孫瑞華　陳江丹

摘要：隨著我國(guó)環(huán)保法規(guī)的日益嚴(yán)格，四沖程摩托車(chē)數(shù)量越來(lái)越多，開(kāi)發(fā)專(zhuān)門(mén)的四沖程摩托車(chē)油非常必要。文章介紹了四沖程摩托車(chē)油不同于普通汽油機(jī)油的性能特點(diǎn)，即同時(shí)滿足離合器、齒輪、曲軸箱的潤(rùn)滑要求。介紹了JASO T903-2006的規(guī)格標(biāo)準(zhǔn)。SJ 10W-30四沖程摩托車(chē)油的研制過(guò)程，利用大慶加氫異構(gòu)化基礎(chǔ)油和RHY3061A復(fù)合劑調(diào)制的四沖程摩托車(chē)油，通過(guò)了API SJ的發(fā)動(dòng)機(jī)臺(tái)架試驗(yàn)，滿足SJ級(jí)的規(guī)格要求，通過(guò)JSAO T904試驗(yàn)證明研制油為MA油。10000 km的使用試驗(yàn)證明研制油的清凈性、抗氧化性能、抗磨損性能和參比油相當(dāng)，滿足WY-125C型摩托車(chē)的潤(rùn)滑要求，并且研制油的排放性能優(yōu)于參比油，有利于環(huán)境保護(hù)。

關(guān)鍵詞：四沖程摩托車(chē)；潤(rùn)滑油；發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)；行車(chē)試驗(yàn)

中圖分類(lèi)號(hào)：TE626.32 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

Development and Application of SJ 10W-30 Four-Stroke Motorcycle Engine Oil

SUN Rui-hua1, CHEN Jiang-dan2

(1. PetroChina Dalian Lubricating Oil R&D Institute, Dalian 116032, China; 2. Wuyang-Honda Motorcycle Co., Ltd. Guangzhou 511356, China)

Abstract:In response to increasingly stringent emissions legislation, the number of four-stroke motorcycle is more and more, so it is necessary to develop the special four-stroke motorcycle engine oil. The performance characters of four-stroke motorcycle engine oil which is difference from ordinary gasoline engine oil are introduced in this article, that is the motorcycle lubricant is common to the gear-box and clutch in addition to the crankcase. Standard of JASO T903-2006 is summarized also. SJ 10W-30 four-stroke motorcycle engine oil was prepare by Daqing hydrogenation base stock and RHY3061A package. The engine bench test proved that this developed oil can meet the requirements of API SJ category; and the test of JASO T904 showed this oil is "MA" category. The field test of 10000 km indicated that the candidate oil can reach the level of the reference oil in the anti-wear performance, oxidation resistance, heat resistance and clutch friction characteristics. And it can meet the lubricating requirements of WY-125C motorcycle. The candidate oil is better than the reference oil in emission performance, it′s beneficial to environment protection.

Key words:four-stroke motorcycle; lubricating oil; engine test; field test

0 前言

我國(guó)是世界上最大的摩托車(chē)生產(chǎn)國(guó)，同時(shí)我國(guó)有世界上最大的摩托車(chē)市場(chǎng)。2005年我國(guó)共生產(chǎn)摩托車(chē)1776萬(wàn)多輛，其中90%以上為四沖程摩托車(chē)（包括三輪摩托車(chē)），隨著我國(guó)環(huán)保法規(guī)的日益嚴(yán)格，四沖程摩托車(chē)所占的比例還將繼續(xù)擴(kuò)大，這就為潤(rùn)滑油行業(yè)的發(fā)展帶來(lái)了新的機(jī)遇，SJ 10W-30四沖程摩托車(chē)油的開(kāi)發(fā)非常必要。

SJ 10W-30 MA四沖程摩托車(chē)油采用大慶加氫異構(gòu)化基礎(chǔ)油，抗剪切性能強(qiáng)的粘度指數(shù)改進(jìn)劑，降凝劑，性能優(yōu)良的RHY3061A復(fù)合劑，調(diào)制的SJ 10W-30 MA四沖程摩托車(chē)油，滿足四沖程摩托車(chē)的用油需求，通過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)臺(tái)架試驗(yàn)和10000 km使用試驗(yàn)證明該油品性能優(yōu)良，可以作為四沖程摩托車(chē)的專(zhuān)用油。

1 四沖程摩托車(chē)的用油特點(diǎn)

由于摩托車(chē)自身的特性要求、結(jié)構(gòu)及工況不同，決定了四沖程摩托車(chē)的用油特點(diǎn)：

（1）摩托車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)的“一體化”設(shè)計(jì)，即離合器、啟動(dòng)機(jī)構(gòu)、變速齒輪及傳動(dòng)齒輪與發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸箱制成一體，且與發(fā)動(dòng)機(jī)一道共用潤(rùn)滑系統(tǒng)和同一個(gè)潤(rùn)滑油。四沖程摩托車(chē)油既要經(jīng)受曲軸的剪切還要經(jīng)受10倍于曲軸的齒輪剪切；既要保證曲軸的磨損要求還要保證齒輪的點(diǎn)蝕、疲勞破壞，同時(shí)還必須保持適宜的摩擦特性以保證啟動(dòng)順利、運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)及離合器不打滑。 這要求四沖程摩托車(chē)油具有良好的抗剪切能力，還要保證優(yōu)異的抗磨性能，適宜的摩擦系數(shù)，以滿足曲軸箱、傳動(dòng)系統(tǒng)和變速系統(tǒng)的用油要求。

（2）摩托車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)外廓小、結(jié)構(gòu)緊湊、轉(zhuǎn)速高，如一般公路摩托車(chē)的工作轉(zhuǎn)速為6000～12000 r/min，排量體積功率輸出50～90 kW/L，比汽車(chē)的轉(zhuǎn)速和排量體積功率高，使得潤(rùn)滑油使用溫度比在汽車(chē)上使用時(shí)高。由于高的比功率輸出導(dǎo)致較高的發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部溫度，同時(shí)為了保持油膜厚度，這要求四沖程摩托車(chē)油有高的粘度指數(shù)以保持油品在高溫下的運(yùn)動(dòng)粘度 ，否則易存在油膜失效引起磨損的可能。

（3）摩托車(chē)用發(fā)動(dòng)機(jī)的大部分為空氣冷卻，發(fā)動(dòng)機(jī)熱負(fù)荷高，要求四沖程摩托車(chē)油具有好的高溫氧化性能和高溫清凈性能，以保證摩托車(chē)的潤(rùn)滑要求。

2 四沖程摩托車(chē)油的技術(shù)指標(biāo)

四沖程摩托車(chē)油的標(biāo)準(zhǔn)一直沿用傳統(tǒng)的技術(shù)規(guī)格JASO T903 ，該標(biāo)準(zhǔn)以汽油機(jī)油為基線，增加一些理化指標(biāo)，滿足摩托車(chē)的潤(rùn)滑要求。目前摩托車(chē)油遵循的最新JASO T903-2006的標(biāo)準(zhǔn)，該標(biāo)準(zhǔn)的具體分類(lèi)指標(biāo)如表1~表3。

3 SJ10W-30四沖程摩托車(chē)油的研制

3.1 基礎(chǔ)油組成的選擇

為保證摩托車(chē)在低溫下順利啟動(dòng)和減少啟動(dòng)磨損，我們選擇大慶加氫異構(gòu)化基礎(chǔ)油，采用HVI H150和VHVIH300兩組分調(diào)合作為專(zhuān)用油的基礎(chǔ)油，大慶加氫異構(gòu)化基礎(chǔ)油低溫流變性好、粘度指數(shù)高，能保證摩托車(chē)的順利啟動(dòng)；同時(shí)由于摩托車(chē)的用油特點(diǎn)，曲軸箱、離合器、齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)三位一體用油，油品不僅要經(jīng)過(guò)曲軸的剪切還要經(jīng)過(guò)齒輪高速剪切，所以要求油品的抗剪切性能要好。選擇抗剪切性能良好、經(jīng)濟(jì)性較好的乙丙膠作為研制油的粘度指數(shù)改進(jìn)劑，根據(jù)研制經(jīng)驗(yàn)選擇剪切安定性指數(shù)SSI不大于26的RHY614作為研制油的粘度指數(shù)改進(jìn)劑；選擇在加氫基礎(chǔ)油中感受性較好的T803B作為研制油的降凝劑。通過(guò)實(shí)驗(yàn)室分析評(píng)價(jià)確定研制油的基礎(chǔ)組成為：

HVIH150：70%～80%；

VHVIH300：20%～30%；

T803B：0.2%～0.4%；

RHY614：6%～9%。

3.2 SJ 10W-30四沖程摩托車(chē)油的理化性能

用該基礎(chǔ)油組成、RHY3061A復(fù)合劑調(diào)制的SJ 10W-30油品完全滿足產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)中理化指標(biāo)的要求，典型數(shù)據(jù)見(jiàn)表4。

3.3 SJ 10W-30四沖程摩托車(chē)油的APISJ臺(tái)架試驗(yàn)

發(fā)動(dòng)機(jī)臺(tái)架試驗(yàn)是衡量油品性能的關(guān)鍵，也是油品質(zhì)量性能的重要指標(biāo)。SJ 10W-30四沖程摩托車(chē)油滿足API SJ產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)，通過(guò)了API SJ的所有發(fā)動(dòng)機(jī)臺(tái)架試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表5，結(jié)果表明研制油達(dá)到了API SJ油的性能要求。

3.4 SJ 10W-30四沖程摩托車(chē)油摩擦特性試驗(yàn)

該油品通過(guò)了JASO T904方法證明該油品為MA2級(jí)摩托車(chē)油，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表6，該油品具有優(yōu)良的離合器摩擦特性，有利于離合器走合和穩(wěn)定操作，可有效避免摩托車(chē)在行駛過(guò)程中的離合器打滑現(xiàn)象。

3.5 SJ 10W-30四沖程摩托車(chē)油專(zhuān)有臺(tái)架試驗(yàn)

該油品通過(guò)了天津大學(xué)內(nèi)燃機(jī)研究所的四沖程摩托車(chē)油發(fā)動(dòng)機(jī)臺(tái)架程序評(píng)定，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表7。表7中的數(shù)據(jù)表明SJ 10W-30四沖程摩托車(chē)油清凈性等綜合性能優(yōu)于參比油，通過(guò)了評(píng)定程序。

總之，臺(tái)架試驗(yàn)結(jié)果表明SJ 10W-30四沖程摩托車(chē)油達(dá)到了JASO T903中四沖程摩托車(chē)油的規(guī)格，同時(shí)滿足Q/SY RH2022-2005四沖程摩托車(chē)油的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)。

4 SJ 10W-30四沖程摩托車(chē)油使用試驗(yàn)

行車(chē)試驗(yàn)是評(píng)價(jià)潤(rùn)滑油使用性能最直接和全面的方法，是油品研制、生產(chǎn)和立足市場(chǎng)過(guò)程中必不可少的環(huán)節(jié)，同時(shí)也是為了更準(zhǔn)確、合理的向OEM和摩托車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)制造商提供SJ 10W-30四沖程摩托車(chē)油的試驗(yàn)數(shù)據(jù)，為此我們進(jìn)行了10000 km的行車(chē)試驗(yàn)，鑒于摩托車(chē)在行駛過(guò)程中不確定因素的影響，我們選擇四輛同批生產(chǎn)的相同型號(hào)的摩托車(chē)同時(shí)進(jìn)行試驗(yàn)。

4.1 試驗(yàn)概述

試驗(yàn)車(chē)型：4輛WY-125C型摩托車(chē)。

試驗(yàn)油品：SJ 10W-30研制油；進(jìn)口品牌SJ 10W-30參比油。

試驗(yàn)場(chǎng)地：國(guó)家摩托車(chē)質(zhì)量監(jiān)督檢測(cè)中心試車(chē)場(chǎng)（天津）。

試驗(yàn)用燃料：93#無(wú)鉛汽油。

檢測(cè)單位：機(jī)械工業(yè)摩托車(chē)油品評(píng)定中心試驗(yàn)室。

試驗(yàn)過(guò)程：10000 km的使用試驗(yàn)按相應(yīng)的國(guó)標(biāo)進(jìn)行，SJ 10W-30四沖程摩托車(chē)油和進(jìn)口品牌同級(jí)別的四沖程摩托車(chē)油分別在兩輛摩托車(chē)上進(jìn)行，試驗(yàn)前拆檢每輛車(chē)的發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行主要零件尺寸的精密檢測(cè)；對(duì)兩種新機(jī)油進(jìn)行部分理化性能測(cè)定；磨合行駛1000 km之后更換機(jī)油，在進(jìn)行9000 km的耐久試驗(yàn)過(guò)程中不允許保養(yǎng)活塞、活塞環(huán)。分別在行駛5000 km、7000 km、9000 km、10000 km采樣進(jìn)行油品理化性能的測(cè)試。行駛10000 km后，進(jìn)行四輛車(chē)工況法排放值測(cè)定及整車(chē)最大（油門(mén)全開(kāi)）動(dòng)力性能測(cè)定。拆卸發(fā)動(dòng)機(jī)后、測(cè)量零部件前，進(jìn)行發(fā)動(dòng)機(jī)主要零件的清凈性評(píng)分、沉積物測(cè)定；發(fā)動(dòng)機(jī)主要零件的尺寸及磨損量測(cè)定。

4.2 數(shù)據(jù)分析及試驗(yàn)結(jié)果

粘度變化是衡量油品氧化程度的重要指標(biāo)，在油品使用初期由于發(fā)動(dòng)機(jī)高速剪切使稠化劑降解導(dǎo)致粘度下降，在使用過(guò)程中隨著氧化程度的加深油品粘度增大，符合油品粘度變化規(guī)律，試驗(yàn)完成后四輛車(chē)中油品的粘度均未超出初始粘度，專(zhuān)用油的粘度變化率小于-20%，表明具有良好的氧化安定性。堿值的下降表示油品中功能劑的降解程度，專(zhuān)用油在行駛10000 km后堿值由原來(lái)的8.38 mg KOH/g降為7.77 mg KOH/g，具有良好的堿保持性。表 8的理化分析數(shù)據(jù)表明兩種油的粘度變化和堿保持性基本相當(dāng)。

表9的數(shù)據(jù)表明，研制油在活塞頂部、活塞裙部、活塞內(nèi)腔的評(píng)分略高，而參比油在環(huán)槽和環(huán)岸評(píng)分較高，兩種油品在兩輛車(chē)上的清凈性表現(xiàn)各有優(yōu)劣，總體基本相當(dāng)。

表10中的數(shù)據(jù)表明行駛10000 km后發(fā)動(dòng)機(jī)主要零件磨損量研制油和參比油相當(dāng)。

表11表明研制油的100 km燃油消耗量和機(jī)油消耗量比參比油稍低；機(jī)油消耗量低0.45 g/km，但最低穩(wěn)定車(chē)速高，其他的整車(chē)性能相當(dāng)。

表12表明研制油比參比油排放好，參比油各檢測(cè)里程的怠速CO、HC平均排放值比研制油分別高1.21%和8.7 μg/g；10000 km后工況法CO、HC排放值比研制油分別高1.47 g/km和1.6 g/km，但NO低0.01 g/km。

5 結(jié)論

（1）利用RHY3061A復(fù)合劑和大慶加氫異構(gòu)化基礎(chǔ)油調(diào)制的昆侖SJ 10W-30 MA四沖程摩托車(chē)油達(dá)到了JASO T903-2006 規(guī)格。

（2）SJ 10W-30四沖程摩托車(chē)油通過(guò)在WY-125C型摩托車(chē)10000 km實(shí)車(chē)試驗(yàn)，證明具有良好的氧化安定性、清凈性和抗磨損性能，滿足其潤(rùn)滑要求。

（3）SJ 10W-30四沖程摩托車(chē)油具有良好的排放性能，有利于環(huán)境保護(hù)。

參考文獻(xiàn)：

［1］ 崔海鷗.10W系列四沖程摩托車(chē)油的開(kāi)發(fā)與應(yīng)用研究［J］. 潤(rùn)滑油，2003，18(4)：28-36.

［2］ JASO T903-2006 Japan Automobile Standards Organization［S］.

收稿日期:2008-06-23。

作者簡(jiǎn)介：孫瑞華（1971-），女，高級(jí)工程師，1995年畢業(yè)于撫順石油學(xué)院工業(yè)催化專(zhuān)業(yè)，現(xiàn)從事內(nèi)燃機(jī)油研發(fā)工作，已發(fā)表文章數(shù)篇。