柴油机的机件在高温、高压和高速状态下工作,工作条件恶劣,因此,对柴油机润滑要求很高,其润滑油(机油)要具有一定黏度,并且当温度变化时,它的黏度变化较小;具有良好的润滑性(俗称“油性”);具有良好的抗氧化安定性;具有较低的凝点;在燃烧和分解时无胶质沉淀;不含引起机件腐蚀和磨损的物质,不含机械杂质和水分。
但是随着使用时间的增长,机油的品质会下降,甚至会变质。机油变质后生成的大量有害物质对柴油机的危害较大,如因氧化生成的有机酸使机油酸值增大,机件腐蚀生锈(以铅青铜轴承最为严重)。使用中,机油酸值不断增长正是“老化”的标志;漆膜(也称胶质)是一种黑色黏稠物质,不仅难以清洗,且易使活塞粘结在环槽内而失去作用;积碳会形成炙热点,使零件过热,磨损加剧;油泥是水和机油混合的结果,它凝结在油管中,不仅增大机油流动阻力,甚至阻塞油路,使柴油机润滑失去作用。
1.机油变质的原因
(1)工作温度。正常油温下,机油氧化并不明显,但随着温度的上升氧化变质将加快,温度每升高10℃,机油氧化速度就提高1倍左右。
(2)金属磨屑和燃烧产物。零部件磨损的金属粉末和燃烧产物对机油氧化具有催化作用,在磨损的金属中,铜对机油老化影响最大,而铁的催化作用为铜的20%,其他金属催化作用不明显;燃烧室内燃油燃烧生成的氧化铁、氧化钒等,都是活性很高的氧化催化剂,将加快机油的氧化作用。
(3)掺人水分。机油中有水,会促使油泥的形成,使机油沾污变质。当机油含水量超过0.1%时,机油中的添加剂(抗氧化剂、清净分散剂等)将失效,使机油变成了乳化液,破坏了油膜。从而加速机油的氧化。实验证明,当机油中水分达到1%时,机件磨损将加快2.5倍。
(4)曲轴箱通气性差,机油散热不良。柴油机工作时,会有一些燃烧气体窜人曲轴箱内,若活塞环严重损坏,此现象将更严重,曲轴箱内的气压将因此而升高。若压力高于外界大气压力,则会给活塞运行带来一定阻力,导致机油由油底壳与气缸体结合处向外渗漏。另外,泄漏到曲轴箱内的气体中含有二氧化硫,会加速机油变质。为此,必须使曲轴箱内的气压与外界大气压力相等。有的柴油机上特设有通气管(呼吸管),其目的就是使曲轴箱的内、外压力处于均衡状态。
(5)保养不当。在清洗曲轴箱时,若机油滤清器或散热器清洗不彻底或漏装机油滤清器的密封垫圈,则柴油机在加人新机油后,即使时间只有几个小时,也会使机油变得又黑又脏。
2.机油变质的鉴定
在实际使用中要鉴定机油是否变质,有条件的可采用机油分析器,也可用XD-I型油质分析盒(农业部农机维修研究所专利产品)取样后进行油滴斑点色域迹象法分析,鉴定机油是否变质;没有条件的,可凭经验对油的性能进行判断鉴定。常用以下经验方法:
(1)手捻搓感觉法。即用手捻搓机油并与新机油比较,凭感觉检查其黏度。检查时,将食指沾少许机油,并使食指与拇指对研几下,如感觉不粘,则说明这些机油已变稀,黏度下降。
(2)气味法。即用鼻子闻一下新机油,再用鼻子闻一下从油底壳放出的机油,气味异常是机油污染的表现。鼻闻时,如感觉到有一股难闻怪味,则说明机油已产生强酸或混人其他杂质;如感觉有“灼烧”或刺激的气味,则说明机油被高温氧化;如感觉有燃油气味,则说明机油已被柴油稀释。
(3)外观法。即用试管直接取已用机油油样并用肉眼观察。如比较清澈,仍保持一点原有颜色,表明机油污染不严重;如油色混浊或乳化,表示被水污染严重;如油色变黑,表示被燃油燃烧不完全的烟灰污染,以及油中有沙粒、金属屑、铁锈及尘土等固体物质在静置中下沉。
(4)油流法。取机油盛人容器内,然后慢慢倒出,注意观察油流。如油流能保持细长和均匀,说明油中无胶粘性物质和杂质,含水分较少。如油流易断,粗细不均,浑浊发黑等,则说明机油已经变质。
(5)耳听法。用干燥的纸或棉纱浸上一些机油,然后用火将其燃着,如有轻微的炸裂声或听到有“吩味”的响声,同时有闪光现象,说明机油中水分较多,不宜继续使用,应及时更换。
(6)油滴试验法。将使用过的油样滴在白纸上,观察斑点情况。如在油痕中心黑点里有较多硬质沥青和碳粒,表明机油滤清器作用不良,应检修滤清器,油可继续使用;如黑点较大呈黑褐色并无颗粒,则表明机油已变质应更换;如油滴中间黑点与四周黄色浸润痕迹边界不明显,有扩散花边,表明添加剂没有完全失效,可继续使用;如果边界清晰表明添加剂不起作用,应更换。
(7)光照法。在天气晴朗的日子,用螺丝刀将润滑油撩起,与水平面呈45°角,对照阳光观察油滴情况,在光照下,可清晰地看到润滑油中无磨屑为良好,可继续使用;若磨屑过多,应更换润滑油。