發(fā)動機(jī)潤滑油課件

第4章發(fā)動機(jī)潤滑油發(fā)動機(jī)油是潤滑系的工作液，它的主要作用是潤滑、冷卻、清凈、密封和防腐蝕。由于發(fā)動機(jī)油在發(fā)動機(jī)工作過程中溫度變化大、壓力高機(jī)件的相對運動速度快等原因，使發(fā)動機(jī)油的工作條件非常苛刻，容易老化變質(zhì)。如果發(fā)動機(jī)零件摩擦表面得不到良好的潤滑，就會產(chǎn)生異常磨損或擦傷。為保證發(fā)動機(jī)油的作用，應(yīng)對發(fā)動機(jī)油的使用性能提出嚴(yán)格的要求。機(jī)油的作用：潤滑、冷卻、清凈、密封和防腐蝕。

4.1發(fā)動機(jī)油的使用性能發(fā)動機(jī)油的使用性能對于發(fā)動機(jī)潤滑系的工作狀況影響很大。在發(fā)動機(jī)上，強(qiáng)制潤滑的零部件其工作條件比較苛刻，具有速度高，承受力(或力矩)大，高溫、高壓等特點，并且有些零件遠(yuǎn)離油底殼，泵送距離遠(yuǎn)，阻力大。因此，發(fā)動機(jī)油的使用性能應(yīng)滿足如下要求：1）在工作期間必須能及時可靠地輸送到各摩擦零件的表面；2）在各種不同的發(fā)動機(jī)潤滑油工況下都能在摩擦面上形成足夠牢固的油膜或其他形式的抗磨保護(hù)膜，從而減少摩擦和磨損；3）及時導(dǎo)出摩擦生成的熱，使機(jī)件維持正常溫度；4）可靠地密封發(fā)動機(jī)潤滑油所有的間隙；

5）從摩擦面帶走磨屑和其他外來的機(jī)械雜質(zhì)；6）本身不具有腐蝕性，并且能保護(hù)發(fā)動機(jī)潤滑油零件不受外界腐蝕性介質(zhì)的作用，以免發(fā)生腐蝕或腐蝕性磨損；7）在發(fā)動機(jī)潤滑油零件表面形成的沉積物要少；8）理化性質(zhì)穩(wěn)定，在發(fā)動機(jī)潤滑油工作過程中油的性質(zhì)變化緩慢；9）發(fā)動機(jī)潤滑油若實現(xiàn)以上功能要求，主要取決于自身所具有的潤滑性、黏溫性、低溫操作性、抗氧化性、抗腐性、清凈分散性、抗泡性。潤滑油黏度對潤滑狀態(tài)影響的Stribeck曲線h-油膜厚度δ-運動副表面粗糙度一般情況下，摩擦因數(shù)f可表示為式中，D——零件直徑；η——潤滑油的黏度；h——油膜厚度；n——零件的轉(zhuǎn)速；p——零件承受的壓力；

——索莫范爾德（Sommerfeld）準(zhǔn)數(shù)。（式5-1）

索莫范爾德準(zhǔn)數(shù)考慮了發(fā)動機(jī)潤滑油和發(fā)動機(jī)潤滑油工況兩方面因素對于摩擦因數(shù)的影響，在索莫范爾德準(zhǔn)數(shù)中，惟一與潤滑性能有關(guān)的潤滑油自身因素僅為潤滑油的黏度。在右圖，自左至右包括3種潤滑狀態(tài)，其中右側(cè)的區(qū)域為液體潤滑，油膜厚度h大于運動副表面粗糙度δ時，潤滑油所具有一定的黏度是形成液體潤滑狀態(tài)的基本條件。潤滑油黏度對潤滑狀態(tài)影響的Stribeck曲線h-油膜厚度δ-運動副表面粗糙度

油性是潤滑油在摩擦金屬表面上的吸附性。潤滑油中極性分子定向排列吸附在金屬表面形成吸附膜。

值得注意的是這種吸附膜只能在中溫、中速、中負(fù)荷，或更平和的摩擦情況下才能完成邊界潤滑任務(wù)。

當(dāng)高溫、高壓、高速時，油性吸附膜將從金屬摩擦表面脫附，致使其承擔(dān)的邊界潤滑功能失效，在此種苛刻的潤滑條件下，邊界潤滑由潤滑油的極壓性來完成。

極壓性是潤滑油在摩擦表面所具有的一種化學(xué)反應(yīng)性質(zhì)。

極壓膜的熔點和剪切強(qiáng)度相比摩擦表面金屬較低，在摩擦過程中能降低金屬零件的摩擦和磨損。

因剪切強(qiáng)度較低，極壓膜易于在摩擦過程中脫離摩擦金屬表面。但新的極壓膜會在金屬摩擦表面及時生成。

當(dāng)潤滑油中加入含有硫、磷等元素的化合物添加劑時，高溫下這些化合物將分解出硫、磷等活性元素與摩擦表面金屬形成化學(xué)反應(yīng)膜，被稱之為極壓膜。

當(dāng)潤滑油黏度低到一定程度時，油膜厚度h降低到與運動副表面粗糙度δ近似相等，即中間區(qū)域表征的狀態(tài)，稱為混合潤滑狀態(tài)。

此時，潤滑油的黏度和化學(xué)性質(zhì)對摩擦因數(shù)都有影響，使得摩擦因數(shù)處于相對較低的狀態(tài)。

發(fā)動機(jī)潤滑油黏度是評定潤滑性的重要指標(biāo)。但是，對于邊界潤滑，主要是油性劑和極壓劑起作用。所以，發(fā)動機(jī)潤滑油的潤滑性還必須通過相應(yīng)的發(fā)動機(jī)潤滑油試驗來評定。潤滑油黏度對潤滑狀態(tài)影響的Stribeck曲線h-油膜厚度δ-運動副表面粗糙度發(fā)動機(jī)油黏度隨氣溫降低而增大，發(fā)動機(jī)低溫起動時轉(zhuǎn)動曲軸的阻力矩增加，曲軸轉(zhuǎn)速下降，從而造成發(fā)動機(jī)起動困難。發(fā)動機(jī)油黏度增加后，流動困難，供油不足，造成磨損嚴(yán)重。發(fā)動機(jī)潤滑油的低溫操作性包括有利于低溫啟動和降低啟動磨損兩方面要求。

評定發(fā)動機(jī)潤滑油低溫操作性的主要指標(biāo)是發(fā)動機(jī)潤滑油的低溫動力黏度、邊界泵送溫度和傾點等。4.1.3黏溫性

溫度對潤滑油黏度有著顯而易見的影響。

溫度升高黏度降低，溫度降低黏度增大。

潤滑油的這種隨著溫度升降而改變其黏度的性質(zhì)，稱為潤滑油的黏溫性。

發(fā)動機(jī)油應(yīng)具有良好的黏溫性。良好的黏溫性是指油品的黏度隨溫度的變化而變化的程度小。發(fā)動機(jī)油所接觸到的各潤滑部位的工作溫度變化差別很大。因此，要求發(fā)動機(jī)油在高溫工作時，能保持一定的黏度，以形成足夠厚度的油膜，確保潤滑效果；而在低溫工作時，黏度又不至于變得過大，以維持一定的流動性，使發(fā)動機(jī)低溫時容易起動和減小零件磨損。在基礎(chǔ)油中加人黏度指數(shù)改進(jìn)劑可改善油品的黏溫性。用低黏度的基礎(chǔ)油和黏度指數(shù)改進(jìn)劑調(diào)配而成，具有良好黏溫性，能同時滿足低高溫使用要求的發(fā)動機(jī)油，叫做多黏度級發(fā)動機(jī)油，俗稱稠化機(jī)油。評定發(fā)動機(jī)油黏溫性的指標(biāo)是發(fā)動機(jī)潤滑油的黏度指數(shù)。

4.1.4清凈分散性發(fā)動機(jī)潤滑油能抑制積炭、漆膜和油泥生成，或?qū)⑦@些已經(jīng)生成的沉積物沖入潤滑油中予以清除的性能，叫做發(fā)動機(jī)潤滑油的清凈分散性。發(fā)動機(jī)潤滑油應(yīng)具有良好的清凈分散性。

積炭是覆蓋在汽缸蓋、火花塞、噴油器、活塞頂?shù)雀邷貐^(qū)域，厚度較大的固體炭狀物。它是燃燒不完全或是發(fā)動機(jī)油竄人燃燒室在高溫下分解的炭粒等物質(zhì)在高溫零件上沉積而形成的。漆膜是一種堅固具有光澤的漆狀薄膜，主要產(chǎn)生在活塞環(huán)區(qū)和活塞裙部。漆膜主要是烴類在高溫和金屬催化作用下，經(jīng)氧化、聚合生成的膠質(zhì)瀝青質(zhì)等高分子聚合物。從生成機(jī)理看，漆膜和積炭都屬于高溫沉積物。影響高溫沉積物生成的因素一方面是發(fā)動機(jī)的設(shè)計和工作條件；另一方面是燃料和發(fā)動機(jī)潤滑油的性質(zhì)。發(fā)動機(jī)潤滑油重質(zhì)餾分或添加劑的金屬元素含量多，也會促進(jìn)積炭和漆膜的生成。發(fā)動機(jī)油在一定條件下便會發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，由于氧化使顏色變深、黏度增加、酸性增大，并析出沉積物。發(fā)動機(jī)油的氧化是發(fā)動機(jī)沉積物生成、發(fā)動機(jī)油變質(zhì)的前提，抗氧性也是發(fā)動機(jī)油的重要性質(zhì)。它決定發(fā)動機(jī)油在使用中是否容易變質(zhì)、對零件腐蝕和生成沉積物的傾向，是決定發(fā)動機(jī)油使用期限的重要因素。發(fā)動機(jī)油的氧化過程分兩個階段:（1）輕度氧化。在這個階段里烴類的化合物被氧化生成不同類別的酸性產(chǎn)物。（2）深度氧化。某些酸性產(chǎn)物再度縮合沉淀形成膠質(zhì)和油焦質(zhì)等。發(fā)動機(jī)油的氧化有兩種情況：（1）厚油層氧化。（2）薄油層氧化。從油品方面減緩發(fā)動機(jī)油的氧化變質(zhì)的途徑主要有：選擇合適的餾分、合理精制；添加抗氧化劑或抗氧抗腐劑。

4.1.6抗腐性發(fā)動機(jī)油抵抗腐蝕性物質(zhì)對金屬腐蝕的能力叫做發(fā)動機(jī)油的抗腐性。發(fā)動機(jī)油應(yīng)具有良好的抗腐性。發(fā)動機(jī)油在使用過程中不可避免地被氧化而生成各種有機(jī)酸，這些有機(jī)酸將對金屬產(chǎn)生腐蝕作用。腐蝕機(jī)理是：金屬先與氧化產(chǎn)物作用，生成金屬氧化物，金屬氧化物與有機(jī)酸反應(yīng)生成金屬鹽。特別是高速柴油機(jī)使用的銅鉛、銀鎘軸承，抗腐蝕性差，在發(fā)動機(jī)油中即使只有微量的酸性物質(zhì)也會引起嚴(yán)重腐蝕，使軸承出現(xiàn)斑點、麻坑、甚至整塊金屬剝落。提高發(fā)動機(jī)油抗腐性的途徑是：加深發(fā)動機(jī)油的精制程度，減小酸值；同時要添加抗氧抗腐劑。評定發(fā)動機(jī)油抗腐性的指標(biāo)是中和值或酸值，同時通過相應(yīng)的發(fā)動機(jī)試驗來評定。

4.1.7抗泡性發(fā)動機(jī)油消除泡沫的性質(zhì)，叫做發(fā)動機(jī)油的抗泡性。發(fā)動機(jī)油應(yīng)具有良好的抗泡性。當(dāng)發(fā)動機(jī)油受到激烈攪動，將空氣混入油中時，就會產(chǎn)生泡沫。泡沫如果不及時消除，將會產(chǎn)生氣阻，導(dǎo)致供油不足等故障。評定發(fā)動機(jī)油抗泡性的指標(biāo)是生成泡沫傾向和泡沫穩(wěn)定性。

發(fā)動機(jī)潤滑油在低溫下的黏度并不具有與溫度成比例的變化關(guān)系，它在很大程度上與剪切速率有關(guān)，在不同的剪切速率下的黏度不為常數(shù)，如下圖所示。液體低溫動力黏度與液體剪切速率的關(guān)系a）牛頓液體b）非牛頓液體

發(fā)動機(jī)潤滑油低溫動力黏度的測定按照GB／T6538－2000《發(fā)動機(jī)油表觀黏度測定法（冷啟動模擬機(jī)法）》的規(guī)定，采用如右圖所示的發(fā)動機(jī)油表觀黏度全自動測定儀進(jìn)行。發(fā)動機(jī)油表觀黏度全自動測定儀（冷啟動模擬機(jī)法）

2.邊界泵送溫度能將發(fā)動機(jī)潤滑油連續(xù)和充分地供給發(fā)動機(jī)潤滑系統(tǒng)機(jī)油泵入口的最低溫度，稱為邊界泵送溫度。它是衡量在啟動階段發(fā)動機(jī)潤滑油是否易于流到機(jī)油泵入口并提供足夠壓力的性能。邊界泵送溫度也是劃分冬用發(fā)動機(jī)潤滑油黏度級號的依據(jù)之一。發(fā)動機(jī)潤滑油邊界泵送溫度的測定按照GB／T9171－1988《發(fā)動機(jī)油邊界泵送溫度測定法》的規(guī)定，采用如下圖所示的發(fā)動機(jī)油邊界泵送溫度測定儀進(jìn)行。

4.黏度指數(shù)

在一定的試驗條件下，將某種發(fā)動機(jī)潤滑油的黏溫性與標(biāo)準(zhǔn)潤滑油的黏溫性進(jìn)行比較所得出的相對數(shù)值，稱為黏度指數(shù)（ViscosityIndex）。黏度指數(shù)一般用VI（ViscosityIndex)表示。黏度指數(shù)的概念可用右圖所示試驗曲線予以具體說明。把試油與在100℃和試油黏度相同，但黏溫性截然不同（高標(biāo)準(zhǔn)油VI=100；低標(biāo)準(zhǔn)油VI=0）的兩種標(biāo)準(zhǔn)油對比，試油在40℃時的運動黏度越接近高標(biāo)準(zhǔn)油，則黏度指數(shù)越高。對于黏度指數(shù)小于100的潤滑油，黏度指數(shù)按下式計算：VI=100×（L-μ）/（L-H）式中：VI——黏度指數(shù)；L——黏度指數(shù)為0的低標(biāo)準(zhǔn)油在40℃的運動黏度（該種油在100℃時的運動黏度與試油相同）；μ——試油在40℃時的運動黏度；H——黏度指數(shù)為100的高標(biāo)準(zhǔn)油在40℃時的運動黏度（該種油在100℃時的運動黏度與試油相同）。黏度指數(shù)可根據(jù)GB/T1995-1998《石油產(chǎn)品黏度指數(shù)計算法》或GB/T2541-1981《石油產(chǎn)品黏度指數(shù)計算法》來計算。

硫酸鹽灰分的測定按照GB／T2433－2001《添加劑和含添加劑潤滑油硫酸鹽灰分測定法》的規(guī)定，采用如下圖所示的石油產(chǎn)品灰分測定器進(jìn)行。石油產(chǎn)品灰分測定器8.泡沫性

泡沫性是指油品生成泡沫的傾向和生成泡沫的穩(wěn)定性能。泡沫性的測定按照GB／T12579－2002《潤滑油泡沫特性測定法》的規(guī)定，采用如圖所示的潤滑油泡沫特性測定器進(jìn)行。

潤滑油泡沫特性測定器

4.3發(fā)動機(jī)潤滑油使用性能的評定試驗

發(fā)動機(jī)潤滑油試驗要求是保證發(fā)動機(jī)潤滑油使用性能的重要手段，也是發(fā)動機(jī)潤滑油規(guī)格的主要內(nèi)容之一。

發(fā)動機(jī)潤滑油試驗評定采用標(biāo)準(zhǔn)的單缸或多缸發(fā)動機(jī)。符合某一使用性能級別的發(fā)動機(jī)潤滑油必須通過該級別規(guī)定的發(fā)動機(jī)試驗評定項目。

目前，國際上廣泛采用的發(fā)動機(jī)潤滑油使用性能的發(fā)動機(jī)試驗方法，主要是美國有關(guān)組織設(shè)立的兩個系列，其一是美國研究協(xié)調(diào)委員會（CRC）采用的L系列；另一個是以美國材料試驗協(xié)會（ASTM）和美國石油協(xié)會（API）為中心制訂的MS程序試驗系列。另外，英國的皮特（Petter）法在國際上的影響在逐步擴(kuò)大。根據(jù)這些試驗方法，我國已制訂了相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)。

4.3.1L系列試驗方法

L系列發(fā)動機(jī)潤滑油試驗方法是美國研究協(xié)調(diào)委員會在卡特比勒（Catterpillar）發(fā)動機(jī)潤滑油使用性能試驗方法的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。最初包括L-1、L-2至L-5等系列試驗方法，目前只保留了L-1系列柴油機(jī)試驗和L-4系列汽油發(fā)動機(jī)試驗，而且這兩個系列的試驗方法還在不斷演變。

L-1系列試驗方法相繼演變?yōu)?D、1G2和1H2試驗方法。該系列試驗方法主要用來評價CC、CD級柴油發(fā)動機(jī)潤滑油和SD/CC、SE/CC、SF／CD汽油／柴油發(fā)動機(jī)通用潤滑油的高溫清凈性和抗磨性。L-4系列試驗方法相繼演變?yōu)長-38試驗方法。主要用來評定SC、SE、SF、CC、CD級發(fā)動機(jī)潤滑油和SD/CC、SE/CC、SF/CC汽油／柴油發(fā)動機(jī)通用潤滑油的抗高溫氧化和抗軸瓦腐蝕性能。

4.3.2MS程序試驗方法

MS程序試驗法是1958年為評定發(fā)動機(jī)潤滑油API舊分類中的MS級發(fā)動機(jī)潤滑油而制訂的試驗方法。當(dāng)初，該試驗是按Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ5個程序，以不同目的在多缸試驗機(jī)上進(jìn)行的。隨著發(fā)動機(jī)潤滑油使用性能級別的提高，各程序的試驗規(guī)范也在不斷修改，以Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ每個程序后面注A、B、C、D…來表示。目前，評定SE、SF級汽油發(fā)動機(jī)潤滑油和SE/CC、SF/CD汽油/柴油發(fā)動機(jī)通用潤滑油，均采用ⅡD、ⅢD、VD等試驗方法。ⅡD法的試驗?zāi)康氖窃u定發(fā)動機(jī)潤滑油的低溫防銹蝕性能，ⅢD法是為了評定發(fā)動機(jī)潤滑油的抗高溫氧化和抗腐蝕性能，VD法是為了評定發(fā)動機(jī)潤滑油的防低溫沉積物的性能。為評定SG汽油發(fā)動機(jī)潤滑油，MS程序試驗已發(fā)展為ⅡE、ⅢE、VE等試驗方法。4.3.3皮特試驗方法

在美國的發(fā)動機(jī)潤滑油試驗方法基礎(chǔ)上，歐洲共同市場汽車制造商委員會（CCMC）發(fā)展了皮特試驗方法，具體分為皮特W-1法和皮特AVB法。目前，在我國發(fā)動機(jī)潤滑油規(guī)格中，多采用皮特AVB法來評定CC、CD、SC、SD、SE、SF級發(fā)動機(jī)潤滑油和SD/CC、SE/CC，SF/CD汽油／柴油發(fā)動機(jī)通用潤滑油的抗高溫氧化和抗軸瓦腐蝕性能。4.3.4我國的試驗方法

為發(fā)展和評價高使用性能級別的發(fā)動機(jī)潤滑油，我國從20世紀(jì)80年代末開始逐步完善發(fā)動機(jī)潤滑油試驗評定方法。目前，相當(dāng)于國際的L-1系列和L-4系列、MS程序試驗、皮特試驗方法等發(fā)動機(jī)潤滑油評定試驗的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)己經(jīng)頒布，如下表所示。

我國發(fā)動機(jī)潤滑油的試驗標(biāo)準(zhǔn)國際方法我國技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)L-1系列方法GB/T9932－1988（卡特比勒1H2法）GB/T9933—1988（卡特比勒1G2法）L-1系列方法SH／T0265—1992（卡特比勒1G2法）MS程序試驗方法SH／T0512—1992汽油發(fā)動機(jī)潤滑油低溫銹蝕評定法（MS程序ⅡD法）SH／T0513－1992汽油發(fā)動機(jī)潤滑油高溫氧化和磨損評定法（MS程序ⅢD法）SH／T0514－1992汽油發(fā)動機(jī)潤滑油低溫沉積物評定法（MS程序ⅤD法）SH／T0515—1992EQC汽油發(fā)動機(jī)潤滑油性能評定法（MS程序Ⅱ、Ⅲ、ⅤD法）SH／T0516—1992EQD汽油發(fā)動機(jī)潤滑油性能評定法（MS程序Ⅱ、Ⅲ、ⅤD法）皮特試驗方法SH／T0264－1992發(fā)動機(jī)潤滑油高溫氧化和軸瓦腐蝕試驗評定法（皮特W-1法）SH／T0263—1992發(fā)動機(jī)潤滑油高溫氧化和軸瓦腐蝕試驗評定法（皮特AVB法）

4.4國內(nèi)外發(fā)動機(jī)油的分類和規(guī)格

發(fā)動機(jī)油分類包括按黏度分類和按使用性能分類，國際上廣泛采用美國汽車工程師協(xié)會(SAE)黏度分類法和美國石油協(xié)會(API)使用性能分類法。

4.4.1發(fā)動機(jī)油的SAE黏度分類1911年，美國汽車工程師協(xié)會（SocietyofAutomotiveEngineers，簡稱SAE）制訂了發(fā)動機(jī)潤滑油黏度分類法，中間曾幾次修改，目前執(zhí)行的是SAEJ300－2000《發(fā)動機(jī)潤滑油黏度分類》，如表5-1所示。該標(biāo)準(zhǔn)采用冬季用油（含字母W）和夏季用油（不含字母W）兩組系列黏度等級號劃分，前者以最大低溫黏度、最高邊界泵送溫度和100℃時的最小運動黏度劃分；后者僅以100℃時的運動黏度劃分。冬用發(fā)動機(jī)油黏度等級以6個含W的低溫黏度級號（0W、5W、10W、15W、20W和25W）表示；夏用發(fā)動機(jī)油黏度等級以5個不含W的100℃的運動黏度級號（20、30、40、50和60）表示。按美國汽車工程師協(xié)會（SAE）黏度分類的發(fā)動機(jī)油，還有單黏度級和多黏度級（稠化機(jī)油）之分。只能滿足低溫或高溫一種黏度級別要求的發(fā)動機(jī)潤滑油，稱為單黏度級發(fā)動機(jī)潤滑油。而既能滿足低溫工作時黏度級別要求，又能滿足高溫工作時黏度級要求的發(fā)動機(jī)潤滑油，稱為多黏度級發(fā)動機(jī)潤滑油。多級油是由一些經(jīng)黏度指數(shù)改進(jìn)劑調(diào)配，具有多黏度等級的內(nèi)燃機(jī)油，其低溫黏度小，100℃運動黏度較高。目前多級油主要有：5W/20、5W/30、10W/30、15W/40、20W/40。牌號標(biāo)記的分子5W、10W、15W、20W等表示低溫黏度等級，牌號標(biāo)記的分母20、30、40等表示100℃時的運動黏度等級。SAE粘度等級在相應(yīng)溫度下的最大黏度/Pa.s邊界泵送溫度℃最大穩(wěn)定傾點/℃100℃運動粘度/（mm2/s）最小最大OW3.25(3250),-30-353.85W3.5(3500),-25-30-353.8l0W3.5(3500),-20-25-304.115W3.5(3500),-15-205.620W4.5(4500),-10-155.625W6.0(6000),-5-109.3205.6低于9.3309.3低于12.54012.5低于16.35016.3低于21.96021.8低于26.1

發(fā)動機(jī)油SAE粘度分類

市場上常見的幾種發(fā)動機(jī)潤滑油

例如5W/30，其含義為一種多黏度級發(fā)動機(jī)潤滑油，這種油在低溫使用時符合SAE5W黏度級；在100℃時運動黏度符合SAE30黏度級?？梢姸嗉売涂梢运募就ㄓ?。

4.4.2API使用性能分類法：30年代后期，由于發(fā)動機(jī)功率增大、體積減小、結(jié)構(gòu)趨于緊湊、熱負(fù)荷增加，屢屢出現(xiàn)粘環(huán)、銅鉛合金軸承腐蝕，以及機(jī)油迅速變質(zhì)等與潤滑油性能有關(guān)的故障，為解決這些問題開始發(fā)展各種添加劑來提高機(jī)油的使用性能。發(fā)動機(jī)潤滑油API使用性能分類開始于1947年，當(dāng)時只將發(fā)動機(jī)潤滑油分為普通、優(yōu)質(zhì)和重負(fù)荷3個級別。1970年，美國石油協(xié)會（AmericanPetroleumInstitute，簡稱API）、美國汽車工程師協(xié)會（SAE）和美國材料試驗協(xié)會（AmericansocietyforTestingandMaterials，簡稱ASTM），共同提出了發(fā)動機(jī)潤滑油的使用性能必須通過規(guī)定的發(fā)動機(jī)試驗來確定，即API使用性能分類法。后來經(jīng)過多次修訂、補(bǔ)充，根據(jù)油品的性能和使用場合不同，把機(jī)油分為S系列（汽油機(jī)系列，SERVICESTATIONCLASSIFICATION，即加油站分類），迄今有SA、SB、SC、SD、

SE、SF、SG、SH、GF-1、SJ、GF-2、SL和GF-3等級別；C系列（柴油機(jī)系列，COMMERCIALCLASSIFICATION，即工商業(yè)分類），迄今有CA、CB、CC、CD、CE、CF-4、CH-4和CI-4等級別，各個級別機(jī)油的性能特點、適用場合及試驗方法和標(biāo)準(zhǔn)均有許多詳細(xì)的規(guī)定，此分類法也稱為質(zhì)量分類或性能分類。劃分發(fā)動機(jī)潤滑油等級的宗旨：按照發(fā)動機(jī)潤滑油強(qiáng)化程度和工作條件的苛刻程度來劃分發(fā)動機(jī)潤滑油的等級，以保證潤滑油的使用性能。以上兩個系列的各級油品質(zhì)量除應(yīng)符合各自規(guī)定的理化性能要求外，還必須通過規(guī)定的發(fā)動機(jī)試驗。API使用性能分類法今后將隨著發(fā)動機(jī)和發(fā)動機(jī)潤滑油技術(shù)的發(fā)展，還會循序漸進(jìn)地增加新級別的油品。

汽油機(jī)油的使用性能分類API級特性和使用場合SA用于運行條件非常緩和的老式發(fā)動機(jī)，該品不含添加劑。SB用于中等運行條件下老式汽油機(jī)。加少量的抗氧化劑，具有輕微的抗氧化能力和抗磨能力。SC用于1964～1967年設(shè)計生產(chǎn)的汽油機(jī)，具有清潔性和防蝕性。SD用于1968～1971年設(shè)計生產(chǎn)的汽油機(jī)，具有比SC級更好的清潔性和防蝕性?？纱鍿C。SE用于1972年以后設(shè)計生產(chǎn)的汽油機(jī)，具有比SD級更好的清潔性和防蝕性，并具有高溫抗氧化性?？纱鍿D或SC。SF用于1980年以后設(shè)計生產(chǎn)的汽油機(jī)，具有比SE級更好的抗磨、防蝕、清潔性和高溫抗氧化性?？纱鍿E、SD或SC。

SG用于1989年以后設(shè)計生產(chǎn)的汽油機(jī)具有比SF級更好的抗磨、防蝕、清潔性?？纱鍿F、SE或SD。SH用于1994年以后生產(chǎn)的轎車和輕型貨車的汽油機(jī)，具有比SG級更好的抗磨、清潔性和高溫抗氧化性?？纱鍿G。SJ用于1997年以后生產(chǎn)的轎車和輕型貨車汽油機(jī)，具有比SH級更好的清潔性和高溫抗氧化性，并具有更長的使用壽命?？纱鍿H。

柴油機(jī)油的使用性能分類API級特性和使用場合CA用于燃料含硫量低的輕負(fù)荷柴油機(jī)。具有防止軸承腐蝕和高溫沉積物的性能。CB用于1949～1960年生產(chǎn)的燃料含硫量高的中等負(fù)荷、非增壓的柴油機(jī)。在使用高硫含量燃料的情況下，具有防止軸承腐蝕和高溫沉積物的性能。CC用于1961年以后生產(chǎn)的中、高負(fù)荷的柴油機(jī)和高負(fù)荷汽油機(jī)。對柴油機(jī)具有控制高溫沉積物和軸承腐蝕的性能；對于汽油機(jī)，具有防銹、抗腐和防止高溫沉積物的性能?？纱鍯A、CB。CD用于需要高效控制磨損和沉積物或使用高硫含量的柴油機(jī)，具有優(yōu)良的防止高溫沉積物和抗腐蝕性，具有防止軸承腐蝕的性能?？纱鍯C。CD-2用于1985年以后設(shè)計生產(chǎn)的要求高效控制磨損和沉積物的重負(fù)荷二沖程柴油機(jī)。具有高效控制磨損和沉積物的性能?？纱鍯D。CE用于1983年以后設(shè)計生產(chǎn)的低速高負(fù)荷和高速高負(fù)荷低增壓和增壓式柴油機(jī)具有優(yōu)良的防止高、低溫沉積物、抗磨和抗蝕性?？纱鍯D或CD-2。CF-4用于1991年以后設(shè)計生產(chǎn)的重負(fù)荷柴油機(jī)，符合1991年美國排放法規(guī)，具有優(yōu)良的防止高溫沉積物、抗磨和防止軸承腐蝕的性能?？纱鍯E。CG用于1995年以后生產(chǎn)的高速四沖程柴油機(jī)，符合1994年美國排放法規(guī)，具有更好的防止高溫沉積物和控制磨損的性能。（適用于增壓柴油機(jī)）4.4.3發(fā)動機(jī)潤滑油的規(guī)格

在我國現(xiàn)行的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)中，GB11121－2006《汽油機(jī)油》規(guī)定了SE、SF、SG、SH、GF-1、SJ、GF-2、SL和GF-3等九個級別的汽油機(jī)油規(guī)格。GB11122－2006《柴油機(jī)油》規(guī)定了CC、CD、CE、CF-4、CH-4和CI-4等六個級別的柴油機(jī)油規(guī)格。1.汽油發(fā)動機(jī)潤滑油的規(guī)格、使用性能及技術(shù)要求GB11121－2006《汽油機(jī)油》中包括SE、SF、SG、SH、GF-1、SJ、GF-2、SL和GF-3等九個汽油機(jī)油品種。本教材以SE、SF級油為例列出了汽油機(jī)油的黏溫性能要求、模擬性能和理化性能、發(fā)動機(jī)試驗要求。分別見表5-8、5-9、5-10。2.柴油發(fā)動機(jī)潤滑油的規(guī)格、使用性能及技術(shù)要求GB11122－2006《柴油機(jī)油》中包括CC、CD、CE、CF-4、CH-4和CI-4等六個柴油機(jī)油品種。本教材以CC、CD級油為例列出了柴油機(jī)油的黏溫性能要求、模擬性能和理化性能、發(fā)動機(jī)試驗要求。分別見表5-11、5-12、5-13。

4.5發(fā)動機(jī)潤滑油的選用4.5.1發(fā)動機(jī)潤滑油的選擇

選揮合適的發(fā)動機(jī)潤滑油是保證發(fā)動機(jī)正常工作、延長其使用壽命的重要條件。發(fā)動機(jī)潤滑油的選擇應(yīng)遵循一定的原則，即應(yīng)兼顧使用性能級別和黏度級別兩個方面。首先應(yīng)根據(jù)發(fā)動機(jī)結(jié)構(gòu)特點、發(fā)動機(jī)工況和技術(shù)狀況，確定其合適的使用性能級別，然后再根據(jù)發(fā)動機(jī)使用的外部環(huán)境溫度，選擇該質(zhì)量等級中的黏度等級。1.使用性能級別的選擇發(fā)動機(jī)潤滑油使用性能級別，主要根據(jù)發(fā)動機(jī)的結(jié)構(gòu)特性、工作條件和燃料品質(zhì)來選擇。汽油發(fā)動機(jī)潤滑油的使用性能選擇時，應(yīng)注意汽油發(fā)動機(jī)工況的苛刻程度和進(jìn)排氣系統(tǒng)中的附加裝置及生產(chǎn)年代。

汽油發(fā)動機(jī)潤滑油使用性能級別的選擇一般應(yīng)考慮如下具體因素：（1）選擇發(fā)動機(jī)潤滑油壓縮比、排量、最大功率、最大扭矩。（2）發(fā)動機(jī)潤滑油負(fù)荷，即發(fā)動機(jī)潤滑油功率（kW）與曲軸箱機(jī)油容量（L）之比。（3）曲軸箱強(qiáng)制通風(fēng)、廢氣再循環(huán)等排氣凈化裝置的采用對發(fā)動機(jī)潤滑油的影響。（4）城市汽車時開、時停等運行工況對生成沉積物和發(fā)動機(jī)潤滑油氧化的影響等。下表列出了部分汽油車發(fā)動機(jī)的技術(shù)特征和要求的汽油機(jī)油規(guī)格汽車型號發(fā)動機(jī)型號結(jié)構(gòu)特征功率（kW）（r/min）扭矩（N?m）（r/min）排量（L）壓縮比汽油機(jī)油規(guī)格解放CA1092CA610299/3000373/1200~14005.566.75或7.2SD30或SD10W/30東風(fēng)EQ1092EQ6100-1改進(jìn)型99/3000353/1200~16005.427.0SD30或SD10W/30上海桑塔納2000閉環(huán)電控多點噴射72/5000150/31001.89.0VW50000（改良機(jī)油）或SF捷達(dá)CLL-4水冷汽油機(jī)53/5200121/25001.5958.5VW50101或SF紅旗CA7220ECA488系列電控多點噴射73.5/5200170/2800~32002.1949.0SF10W/30或SF15W/40雪佛蘭VIN-L125/4800300/32003.88.5SG或SH部分汽油車發(fā)動機(jī)的技術(shù)特征和要求的汽油機(jī)油規(guī)格

柴油發(fā)動機(jī)潤滑油使用性能級別的選擇主要依據(jù)發(fā)動機(jī)潤滑油的平均有效壓力、活塞平均速度、機(jī)油負(fù)荷、使用條件和柴油含硫量等因素。發(fā)動機(jī)的平均有效壓力、活塞平均速度等反映發(fā)動機(jī)的強(qiáng)化程度，用強(qiáng)化系數(shù)表示。

強(qiáng)化系數(shù)與柴油發(fā)動機(jī)潤滑油使用性能級別的關(guān)系如下表所示。

柴油機(jī)的強(qiáng)化程度對柴油發(fā)動機(jī)潤滑油使用性能級別的要求柴油機(jī)的強(qiáng)化程度強(qiáng)化系數(shù)要求的柴油發(fā)動機(jī)潤滑油使用性能級別高強(qiáng)化大于50CD或CE中強(qiáng)化30~50CC低強(qiáng)化小于30CA（廢除）或CB（廢除）部分柴油車發(fā)動機(jī)的技術(shù)特性和要求的柴油機(jī)油規(guī)格汽車型號發(fā)動機(jī)型號結(jié)構(gòu)特征缸徑×行程（mm）排量（L）壓縮比最大功率（kW）/（r/min）最大扭矩（N·m/（r/min）柴油機(jī)油規(guī)格解放CA1091K2CA6110Aω形燃燒室110×1206.84217103/2900392/1800~2000CC南京依維柯8140.27S8140.27渦輪增壓93×922.4991876/3800230/2200CD黃河1181C13X6135135×1401216.5154.4/2100785/1300CC或CD斯太爾1491WD61567/77ω形燃燒室，增壓中冷型126×1309.716206/24001070/1400CD15W/40太脫拉815-2T3A-929-1610缸，V型排列，ω形燃燒室120×1401616.6210/22001030/1400相當(dāng)于CD①2.黏度級別的選擇選擇發(fā)動機(jī)潤滑油的黏度級別主要是根據(jù)氣溫、工況和發(fā)動機(jī)潤滑油的技術(shù)狀況。黏度是評價發(fā)動機(jī)潤滑油品質(zhì)的一個重要指標(biāo)。它的大小直接影響發(fā)動機(jī)潤滑油的減磨、降溫、清潔、除銹、防塵、吸收振動和密封等作用。發(fā)動機(jī)潤滑油黏度選用要適當(dāng)，一般要遵循以下原則：1）機(jī)油黏度的選擇主要是根據(jù)工作地區(qū)的環(huán)境溫度、發(fā)動機(jī)工況和發(fā)動機(jī)的技術(shù)狀況選用適宜黏度等級的發(fā)動機(jī)潤滑油，以保證零件正常潤滑。2）機(jī)油的黏度要保證發(fā)動機(jī)在低溫條件下容易起動，在熱狀態(tài)下又能維持足夠的黏度以保證正常潤滑。3）機(jī)油黏度的選擇與發(fā)動機(jī)的技術(shù)狀況有關(guān)。新發(fā)動機(jī)應(yīng)選擇黏度較小的機(jī)油；磨損嚴(yán)重的發(fā)動機(jī)應(yīng)選擇黏度較大的機(jī)油。

4）從工況方面考慮，重載低速和高溫下應(yīng)選擇黏度較大的發(fā)動機(jī)潤滑油；輕載高速應(yīng)選擇黏度較小的發(fā)動機(jī)潤滑油。5）應(yīng)盡量選用黏溫特性好、黏度指數(shù)高的多級油。多級油使用溫度范圍比單級油寬，具有低溫黏度油和高溫黏度油的雙重特性。如5W/30多級油同時具有5W、30兩種單級油的特性其使用溫度區(qū)間由5W級油的-30～-10℃和30級油的0～30℃組合成-30～30℃。我國北方地區(qū)冬季氣溫低，應(yīng)選用低黏度機(jī)油，以保證發(fā)動機(jī)易于啟動，減少零部件磨損。

發(fā)動機(jī)潤滑油黏度級別選擇可參考下表。

各級機(jī)油的適用地區(qū)粘度級別適用的氣溫范圍℃季節(jié)我國地域30-10～30夏季東北西北40-5～40夏季全國各地500～50夏季南方5W/30-30～30冬夏通用東北西北5W/40-30～40冬夏通用東北西北10W/30-25～30冬夏通用華北中西部10W/40-25～40冬夏通用華北中西部15W/40-20～40冬夏通用華北中西部20W/50-15～50冬夏通用黃河以南長江以北也就是說，5W的潤滑油可以用于空氣溫度不低于-30攝氏度的環(huán)境中，其余以此類推。4.5.2發(fā)動機(jī)潤滑油的使用1.對發(fā)動機(jī)潤滑油作出合理選擇后，必須依據(jù)規(guī)定對其加以正確使用。為此，在使用中應(yīng)注意以下幾個方面：1）使用中要注意潤滑油顏色、氣味的變化，有條件者可以定期檢查潤滑油的各項性能指標(biāo)，一旦發(fā)現(xiàn)顏色、氣味以及性能指標(biāo)有較大變化，應(yīng)及時更換，不應(yīng)教條地照搬換油期限。2）換油時應(yīng)采用熱機(jī)放油方法。3）加注發(fā)動機(jī)潤滑油要注意適量。4）要定期檢查清洗發(fā)動機(jī)潤滑油濾清器，清理油底殼中的臟雜物。5）要避免不同牌號的發(fā)動機(jī)潤滑油混用，以免相互起化學(xué)反應(yīng)。6）選購時，應(yīng)盡可能地購買有影響、有知名度的正規(guī)廠家的發(fā)動機(jī)潤滑油，要特別注意辨別真假，確保潤滑油的品質(zhì)。2.發(fā)動機(jī)潤滑油使用中存在的主要問題歸納出了使用八忌：

1）忌選用黏度偏高的潤滑油2）忌隨意選擇代用油品3）忌使用中只添不換4）忌把潤滑油顏色變黑作為更換潤滑油的主要依據(jù)5）忌潤滑油加注量過多6）忌不了解發(fā)動機(jī)的結(jié)構(gòu)特點選擇潤滑油7）忌貯存、使用中混入水分8）忌選用劣質(zhì)胃牌潤滑油

4.6發(fā)動機(jī)潤滑油的質(zhì)量與更換4.6.1發(fā)動機(jī)潤滑油的質(zhì)量

為減緩發(fā)動機(jī)潤滑油變質(zhì)的時限，使其盡可能在一個良好的質(zhì)量指標(biāo)下較長時間地工作，延緩其換油期，必須對使用者提出以下幾點基本要求：①根據(jù)發(fā)動機(jī)潤滑油型號及其工作環(huán)境溫度，選擇合適的使用性能級別和黏度級別的發(fā)動機(jī)潤滑油。②發(fā)動機(jī)潤滑油技術(shù)狀況和使用情況正常。③根據(jù)有關(guān)規(guī)定對汽車進(jìn)行強(qiáng)制維護(hù)。4.6.2發(fā)動機(jī)潤滑油的更換發(fā)動機(jī)潤滑油的更換依據(jù)以下三條原則：一是根據(jù)車輛的行駛里程（或發(fā)動機(jī)潤滑油的工作時間）確定，稱為定期換油；二是根據(jù)發(fā)動機(jī)潤滑油的使用性能降低程度確定，稱為按質(zhì)換油；三是采用在發(fā)動機(jī)潤滑油油質(zhì)監(jiān)測下的定期換油。1.定期換油定期換油就是按行駛里程或使用時間對發(fā)動機(jī)潤滑油使用性能變化的影響規(guī)律來換油。換油期依據(jù)發(fā)動機(jī)潤滑油使用性能變化的影響規(guī)律來確定。換油期與發(fā)動機(jī)潤滑油使用性能級別、發(fā)動機(jī)技術(shù)狀況和運行條件有關(guān)。德國大眾汽車為7500～10000公里，但隨著發(fā)動機(jī)制造技術(shù)的不斷提高，德國一些汽車公司生產(chǎn)的最新一代轎車，換油周期已經(jīng)提高到3萬公里。國內(nèi)生產(chǎn)的多數(shù)轎車是7000公里換一次機(jī)油。影響換油周期因素：①低氣溫要勤換油，車輛如果在氣溫低于－20℃的地區(qū)行駛應(yīng)縮短換油周期。②多塵天氣，如果連續(xù)在多塵地區(qū)行駛，即使使用高品質(zhì)的潤滑油，還是5000公里更換為好。汽油發(fā)動機(jī)潤滑油參考換油里程如下表所示：部分汽車發(fā)動機(jī)油的參考換油里程汽車型號參考換油里程（×104km）解放CA1092東風(fēng)EQ1092北京切諾基上海桑塔納LX和上海桑塔納2000富康奧迪捷達(dá)紅旗CA7200E、紅旗CA7220E皇冠（CROWN）3.0凌志（LEXUS）LS400凱迪拉克（CADILAC）雪佛蘭（CHEVROLET）奔馳（BENZ）560南京依維柯8140.27S0.80.80.60.750.750.750.750.750.75或6個月0.75或6個月0.5或6個月0.5或6個月0.75或6個月0.7或6個月

下表列出了GB/T7607－2002《柴油機(jī)油換油指標(biāo)》的附錄A中規(guī)定的部分柴油發(fā)動機(jī)潤滑油參考換油里程或換油期。

柴油發(fā)動機(jī)潤滑油參考換油里程或換油周期車輛或機(jī)型柴油機(jī)型號強(qiáng)化系數(shù)使用油品使用條件換油里程或換油期/km黃河JN1172（JN162）黃河JNl173（JN163）解放CA15K五十鈴TXD50五十鈴NPR595X61306130Q6100ADA-1204BD13.93.94.23.94.4CC3、4級路面12000～1500012000～15000200008000～100008000～10000黃海DD6112NAX61303.9SD/CC、SE/CC3、4級路面12000太脫拉T815-2金龍XMQ6100T3A-930-606BT5.94.04.8SF/CC3、4級路面1000050002.按質(zhì)換油此原則是依據(jù)對能夠反映在用發(fā)動機(jī)潤滑油質(zhì)量的一些有代表性理化指標(biāo)的測試評定，來作出是否換油的決定。在用發(fā)動機(jī)潤滑油中有一項指標(biāo)達(dá)到換油指標(biāo)時應(yīng)更換新油。現(xiàn)行的在用發(fā)動機(jī)潤滑油換油指標(biāo)國家標(biāo)準(zhǔn)有GB/T8028－1994《汽油機(jī)油換油指標(biāo)》和GB/T7607－2002《柴油機(jī)油換油指標(biāo)》。GB/T8028－1994《汽油機(jī)油換油指標(biāo)》項目換油指標(biāo)試驗方法L-EQBL-EQCL-EQDL-EQE100℃運動黏度變化率（％）超過±25±25±25±25GB/T265GB/T11137水分（％）大于0.20.20.20.2GB/T260閃點（開口）/℃低于單級油165多級油150單級油165多級油150單級油165多級油150單級油165多級油150GB/T267GB/T3536酸值增加值/mgKOH·g-1大于2.02.02.02.0GB/T7304鐵含量/mg·kg-1大于250250200150SH/T0197SH/T0077正戊烷不溶物（%）大于1.51.51.52.0GB/T8926A法3.在油質(zhì)監(jiān)測下的定期換油這種方法在規(guī)定了發(fā)動機(jī)潤滑油換油期的同時也監(jiān)測在用油的綜合指標(biāo)，必要時可提前報廢。隨著對在用發(fā)動機(jī)潤滑油油質(zhì)分析技術(shù)的進(jìn)步，特別是油質(zhì)快速分析方法的出現(xiàn)與廣泛應(yīng)用，使原來在用發(fā)動機(jī)潤滑油的定期換油法，傾向于同時采用簡易快速在用發(fā)動機(jī)潤滑油分析法作為定期換油合理性的監(jiān)測手段。目前，我國多采用濾紙斑點試驗法和儀器測定法。1）濾紙斑點試驗法。