在進(jìn)行汽車發(fā)動機(jī)設(shè)計時,發(fā)動機(jī)潤滑油的正確選用對于提升發(fā)動機(jī)性能、滿足發(fā)動機(jī)排放性能要求等起重要作用。本文從潤滑油的組成、選擇等方面對發(fā)動機(jī)潤滑油作了全面介紹,為選擇合適的潤滑油提供了依據(jù)。
潤滑油的組成
潤滑油是由基礎(chǔ)油再添加相關(guān)的添加劑調(diào)配而成,基礎(chǔ)油共分為兩種:合成油、礦物油。同等級別型號的潤滑油合成油要比礦物油的性能好,但價格較高。
美國石油學(xué)會API根據(jù)基礎(chǔ)油組成的主要特性把基礎(chǔ)油分為5類。
I類:為溶劑精制基礎(chǔ)油,有較高的硫含量和不飽和烴(主要是芳烴)含量;
II類:主要為加氫處理基礎(chǔ)油,其硫氮含量和芳烴含量較低,烷烴(飽和烴)含量高;
III類:主要是加氫異構(gòu)化基礎(chǔ)油,不僅硫、芳烴含量低,而且黏度指數(shù)很高;
IV類:為聚a-烯烴(PAO)合成油基礎(chǔ)油;
V類:是除I~I(xiàn)V類以外的各種基礎(chǔ)油。
雖然Ⅳ類合成基礎(chǔ)油的品質(zhì)很好,但由于成本較高,目前在世界上應(yīng)用率較低,而III類基礎(chǔ)油由于各項(xiàng)性能指標(biāo)接近于IV類基礎(chǔ)油,所調(diào)和的潤滑油的使用性能又遠(yuǎn)高于I、II類基礎(chǔ)油調(diào)和的潤滑油,所以III類基礎(chǔ)油逐漸開始為人們所青睞。
發(fā)動機(jī)潤滑油的選擇使用
發(fā)動機(jī)潤滑油的主要技術(shù)參數(shù)包括閃點(diǎn)、傾點(diǎn)、低溫動力粘度、粘度及泡沫穩(wěn)定性。結(jié)合這些技術(shù)參數(shù),下面給出了多種不同的潤滑油選擇方案。
1.在國外一些大公司,汽車制造廠是通過與潤滑油公司合作或自己生產(chǎn)潤滑油來滿足所生產(chǎn)汽車發(fā)動機(jī)需要,即產(chǎn)生了專供某牌或某車型使用的潤滑油,這些潤滑油符合此企業(yè)的企業(yè)標(biāo)準(zhǔn),其配方的確定與發(fā)動機(jī)設(shè)計同步,并通過大量試驗(yàn)來最終確定。應(yīng)該說,潤滑油最先進(jìn)的標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)存在于國際知名的汽車企業(yè),他們根據(jù)法規(guī)和不斷提高的顧客需求,來研制最新的潤滑油,推動潤滑油技術(shù)向前發(fā)展。
2.國內(nèi)汽車制造廠對發(fā)動機(jī)潤滑油的選擇一般是在設(shè)計好發(fā)動機(jī)以后,根據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)來確定潤滑油的使用級別,再根據(jù)試驗(yàn)來確定此種發(fā)動機(jī)潤滑油是否符合要求,即利用現(xiàn)有的潤滑油來匹配發(fā)動機(jī)。
3.在質(zhì)量級別的選擇是指根據(jù)產(chǎn)品性能的要求選擇不同質(zhì)量級別的潤滑油,使用高級別的潤滑油可以降低車輛的維修費(fèi)用,延長潤滑油使用期限,節(jié)省潤滑油,降低燃油消耗,并且對降低汽車尾氣中NOx、CH和可懸浮顆粒等有害物含量、改善大氣污染非常有益。
4.在粘度級別的選擇上,由于潤滑油的粘度影響汽車的起動性能(尤其是在低溫起動時)、燃油經(jīng)濟(jì)性等,要根據(jù)不同的使用溫度來確定潤滑油的粘度級別。根據(jù)SAEJ300的粘度級別的分類,我國國家標(biāo)準(zhǔn)中汽油機(jī)油共分了17個粘度級別,其中,單級油為單獨(dú)滿足低溫或高溫條件使用的潤滑油,多級油既滿足一定的低溫要求,又滿足一定的高溫要求。復(fù)級油的粘度指數(shù)高于單級油,SAE15W/40機(jī)油的粘溫見圖1。
5.不同公司生產(chǎn)的潤滑油即使質(zhì)量級別和粘度級別相同,但由于潤滑油所使用的基礎(chǔ)油、添加劑和配方的不同,也會有較大區(qū)別,要根據(jù)具體的技術(shù)條件來確定潤滑油的使用溫度界限。
6.在合成潤滑油的選擇上,與礦物型潤滑油相比,它具有以下特性及相應(yīng)的應(yīng)用領(lǐng)域:
(1)具有較好的高溫性能,合成潤滑油比礦物油的熱安定性要好,熱分解溫度、閃點(diǎn)和自燃點(diǎn)高,熱氧化安定性好,允許在較高的溫度下使用;
(2)具有優(yōu)良的粘溫性能和低溫性能;
(3)大多數(shù)合成潤滑油比礦物油粘度指數(shù)高,粘度隨溫度變化小,在高溫粘度相同時,大多數(shù)合成油比礦物油的傾點(diǎn)(或凝點(diǎn))低,低溫粘度。
(4)具有較低的揮發(fā)性,合成油一般是一種純化合物,其沸點(diǎn)范圍較窄,揮發(fā)性較低,因此可延長油品的使用壽命;
(5)優(yōu)良的化學(xué)穩(wěn)定性,在國防和化學(xué)工業(yè)中具有重要的使用價值;
(6)具有抗燃性;
(7)抗輻射性好,某些合成油具有較好的抗輻射性;
(8)與橡膠密封件的適應(yīng)性,在使用合成潤滑油時,應(yīng)選擇與這種合成油相適應(yīng)的橡膠密封件。因?yàn)榕c礦物潤滑油相適應(yīng)的丁腈橡膠密封件,并不與多數(shù)合成油相適應(yīng)。
結(jié)語
在未來,發(fā)動機(jī)潤滑油的發(fā)展趨勢將更合理化,應(yīng)盡量提高或延長換油期,方便用戶;使用粘度低的機(jī)油來提高燃油的經(jīng)濟(jì)性,但粘度低的潤滑油對發(fā)動機(jī)的間隙也有很高的要求,否則容易造成潤滑油泄漏;控制潤滑油燃燒后產(chǎn)生的灰分來達(dá)到更高的排放要求。高級別的潤滑油也要與相應(yīng)的發(fā)動機(jī)相匹配,但并不是所有高級別的潤滑油適用于所有車型,否則會適得其反。
隨著環(huán)保與節(jié)能要求的不斷提高,相關(guān)法律、法規(guī)的要求也日趨嚴(yán)苛,要求相配套使用的潤滑油性能、技術(shù)不斷提高,從而研發(fā)制造出符合發(fā)動機(jī)性能要求的潤滑油。因此,發(fā)動機(jī)潤滑油在潤滑油種類中總是處于最先進(jìn)的地位。