深圳市城市客車機(jī)油更換周期研究

孟凡生

（深圳職業(yè)技術(shù)學(xué)院，廣東 深圳 518055）

汽車發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)油使用一定時(shí)間后，必須進(jìn)行更換。主要有幾方面的原因：一方面是機(jī)油中混入了燃油、灰塵、積炭、金屬顆粒等雜質(zhì)；另一方面是機(jī)油本身成分的氧化變質(zhì)，使得機(jī)油失去原有的功能，因而必須定期更換機(jī)油，以確保發(fā)動(dòng)機(jī)的潤滑良好，延長其使用壽命[1-4]。機(jī)油在技術(shù)指標(biāo)嚴(yán)重下降的情況下仍然使用，會(huì)損害發(fā)動(dòng)機(jī)。但是若在機(jī)油尚可繼續(xù)使用的狀態(tài)下就更換掉，會(huì)增加成本，造成經(jīng)濟(jì)損失。因此，對于機(jī)油更換周期的研究具有重要意義。

本文針對深圳巴士集團(tuán)股份有限公司的柴油城市客車進(jìn)行取樣分析，根據(jù)2011年5月1日起實(shí)施GB/T 7607-2010《柴油機(jī)油換油指標(biāo)》[5]進(jìn)行判斷，得出有效數(shù)據(jù)，為合理更換機(jī)油提供參考。

1 試驗(yàn)分析

試驗(yàn)車輛車況良好。試驗(yàn)日期為2011年5月。試驗(yàn)車輛為 3 輛上柴車輛：S1、S2、S3；3 輛玉柴車輛：Y1、Y2、Y3。使用的機(jī)油均為昆侖天威，API：CH-4，SAE：15W-40。所有測試城市客車每二級(jí)保養(yǎng)時(shí)更換機(jī)油，行駛1.6萬～1.8萬km，歷時(shí)兩個(gè)月。

按照文獻(xiàn)[5]的要求對取樣機(jī)油的運(yùn)動(dòng)黏度變化率（100℃）、閃點(diǎn)（閉口）、堿值下降率、正戊烷不溶物、水分、鐵含量、銅含量、鋁含量、硅含量等項(xiàng)目進(jìn)行檢測分析。

1）運(yùn)動(dòng)黏度變化率。機(jī)油的黏度是發(fā)動(dòng)機(jī)潤滑系統(tǒng)正常工作的基本保證。運(yùn)動(dòng)黏度變化率一定程度上表征了機(jī)油質(zhì)量的衰變情況。黏度變化可綜合反映機(jī)油的變化，如機(jī)油被燃油、冷卻液稀釋，機(jī)油的黏度就會(huì)降低，導(dǎo)致機(jī)油的油膜變薄，潤滑性能下降，發(fā)動(dòng)機(jī)會(huì)由于油膜不夠而拉缸；若機(jī)油經(jīng)過較長時(shí)間使用，產(chǎn)生深度氧化，油泥增多，致使黏度增加，機(jī)油流動(dòng)性變差，潤滑性下降，引起發(fā)動(dòng)機(jī)故障。黏度的降低和增加會(huì)影響機(jī)油的潤滑性能，危及發(fā)動(dòng)機(jī)的正常工作。因此，黏度對機(jī)油來說是一項(xiàng)很重要的指標(biāo)[6-7]。100℃運(yùn)動(dòng)黏度的變化基本可以反映機(jī)油的氧化衰敗程度、功能添加劑的熱分解以及黏度指數(shù)改進(jìn)劑、降凝劑的機(jī)械剪切和熱降解情況[8]。

采用ASTMD445-09方法進(jìn)行檢測。上柴車輛機(jī)油使用后100℃運(yùn)動(dòng)黏度的變化率分別為-8.8%、-7.9%、-5.3%；玉柴車輛分別為-20.0%、-9.4%、-12.4%。針對CH級(jí)別的機(jī)油GB/T 7607-2010[5]的機(jī)油100℃運(yùn)動(dòng)黏度變化率限制為±20%。整個(gè)機(jī)油的使用周期內(nèi)，僅有Y1車輛機(jī)油的運(yùn)動(dòng)黏度變化率達(dá)到臨界值，其余車輛均遠(yuǎn)低于警戒上限。

2）閃點(diǎn)（閉口）。閃點(diǎn)表征油品著火燃燒的危險(xiǎn)程度，習(xí)慣上也正是根據(jù)閃點(diǎn)對危險(xiǎn)品進(jìn)行分級(jí)，閃點(diǎn)愈低愈危險(xiǎn)，愈高愈安全[9]。如果出現(xiàn)燃油稀釋的現(xiàn)象，則閃點(diǎn)檢測值明顯下降，燃油稀釋會(huì)削弱油膜的承載能力，增大磨損，影響油品的使用性能。閃點(diǎn)的高低反映了油樣被燃料油稀釋或油品氧化的程度，并據(jù)此來判斷機(jī)油的密封和磨損情況[6]。

采用ASTMD3828-09方法進(jìn)行檢測。Y1車輛機(jī)油的閃點(diǎn)為178℃，其余車輛機(jī)油的閃點(diǎn)均在190℃以上。

3）堿值下降率。當(dāng)前機(jī)油都有一定的堿值，堿值高低取決于機(jī)油中堿性添加劑的量，堿性添加劑對所產(chǎn)生酸性物質(zhì)的中和使得堿值下降。堿值的變化主要和所用燃料油的含硫量及油品使用過程中氧化變質(zhì)有關(guān)，反映了油品抑制氧化和中和酸性物質(zhì)能力的強(qiáng)弱，堿值下降到一定程度，油品失去了中和酸性物質(zhì)的能力，會(huì)引起油泥增多，發(fā)動(dòng)機(jī)部件有可能產(chǎn)生腐蝕、磨損等現(xiàn)象。

采用ASTMD2896-07a方法進(jìn)行檢測。所有檢測車輛中玉柴Y1機(jī)油的堿值下降率最大，為15.4%，遠(yuǎn)低于文獻(xiàn)[5]所規(guī)定的上限值50%。

4）酸值增值。酸值的變化反映了基礎(chǔ)油被氧化衰變和堿性添加劑消耗降解狀況。在高溫條件下，燃料油燃燒時(shí)所生成的酸性氧化物以及機(jī)油因氧化而產(chǎn)生的酸性產(chǎn)物不斷增加，使酸值不斷增大[9]。酸性增大會(huì)破壞機(jī)油的性能，同時(shí)增加對金屬的腐蝕，尤其是對軸瓦的腐蝕。此外，含硫燃料燃燒生成的硫化物在高溫下易形成樹脂狀沉積物，曲軸箱內(nèi)形成的硫酸、腐蝕物、漆狀物等都會(huì)給潤滑油帶來極大的污染，加速油品的老化[6,10]。

分別采用ASTMD664-09a方法進(jìn)行檢測。所有檢測車輛中玉柴的Y1機(jī)油酸值增值最大，為0.99 mgKOH/g，遠(yuǎn)低于文獻(xiàn)[5]規(guī)定的警戒上限值2.5 mgKOH/g。

5）正戊烷不溶物。正戊烷不溶物反映了在用油容納污染物的能力，正戊烷不溶物的增加反映了機(jī)油的老化程度和污染程度。正戊烷不溶物主要是機(jī)油中氧化物、積炭、煙灰、塵埃、纖維、金屬削等物質(zhì)組成。正戊烷不溶物表明機(jī)油氧化生成油泥、受污染的程度以及添加劑配方特點(diǎn)。隨著行車?yán)锍痰脑黾?，正戊烷不溶物總的變化趨勢是增加的，各試?yàn)車油中不溶物因?yàn)檐嚊r等差異，含量也存在較大差別[6]。

采用ASTMD893-05a（2010）方法進(jìn)行檢測。文獻(xiàn)[5]規(guī)定機(jī)油中正戊烷不溶物的上限為2.0%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）。試驗(yàn)表明，所有檢測車輛機(jī)油中正戊烷不溶物含量最高為0.34%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)），遠(yuǎn)低于換油指標(biāo)中的上限值。

6）水分。發(fā)動(dòng)機(jī)燃料燃燒后生成的水分竄入、空氣中的冷凝水落入、冷卻液泄漏等引起發(fā)動(dòng)機(jī)油中的水分隨著行駛里程的增加而增大較快。潤滑油中的水分會(huì)引起油膜承載能力下降,水分過大會(huì)引起潤滑油乳化而破壞其性能[6]。

采用ASTMD6304-07方法進(jìn)行檢測。文獻(xiàn)[5]規(guī)定機(jī)油中水分的上限為0.20%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）。試驗(yàn)表明，所有檢測車輛機(jī)油中Y1水分含量最高為0.39%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)），其余測試車輛均遠(yuǎn)低于換油指標(biāo)中的上限值。

7）鐵、銅、鋁磨損元素含量。機(jī)油中鐵主要來自氣缸套、活塞環(huán)的磨損；銅主要來自發(fā)動(dòng)機(jī)軸承的腐蝕或磨損；鋁主要來自活塞與氣缸壁的磨損。通過檢測這些磨損金屬元素，可以了解發(fā)動(dòng)機(jī)的磨損狀況。

采用ASTMD5185-09方法進(jìn)行檢測。針對CF、CH級(jí)別的機(jī)油，文獻(xiàn)[5]規(guī)定其中鐵、銅、鋁含量上限分別為：150 μg/g、50 μg/g、30μg/g。試驗(yàn)結(jié)果表明，所有檢測車輛機(jī)油中鐵、銅、鋁含量最大值分別為57μg/g、30 μg/g、5.6μg/g，均低于換油指標(biāo)中的上限值。

8）硅含量。機(jī)油中的硅主要源自外界異物進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的磨損。當(dāng)車輛行駛路況較差或者道路灰塵較多，以及空氣濾清器失效時(shí)，會(huì)致使機(jī)油中硅含量上升，造成發(fā)動(dòng)機(jī)零部件的磨料磨損。

采用ASTMD5185-09方法進(jìn)行檢測。針對CF、CH級(jí)別的機(jī)油，文獻(xiàn)[5]規(guī)定其的機(jī)油中硅含量上限為30 μg/g。試驗(yàn)結(jié)果顯示，所有取樣機(jī)油中的硅含量都在1 μg/g以下，表明外界異物幾乎沒有進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)。

2 結(jié)論與建議

目前針對車輛機(jī)油使用狀況分析，采用眼、手、鼻等的直觀判斷方法，缺乏科學(xué)性、規(guī)范性，并且判斷誤差較大；在整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程中，將柴油城市客車機(jī)油送至廣州澳凱油品檢測技術(shù)服務(wù)有限公司，根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的各項(xiàng)參數(shù)對取樣機(jī)油進(jìn)行測試，并將測試結(jié)果對照國家標(biāo)準(zhǔn)柴油機(jī)油換油指標(biāo)的技術(shù)要求進(jìn)行比較分析。文獻(xiàn)[5]針對柴油機(jī)油換油指標(biāo)作出了明確規(guī)定，參照其對CH級(jí)別機(jī)油的要求，根據(jù)各項(xiàng)指標(biāo)的測試標(biāo)準(zhǔn)發(fā)現(xiàn)，參加測試的6輛車輛中，Y1的運(yùn)動(dòng)黏度變化率（100℃）、水分兩個(gè)項(xiàng)目指標(biāo)均超過標(biāo)準(zhǔn)所要求限值，而其余5輛測試車輛的各項(xiàng)指標(biāo)均未超標(biāo)。綜合測試結(jié)果對深圳市的城市客車有如下建議：

1）Y1車輛機(jī)油超標(biāo)的原因應(yīng)當(dāng)為氣缸密封不嚴(yán)導(dǎo)致的燃油、水分沿氣缸壁泄漏至機(jī)油中，應(yīng)當(dāng)對故障部位進(jìn)行拆檢，找出導(dǎo)致氣缸漏氣的具體故障點(diǎn)，判斷最終是氣缸壁、活塞或者活塞環(huán)的故障導(dǎo)致100℃運(yùn)動(dòng)黏度的變化率、水分兩項(xiàng)均已超出標(biāo)準(zhǔn)要求，并及時(shí)維修或者部件更換。

2）鑒于5輛測試車輛的各項(xiàng)檢測指標(biāo)均未超出標(biāo)準(zhǔn)的界限值，建議適當(dāng)延長當(dāng)前機(jī)油的更換周期，針對行駛2萬km的柴油城市客車再次對取樣檢測，并分析機(jī)油性能指標(biāo)的變化規(guī)律。

3）機(jī)油更換周期與發(fā)動(dòng)機(jī)的使用狀態(tài)、環(huán)境以及保養(yǎng)等有很大關(guān)系，除參照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)之外，還應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況來考慮機(jī)油的更換時(shí)間。通過后期的大量試驗(yàn)，盡快制定出深圳市柴油城市客車合理的機(jī)油更換周期。

[1]馮克權(quán)，梁春艷，李德惠.10W/30燃?xì)馄噧?nèi)燃機(jī)機(jī)油的研究[J].合成潤滑材料，2000，27(4):1-8.

[2]喬棟鋼.柴油機(jī)發(fā)展趨勢及其潤滑要求[J].潤滑油，2002，17(1)：23-27.

[3]張春輝，朱建華.柴油內(nèi)燃機(jī)油對煙炱的處理能力要求及評定[J].潤滑與密封，2006，31(6)：33-36.

[4]張春輝.汽車排放控制和對內(nèi)燃機(jī)油規(guī)格發(fā)展的影響[J].石油商技，1999，17(5)：1-5.

[5]GB/T 7607-2010，柴油機(jī)油換油指標(biāo)[S].北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2010.

[6]尹興林，董元虎.公交車汽油發(fā)動(dòng)機(jī)換油周期研究[J].潤滑油，2004，19（5）：53-57.

[7]鄧廣勇，崔光淑，王成功.燃油稀釋對城市公交車發(fā)動(dòng)機(jī)潤滑油粘度和磨損性能的影響[J].潤滑油，2008，23（6）：33-38.

[8]楊明，聶濱，粟斌.SJ汽油機(jī)油在國產(chǎn)新型軍用汽車上的研究應(yīng)用[J].石油商技，2008，26(3)：9-13.

[9]董元虎，尹興林，馮豫川，等.公交汽車CNG/汽油兩用燃料發(fā)動(dòng)機(jī)油行車試驗(yàn)研究[J].潤滑與密封，2006，181（9）：139-144.

[10]張景河，等.現(xiàn)代潤滑油與燃料添加劑[M].北京：中國石化出版社，1991：46-47.