機油液面為何升高?

我們先來了解一下,機油液面升高、機油乳化這類現象的起因。從投訴情況來看,機油事件多發生在新型的、采用了燃油缸內直噴技術的發動機中,且機油液面升高更為普遍。近兩年有多個品牌出現發動機機油液面升高的現象(見下表),原因何在?

不同品牌出現機油液面升高及乳化現象的情況對比。

通過分析可以發現,問題的關鍵在于燃油缸內直噴技術。該技術是直接通過高壓,將燃油直接噴射到氣缸中。這種燃油供給方式,能提升燃燒效率、精準控制燃油噴射量,是日益嚴苛的排放法規下,一項關鍵的發動機節能減排技術。

燃油直噴系統。

然而,缸內直噴技術也帶來一個難以避免的問題,當發動機處于冷車狀態,會通過噴射過量燃油的方式,讓發動機的整體溫度快速上升。于是問題來了,更多的燃油噴射量,會使部分燃油依附在氣缸壁上,而此時由于氣缸內溫度不夠高,這部分燃油不能及時氣化,便溶解在氣缸壁的機油中,并隨著活塞環的刮油作用,進入到曲軸箱。

在進氣行程中,燃油噴霧附著在氣缸壁上,在壓縮行程中會通過活塞環的刮油作用,進入曲軸箱。

另外,在冷車情況下,由于熱脹冷縮的緣故,活塞環未能起到良好的密封作用,加上此時可燃混合氣中油氣比例較大,一部分汽油無法被徹底燃燒,在高壓的混合氣作用下,通過活塞環與缸壁的間隙,被擠壓到曲軸箱中,這個現象就叫發動機竄氣。

發動機工作溫度較高,為了保證活塞環受熱膨脹的空間,在冷機情況下,活塞環并非完全密閉,由此會造成冷車啟動時的發動機竄氣。

由于活塞與汽缸壁之間存在空隙,活塞環也不可能做到絕對密封,發動機竄氣是普遍存在的現象。

也就是說,只要在冷車的情況下,發動機燃燒室內的燃油,會通過多種途徑進入到曲軸箱,混入機油當中。這些地球人都知道的事,汽車工程師們當然知道,而且他們還想到了完美的解決方法:隨著發動機工作溫度上升,機油被充分加熱,機油中的汽油(當然,也包括少量機油)會蒸發成氣體,通過PCV循環的油氣分離功能,這些汽油蒸汽會重新進入燃燒室內被燃燒掉,這就有效解決了機油液面升高的現象。

當發動機達到正常工作溫度后,混入機油的燃油會蒸發,通過發動機的PCV循環,重新進入燃燒室參與燃燒。

在低溫環境(0℃以下)短途行駛(單次行駛≤8km),發動機難以到達暖機狀態,機油內的汽油難以通過PCV循環排出,發生機油液面上升在所難免。

而機油乳化的直接原因是機油進水了,水從哪里來?有可能是冷卻液泄漏到機油中,但由于這些出現問題的發動機均為新發動機,密封墊老化導致密封不良的可能不大,排除冷卻液后,發動機內的水分來源大致有兩種,一是進氣系統吸入的空氣含水量高,其次是汽油燃燒后產生的少量水。

汽油的燃燒會產生少量水分,與汽油進入曲軸箱原理相同,在冷機情況下,這些水分會被帶進曲軸箱中。

與燃油進入曲軸箱的方式一樣,這些水分在冷機情況下進入到曲軸箱,和機油混合,當發動機在使用過程中,長期達不到正常工作溫度,混入到汽油中的物質,包括汽油、水等未能有效地通過PCV循環排出,當水分含量累積到一定程度,超出了機油中抗乳化劑的承受能力,就會出現機油乳化現象。機油乳化的條件較為苛刻,事實上此類案例的占比也比機油液面升高小得多。

有不少用戶認為,發動機機油蓋內表面有乳化物,就代表機油乳化,其實并不一定。發動機內的水分一般以水蒸氣形式存在,當發動機工作后,就會隨熱氣流上升到發動機頂部,即機油蓋處。由于機油蓋一邊是發動機內部,另一邊與外界空氣接觸,存在較大的內外溫差,因此水蒸氣會在機油蓋內部冷凝成水,而機油蒸汽同樣在這里冷凝成油滴。就好比一杯溫水,在打開蓋子時,杯蓋的內表面總會有水珠一樣。當機油蓋內表面的水滴與機油滴結合,就形成了乳化物,屬正常現象。因此機油蓋內表面有乳化物,并不代表機油乳化。

機油蓋內部有乳化物,并不代表發動機機油乳化。

近期部分豐田車型用戶反映,發動機出現機油液面升高和機油蓋乳化的現象,編輯部就此咨詢了豐田廠家,得到的答復是“機油液面高度超過F刻度線和機油蓋內側乳化是已知的在發動機工作過程中發生的正常現象”,綜上分析,這確實不是托詞。

而且,豐田廠家表示,截止目前,只是收到部分顧客的現象報告,還沒有出現由于機油液面升高和機油蓋乳化導致發動機故障的案例。只是豐田在美國市場因為缸體問題而實施了召回,恰好在同一時間段發生,增加了大家的憂慮。實際上美國的召回是由于當地工廠生產過程出現的質量缺陷,和國內機油液面升高現象沒有關系。

機油液面升高會導致發動機損壞?

機油液面升高和機油乳化,會對發動機帶來什么影響呢?相信車主都很關心這個問題。機油的主要作用是清潔、潤滑、散熱、密封、緩沖減震、防腐蝕等,相對于其它汽車用品,它的使用壽命較短,一般為1萬公里/1年。對于長期工作在惡劣環境中的機油而言,能有如此的使用壽命已經相當不容易了。為了確保機油在使用過程中發揮性能,機油會被加入各種化學添加劑,其中就包括了對應燃油稀釋以及乳化現象的物質。 

某品牌的1.6T發動機機油尺上就有一條燃油稀釋極限的刻度線,當機油液面達到該刻度線時,就應該考慮更換機油。

因此,如果出現不嚴重的機油稀釋,并不會對機油的性能造成影響,也就是說,少量的燃油混入到機油中造成機油液面升高,不會影響發動機的正常運轉,更不會對發動機造成過度磨損。那么,普通用戶如何判斷有沒有過度呢?

某品牌的發動機,機油量多于正常值2L以內,發動機都依然能保持正常運轉。

其實并不需要什么專業知識。機油能否正常發揮作用,主要看機油工作壓力。當機油工作壓力過高或者過低,都會影響發動機的正常運轉。既然機油壓力如此重要,發動機自然會時刻監測這個指標,當壓力超出正常范圍時,儀表盤上的“機油報警燈”就會點亮,提醒用戶檢查機油。

機油報警燈。

所以,機油位面升高是一種普遍現象,只要車輛的“機油報警燈”沒有點亮,用戶完全不用擔心。去年曾有車企做過試驗,當汽油混入量超過1.28L(機油總量4.48L,稀釋率為28.57%)時,才會觸發發動機機油報警燈。而且使用稀釋率為28.57%的機油進行發動機耐久性測試,拆解后發現,發動機的缸體、活塞、曲軸等主要滑動部件,沒有出現異常磨損,發動機并沒有你想象中那么脆弱。

某款發動機使用混入1.28L汽油的機油(稀釋率為28.57%)進行耐久性測試后,發動機缸體、軸瓦、活塞等滑動部件未發現異常磨損。

機油液面升高后,車主該怎么辦?

前文提到,機油液面升高的原因,是發動機長時間在低于正常工作溫度下工作。因此,車主只需在車輛行駛過程中,確保發動機能達到正常工作溫度即可。此時,機油中的燃油或者水分,都會在高溫下變成氣體,并通過PCV系統排出。

冷車啟動時,發動機從冷機到暖機需要一個過程,如何縮減暖機時間,就成了解決問題的關鍵,而這也就是如何熱車這個老生常談的話題。對于現在的汽車,并不推薦冷車啟動后原地熱車,這種工況下,發動機負載低,因此升溫較為緩慢,熱車時間長,而且,此時發動機噴油量大,更加重了機油稀釋的程度。所以正確的熱車方式,是在車輛啟動后就可掛擋行駛,只不過在發動機達到正常工作溫度前,不要劇烈駕駛即可。

通過儀表盤上的水溫計,可以知道發動機是否到達正常工作溫度。

水溫計指針指在中間區域,即意味著發動機達到了正常工作溫度。

對于混合動力車型,由于汽車在低速下可純電行駛,因此,在城市短途或低速行駛時(尤其是在低溫天氣),發動機會經常停機,更頻繁的重啟,工作溫度上升緩慢,混入機油中的燃油、水分就無法有效排出,久而久之,就會出現較為嚴重的機油稀釋和機油液面升高。

冷啟動后原地熱車,發動機溫度上升緩慢。

因此,混動車型的車主可以在冷車啟動后,掛P擋并踩下油門,強制發動機啟動,或者在行駛中稍微保持油門深度,強制發動機運轉,這些方法都可讓發動機實現快速暖機。暖機之后,正常行駛即可。

強制發動機運轉,可以大幅縮短發動機暖機所需時間。

發動機暖機速度還與許多因素相關,例如環境溫度、機油的流動性等等。所以,在低溫環境下,更應該注意發動機的溫度,而采用流動性較好的低粘度機油,對縮短發動機暖機時間也有很大幫助。

根據用戶手冊使用低粘度機油,可以加快發動機暖機速度。

當然,發動機的機油液面上升了,首要排除的是機油是否加注過量,或者測量時地面是否不平。如出現明顯的機油增多甚至出現機油乳化,應馬上更換用戶手冊推薦的新機油,切忌只抽走多余機油。而如果出現了機油乳化現象,應在更換機油時,適當采用發動機清洗劑,徹底排出乳化機油,才能確保新機油的使用性能。

當機油出現乳化現象——發動機曲軸箱內機油變得濃稠,應立即更換機油。

總之,一定程度的機油增多不是什么嚴重問題,如用戶發現車輛存在發動機機油液面升高,不用著急,先到4S店進行檢測,聽取維修人員建議,平時也應養成啟動車輛后盡快使發動機達到正常工作溫度的駕駛習慣。