深圳市城市客車機油更換周期研究

孟凡生

（深圳職業技術學院，廣東 深圳 518055）

汽車發動機機油使用一定時間后，必須進行更換。主要有幾方面的原因：一方面是機油中混入了燃油、灰塵、積炭、金屬顆粒等雜質；另一方面是機油本身成分的氧化變質，使得機油失去原有的功能，因而必須定期更換機油，以確保發動機的潤滑良好，延長其使用壽命[1-4]。機油在技術指標嚴重下降的情況下仍然使用，會損害發動機。但是若在機油尚可繼續使用的狀態下就更換掉，會增加成本，造成經濟損失。因此，對于機油更換周期的研究具有重要意義。

本文針對深圳巴士集團股份有限公司的柴油城市客車進行取樣分析，根據2011年5月1日起實施GB/T 7607-2010《柴油機油換油指標》[5]進行判斷，得出有效數據，為合理更換機油提供參考。

1 試驗分析

試驗車輛車況良好。試驗日期為2011年5月。試驗車輛為 3 輛上柴車輛：S1、S2、S3；3 輛玉柴車輛：Y1、Y2、Y3。使用的機油均為昆侖天威，API：CH-4，SAE：15W-40。所有測試城市客車每二級保養時更換機油，行駛1.6萬～1.8萬km，歷時兩個月。

按照文獻[5]的要求對取樣機油的運動黏度變化率（100℃）、閃點（閉口）、堿值下降率、正戊烷不溶物、水分、鐵含量、銅含量、鋁含量、硅含量等項目進行檢測分析。

1）運動黏度變化率。機油的黏度是發動機潤滑系統正常工作的基本保證。運動黏度變化率一定程度上表征了機油質量的衰變情況。黏度變化可綜合反映機油的變化，如機油被燃油、冷卻液稀釋，機油的黏度就會降低，導致機油的油膜變薄，潤滑性能下降，發動機會由于油膜不夠而拉缸；若機油經過較長時間使用，產生深度氧化，油泥增多，致使黏度增加，機油流動性變差，潤滑性下降，引起發動機故障。黏度的降低和增加會影響機油的潤滑性能，危及發動機的正常工作。因此，黏度對機油來說是一項很重要的指標[6-7]。100℃運動黏度的變化基本可以反映機油的氧化衰敗程度、功能添加劑的熱分解以及黏度指數改進劑、降凝劑的機械剪切和熱降解情況[8]。

采用ASTMD445-09方法進行檢測。上柴車輛機油使用后100℃運動黏度的變化率分別為-8.8%、-7.9%、-5.3%；玉柴車輛分別為-20.0%、-9.4%、-12.4%。針對CH級別的機油GB/T 7607-2010[5]的機油100℃運動黏度變化率限制為±20%。整個機油的使用周期內，僅有Y1車輛機油的運動黏度變化率達到臨界值，其余車輛均遠低于警戒上限。

2）閃點（閉口）。閃點表征油品著火燃燒的危險程度，習慣上也正是根據閃點對危險品進行分級，閃點愈低愈危險，愈高愈安全[9]。如果出現燃油稀釋的現象，則閃點檢測值明顯下降，燃油稀釋會削弱油膜的承載能力，增大磨損，影響油品的使用性能。閃點的高低反映了油樣被燃料油稀釋或油品氧化的程度，并據此來判斷機油的密封和磨損情況[6]。

采用ASTMD3828-09方法進行檢測。Y1車輛機油的閃點為178℃，其余車輛機油的閃點均在190℃以上。

3）堿值下降率。當前機油都有一定的堿值，堿值高低取決于機油中堿性添加劑的量，堿性添加劑對所產生酸性物質的中和使得堿值下降。堿值的變化主要和所用燃料油的含硫量及油品使用過程中氧化變質有關，反映了油品抑制氧化和中和酸性物質能力的強弱，堿值下降到一定程度，油品失去了中和酸性物質的能力，會引起油泥增多，發動機部件有可能產生腐蝕、磨損等現象。

采用ASTMD2896-07a方法進行檢測。所有檢測車輛中玉柴Y1機油的堿值下降率最大，為15.4%，遠低于文獻[5]所規定的上限值50%。

4）酸值增值。酸值的變化反映了基礎油被氧化衰變和堿性添加劑消耗降解狀況。在高溫條件下，燃料油燃燒時所生成的酸性氧化物以及機油因氧化而產生的酸性產物不斷增加，使酸值不斷增大[9]。酸性增大會破壞機油的性能，同時增加對金屬的腐蝕，尤其是對軸瓦的腐蝕。此外，含硫燃料燃燒生成的硫化物在高溫下易形成樹脂狀沉積物，曲軸箱內形成的硫酸、腐蝕物、漆狀物等都會給潤滑油帶來極大的污染，加速油品的老化[6,10]。

分別采用ASTMD664-09a方法進行檢測。所有檢測車輛中玉柴的Y1機油酸值增值最大，為0.99 mgKOH/g，遠低于文獻[5]規定的警戒上限值2.5 mgKOH/g。

5）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，正戊烷不溶物的增加反映了機油的老化程度和污染程度。正戊烷不溶物主要是機油中氧化物、積炭、煙灰、塵埃、纖維、金屬削等物質組成。正戊烷不溶物表明機油氧化生成油泥、受污染的程度以及添加劑配方特點。隨著行車里程的增加，正戊烷不溶物總的變化趨勢是增加的，各試驗車油中不溶物因為車況等差異，含量也存在較大差別[6]。

采用ASTMD893-05a（2010）方法進行檢測。文獻[5]規定機油中正戊烷不溶物的上限為2.0%（質量分數）。試驗表明，所有檢測車輛機油中正戊烷不溶物含量最高為0.34%（質量分數），遠低于換油指標中的上限值。

6）水分。發動機燃料燃燒后生成的水分竄入、空氣中的冷凝水落入、冷卻液泄漏等引起發動機油中的水分隨著行駛里程的增加而增大較快。潤滑油中的水分會引起油膜承載能力下降,水分過大會引起潤滑油乳化而破壞其性能[6]。

采用ASTMD6304-07方法進行檢測。文獻[5]規定機油中水分的上限為0.20%（質量分數）。試驗表明，所有檢測車輛機油中Y1水分含量最高為0.39%（質量分數），其余測試車輛均遠低于換油指標中的上限值。

7）鐵、銅、鋁磨損元素含量。機油中鐵主要來自氣缸套、活塞環的磨損；銅主要來自發動機軸承的腐蝕或磨損；鋁主要來自活塞與氣缸壁的磨損。通過檢測這些磨損金屬元素，可以了解發動機的磨損狀況。

采用ASTMD5185-09方法進行檢測。針對CF、CH級別的機油，文獻[5]規定其中鐵、銅、鋁含量上限分別為：150 μg/g、50 μg/g、30μg/g。試驗結果表明，所有檢測車輛機油中鐵、銅、鋁含量最大值分別為57μg/g、30 μg/g、5.6μg/g，均低于換油指標中的上限值。

8）硅含量。機油中的硅主要源自外界異物進入發動機產生的磨損。當車輛行駛路況較差或者道路灰塵較多，以及空氣濾清器失效時，會致使機油中硅含量上升，造成發動機零部件的磨料磨損。

采用ASTMD5185-09方法進行檢測。針對CF、CH級別的機油，文獻[5]規定其的機油中硅含量上限為30 μg/g。試驗結果顯示，所有取樣機油中的硅含量都在1 μg/g以下，表明外界異物幾乎沒有進入發動機。

2 結論與建議

目前針對車輛機油使用狀況分析，采用眼、手、鼻等的直觀判斷方法，缺乏科學性、規范性，并且判斷誤差較大；在整個實驗過程中，將柴油城市客車機油送至廣州澳凱油品檢測技術服務有限公司，根據國家標準規定的各項參數對取樣機油進行測試，并將測試結果對照國家標準柴油機油換油指標的技術要求進行比較分析。文獻[5]針對柴油機油換油指標作出了明確規定，參照其對CH級別機油的要求，根據各項指標的測試標準發現，參加測試的6輛車輛中，Y1的運動黏度變化率（100℃）、水分兩個項目指標均超過標準所要求限值，而其余5輛測試車輛的各項指標均未超標。綜合測試結果對深圳市的城市客車有如下建議：

1）Y1車輛機油超標的原因應當為氣缸密封不嚴導致的燃油、水分沿氣缸壁泄漏至機油中，應當對故障部位進行拆檢，找出導致氣缸漏氣的具體故障點，判斷最終是氣缸壁、活塞或者活塞環的故障導致100℃運動黏度的變化率、水分兩項均已超出標準要求，并及時維修或者部件更換。

2）鑒于5輛測試車輛的各項檢測指標均未超出標準的界限值，建議適當延長當前機油的更換周期，針對行駛2萬km的柴油城市客車再次對取樣檢測，并分析機油性能指標的變化規律。

3）機油更換周期與發動機的使用狀態、環境以及保養等有很大關系，除參照相關標準之外，還應根據實際情況來考慮機油的更換時間。通過后期的大量試驗，盡快制定出深圳市柴油城市客車合理的機油更換周期。

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