自主研發(fā)CI-4 10W-40柴油機油在重載物流車輛上的行車試驗

韓燕玲 李湛 余春松 夏沖 梅艷玲 桂俊松

東風嘉實多油品有限公司

本文在搭載國Ⅳ濰柴發(fā)動機、錫柴發(fā)動機的重載物流車隊上采用東風嘉實多油品有限公司自主研發(fā)的CI-4 10W-40柴油機油進行了40 000 km行車試驗。行車試驗結果表明，與以國際添加劑公司復合劑技術調配的參比油相比，自主研發(fā)柴油機油的運動黏度、總堿值、水分、正戊烷不溶物、金屬元素含量等指標均保持在正常范圍內，與參比油質量相當，可滿足客戶的實際使用需要。

隨著排放法規(guī)的不斷升級，柴油發(fā)動機及后處理技術的不斷進步，對柴油機油的性能提出了更高的要求。重載卡車用CH-4柴油機油會逐漸向CI-4柴油機油過渡，CI-4柴油機油的需求越來越大，未來幾年，將作為主打產品被廣泛應用。目前市面上銷售的CI-4柴油機油產品多采用國際四大添加劑公司的復合劑技術。為提供更有性價比優(yōu)勢的產品，東風嘉實多油品有限公司自主研發(fā)了CI-4 10W-40柴油機油產品（以下簡稱自主研發(fā)柴油機油）。

本文以自主研發(fā)柴油機油作為試驗油，以國際添加劑公司復合劑技術調配的CI-4 10W-40(以下簡稱參比油)作為參比油，在裝載錫柴、濰柴發(fā)動機的重載物流車上進行40 000km行車試驗，通過實際行車情況及與參比油對比，考察自主研發(fā)柴油機油產品的實際使用性能。

行車試驗概況

行車試驗車輛信息

試驗車輛包括6輛物流車。選擇車齡、發(fā)動機型號、車輛狀況情況基本一致的試驗車輛作為一組，且車輛在既定的路線上正常行駛，各項參數(shù)油溫、油壓、水溫、車速等均保持在正常可控范圍，并按車輛保養(yǎng)手冊推薦的定期保養(yǎng)和維護車輛，減少試驗階段故障風險。6輛試驗車輛的信息見表1。

表1 試驗車輛信息

試驗用油

搭載錫柴、濰柴發(fā)動機的試驗車輛使用的試驗油及參比油各為同一批次，常規(guī)檢測指標見表2。

表2 試驗用油常規(guī)檢測數(shù)據(jù)

試驗前準備工作

行車試驗開始前，首先清洗發(fā)動機：

◇將發(fā)動機中的舊油放出，分別注入自主研發(fā)柴油機油和參比油至郵箱油尺上限；

◇車輛怠速行駛15 min后停止運行，放出全部發(fā)動機油；

◇更換新的機油濾清器、空氣濾清器和燃油濾清器。

發(fā)動機清洗后，在試驗車輛發(fā)動機中分別注入自主研發(fā)柴油機油和參比油至油尺上限，發(fā)動機運轉5 min后，再補加試驗油至上限，同時記錄試驗油的總量，開始行車試驗。行車試驗于2018年1月4日正式開始，總里程為40 000 km，間隔5 000 km取樣，分別為0 km、5 000 km、10 000 km、15 000 km、20 000 km、25 000 km、30 000 km、35 000 km、40 000 km。行車試驗過程中，為了保持發(fā)動機中試驗油的總量，每次取樣量約200 mL，取樣后補加等量新油。

行車試驗結果分析

對行車試驗過程中采集的試驗油樣的100 ℃運動黏度、堿值、水分、閃點（開口）、正戊烷不溶物、燃油稀釋、元素含量等指標進行分析，考察試驗油品在實際行車過程中各項性能的衰變情況。

運動黏度變化

適宜的油品是保證發(fā)動機正常運轉的要素之一，黏度過高或過低均不利于發(fā)動機正常潤滑。實際使用過程中，油品剪切、燃油稀釋、高溫氧化、煙炱、蒸發(fā)損失等均會導致發(fā)動機中的柴油機油黏度發(fā)生變化。試驗油品的100 ℃運動黏度變化分別見圖1、圖2。

由圖1、圖2可以看出，搭載濰柴、錫柴發(fā)動機的試驗車輛行駛40 000 km后，與0 km時試驗油品的100 ℃運動黏度比較，自主研發(fā)柴油機油與參比油的運動黏度變化比較平穩(wěn)，其中，自主研發(fā)柴油機油100 ℃運動黏度變化率最大為-9.2%，參比油100℃運動黏度變化率最大為-5.3%，參比油較自主研發(fā)柴油機油黏度變化小，但均在正常范圍內變化。這說明自主研發(fā)柴油機油與參比油經歷40 000km行車試驗后，仍具有良好的潤滑性能。

圖1 搭載濰柴發(fā)動機試驗車輛上試驗油品的100 ℃運動黏度變化趨勢

圖2 搭載錫柴發(fā)動機試驗車輛上試驗油品的100 ℃運動黏度變化趨勢

總堿值變化

柴油機油具有一定的堿值保持力，主要用于中和燃油燃燒后的含硫物質以及柴油機油使用過程中氧化變質酸性產物。試驗油品的總堿值變化趨勢分別見圖3、圖4。

由圖3、圖4可以看出，搭載濰柴、錫柴發(fā)動機的試驗車輛行駛40 000 km后，與0 km時試驗油品的總堿值比較，自主研發(fā)柴油機油與參比油的總堿值下降平穩(wěn)，其中，自主研發(fā)柴油機油總堿值變化率最大為-6.0%，參比油總堿值變化率最大為-6.1%，兩種油品總堿值變化率相當且均遠遠小于換油指標限值（50%）。說明自主研發(fā)柴油機油與參比油40 000 km行車試驗過程中，油品很好地抑制了發(fā)動機運行過程中產生的酸性物質，減少油泥產生，避免發(fā)動機部件的腐蝕。

圖3 搭載濰柴發(fā)動機試驗車輛上試驗油品的總堿值變化趨勢

圖4 搭載錫柴發(fā)動機試驗車輛上試驗油品的總堿值變化趨勢

水分含量

發(fā)動機運轉過程中，燃料油燃燒產生的水汽、密封件老化導致的密封不嚴，均可能導致油品進水，當水分含量較少時，水分對油品、發(fā)動機部件的影響不大，當水分含量增多，油品乳化，添加劑水解，金屬部件發(fā)生銹蝕。

6輛車共計54組的水分數(shù)據(jù)均為痕跡，說明試驗車輛密封件密封完好。

閃點

燃料油進入潤滑系統(tǒng)混入柴油機油中，會造成柴油機油運動黏度、閃點明顯下降，增大金屬部件磨損的可能性。6輛試驗車輛試驗過程中的試驗油品開口閃點檢測結果見表3。

表3 6輛試驗車輛開口閃點檢測結果

從表3可以看出，6輛試驗車輛不同里程油品閃點數(shù)據(jù)變化平穩(wěn)，未發(fā)生較大波動，說明試驗車輛潤滑系統(tǒng)狀況良好。

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，主要由氧化產物和磨損金屬顆粒組成。正戊烷不溶物數(shù)值越小，說明油品清凈分散性能越好，正戊烷不溶物數(shù)值越大，油品清凈分散性能越差。試驗油品的正戊烷不溶物變化趨勢分別見圖5、圖 6。

由圖5、圖6可以看出，在40 000 km行車試驗過程中，自主研發(fā)柴油機油正戊烷不溶物數(shù)值與參比油差別不大。自主研發(fā)柴油機油展現(xiàn)了良好的清凈分散性能，說明其具有優(yōu)異的油泥容納能力。

圖5 搭載濰柴發(fā)動機試驗車輛上試驗油品的正戊烷不溶物變化

圖6 搭載錫柴發(fā)動機試驗車輛上試驗油品的正戊烷不溶物變化

抗磨性能

發(fā)動機的主要潤滑磨損部位分別有活塞環(huán)、氣缸套、軸瓦、活塞與氣缸壁，當今發(fā)動機中氣缸套主要材質為合金鑄鐵材料，活塞環(huán)主要材質為鑄鐵和鋼，銅元素主要來源于軸瓦的磨損，鋁元素主要來源于活塞的磨損。通過檢測油品中鐵、銅、鋁3種金屬元素含量，可評價試驗油品的抗磨損性能。

試驗油品的鐵含量變化分別見圖7、圖8，銅含量變化分別見9、圖10，鋁含量變化分別見圖11、圖12。

由圖7～圖12可以看出，搭載濰柴、錫柴發(fā)動機的試驗車輛行駛40 000 km后，自主研發(fā)柴油機油與參比油的鐵、銅、鋁含量檢測結果均遠遠小于換油指標限值（分別為150 mg/kg、50 mg/kg、30 mg/kg），說明在40 000 km的行駛階段，自主研發(fā)柴油機油與參比油抗磨性能相當。

結論

在搭載濰柴、錫柴發(fā)動機的物流車上進行了40 000 km行車試驗，并與國際添加劑公司復合劑技術調配的參比油進行對比發(fā)現(xiàn)，試驗用油均表現(xiàn)出良好的黏度保持性、堿值保持性、清凈分散性及抗磨損性能，完全滿足實際使用的要求。通過自主研發(fā)高性能、高質量級別的柴油機油技術并實現(xiàn)推廣應用，不僅將逐漸縮小乃至彌平國內與國際的技術差距，而且將可發(fā)揮出顯著而可觀的經濟效益和社會效益。

圖7 搭載濰柴發(fā)動機試驗車輛上試驗油品的鐵含量變化

圖8 搭載錫柴發(fā)動機試驗車輛上試驗油品的鐵含量變化

圖9 搭載濰柴發(fā)動機試驗車輛上試驗油品的銅含量變化

圖10 搭載錫柴發(fā)動機試驗車輛上試驗油品的銅含量變化

圖11 搭載濰柴發(fā)動機試驗車輛上試驗油品的鋁含量變化

圖12 搭載錫柴發(fā)動機試驗車輛上試驗油品的鋁含量變化