汽车发动机检测新指标:积碳指数
汽油发动机的检测中,机油检测是一种有效的检测手段,就像给发动机进行血液检测一样。通过检测机油,我们可以监测机油油质,还可以监测汽车的心脏”——发动机的健康状况。而对于二手车,机油检测可以帮助我们检测汽车的心脏”——了解发动机的健康状况。
最近,汽油发动机油检测的项目中新增了一个指标——汽车抗磨剂积碳指数。作为一项新增的检测项目,积碳指数的作用是什么呢?为什么要检测汽油发动机的积碳指数?德国知名的油液检测实验室OELCHECK给出了相关的说明。
德国著名油液检测实验室OELCHECK(广州德优测):
一直以来,积碳含量都是评价柴油发动机机油变黑的一项检测指标。然而最近几年,汽油发动机机油变黑的情况也多了起来。汽油机油变黑的原因是什么?也是因为积碳吗?要搞清这个问题,我们首先要了解积碳的形成过程,还有,如何对柴油机油里的积碳进行测量。
一.积碳的危害:缩短发动机寿命、增加油耗
积碳产生于柴油发动机的燃烧过程,但是积碳也可能进入发动机的润滑油里。 高压共轨喷射发动机经受的工作压力本身就非常大,如果机油里有积碳,会导致压力更高。机油里的积碳含量超过2%就会使机油粘度增大,积碳颗粒还会对发动机 形成摩擦,影响散热,导致机油里产生沉淀杂质,并且缩短发动机的使用寿命。
机油里都含有清净分散剂(含有钙、镁),有助于保持发动机清洁。积碳主要来源于活塞环形槽和排气阀,清净分散剂能防止积碳沉积,还能分散积碳颗粒,颗粒分散后会悬浮在机油里,与其它杂质一起随着机油流经滤芯,然后滤掉。
积碳检测可以发现发动机故障:
然而,现实使用中,许多情况会造成积碳增加。首先,不是所有的添加剂都能 一直保持在可控的范围内,清净分散剂也不例外。喷射系统故障或者气门正时错误,也会造成积碳增加。还有,随着使用,机油的防积碳性能减弱,积碳就更容易累 积起来。而且,机油在使用中粘度会增大,逐渐变得黏稠,尤其是冷启动时。随着机油润滑作用减弱,油耗会升高。
二.如何检测积碳:
1)柴油发动机的积碳检测:
关于柴油发动机的积碳问题,大多数发动机厂家会规定,积碳含量不得超过一 定的限定值。在确定积碳含量的限定值时,厂家依据的标准符合DIN 51452规定。过去使用红外法检测柴油发动机的积碳含量。红外检测法能检测出机油里 积碳含量的百分比,但是,红外法不能监测到清净分散剂的性能异常。为了监测清净分散剂的性能变化,可以借助斑点测试,对油泥的悬浮、分散能力进行测 定。
斑点测试操作起来很简单,在专用的滤纸上滴一滴机油,如果机油里的清净分散剂依然有效,那么一定温度下,滤纸上的油滴会均匀地扩散开。如果形成的环状,说明机油的清净分散功能减弱,或者机油里混入了较多燃油。
2)汽油发动机的积碳检测:
积碳会使柴油机油变得很黑,也会使汽油机油变黑。汽油发动机的积碳含量比 柴油发动机低,但是直喷发动机本身也容易引起积碳问题加重,只不过没有柴油发动机那么严重。而且,汽油发动机的积碳颗粒比柴油发动机的更细小,如果发动机 的控制系统出问题,那么机
油里的氧化副产物以及积碳颗粒会使发动机承受更大的压力。因为机油氧化产生的副产物,以及机油里含有的抗磨剂效果劣化,都会降低 机油的润滑和抗磨效果。积碳主要由于内燃系统燃烧不良造成,会引起发动机部件损伤,例如正时链条磨损。
汽油发动机里的积碳含量应该控制在多少的范围内?目前来说,汽车厂商还没 有给出一个标准,主要是因为汽油发动机尾气排放的积碳含量还缺乏相关规定(2017年以后会出规定)。但是越来越多的客户要求我们检测汽油发动机油里的积 碳含量,并且对积碳含量进行报告。起初,我们使用传统的积碳检测方法,对大量的机油进行了检测,其中包含不同种类的机油。但是,传统的积碳检测法可以定量 地检测柴油机积碳,却不能照搬到汽油发动机上。
一般认为,汽油发动机产生的积碳少于柴油机,因此机油里的积碳含量少一 些。通过FT-IR检测,汽油发动机机油里的积碳含量大约在0.1%,重复性为平均值的10%。然而,大多数汽油机油的积碳值应低于0.1%,也就是说低 FT-IR准确测量的范围。超过0.1%则被视为积碳含量高,因此DIN 51452积碳含量的检测不适用于汽油发动机。
三.积碳指标——OELCHECK独创的汽油发动机检测法
既然柴油发动机的积碳检测不能直接套用到汽油发动机上,那么就需要根据汽油发动机的情况,专门研究出科学的积碳检测法。
在滤纸上滴一滴机油,使用CCD光度计DT100可以检测机油的油泥承载 能力。对这个方法加以改进,就可以通过油滴的变黑程度,检测汽油机油里的积碳程度。目前,OELCHECK实验室已经可以检测出0.01%~0.4%之间 的积碳,准确度大大提高。除了红外光谱,我们还可以通过油斑的颜深浅,检测出机油里的积碳增减趋势。只是由于没有准确积碳含量的标准液,同时例如 TGA(热重法)检测对于这样低含量的积碳检测也不够精确,有几个星期的汽油机油检测中,我们把积碳检测结果标示为积碳指数,而没有采用百分数(% 来标示。
报告中,我们采用的积碳指数是一个无量纲数值,积碳指数是 OELCHECK独创的一个检测指标,我们设定了积碳指数的限定值。例如,根据我们以前的经验,对于用过的机油,如果积碳指数>0.3,说明发动机的喷油 过程可能存在问题。燃烧过程中温度过高,或者油温过高都可能引起积碳,这些细小的积碳颗粒会进入尾气,还会进入机油。
未来,我们还将进一步修正积碳指数这项指标,这个过程需要我们与客户在实际运用中共同
探究。通过与客户的合作,我们可以更加明确的确定积碳问题的各种成因,以及积碳问题带来的后果,给客户提供更为详尽的积碳检测报告。