康明斯N14、L10、B 和 C 系列發(fā)動機上的空-空中冷器 ( C A C ) 系統(tǒng)
公告目錄
系統(tǒng)描述 1
空-空中冷器系統(tǒng)部件 3
底盤和發(fā)動機測功機測試 5
系統(tǒng)故障診斷 6
空-空中冷器系統(tǒng)的清潔和檢查 8
附加服務文獻 10
系統(tǒng)描述
康明斯公司在以下的 1991 系列發(fā)動機上采用了新型的進氣冷卻系統(tǒng):
N14 發(fā)動機
L10 發(fā)動機
B 和 C 系列發(fā)動機。
該系統(tǒng)利用底盤安裝式空-空中冷器取代了發(fā)動機安裝式中冷器,以便提供較低的進氣歧管溫度來改進發(fā)動機性能和降低排放水平。
本系統(tǒng)也使用重型鋁化鋼制管路將空氣從發(fā)動機渦輪增壓器輸送到空-空中冷器,然后將空-空中冷器的空氣返回到發(fā)動機進氣歧管。此圖顯示了典型的空-空中冷器布置情況。
康明斯空-空中冷器布置圖
1渦輪增壓器壓縮機,2空-空中冷器,3進氣歧管,4進氣門端口。
康明斯空-空中冷器系統(tǒng)部件
空-空中冷器必須采用銅焊鋁結構,才能在高溫高壓的工作環(huán)境下提供長使用壽命所必需的強度。空-空中冷器及其部件必須按照冷卻器制造商的建議進行安裝,其中包括冷卻器在正常運轉過程中熱膨脹的安裝預留。
空-空中冷器的工作方式與早期的發(fā)動機安裝式中冷器的工作方式相同,其差別在于環(huán)境空氣(沖壓空氣)取代了發(fā)動機冷卻液作為吸熱設備。空-空中冷是通過較冷的空氣流過散熱片和管并吸走空-空中冷器內(nèi)的較熱的受到壓縮的進氣中的熱量來實現(xiàn)的。空-空中冷器內(nèi)部的空氣溫度可以高達空-空中冷器進口處于的 204° C [399°F]。
空-空中冷器軟管
空-空中冷器系統(tǒng)中所使用的軟管必須能在高溫高壓環(huán)境下工作,為空-空中冷器系統(tǒng)提供吸收發(fā)動機與底盤安裝式空-空中冷器間相對運動的柔韌性。康明斯公司建議在 N14 和 L10 系列發(fā)動機上采用帶有外部不銹鋼加固環(huán)的四層硅樹脂軟管以增加強度和充起阻力。因為增壓壓力比 N14 和 L10 系列發(fā)動機低,所以 B 和 C 系列發(fā)動機通常需要使用強度較低的軟管。在大多數(shù) B 和 C 系列發(fā)動機應用中,四層高熔點芳香族聚酰胺或等同效果的軟管即可提供足夠的使用壽命。
空-空中冷器管路
空-空中冷器管路必須是筆直的,并且含有盡可能少的彎曲,以便將系統(tǒng)阻力和壓降降至最低。典型管路尺寸為:
102 至 114 mm [4 至 4 1/2 in](N14 和 L10 系列發(fā)動機)
64 至 102 mm [2 1/2 至 4 in](B 和 C 系列發(fā)動機) 1
1實際的管路尺寸將由發(fā)動機功率和增壓技術規(guī)范來確定。
康明斯建議采用鋁化鋼制管路,而不是采用鋁管或鋼管。鋁管易于在夾緊負載下變形,而且由于鋁管的熱膨脹率比鋼制卡箍大的多,它也會使卡箍發(fā)生斷裂。鋼管容易受到空-空中冷器系統(tǒng)所攜帶的鹽分和濕氣的腐蝕。
鋁化鋼制管路能夠提供空-空中冷器系統(tǒng)所必需的最佳的強度和防腐蝕特性。
風扇、百葉窗控制和防寒前罩
某些采用接通-斷開式風扇的應用需要使用進氣歧管空氣溫度感應風扇開關。空-空中冷器幾乎沒有或沒有沖壓空氣的應用以及車輛靜止時通過一些方式使發(fā)動機加載到 50% 額定功率以上的應用中都需要此種開關。這些應用的示例包括:
發(fā)動機后置混凝土攪拌車應用
散熱器中置式消防車應用
安裝有百葉窗的空-空中冷式發(fā)動機還需要一個進氣歧管空氣溫度開關來開啟百葉窗,以防進氣歧管溫度過高這樣可避免因流經(jīng)空-空中冷器的空氣受阻而導致進氣歧管溫度過高造成的發(fā)動機損壞。進氣歧管溫度開關設定值為 66° C [151°F]。
當進氣溫度達到 66° C [151°F] 時,進氣歧管溫度開關將其啟動百葉窗。如果百葉窗沒有在進氣歧管空氣溫度達到 99° C [210°F] 時開啟,則傳感器或?qū)Ь€存在故障并且必須要進行更換。由于開關的滯后作用,在某些情況下,進氣歧管空氣溫度開關將不會啟動百葉窗,直到空氣溫度達到 99° C [210°F] 為止。
當進氣歧管溫度開關用于風扇或百葉窗控制時,它必須與水溫開關并聯(lián)連接。這就允許這兩個開關可以獨立地啟動風扇或百葉窗。這種接線策略還會使百葉窗和/或風扇保持啟動狀態(tài),直到兩個開關都處于“斷開”位置。
防寒前罩可用于空-空中冷式發(fā)動機,但必須設計成僅部分遮蓋冷卻系統(tǒng)的前部區(qū)域。至少有 77,841 平方毫米 [121 平方英寸] 的空-空中冷器正面區(qū)域必須要敞開以便空氣流動。這就相當于防寒前罩中至少有 279 mm x 279 mm [11 in x 11 in] 的方形開口。
底盤和發(fā)動機測功機測試
當在底盤測功機上操作空-空中冷器時,風扇驅(qū)動裝置必須鎖止在接通模式。這為了防止在沒有沖壓空氣時進氣歧管溫度過高。當?shù)妆P測功機工作時,除去空-空中冷器前面的所有障礙物(發(fā)動機罩、防寒前罩等)。
請參考 OEM 維修手冊和風扇驅(qū)動裝置制造商的將風扇鎖止在接通模式的步驟。
請參考以下故障診斷及排除手冊以了解底盤測功機測試步驟:
《N14 基本發(fā)動機故障診斷及排除手冊》,公告號3666142
《L10 系列發(fā)動機故障診斷及排除手冊》(適用于 1994 年以前制造的發(fā)動機),公告號 3810246
《B3.9、B4.5 和 B5.9 系列發(fā)動機故障診斷及排除手冊》,公告號3666087
《 C 系列發(fā)動機故障診斷及排除手冊》,公告號3666003.
警告 在底盤測功機上安裝或運轉車輛前,應遵循 OEM 的所有安全預防措施。 |
在空-空中冷式發(fā)動機的發(fā)動機測功機測試(底盤之外)期間,進氣管路必須通過遠程安裝式中冷器進行連接以控制進氣溫度。中冷器連接至發(fā)動機旁,接著進氣管從渦輪增壓器通過中冷器接回進氣歧管。中冷器必須得到調(diào)節(jié)以將進氣歧管溫度保持在 77° C [171°F] 以下。中冷器兩端的壓降必須調(diào)節(jié)至低于 102 mm [4 in Hg],測量工具為壓力計(零件號 3824718)或等同物。請參考《L10 發(fā)動機大修手冊》(公告號 3810476)或《N14 和 L10 空-空中冷式發(fā)動機的測功機和發(fā)動機道路測試》(公告號3666005),以了解發(fā)動機和底盤測功機測試步驟。
系統(tǒng)故障診斷
以下故障診斷及排除信息僅涉及到由于空-空中冷器系統(tǒng)故障導致的這些癥狀和修復措施。
原因
進氣歧管溫度高,而進氣歧管壓力在技術規(guī)范之內(nèi)。
如果進氣歧管溫度高于 77° C [171°F] 而增壓壓力壓降在技術規(guī)范之內(nèi)(空-空中冷器兩端的壓降小于 13.5 kPa [2 psi]),則檢查空-空中冷器有無散熱片阻礙氣流或外部散熱片損壞的情況。確保散熱片與空氣管相接觸。如果使用了百葉窗或防寒前罩,則確保百葉窗完全開啟并且空-空中冷器正面區(qū)域中最少有 279 mm x 279 mm [11 in x 11 in] 的范圍內(nèi)沒有障礙物。
如果對進氣歧管空氣溫度高進行故障診斷與排除,則在對車輛進行測功機或道路測試時需要拆下防寒前罩并將散熱器百葉窗鎖止在開啟位置。
增壓壓力低或功率不足和排氣溫度高。
檢查空-空中冷器有無堵塞。
要測試空-空中冷器有無過度的堵塞情況,則需將壓力計的一端安裝到進氣歧管中,將另一端安裝到渦輪增壓器壓縮機出口中。以最大功率 (rpm) 和負載運轉發(fā)動機。觀察壓力計(零件號 3824718)或等同物,如果壓差高于 13.5 kPa [2 psi],則檢查空-空中冷器和管路有無內(nèi)部堵塞。如有必要,維修或更換。請參考本服務公告中的“空-空中冷器系統(tǒng)的清潔和檢查”。
盡管使用壓力計(零件號 3824718)或等同物可以得到最可靠的結果,但是也可使用兩個壓力表來執(zhí)行此測試。
空-空中冷器泄漏
功率不足或發(fā)動機響應故障可能是由空-空中冷器泄漏造成的。功率不足、增壓壓力低、冒黑煙或排氣溫度高都可能是由空-空中冷器系統(tǒng)泄漏造成的。
檢查系統(tǒng)的所有接頭連接處有無漏氣的情況。以最大功率 (rpm) 和負載運轉發(fā)動機。檢查軟管有無泄漏并確保將所有卡箍都擰緊至 8 N•m [75 in-lb]。如果空-空中冷器有一個旋塞(或排放塞),則確保它是關閉的。
較大的空-空中冷器泄漏可通過進行檢查來找到。使用以下步驟診斷并查找較小的泄漏:從空-空中冷器上拆下進氣軟管和排氣軟管,然后檢查空-空中冷器管或集氣管有無裂紋。
不得在沒有系緊安全鏈條來捆住測試塞以防將其吹落的情況下進行。
將端蓋安裝到空-空中冷器的進口和出口側,然后將安全鏈條固定到散熱器支架或其它適當?shù)闹е弦苑乐乖趯?空中冷器加壓期間將端塞吹落。將一只壓力表和帶調(diào)節(jié)器的壓縮空氣供氣管安裝到空-空中冷器的進口側。
打開空氣閥并向空-空中冷器施加 207 kPa [30 psi] 的氣壓。關斷氣源。檢查空-空中冷器和壓力蓋有無泄漏。如果 15 秒內(nèi)壓降小于等于 48 kPa [7 psi],則中冷器正常。如果 15 秒內(nèi)壓降大于 48 kPa [7 psi],必須維修或更換空-空中冷器。請參考 OEM 維修手冊或制造商的說明書以了解維修空-空中冷器的信息。
將此步驟重復數(shù)次以核實結果。
空-空中冷器系統(tǒng)的清潔和檢查
檢查空-空中冷器有無裂紋、孔洞或損壞。檢查管、散熱片和焊接處有無開裂、斷裂或其它損壞。如果存在任何損壞而使空-空中冷器無法通過空氣泄漏檢查,則空-空中冷器必須要進行更換。將空-空中冷器安裝到車輛上。
如果發(fā)動機有過渦輪增壓器故障,或者發(fā)生機油和碎屑進入到空-空中冷器的情況,則空-空中冷器必須進行清潔。
從車輛上拆下空-空中冷器和空-空中冷器管路。請參考 OEM 維修手冊或車輛制造商的說明書以了解拆卸和安裝步驟。
警告 當使用溶劑、酸或堿性材料清洗時,請遵循制造商的使用建議。戴上護目鏡并穿上防護服,以避免人身傷害。 |
警告 有些溶劑易燃并且具有毒性。使用之前,應閱讀制造商的說明書。 |
注意 不要使用腐蝕性清潔劑清潔空-空中冷器。否則會損壞空-空中冷器。 |
沿正常氣流的反方向,使用溶劑沖洗空-空中冷器和管路內(nèi)部,以便除去機油和其它外來的碎屑。晃動空-空中冷器,并使用橡膠錘輕輕敲打空氣箱,以便清除粘附的碎屑。繼續(xù)沖洗,直到所有的碎屑和機油都被清除。
警告 使用壓縮空氣時,戴上合適的護目鏡和防護面罩。飛揚的碎屑和臟物會造成人身傷害。 |
在用溶劑將空-空中冷器和管路內(nèi)的機油和碎屑徹底清洗干凈后,用熱肥皂水清洗空-空中冷器和管路內(nèi)部,以便清除殘留的溶劑。用清水徹底地清洗。
沿正常氣流的反方向用壓縮空氣吹空-空中冷器內(nèi)部,直到空-空中冷器內(nèi)部完全干燥為止。仔細檢查空-空中冷器和管路以確保它們是清潔的。
附加服務文獻
公告號 |
出版物名稱 |
3810246 |
《L10 系列發(fā)動機故障診斷及排除手冊》(適用于 1994 年以前制造的發(fā)動機) |
3810476 |
《L10 外部減振器發(fā)動機大修手冊》 |
3666142 |
《N14 Plus 發(fā)動機和 ST C 燃油系統(tǒng)故障診斷及排除手冊》 |
3810487 |
《符合 1991 認證水平的 N14 發(fā)動機大修手冊》 |
3666003 |
《 C 系列發(fā)動機故障診斷及排除手冊》 |
3666087 |
《B3.9、B4.5 和 B5.9 系列發(fā)動機故障診斷及排除手冊》 |
3666005 |
《測功機和道路測試 - N14 和 L10 空-空中冷式發(fā)動機》 |
Cummin s ® 康明斯發(fā)動機機油和機油分析建議
介紹
本文件概括描述了康明斯制造的發(fā)動機所使用的發(fā)動機機油的正確應用和維護保養(yǎng)。本服務公告旨在為最終用戶更新和簡化康明斯公司的建議和指南。
康明斯公司建議使用高質(zhì)量柴油發(fā)動機機油,如 Valvoline Premium Blue™ 或 Valvoline Premium Blue Extreme Life™ 或等同產(chǎn)品,以及高質(zhì)量濾清器,如 Fleetguard® 或等同產(chǎn)品。
康明斯根據(jù)機油性能分類等級和工作負載循環(huán)確定機油換油建議。保持正確的機油和濾清器更換間隔是維持發(fā)動機完整性的重要因素。參考操作和維護保養(yǎng)手冊中有關確定您的發(fā)動機機油更換間隔的詳細說明。
康明斯柴油發(fā)動機機油建議
如果未能遵守適應的排放間隔和建議,則在使用高含硫量燃油(高于 350 ppm)的非公路用發(fā)動機上使用 CE S 20081 機油可能會導致發(fā)動機嚴重損壞。 務必參考發(fā)動機維護保養(yǎng)規(guī)程以了解正確的機油和燃油信息。如果沒有遵守本服務公告以及操作和維護保養(yǎng)手冊中相應的換油間隔,可能造成發(fā)動機嚴重損壞,而且這些損壞不在保修范圍之內(nèi)。康明斯公司已經(jīng)制定了很多 Cummin s ® 技術標準 (CE S ),其中描述的機油性能等級必須用于不同發(fā)動機。除此之外,康明斯公司通過發(fā)動機制造商協(xié)會 (EMA),并連同世界上多家負責潤滑劑質(zhì)量的技術和銷售組織,共同制定了符合康明斯要求的行業(yè)技術規(guī)范。表 1 列出了康明斯技術標準以及最接近這些標準的國家和國際的性能等級。
表 | ||
CE S |
北美地區(qū)分類 |
國際分類 |
廢棄。 不再使用6 |
API1 CD API CE |
ACEA2 E1 |
API1 CG-4/ S H | ||
CE S 200757 |
API CF-4/ S G |
ACEA2 E2 |
ACEA2 E3 | ||
CE S 20071 |
API1 CH-44 / S J |
JAMA3 DH-1 |
CE S 20076 |
ACEA2 E55 | |
CE S 20077 | ||
CE S 20078 |
API1 CI-4 |
ACEA2 E7 |
CE S 20081 |
API1 CJ-4 |
ACEA2 E9 |
JAMA3 DH-2 |
1 API - 美國石油協(xié)會。
2 ACEA - 歐洲汽車制造商協(xié)會。
3 JAMA - 日本汽車制造商協(xié)會。
4 CE S 20076 在 API CH-4 的基礎上增加了 300 小時 Cummin s ® M11 測試的要求。
5 CE S 20077 在 ACEA E5 的基礎上增加了 300 小時測試的要求。
6 如果使用的機油只帶有這些標志,對于設計上應使用更先進的機油的發(fā)動機來說,即使明顯地縮短機油更換間隔,也會面臨未來發(fā)動機損壞的危險。
7 CE S 20075 CF-4/ S H 和 E-3 機油可用于不具備推薦機油的情況,但必須縮短機油更換間隔。 參考相應的維護保養(yǎng)規(guī)程。如果使用的機油只帶有這些標志,對于設計上應使用更先進的機油的發(fā)動機來說,即使明顯地縮短機油更換間隔,也會面臨未來發(fā)動機損壞的危險。
關于機油更換間隔和維護保養(yǎng)間隔建議,請參考適用的用戶手冊/操作和維護保養(yǎng)手冊,以便了解基于特定的發(fā)動機型號、機油、燃油和工作負載循環(huán)組合的建議。
僅限帶 S CR 后處理系統(tǒng)的發(fā)動機
使用選擇性催化還原 ( S CR) 的發(fā)動機必須根據(jù)預期的工作負載循環(huán)使用滿足 CE S -20071、CE S -20075、CE S -20076、CE S -20077 或 CE S -20078 要求的機油運轉。1.0% 的硫酸鹽灰份(質(zhì)量百分比)含量會對氣門和活塞沉積產(chǎn)生最佳的控制,并且機油消耗最小。硫酸鹽灰份不得超過 1.85%(質(zhì)量百分比)。 使用 S CR 的發(fā)動機必須使用超低硫柴油(含硫量最高為百萬分之五十 (50 ppm))。
配備 EGR 和后處理的發(fā)動機
使用廢氣再循環(huán) (EGR) 和排氣后處理的發(fā)動機必須使用超低硫柴油(含硫量 15 ppm)。對于后處理系統(tǒng)使用滿足 CE S -20081 要求的機油提供的維護保養(yǎng)間隔最長。
配備 EGR 但不帶后處理的發(fā)動機
配備 EGR 的發(fā)動機可使用滿足 CE S 20078 (API CI-4) 標準的機油。如果使用含硫量 15 ppm 的燃油,也可以使用滿足 CE S 20081 (API CJ-4) 標準的機油。
如果無法獲得滿足 CE S -20078 標準的機油,在縮短機油更換間隔的情況下,在配備 EGR 的發(fā)動機上可以使用滿足 CE S -20071、CE S -20076 或 CE S -20077 標準的機油。
未配備 EGR 的發(fā)動機
如“表 1” 中所述,滿足 CE S -20078 (API CI-4) 標準的機油與 CE S -20071、CE S -20075、CE S -20076 和 CE S -20077 標準兼容,可以繼續(xù)在未配備 EGR 的發(fā)動機上使用。
在北美地區(qū)以外,可能無法獲得滿足 CE S -20076 或 CE S -20077 標準的機油,康明斯公司對此的首要建議是使用符合 EMA、ACEA 和 JAMA 共同制定的 Global DHD-1 規(guī)范的機油。
機油供應商應對其產(chǎn)品的質(zhì)量和性能負責。
康明斯公司推薦發(fā)動機機油的正常含灰量應為 0.8 到 1.5 質(zhì)量百分比。含灰量更高(高達 1.85 質(zhì)量百分比)的機油可用于燃油含硫量超過 0.5 質(zhì)量百分比的地區(qū)。限制含灰量對于防止氣門和活塞沉積物的形成很重要。 請《Cummin s ® 發(fā)動機燃料》(公告號3379001)以了解關于燃油含硫量的更多信息。
最低要求
對于重型康明斯發(fā)動機(L、M、N、I S X 和 S ignature™)和大馬力康明斯發(fā)動機(Q S K 和 Q S T),可以使用 API CF-4 機油,但是換油間隔必須減至 15,000 公里 [10,000 英里] 或 250 小時。
對于康明斯中馬力發(fā)動機,可以使用符合 CE S -20075 標準的機油,但機油更換間隔和濾清器更換間隔必須減半。
對于配備 EGR 和后處理的中馬力非公路用發(fā)動機(Q S B6.7 和 Q S L9),必須使用符合 CE S 20081 標準的機油。
康明斯公司建議的 S AE 機油粘度等級
康明斯的首要建議是在環(huán)境溫度高于 -15°C [5°F] 的正常應用下,采用 15W-40 多級機油。使用多級機油可在高溫工作條件下保持良好的潤滑,從而減少沉積物形成,改善康明斯發(fā)動機的低溫起動性能并提高發(fā)動機的耐久性。 由于已經(jīng)證明,多級機油與單級機油相比,能夠減少約 30% 的機油消耗,因此使用多級機油非常重要。首選的粘度等級是 15W-40,低粘度的多級機油可用于更寒冷的氣候。見圖 1:環(huán)境溫度與推薦的 S AE 機油粘度等級。
滿足 API CI-4、API CJ-4 和 10W-30 粘度等級的機油必須符合 3.5 CP 的最低高溫/高剪切粘度,以及康明斯公司和 Mack 測試的活塞環(huán)/缸套磨損要求。因此,它們可用的溫度范圍大于符合早期 API 性能分類的 10W-30 機油。因為這些機油油膜定向比 15W-40 機油油膜薄,在 20°C [70°F] 以上必須使用高質(zhì)量的 Fleetguard® 濾清器。某些機油供應商可能聲明使用這些機油可獲得更好的燃油經(jīng)濟性。康明斯公司既不認可也不反對任何非康明斯公司制造的產(chǎn)品。這些聲明僅針對客戶和機油供應商。應要求機油供應商承諾這些機油可為 Cummin s ® 發(fā)動機提供滿意的性能,否則不要使用這些機油。
產(chǎn)品上的 S AE 10W-30 標志只代表粘度。此標志本身并不表明該產(chǎn)品滿足康明斯公司的要求。如果觀察到圖 1 中顯示的環(huán)境溫度降低,只能在 Cummin s ® 發(fā)動機上使用表 1 中所列的具有柴油性能證書的 10W-30 機油。只有符合 CE S -20078 (API CI-4) 和 CE S 20081 (API CJ-4) 的 10W-30 機油可用于與 15W-40 機油相似的環(huán)境溫度。 |
圖 1:環(huán)境溫度與推薦的 S AE 機油粘度等級
康明斯合成機油
允許使用合成發(fā)動機機油(采用 API 第 3 類或第 4 類基本原料制成),但限于以基礎油為石油(礦物)的發(fā)動機機油相同的性能和粘度。合成機油必須采用與石油(礦物)基發(fā)動機機油相同的機油更換間隔。
再生機油
如果再生潤滑油擁有 API 證書,表明它們已經(jīng)過測試并達到其質(zhì)量等級的最低標準,它們就可以用于 Cummin s ® 發(fā)動機。一定要確保這些機油確實是再生的而不僅僅是回收的。再生機油經(jīng)過處理,去除了其中的添加劑和磨損碎屑,再經(jīng)過蒸餾,然后再加入新的添加劑。
摩擦改進劑
絕不要在 Cummin s ® 柴油發(fā)動機中使用包含補充摩擦改進劑的機油,除非機油供應商可以提供使用這些機油使 Cummin s ™ 發(fā)動機獲得滿意性能的證明。應要求機油供應商承諾他們確保這些機油可以表現(xiàn)出滿意性能,否則不要使用這些產(chǎn)品。
康明斯磨合機油
專用磨合機油不建議用于新的或重裝的 Cummin s ® 發(fā)動機。使用發(fā)動機正常工作時所使用的相同的機油。
換油間隔
對于每個特定的 Cummin s ® 發(fā)動機型號,必須保持正確機油和濾清器更換間隔。如果機油更換間隔過長,部件磨損和損壞會明顯加快。參考相應的操作和維護保養(yǎng)手冊,以確定發(fā)動機和應用類型的正確的機油更換間隔。
康明斯單級機油
使用單級機油可能會影響發(fā)動機的機油控制。按照精密監(jiān)測機油狀態(tài)并進行定期機油采樣所確定的結果,使用單級機油可能需要縮短機油更換間隔。
未分類機油
在世界上的某些地方,可能無法獲得滿足當前 API、ACEA 或 JAMA 分類的機油。使用未分類機油時可能需要一些建議。根據(jù)精密監(jiān)測機油狀態(tài)并進行定期機油采樣,可以確定機油的適用性和保養(yǎng)間隔。
天然氣發(fā)動機機油建議
使用優(yōu)質(zhì)機油并采用正確的機油和濾清器更換間隔是保證發(fā)動機性能和耐久性的關鍵因素。康明斯公司建議在天然氣和丙烷發(fā)動機中使用優(yōu)質(zhì) S AE 15W-40 和 S AE 40 發(fā)動機機油。按照下面的概述,推薦機油的特定性能分類根據(jù)天然氣發(fā)動機的設計而變化。
使用高壓直接噴射的天然氣發(fā)動機的要求
北美地區(qū) CE S 20078 或 CE S 20076(API CI-4 或 API CH-4)
北美地區(qū)以外 CE S 20077 (ACEA E-5)
康明斯 S AE 15W-40 機油粘度
康明斯L10G 1 和 Q S K19G、K19G、G19、G38、G50、G28、G855 和 G14 系列天然氣發(fā)動機的要求
S AE 15W-40 粘度
硫酸鹽灰份低于 0.6%
TBN (A S TM D4739) 最低 5.0
磷為 250 至 350 ppm
鋅為 250 至 350 ppm
鈣為 1200 ppm。
Cummin s ® B、C 和 L10 天然氣發(fā)動機推薦使用的所有發(fā)動機機油的硫酸鹽灰份極限值都規(guī)定為 0.6%(質(zhì)量百分比)。灰分過高的機油可能會損壞氣門和/或活塞、造成火花塞積碳并導致機油消耗量過高和催化器性能降低。
B1、C1、G5.9、G8.3、L Ga s Plu s 和 I S L G 系列天然氣發(fā)動機的要求
CE S 20074
S AE 15W-40 粘度
硫酸鹽灰份低于 0.6%
TBN (A S TM D4739) 最低 5.0
磷為 600 至 800 ppm
鋅為 600 至 850 ppm
鈣為 1200 ppm
Cummin s ® B、C 和 L10 天然氣發(fā)動機推薦使用的所有發(fā)動機機油的硫酸鹽灰份極限值都規(guī)定為 0.6%(質(zhì)量百分比)。灰分過高的機油可能會損壞氣門和/或活塞、造成火花塞積碳并導致機油消耗量過高和催化器性能降低。
Q S K45G、Q S K60G、Q S V81G 和 Q S V91G 系列天然氣發(fā)動機的要求
使用優(yōu)質(zhì) S AE40 CNG 發(fā)動機機油,比如 Valvoline™ GEO LA
關于經(jīng)過批準機油的清單,請聯(lián)系 Cummin s ® 能源解決方案業(yè)務部。有關機油分析和機油更換間隔,參考適用的發(fā)動機操作和維護保養(yǎng)手冊或聯(lián)系當?shù)氐?Cummin s ® 特約維修站。
康明斯發(fā)動機機油的作用
以下章節(jié)是概述信息。如果發(fā)動機機油要表現(xiàn)出令人滿意的性能,它必須起到以下作用。
潤滑
康明斯發(fā)動機機油的首要作用是潤滑運動機件。機油在金屬表面之間形成液壓油膜,避免金屬部件直接接觸,并減小摩擦。當油膜 不足以避免避免金屬部件直接接觸時,會出現(xiàn)以下情況:
摩擦產(chǎn)生熱量
產(chǎn)生局部粘結
金屬轉移造成擦傷或卡死。
極端壓力磨損控制
現(xiàn)代潤滑劑包括極端壓力 (EP) 抗磨損添加劑。當機件的負荷足夠高,無法形成液壓油膜時,這些添加劑在高壓下在金屬表面上形成一層化學鍵合分子油膜,避免直接接觸和磨損。
清潔
康明斯機油沖刷重要部件上的污染物,起到發(fā)動機清潔劑的作用。活塞、活塞環(huán)、氣門桿和油封上的油泥、漆膜和氧化物堆積會導致發(fā)動機嚴重損壞,這可能源于沒有得到機油的控制。配入最佳添加劑的機油會使這些污染物保持懸浮狀態(tài),直到機油過濾系統(tǒng)濾除或者在換油過程中去除這些污染物。
保護
機油提供保護性屏障,隔離非類似金屬,以避免腐蝕。腐蝕與磨損一樣會導致發(fā)動機零件上的金屬碎屑脫落。磨蝕就像作用緩慢的磨損過程。
冷卻
康明斯發(fā)動機需要冷卻內(nèi)部部件,而主冷卻系統(tǒng)則無法提供。機油是一種出色的熱傳導介質(zhì)。通過與不同部件的接觸,熱傳遞到機油,然后再傳遞到機油冷卻器中的主冷卻系統(tǒng)。
密封
機油填充缸套、活塞、氣門桿和發(fā)動機其他內(nèi)部部件的不平表面,起到燃燒廢氣密封的作用。
減振
接觸面之間的油膜起到緩沖和減振的作用。高負荷區(qū)(比如軸承、活塞、連桿和齒輪系)必須需要減振作用。
液壓作用
機油是一種發(fā)動機內(nèi)部的液力工作介質(zhì)。這類例子包括利用機油操縱發(fā)動機制動和 S TC 噴油器挺桿。
機油添加劑
機油配入了一些添加劑,在其整個使用壽命中用于防止特定污染物。所用的添加劑對于發(fā)動機的整體性能的作用比對機油本身更重要。如果沒有添加劑,即使是最優(yōu)質(zhì)機油也不能滿足發(fā)動機要求。添加劑包括:
清潔劑或分散劑,使不可溶的物質(zhì)保持懸浮狀態(tài),直到更換機油。這些懸浮物質(zhì)不能通過機油過濾系統(tǒng)濾除。機油更換間隔過長會造成發(fā)動機中沉積物形成。
抑制劑用于保持機油的穩(wěn)定性,避免酸性物質(zhì)腐蝕金屬表面,以及避免生銹(發(fā)動機不運轉時)。
其他機油添加劑幫助機油潤滑發(fā)動機的高負荷區(qū)(如氣門和噴油器系統(tǒng)),防止擦傷和卡死,控制泡沫形成,并防止空氣留在機油中。
康明斯發(fā)動機機油必須按照機油不會因與很多機油作用有關的機械攪拌過程而起泡的方法進行配比。因為機油油膜保護不足,起泡的機油會導致與機油不足造成的損壞類似的發(fā)動機損壞。
粘度
粘度是衡量一層機油分子相對于鄰近一層機油分子移動時所產(chǎn)生的流動阻力的方法。阻力是因為機油分子在相互移動時產(chǎn)生的摩擦造成的。在潤滑發(fā)動機運動機件的油膜中經(jīng)常產(chǎn)生剪切作用。
所有液體的粘度特性都受到溫度的影響。多級機油粘度受溫度變化影響較小,因為其配方中加入了粘度改善劑。多級機油的粘度也受到它們的剪切率或運動機件的相對移動速度的影響。相對運動速度越低,大多數(shù)多級機油的表觀粘度越大。
大部分發(fā)動機的一般磨損出現(xiàn)在某些應用類型的最初起動期間,在機油還沒有時間完全循環(huán)前。正確配比的多級機油是 Cummin s ® 發(fā)動機的理想潤滑劑。可利用相對稀薄的機油,獲得起動期間的快速潤滑和易于拖動。
機油粘度和發(fā)動機性能
選擇正確粘度的機油對于獲得最佳性能和發(fā)動機最長使用壽命是極為重要的。如果機油粘度過高,發(fā)動機阻力增加,并產(chǎn)生以下后果:
康明斯發(fā)動機起動困難
康明斯發(fā)動機輸出功率降低
康明斯發(fā)動機冷卻作用減弱
內(nèi)部磨損增加
康明斯發(fā)動機零件運轉溫度更高
油耗增加。
如果機油粘度過低,發(fā)動機會遇到如下問題:
因金屬表面直接接觸造成的磨損增加
機油消耗和泄漏增加
發(fā)動機噪音增大。
某些機油供應商可能聲明使用這些較低粘度的機油可獲得更好的燃油經(jīng)濟性。粘度較低造成機油油膜厚度較小。因此,康明斯公司要求在 CE S -20078 (API CI-4) 下登記的所有多粘度 30 油重 (xW-30) 機油必須符合 3.5 CP 的最低高溫/高剪切粘度。這些機油可以用于相對于其他 10W-30 或 5W-30 機油更寬泛的溫度范圍。因為這些機油油膜定向比 15W-40 機油油膜薄,在 20°C [70°F] 以上必須使用高質(zhì)量的 Fleetguard® 濾清器。參見圖 1 中的粘度建議。
康明斯公司既不認可也不否定非康明斯公司制造的產(chǎn)品,這些聲明只涉及客戶和機油供應商。應要求機油供應商承諾這些機油可為 Cummin s ® 發(fā)動機提供滿意的性能,否則不要使用這些機油。
粘度建議
康明斯公司建議使用圖 1 對所示的、與所示環(huán)境溫度對應的粘度等級的多級機油。圖中僅顯示首選機油等級。
如果使用單級機油替代多級機油(當前無法獲得多級機油的地區(qū)),按照精密監(jiān)測機油狀態(tài)并進行定期機油采樣所確定的結果,可能需要縮短機油更換間隔。使用單級機油可能會影響發(fā)動機的機油控制。
機油性能分類
Cummin s ® 技術標準
康明斯公司已經(jīng)制定了很多 Cummin s ® 技術標準 (CE S ),其中描述的機油性能等級必須用于不同發(fā)動機。CE S 文件是對 Cummin s ® 發(fā)動機的潤滑劑性能的主要定義。除此之外,康明斯公司與發(fā)動機制造商協(xié)會 (EMA),并與世界上多家負責潤滑劑質(zhì)量的技術和銷售組織協(xié)同工作。
表 1 中列出了適用于全部 Cummin s ® 發(fā)動機的 Cummin s ® 技術標準以及最接近這些技術標準的國家和國際性能分類。
補充摩擦改進劑和其他添加劑
康明斯公司既不認可也不否定使用任何添加劑(非康明斯公司及其子公司制造或銷售)。因使用這些添加劑而導致的發(fā)動機損壞或性能問題不在康明斯公司保修范圍之內(nèi)。
機油污染
發(fā)動機機油必須在其不再能令人滿意地起到其在發(fā)動機內(nèi)的預期作用前進行更換。從技術上講,機油不會磨損,但它確實會被污染。添加劑數(shù)量減少到特定的點,這是機油和添加劑組合在一起已經(jīng)不再能令人滿意地保護發(fā)動機。在換油間隔中間機油逐漸污染是正常的,而污染程度會受到發(fā)動機工作狀況和負載系數(shù)的影響。
機油污染 - 在柴油發(fā)動機正常工作中,各種各樣的污染物會進入機油中。
燃燒副產(chǎn)物
通過活塞環(huán)、氣門導管和渦輪增壓器密封件泄漏進入曲軸箱的廢氣(竄氣)。這些氣體包括碳、水、酸性物質(zhì)、部分燃燒的燃油、漆膜和油漆的微粒。所有這些微粒都會污染機油。
酸性物質(zhì)、漆膜和油泥:
當機油與高溫發(fā)動機部件接觸時,或者當高溫機油接觸到進入發(fā)動機的空氣時,機油會產(chǎn)生氧化和分解,從而形成像酸性物質(zhì)、漆膜和油泥這類的污染物。
磨蝕物質(zhì)或異物:
這些污染物通過燃燒氣體、燃油、發(fā)動機磨損的零件和不當保養(yǎng)操作進入發(fā)動機中。他們連同燃燒副產(chǎn)物以各種方式進入曲軸箱。
燃油或冷卻液
這些污染物通常是伴隨發(fā)動機故障而產(chǎn)生的。但是,也可能因發(fā)動機怠速時間過長或反復短時間停機造成機油被燃油稀釋。
煙塵:
因噴射正時滯后和燃燒燃油與缸套上機油混合會產(chǎn)生這種污染物。過多煙塵造成氣門和噴油器系統(tǒng)非正常磨損。
環(huán)境:
特定的工作環(huán)境會帶來其他污染物。例如灰塵和像砂礫和路鹽這樣的磨蝕物質(zhì)。
機油過濾
機油濾清器的設計、使用和作用
發(fā)動機能否達到最長使用壽命取決于全流式機油濾清器、機油旁通濾清器或組合式機油濾清器的正確使用和保養(yǎng),這些濾清器保護發(fā)動機重要部件,阻止懸浮在機油中的磨蝕污染物進入。康明斯公司要求在其所有型號的發(fā)動機上使用全流式機油濾清器。 此外,除了 B 系列發(fā)動機外,所有 Cummin s ® 渦輪增壓發(fā)動機必須使用旁通過濾。 強烈建議在所有自然吸氣式發(fā)動機上使用旁通過濾。
全流式機油濾清器可以濾除懸浮在機油中的、30 微米或更大的污染物微粒。這種大小的微粒可能造成軸承立即磨損。
燃油泵輸出量的大約 10% 從旁通濾清器(或者如果使用組合式濾清器,旁通過濾段)流過,旁通濾清器濾除其中更小的微粒,最小可達 10 微米,這是全流式濾清器無法捕獲的。這樣可以將機油污染物的濃度保持在足夠低的水平上,以避免發(fā)動機磨損。
Cummin s ® 發(fā)動機在出廠時就裝配有優(yōu)質(zhì) Fleetguard® 組合式機油濾清器,在一個濾清器罐中包括了全流式濾清器和旁通濾清器。它們中的大部分采用了 Venturi™ 設計,在這種設計中全部機油流向發(fā)動機重要零件,而不是有部分機油流回油底殼。這些濾清器在保護發(fā)動機的精細過濾方面和濾清器使用壽命長的堅固構造設計方面之間取得了最佳的平衡。
有些 Cummin s ® 發(fā)動機配備有使用 Cone S taC™ 技術的 Fleetguard® Centriguard™ 離心式濾清器。這些是唯一經(jīng)過實驗室測試證明可以超越 Fleetguard 的多層盤旁通濾清器的離心式濾清器。任何附加過濾系統(tǒng)必須達到所有適用的應用類型指導準則。
機油濾清器堵塞
在發(fā)動機正常工作期間,發(fā)動機機油因燃燒以及磨損碎屑和氧化產(chǎn)物而受到污染。在發(fā)動機機油適合于發(fā)動機使用的情況下不會在正常的換油間隔中間發(fā)生堵塞。堵塞的濾清器仍會起到其濾除機油中微粒物質(zhì)和油泥的預期作用。濾清器堵塞是結果,不是成因,這是由發(fā)動機故障或機油問題造成的。
必須要調(diào)查清楚濾清器堵塞的原因,因為濾清器堵塞意味著發(fā)動機出現(xiàn)嚴重故障,因此要必須進行排除。如下簡要說明的是濾清器堵塞最常見的原因:
機油過度污染
當超過機油控制燃燒污染物的極限時,產(chǎn)生這種情況。這種方式堵塞的濾清器中堆積了大量的有機油泥。這種污染是由燃油煙塵、氧化物和燃燒產(chǎn)物造成的,這些物質(zhì)在機油中逐漸累積,直到濾清器不再起作用。這種堵塞的原因包括機油更換間隔過長、保養(yǎng)不當和竄氣多
破壞的分散力
這是由冷卻液泄漏進曲軸箱,或冷凝濕氣聚集造成的。這些水分削弱機油分散劑的作用,因此燃油煙塵和碳粘附在一起,從機油中分離。曲軸箱中的冷卻液或濕氣也可能造成部分機油添加劑從機油中沉淀,然后堵塞濾清器。
形成凝膠或乳液
這是因水或冷卻液污染機油造成的一種堵塞形式。當散裝儲油罐中的機油包含少量的水(小于 0.5%)時通常發(fā)生這種情況。這種機油加入發(fā)動機后很快就會發(fā)生濾清器堵塞。
作為歐洲和北美的機油性能分類的一部分,康明斯公司制定的發(fā)動機測試可以測量機油抗濾清器堵塞的能力。除了多層盤過濾外,多介質(zhì)過濾專門用來控制有機油泥污染并使濾清器盡可能達到最長使用壽命。
機油更換間隔
用于確定機油更換間隔的因素
康明斯公司的機油更換技術規(guī)范是基于工作循環(huán)和機油污染情況。此污染發(fā)生在所有的發(fā)動機中,程度不同,并且與設計無關。
保持正確的機油和濾清器更換間隔是維持發(fā)動機完整性的重要因素。更換機油時必須更換濾清器。
機油污染是發(fā)動機正常工作的直接結果。負載系數(shù)、所用燃油以及環(huán)境狀況都會影響機油污染的速度。實驗室和現(xiàn)場測試確認在發(fā)動機消耗的燃油總量與達到機油可以吸收并仍可按設計要求起作用的極限之前的污染程度之間呈正比。在超過機油的污染數(shù)量極限前,機油可以吸收污染物并仍可按設計要求起作用。油耗和機油污染之間的關系構成了確定機油更換間隔的基礎。
確定機油和機油濾清器更換間隔的可接受方法包括:
固定法(里程數(shù)/小時數(shù))
工作負載循環(huán)法(工作狀況)
必須要查閱適當?shù)牟僮骱途S護保養(yǎng)手冊以獲得有關機油和濾清器更換間隔的詳細說明及具體圖表。
Centinel™ 持續(xù)機油更換
康明斯公司開發(fā)了 Centinel™ 系統(tǒng),可以用新機油持續(xù)地更換發(fā)動機中使用過的機油。該系統(tǒng)使用計算機監(jiān)控發(fā)動機工作情況,并使發(fā)動機中的機油在可接受的范圍內(nèi)保持良好狀態(tài)。因為該系統(tǒng)可以使機油保持長時間干凈,因此機油濾清器和機油更換間隔也大大延長。Fleetguard® E S 機油濾清器經(jīng)過專門設計,并采用了改進的介質(zhì)和密封件,專用于這類更長的保養(yǎng)間隔,并且必須與 Centinel™ 配合使用。請聯(lián)系最近的康明斯公司分銷商,以確定對您的應用類型而言最佳的 Centinel™ 系統(tǒng)。
s tyle="text-align:left; color:green;" align="left"> < s pan s tyle="text-decoration:underline;">注:&nb s p;對于帶后處理的發(fā)動機,禁止使用 Centinel™ 或任何類型的混合機油。
使用過的機油分析
機油采樣:機油采樣間隔必須設定為可以進行趨勢比較。如果要正確地利用機油分析,需要背景數(shù)據(jù)。 該數(shù)據(jù)必須包括:
發(fā)動機型號和生產(chǎn)序號
機油使用的英里數(shù)/小時數(shù)
新發(fā)動機或發(fā)動機大修后英里數(shù)/小時數(shù)
所用的機油(品牌、性能分類和粘度等級)
采樣的日期
發(fā)動機應用類型
前一次換油后加入新機油的數(shù)量
任何最近的發(fā)動機保養(yǎng)
新(未使用過的)機油分析
對新(未使用過的)機油進行機油分析以建立基準線是很重要的。 新(未使用過的)機油分析采樣應該最少為每年兩次或者每次更換機油類型時。 樣本應取自散裝供油箱以確定機油的組成情況并確認存儲系統(tǒng)沒有將污染物帶入。
用于分析的樣本必須發(fā)動機中所用機油的代表。機油采樣時遵循以下指導準則:
采樣前使發(fā)動機達到工作溫度。這會確保采樣增量中的污染物水平具有代表性。
連續(xù)采樣必須采取相同的方式,從相同的位置進行。
在向發(fā)動機添加新的機油前進行機油采樣。
務必將機油樣本收入干凈、干燥的容器中。
采集最少 118 ml [4-oz] 機油。
機油采樣時可以使用兩種方法:
推薦的機油采樣方法是在發(fā)動機怠速運轉且暖機時從壓力端口采樣。 這種方法可以確保機油樣本不是停滯的并且代表了流經(jīng)發(fā)動機實際的同質(zhì)機油混合物。
使用清潔的干布擦拭,清潔閥的外部。
怠速運轉發(fā)動機,直至暖機溫度。
讓少量機油流過閥,以此凈化采樣接頭。
從發(fā)動機泵出的機油油流中采取樣本,將其收集到干凈的干瓶中。
s tyle="text-align:left; color:green;" align="left"> < s pan s tyle="text-decoration:underline;">注:&nb s p;建議的采樣位置是允許采集經(jīng)過預濾的機油的端口。 有關部件位置,請參考操作和維護保養(yǎng)手冊。
如果發(fā)動機無法運轉,可以使用一種替代方法。 此方法利用真空將樣本吸出集油槽。 樣本應該在發(fā)動機停機后盡快獲得,以便機油依然還是溫暖的并且分層情況還沒有發(fā)生。
使用機油標尺確定油底殼中的機油油位。
將一段干凈的新管靠著機油標尺,在管上標出機油標尺落座的位置。
裁剪該管使其低于油底殼中的油位 25 至 50 mm [1 至 2 in]。
將管插入機油標尺管中并使以前在管上做出的標記對準機油標尺管開口的頂部。
用手操作真空泵,將樣本泵用干凈的干瓶中。
s tyle="text-align:left; color:green;" align="left"> < s pan s tyle="text-decoration:underline;">注:&nb s p;不要讓管子從油底殼的底部抽取機油,因為其中會包含過多的碎屑,并造成機油分析結果不正確。不要繼續(xù)使用采樣管。
污染檢查
使用過的機油分析可以用于監(jiān)控發(fā)動機污染物水平,其結果可以證明系統(tǒng)存在缺陷或故障,比如空氣過濾故障、冷卻液泄漏、燃油稀釋以及可能表示發(fā)動機損壞的磨損的金屬碎屑。
這種技術需要將使用過的機油的分析數(shù)據(jù)與從新狀態(tài)的機油中獲得的數(shù)據(jù)進行比較。使用過的機油相對新狀態(tài)退化的程度提供了監(jiān)控系統(tǒng)所需的指標。可以作為警告信號的機油主要特性就是污染水平(燃油、煙塵、硅、硼、鈉、鉀)以及機油粘度和閃點。表 3 中列出了一般污染檢查準則。
表 3:機油污染準則 | ||
性質(zhì) |
準則 |
N/A |
粘度變化 @ 100° C (A S TM-D445) |
±1 S AE 粘度等級或新機油相差 2.5 c S t |
N/A |
燃油稀釋 |
5% |
|
總堿值 (TBN) (A S TM D-4739) |
最低 2.5 或新機油數(shù)值的一半或等于總酸值 (TAN) |
|
含水量 A S TM (D-95) |
最高 0.5% |
|
潛在污染物: |
N/A |
|
硅 ( S l) |
超過新機油 15 ppm |
|
鈉 (Na) |
超過新機油 20 ppm |
|
硼 (B) |
超過新機油 25 ppm |
|
鉀(K) |
超過新機油 20 ppm |
|
煙塵 |
中馬力 B 和 C 發(fā)動機 |
所有其他發(fā)動機 |
CE S 20078 和 CE S - 0081 |
3.0% |
7.5% |
CE S 20076 |
3.0% |
6.3% |
CE S 20075 |
1.5% |
1.5% |
以上污染指標僅供參考。這并不意味著在這些準則可接受范圍內(nèi)的數(shù)值就可以解釋為表明機油適合進一步使用。
A S TM 在其年度標準手冊中出版了測試方法。
可以采用幾種不同的技術進行基本分析,比如原子發(fā)射光譜法 (AE S )、原子吸收光譜法 (AA S ) 和電離耦合等離子體法 (ICP)。這些不是標準的 A S TM 方法;但是,大部分使用過的機油分析實驗室能夠通過其中一種方法確定添加劑金屬物濃度。由同一家實驗室采用同一種技術確定的采樣結果可以安全地進行比較。
上述的準則數(shù)字是一組代表性的數(shù)值;根據(jù)這些數(shù)值,就足以說明需要進行發(fā)動機、保養(yǎng)工作或操作步驟的調(diào)查,以確定污染物或機油性質(zhì)變化的原因。但是,發(fā)動機不得只根據(jù)機油分析的結果就解體。隨著進一步的調(diào)查,也通常需要更換機油。上述各項的絕對值隨發(fā)動機的英里數(shù)或小時數(shù)、發(fā)動機機油容量和發(fā)動機機油消耗率的變化而變化。
有關機油分析的其他信息,請參考下列公告:
大功率柴油發(fā)動機機油分析技術,公告號 4022060
大功率發(fā)動機油樣中鉛讀數(shù)的統(tǒng)計分析,公告號 2883452。
對于任何其他疑問,如果不能從本公告提供的材料中找到答案,請聯(lián)系康明斯公司分銷商或致電 1-800-DIE S EL S 。
附件 A - 使用過的機油分析應用
對于柴油發(fā)動機操作員而言,使用過的機油分析有兩種截然相反的用途:
1. 污染檢查
使用過的機油分析可以監(jiān)控發(fā)動機污染物水平,其結果可以證明塵土進入系統(tǒng)、燃油過度污染(稀釋)、冷卻液泄漏、煙塵堆積過多以及異常磨損。表 3 中列出了一般污染檢查準則。它們僅供參考。這并不意味著在這些準則可接受范圍內(nèi)的數(shù)值就可以解釋為表明機油適合進一步使用。使用過的機油分析不是確定機油和濾清器更換間隔的唯一標準。
使用過的機油中硅含量增加表示機油受到灰塵污染,這通常是由于進氣過濾故障造成的。有時,灰塵污染會因受污染的機油在整個發(fā)動機機油側出現(xiàn)。在鉻和鐵含量沒有極度增加的情況下,使用過的機油還可能包括因軸承材料磨損造成的含量異常的銅和鉛。
使用過的發(fā)動機機油中的燃油百分比可以確定燃油過度污染(稀釋)。這也可能反映在相對于新機油的性質(zhì),粘度降低超過一個 S AE 等級而閃點顯著降低。燃油熱穩(wěn)定性不良造成燃油在油底殼溫度下氧化。因品質(zhì)變壞的燃油與軸承和襯套材料相互作用造成使用過的機油中鉛含量隨之增加。
根據(jù)泄漏到機油中的冷卻液中的腐蝕抑制劑的異常水平可以判定冷卻液污染。這導致使用過的機油中鈉、鉀、硼和硅含量增加。鈉和鉀含量將取決于腐蝕抑制劑中使用了二者中哪種金屬。另外,防凍液中的乙二醇成份也可能出現(xiàn)在機油中。乙二醇成份含量增加并不一定隨冷卻液泄漏而同時發(fā)生,因為這些成份可能與機油中某些添加劑成份產(chǎn)生反應,在集油槽溫度下變得易于揮發(fā)并沸騰。在集油槽溫度下形成變質(zhì)的乙二醇,并與軸承和襯套材料反應,造成了機油中鉛含量增加。
可以通過煙塵重量百分比判定發(fā)動機機油的煙塵過度污染,并通過熱解重量分析法或紅外分析法進行測量。煙塵進入機油中,并且保持無害的懸浮狀態(tài),直到起作用的添加劑成份耗盡。然后它會聚集成更大的顆粒。氣門和噴油器系統(tǒng)磨損有一定的加速率,從而造成煙塵產(chǎn)生的速率增加,并進一步加快磨損。氣門和噴油器系統(tǒng)磨損造成使用過的機油中的鐵含量增加。煙塵過度堆積和磨損產(chǎn)生了發(fā)動機中的油泥;但這一點還有待確定。
異常磨損造成使用過的機油中磨損金屬碎屑異常堆積。污染極限是無法進行設定的,除非應用于一種應用類型、并在一個地點運轉、并采用單一機油的發(fā)動機。機油樣本中磨損金屬含量取決于發(fā)動機類型、負載系數(shù)、潤滑系統(tǒng)容量、機油使用的英里數(shù)或小時數(shù)、發(fā)動機機油消耗率等等。因為相同數(shù)量的微粒懸浮在更大體積的機油中,所以機油容量大的發(fā)動機比機油容量小的發(fā)動機磨損金屬含量低。
因為在兩次換油中間沒有加入新的機油稀釋,機油消耗率低的發(fā)動機比機油消耗率高的發(fā)動機的磨損金屬含量高。發(fā)動機機油消耗率乘以系數(shù) 2 可以改變使用過的機油的磨損金屬含量,并可以掩飾可以表示發(fā)動機損壞的加倍的磨損率。除非發(fā)動機機油消耗率已知,否則不知道磨損率。磨損金屬含量隨著機油樣本的英里數(shù)或小時數(shù)的變化而接近線性變化。如果機油樣本的英里數(shù)或小時數(shù)加倍,使用過的機油樣本中磨損金屬含量也接近加倍。如果沒有發(fā)動機機油消耗率、機油樣本的英里數(shù)或小時數(shù)以及新機油的分析數(shù)據(jù),使用過的機油樣本中磨損金屬含量幾乎是沒有意義的信息。
異常磨損可能表示出現(xiàn)故障,通常只涉及到一種或兩種金屬的含量增加。最好通過將使用過的機油樣本中的含量與同一臺發(fā)動機中上一次機油樣本的含量進行比較,來檢查磨損金屬含量增加。更換為完全另一個品牌的機油通常會造成機油中添加劑化學成分的變化,而發(fā)動機部件中包含的銅和鉛可能對此產(chǎn)生化學變化。這通常造成使用過的機油中銅或鉛的含量顯著增加,通常是十倍。對于因這種原因造成的含量增加,無需過于擔心。在使用不同的機油更換幾次機油后這些部件的化學活性會降低。然后,磨損金屬含量會緩慢地降低到此發(fā)動機中原來正常的范圍。
切勿僅根據(jù)使用過的機油分析就解體發(fā)動機。進行其他故障診斷以確定是否存在故障。如果根據(jù)機油分析的結果懷疑有故障,斷開全流式機油濾清器,并查找濾清器截留的磨損金屬微粒,并檢查是否容易看到。
2. 評估操作和維護保養(yǎng)間隔
康明斯公司不建議使用機油分析確定保養(yǎng)間隔。機油分析只是使我們可以估計保養(yǎng)間隔。發(fā)動機必須按照估計的間隔運轉發(fā)動機 800,000 至 1,100,000 公里 [500,000 至 700,000 英里] 或者 10,000 至 15,000 小時,才能確定基于機油分析的估計保養(yǎng)間隔是否正確。如果間隔估計正確,發(fā)動機會保持在其工作環(huán)境的可接受的狀態(tài)。如果沒有正確地估計延長保養(yǎng)間隔,更長的保養(yǎng)間隔會犧牲高達 50% 的大修前潛在發(fā)動機使用壽命。
例如,一臺發(fā)動機在第一個 8050 公里 [5,000 英里] 保養(yǎng)間隔中的機油消耗率為每夸脫 3220 公里 [2,000 英里],在機油使用 32,000 公里 [20,000 英里] 時機油消耗率可能達到每夸脫 805 公里 [500 英里]。因為更多新機油的稀釋作用,磨損金屬碎屑的緩慢累積可以反映出機油消耗率增加,而不是磨損率低。如果在維護保養(yǎng)間隔的末期發(fā)動機的磨損率低,則可延長發(fā)動機的大修間隔。
從新發(fā)動機機油的質(zhì)量控制測試中已經(jīng)發(fā)展了很多使用過的機油的測試步驟。在新的發(fā)動機機油中,這些測試反映了機油中的化學活性添加劑。它們確保了每次混入機油時,機油中的添加劑含量正確。當這些測試步驟應用在受污染和變質(zhì)的使用過的機油時,得到的數(shù)據(jù)沒有意義。使用過的機油中的添加劑的化學形態(tài)完全不同。
商業(yè)上可用的機油測試技術不能測量機油中所有化學添加劑的消耗,或者確定這些添加劑何時停止保護發(fā)動機零件,避免磨損和沉積。在使用過的機油樣本中的磨損金屬含量低可以反映出高機油消耗率和更換所消耗機油而添加的新機油產(chǎn)生的稀釋。在使用過的機油樣本中的磨損金屬含量低也可以反映出額外的污染和磨損碎屑。如果超過此飽和點,發(fā)動機機油中的污染物和磨損碎屑分離出來,成為油泥。這造成機油的公里數(shù) [英里數(shù)] 或小時數(shù)增加時磨損金屬減少。這并不意味著磨損率降低,而機油狀態(tài)改進。這意味著在發(fā)動機機油過度污染后,機油分析變得沒有意義。