兩種I類基礎油在C F-4級別的應用研究

趙心怡（中石化潤滑油有限公司，北京 100089）

API基礎油分類為I類的150號基礎油是生產中不可缺少的基礎油。為了考察不同來源的基礎油性能差異，選取兩種基礎油“油1”及“油2”作為研究對象，考察其各項性能指標。

1 基礎油性能比對

表1 油1及油2油品數據及對比

從飽和烴和硫含量的數據上來看，兩基礎油的均為I類基礎油，油1的各項指標在中石化規定的HVI I 125范圍內，而油2除了黏度略低，其余指標也在HVI I 125范圍內，初步考慮將兩基礎油均替代現用I類基礎油。

選取目前常用于油品生產的“HVI I 150”作為參考對象，通過對比可以看出，油1與油2基礎油的黏度小于HVI I 150，油1的傾點略高于其它二者，其余三者相差不大。

2 調和方案

根據API基礎油互換規則，CF-4質量級別以上的產品進行基礎油替代，需要進行相應臺架試驗的驗證，而CF-4級別油品配方中I類油的互換沒有臺架試驗要求，因此初步考慮在使用I類基礎油調配的CF-4發動機油中進行基礎油性能的考察。

調和樣品試驗方案見表2，調和所選取的黏指劑均為黏A。

由于油2的100℃運動黏度與對比考察的HVI I 150存在較大差異，因此在CF-415W-40樣品調配中調整了黏指劑的加入比例。

由于CF-420W-50樣品要求的黏度較高，僅調整黏指劑的比例不足以彌補基礎油替換時樣品的黏度差異，因此在調配此級別樣品時，相應調整了另外兩基礎油“油A”和“油B”的加入比例。其中油A為I類基礎油，油B為II類基礎油，三種樣品中，油A油B的變化比例不超過3%。

表2 調和方案匯總

3 試驗結果評價方法

實驗室內的內燃機油性能的考察，應包括黏度和黏溫性能、極壓抗磨性能、清凈分散性、抗氧化性能幾個方面。

3.1 黏度及黏溫性能

100 ℃運動黏度

采用GB/T 265《石油產品運動黏度測定法和動力黏度計算法》標準方法。在100℃恒定溫度下，測定一定體積液體在重力下流過標定的玻璃毛細管黏度計的時間。黏度計的毛細管常數與流動時間的乘積，即為100℃下測定液體的運動黏度。

低溫動力黏度

采用GB/T 6538《發動機油表觀黏度的測定冷啟動模擬機法》標準方法。一電子馬達驅動一個與定子緊密配合的轉子，在轉子和定子的空隙間充滿試樣，將試驗溫度維持在某特定值，校正轉子的轉速使之作為黏度的函數。通過校正結果和轉子轉速確定試驗黏度。考察這一指標有助于了解基礎油的低溫性能。

3.2 極壓性能

采用GB/T 3142《潤滑劑承載能力測定法（四球法）》標準方法，將四球機中四個鋼球按等邊四面體排列，鋼球間接觸點都被潤滑劑覆蓋，上球在1400-1500r/min下旋轉，下面三個球用油盒固定在一起，通過杠桿或液壓系統加壓，測量鋼球磨斑直徑，直到磨斑直徑到達不大于相應補償線上磨痕直徑的5%范圍內，測出PB值。

3.3 抗磨性能

采用SH/T0189《潤滑油抗磨損性能測定法（四球機法）》標準方法。將四球機中三個鋼球固定在油盒中，并被試油覆蓋，另外一個同一直徑鋼球置于三球頂部，受392N力作用，成為三點接觸，加熱試油至75℃后，頂球在1200r/min轉速下旋轉60min±1min，，測量油盒中三個球的磨斑直徑平均值。

3.4 清凈分散性

兩成焦板試驗（間歇和連續）均采用SH/T 0300《曲軸箱模擬試驗方法（QZX法）》標準方法。將試油及試驗鋁板加熱到一定溫度（間歇試驗板溫為320℃，連續試驗板溫為330℃），使油飛濺到鋁片表面形成漆膜，間歇試驗試油飛濺30s，停頓30s，交替進行，試驗時長12h，連續試驗不停頓，連續飛濺6h，試驗結束后測定金屬板的漆膜評級及膠重。

3.5 氧化安定性

采用SH/T 0074《汽油機油薄層吸氧氧化安定性測量法》。將試驗油及兩種催化劑及蒸餾水混合后放入裝油壓力表的氧彈中，氧彈在室溫下充入620kPa（94psig）氧氣，放置于160℃油浴，與水平呈30°，以100r/min速度軸向旋轉。當試驗達到規定壓力降時，記錄時間。根據時間來評定高溫氧化安定性。

油品試驗數據匯總

4 數據分析

4.1 油1的性能分析

4.1.1 低溫性能

樣品1和樣品4的低溫動力黏度均小于對比樣品。可判斷油1的低溫性能較好。

4.1.2 極壓性能

樣品1的試驗數據與樣品3相同，但樣品4比樣品6試驗數據差，且結果相差較多，這可能與樣品4運動黏度較低有關。考慮到樣品1與樣品4配方基礎油比例一致，油1的極壓性能應與HVI I 150相當。

4.1.3 抗磨性能

在磨斑直徑試驗中，樣品1數據小于樣品3，而樣品4數據大于樣品6，但相差很少。考慮到樣品4運動黏度較低，且樣品1與樣品4基礎油比例一致，油1的抗磨性能應與HVI I 150相當。

4.1.4 清凈分散性

圖1圖2為CF-415W-40的三個樣品所取得的成焦板試驗漆膜評級對比圖，圖3圖4為CF-420W-50的三個樣品所取得的成焦板試驗漆膜評級對比圖。

從實驗結果上看，樣品1的兩成焦板試驗，不論是成漆情況還是膠重，均與樣品6結果相近。樣品4與樣品6相比，使用油1調配的樣品4的成漆情況略好于樣品6，兩樣品膠重結果相近，沒有特別突出的優勢。因此可判斷，油1與HVI I 150清凈分散性能相近。

圖1 CF-415W-40成焦板（間歇）成漆情況示意圖

圖2 CF-415W-40成焦板（連續）成漆情況示意圖

圖3 CF-420W-50成焦板（間歇）成漆情況示意圖

4.1.5 氧化安定性

從試驗結果上可以看出，樣品1和樣品4的試驗數據均明顯好于同級別使用HVI I 150調配的樣品，因此可以判斷，油1的氧化安定性較好，明顯好于HVI I 150。

4.2 油2的性能分析

4.2.1 低溫性能

使用油2調配的樣品2及樣品5的試驗數據均小于使用HVI I 150調配的樣品，因此可以判斷油2的低溫性能較好，優于HVI I 150。

4.2.2 極壓性能

15W-40級別的樣品2與樣品3試驗結果一致，但20W-50級別的樣品5的數據明顯高于樣品6。因此可判斷油2的極壓性能應不次于樣品3。

4.2.3 抗磨性能

樣品2的試驗結果小于樣品3，而樣品5的試驗結果比樣品6差，但結果相差都很小，因此油2的抗磨性能應與HVI I 150相近。

4.2.3 清凈分散性

從試驗結果上看，15W-40級別的樣品2在兩次成焦板試驗中，成漆情況與使用HVI I 150調配的樣品3一致，但在膠重的結果中，樣品2在成焦板（間歇）試驗中的膠重小于樣品3，在成焦板（連續）試驗中膠重大于樣品5，但膠重相差并不大。

20W-50級別樣品5的兩次試驗的成漆情況和膠重均好于樣品6，但差別均不明顯。

綜上所述，可認為油2清凈分散性與HVI I 150相當。

4.2.4 在兩種不同的黏度級別樣品中，使用油2調配的樣品的試驗數據均高于使用HVI I 150樣品，因此可以判斷油2的氧化安定性較好。

5 結語

5.1 油1在低溫性能、氧化安定性方面均表現出比參比基礎油HVI I 150優秀的性能，在極壓性能、抗磨性能和清凈分散性方面與參比基礎油相近。

5.2 油2在低溫性能、氧化安定性方面優于參比基礎油HVI I 150，在清凈分散性與抗磨性能方面與參比基礎油相當，極壓性能不次于參比基礎油。