秦鶴年,劉學(xué)儐,劉文劍

(1.中國(guó)石油華北潤(rùn)滑油銷售分公司,北京 100101;2.中國(guó)石油華東潤(rùn)滑油廠,江蘇太倉(cāng) 215433)

多級(jí)發(fā)動(dòng)機(jī)油的應(yīng)用與發(fā)展

秦鶴年1,劉學(xué)儐1,劉文劍2

(1.中國(guó)石油華北潤(rùn)滑油銷售分公司,北京 100101;2.中國(guó)石油華東潤(rùn)滑油廠,江蘇太倉(cāng) 215433)

介紹了多級(jí)發(fā)動(dòng)機(jī)油的性能、特點(diǎn)、使用狀況及發(fā)展趨勢(shì),說(shuō)明多級(jí)發(fā)動(dòng)機(jī)油不僅具有廣泛的使用溫度范圍、良好的低溫啟動(dòng)性、高溫潤(rùn)滑性以及節(jié)能等特點(diǎn),而且隨著發(fā)動(dòng)機(jī)油質(zhì)量級(jí)別的提高,多級(jí)油的比例也越來(lái)越高,成為發(fā)動(dòng)機(jī)油發(fā)展的主流。但隨著發(fā)動(dòng)機(jī)功率的不斷提高,對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)油在高溫、高壓條件下的穩(wěn)定性和剪切安定性又提出了更高的要求,文章綜合敘述了改進(jìn)多級(jí)油高溫抗氧化性、低溫流動(dòng)性和剪切安定性的部分方法和措施,以及多級(jí)油的發(fā)展趨勢(shì),并提出相應(yīng)的看法與建議。

多級(jí)發(fā)動(dòng)機(jī)油;應(yīng)用;發(fā)展

Abstract:The properties,app licable states and developm ental trend of m ulti-grade engine oils are introduced in this paper.It is explained that m ulti-grade engine oils have w ide suited temperature rang,w ell low temperature startability and high temperature lubricity,low coke tendency,and energy saving etc.And m ulti-grade engine o ils occupy higher and higher proportion in engine oils as the quality levelof engine o ils is improved.Because engine pow er is increasingly raised,the shear stability and other properties of engine oils are asked higher under high temperature and high pressure.The m ethods of improving m ulti-grade engine oils′high temperature oxidation stability,low temperature fluidity,shear stability are introduced in the wo rks.And the relevant view and suggestion are also put forw ard.

Key words:m ulti-grade engine o il;application;developm ent

0 引言

為了適應(yīng)氣候條件的需要,車用發(fā)動(dòng)機(jī)油出現(xiàn)過(guò)許多粘度級(jí)別,并且有冬用和夏用之分。但為了應(yīng)對(duì)環(huán)境溫度的頻繁變化、車輛南北跨溫區(qū)的長(zhǎng)途行駛以及更方便的使用機(jī)油,發(fā)展了多級(jí)發(fā)動(dòng)機(jī)油。多級(jí)發(fā)動(dòng)機(jī)油不僅具有冬夏通用、南北通用的特點(diǎn),還具有良好的低溫流動(dòng)性和高溫潤(rùn)滑性,節(jié)能效果顯著。因此,多級(jí)油的應(yīng)用越來(lái)越多,特別是隨著發(fā)動(dòng)機(jī)油質(zhì)量檔次的不斷提高,多級(jí)油的比例也隨之提高,如汽油機(jī)油中的 SG級(jí)以上,柴油機(jī)油中的 CF級(jí)以上,基本都是多級(jí)油。但是,多級(jí)油也有一些缺點(diǎn)需要克服,如揮發(fā)性較大、剪切穩(wěn)定性較差等,在使用過(guò)程中油壓也通常比單級(jí)油低。為了解決這些問(wèn)題,本文將從多級(jí)油的組成、粘度指數(shù)改進(jìn)劑的性能提高以及基礎(chǔ)油與添加劑的合理選用等方面進(jìn)行討論,認(rèn)為提高粘度指數(shù)改進(jìn)劑的抗剪切穩(wěn)定性和其他性能、使用高粘度指數(shù)基礎(chǔ)油是有效的方法。另外,低粘度化有利于發(fā)動(dòng)機(jī)的節(jié)能,低溫流動(dòng)性的改進(jìn)更有利于降低發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)的磨損而保護(hù)發(fā)動(dòng)機(jī)。

1 多級(jí)油的組成與作用機(jī)理

多級(jí)發(fā)動(dòng)機(jī)油通常采用粘度較小的輕質(zhì)基礎(chǔ)油加粘度指數(shù)改進(jìn)劑調(diào)制而成,粘度指數(shù)改進(jìn)劑一般為高分子化合物,當(dāng)溫度較低時(shí),其分子呈卷曲狀,體積縮小,彼此間的運(yùn)動(dòng)阻力也小,從而降低了對(duì)油品粘度的增幅。當(dāng)溫度較高時(shí),其分子伸張,體積增大,彼此間的運(yùn)動(dòng)阻力也增大,從而增加了對(duì)油品粘度的增幅,由此彌補(bǔ)了基礎(chǔ)油因溫度升高而造成的粘度下降[1]。因此與單級(jí)油相比,多級(jí)油的粘溫性能好,粘度指數(shù)高。

據(jù)統(tǒng)計(jì),發(fā)動(dòng)機(jī)磨損的 75%是冷啟動(dòng)造成的,因發(fā)動(dòng)機(jī)剛啟動(dòng)時(shí),運(yùn)動(dòng)部位還處于缺油的“干摩擦”狀態(tài),只有當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)起來(lái)后使機(jī)油流動(dòng)到各潤(rùn)滑部位時(shí)才能形成潤(rùn)滑狀態(tài)。因多級(jí)油使用的是粘度較小的輕質(zhì)基礎(chǔ)油,同時(shí)又含有降凝劑,因此凝點(diǎn)低,低溫流動(dòng)性好,能夠更加迅速地流動(dòng)到各潤(rùn)滑部位,有利于發(fā)動(dòng)機(jī)的冷啟動(dòng),減少發(fā)動(dòng)機(jī)因啟動(dòng)造成的磨損。同時(shí),輕質(zhì)基礎(chǔ)油不易結(jié)焦,因此多級(jí)油在發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)的結(jié)焦傾向性小,可保持發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸內(nèi)的清潔。因多級(jí)油粘度指數(shù)高,粘溫性好,不僅具有良好的低溫流動(dòng)性,在高溫條件下粘度下降幅度也小,可有效地保持發(fā)動(dòng)機(jī)的高溫潤(rùn)滑,防止發(fā)動(dòng)機(jī)因機(jī)油粘度過(guò)低而造成的磨損加劇,起到保護(hù)作用。基于上述這些性質(zhì),使用多級(jí)油可確保發(fā)動(dòng)機(jī)的平穩(wěn)運(yùn)行,延長(zhǎng)發(fā)動(dòng)機(jī)的使用壽命和大修周期,同時(shí)還能夠降低燃油消耗,據(jù)統(tǒng)計(jì),使用多級(jí)油可節(jié)省 3%左右的燃油[2]。

但是,與單級(jí)油相比,多級(jí)油也有弱點(diǎn),因輕質(zhì)油揮發(fā)性較高,在使用過(guò)程中多級(jí)油消耗較快。同時(shí),高分子化合物在高溫、高壓條件作用下容易降解,因此多級(jí)油的剪切安定性較差,在使用過(guò)程中粘度容易下降。特別是現(xiàn)在發(fā)動(dòng)機(jī)功率的不斷提高,對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)油的作用條件日趨苛刻,對(duì)多級(jí)油的剪切穩(wěn)定性和高溫氧化安定性提出了更高的要求。

2 多級(jí)油剪切穩(wěn)定性和其他性能的改進(jìn)方法

2.1 粘度指數(shù)改進(jìn)劑的選用

常用的潤(rùn)滑油粘度指數(shù)改進(jìn)劑主要有聚甲基丙烯酸酯(PMA)、乙烯 -丙烯共聚物(OCP)和聚異丁烯(P IB),聚甲基丙烯酸酯具有優(yōu)異的粘度指數(shù)改進(jìn)效果,而且具有降凝作用,可用來(lái)調(diào)制使用溫度范圍較大的多級(jí)油或低溫用油,如 5W-40或 0W-30等,也是調(diào)制汽車自動(dòng)傳動(dòng)液 ATF需要的添加劑。但聚甲基丙烯酸酯的抗剪切性較差,需要嚴(yán)格控制分子量的大小,而且因其制備工藝復(fù)雜,成本較高,使用范圍受到制約[3]。乙烯 -丙烯共聚物(OCP)具有較好的粘度指數(shù)改進(jìn)效果,而且抗剪切性優(yōu)于聚甲基丙烯酸酯,常用粘度級(jí)別的多級(jí)油,如 10W-30,15W-40和 20W-50都可以采用該劑調(diào)制,因此也是目前調(diào)制多級(jí)油使用最多的粘度指數(shù)改進(jìn)劑。聚異丁烯具有良好的剪切穩(wěn)定性,增稠能力強(qiáng),但對(duì)油品的粘度指數(shù)提高能力差,而且會(huì)使油品的低溫粘度增大,使低溫流動(dòng)性變差,因此不適合調(diào)制多級(jí)發(fā)動(dòng)機(jī)油,可用來(lái)調(diào)制一些工業(yè)用油。

2.2 粘度指數(shù)改進(jìn)劑的改性

2.2.1 分子量的控制及分子結(jié)構(gòu)的改進(jìn)[4]

粘度指數(shù)改進(jìn)劑的分子量越大,其增稠能力和粘度指數(shù)改進(jìn)能力也越強(qiáng),但抗剪切性也就越差;如果分子量太低,雖然抗剪切性好,但增稠能力和粘度指數(shù)改進(jìn)能力也會(huì)變差。因此,粘度指數(shù)改進(jìn)劑必須控制其分子量的大小。除了分子量的控制,分子結(jié)構(gòu)的改進(jìn)也可以提高粘度指數(shù)改進(jìn)劑的抗剪切性能。分子量大小的控制及分子結(jié)構(gòu)的改進(jìn),主要有以下 3種方法:

(1)降解法

該法主要用于乙烯 -丙烯共聚物(OCP)粘度指數(shù)改進(jìn)劑的制備。乙丙橡膠是制備該劑的主要原料,乙丙橡膠的分子量通常較大,而有些生產(chǎn)廠家為了省事或降低成本,將乙丙膠一溶了事,根本不做降解處理,使用這種產(chǎn)品調(diào)制的多級(jí)發(fā)動(dòng)機(jī)油在使用過(guò)程中會(huì)造成粘度下降過(guò)快、機(jī)油壓力上不去的結(jié)果。因此乙丙膠需要經(jīng)過(guò)分子量降解才能使用,常用的降解方法見表 1。

表 1 制備乙丙共聚物粘度指數(shù)改進(jìn)劑常用方法及特點(diǎn)

目前市面上銷售的 OCP粘度指數(shù)改進(jìn)劑可根據(jù)乙丙膠的降解程度不同分為 T611、T612和 T613等系列產(chǎn)品,膠濃度通常在 10%～15%,可滿足一般多級(jí)發(fā)動(dòng)機(jī)油的使用要求。隨著發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸壓縮比的提高及渦輪增壓器的使用,發(fā)動(dòng)機(jī)的剪切作用力越來(lái)越強(qiáng),對(duì)粘度指數(shù)改進(jìn)劑的抗剪切性要求也越來(lái)越高,乙丙膠必須有足夠的降解程度才能滿足使用要求。

(2)聚合度控制法

即在粘度指數(shù)改進(jìn)劑高分子化合物的制備過(guò)程中,通過(guò)改變反應(yīng)條件控制聚合物分子量的大小,使產(chǎn)品滿足使用要求。如聚甲基丙烯酸酯的聚合,當(dāng)分子量達(dá)到要求時(shí)可通過(guò)添加阻聚劑或鏈中止劑中止進(jìn)一步的聚合;聚異丁烯則通過(guò)改變聚合溫度和催化劑的加量控制分子量的大小;乙丙共聚物也可以通過(guò)聚合控制直接得到產(chǎn)品,免去降解處理過(guò)程。

(3)聚合物分子結(jié)構(gòu)的改進(jìn)

為了使粘度指數(shù)改進(jìn)劑同時(shí)具備良好的增稠能力和剪切穩(wěn)定性,可通過(guò)對(duì)其分子結(jié)構(gòu)進(jìn)行改變來(lái)實(shí)現(xiàn)這一目的。如乙丙共聚物,通過(guò)乙烯和丙烯的嵌段共聚就可以提高其抗剪切性,但這種分子結(jié)構(gòu)的產(chǎn)品油溶性較差,此外,因其分子結(jié)構(gòu)類似于石蠟結(jié)晶體,使用還會(huì)使油品的凝點(diǎn)升高,因此有待于做進(jìn)一步的改進(jìn)[5]。

2.2.2 功能多樣化[6]

除了增粘和粘度指數(shù)的提高,粘度指數(shù)改進(jìn)劑還可以通過(guò)化學(xué)改性使其具備更多的功能,如清凈分散、抗氧及降凝等,這方面的研究工作十分活躍,有關(guān)報(bào)導(dǎo)層出不窮。由于粘度指數(shù)改進(jìn)劑是多級(jí)油中添加較多的一種添加劑,如果再具備某種性能,就可以增進(jìn)多級(jí)油的這種性能,或者降低相關(guān)功能添加劑的加量而減少其負(fù)面影響。例如,無(wú)灰分散劑是發(fā)動(dòng)機(jī)油中不可缺少的,而目前無(wú)灰分散劑主要采用聚異丁烯基丁二酰亞胺,這種分散劑的加入會(huì)影響油品的低溫流動(dòng)性,如果使用分散型粘度指數(shù)改進(jìn)劑調(diào)制發(fā)動(dòng)機(jī)油,就可以減少無(wú)灰分散劑的用量,減少對(duì)油品低溫流動(dòng)性的影響。

分散型粘度指數(shù)改進(jìn)劑是使用最多的多效添加劑,一般采用乙丙共聚物與馬來(lái)酸酐進(jìn)行接枝反應(yīng),然后再與含氮化合物反應(yīng)制得。這種添加劑的開發(fā)曾被列為我國(guó)“七五”攻關(guān)項(xiàng)目,目前在高檔多級(jí)發(fā)動(dòng)機(jī)油的調(diào)制中發(fā)揮了重要作用。

聚甲基丙烯酸酯類粘度指數(shù)改進(jìn)劑本身就具有降凝作用,特別是與 T803降凝劑一同使用還有協(xié)和增效作用,如果與具有分散作用的化合物進(jìn)行共聚反應(yīng),就可以得到集增稠、降凝和分散三種功能于一體的粘度指數(shù)改進(jìn)劑,對(duì)調(diào)制 5W甚至 0W的低溫用油具有很好的幫助作用。

發(fā)動(dòng)機(jī)油使用的抗氧劑主要是 T202、T203等ZDDP系列,應(yīng)環(huán)保要求,現(xiàn)在的車輛都要求安裝三元催化轉(zhuǎn)化器,對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)油的磷含量提出了嚴(yán)格的要求,而 ZDDP因磷含量較高在使用上受到了限制,如果使用具有抗氧化作用的粘度指數(shù)改進(jìn)劑,就可以減少 ZDDP的用量,滿足油品磷含量的要求。

一般情況,添加劑的加入量是隨著發(fā)動(dòng)機(jī)油質(zhì)量檔次的提高而增加,但添加劑加量的提高也會(huì)帶來(lái)一些負(fù)面影響,如溶解困難、容易析出等,多功能粘度指數(shù)改進(jìn)劑的使用可有效地減少相應(yīng)功能劑的用量,或不增加其他功能劑的加量而提高油品的質(zhì)量檔次,在制備高檔多級(jí)發(fā)動(dòng)機(jī)油方面發(fā)揮著重要作用。

2.3 基礎(chǔ)油的選用

除了添加劑,基礎(chǔ)油的選用對(duì)多級(jí)油的調(diào)制也很重要,選用粘度指數(shù)較高的基礎(chǔ)油,可以減少粘度指數(shù)改進(jìn)劑的用量,從而提高油品的剪切安定性?；A(chǔ)油有礦物油與合成油兩類,對(duì)于一般常用的粘度級(jí)別,如 10W-30、15W-40和 20W-50,使用精制礦物油加粘度指數(shù)改進(jìn)劑即可滿足要求,但對(duì)于適用溫度范圍較大的多級(jí)油,特別是低溫用油,如0W-30,5W-30,5W-40或 5W-50等,普通精制礦物油就難以滿足使用要求,必須部分甚至全部使用合成油才行。我國(guó)礦物基礎(chǔ)油主要有石蠟基、中間基和環(huán)烷基三種類型,石蠟基油具有較高的粘度指數(shù),通常在 90以上,適合于調(diào)制多級(jí)油;環(huán)烷基油因粘度指數(shù)低不適合調(diào)制發(fā)動(dòng)機(jī)油;中間基油一般在70～90之間,通過(guò)添加適量的粘度指數(shù)改進(jìn)劑也可以用來(lái)調(diào)制一般常用粘度級(jí)別的多級(jí)油。礦物油經(jīng)過(guò)加氫異構(gòu)化處理,可有效地提高粘度指數(shù),得到滿足APIⅢ類油的基礎(chǔ)油,為調(diào)制多級(jí)油提供了質(zhì)量更好且來(lái)源豐富的基礎(chǔ)油。合成油具有更高的粘度指數(shù)、更好的低溫流動(dòng)性,其他性能也可以依靠人為設(shè)計(jì)而優(yōu)于礦物油,用合成油調(diào)制多級(jí)油,可以少加甚至不加粘度指數(shù)改進(jìn)劑,能夠從根本上解決多級(jí)油剪切安定性差的問(wèn)題。合成油使用較多的是聚α-烯烴油(APIⅣ類油),另外還有酯類油(APIⅤ類油),雖然合成油因成本較高而在使用中受到一定的制約,但隨著發(fā)動(dòng)機(jī)油質(zhì)量檔次的提高,礦物油在很多方面難以滿足要求,因此對(duì)合成油的依賴越來(lái)越大,特別是在一些特殊用油場(chǎng)合,如南北兩極地用油和賽車用油,全部用合成油制備。合成油的應(yīng)用又有與礦物油混合使用(半合成)和全部使用(全合成)兩種情況。

3 多級(jí)油的合理應(yīng)用

適用溫度范圍是多級(jí)發(fā)動(dòng)機(jī)油的首要技術(shù)性能,目前適用溫度范圍最寬的多級(jí)油粘度級(jí)別是 0W -50,可以在 -40～+50℃的溫度范圍內(nèi)使用。雖然多級(jí)油的適用溫度范圍越大越好,但成本費(fèi)用也會(huì)隨之增大,因此要根據(jù)環(huán)境溫度和車況條件,合理選用適當(dāng)?shù)恼扯燃?jí)別,才能做到既能夠很好地保護(hù)車輛,又能夠降低成本費(fèi)用。

使用多級(jí)油,也可以根據(jù)季節(jié)的變化選用不同的粘度級(jí)別,如有的車輛,在春季、夏季和秋季使用15W-40粘度級(jí)別的機(jī)油,到了冬季,可改用 10W -30的機(jī)油,效果更好。

除了地區(qū)溫度,發(fā)動(dòng)機(jī)的工作條件也是選擇機(jī)油粘度的重要依據(jù)。汽油機(jī)油主要用于轎車,發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速較高,使用低粘度油有利于節(jié)能,降低油耗,因此汽油機(jī)油的 SAE粘度很少有 50的,一般多為XW-30和 XW-40,目前韓國(guó)和日本還推出了 5W -20或 0W-20低粘度級(jí)別的機(jī)油,具有更好的低溫流動(dòng)性,而且節(jié)能效果顯著。汽油機(jī)目前主要有兩種代表類型,國(guó)產(chǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)也主要是參照或引進(jìn)這兩種類型。一種是美國(guó)和日本產(chǎn)類型,發(fā)動(dòng)機(jī)輸出功率與體積之比較小,一般選用 XW-30的粘度;另一種是歐洲產(chǎn)類型,發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)緊湊,尤其是帶有渦輪增壓的發(fā)動(dòng)機(jī),輸出功率與體積之比較大,易導(dǎo)致局部溫度過(guò)高,應(yīng)使用粘度較高的機(jī)油,如 XW-40。柴油機(jī)有自然吸氣式和渦輪增壓式兩種,渦輪增壓式又有低增壓和高增壓之分。高增壓主要為用于大型運(yùn)輸車輛的高功率柴油機(jī),工作溫度和壓力很高,使用高粘度發(fā)動(dòng)機(jī)油潤(rùn)滑效果較好,可使用20W-50和 15W-40的粘度級(jí)別;自然吸氣式和低增壓式柴油機(jī)主要用于中型、小型運(yùn)輸車輛,一般使用XW-30和 X W-40的粘度級(jí)別。此外,新車發(fā)動(dòng)機(jī)和剛大修的發(fā)動(dòng)機(jī)因活動(dòng)間隙小,需要磨合,不宜使用高粘度的機(jī)油;當(dāng)車輛行駛 20×104km以上時(shí),發(fā)動(dòng)機(jī)因磨損活動(dòng)間隙增大,再使用低粘度機(jī)油油壓就會(huì)偏低,使用粘度較高的機(jī)油不僅能保持機(jī)油壓力,也有利于密封與潤(rùn)滑。發(fā)動(dòng)機(jī)油的使用還有裝車用油與服務(wù)用油的分別,在粘度的選用方面也有區(qū)別。因新車銷往不同的地區(qū),售出的季節(jié)也不固定,通常使用溫度跨度較大的多級(jí)油,以滿足不同地區(qū)不同氣候條件的要求,如大眾汽車公司,裝車用油的粘度級(jí)別為 5W-40;而服務(wù)用油可根據(jù)行駛區(qū)域的氣候條件選擇合適的粘度級(jí)別。表 2中歸納了不同情況選用多級(jí)油粘度級(jí)別的方法,可供使用參考。

表 2 車輛工作條件和季節(jié)與多級(jí)油粘度級(jí)別的選用

續(xù)表

總之,應(yīng)針對(duì)不同地區(qū)冬季的最低溫度并結(jié)合發(fā)動(dòng)機(jī)工況選則粘度級(jí)別,使用溫度跨度較大的多級(jí)油,如 0W-30、5W-30和 5W-40等,主要在寒冷地區(qū)的冬季使用,而其他三個(gè)季節(jié)和非嚴(yán)寒地區(qū)的四季,就沒(méi)有必要使用這種大跨度的多級(jí)油。如5W-30和 5W-40基本可以滿足我國(guó)嚴(yán)寒地區(qū)的冬季使用,10W-30和 10W-40也能夠滿足我國(guó)一般寒冷地區(qū)(最低溫度不低于 -25℃)的冬季使用。

4 多級(jí)油的發(fā)展趨勢(shì)

多級(jí)油適用溫度范圍的擴(kuò)大,主要是向低溫方向延伸,而且在嚴(yán)寒氣候條件下,多級(jí)發(fā)動(dòng)機(jī)油的高溫粘度也不宜太高,一般不超過(guò) SAE 40,盡管有 0W -50和 5W-50這樣的超大溫度跨度,但很少使用。目前,有國(guó)外大石油公司推出了 15W-50粘度級(jí)別的多級(jí)油,較 20W-50粘度級(jí)別相比,有更低的使用溫度,解決了大型、重載貨車在冬季使用 15W-40多級(jí)油容易出現(xiàn)機(jī)油壓力不足或使用 20W-50多級(jí)油又容易造成啟動(dòng)困難的問(wèn)題。

多級(jí)油的普遍使用還面臨著兩方面的問(wèn)題,一方面是發(fā)動(dòng)機(jī)的新設(shè)計(jì)導(dǎo)致機(jī)油的使用溫度越來(lái)越高,另一方面是為滿足節(jié)能的要求,機(jī)油的粘度要求更低,這就容易造成發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)油壓力偏低、報(bào)警燈閃亮的問(wèn)題。發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、機(jī)油溫度和機(jī)油粘度是影響機(jī)油壓力的主要因素,多級(jí)油粘度指數(shù)改進(jìn)劑的剪切安定性對(duì)機(jī)油壓力有很大影響,剪切安定性越好,機(jī)油壓力的衰減就越慢;基礎(chǔ)油對(duì)機(jī)油壓力也有很大關(guān)系,增加基礎(chǔ)油粘度的貢獻(xiàn)、適當(dāng)控制粘度指數(shù)改進(jìn)劑的用量,也有利于保持機(jī)油壓力[7]。

多級(jí)油的配方結(jié)構(gòu)也由礦物油加粘度指數(shù)改進(jìn)劑向增加合成油加量、控制粘度指數(shù)改進(jìn)劑用量方向發(fā)展,同時(shí)提高粘度指數(shù)改進(jìn)劑的剪切安定性,可有效地降低多級(jí)油在使用過(guò)程中粘度的衰減。合成油的使用,還可進(jìn)一步改進(jìn)多級(jí)油的低溫流動(dòng)性,使發(fā)動(dòng)機(jī)的低溫冷啟動(dòng)更加容易,更好地保護(hù)發(fā)動(dòng)機(jī)。

5 結(jié)論與建議

(1)多級(jí)油具有較寬的溫度適用范圍,實(shí)現(xiàn)了發(fā)動(dòng)機(jī)油冬夏通用和南北通用的要求,避免了因氣溫變化而更換機(jī)油造成的麻煩,特別是在晝夜溫差變化較大的地區(qū)(如沙漠地區(qū)),還有在春秋季節(jié)遇到氣溫突變的天氣,使用多級(jí)油可以很好地應(yīng)對(duì),確保發(fā)動(dòng)機(jī)的正常工作。

(2)多級(jí)油具有良好的低溫流動(dòng)性,能夠確保發(fā)動(dòng)機(jī)在低溫條件下順利啟動(dòng),而且在啟動(dòng)時(shí)可迅速到達(dá)各潤(rùn)滑點(diǎn),有效地降低發(fā)動(dòng)機(jī)因啟動(dòng)而造成的磨損,延長(zhǎng)發(fā)動(dòng)機(jī)的使用壽命。

(3)使用多級(jí)油,能夠保證發(fā)動(dòng)機(jī)的平穩(wěn)運(yùn)轉(zhuǎn),還可以節(jié)省約3%的燃料。

(4)與單級(jí)油相比,多級(jí)油結(jié)焦傾向性小,清凈性更好,可確保發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸內(nèi)的清潔。

(5)通過(guò)對(duì)粘度指數(shù)改進(jìn)劑進(jìn)行適度地降解處理,降低其分子量,以及適當(dāng)?shù)匾煤铣捎?或使用高粘度指數(shù)的基礎(chǔ)油,可減少粘度指數(shù)改進(jìn)劑的用量,解決多級(jí)油剪切安定性較差的缺點(diǎn)。

(6)通過(guò)對(duì)粘度指數(shù)改進(jìn)劑進(jìn)行化學(xué)改性,賦予其更多的功能,可減少相應(yīng)功能添加劑的用量,并有效地提高發(fā)動(dòng)機(jī)油質(zhì)量級(jí)別。

(7)粘度級(jí)別的選用,不僅要考慮氣候條件,還要根據(jù)車況和發(fā)動(dòng)機(jī)的工作特點(diǎn)來(lái)合理選用。

(8)多級(jí)油的適用溫度范圍越大,成本也越高,因此不宜盲目使用粘溫跨度大的多級(jí)油。多級(jí)油適用溫度范圍的擴(kuò)大,主要是向低溫方向延伸,是根據(jù)嚴(yán)寒地區(qū)冬季的最低氣溫要求而發(fā)展的。

使用多級(jí)油,應(yīng)注意以下問(wèn)題。車輛在行駛過(guò)程中機(jī)油壓力應(yīng)保持在 0.2～0.4 MPa,因多級(jí)油的流動(dòng)性較好,在壓力不是很高的情況下也能夠很好地循環(huán)流動(dòng),因此一般情況下使用多級(jí)油機(jī)油壓力比使用單級(jí)油稍低,但只要保持在這個(gè)范圍之內(nèi)就可以使用。另外,使用多級(jí)油,發(fā)動(dòng)機(jī)在怠速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)油壓報(bào)警燈有時(shí)會(huì)偶爾閃亮,但快速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)又熄滅,這種情況也屬正常,可以繼續(xù)使用。使用多級(jí)油,發(fā)動(dòng)機(jī)不宜超負(fù)荷運(yùn)行,以免因剪切力過(guò)大造成機(jī)油粘度下降過(guò)快,導(dǎo)致機(jī)油壓力偏低。

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Application and Development ofM ulti-Grade Engine O ils

Q IN He-nian1,LIU Xue-bin1,LIU W en-jian2
(1.PetroChina No rth-China LubricantM arketing Company,Beijing 100101,China; 2.PetroChina East China B lending Plant,Taicang 215433,China)

TE626.32

A

2009-07-23。

秦鶴年(1965-),男,高級(jí)工程師,1987年畢業(yè)于云南大學(xué)化學(xué)系,現(xiàn)在中國(guó)石油華北潤(rùn)滑油銷售分公司從事潤(rùn)滑油銷售技術(shù)服務(wù)工作,已公開發(fā)表論文 36篇。

1002-3119(2010)04-0006-06