◆文/北京 胡建軍

四、發(fā)動機的潤滑條件

在發(fā)動機潤滑油的工作過程中，曲軸箱油溫在80～120℃，要不斷流過100～200℃的缸套表面和150～250℃的活塞環(huán)區(qū)，少量竄到2500℃以上的燃燒室，在這些溫度下油與氧氣、燃料燃燒的氣體產(chǎn)物如氮氧化物及硫氧化物、水蒸氣等接觸，在金屬的催化下，會產(chǎn)生燃燒、氧化、分解、聚合等反應，這些反應使?jié)櫥徒到庾冑|，失去潤滑性能，油變稠，對金屬腐蝕，加劇磨損，在各部位生成的沉積物如積炭、漆膜、油泥等物，輕則使功率下降，使用壽命縮短，重則發(fā)生黏環(huán)拉缸，油路或濾清器堵塞等事故。這就要求內燃機油有好的氧化穩(wěn)定性，減慢降解過程；有好的清凈分散性，減少沉積物的生成，生成后不附在金屬表面或結成大顆粒，不致造成危害。

發(fā)動機在持續(xù)高溫高功率下運轉，積炭和漆膜生成的趨勢大，若經(jīng)常開開停停下工作，發(fā)動機經(jīng)常處于較低的溫度下工作，也易于生成大量的油泥；同時發(fā)動機潤滑油氧化后產(chǎn)生相對分子質量大小不一的酸性氧化產(chǎn)物，使油生成沉積物，性能降解，腐蝕金屬表面。燃料中的硫燃燒后生成硫的氧化物氣體，它與燃料燃燒生成的水蒸氣混合生成液體硫酸、亞硫酸等強腐蝕性酸。這就要求發(fā)動機潤滑油要有一定堿性，其實因為發(fā)動機潤滑油中添加了大比例的清凈分散劑，這些添加劑中含有堿金屬鹽類，都帶有強堿性(一般柴油機油的總堿性比汽油機油要高，船用機油總堿性更高)，中和上述的酸性化合物，減少對發(fā)動機的危害及減慢油的降解速度。

發(fā)動機的潤滑條件很惡劣，各運動部件如活塞—缸套、軸承、凸輪—挺桿等的溫度、負荷、速度都不同，尤其在爆發(fā)沖程時瞬間負荷極大，同時存在各類摩擦狀態(tài)，易發(fā)生拉傷、拋光、燒軸等事故，因此要求發(fā)動機潤滑油要有好的極壓抗磨性。在工業(yè)潤滑油中很多極壓抗磨劑由于分解溫度低而不能用于內燃機油，這增加了添加劑配方研究的難度。

發(fā)動機潤滑油在使用中受到不斷的激烈攪動，易于產(chǎn)生泡沫，內燃機油中所含的大量清凈分散劑是表面活性劑，會促使泡沫的生成，油中的沫泡使供油不連續(xù)，成假油面，還增加了油的氧化速度，這就要求油有好的抗泡性。在北方冬天的室外，潤滑油油溫很低，油的黏度很大，造成泵送不暢，啟動阻力很大。這要求潤滑油在低溫下流動性好，汽車在不需要任何輔助手段下啟動成功。既要在高溫下有一定黏度，又要在低溫下有好的流動性，這就是發(fā)動機潤滑油的困難之一。

五、發(fā)動機潤滑油指標及換油參數(shù)

1.發(fā)動機潤滑油指標

發(fā)動機潤滑油除了具有與其他潤滑油共有的理化指標如黏度、黏度指數(shù)、閃點、傾點等外，還有它特有的指標，如高溫高剪切黏度(HTHS)；低溫啟動黏度(CCS)和低溫臨界泵送溫度(MRV)；內燃機臺架試驗。

發(fā)動機潤滑油除了具有與一般潤滑油共有的如400C和1000C運動黏度的要求外，還有高溫高剪切黏度(HTHS)要求。高溫高剪切黏度，是在剪切速度專用的旋轉黏度計測得的，單位為mpa·s。潤滑油流經(jīng)發(fā)動機的各個運轉部位除了進行它的主要職責潤滑冷卻以外，還帶來了發(fā)動機內部的各種信息我們可以從這些信息當中得到發(fā)動機內部的運轉狀態(tài)及故障情況。如它在發(fā)動機中受熱、有害氣體、金屬催化、污染物等作用下不斷劣化，其劣化速度也表示發(fā)動機狀況。由于潤滑油過度老化對發(fā)動機危害很大，因而掌握合適的換油期十分重要，一般制造商在其用戶手冊上都有推薦值，用什么品種潤滑油時應在多少工作小時或多少里程要換機油，但這些推薦只具指導性，一般偏于保守，是針對發(fā)動機設計要求而采取的預估值，有較大的保險系數(shù)，潤滑油并未接近其使用壽命末期。

試想一下北京市以及全國的汽車保有量按平均8000千米換一次油，可以想象是一個多么大的數(shù)值。所以，科學地對發(fā)動機潤滑油進行定期檢查，科學合理地進行換油作業(yè)不僅保障汽車發(fā)動機的健康運轉，而且能夠節(jié)約能源，減少污染。因此，建議通過對汽車發(fā)動機潤滑油品質的的鑒定，最終決定是否換油。

2.換油參數(shù)

GB/T8028-1994標準規(guī)定了汽油機油在使用過程中的換油指標當檢測到使用中的機油黏度、酸值、金屬元素、水分、閃點、不溶物等其中某一項超過指標時就必須換油。換油指標主要包括以下參數(shù)。

①100℃運動黏度：發(fā)動機運轉過程中，一方面由于剪切可能造成機油黏度下降，另一方面由于機油不斷氧化變質，可能造成油品黏度增加。機油黏度過低時，油膜強度不夠會增加摩擦磨損；機油黏度過高時會影響泵送，甚至會堵塞過濾器。因此，在使用過程中應當對油晶黏度及時進行監(jiān)控，以確保發(fā)動機運轉正常。

②酸值：機油氧化會產(chǎn)生酸性物質，通過測定和監(jiān)測酸值可以測定機油的氧化程度。

③鐵、銅、鋁等金屬含量分析：機油中的這些金屬來源于發(fā)動機部件的磨損，所以測定金屬含量可以對發(fā)動機的磨損情況做出判斷。正常情況下，隨著里程數(shù)的增加，機油中的金屬含量會平穩(wěn)增加，而當金屬含量突然增加時，可能是發(fā)動機的某些部件發(fā)生了異常磨損。

④閃點：閃點反映了機油的燃油稀釋度，而導致燃油稀釋的一種原因可能是活塞與活塞環(huán)的磨損。

⑤戊烷不溶物：戊烷不溶物主要是機油氧化最終生成的氧化沉積產(chǎn)物，同時也包括灰塵等外來污染物。在機油性能良好和發(fā)動機運轉正常時，一般只對一個換油期中的最后一個油樣的閃點和戊烷不溶物進行分析。

在換機油時要將舊機油徹底放凈，以免污染新加入的機油，導致新油的迅速變質，引起發(fā)動機腐蝕性磨損。一般情況下，必須在高溫時放干凈廢機油，然后加注專用清洗油，啟動后怠速運轉10～15min，再放凈，清洗干凈后重新加入潔凈的新機油即可。在加注新機油的時候，要保持正常的油面高度，油量不足時，不僅會加速機油變質，而且會因缺油而引起機件的燒損；相反，油量太多，機油會沿汽缸壁和活塞環(huán)之間的間隙竄人燃燒室，造成發(fā)動機燒機油。此外，油平面過高，增大了機油的阻力，使油耗增大，磨損加劇。在加注新機油之前，必須更換機油濾清器，因為機油濾清器在使用一定時期后，發(fā)動機內部產(chǎn)生的金屬鐵屑、顆粒等雜質就會在細濾器里沉積。當這些雜質沉積到一定數(shù)量的時候，細濾器的濾網(wǎng)就會被堵塞，影響潤滑系統(tǒng)正常運轉。

潤滑油在降解后各種常規(guī)理化指標均發(fā)生變化，性能也隨之變壞，如抗氧化性、抗磨性、抗泡性、抗乳化性以及空氣釋放值等也越來越差，也預示著故障的發(fā)生，因而需要定時測定，一般檢測方法有紅外光譜分析法、磨損顆粒分析法(或稱鐵譜法)、機油壓力變化分析法、機油消耗異常分析法等，另外還有一些在線檢測方法如水分測定、斑點試驗、酸堿值測定、污染度和老化測定以及特殊油壓傳感器、油溫效應傳感器、油品老化導電型傳感器等一些新型便攜式檢測方法。其中，油溫效應傳感器、油品老化導電型傳感器作為一種在線監(jiān)測手段，已在高端車型上開始應用。

這里需要提醒的是：當發(fā)動機出現(xiàn)由于點火不良造成單缸或者多缸不工作時，尤其這種現(xiàn)象持續(xù)時間過長時，在故障排除后一定注意要更換新的潤滑油。

六、發(fā)動機潤滑油指標及換油參數(shù)

內燃機油的命名方法為“黏度級別十質量檔次”。黏度分單級油和多級油，單級油如30號、40號；多級油，如10W40、5W30。

1.汽油機油

質量檔次，汽油機油如SF、SJ，柴油機油如CF-4、CI-4，若既符合汽油機油要求，又符合柴油機油要求，則寫為SJ/CD，一般檔次高的寫在前面，檔次低的寫在后面.這樣一個油的完整名稱如15W40SJ/CF，表示它的黏度級為15W40，多級油，它既達到汽油機油SJ，又達到柴油機油CF，汽/柴兩用。發(fā)動機潤滑油質量檔次是隨著對發(fā)動機排放的要求而不斷提高的。

汽油機油質量分類較為復雜。汽油機油的質量分類主要有美國API、美日ILSAC和歐洲ACEA三大體系。①美國API質量等級，汽油機油質量等級的發(fā)展以美國為首，汽油機油規(guī)格從SA發(fā)展到目前最高檔的SM，主要是在環(huán)境保護及節(jié)能要求的推動下進行的。②美日ILSAC質量等級，以美國API發(fā)展汽油機油新質量等級為“引子”，美國汽車工業(yè)協(xié)會與日本汽車工業(yè)協(xié)會推出的ILSACGF產(chǎn)品也隨之發(fā)展。③歐洲ACEA汽油機油質量等級，歐洲汽油機油在發(fā)動機的性能方面、抗氧化、抗磨損、油泥分散及揮發(fā)性方面都比美國苛刻，剪切安定性比美國苛刻得多。

2.摩托車發(fā)動機油

摩托車的汽油機為了輕便而功率大，它沒有專用的潤滑系統(tǒng)和進排氣系統(tǒng)，沒有油箱、油泵、油管等，而是把汽油與潤滑油按一定比例(25:1～50:1)混合后通過燃料系統(tǒng)進到機子內，受機子的溫度和小真空度作用而使汽油進到燃燒室燃燒,潤滑油霧到汽缸；曲軸等處潤滑，因此二沖程汽油機油首先要易于與汽油混合，其次潤滑油潤滑后與汽油一起燒掉，無廢機油，而且二沖程汽油機油燃燒后積炭要少或生成的積炭松軟易脫落，否則易堵塞火花塞、易提前點火、堵塞排氣口等，油的灰分要低。同時要有極好的抗磨性，但不要求抗氧抗泡性和低溫流動性。

所以摩托車發(fā)動機油是不能與汽車發(fā)動機油混用的，而且二沖程和四沖程汽油機油也是不能混用的。即便是二沖程汽油機或四沖程汽油機因為用途不同應用的機油也各不同?？傊痪湓挷煌陌l(fā)動機；同樣的發(fā)動機不同的用途所用的機油都不一樣。

天然氣、石油液化氣以及混合動力車的發(fā)動機都必須使用相應的潤滑油，短時間以相應的汽油機油代用也可以，但不得時間過長，以免有損機件。

3.柴油機油

柴油機屬于壓燃式內燃機。與汽油機相比，首先熱效率高，燃料經(jīng)濟性好。增壓柴油機熱效率可達40%以上(汽油機熱效率在30%左右)，其次功率和轉速范圍很大(單機功率0.6～4560kW，轉速50～5000r/min)，故對潤滑油的高溫清掙性要求較高，而對抗低溫銹蝕和抑制低溫油泥生成的要求不是很高。熱載荷是柴油機對潤滑油性能要求的最主要因素。柴油發(fā)動機內部的溫度比汽油機高得多，隨著技術進步，尤其是增壓技術的應用，柴油機汽缸區(qū)的溫度比汽油機會高得多?；钊谝画h(huán)帶的溫度可達250～300℃，這樣的溫度會導致大部分的物質氧化或熱分解，容易產(chǎn)生漆膜和沉積物。

柴油機潤滑比汽油機潤滑的要求更高，柴油的燃燒比汽油會產(chǎn)生更多的煙火，尤其是在發(fā)動機的活塞和鋼套上，潤滑油膜總會受到柴油燃燒過程中產(chǎn)生的炭黑的影響，因此柴油機容易在活塞環(huán)區(qū)形成積炭。

燃料中硫含量，即使是高質量的柴油，硫含量也為汽油的10倍，某些渣油型柴油機燃料，其硫含量可為汽油硫含量的100倍以上。柴油中的高硫含量導致活塞環(huán)和缸套的腐蝕磨損，同時硫的燃燒產(chǎn)物還能加速生成沉積物，要求機油有較高堿值，以中和硫燃燒后生成的酸。

柴油機的負荷大、壓縮比高。如汽油機主軸承壓力為5～8MPa，而柴油機主軸承壓力達10～12MPa。汽油機的汽缸壓縮比較低，通常在11以下，而柴油機的汽缸壓縮比較高，一般都在14以上。

柴油機油中添加劑的含量比汽油機油要高，也必須看作潛在的污染，例如因活塞環(huán)區(qū)沉積物的聚集會造成卡環(huán)，酸性物的聚集以及油品的氧化會導致活塞環(huán)、缸套的嚴重磨損和油耗量升高，使柴油機壽命縮短等。這就要求柴油機油具有良好的高溫清凈性、酸中和性能和熱氧化安定性等。

柴油機油質量分類主要有美國API和歐洲ACEA兩大體系。美國API把柴油機油分為3個類別：①在越野中使用的中等功率柴油機油，包括CC、CD和CF等；②二沖程大功率柴油機油，即CD-Ⅱ和CF-2；③美國系列8大功率重負荷下運行的非增壓、低增壓或增壓式柴油機油，如CE、CF-4、CG-4、CH-4和CI-4。(未完待續(xù))