柴油发动机机油与水混合故障的成因、故障现象、排查及预防措施研究

一、引言

柴油发动机因其高效、经济的特点广泛应用于各种车辆和机械设备中。然而，机油与水混合故障是柴油发动机运行中常见的严重问题。这种故障不仅影响发动机的正常运行，还可能对发动机造成永久性损害。因此，研究这一故障的成因、现象、排查和预防方法具有重要意义。

二、成因分析

柴油发动机机油与水混合的成因复杂多样，主要包括以下几个方面：

1.气缸垫损坏：气缸垫是发动机缸盖与缸体之间的密封件，若气缸垫损坏，冷却液可能渗入机油通道，导致机油与水混合。气缸垫损坏的常见原因包括老化、腐蚀和高温高压下的机械损伤。

2. 机油散热器处缺陷：机油散热器用于冷却机油，若散热器破裂或密封不良，冷却液可能进入机油系统，造成机油与水混合。

3. 缸体/缸盖裂纹：缸体或缸盖因高温、冻裂或制造缺陷等原因产生裂纹，可能导致冷却液与机油通道相通，造成油水混合。

4. 变速箱油冷却器泄漏：对于集成式散热器，若变速箱油冷却器泄漏，变速箱油可能混入冷却液，进而进入机油系统。

5. PCV 阀故障：PCV 阀用于控制曲轴箱通风，若 PCV 阀故障，可能导致曲轴箱内的水蒸气进入机油系统，造成机油乳化。

三、故障现象

油水混合故障主要分为三种类型，第一种类型：水里有油，第二种类型：油内有水，第三种类型：水里有油、油里也有水，是较常见的油水混合类型。柴油发动机机油与水混合故障的现象多种多样，主要包括：

1.第一种水里有油现象：冷却液表面有油渍：正常冷却液为清澈的绿色/红色/蓝色，混入机油后呈乳黄色或棕色，表面可能有油膜或悬浮油滴。冷却液膨胀水箱（副水箱）内壁或会发现有油泥状沉积物，表明冷却液可能渗入机油系统。

2.第二种油里有水通常会出现以下几种现象：

⑴机油乳化：机油现乳白色物质，伴有泡沫，这是机油与水混合的直接表现。

⑵ 油气分离器排气管冒大量白气：机油温度更高，防冻液进入后可成为水蒸气，通过油气分离器管内冒出大量白气，在废气管道上可以看到密集的冷凝水珠。但少量白气及极少量的冷凝水珠可能是正常现象，不能判断为油里有水。

⑶冷却液消耗异常：冷却液消耗速度过快。

⑷ 机油油面升高：机油中混入水分后，机油油面可能超出正常标注范围。

3、第三种油里有水、水里也有油就是以上两种类型同时出现，这种是我们在工作中最常发现的油水混合故障。

四、故障排查

1、排查柴油发动机机油与水混合故障时，应先通过故障现象判断故障类型：

（1）、如单纯出现第一种水里有油类型，我们分析成因：油水混合势必发生在油路与水路分隔但失效后能出现联通的地方，但是通常机油压力会大于水的压力，在一定的压力下，油渗入到了冷却液中，重点排查以下地方：

① 机油冷却器处损坏，最常见的是机油冷却器密封圈老化导致机油通道与冷却液通道之间的密封失效，但仍存在一定的密封能力，机油在高压力下渗入冷却系统。

② 涡轮增压器油封失效，部分机型涡轮的机油润滑系统泄漏，机油进入中冷器或冷却系统，这种情况较少见。

③ 变速箱油冷却器故障（自动变速箱车型）部分柴油机与自动变速箱共用冷却器，若内部泄漏，变速箱油（ATF）可能混入冷却液（易误判为机油），这种情况较少见。

④ 喷油器衬套密封圈故障，柴油进入水中，通常柴油进入水中味道较重，容易区别，发生概率也很小。

（2）、第二种单纯的油内进水，通常出现故障的地方是机油无压力但是水会存在压力的地方。重点排查以下地方：

① 外部侵入，机油加注口或透气孔进水：涉水行驶或高压冲洗发动机时可能渗入。

② 缸套裂纹或穴蚀：冷却液直接进入曲轴箱。

③ 机体、缸盖的水路不连通机油油路的地方，出现了裂纹和砂眼类故障，冷却液直接进入曲轴箱。

④ EGR 冷却器泄漏（若为水冷式）：废气再循环系统的冷却液混入机油，存在于某些特定机型，冷却水道联通机体，较少见。

⑤ 燃油系统问题：劣质柴油含水分过高，燃烧后下排气即进入曲轴箱内的气体水含量过高，长期会导致机油乳化。

⑥ PCV 阀故障：PCV 阀用于控制曲轴箱通风，若 PCV 阀故障，可能导致曲轴箱内的水蒸气进入机油系统，造成机油乳化。

（3）、第三种油水混合类型即水里有油、油里也有水，这种类型最常见，分析也需结合前两种情况，重点排查以下地方：

① 机油冷却器处损坏，最常见的是机油冷却器密封圈老化导致机油通道与冷却液通道之间的密封完全失效。

② 机油冷却器内漏，柴油机不运行时冷却液渗漏到油道中，运行时机油压力高于水压，机油反向渗入冷却液中。拆检后将机油冷却器清理干净，灌入煤油或者水测漏，可以用专用工具加压测试更好。

③ 气缸垫损坏，如果缸垫在机油道与冷却液道之间烧穿，机油可能被泵入冷却系统，不运行时水向机油中渗漏。

④ 缸体或缸盖裂纹，缸体/缸盖的机油道与水道之间出现裂缝，导致水油路联通，常见于高温、冻裂或铸造缺陷。

2、排查有水混合故障时，通常还要结合故障的严重程度、检修的便捷性等进行判断，通常采用从外向内、由简到繁、由常见到少见的排查方法。

五、预防措施

为预防柴油发动机机油与水混合故障，应采取以下措施：

1、预防冷却液进入机油

(1) 保持冷却系统密封性，定期检查冷却液液位。

使用合格防冻液，避免使用自来水或劣质冷却液（易腐蚀缸体/缸垫），并按时更换（通常2 年或5 万公里）。

(2) 预防缸垫/缸体损坏， ① 避免发动机过热，定期清理散热器、检查水泵和节温器。高温报警时立即停机，严禁强行行驶。

② 规范维修缸盖螺栓，大修时按厂家扭矩和顺序拧紧缸盖螺栓。检查缸盖平面度，大修时需用直尺检测缸盖和缸体接合面，变形超限需铣平或更换。

(3) 维护EGR 冷却器和机油冷却器，定期检查EGR 冷却器，拆下检查是否有冷却液渗漏痕迹（尤其高里程发动机）。更换时选择原厂或高品质配件，劣质冷却器易焊裂。机油冷却器维护，每10 万公里检查机油冷却器密封垫圈。若发现机油乳化，优先排查此处。

2. 预防水分（非冷却液）进入机油

(1) 减少曲轴箱冷凝水

① 避免长期短途低温运行：柴油机低温运行时曲轴箱易产生冷凝水，建议每周至少一次高速运行（30 分钟以上）蒸发水分。

② 保持曲轴箱通风系统畅通：定期检查PCV 阀和油气分离器（堵塞会导致水汽积聚）。

(2) 防止外部水分侵入，严禁高压水枪直接冲洗发动机，尤其避免冲洗机油加注口、曲轴箱通风管等部位。

(3) 燃油系统防水设计，加装燃油预滤器，定期排放燃油滤清器积水，每5000 公里或按保养手册要求操作。

六、结论

柴油发动机机油与水混合故障是内燃机常见的严重问题之一，其成因复杂多样，故障现象明显。通过科学的排查方法和有效的预防措施，可以及时发现并处理这一故障，避免对发动机造成永久性损害。本文的研究结果为相关技术人员提供了实用的参考，有助于提高柴油发动机的运行可靠性和使用寿命。