長城CI-4柴油機(jī)油在順豐控股營運(yùn)車輛上的進(jìn)口油替代試驗(yàn)

林東豐

中國石化潤滑油有限公司廣東銷售分公司

采用長城尊龍T500 CI-4 15W-40柴油機(jī)油在順豐控股營運(yùn)車輛上進(jìn)行了30 000 km應(yīng)用試驗(yàn)。對試驗(yàn)機(jī)油的各項理化性能進(jìn)行了全過程的跟蹤檢測，在試驗(yàn)過程中體現(xiàn)出良好的潤滑性能、抗磨性能和清凈分散性能。結(jié)果表明，各臺試驗(yàn)車輛運(yùn)行情況正常，行車試驗(yàn)達(dá)到預(yù)期效果。

順豐控股是國內(nèi)領(lǐng)先的快遞物流綜合服務(wù)商，目前其自有營運(yùn)車輛超過1.6萬臺，各種合作營運(yùn)車輛約30萬臺。長期以來，順豐控股的營運(yùn)車輛在潤滑油的使用上均從殼牌、美孚等進(jìn)口品牌中招標(biāo)選擇。為了降低運(yùn)輸成本，順豐控股希望聯(lián)合國內(nèi)品牌潤滑油公司開展用油國產(chǎn)化替代工作，實(shí)現(xiàn)強(qiáng)強(qiáng)合作。為此，中國石化潤滑油公司給油品替代工作提供了技術(shù)支持，確定了在長城潤滑油產(chǎn)品體系中選擇一款質(zhì)量和性能優(yōu)異的產(chǎn)品進(jìn)行應(yīng)用試驗(yàn)，以替代現(xiàn)用產(chǎn)品M品牌CI-4 15W-40柴油機(jī)油（下稱：M品牌）。

本文采用長城尊龍T500 CI-4 15W-40柴油機(jī)油（以下簡稱長城T500 CI-4 15W-40）在8臺營運(yùn)車輛上開展了應(yīng)用試驗(yàn)，以綜合評估長城T500 CI-4 15W-40的實(shí)際使用性能，為順豐控股營運(yùn)車輛的用油國產(chǎn)化替代提供必要的技術(shù)依據(jù)。

試驗(yàn)部分

試驗(yàn)車輛

參與試驗(yàn)的8臺運(yùn)輸車（1～8號車）主要分布在東莞市范圍內(nèi)，承接?xùn)|莞市內(nèi)的快遞運(yùn)輸業(yè)務(wù)。

試驗(yàn)車輛發(fā)動機(jī)主要參數(shù)見表1。

試驗(yàn)用油

為了確保試驗(yàn)數(shù)據(jù)具有更好的參考意義，選擇同一生產(chǎn)批號的長城T500 CI-4 15W-40油品作為車輛試驗(yàn)用油，油品質(zhì)量指標(biāo)及新油理化性能的實(shí)測數(shù)據(jù)見表2。

清洗及采樣

試驗(yàn)開始之前，將8輛試驗(yàn)車輛的舊機(jī)油在熱的狀態(tài)下全部排空，并用試驗(yàn)機(jī)油進(jìn)行清洗2次，每次怠速運(yùn)轉(zhuǎn)清洗20 min以上，然后放盡清洗油并更換機(jī)油濾清器、空氣濾清器和燃油濾清器，最后加入新機(jī)油（長城T500 CI-4 15W-40）至機(jī)油標(biāo)尺上限，啟動發(fā)動機(jī)運(yùn)行5 min，再補(bǔ)加新油至標(biāo)油尺上限，同時記錄加入的機(jī)油總量和車輛的行駛里程數(shù)，開始行車試驗(yàn)。

表1 試驗(yàn)車輛發(fā)動機(jī)主要參數(shù)

首次采樣設(shè)為0 km，每隔5 000 km取樣一次，總試驗(yàn)里程為30 000 km左右，每次取樣150 mL。每次取樣之后，適當(dāng)補(bǔ)加與所取油樣相同的新油。

換油指標(biāo)

對采集的樣品參考GB/T 7607—2010《柴油機(jī)油換油指標(biāo)》中的CH-4級別的換油指標(biāo)的技術(shù)項目進(jìn)行分析，具體見表3。

試驗(yàn)結(jié)果及分析

運(yùn)動黏度變化

在油品的實(shí)際行車試驗(yàn)過程中，發(fā)動機(jī)油的運(yùn)動黏度是影響發(fā)動機(jī)潤滑性的一項重要指標(biāo)之一。影響發(fā)動機(jī)油在使用過程中的黏度特性的因素比較多，如蒸發(fā)損失、聚合物的裂解和機(jī)械降解、油品的氧化縮合變稠、油品對油泥等雜物的分散、燃油稀釋等。其中主要原因有：

◇因高溫氧化和組分揮發(fā)，發(fā)動機(jī)油的運(yùn)動黏度會增大。若增長幅度過大，會導(dǎo)致發(fā)動機(jī)油能耗升高；

◇燃料稀釋和黏度指數(shù)改進(jìn)劑受剪切或熱作用分解將使發(fā)動機(jī)油運(yùn)動黏度下降；當(dāng)降到一定程度時，又會導(dǎo)致發(fā)動機(jī)部件磨損，同時造成油壓降低、密封變差。因此，發(fā)動機(jī)油黏度的變化基本可以反映油品衰變程度、添加劑熱分解以及黏度指數(shù)改進(jìn)劑、降凝劑的剪切、熱裂解變化情況。試驗(yàn)油品的100℃運(yùn)動黏度隨行駛里程的變化情況見圖1。

從圖1可以看出，在試驗(yàn)過程中，試驗(yàn)油品的100 ℃運(yùn)動黏度在7 000 km時出現(xiàn)下降，之后逐漸上升。這主要是因?yàn)閯偧幼⒌男聶C(jī)油受發(fā)動機(jī)摩擦副的剪切作用，使機(jī)油中的黏度指數(shù)改進(jìn)劑由大分子被剪切成小分子，致使機(jī)油黏度下降；隨著發(fā)動機(jī)使用時間延長，在苛刻的發(fā)動機(jī)工況條件下，機(jī)油會發(fā)生氧化并生成大分子膠質(zhì)，從而使機(jī)油黏度上升。在整個行車試驗(yàn)過程中，機(jī)油的黏度變化幅度較小，還處在原來的黏度等級范圍之內(nèi)，沒有出現(xiàn)明顯的下降和上升現(xiàn)象，也沒有超過換油指標(biāo)中規(guī)定的黏度變化范圍，說明試驗(yàn)機(jī)油具有優(yōu)異的剪切安定性和黏度保持能力，沒有出現(xiàn)過度氧化而造成機(jī)油黏度劇增現(xiàn)象。

表2 長城T500 CI-4 15W-40質(zhì)量指標(biāo)及新油理化性能實(shí)測數(shù)據(jù)

表3 GB/T 7607—2010 《柴油機(jī)油換油指標(biāo)》（CH-4）

堿值變化

柴油機(jī)油都有一定的堿值。柴油機(jī)油堿值的變化主要和所用燃料油的硫含量及油品在試驗(yàn)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，會引起油泥增多，發(fā)動機(jī)部件有可能腐蝕、磨損等現(xiàn)象。試驗(yàn)油品的堿值隨行駛里程的變化情況見圖2。

從圖2可以看出，在試驗(yàn)過程中，試驗(yàn)油品的堿值呈現(xiàn)逐漸下降的趨勢。其原因是機(jī)油高溫氧化而產(chǎn)生酸性物質(zhì)和柴油燃燒生成的酸性物質(zhì)，使得油品的堿值逐步下降。試驗(yàn)過程中，堿值下降率未超出換油指標(biāo)要求的50%，符合發(fā)動機(jī)油在使用過程中堿值下降的變化規(guī)律。

酸值變化

酸值主要用于檢測油品中某些功能添加劑的消耗情況及油品的老化程度。油品在使用過程中受到溫度、水分或其他因素的影響，會逐漸老化變質(zhì)。隨著油品老化程度增加，產(chǎn)生較多的酸性物質(zhì)，使油品酸值增加；較大量的酸性物質(zhì)對設(shè)備造成一定程度的腐蝕，并在金屬的催化作用下繼續(xù)加速油品的老化狀況，影響發(fā)動機(jī)的正常運(yùn)行。試驗(yàn)油品的酸值隨行駛里程的變化情況見圖3。

從圖3可以看出，隨著行駛里程的增加，試驗(yàn)機(jī)油的酸值呈現(xiàn)逐漸增大的變化趨勢，但到試驗(yàn)結(jié)束時，試驗(yàn)機(jī)油的酸值增加值均未超過2.5 mgKOH/g，符合發(fā)動機(jī)油在使用過程中酸值的變化規(guī)律，說明試驗(yàn)機(jī)油具有良好的抗氧化性能。

正戊烷不溶物變化

正戊烷不溶物是潤滑油氧化產(chǎn)物、添加劑降解產(chǎn)物、發(fā)動機(jī)金屬磨損粉末、灰塵及積炭的總和，主要反映潤滑油的氧化變質(zhì)和受污染程度。在用油的正戊烷不溶物含量達(dá)到一定值后，油品黏度增大，流動性變差，油品中的不溶物聚集成團(tuán)，堵塞油路，造成潤滑不良等嚴(yán)重后果。試驗(yàn)油品的正戊烷不溶物隨行駛里程的變化情況見圖4。

從圖4可以看出，行車試驗(yàn)結(jié)束后，試驗(yàn)油品的正戊烷不溶物含量不高，遠(yuǎn)小于換油指標(biāo)要求，表明試驗(yàn)油品在正常的車輛行駛條件下產(chǎn)生的油泥少，油品具有很好的抑制氧化產(chǎn)物生成的能力，具有良好的抗氧化性能、抗磨性能和清凈分散性能，對發(fā)動機(jī)起到良好的保護(hù)作用。

閃點(diǎn)變化

測定試驗(yàn)機(jī)油的閃點(diǎn)，主要是監(jiān)測發(fā)動機(jī)油被燃料油污染的程度。若發(fā)現(xiàn)機(jī)油閃點(diǎn)有顯著下降，說明該油品已被燃料稀釋，需及時更換油品并檢修發(fā)動機(jī)。試驗(yàn)油品的閃點(diǎn)隨行駛里程的變化情況見圖5。

從圖5可以看出，在整個行車試驗(yàn)過程中，試驗(yàn)機(jī)油的閃點(diǎn)變化正常，均在200 ℃以上，未達(dá)到閃點(diǎn)的換油指標(biāo)要求，說明本次試驗(yàn)情況良好，未出現(xiàn)顯著燃油稀釋等異常情況。

水分含量變化

在用油由于缸套老化滲漏、燃燒室產(chǎn)生的水汽等原因，可能造成油品帶水，水的存在會破壞油膜強(qiáng)度，并造成添加劑水解，有機(jī)酸還會腐蝕發(fā)動機(jī)部件。當(dāng)油品中水分較少時，由于發(fā)動機(jī)工作溫度較高，因此極少量的水有可能被蒸發(fā)，對發(fā)動機(jī)危害不大，隨著機(jī)油中水分的增加，油品乳化會加劇，引起金屬部件的銹蝕。試驗(yàn)油品的水分含量隨行駛里程的變化情況見圖6。

從圖6可以看出，試驗(yàn)機(jī)油中水分含量最大值為0.06%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)），遠(yuǎn)小于換油指標(biāo)的要求，說明試驗(yàn)機(jī)油沒有受到水分的污染，機(jī)油在發(fā)動機(jī)摩擦副之間形成的有效油膜強(qiáng)度良好，可以為發(fā)動機(jī)提供有效的潤滑保護(hù)。

磨損金屬元素含量

車輛在行駛過程中運(yùn)動部件都存在正常的磨損，通過測定發(fā)動機(jī)油的金屬元素含量變化可以監(jiān)測發(fā)動機(jī)的磨損情況。試驗(yàn)油品中磨損金屬元素的含量也從側(cè)面反映試驗(yàn)油品的品質(zhì)。發(fā)動機(jī)的磨損件主要為缸套、曲軸、活塞環(huán)等，可通過定期分析試油中Fe、Cu、Al等金屬含量的變化來評價，其中鐵元素能夠直接反映發(fā)動機(jī)的磨損情況。試驗(yàn)機(jī)油的Fe、Cu、Al元素含量隨行駛里程的變化情況分別見圖7～圖9。

從圖7～圖9可以看出，在整個行車試驗(yàn)過程中，試驗(yàn)機(jī)油中的Fe、Cu和Al元素含量呈規(guī)律性增加并穩(wěn)定在換油指標(biāo)的限值范圍內(nèi)，含量均較小；6號車的銅含量較高，這是由于該車輛車況相對較差所致，屬于正常磨損。較低的磨損元素含量也說明試驗(yàn)機(jī)油具有良好的抗磨性能，能夠在發(fā)動機(jī)各摩擦副之間形成強(qiáng)度很高的極壓膜，對發(fā)動機(jī)起到有效的保護(hù)，延長發(fā)動機(jī)的使用壽命。

硅元素含量變化

在用油中硅元素的來源主要與車輛的行駛環(huán)境有關(guān)，當(dāng)車輛行駛于塵土飛揚(yáng)的惡劣環(huán)境中，或空氣濾清器不正常，都會造成油中硅含量的大量增加，引起發(fā)動機(jī)零部件的磨料磨損。試驗(yàn)機(jī)油的Si含量隨行駛里程的變化見圖10。

從圖10可以看出，部分車輛的試驗(yàn)機(jī)油中Si含量隨行駛里程的增加而緩慢增加，可能與車輛的空氣濾清器或行駛的環(huán)境較為惡劣有較大關(guān)系。試驗(yàn)過程中，試驗(yàn)機(jī)油中硅元素含量的最大值僅為19 mg/kg，沒有超過換油指標(biāo)的要求，說明在行車試驗(yàn)過程中進(jìn)入發(fā)動機(jī)的污染物較少。

與原用進(jìn)口機(jī)油的對比

理化性能

長城T500 CI-4 15W-40與原用的M品牌柴油機(jī)油的理化性能典型數(shù)據(jù)對比見表4。

從表4可以看出，2個產(chǎn)品的綜合性能相當(dāng)，在閃點(diǎn)和堿值上長城T500 CI-4 15W-40更有優(yōu)勢。

實(shí)際使用效果

本次行車試驗(yàn)時，預(yù)先采集了每臺試驗(yàn)車輛在更換試驗(yàn)機(jī)油之前的舊機(jī)油（即M品牌），并對油樣進(jìn)行了相關(guān)項目的測試。通過比較同一臺試驗(yàn)車在相同或相近的條件下（行駛里程接近）前后所用油品的理化性能，考察油品的實(shí)際使用效果，結(jié)果見表5。

表4 長城T500 CI-4 15W-40與M品牌典型數(shù)據(jù)對比

表5 長城T500 CI-4 15W-400與M品牌的實(shí)際使用效果對比

從表5可以看出，在相當(dāng)?shù)男旭偫锍虠l件下，二者的100 ℃運(yùn)動黏度、堿值、酸值、金屬元素等關(guān)鍵指標(biāo)的數(shù)據(jù)相近，表明M品牌與長城T500 CI-4 15W-40的實(shí)際使用效果相當(dāng)。

結(jié)論

采用長城T500 CI-4 15W-40柴油機(jī)油在順豐控股營運(yùn)車輛上進(jìn)行了30 000 km的行車應(yīng)用試驗(yàn)，試驗(yàn)油的各項性能指標(biāo)都在GB/T 7607—2010《柴油機(jī)油換油指標(biāo)》CH-4級別油品換油指標(biāo)要求范圍內(nèi)，且遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于換油指標(biāo)要求。由此表明，油品各項綜合性能良好，完全可以滿足順豐控投營運(yùn)車輛的潤滑要求，可以實(shí)現(xiàn)對現(xiàn)用產(chǎn)品M品牌的使用替代。