发动机机油消耗量大的故障分析及采取的措施
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工业 出版社 ２ ０ ． ｏ８ ６
【Ｊ ２ 丰田汽车公司饩 车维修基础［ 北京： Ｍｌ 高等教育
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【 陈越 汽车故障诊 断与检测技术 北京 ： ３ 】 科学出
￣ ３２０ ９９ ： ０ ，．
责 任编辑 ： 杨丽荣
一
３ ４—
椭圆量比较大其 范围在 ０２ ０６ 之间， ． ～． ５ ０ ０ 而且不可 理解的是每个缸筒共 １ 个点的平均数值 不但没 ２ 有有磨损反而 比 ３ ０ ０ 小进可靠性试车前还要小
０ ０ ～ ． ９毫米， ． 情况 ，只是数 量级略小一些其值为 ０ ０—． ８ ． ３ ０ ０ 毫米这里可自有计量误差或者是缸体 ０ ０ 苣 永久京戏形在里面或许有我们暂时还没有认识到 步探讨和研究， 由于 发动机缸筒利用呈坐标 （ 中心计量站 详细ｉ 亍 ） 了 ２ 余个截面的计量应 该说有一定的可信度， ０ 发动 机横截面位置， 沿轴向方向 磨损。２ ２活塞环组密 ． ２ 封性能的衰减和结构尺寸的磨损程度对 发动机的 的， 因此对 这些指标的测定 ， 包括讲师结果的认真整理分析 ， 对找出故障原因 也是极其必要的。在对发动机可 靠性试车前后的微分测量表记录的数据， 进行整理 分析时发现 ， 一道环的轴 向 向没有测到磨损部 方 位， 其结果相差 ０ 以上＇ 向厚度因积碳的影响也 ． １ 径 ， 没有测准 经过重新汁量发现差别还是 比较大的， 通过对缸体、 活塞、 活塞环 ３ ０小时后表特征的仔 ０ 细观察 ， 活塞环磨损 比较严重 ， 整个截面的形状发 生明 显变化 ； 活塞的磨损量在 ０ ０ ～ ． 毫米， ． ５０ １ ０ ０ 这 个数量级是比较正常的 ， 臣 而 从活塞裙部表面的摩
施。 ｌ 比试验 对
发动机润滑油消耗 的主要途径是活塞环组、 气门油封、 曲轴前 油封， 以及油底壳 、 气门室罩、 机 油泵壳体的结合面等等， 为了准确判定机油消耗这 么大 ， 究竟是哪个零件失效造成的， 利用故障发动 机首先对活塞环进行对 比试验， 其装机状态是将活 塞环全部更换成新件， 其他状态与可靠性度车时完 全相同， 通过 ６ 小时机油耗的测定 ， 机油消耗量仅 为 ５ ｇ从这一结果不难看出 ， ６， 该发动机 的油耗这 么大就是由于活塞环组失效造成的。 这为故障攻关 提供了方向。 ２ 性能参数、 结构尺寸试车 后对比 ｉ ２１ 能指标 性 通过发动机可靠性｛ 车前后ｌ能指标的详细 ｉ 生 对比，对我们了解发动机的状况是非常必要的， 通 过对比试验发现， 试验后功率、 扭距、 缸压不仅没有 降低反而有所增加， 机油消耗量和活塞漏气量明显 增加。 ２ 相关零部件的尺寸。 ．１ ． ２ ２ ．通过发动机气缸 ２ 体 ３０ ｜ ０ ／进可靠性试车前后微分测量结果的统计 ＇ ， 整理． 包拼 ０ 用三坐标补充测量的结 发现缸筒的
６ 本结 论 基
通过以 所作的工作， 基本明确该活塞环严重 失效的主要原因是 活塞环外圆表面镀铬层结合强 度不足掼疲劳能力羞衰觋在裂纹和剥落 低耐 啵 磨性不足还有缸筒形状公差偏大周 围环境沙尘颗 粒进到磨擦表面； 以及发动机长时间在比较低的温 度下运转等等。 目前 贯彻 以上改 进 措施 的发 动机整 个状 态都 非 常好． 消耗 量均正 常范 围之内， 机油 活塞环 组气 缸 体括塞的磨损状态良 从此没有类似故障再现艘 好， 得这一故障彻底克服． 这说明前一段时间故障分析 的思路和方法是对的原 因分析是符合实际的采取 的措施是有效的。 参考文献 ［ 罗富坤． １ 】 汽车故障诊断与排除 实 ＾． 训ｌ 北京： 机械
关 键 词 ： 塞 环 ； 油 消耗 量 ； 损 活 机 磨
某型号有两台发动机在 ３０小时可靠性试车 ０ 过程中， 均发生了曲轴箱通气孔 、 排气管冒蓝烟 ， 这 是比较典型的晓 机油现象 ， 通过做 ６ 小时饥油砂试 验也证实 了机油消耗量特别大 ， 其数值分别为 ３ ３ ｇｌＯ ｇ １９ 、 ２ 应该说这是—个不小的数量级， ４ 以往 其他发动机这种情况也是不多见的。因此， 针对发 动机故 障原因进行了细化分析 ，并指出了相应措
３ 理 化分析结 论 。从 破坏 相对 比皎严重 的一 ． ４ 道貌岸然环和油环的工作表面损伤形貌看邀 两道 环的工作表面损伤 陛质， 实际 匕 是磨粒磨损与疲劳 磨损的复合 时 而营油环的损伤更偏重于疲劳磨 损。 ４ 机油消耗高的原因分析 综观这两台发动机发 动机的整个工作状态和 活塞环的磨损情况以及—道活塞环＇ 油环工作表面 镀铬层裂纹剥 落的明显特征都说明了活塞环的严 重失效基 本原因有以下 ｎ 介方面： ４ ｌ由于发动机研制期 间的故障相对多一些， 在可靠性试车过程中有意无意的降低了发动机的 热负荷将 回水温度和机油温度调整的比较低这对 建立有效的油膜 证这对磨擦良好润滑以及低温 状态润滑油中的硫酸对缸筒的腐蚀都是非常不利 的 哥＿ 方面的理论分析和试验结论已有不少资 这 料进行论述。 ４ ２细小的沙尘在在气中漂浮． 被吸人发动机
Ｏ
４ 发动机缸筒的几何形状（ － ３ 椭圆雒 度） 误差一 直 比铰大 实现良好的密封ｌ 生和相关零件的耐 久性 常不利的特别是锥度过尢活塞环的径 向运动的幅度大， 当活塞环处在压缩和作功行程的 时候． 高压气体的作用下环 的下表面与环槽表面 在 紧紧贴合这 时ｆ 之间再有径向相对运动， 门 不仅环 的下表面磨损要加剧， 而且活塞环的外圆工作表面 的瞎擦力要比正 常状态大许多这也就是下化报告 中提到有大的磨擦力的来源， 应该说这是活塞环严 重磨损的原因之一。 ４ － ４由于多方 面原 因， 有对缸 筒表 面进 行必 没 要的理化分析括塞环磨损得这么严重． 缸筒变化不 大提否由于缸筒表面存在特别坚硬的硬化相 硬 度 可达 ＨＶ ００以— 还有缸筒 表面有 没有 砌 乐 １０ ｝ 蚀 的情况等等可 以说这是本次故障攻关的缺憾。 ５ 取的 魄 采 ５ 装用国产安庆活塞环。 ． １ ５ 试车过程中必须安装空气滤清器。 ． ２ ５ ３整个可靠性试车过程中回水温度不得低于 在 ８℃ 。 ０
是很容易的为 了证明这—推断将发动机用过的空 气滤清器滤芯上的灰尘进行清洗和分离鲒 果发现 了白， 黑三种颜色（ 竟 重复使用次数不同） 尺寸大都 在 ０１ ． 毫米左右的沙粒 据有关资料介绍的试验结 ０ 果表明沙尘尺寸过大和太小对活塞环和缸筒的磨 损并不是很重萁 尺寸在 ０ ０ ～ ．１ ０ ． ５ ０ 毫米范围内的 ０ 磨损最重 ，这也是活塞环磨损 比较严重的原因之
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云 ‘ 孟祥 坡
发动机机油消耗量大的故障分析及采取的措施
（、 １ 牡丹江白酒厂有限公司， 黑龙江 牡丹江 １７ ０ ２ 黑龙 江 商 业 职 业 学 院 ， 龙 江 牡 丹 江 １７ １ ） ５０１ 、 黑 ５ ０ １
摘 要： 某型号发动机在可靠性试 车过程 中， 机油消耗量特别大 ， 故障的基本特征和设计机理这 两个方 面进行 了比较详细的分析 ， 从 进而找 出 故 障原 因并采取 了相应措 施 ， 得该故 障得 以克服 。 使
擦接触痕迹来看也是良 好的 ； 缸筒的情况 比 较特 殊， 不仅没有磨损反而变小了， 这有待进一步研究。 既然活塞环的失效情况最为严重， 那就对活塞环进 行重点分析， 请冶金 部门进行详细的理化分析。 ３理化分析及结论 从活塞环的表面特征很容易看出， 各道活塞 环都有不同程度的非正常磨损 ， 但是这些磨损究竟 是 由什么原因造成的， 冶金部门的理化分析比较好 的回答了这些问题。 ３ 硬度和表面处理。 量化故障分析报告给 ． １ 出的测量结果来看， 一道环基体的硬度 Ｉ ． ８， Ｗ０ ４ ５ ２ 镀铬层硬度 ＨＶ ２ ０ 二道环基体 的硬度 ＨＶ ． ０ ７￣ Ｏ ２０， ３０ 油环的基体的硬度 Ｈｖ ２ ＇ ｏ ４ ３ 镀铬层硬度 ８ Ｈ ０ ６， Ｖ．９ ２ 与测绘样件进行比较， 一首环和油环表面 镀层的硬度大约小 ＨＶ ２ ０ ， ０ １０ 应该说这是活塞环 表面不够耐磨的—个原因之一。 ３ ２金相组织。第一道活塞环和油环的外表面 都实施镀铬处理 以 提高该表面的耐磨性为 了 获得 铬层表面的储油能力。 往往都在电镀方法上采取相 应措施进 行电流反拔来实现一定数量而且有比较 细浅的网纹从理化报告提供的情况来看网 纹粗壮 有的伴随开裂特征觞层 比饺薄的部位裂纹 已 延伸 到基体并出现了一定数量沿网纹剥落损伤形貌 这 些裂纹和剥落现象由疲劳产生的可能性 比 较大， 也 不排除电流反拔参数不 保证铬层的可靠性来讲都是非常致命的。 ３ ３磨粒磨损。在显微镜下观察三道环的外贺 工作表面． 包括理化报告提供的照片都能看到不 同 程度的轴向划痕从这些划痕的起始点不难看出是 外来颗粒造成的， 由于这两台发动机都没有安装空 气滤清器， 来沙尘很容易被吸人 ， 了验证沙尘 夕 卜 为 的来源将 发动机长试过程中使用的空气滤清器滤 芯上的粉 尘进行了清洗分离结果发现数量较多颜 色分白黄黑尺 寸在 ０ ０ — ．１ 毫米范围的沙粒。 ． ８０ ２ ０ ０
【Ｊ ２ 丰田汽车公司饩 车维修基础［ 北京： Ｍｌ 高等教育
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【 陈越 汽车故障诊 断与检测技术 北京 ： ３ 】 科学出
￣ ３２０ ９９ ： ０ ，．
责 任编辑 ： 杨丽荣
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椭圆量比较大其 范围在 ０２ ０６ 之间， ． ～． ５ ０ ０ 而且不可 理解的是每个缸筒共 １ 个点的平均数值 不但没 ２ 有有磨损反而 比 ３ ０ ０ 小进可靠性试车前还要小
０ ０ ～ ． ９毫米， ． 情况 ，只是数 量级略小一些其值为 ０ ０—． ８ ． ３ ０ ０ 毫米这里可自有计量误差或者是缸体 ０ ０ 苣 永久京戏形在里面或许有我们暂时还没有认识到 步探讨和研究， 由于 发动机缸筒利用呈坐标 （ 中心计量站 详细ｉ 亍 ） 了 ２ 余个截面的计量应 该说有一定的可信度， ０ 发动 机横截面位置， 沿轴向方向 磨损。２ ２活塞环组密 ． ２ 封性能的衰减和结构尺寸的磨损程度对 发动机的 的， 因此对 这些指标的测定 ， 包括讲师结果的认真整理分析 ， 对找出故障原因 也是极其必要的。在对发动机可 靠性试车前后的微分测量表记录的数据， 进行整理 分析时发现 ， 一道环的轴 向 向没有测到磨损部 方 位， 其结果相差 ０ 以上＇ 向厚度因积碳的影响也 ． １ 径 ， 没有测准 经过重新汁量发现差别还是 比较大的， 通过对缸体、 活塞、 活塞环 ３ ０小时后表特征的仔 ０ 细观察 ， 活塞环磨损 比较严重 ， 整个截面的形状发 生明 显变化 ； 活塞的磨损量在 ０ ０ ～ ． 毫米， ． ５０ １ ０ ０ 这 个数量级是比较正常的 ， 臣 而 从活塞裙部表面的摩
施。 ｌ 比试验 对
发动机润滑油消耗 的主要途径是活塞环组、 气门油封、 曲轴前 油封， 以及油底壳 、 气门室罩、 机 油泵壳体的结合面等等， 为了准确判定机油消耗这 么大 ， 究竟是哪个零件失效造成的， 利用故障发动 机首先对活塞环进行对 比试验， 其装机状态是将活 塞环全部更换成新件， 其他状态与可靠性度车时完 全相同， 通过 ６ 小时机油耗的测定 ， 机油消耗量仅 为 ５ ｇ从这一结果不难看出 ， ６， 该发动机 的油耗这 么大就是由于活塞环组失效造成的。 这为故障攻关 提供了方向。 ２ 性能参数、 结构尺寸试车 后对比 ｉ ２１ 能指标 性 通过发动机可靠性｛ 车前后ｌ能指标的详细 ｉ 生 对比，对我们了解发动机的状况是非常必要的， 通 过对比试验发现， 试验后功率、 扭距、 缸压不仅没有 降低反而有所增加， 机油消耗量和活塞漏气量明显 增加。 ２ 相关零部件的尺寸。 ．１ ． ２ ２ ．通过发动机气缸 ２ 体 ３０ ｜ ０ ／进可靠性试车前后微分测量结果的统计 ＇ ， 整理． 包拼 ０ 用三坐标补充测量的结 发现缸筒的
６ 本结 论 基
通过以 所作的工作， 基本明确该活塞环严重 失效的主要原因是 活塞环外圆表面镀铬层结合强 度不足掼疲劳能力羞衰觋在裂纹和剥落 低耐 啵 磨性不足还有缸筒形状公差偏大周 围环境沙尘颗 粒进到磨擦表面； 以及发动机长时间在比较低的温 度下运转等等。 目前 贯彻 以上改 进 措施 的发 动机整 个状 态都 非 常好． 消耗 量均正 常范 围之内， 机油 活塞环 组气 缸 体括塞的磨损状态良 从此没有类似故障再现艘 好， 得这一故障彻底克服． 这说明前一段时间故障分析 的思路和方法是对的原 因分析是符合实际的采取 的措施是有效的。 参考文献 ［ 罗富坤． １ 】 汽车故障诊断与排除 实 ＾． 训ｌ 北京： 机械
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某型号有两台发动机在 ３０小时可靠性试车 ０ 过程中， 均发生了曲轴箱通气孔 、 排气管冒蓝烟 ， 这 是比较典型的晓 机油现象 ， 通过做 ６ 小时饥油砂试 验也证实 了机油消耗量特别大 ， 其数值分别为 ３ ３ ｇｌＯ ｇ １９ 、 ２ 应该说这是—个不小的数量级， ４ 以往 其他发动机这种情况也是不多见的。因此， 针对发 动机故 障原因进行了细化分析 ，并指出了相应措
３ 理 化分析结 论 。从 破坏 相对 比皎严重 的一 ． ４ 道貌岸然环和油环的工作表面损伤形貌看邀 两道 环的工作表面损伤 陛质， 实际 匕 是磨粒磨损与疲劳 磨损的复合 时 而营油环的损伤更偏重于疲劳磨 损。 ４ 机油消耗高的原因分析 综观这两台发动机发 动机的整个工作状态和 活塞环的磨损情况以及—道活塞环＇ 油环工作表面 镀铬层裂纹剥 落的明显特征都说明了活塞环的严 重失效基 本原因有以下 ｎ 介方面： ４ ｌ由于发动机研制期 间的故障相对多一些， 在可靠性试车过程中有意无意的降低了发动机的 热负荷将 回水温度和机油温度调整的比较低这对 建立有效的油膜 证这对磨擦良好润滑以及低温 状态润滑油中的硫酸对缸筒的腐蚀都是非常不利 的 哥＿ 方面的理论分析和试验结论已有不少资 这 料进行论述。 ４ ２细小的沙尘在在气中漂浮． 被吸人发动机
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４ 发动机缸筒的几何形状（ － ３ 椭圆雒 度） 误差一 直 比铰大 实现良好的密封ｌ 生和相关零件的耐 久性 常不利的特别是锥度过尢活塞环的径 向运动的幅度大， 当活塞环处在压缩和作功行程的 时候． 高压气体的作用下环 的下表面与环槽表面 在 紧紧贴合这 时ｆ 之间再有径向相对运动， 门 不仅环 的下表面磨损要加剧， 而且活塞环的外圆工作表面 的瞎擦力要比正 常状态大许多这也就是下化报告 中提到有大的磨擦力的来源， 应该说这是活塞环严 重磨损的原因之一。 ４ － ４由于多方 面原 因， 有对缸 筒表 面进 行必 没 要的理化分析括塞环磨损得这么严重． 缸筒变化不 大提否由于缸筒表面存在特别坚硬的硬化相 硬 度 可达 ＨＶ ００以— 还有缸筒 表面有 没有 砌 乐 １０ ｝ 蚀 的情况等等可 以说这是本次故障攻关的缺憾。 ５ 取的 魄 采 ５ 装用国产安庆活塞环。 ． １ ５ 试车过程中必须安装空气滤清器。 ． ２ ５ ３整个可靠性试车过程中回水温度不得低于 在 ８℃ 。 ０
是很容易的为 了证明这—推断将发动机用过的空 气滤清器滤芯上的灰尘进行清洗和分离鲒 果发现 了白， 黑三种颜色（ 竟 重复使用次数不同） 尺寸大都 在 ０１ ． 毫米左右的沙粒 据有关资料介绍的试验结 ０ 果表明沙尘尺寸过大和太小对活塞环和缸筒的磨 损并不是很重萁 尺寸在 ０ ０ ～ ．１ ０ ． ５ ０ 毫米范围内的 ０ 磨损最重 ，这也是活塞环磨损 比较严重的原因之
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发动机机油消耗量大的故障分析及采取的措施
（、 １ 牡丹江白酒厂有限公司， 黑龙江 牡丹江 １７ ０ ２ 黑龙 江 商 业 职 业 学 院 ， 龙 江 牡 丹 江 １７ １ ） ５０１ 、 黑 ５ ０ １
摘 要： 某型号发动机在可靠性试 车过程 中， 机油消耗量特别大 ， 故障的基本特征和设计机理这 两个方 面进行 了比较详细的分析 ， 从 进而找 出 故 障原 因并采取 了相应措 施 ， 得该故 障得 以克服 。 使
擦接触痕迹来看也是良 好的 ； 缸筒的情况 比 较特 殊， 不仅没有磨损反而变小了， 这有待进一步研究。 既然活塞环的失效情况最为严重， 那就对活塞环进 行重点分析， 请冶金 部门进行详细的理化分析。 ３理化分析及结论 从活塞环的表面特征很容易看出， 各道活塞 环都有不同程度的非正常磨损 ， 但是这些磨损究竟 是 由什么原因造成的， 冶金部门的理化分析比较好 的回答了这些问题。 ３ 硬度和表面处理。 量化故障分析报告给 ． １ 出的测量结果来看， 一道环基体的硬度 Ｉ ． ８， Ｗ０ ４ ５ ２ 镀铬层硬度 ＨＶ ２ ０ 二道环基体 的硬度 ＨＶ ． ０ ７￣ Ｏ ２０， ３０ 油环的基体的硬度 Ｈｖ ２ ＇ ｏ ４ ３ 镀铬层硬度 ８ Ｈ ０ ６， Ｖ．９ ２ 与测绘样件进行比较， 一首环和油环表面 镀层的硬度大约小 ＨＶ ２ ０ ， ０ １０ 应该说这是活塞环 表面不够耐磨的—个原因之一。 ３ ２金相组织。第一道活塞环和油环的外表面 都实施镀铬处理 以 提高该表面的耐磨性为 了 获得 铬层表面的储油能力。 往往都在电镀方法上采取相 应措施进 行电流反拔来实现一定数量而且有比较 细浅的网纹从理化报告提供的情况来看网 纹粗壮 有的伴随开裂特征觞层 比饺薄的部位裂纹 已 延伸 到基体并出现了一定数量沿网纹剥落损伤形貌 这 些裂纹和剥落现象由疲劳产生的可能性 比 较大， 也 不排除电流反拔参数不 保证铬层的可靠性来讲都是非常致命的。 ３ ３磨粒磨损。在显微镜下观察三道环的外贺 工作表面． 包括理化报告提供的照片都能看到不 同 程度的轴向划痕从这些划痕的起始点不难看出是 外来颗粒造成的， 由于这两台发动机都没有安装空 气滤清器， 来沙尘很容易被吸人 ， 了验证沙尘 夕 卜 为 的来源将 发动机长试过程中使用的空气滤清器滤 芯上的粉 尘进行了清洗分离结果发现数量较多颜 色分白黄黑尺 寸在 ０ ０ — ．１ 毫米范围的沙粒。 ． ８０ ２ ０ ０