大众缸压是多少(大众汽车缸压多少正常)

使用精铠甲金属陶瓷化重建再制造产品免分解大修发动机,时有缸压“先升高、后下降、再升高”的过程,这种特殊现象大多发生于积碳抱死活塞环,引发烧机油的发动机。

通过分析《对奥迪车烧机油综合治理与缸压检测》等案例,研究特殊现象与积碳抱死活塞环的关系。

首先强调纳米固体润滑摩擦学科技的陶瓷化重建产品,并不是传统意义的润滑油。

创新产品以金属表面智能改性自修复磨损的再制造,不仅能够超越传统机械工程抗磨损的功效,还解决了与传统润滑油相融难题。在不降低机油功效的基础上,增强机油润滑功能的清洁性、抗焦性、抗氧化、抗烧蚀、提高了流动性。

因为具有更好的软化、分解、清除积碳的“附加”功效,对解决传统机油难以彻底清除积碳抱死活塞环的顽症,表现优异,独树一帜。

研讨先从行业热议话题说起。

针对汽修大咖近期在某专业媒体上发表的“不无道理”的话:

“现在清洗发动机积碳已经是一门营业额巨大的生意了,成本低廉,利润高企。几乎所有的4s店、修理厂,都有各种各样的积碳清洗手段,比如核桃砂、干冰、打吊瓶、清洗剂等。但是这些方法,无一例外,只能清洗表面上的积碳,比如活塞头部、燃烧室内壁等,但是这些部位的积碳对发动机性能几乎是没有影响的。真正对发动机性能影响最大的油环积碳,根本就洗不到,更不可能让油环释放开,恢复弹力,即使在机油中添加清洗剂,也不可能短时间内把油环上的积碳清除干净。所以老侯给这些积碳清洗总结一句话就是:该洗的地方洗不到,洗掉的都是浮华。

所以说,想用清洗积碳的方法来治理发动机烧机油,无异于缘木求鱼、掘地寻天,根本是不可能的。当发动机出现了烧机油症状,一般都是气环磨损较大,油环已经被积碳抱死,同时进入到燃烧室参与燃烧的机油增多,燃烧室内部和气环上的积碳也增多了,导致磨损进一步增大,窜气量更多,积碳更严重,形成了恶性循环,甚至积碳掉落到活塞与气缸壁之间导致拉缸。遇到这种情况,只能大修发动机了。此时清洗积碳,就像给癌症晚期的病人吃止痛药一样,只能缓解疼痛,不会根治病症。”

客观回敬一句颠覆机修大咖传统认知的话:存在特殊的例外。

研究的数据和逻辑证明:

陶瓷化重建再制造让缸套磨损造成的失锥度、失圆度和曲轴大、小瓦的配合间隙,重新达到或超过新发动机制造的标准。

因为极大降低活塞油环区域摩擦产生的高温,有效降低机油被高温结焦碳化的机率和极好机油相融性的多重功效,显现超乎寻常的软化、分解、清除积碳作用。

研究的成果表明,金属表面陶瓷化重建产品,开辟、创建了不用拆解大修发动机就能“根治病症”的新途径、新体系。

研究先从4种引起发动机烧机油的可能原因说起:

1、发动机“中缸”部位因金属磨损造成缸套拉缸、失圆、矢锥和表面加工光洁度缺陷引发烧机油。

2、活塞环因积碳“卡环”,引发烧机油。

3、发动机“上部”,因气门油封老化失效、油汽分离器或单向阀失效,机油渗漏燃烧室引发烧机油。

4、涡轮增压器主轴油封漏油,引起烧机油。

在这里,重点研讨与陶瓷化重建有关的前2种被行业公知认定最难治理的烧机油原因。

一、综合治理德系大众EA888发动机烧机油等案例的分析。

1、一辆每1000公里烧2升多机油的发动机,用精铠甲陶瓷化重建产品免分解大修再制造,出现缸压升高后下降、再升高的现象,十分典型。

车辆经过1273公里自修复行驶里程后,“烧机油”减少3/4以上,机油仅减少了0.5升左右。发动机前3次检测,缸压“先升高后下降”的数值见下表:

数据分析:

(1) 3次检测缸压,各缸的数值有升有降。因为燃烧室内积碳被清除,导致自修复过程进入缸压“暂时局部回落期”。除4缸火花塞因漏机油浸湿,积碳严重,清除积碳缸压比自修复前降低1.3bar以外,其他3个缸压都比之前不同程度升高。其中:

① 2缸之前磨损最严重,由原始缸压最低的10.3bar升高到第2次检测时最高的13.9bar,净升高3.6bar,升高率达35.3%。却在清除积碳过程的第3次检测时又下降到12.8bar,降低了1.1bar,但依然总升高量达2.5bar;

② 1缸压从原始12.3bar持续升高到13.2bar,升高0.9bar;

③ 3缸压从原始12.8bar升高到13.8bar后,第3次检测时,先升后降的缸压降到13.0bar,前后总升高量0.2bar;

④ 4缸压从12.1bar先升高到12.9bar,后又降低到10.8bar。是4个缸压中唯一总下降量达1.3bar。

数据变化证明,产品和机油的混合液具有超强清洁作用,软化胶质清理积碳聚合物的结果,必然减少燃烧室气密性,致使缸压出现升高后短暂回落,随之再升高的现象。

2、无独有偶。缸压“先增后减再增加”的类似现象,在《陶瓷化重建德系发动机缸压升高47%的检测报告》案例中,一辆不烧机油的德系发动机也有重复:

分析前后3次缸压数据变化,评价自修复功效。

(1) 自修复前,2号缸原始缸压最高,也出现缸压“先升后降”的情况。在其它3个缸压均有不同程度“智能升高”趋于平衡的同时,反而从14.7bar降到14.6bar,降低0.1bar。反复测量该缸压的数值都同为14.6bar。

分析缸压最高的2号缸降低0.1bar的特殊现象,可以排除因为数字缸压表测量误差0.5%,仅有0.07bar误差影响的可能。只有产品与机油相容性好,增强机油清洁性能,将活塞与缸套之间积碳胶质软化清除,导致缸压偏高的2号缸压降低0.1bar,才是唯一的可能。

(2) 自修复行驶1220公里陶瓷化重建发动机,缸压最大升高值5.3bar,最大升高率47.3%。平均升高缸压3bar,平均升高率22.3%。其中,3号缸磨损最大,缸压升高量从原始11.2bar升高到16.5bar,最大缸压升高量5.3bar,升高率47%。

缸压“先增高、后降低、再增高”现象,映证了“清理金属表面积碳和表面磨损陶瓷化重建”之间的相辅相成逻辑:只有清除摩擦副之间的积碳,才能完成金属磨损陶瓷化重建再制造。

由上述事实,显而易见:

行驶10万公里的老车,经过陶瓷化重建再制造发动机,不仅缸压远超出厂标准,而且最大缸压差从之前3.5bar降低为之后0.3bar,极大提高缸压和缸压平衡度,超越批量生产发动机的机械加工精度,让燃烧效率和输出功率超越新发动机。节省能耗和维修成本,极大提高设备使用寿命。

3、《对奥迪车烧机油综合治理与缸压检测》的案例中,燃烧室内窥镜影像的前后对比:

缸压数值的变化,不仅映证清理积碳的效果,还可以由燃烧室内窥镜影像前后直观的对比,见证清除积碳的超强效果和生成类陶瓷金属保护层的真实存在。

(1) 再制造前,缸套与活塞之间挤满积碳颗粒物的原始影像:

上图的活塞位于下止点附近,镜头处在便于取得缸套与活塞间隙影像的位置,展示的积碳胶质粒状物,也存在其它气缸内。

活塞与缸壁位置的积碳颗粒,不仅直接造成缸套拉缸划伤,还因为填充缸壁与活塞的间隙和活塞环与活塞槽之间的三隙(即活塞气环和油环的侧隙、端隙、背隙),不可避免会增加燃烧室密封性。显然,原始缸压偏高量与积碳的多少成正比。

清除缸壁与活塞环等摩擦副之间的积碳胶质聚合物,必然因为清洁作用恢复间隙而减小燃烧室密封,导致缸压发生“升高后先下降再升高”过程。

(2) 再制造后,缸套、活塞间隙的积碳颗粒物被清除后的影像:

下图是陶瓷化重建过程中的第3次检测影像。缸壁与活塞间隙的积碳胶质夥粒被清除,活塞顶部积碳也呈现减少趋势。

随着积碳胶质合聚物逐渐清除,金属表面磨损“闪热”负能的热损耗,导致陶瓷化重建生成“复相微晶类陶瓷金属层”。生成的金属表面氧化质物让摩擦零件的质量和尺寸增大,实现“逆磨损”的成果。

由此,缸套与活塞之间的密封重新再次增强。必将因为间隙减小,缸压升高并趋于平衡,而提高发动机燃烧效率,节能减排。

如下图所示,在上止点位置的活塞和缸壁内侧间隙的影像显示了清除间隙积碳颗粒的实际效果。

相比“干冰清洗”等物理方式,仅能清除活塞顶部和燃烧室上止点以上部位积碳的效果,二者之间存在天壤之别。

活塞与缸壁之间的缝隙和活塞槽与活塞环间隙内的积碳,不可能被维修界推销的“干冰清洗”和“核桃沙清洗”清除,是业界普遍的认知。不怪乎有人说,“干冰清洗”治理烧机油是隔山打牛的商业噱头。

(3) 再制造前,缸套磨损的“拉缸”和机加工网纹状瑕疵的影像:

红色标记表明缸套的“拉缸”痕迹,是引发烧机油的原因之一。红色标记显示的机加工网纹状“瑕疵”和缸壁与活塞间隙的积碳实影:

(4)再制造后,金属表面陶瓷化重建生成复相微晶类陶瓷金属层的影像和缸壁“拉缸”与机加工网纹逐渐减弱的影像:

上图红色箭头指示的位置区间,是活塞在接近下止点位置,油环运动摩擦的区间“生长”出黄褐色泽的陶瓷化重建“复相微晶金属陶瓷”保护层,明显看出该区间缸壁不同的光洁度和表面质感。

因为在油环运行区间的位置,产品与机油混合液最多、剪切压力相对较大,所以在这个区间位置最早生成复相微晶类陶瓷金属层。

下图中蓝色指示圈,表明缸壁表面已具有极高光洁度,镜面效应映射出活塞顶部影象。红色箭头指示的活塞环上下运动摩擦区域,拉缸的痕迹明显减少并被陶瓷化重建的半透明复相类陶瓷金属层所覆盖的影像。

上图黄色箭头指示位和红色位置之间,是活塞顶部运动与缸壁的摩擦区间。二者之间由于3个环的侧向支承力作用,因剪切摩擦压力不同,陶瓷化重建自修复层生长稍慢,厚度稍薄。随自修复里程增加,此区间表面的影像将不断改变。

下图影像说明,红、黄箭头所示区间的拉缸痕迹和机加工网纹明显呈梯度减少。


二、图解结构,分析活塞环被积碳抱死原理。

1、缸压“先升后降再升高”的深层原因,必须先从活塞的结构和工作原理说起。

活塞是一个复杂的体系:

活塞环不是卡死状态。因为活塞环背隙(红色箭头示)、侧隙(蓝色箭头示)端隙的“三隙”存在,随活塞在发动机气缸中上下运动,活塞环作用很难实现燃烧室百分之百的气密。

气密程度的表征是缸压,缸压高低代表活塞和气缸之间的密封性,直接影响发动机燃烧效率的高低。

气密越好,缸压越高,燃烧效率越高,燃烧后的热能才能高效转换成机械能,对外输出做功。

无法利用活塞环结构实现完全密封,人们只能通过机械工程手段,千方百计将窜气量控制在可接受程度。

活塞上部的二层气环,由上、下气环和二个气环槽构成封闭的独自区间。下面第三层是油环:

油环的刮油作用是将机油均匀涂覆在气缸壁上,通常是由二片边缘镀铬环岸双切面的钢环与弹簧环组合结构和油环槽构成。

2、活塞环与活塞槽的间隙尺寸和气环密封原理:

活塞环存在“三隙”,侧隙(环高间隙)、背隙和端隙。活塞间隙示意:

活塞在气缸中上下运动时,气缸壁上的机油就随气压通过活塞环侧隙进入背隙。

当活塞向上运动时,背隙中的机油就会进入侧隙上方,被送入燃烧室参与燃烧。在发动机运转过程中不断反复,机油被逐渐消耗。

活塞式发动机特有的“活塞环泵油作用”现象,都会不同程度消耗机油。油环的作用就是尽可能减少“泵油作用”。

活塞环3种间隙关系与运动状态示意图:

活塞结构如图:

活塞结构的间隙关系和气环密封原理示意图:

活塞环在活塞槽间隙中存在上下、左右运动。

活塞的侧隙、背隙、端隙构造,形成的边界摩擦力,影响活塞环的特有运动力学形态:

摩擦力直接影响油环的扭转运动并减少积碳,燃油燃烧积碳的减少又将产生对气环背压的不利影响,加上滑润油高温成焦对油环的不利影响,直接导致机油焦化和积碳划伤缸壁。

3、活塞环工作原理与缸压“先升后降再升高”的机理分析:

在活塞速度和气缸压力相同情况下,活塞环三隙越大,泵油作用越强,消耗的机油越多。发动机运行过程中的磨损,导致三隙越来越大是“烧机油”越来越多的诱发原因。

因为活塞环不能完全密封的泵油作用,所以活塞环部位不可避免生成积碳。

下图示意,作用在气环和油环上的液动压力和背压,随运动状况不断变化,随曲轴角度的变化而改变:

在环上的动液压力和背压随曲轴角度的变化而改变:

由上述不难看出,气环和油环生成积碳的机理有所不同。

(1)气环积碳的生成:

气环工作时直触高温高压可燃气体,瞬间即逝的燃烧气体从气缸壁与活塞之间的间隙进入到活塞环槽中,与活塞环泵油作用带上来的机油相遇,持续存在的缸壁摩擦热能,导致机油高温结焦,固化生成积碳。

发动机最后一次喷入燃烧室中并没燃烧的燃油,在高温的作用下,也会结焦固化,生成积碳颗粒沉积在活塞与缸壁之间和活塞气环槽中。

在气环部位,活塞环泵油作用带上来的机油量极少,大多是汽油没有完全燃烧沉积的积碳。

换个说法,气环部位积碳沉积的数量与性质,直接取决燃烧效率的高低和汽油品质的影响。

活塞环在槽中随活塞上下的不断运动,实时变化的压力还存有720度的峰值压力。

在活塞速度和气缸压力的作用下,活塞、活塞环和缸套之间不可避免存在金属磨损,造成缸套不是绝对圆形柱状的“失圆”和“失锥”变形。

活塞在气缸中上下往复运动时,缸套变形和活塞速度与气缸压力,导致活塞环不断压缩伸张,活塞环端隙和侧隙部位的积碳,不断的被挤压排除,积碳只能在背隙中残留。

也就是说,积碳只可能残留在气环的背隙部位,把气环抱死的可能性较低,很难导致发动机烧机油。同时,积碳沉积在背隙中,还能起到减小背隙的作用,反倒可以加强密封,降低泵油作用。

所以,前面案例中由精铠甲再制造产品清除气环背隙积碳的作用,自然会导致缸压短暂降低,随陶瓷化重建自修复层增加气环的厚度,而再次减小背隙,因而增加密封又升高缸压。

(2)油环积碳的产生

油环将气缸壁上多余润滑油刮下,通过活塞回油孔流回油底壳,同时在气缸壁上布置一层薄薄的油膜来减少磨损同时消耗机油。

活塞油环把充足润滑油刮下、从回油孔排油的示意图:

如下图示,活塞环、活塞、气缸壁之间形成了三个密封面和一个油气泄漏通道的三个环间区域。提供足够的混合气压缩压力和燃烧压力,表现为气缸缸压。

理想状态下,第一道气环大约密封70~85%的气体,第二道气环大约密封10~20%的气体,油环大约密封3~5%的气体。高压气体经过三个密封区域,密封作用最终让从燃烧室泄漏到曲轴箱的气体,只有进气量的0.2%~3.0%。

不同结构的活塞环,在张力和背压的两侧压力作用下,实现刮油和密封作用的动态平衡:

由此,燃烧室的高压、高温气体,被上面两道气环阻挡截留,窜入到油环的气体已经少到可以忽略不计。

燃油燃烧效率越高,对气环积碳形成的影响越少。

油环的主要作用是刮油、布油,始终布满的机油会在活塞往复高速剪切运动摩擦产生的高温下,机油慢慢结焦、硬化。油环部位的积碳胶质聚合物主要是机油成焦形成的。

因为刮油残留油液在燃烧室高温气压与摩擦产生的热能环境中,活塞环将不可避免产生积碳,所以在油环部位生成的积碳胶质聚合物,才是形成抱死油环的根本原因。

(3)活塞环的运动摩擦形态和热动力燃烧工况,是一个流体力学的交叉领域。

在正确安装活塞环的前提下:

建立接触压力边界条件的模型,计算压缩环面的磨损载荷:

依磨损载荷质量守恒边界条件设计制造的不同活塞环:

活塞环结构引出“载流区”概念,其面积不同,刮油能力有很大差距。

截流区是X与Y值的乘积,值越小,刮油能力越好,刮出的油液越多,残留的机油越少。

截流区对机油结焦产生积碳的实际影响虽然有差别,但是积碳对油环抱死、失效的影响,始终是造成发动机烧机油重要原因。

下图是因积碳胶质严重造成油环“抱死堵塞”的通常实况影像。

综上所述,积碳沉积在油环和回油孔上,在摩擦磨损热能的焦化作用下渐渐堵塞,油环刮油效能降低,机油不能顺利地流回油底壳。沉积在弹性衬簧上的积碳必然降低衬簧弹性,油环弹性降低导致缸壁适应性减弱,刮油功能陷入恶性循环。

积碳过多,在油环间隙积满,油环被“抱死”是必然的结果。没有弹性的刮油效果,导致机油消耗量增大就是“烧机油”的原因。

三、分析烧机油成因之后,图解特殊的例外。

下图是对使用精铠甲陶瓷化重建自修复产品在极端特殊摩擦条件下行驶近10万公里的V6发动机,检测实物的影像。

虽然可见活塞回油孔有轻微积碳,但是并不存在被积碳胶质聚合物抱死和堵孔。

活塞槽与气环和油环间隙有少量积碳的存在,是精铠甲产品的超强清洁作用,将油环的回油孔和积碳胶质“结痂”软化、清除、脱落。由下图可略见一斑:

下图是拆解已有24年车龄,在曲轴连杆小瓦重叠“抱瓦”的恶劣工况下,正常运行7万多公里的三菱V6发动机活塞连杆实况:

汽车维修界的“大咖”们都能看出,连杆曲轴小瓦已经严重抱瓦(上图红色箭头指示处)。

在小瓦重叠“抱瓦”的极端摩擦磨损的工况下,连杆小瓦和小瓦曲轴以及所在中缸部位的曲轴箱,完全没有本来早该拉死烧黑的“常态”。

下图是接杆小瓦重叠“抱瓦”活塞工作的缸套影像。

红色箭头指示位置区间,是活塞油环上下滑动工作位。放大影像,可以看到缸壁区间有增厚的迹像,拉缸痕迹都被半透明黄褐色泽的陶瓷化重建“复相微晶类陶瓷金属层”覆盖。

虽然可以肉眼看见“拉痕”,却不能被指甲感知,缸套直径的微观跳变量也不能被尖针千分尺测量到。

蓝色箭头指示位,是活塞顶、气环、油环在上止点和下止点之间的工作位置,同样有被不同厚度的半透明黄褐色陶瓷化重建层覆盖的运动边缘痕迹。

下图是重叠抱瓦连杆对应的曲轴影像。曲轴表面严重拉伤的鱼鳞状磨损痕迹,同样是可以看见,却不能被指甲摸触,更不能被千分尺测量出微观失圆变量的半透明黄褐色陶瓷化重建覆盖层。

红色箭头指示处,更令人惊奇的发现:曲轴小瓦滑道两侧的限位凸起梗之间,能见到“受伤连杆曲轴”表面因为陶瓷化重建“逆磨损”的影响,直径稍微增大。曲轴工作面显见突起,直径高出滑道两侧限位凸起梗的奇观,说明磨损非但没有减小连杆曲轴的直径,反而令其加大。

奇观一反常态,颠复了人们的传统认知。

带病运行近10年的发动机,拆卸测量中缸部位,所有摩擦零件的机械配合尺寸依然出人意料的全部达标新发动机制造标准。

(详见精铠甲科技公众号中《抱大腿的故事》案例)

用活塞连杆小瓦重叠抱死,活塞、缸套、曲轴、大小瓦全无磨损的特殊实况,比对前面展示的因积碳堵塞油环、回油孔,导致活塞严重抱死的图像,可以确认在极为恶劣的摩擦磨损工况下,完全没有因为积碳胶质聚合物堵塞抱死油环,引发烧机油。

为什么会在极端摩擦磨损工况下出现令人难以置信的例外?

产生例外的原因,可以由清华大学国家重点摩擦实验室对类金属陶瓷保护层摩擦学权威检测的影像和数据,给予科学回答。

下图影像是复相微晶类陶瓷金属改性重建层表面,切片经过酸洗后高倍率电镜扫描的影像:

图中深色暗影是陶瓷化重建生成的类陶瓷金属保护层。生成的新物质结构如同树根一样深入基体金属内部。“暗影”代表的与基体金属不分层的新物质,是具有高光洁度、高硬度、耐高温、耐腐蚀的陶瓷化重建金属氧化物,其氧化浓度随由表至里呈梯度变小。

四、权威检测影像和数据证据证明,金属陶瓷化重建多重功效的加持,才能呈现创新治理体系的特殊结果。

研究结论:

首先,因为精铠甲产品与机油的极佳相融,增强了机油清洁性,很好软化积碳胶质聚合物并予清除,最大限度避免了对油环回油孔的堆积堵塞,导致缸压短暂“先升高后降低”。

其次,因为金属陶瓷化重建生成的复相类陶瓷金属自修复层,将磨损零件的尺寸增大和质量增重,造成机械配合精度超越初始状态,缸压随自修复又再度升高。

最终,因为自修复层表面无润滑的干摩擦系数,比金属基体在机油润滑条件下的湿摩擦系数还低一个数量级,低于基体金属表面在油润滑条件下湿摩擦系数的1%以下,极好改善摩擦环境,让自修复后的油环和缸壁之间的磨损热能降低至万分之几以下,是彻底杜绝活塞油环因为机油高温成焦而抱死的局部成因条件。

精铠甲纳米固体摩擦润滑科技产品的陶瓷化重建,多重改性效能的相辅作用,极大降低活塞油环摩擦高温,创新构建消除油环抱死,引发烧机油的特殊治理体系。