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浅析发动机润滑油的开发运用 |
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作者：长城汽车股份有限公司 柴仕杰 范新新 王晓宁 |
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在进行汽车发动机设计时，发动机润滑油的正确选用对于提升发动机性能、满足发动机排放性能要求等起重要作用。本文从润滑油的组成、选择等方面对发动机润滑油作了全面介绍，为选择合适的润滑油提供了依据。
润滑油的组成
润滑油是由基础油再添加相关的添加剂调配而成，基础油共分为两种：合成油、矿物油。同等级别型号的润滑油合成油要比矿物油的性能好，但价格较高。
美国石油学会API根据基础油组成的主要特性把基础油分为5类。
I类：为溶剂精制基础油，有较高的硫含量和不饱和烃（主要是芳烃）含量；
II类：主要为加氢处理基础油，其硫氮含量和芳烃含量较低，烷烃（饱和烃）含量高；
III类：主要是加氢异构化基础油，不仅硫、芳烃含量低，而且黏度指数很高；
IV类：为聚a-烯烃（PAO）合成油基础油；
V类：是除I～IV类以外的各种基础油。
虽然Ⅳ类合成基础油的品质很好，但由于成本较高，目前在世界上应用率较低，而III类基础油由于各项性能指标接近于IV类基础油，所调和的润滑油的使用性能又远高于I、II类基础油调和的润滑油，所以III类基础油逐渐开始为人们所青睐。
发动机润滑油的选择使用
发动机润滑油的主要技术参数包括闪点、倾点、低温动力粘度、粘度及泡沫稳定性。结合这些技术参数，下面给出了多种不同的润滑油选择方案。
1. 在国外一些大公司，汽车制造厂是通过与润滑油公司合作或自己生产润滑油来满足所生产汽车发动机需要，即产生了专供某牌或某车型使用的润滑油，这些润滑油符合此企业的企业标准，其配方的确定与发动机设计同步，并通过大量试验来最终确定。应该说，润滑油最先进的标准技术存在于国际知名的汽车企业，他们根据法规和不断提高的顾客需求，来研制最新的润滑油，推动润滑油技术向前发展。
2. 国内汽车制造厂对发动机润滑油的选择一般是在设计好发动机以后，根据相关标准来确定润滑油的使用级别，再根据试验来确定此种发动机润滑油是否符合要求，即利用现有的润滑油来匹配发动机。
3. 在质量级别的选择是指根据产品性能的要求选择不同质量级别的润滑油，使用高级别的润滑油可以降低车辆的维修费用，延长润滑油使用期限，节省润滑油，降低燃油消耗，并且对降低汽车尾气中NOx、CH和可悬浮颗粒等有害物含量、改善大气污染非常有益。
4. 在粘度级别的选择上，由于润滑油的粘度影响汽车的起动性能（尤其是在低温起动时）、燃油经济性等，要根据不同的使用温度来确定润滑油的粘度级别。根据SAE J300的粘度级别的分类，我国国家标准中汽油机油共分了17个粘度级别，其中，单级油为单独满足低温或高温条件使用的润滑油，多级油既满足一定的低温要求，又满足一定的高温要求。复级油的粘度指数高于单级油，SAE15W/40机油的粘温见图1。
图1 SAE15W 40机油的粘温
5. 不同公司生产的润滑油即使质量级别和粘度级别相同，但由于润滑油所使用的基础油、添加剂和配方的不同，也会有较大区别，要根据具体的技术条件来确定润滑油的使用温度界限。
6. 在合成润滑油的选择上，与矿物型润滑油相比，它具有以下特性及相应的应用领域：
（1）具有较好的高温性能，合成润滑油比矿物油的热安定性要好，热分解温度、闪点和自燃点高，热氧化安定性好，允许在较高的温度下使用；
（2）具有优良的粘温性能和低温性能；
（3）大多数合成润滑油比矿物油粘度指数高，粘度随温度变化小，在高温粘度相同时，大多数合成油比矿物油的倾点（或凝点）低，低温粘度小；
（4）具有较低的挥发性，合成油一般是一种纯化合物，其沸点范围较窄，挥发性较低，因此可延长油品的使用寿命；
（5）优良的化学稳定性，在国防和化学工业中具有重要的使用价值；
（6） 具有抗燃性；
（7）抗辐射性好，某些合成油具有较好的抗辐射性；
（8）与橡胶密封件的适应性，在使用合成润滑油时，应选择与这种合成油相适应的橡胶密封件。因为与矿物润滑油相适应的丁腈橡胶密封件，并不与多数合成油相适应。
结语
在未来，发动机润滑油的发展趋势将更合理化，应尽量提高或延长换油期，方便用户；使用粘度低的机油来提高燃油的经济性，但粘度低的润滑油对发动机的间隙也有很高的要求，否则容易造成润滑油泄漏；控制润滑油燃烧后产生的灰分来达到更高的排放要求。高级别的润滑油也要与相应的发动机相匹配，但并不是所有高级别的润滑油适用于所有车型，否则会适得其反。
随着环保与节能要求的不断提高，相关法律、法规的要求也日趋严苛，要求相配套使用的润滑油性能、技术不断提高，从而研发制造出符合发动机性能要求的润滑油。因此，发动机润滑油在润滑油种类中总是处于最先进的地位。(end)
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(2/11/2014) |
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