柴油发动机比同功率汽油发动机节油30%,在欧洲发展很快,中国一汽宝来、捷达部分车型也装有柴油发动机,机油要求满足欧洲ACEA 2002轻负荷柴油机油质量标准。对于柴油轿车用户,一时无法买到专用油时,可选用SJ或SL高档汽油机油代用,但因汽油机油总碱值偏低,换油期应缩短为4000~6000km。
压缩天然气CNG、液化石油气LPG作为清洁燃料应用逐年增多,燃气发动机润滑方式与汽油发动机和柴油发动机相似,但燃料的改变及发动机结构、工况、材料的变化,使用CNG和LPG为燃料的汽车不宜使用普通汽油机油或柴油机油,这是如下原因所致:
(1)气体燃烧温度高,会增加NO。的生成;(3)燃烧温度高,增加发动机热负荷,要求机油耐高温和更好氧化安定性;
(4)压缩气体无润滑作用,易导致进气阀、排气阀座磨损,要求机油抗磨性更好。
四冲程摩托车用发动机与轿车用四冲程发动机主要差异见表l-4。
项目 |
四冲程摩托车发动机 |
轿车用发动机 |
转速/(r/min) |
7000~12000 |
3000~6000 |
排量 |
几十到几百毫升,多为单缸 |
1L到NL,多缸 |
冷却方式 |
多为空冷,也有水冷 |
水冷 |
离合器 |
与曲轴箱连通润滑 |
与曲轴箱分开 |
机油量 |
1L |
3L以上 |
从表1-4中得知,四冲程摩托车发动机与一般四冲程汽油发动机有着明显差别,这种发动机性能上的差别直接反映到对油品的要求不同。摩托车转速高、热负荷大而油底壳小,还要直接润滑离合器片,对油品要求更苛刻,要求使用专用油。
A.节能:汽油机实行电喷后,比功率提高,同时用计算机控制空燃比在14.7左右,使燃烧趋于完全,以达到节能的效果。
B.排放:氧传感器可测定排气中过剩氧的含量,便于三元催化器首行还原反应,把NO。还原为N:+0:,然后再进行氧化反应,把HC、CO氧化为H:O、CO:,改进汽车排放性能。
汽油机采用电喷+三元催化转化器技术后,明显改变汽车动力性、经济性、排放性能。因此,国内外厂家正在迅速用电喷发动机取代化油器发动机。
A.高标号汽油:中国引进的电喷车原设计压缩比高,在国外均使用95号以上无铅汽油。尽管国产化时降低压缩比,为保证汽车动力性、燃油经济性和排放要求、防止爆震,应使用93或95号无铅汽油。
B.无铅汽油:汽油中的铅元素,不仅会造成人体中毒,而且会引起催化转化器失效。
C.清洁汽油:汽油机使用电喷后,燃烧室温度提高,汽油容易在喷嘴、进气阀和燃烧室形成积炭。特别是国内炼油厂加氢能力不足、汽油中催化裂化组分多、烯烃含量过高、更易形成积炭,因此电喷车用汽油必须加人高效清净剂。
美国代汽油清净剂,解决化油器积炭问题。
美国第二代汽油清净剂,解决喷油嘴积炭问题。
美国第三代汽油清净剂,解决进气阀沉积物问题。
美国第四代汽油清净剂,解决燃烧室积炭问题。
国外汽车公司对车用汽油与市面普通无铅汽油相比,要求“六低二高”;硫含量低、苯含量低、芳烃含量低、烯烃含量低、蒸汽压低、馏程T90低;高清净性、高氧含量。
A.要求磷含量低,以延长催化剂寿命、防止氧传感器中毒,防止电喷系统紊乱。
B.要求灰分含量低,防止堵塞催化剂。
C.要求挥发性低,防止电喷系统紊乱。
D.要求高温高剪切性能优异,保证活塞环区和轴瓦油膜厚度和润滑。
机油黏度是指在规定温度下(如100℃)测定的数据,同样是100~C黏度14.55mm。/s的15w-40油,高档油在常温下人们会觉得稀,但低档油给人感觉较黏稠。因为高档油用基础油精制深度高,黏度指数高,黏温性好,黏度随温度变化小。
部分厂家为迎合少数用户常温(手)感觉黏度的方法,在油品中加入劣质增黏剂,使用非标基础油,让人觉得拉丝性能好,这种油极易氧化变质,对机器有百害而无一利。原则上不能混合使用。各厂家配方组成不一样,例如柴油机油,有磺酸盐配方,有水杨酸盐配方,二者混用有沉淀物生成。更换机油前应严格清洗润滑系统。
如两种油短期混合难以避免,则使用前应做混兑试验,通常按照1:1比例混合均匀,室温(不低于20℃)下静置24h观察是否分层或沉淀,相容后方可使用,但使用中仍必须注意观察使用情况。
汽油机油质量等级的选择依据,主要考虑发动机的压缩比,曲轴箱是否装有正压排气装置,是否有废气再循环装置以及废气催化转化器等。
柴油机油质量等级的选择依据,主要依据柴油机的工况苛刻程度(一般用强化系数K、增压比、顶环槽温度表示),排放等级,以及是否带废气再循环装置等。
汽油车与柴油车运行工况不尽相同,汽油机油与柴油机油配方也存在很大差异,汽油机油强调分散低温油泥,而柴油机油侧重于高温清净性和烟炱分散性,针对性很强。若汽油车使用柴油机油或柴油车使用汽油机油将很快造成磨损,甚至故障。
汽、柴油机通用油是一种既可用于汽油机也可用于柴油机的内燃机油,通常简称作通用油,比如:SG/CF-4 15w-40。
单级油一般指单个季节用油,无低温黏度指标要求,市场上主要牌号多为SAE 30、SAE 40、SAE 50三种。多级油系四季通用油,对低温性能有严格的指标要求,可在一定地区四季通用,不必因季节变化而更换、主要黏度级别为10W-30、15w-40、10W-40、20W-50等。多级油除四季使用方便外,还具有良好的冷启动性,在较低气温下可保证发动机顺利启动;具有节能作用,与使用单级油相比,一般可节省1.0%~3.0%的燃料消耗。
表1-3机油黏度与适用环境温度的关系
黏度等级 |
运动黏度(100℃)/(mm²/s) |
环境温度/℃ |
0W 5W 10W 15W 20W 25W 20 30 40 |
≮3.8 ≮3.8 ≮4.1 ≮5.6 ≮5.6 ≮9.3 5.6~<9.3 9.3~<12.5 12.5~<16.3 |
-40~-10 -35~-10 -30~+5 -18~+10 -12~+15 -10~+20 -15~+25 -10~+30 0~+40 |
50 60 0W-30 5W-30 10W-30 10W-40 15W-30 15W-40 20W-40 20W-50 25W-50 |
16.3~<21.9 21.9~<26.1 9.3~<12.5 9.3~<12.5 9.3~<12.5 12.5~<16.3 9.3~<12.5 12.5~<16.3 12.5~<16.3 16.3~<21.9 16.3~<21.9 |
+10~+40 +15~+45 -40~+25 -35~+30 -30~+30 -30~+40 -18~+30 -18~+40 -12~+40 -12~+50 -10~+50 |
中国柴油机油等效采用美国API的质量等级分类方法,以C开头,后面跟上字母A、B、C、D等,柴油机油随着发动机的设计、燃料中硫含量的要求、节能、排放等变化而发展。顺序越往后,质量等级越高,见图1-2。目前中国存在CC-CJ-4高、中、低、档油“九代同堂”的共存局面。
表1-2 API柴油发动机润滑油等级分类
API等级 |
用油说明 |
CA |
轻负荷柴油机(1940年代-1959) |
CB |
中负荷柴油机(1949-1960) |
CC |
中负荷柴油机(1961-1990) |
CD |
部分自然吸气和涡轮增压 |
CE |
高速四冲程自然吸气和涡轮增压,取代CC/CD |
CF |
越野/间接喷射/燃油硫含量高于0.5% |
CF-4 |
高速四冲程自然吸气和涡轮增压,取代CD/CE |
CG-4 |
高速四冲程,低硫含量燃油,1994排放标准 |
CH-4 |
高速四冲程,1998排放标准,燃油硫含量达0.5% |
CI-4 |
适用于高速四冲程,2004排放标准,EGR,燃油硫含量达0.5% |
CJ-4 |
为了满足欧IV排放法规对柴油机的要求,于2006年10月15日起进行认证。CJ-4规格首次提出了对柴油机的硫、磷及硫酸盐灰分含量的限制指标,这样将限制含硫的API I类基础油的使用,而API II、III类基础油的应用将更广泛。无论是对清净剂还是抗氧抗腐剂、抗磨剂、分散剂及黏度指数改进剂,CJ-4规格都提出了新的要求 |
SAE发动机油年度分类(SAE:美国汽车工程师学会)
SAE粘度级别 |
低温动力粘度cP@℃,max |
低温泵送粘度cP@℃,max |
运动级别@100℃ |
高剪切粘度(cP)@150℃106S-1min |
|
cSt,min |
cSt,min |
||||
0W |
6,200@-35 |
60,000@-40 |
3.8 |
- |
- |
5W |
6,600@-30 |
60,000@-35 |
3.8 |
- |
- |
10W |
7,000@-25 |
60,000@-30 |
4.1 |
- |
- |
15W |
7,000@-20 |
60,000@-25 |
5.6 |
- |
- |
20W |
9,500@-15 |
60,000@-20 |
5.6 |
- |
- |
25W |
13,000@-10 |
60,000@-15 |
9.3 |
- |
- |
20 |
- |
- |
5.6 |
9.3 |
2.6 |
30 |
- |
- |
9.3 |
12.5 |
2.9 |
40 |
- |
- |
12.5 |
16.3 |
2.9* |
40 |
- |
- |
12.5 |
16.3 |
3.7** |
50 |
- |
- |
16.3 |
21.9 |
3.7 |
60 |
- |
- |
21.9 |
26.1 |
3.7 |
*0W-40,5W-40,10W-40
**15W-40,20W-40,25W-40,40
SAE车用齿轮油粘度分类
SAE粘度级别 |
150,00厘泊时的最高温度(℃) |
100℃时的粘度(厘斯) |
|
最低值 |
最高值 |
||
70W |
-55 |
4.1 |
- |
75W |
-40 |
4.1 |
- |
80W |
-26 |
7.0 |
- |
85W |
-12 |
11.0 |
- |
90 |
- |
13.5 |
<24.0 |
140 |
- |
24.0 |
<41.0 |
250 |
- |
41.0 |
- |
NLGL润滑脂分类(NLGL)美国润滑脂学会
NLGL级数 |
工作针入度25℃,0.1mm |
000 |
445-475 |
00 |
400-430 |
0 |
355-385 |
1 |
310-340 |
2 |
265-295 |
3 |
220-250 |
4 |
175-205 |
5 |
130-160 |
6 |
85-115 |
ISO润滑油粘度分类
ISO粘度级别 |
粘度中间值mm2/s40℃ |
运动粘度界限mm2/s40℃ |
|
最低值 |
最高值 |
||
ISO VG 2 |
2.2 |
1.98 |
2.42 |
ISO VG 3 |
3.2 |
2.88 |
3.52 |
ISO VG 5 |
4.6 |
4.14 |
5.06 |
ISO VG 7 |
6.8 |
6.12 |
7.48 |
ISO VG 10 |
10 |
9.00 |
11.0 |
ISO VG 15 |
15 |
13.5 |
16.5 |
ISO VG 22 |
22 |
19.8 |
24.2 |
ISO VG 32 |
32 |
28.8 |
35.2 |
ISO VG 46 |
46 |
41.4 |
50.6 |
ISO VG 68 |
68 |
61.2 |
74.8 |
ISO VG 100 |
100 |
90.0 |
110 |
ISO VG 150 |
150 |
135 |
165 |
ISO VG 220 |
220 |
198 |
242 |
ISO VG 320 |
320 |
288 |
352 |
ISO VG 460 |
460 |
414 |
506 |
ISO VG 680 |
680 |
612 |
748 |
ISO VG 1000 |
1000 |
900 |
1100 |
ISO VG 1500 |
1500 |
1350 |
1650 |
AGMA润滑油粘度范围(AGMA)美国齿轮制造商协会
AGMA润滑油等级抗氧防锈抗极压齿轮油 |
ISO粘度级别 |
粘度范围(赛氏通用秒)SUS@37.8℃ |
国际标准粘度范围(厘斯)cSt@37.8℃ |
|||
最小值 |
最大值 |
最小值 |
最大值 |
|||
1 |
- |
46 |
193 |
235 |
41.4 |
50.6 |
2 |
2极压 |
68 |
284 |
347 |
61.2 |
74.8 |
3 |
3极压 |
100 |
417 |
510 |
90 |
110 |
4 |
4极压 |
150 |
626 |
765 |
135 |
165 |
5 |
5极压 |
220 |
918 |
1122 |
198 |
242 |
6 |
6极压 |
320 |
1335 |
1623 |
288 |
352 |
7复合 |
7极压 |
460 |
1919 |
2346 |
414 |
506 |
8复合 |
8极压 |
680 |
2837 |
3467 |
612 |
748 |
8A复合 |
- |
1000 |
4171 |
5090 |
900 |
1100 |
粘度分类比较
表1-1 API汽油发动机润滑油等级分类
API级别 |
用油说明 |
SA |
纯矿物油(不含添加剂),不可用于1930年以后生产的车辆发动机 |
SB |
相比SA增加了抗氧化和抗磨损能力,不可用于1963年以后生产的车辆发动机 |
SC |
相比SD增加了抗高低温沉积物、抗磨、防锈、抗腐蚀性能,不可用于1967年以后生产的车辆发动机 |
SD |
比SC具有更好的发动机保护功能,不可用于1971年以后生产的车辆发动机 |
SE |
比SD具有更好的发动机保护功能,不可用于1979年以后生产的车辆发动机 |
SF |
具有比SE更好的抗磨损抗养化性能,满足1988年以前的车型对车辆保修期的要求 |
SG |
具有比SF更好的发动机沉淀物控制能力,抗氧化和抗磨损能力更强,满足1993年以前的车型对车辆保修期的要求 |
SH |
具有比SG更好的抗氧化、抗磨损、防锈、防腐蚀和控制油泥的性能,满足1996年以前的车型对车辆保修期的要求 |
SJ |
具有更低的挥发性,低磷,保护车辆上的三元催化器,满足2001年以前的车型对车辆保修期的要求 |
SL |
2001年7月发布,比SJ氧化稳定性更强,高温沉积物更少,机油消耗更低,且具有节省燃油的优势 |
SM |
2004年11月发布具有更好的抗氧化性和沉积物控制能力,更佳的抗磨损保护功能和更好的低温流动性 |
SN |
2010年10月发布,具有更好的抗高温沉积、油泥控制以及密封材料相容性。此外API SN资源节约型提升了燃油经济性和车辆排放系统保护性。 |