車用發(fā)動(dòng)機(jī)潤(rùn)滑油的選擇與使用

陳強(qiáng)明

(蘭州城市學(xué)院，甘肅 蘭州 730070)

0 引言

現(xiàn)代高性能發(fā)動(dòng)機(jī)，熱和機(jī)械負(fù)荷高，發(fā)動(dòng)機(jī)潤(rùn)滑油在十分苛刻的條件下工作。在飛濺潤(rùn)滑和循環(huán)潤(rùn)滑中，機(jī)油與金屬及空氣接觸，在金屬催化下不斷氧化變質(zhì)，特別在高溫下，氧化變質(zhì)更加劇烈;再竄入曲軸箱的燃料油氣和廢氣，以及灰塵、磨屑和積炭等，都會(huì)嚴(yán)重污染潤(rùn)滑油。只有正確地選擇和使用潤(rùn)滑油，才能發(fā)揮汽車的良好性能，確保車輛經(jīng)常處于良好技術(shù)狀況，延長(zhǎng)車輛的使用壽命。

1 潤(rùn)滑油的分類

國(guó)際上廣泛采用美國(guó)SAE(美國(guó)汽車工程師學(xué)會(huì))黏度分類法和API(美國(guó)石油學(xué)會(huì))性能等級(jí)和使用分類法。

1.1 SAE黏度分類

美國(guó)汽車工程師學(xué)會(huì)，按低溫動(dòng)力黏度、低溫泵送性，將冬季機(jī)油W組系列分為0 W、5 W、10 W、15 W、20 W和25 W六個(gè)級(jí)別［1］，W組機(jī)油黏度等級(jí)含義如表1所示。

表1 W組機(jī)油黏度等級(jí)含義

按100℃時(shí)運(yùn)動(dòng)黏度分級(jí)，將春秋和夏季機(jī)油非W組系列分為20、30、40、50和60五個(gè)級(jí)別［1］，非W組機(jī)油黏度等級(jí)含義如表2所示。

表2 非W組機(jī)油黏度等級(jí)含義

機(jī)油按黏度等級(jí)劃分，有單級(jí)機(jī)油和多級(jí)機(jī)油，僅標(biāo)有一個(gè)黏度級(jí)號(hào)，如20 W、40的機(jī)油為單級(jí)機(jī)油，它符合一個(gè)級(jí)號(hào)要求，在冬夏溫差較大的地區(qū)不能冬夏通用。另一些機(jī)油，由于調(diào)制時(shí)加入黏度指數(shù)改進(jìn)劑，改善了黏溫性，使機(jī)油既符合一個(gè)非W級(jí)，又符合一個(gè)W級(jí)黏度要求，并且兩黏度級(jí)號(hào)之差不小于15，這種機(jī)油便是多級(jí)機(jī)油，如5W－40、10W－30、15W－40，多級(jí)油可在一定地區(qū)范圍內(nèi)冬夏季通用，級(jí)號(hào)差越大，適用的地區(qū)范圍越廣。

1.2 API性能和使用分類

現(xiàn)代發(fā)動(dòng)機(jī)功率增大，體積減小，結(jié)構(gòu)緊湊，熱負(fù)荷大，對(duì)機(jī)油的使用性能提出了更高的要求，美國(guó)石油學(xué)會(huì)根據(jù)機(jī)油的性能和使用場(chǎng)合不同，把機(jī)油分為S系列和C系列。S系列汽油發(fā)動(dòng)機(jī)用，如SG、SH、SM和SN等級(jí)別，C系列柴油發(fā)動(dòng)機(jī)用，如CF等級(jí)別。各個(gè)級(jí)別油的性能特點(diǎn)、適用場(chǎng)合及試驗(yàn)方法和標(biāo)準(zhǔn)均有許多詳細(xì)的規(guī)定，該分類法能正確反映除黏度特性以外所有性能的綜合要求，所以也稱為質(zhì)量分類或性能分類。機(jī)油級(jí)號(hào)越后，性能越好，適用的機(jī)型越新或工作條件越苛刻。

發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)油分類是根據(jù)產(chǎn)品特性、使用場(chǎng)合和使用對(duì)象確定的。每一個(gè)品種由兩個(gè)大寫英文字母及數(shù)字組成的代號(hào)表示。如SM 5W－40，該代號(hào)的第一個(gè)字母S代表汽油機(jī)用，第一個(gè)字母和第二字母及數(shù)字相結(jié)合代表質(zhì)量等級(jí)SM級(jí)，多級(jí)機(jī)油，黏度為5W－40冬夏季通用。如CF 15W－40，該代號(hào)的第一個(gè)字母C代表柴油機(jī)用，第一個(gè)字母和第二字母及數(shù)字相結(jié)合代表質(zhì)量等級(jí)CF級(jí)，多級(jí)機(jī)油，黏度為5W－40冬夏季通用。再如SE/CC 15W－40，多級(jí)汽油機(jī)和柴油機(jī)通用機(jī)油，該機(jī)油滿足質(zhì)量等級(jí)為SE的汽油發(fā)動(dòng)機(jī)，也可用于質(zhì)量等級(jí)為CC的柴油發(fā)動(dòng)機(jī)。

2 潤(rùn)滑油的選擇

(1)根據(jù)機(jī)型不同，選用適當(dāng)?shù)臋C(jī)油使用級(jí)(API)

①由于汽油機(jī)和柴油機(jī)油使用性能的側(cè)重點(diǎn)及添加劑配方不同，應(yīng)區(qū)別使用。如SG、SH、SM、SN只能用于汽油發(fā)動(dòng)機(jī)，如CD、CF只能用于柴油機(jī)，只有標(biāo)明是汽油機(jī)和柴油機(jī)通用機(jī)油，如SE/CC在標(biāo)明的級(jí)別范圍內(nèi)通用。

②汽油機(jī)油的工作條件的苛刻程度與汽車的生產(chǎn)年份有關(guān)

后生產(chǎn)或技術(shù)改進(jìn)型的汽車，機(jī)油工作條件通常要比早年生產(chǎn)的汽車苛刻，應(yīng)選用使用級(jí)別較高的機(jī)油。如20世紀(jì)80年代以前生產(chǎn)的汽油機(jī)要求用SC級(jí)汽油機(jī)油，20世紀(jì)80年代以后生產(chǎn)的轎車汽油機(jī)要求使用SE或SF級(jí)汽油機(jī)油，1989年以后生產(chǎn)的電控燃油噴射發(fā)動(dòng)機(jī)，要求使用SG、SH汽油機(jī)油。另外，有凈化裝置的發(fā)動(dòng)機(jī)一般會(huì)使機(jī)油工作條件惡化，可按凈化裝置的類型選用適當(dāng)使用級(jí)機(jī)油，如有EGR的汽油機(jī)要選用SE級(jí)以上的機(jī)油，有廢氣催化轉(zhuǎn)化器的汽油機(jī)必須選用SF級(jí)以上的機(jī)油，缸內(nèi)直噴發(fā)動(dòng)機(jī)必須選用SN級(jí)以上的機(jī)油，方能滿足工作條件。

③柴油機(jī)油可按柴油機(jī)的強(qiáng)化程度選用

柴油機(jī)的強(qiáng)化程度一般用強(qiáng)化系數(shù)表示，強(qiáng)化系數(shù)越大，熱、機(jī)負(fù)荷越高，機(jī)油工作條件越苛刻，要求選用使用級(jí)高的柴油機(jī)油。

強(qiáng)化系數(shù)Kφ的計(jì)算公式:

式中:pe為平均有效壓力，0.1 MPa;

Cm為活塞平均線速度，m/s;

Z為沖程系數(shù)(四沖程為0.5，二沖程為0.1)。

(2)根據(jù)季節(jié)氣溫，結(jié)合發(fā)動(dòng)機(jī)的性能和技術(shù)狀況選用適當(dāng)?shù)酿ざ燃?jí)［2］

冬季不低于－10℃的地區(qū)，使用SAE20單級(jí)油，在夏季應(yīng)換用黏度稍大的SAE30或SAE40的油，SAE 15/40則全年通用;冬季不低于－5℃的地區(qū)，使用SAE30單級(jí)油全年通用;兩廣和海南炎熱的夏季，應(yīng)選用SAE40;冬季低于－10℃的地區(qū)，應(yīng)選用SAE10W/30多級(jí)油，在嚴(yán)寒地區(qū)應(yīng)選用SAE5W/30多級(jí)油。為保證汽車順利起動(dòng)和正常潤(rùn)滑，發(fā)動(dòng)機(jī)使用的機(jī)油，應(yīng)根據(jù)氣溫不同，按圖1所示的范圍選用。

發(fā)動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)和性能不同，為保證低溫順利起動(dòng)和高溫時(shí)可靠潤(rùn)滑，汽車制造廠推薦了各自機(jī)型的機(jī)油黏度級(jí)和使用級(jí)，可供參考使用。

3 機(jī)油使用注意事項(xiàng)

(1)在機(jī)油黏度級(jí)的選擇上，并不是高黏度油有利于保證潤(rùn)滑及減少磨損，高黏度油的低溫起動(dòng)性和泵送性差，起動(dòng)后供油慢，發(fā)動(dòng)機(jī)磨損大，功率損失大，燃料消耗增加。此外，還有循環(huán)速度慢，冷卻和洗滌作用差的弊病，因此應(yīng)當(dāng)在保證活塞環(huán)密封良好，機(jī)件磨損正常的條件下，適當(dāng)選用低黏度的潤(rùn)滑油。只有在發(fā)動(dòng)機(jī)嚴(yán)重磨損，或運(yùn)行條件特別惡劣的情況下，允許使用比推薦黏度級(jí)高一級(jí)油。

(2)在選擇機(jī)油的使用級(jí)時(shí)，高級(jí)別的機(jī)油可以在要求較低的發(fā)動(dòng)機(jī)上使用，但過多降級(jí)使用不經(jīng)濟(jì);切勿把使用級(jí)較低的機(jī)油加在高性能的發(fā)動(dòng)機(jī)中使用，否則會(huì)造成發(fā)動(dòng)機(jī)早期磨損和損壞。

(3)要保持曲軸箱油面的正常。油面過低會(huì)加速機(jī)油變質(zhì)，甚至因缺油引起機(jī)件的燒壞;油面過高，會(huì)從氣缸和活塞間隙中竄進(jìn)燃燒室，使燃燒室積炭增多。機(jī)油尺上有油面的上限和下限標(biāo)記，測(cè)量油面時(shí)應(yīng)將汽車停放在平坦路面上，先把油尺上的油擦凈，把油尺插到底，油面應(yīng)在刻線2/4～4/4之間，否則應(yīng)補(bǔ)加。

(4)保持曲軸箱通風(fēng)良好，通風(fēng)裝置單向閥(PCV)易沉積油泥而堵塞，造成曲軸箱內(nèi)壓力過高，油氣和廢氣逆向流入空氣濾清器，污染濾芯，同時(shí)增加對(duì)曲軸箱內(nèi)機(jī)油的污染。

(5)按要求定期更換機(jī)油濾清器和空氣濾清器，保持機(jī)油的清潔。

(6)發(fā)動(dòng)機(jī)潤(rùn)滑油經(jīng)一定時(shí)期使用后，由于金屬磨屑和外界雜質(zhì)的混入以及潤(rùn)滑油本身理化性能的變化，會(huì)漸漸失去潤(rùn)滑性能，應(yīng)對(duì)在用機(jī)油的質(zhì)量監(jiān)測(cè)，盡可能實(shí)行按質(zhì)換油和按期換油相結(jié)合。車用發(fā)動(dòng)機(jī)油污染程度、質(zhì)量衰變情況可以用濾紙斑點(diǎn)試驗(yàn)方法進(jìn)行粗略分析判斷，它是一種現(xiàn)場(chǎng)快速測(cè)試方法，將在用機(jī)油滴在定性快速濾紙上，靜置一會(huì)，觀察斑點(diǎn)的擴(kuò)散形態(tài)(圖2所示)。斑點(diǎn)的核心是沉積環(huán)，是油中粗粒雜質(zhì)集中的地方;中間是擴(kuò)散環(huán)，是懸浮在油內(nèi)添加劑對(duì)污染雜質(zhì)的分散能力;外圍是油環(huán)，顏色由淺黃到棕黃，變深時(shí)說明油氧化嚴(yán)重。當(dāng)沉積環(huán)呈深黑色，甚至呈油泥狀，擴(kuò)散環(huán)很窄，甚至完全消失，油環(huán)擴(kuò)大，呈棕色時(shí)，說明油已嚴(yán)重污染、變質(zhì)，同時(shí)添加劑已耗盡，已無分散能力，油必須更換。發(fā)動(dòng)機(jī)潤(rùn)滑油中對(duì)含水的識(shí)別，有水漏入油底殼，油面明顯升高，油被稀釋呈乳白色，并伴有泡沫，用機(jī)油尺將油滴在干凈棉絲上，點(diǎn)燃后，則發(fā)出“吱吱、叭叭”的響聲，品質(zhì)純正的機(jī)油則沒有。按期換油應(yīng)掌握換油周期，汽車在灰塵多的道路上行駛，潤(rùn)滑油易變臟，在寒冷地區(qū)，曲軸箱內(nèi)易凝結(jié)水滴等，換油周期相對(duì)縮短。反之，在清潔的道路上，在干燥氣候情況下和溫暖地區(qū)，其換油周期可適當(dāng)延長(zhǎng)。根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)狀況，新車或大修過的發(fā)動(dòng)機(jī)在走合期，換油期短，走合期后可適當(dāng)延長(zhǎng);另外，汽車使用和保養(yǎng)情況不同，換油周期也不同。

換油時(shí)一定要在熱車時(shí)進(jìn)行，油溫高，不僅容易從放油孔流出，并且油中的劣化物被懸浮、分散，易和舊機(jī)油一起排出發(fā)動(dòng)機(jī)。加入新油后應(yīng)讓發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)數(shù)分鐘，停機(jī)3min后，再檢查油面。

【1】陳中一，姜玉波，程玉光．汽車運(yùn)行材料［M］．北京:人民交通出版社，1998．

【2】丁鳴朝，魏俊強(qiáng)，李玉茂，等．奧迪A6轎車使用與維修［M］．北京:電子工業(yè)出版社，2002．