Oljeförbrukningen har blivit ett problem eftersom oljebytesintervallen nu sträcker sig till 10 000 eller mer miles och eftersom moderna motorer förbrukar så lite olja att många fordonsägare glömmer att regelbundet kontrollera sin motors oljenivå. Ännu värre, många ägare kör ofta sina motorer utan olja eftersom de inte vet hur man kontrollerar oljenivån. Av den anledningen håller oljenivåvarningssystem på att bli standardutrustning för många fordon.
Som sagt, jag känner inte till något specifikt nummer som skulle indikera överdriven oljeförbrukning för något specifikt fordon. Ett kulnummer för oljeförbrukning på en ny motor kan vara en liter olja vid första inkörningen. Efter inbrott bör oljeförbrukningen stabiliseras på kanske en liter per 2 000 eller 3 000 miles. För motorer med 150 000 miles eller mer på vägmätaren bör det inte vara ett problem att förbruka en liter olja var 2 000 miles. När motorerna slits kan den kombinerade förlusten från externa och interna oljeläckor öka oljeförbrukningen till en liter per 1 000 miles, vilket inte borde vara ett problem om tändstiften inte blir nedsmutsade med oljeaska eller om avgaserna inte släpps ut synligt. oljerök.
Om vi antar att motorn inte har något uppenbart yttre läckage vid vevaxeltätningarna, oljetråget, transmissionskåpan eller cylinderhuvudet och kamaxelkåpans packningar, låt oss överväga hur motorolja kan komma in i förbränningskammaren genom interna läckor. Ett exempel på internt läckage är turboladdarens axeltätningar som läcker olja in i motorintaget, vilket indikeras av beläggningen av motorolja inuti kanalen mellan turboladdaren och motorn. Om insugningsgrenröret på vissa V-blocksmotorer tätar det övre vevhuset, kan olja komma in genom en eller flera insugsportens packningar. På samma sätt kan slitna eller spruckna insugsventilskaftstätningar läcka olja genom ventilstyrningarna, särskilt under retardation och förlängd tomgångsdrift.
I båda fallen kan tändstiften visa en ansamling av oljeaska på sidan av elektroden som är vänd mot insugningsventilerna. Oljeläckage genom avgasventilens styrningar är inte lika vanligt eftersom normalt avgasflöde genererar positivt tryck. Å andra sidan är den största oljeförbrukningen genom kolvarna och kolvringar, vilket är där vår historia går härnäst.
Oljetvätt är en indikation på att motorolja passerar genom kolvringarna (se bild 1). För att bättre förstå ringrelaterad oljeförbrukning, låt oss titta på kolv- och kolvringsdesign. Till exempel är många toppringar platta med en konvex eller tunnformad ytterkant som innehåller ett molybdeninlägg. Moly-inlägget håller kvar olja och är resistent mot höga förbränningstemperaturer.
Den andra kompressionsringen hjälper inte bara till att täta förbränningstrycken, utan skrapar in överflödig olja i motorns vevhus (se bild 2). I motsats till den övre ringen är den andra ringen tefatformad, med endast den nedre kanten av ringen i kontakt med cylinderväggen. När förbränningstrycket ökar, planar den andra ringen mot kolvringens land, vilket tvingar ringens fulla yttre bredd mot cylindern för att täta förbränningsgaser inuti cylindern. När den inte belastas återgår ringen till sin tefatformade konfiguration, vilket gör att ringens nedre kant skrapar in överskottsolja i vevhuset.
Den nedre eller tredje kolvringens enda uppgift är att skrapa in överflödig motorolja i vevhuset. I de flesta fall är den tredje ringen en tredelad design som består av en ventilerad ringexpander och två stålskenor som passar över expandern. Den ventilerade expandern och kolvringsspåret tillåter överskottsolja att flöda till insidan av kolven och in i vevhuset (se bild 3).
För att hjälpa till att uppfylla emissionsnormerna har tillverkarna minskat avståndet mellan kolv och cylinder. Med en 2013 Mazda 2,5-liters, 16-ventils Skyactiv-motor som exempel, 0,0010" minimum och 0,0017" maximum är det standardspecificerade spelet mellan kolvar och cylindrar för nya motorer.
För att jämföra var avstånden nästan dubbelt så stor som i äldre motorkonstruktioner för att möjliggöra termisk expansion. Eftersom moderna aluminiumkolvar med hög kiselhalt upplever mycket mindre termisk expansion, ger 0,001” tillräckligt med oljespel mellan kolven och en precisionsbearbetad cylinder. Dessa snäva kolvkjolspel och precisionsbearbetade cylindrar håller också kolvringarna vinkelrätt mot cylinderväggen för en mycket bättre kompression och oljeringstätning (se bild 4).
Under tiden minskar de flesta lätta motorer den roterande friktionen genom att använda smal lågspänning kolvringar. Lågspänningskolvringar tenderar också att hålla längre på grund av mindre omkretstryck mot cylindern. Sist, förbättrade cylinderborrning och "platåerade" cylinderslipningstekniker gör att kolvringarna snabbt sätter sig in i cylinderväggen. Efter inbrott återstår ett grövre, underliggande mönster med kryssrutor i cylindern för att hålla kolvringarna och de övre cylinderområdena väl smorda.
Vevstångslagerspelet påverkar oljeförbrukningen eftersom kolven och cylindern stänksmörjs av olja som passerar genom vevstakslagret och ut på cylinderväggen. Med vår Mazda SkyActiv-motor måste olja passera genom ett 0,0011” till 0,0020” vevstakeslagerspel innan den kan nå cylinderväggen. Kom ihåg att en fördubbling av vevstakeslagerspelet kommer att fyrdubbla oljeflödet till kolvringarna, vilket dramatiskt kan öka oljeförbrukningen.
Motoroljan måste sedan passera genom 0,0001” av ett tums oljespel mellan kolvkjolen och cylindern innan den når kolvringarna. Att använda högviskös olja i en ny motor minskar smörjningen och kylningen av lågspänningskolvringar, vilket kan vara ett allvarligt problem på dagens turboladdade, högpresterande motorer.
Ett annat problem med att använda högviskös olja är att det kan förhindra lågspänningskolvringar från att komma i kontakt med cylinderväggen, vilket kan öka oljeförbrukningen.
Som nämnts ovan, smörjer olja som slungas av vevaxeln inte bara ringarna, utan kyler dem också. Eftersom högviskös olja minskar oljeflödet genom vevstakeslagret, kommer cylindersmörjning och kylning att påverkas negativt.
Medan vi å ena sidan försöker minska oljeflödet till kolvringarna, å andra sidan måste oljefilmen nå toppen av cylinderväggen. Generiska oljor med hög viskositet kanske inte smörjer de övre och andra kolvringarna tillräckligt, särskilt vid kallstarter. Oljans flampunkt måste också vara tillräckligt hög för att motstå förångning under höga cylinderväggstemperaturer. Genom att använda icke-syntetiska basoljor i syntetiska applikationer kan denna oljefilm brännas bort under förbränning, medan syntetiska oljor tenderar att stanna kvar i den övre cylindern.
I praktiskt taget alla fall skyddar syntetiska oljor inte bara den övre cylindern, utan skyddar också den övre och andra kolvringen från tillfällig mikrosvetsning till cylinderväggen under körförhållanden med hög belastning. När miles ackumuleras håller syntetiska oljor också kolvarna fria från lackavlagringar som kan få lågspänningskolvringar att fastna i sina spår.
Sammanfattningsvis, att följa de rekommenderade underhållsintervallerna och använda specificerade motoroljor är långt mot att förhindra överdriven oljeförbrukning på moderna motorer.
