绕来绕去 – 机油在你的引擎中的去处

发动机机油流动示意图

大多数人都知道将机油加到发动机的顶部,而机油则从底部排出。因为我在汽车维修领域工作了35年,对我来说,在加注机油和更换机油之间发生什么并不神秘。但令我惊讶的是,有很多人对机油在发动机内部的运行路径没有一个真实的了解。

我收到的最常见的问题之一是。

“我应该多久更换一次我的汽车机油,我应该使用什么?”
为了回答这个问题,我会使用苏格拉底方法,问几个我自己的问题。你开什么样的车?你最常遇到的驾驶条件是什么?你住在哪里?你的车有多旧?

对这些问题的回答将决定对你的车辆来说最好的机油,以及它在你的发动机内部转来转去时对它的保护和润滑程度。

机油在哪里走,以什么顺序走,以及它在你的发动机内究竟做什么?
首先,你倒在发动机顶部的机油经过许多路径,最终到达底部油盘,通常称为油底壳,排油塞就位于那里。机油经过几条不同的路径回到底部–但只有一条路径,在压力作用下,才能完成它的工作。

图1显示了在油底壳底部的一个带有松散金属网的管子。滤网连接到取油管上,取油管直接通向油泵。管子和滤网淹没在油中,深度约为4英寸。滤网可防止大块垃圾(通常比1/32英寸大)进入油泵。

许多人没有意识到,大多数油泵只是一组特殊的齿轮,它在低压下吸入油,并将油挤压到高压,然后通过一个带有弹簧阀的腔。该阀门只允许油在特定的压力下离开,通常在1到60磅/英寸之间。2任何高于这个压力的油将被排放回油箱,因为高油压会损坏轴承。

从泵出来后,机油会被送到机油过滤器的外面,在那里,机油会被强制通过过滤介质送到中心,在那里,机油会被排到发动机内部的油道中。机油过滤器也有一个旁通阀,以防止过滤器堵塞时压力下降过低。机油的首要和最重要的工作是润滑发动机的旋转部件,它必须在良好的压力下才能完成其工作。

机油被迫进入轴承之间的空间,使其与曲轴轴颈和轴颈接触。轴承是简单的金属套筒,环绕着发动机的旋转部件。缸体的主轴承在曲轴上,而连杆轴承在曲轴上。

这个薄薄的空间,在较新的发动机上通常为千分之一英寸,在轴承和曲轴上的运动表面之间有一层薄薄的油膜。在压力和正确的操作温度下,机油保护并延长了加工部件的寿命。金属在运动时决不能接触其他金属表面。

值得注意的是,一些机油从轴承的侧面被挤出,并滴回油底壳。如果间隙过大,例如0.004英寸或更好,发动机上端的压力开始下降。油灯闪烁或在发动机上部的摇臂区域有轻微的敲击声是一个很好的迹象,表明没有足够的压力油到达发动机的上端。

撇开这一点不谈,我希望看到汽车发动机用滚子或滚针轴承取代便宜得多、寿命足够长的套筒轴承。我知道制造这样的发动机会花费一大笔钱,但它会永远持续下去。许多大型发动机都有滚针/滚轮轴承。一般来说,它们的转速(速度)比汽油车发动机低。转速并不是限制性因素。

我飞了40年的模型飞机,我的许多最高转速的发动机(25,000+rpm,而汽车发动机是2,500rpm)都配备了滚子轴承,以降低摩擦和提高转速。装备了滚子/滚针轴承的汽车发动机会有更高的功率和更长的寿命,但生产成本如何?

大部分机油用于润滑曲轴区域,而其余部分则用于润滑凸轮轴和摇臂。如果您的汽车有推杆而不是顶置凸轮轴,那么机油就会在压力下被迫进入气门升降器。这些升降器也通过空心推杆将机油泵上来,以润滑摇臂区域。如果您的汽车有顶置凸轮,机油就会被带到凸轮上,并洒在凸轮和气门杆的接触点上。

在对凸轮轴和相关部件进行润滑后,机油在重力作用下顺着机头和发动机缸体的通道流回油底壳,准备开始另一段旅程。

在许多连杆设计中,有一个小孔将机油喷到气缸上,以润滑该气缸的活塞环接触区。活塞环组底部的特殊环擦去了多余的油,并将其送回油箱。

关于机油消耗,你可能有必要在你的发动机上添加一夸脱的机油,在定期的3000英里的间隔时间。大多数较新的汽车在最初几次换油时不会消耗任何机油。此后,机油消耗量将随着车龄的增长而逐渐增加。什么是过多的消耗?如果我不得不选择一个理想的数字,我会说每5000英里一夸脱。我所拥有的最好的汽车在4000英里时定期少了一夸脱,让我知道该换油了。我省去了加一夸脱的麻烦,换了整个油底壳和过滤器。

为什么我喜欢少量的机油消耗?在我这个终生从事汽车维修的人看来,那些通过让机油绕过活塞环而消耗少量机油的发动机,使上缸和活塞环的磨损降到了最低。几年前,我们曾经为了同样的目的在汽油中添加顶油。

外部漏油可能是混乱的,有潜在的火灾危险,而且只是普通的丑陋。为什么二手车商在展示销售前要费尽心思清洗发动机?我们对发动机的总体印象是围绕着它的清洁程度和运行的平稳程度形成的。大多数人在启动它之前都会打开引擎盖。如果销售人员在打开引擎盖之前就启动它,他就会依赖一个运行良好的发动机的第一印象来否定引擎盖下可能是一个肮脏的发动机。

如果经销商没有清洗发动机,那么它很可能有一个糟糕的漏油点,他并不想去修理。如果他打开引擎盖,它运行良好,在你试车的时候看看车停在哪里。地上的油会给你一个讨价还价的工具。许多类型的漏油可以以低于100美元的价格修复。

机油消耗
我们的一位读者来信问了三个不同的问题,关于他的车和它最近更换的机油消耗。在30,000英里内,他的汽车在两次更换之间没有使用过任何机油,突然间,它以每1,000英里一夸脱的速度消耗机油。虽然消耗率过高,而且我认为有一些泄漏或油被烧掉,但他确实提出了以下有效的问题。

  1. 什么是正常消耗?以及为什么他的车在30,000英里内没有燃烧任何机油?
  2. 为什么机油消耗发生在高速公路里程中,而不是在走走停停的驾驶中?
  3. 是什么原因导致汽车开了这么久(30,000英里)后,机油使用模式发生了变化?

汽车随着车龄的增长会消耗越来越多的机油。正常的消耗量是一个主观的判断;我把我的消耗量定为每5,000英里一夸脱。我还说过,许多汽车在一段时间内根本不会烧油–这也是一个变量。

他的消耗量是由公路条件带来的,这使我怀疑气门杆密封圈周围的内部漏油或PCV系统的某些故障。

这种模式突然改变的事实将加强我的信念,即故障(无论是未被发现的泄漏还是异常的消耗)是罪魁祸首。

我有一辆行驶超过17.5万英里的汽车,它以我喜欢的速度消耗机油:每4000英里一夸脱。我的较新的汽车只有70000英里,也是每4000英里消耗一夸脱,而且它一直是这样。

漏油在汽车中很难发现。发动机是紧密封闭的,从任何角度都很难看到。再加上栓在缸体上的一系列附件,能见度接近不可能。然而,在下一期《机械润滑》中,我将介绍一些最新的检漏技术。下期将讨论磷光、聚合物丙烯酸、紫外线、烟雾,甚至可能还有镜子。