放任其被吸入氣缸。
◆ 機油
 
    在清洗過后，加注的機油依舊是原廠機油產品，不知道廠商是否針對所添加的機油產品做過相關的驗證。對于車主而言，在維修過后如果仍舊發現有白色泡沫生成，則可以考慮選擇一些質量更高的機油產品，這樣或許可以起到一定的改善作用。
編輯總結：
    通過這篇文章，我希望大家對機油乳化現象能有一個更為全面的認識。shou先，在環境溫度較低的情況下，機油加注口更容易出現那些白色泡沫狀物質；其次，這種現象在很多車型上都出現過，就像每臺發動機都會產生積碳一樣，積碳程度較輕時不會對發動機造成過大影響，如果積碳現象嚴重則會引發一些問題，存在導致發動機故障的可能，機油乳化現象亦是如此；**后，更換質量更高的機油有可能會對這種情況有所緩解。
    曲軸箱通風系統目前是內燃機中一個必要的系統，它維持著發動機的正常運轉，不過，在生成白色泡沫物質這件事上，該系統的工作進程剛好為其創造了一個“溫床”，機油油滴可以更好的與水進行混合，從而生成白色泡沫狀物質，它們會順著曲軸箱通風系統進入到進氣歧管中與燃油空氣混合氣一并吸入氣缸內燃燒。
    在這次“機油乳化”事件中，長安汽車公司方面還是拿出了非常積極的態度來應對此事，拆除外置油氣分離器的做法**大化地避免了水回流到油底殼中的可能，從原則上來看，在一定程度上也減輕了白色泡沫的生成，但通過論壇的反饋來看（可點擊查看），在進行過維修的車輛還是不能完全避免白色泡沫的生成。我們也期待長安汽車公司盡快對此給予更進一步的解決方案。（圖/文 汽車之家 李博旭）#p#分頁標題#e#