包冬梅,楊友文,姚斌,魏文羽

(1.中國(guó)石油大連潤(rùn)滑油研究開(kāi)發(fā)中心,遼寧大連 116032; 2.上海汽車集團(tuán)股份有限公司乘用車分公司,上海 201804; 3.中國(guó)石油潤(rùn)滑油公司,北京 100101)

昆侖A3/B3 5W-40汽柴油轎車發(fā)動(dòng)機(jī)油的應(yīng)用研究

包冬梅1,楊友文2,姚斌3,魏文羽3

(1.中國(guó)石油大連潤(rùn)滑油研究開(kāi)發(fā)中心,遼寧大連 116032; 2.上海汽車集團(tuán)股份有限公司乘用車分公司,上海 201804; 3.中國(guó)石油潤(rùn)滑油公司,北京 100101)

中國(guó)石油潤(rùn)滑油公司開(kāi)發(fā)生產(chǎn)的A3/B3 5W-40汽柴油轎車發(fā)動(dòng)機(jī)油在上汽自主品牌榮威轎車 (KV6 2.5發(fā)動(dòng)機(jī))上進(jìn)行了實(shí)車使用試驗(yàn),考察了不同工況對(duì)油品實(shí)際使用性能的影響,同時(shí)考察了油品的換油周期。試驗(yàn)結(jié)果表明:中國(guó)石油潤(rùn)滑油公司開(kāi)發(fā)生產(chǎn)的A3/B3 5W-40汽柴油轎車發(fā)動(dòng)機(jī)油具有良好的高溫抗氧化性能、清凈分散性能和抗磨性能,已獲得上海汽車 ROEWE轎車的初裝油和服務(wù)油的工程認(rèn)可。

行車試驗(yàn);使用性能;A3/B3汽柴油轎車發(fā)動(dòng)機(jī)油

Abstract:The field test of Kunlun A3/B3 5W-40 gasoline and diesel engines oilw as carried out on the SA IC Motor selfow ned brand ROEW E vehicles(K V6 2.5 engine).The influences of different running conditions on the actual serviceability and the oil drain period w ere investigated.The results show ed that Kunlun A3/B3 5W-40 engines oilhas perfect high temperature oxidation resistance,detergent-dispersancy and ant iw ear property,and has got the approvalof SA IC ROEW E vehicles.

Key words:field test;serviceability;A3/B3 gasoline and diesel engines oil

0 引言

上海汽車集團(tuán)股份有限公司于 2004年 5月 28日啟動(dòng)了自主品牌轎車項(xiàng)目 (528項(xiàng)目),在購(gòu)買英國(guó)ROVER 75型整車及 K系列發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)產(chǎn)權(quán)的基礎(chǔ)上,進(jìn)行了二次開(kāi)發(fā),主要升級(jí)了燃油噴射及控制、進(jìn)氣、排氣等系統(tǒng),增加了進(jìn)、排氣連續(xù)可變相位功能,提高了發(fā)動(dòng)機(jī)性能和排放;對(duì)氣缸墊、凸輪軸減震器等關(guān)鍵零部件進(jìn)行了改進(jìn)設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā),提高了發(fā)動(dòng)機(jī)可靠性,排放由歐Ⅲ升級(jí)為歐Ⅳ[1]。K系列發(fā)動(dòng)機(jī)已成功地用于榮威 750和 550中高級(jí)轎車上。根據(jù)上汽發(fā)動(dòng)機(jī)的技術(shù)和設(shè)計(jì)特點(diǎn),規(guī)定了OEM裝車油標(biāo)準(zhǔn),即在要求滿足 SAE 300-99及ACEA-04規(guī)格要求的 A3/B3 5W-40等級(jí)油品的基礎(chǔ)上,通過(guò)全尺寸發(fā)動(dòng)機(jī)臺(tái)架耐久試驗(yàn)和整車道路耐久試驗(yàn)。

為此中國(guó)石油潤(rùn)滑油公司針對(duì)上汽發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)和設(shè)計(jì)特點(diǎn)進(jìn)行產(chǎn)品開(kāi)發(fā),經(jīng)過(guò)試驗(yàn)室配方研制、標(biāo)準(zhǔn)發(fā)動(dòng)機(jī)臺(tái)架評(píng)定試驗(yàn),開(kāi)發(fā)出滿足上汽 K系列發(fā)動(dòng)機(jī)專用潤(rùn)滑油A3/B3 5W-40。經(jīng)過(guò)中試放大生產(chǎn)后,在上汽自主品牌榮威轎車 750(KV6 2.5發(fā)動(dòng)機(jī))上進(jìn)行了行車試驗(yàn)研究,通過(guò)應(yīng)用研究來(lái)考察該油品的實(shí)際使用性能。

1 試驗(yàn)內(nèi)容

1.1 試驗(yàn)用油理化性能

本次試驗(yàn)油采用中國(guó)石油潤(rùn)滑油公司研制開(kāi)發(fā)的A3/B3 5W-40汽柴油轎車發(fā)動(dòng)機(jī)油,參比油為原 ROVER發(fā)動(dòng)機(jī)用油,其理化分析數(shù)據(jù)見(jiàn)表1。

表1 試驗(yàn)油理化分析結(jié)果

1.2 試驗(yàn)用車

試驗(yàn)車輛選用兩部 ROEW E 750(KV6 2.5發(fā)動(dòng)機(jī))整車進(jìn)行普通道路耐久性試驗(yàn),車輛號(hào)分別為 1587#和 6776#,其中 1587#車輛使用其他供應(yīng)商的 A3/B3 5W-40發(fā)動(dòng)機(jī)油,6776#車輛使用昆侖A3/B3 5W-40發(fā)動(dòng)機(jī)油。燃料油使用同一種 97#且不含乙醇的無(wú)鉛汽油。按整車普通道路耐久性試驗(yàn)規(guī)范于 2006年 1～7月在上汽行車試驗(yàn)場(chǎng)地進(jìn)行了試驗(yàn)。試驗(yàn)車的主要參數(shù)見(jiàn)表2。

表2 發(fā)動(dòng)機(jī)主要參數(shù)

1.3 試驗(yàn)過(guò)程簡(jiǎn)述

在換上被試驗(yàn)的發(fā)動(dòng)機(jī)油之前,熱車一定的時(shí)間,在發(fā)動(dòng)機(jī)油溫達(dá)到 75℃以上后,將先前的發(fā)動(dòng)機(jī)油和機(jī)油濾清器中的機(jī)油放掉,然后加入要做試驗(yàn)的發(fā)動(dòng)機(jī)油,同樣熱車一定的時(shí)間,在發(fā)動(dòng)機(jī)油溫達(dá)到 75℃以上后將發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)的機(jī)油放掉,同時(shí)更換機(jī)油濾清器,重新加入要做試驗(yàn)的發(fā)動(dòng)機(jī)油,按整車普通道路耐久性試驗(yàn)規(guī)范進(jìn)行試驗(yàn)。整個(gè)道路耐久試驗(yàn)期間,按規(guī)定里程熱車取樣,對(duì)采集樣品及時(shí)做出分析。

2 試驗(yàn)結(jié)果分析

機(jī)油在發(fā)動(dòng)機(jī)工作過(guò)程中受高溫高壓作用,而且與空氣、燃料的凝聚物和不完全燃燒產(chǎn)物、凝聚的水蒸汽以及進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)的灰塵接觸,并與這些外來(lái)物質(zhì)相互作用,從而使油品物理化學(xué)性質(zhì)不斷發(fā)生變化。因此,機(jī)油工作的過(guò)程也是不斷消耗老化過(guò)程,在這個(gè)過(guò)程中,一部分輕餾分被蒸發(fā),粘度逐漸變化,在零部件上形成沉積物。油中聚集的各種污垢物會(huì)破壞潤(rùn)滑系統(tǒng)中正常循環(huán),使高溫表面散熱情況惡化,增加氣缸、軸瓦熱負(fù)荷,又促使油品加速老化。油中磨粒不斷增多,微粒尺寸逐漸增大,致使零部件磨損增大。

2.1 試驗(yàn)油的粘度

運(yùn)動(dòng)粘度是反映潤(rùn)滑油內(nèi)在質(zhì)量的重要指標(biāo)。粘度增長(zhǎng)趨勢(shì)是衡量油品氧化變稠的重要分析指標(biāo)。試驗(yàn)油粘度變化可以反映油品的氧化衰變程度、添加劑的熱分解及粘度指數(shù)改進(jìn)劑、降凝劑等高聚物剪切熱降解的變化;比較試驗(yàn)油粘度變化率大小,可區(qū)分其高溫抗氧化性能的差異。圖 1表示每個(gè)換油里程后的試驗(yàn)油粘度變化情況。

圖1 試驗(yàn)油的運(yùn)動(dòng)粘度變化

從圖 1可看出,兩種試驗(yàn)油的粘度隨行駛里程的增加沒(méi)有表現(xiàn)出規(guī)律性的變化,但總體有變小的趨勢(shì),而且粘度變化率差別小。從 10000 km換油期后油品的粘度變化率看,均低于換油指標(biāo)要求。

粘度分析結(jié)果表明,兩種試驗(yàn)油都具有良好的高溫抗氧化性能和熱氧化安定性能。

2.2 試驗(yàn)油的氧化物和硝化物(見(jiàn)圖 2、圖 3)

通過(guò)紅外分析方法,也可以測(cè)量試驗(yàn)油在行車試驗(yàn)中因高溫氧化而生成的氧化物和硝化物變化情況。氧化值和硝化值分別定義為光譜中 1720 cm-1處羰基團(tuán)伸縮振動(dòng)和 1630 cm-1處 -NO2基團(tuán)反對(duì)稱伸縮振動(dòng)譜峰的吸收度。

圖2 試驗(yàn)油的氧化值變化

圖3 試驗(yàn)油的硝化值變化

從圖 2、圖 3中看出,兩種試驗(yàn)油的硝化值和氧化值隨行駛里程的增加有增大的趨勢(shì),但兩種試驗(yàn)油每個(gè)換油里程的氧化值和硝化值均保持在較低的范圍內(nèi)。試驗(yàn)油氧化值最高 0.12 A/0.1 mm左右,硝化值最高 0.20 A/0.1 mm左右。有資料顯示,氧化值高于 1.0 A/0.1 mm,硝化值高于 0.6 A/0.1 mm,表示油品氧化程度開(kāi)始惡化,粘度增長(zhǎng)加劇,將出現(xiàn)拐點(diǎn)[2]。這兩種試驗(yàn)油均未達(dá)到這種氧化程度。在 10000 km換油期后,昆侖油氧化值與參比油變化相當(dāng),但硝化值略低于參比油,說(shuō)明昆侖油較參比油有更好的抗氧化性能。

2.3 試驗(yàn)油的酸值和堿值(見(jiàn)圖 4、圖 5)

圖4 試驗(yàn)油的酸值變化

圖5 試驗(yàn)油的堿值變化

由圖 4可以看到,試驗(yàn)油的酸值隨著行駛里程的增加有增長(zhǎng)的趨勢(shì),但兩種試驗(yàn)油的酸值變化均較小。相對(duì)來(lái)說(shuō),10000 km換油期后,參比油的酸值增長(zhǎng)要比試驗(yàn)油的大些。說(shuō)明試驗(yàn)油在抗高溫氧化安定性方面要略好于參比油。

從圖 5可以看出,兩種試驗(yàn)油的堿值都隨行駛里程的增加而減小。這是因?yàn)?在行車運(yùn)行中,因中和酸性氧化物而使油品堿值下降。試驗(yàn)結(jié)束時(shí),試驗(yàn)油堿值下降的幅度比參比油堿值下降的幅度略大,但仍能滿足車輛潤(rùn)滑要求,并未因此而影響使用。特別是試驗(yàn)油,盡管新油初始?jí)A值及試驗(yàn)終點(diǎn)堿值均略低,但高溫抗氧化性能、高溫清凈性能與參比油相當(dāng)。

2.4 試驗(yàn)油閃點(diǎn)、水分分析

對(duì)每個(gè)換油里程的試驗(yàn)油樣進(jìn)行了閃點(diǎn)、水分分析,10000 km換油里程后的油樣分析結(jié)果見(jiàn)表3。

表3 試驗(yàn)油樣的閃點(diǎn)、水分

由表 3可見(jiàn),每個(gè)換油里程的試驗(yàn)完成后油樣的閃點(diǎn)、水分均無(wú)異常,說(shuō)明試驗(yàn)車輛車況良好,沒(méi)有發(fā)生竄油、漏水等異常現(xiàn)象。

圖6 試驗(yàn)油的鐵含量變化

2.5 試驗(yàn)油的金屬元素分析

通過(guò)分析試行車試驗(yàn)后機(jī)油中的金屬含量來(lái)評(píng)價(jià)油品的抗磨性。主要分析油中與發(fā)動(dòng)機(jī)活塞和軸承的磨損有關(guān)的 Fe、Al、Cu、Pb、Cr等金屬含量。試驗(yàn)結(jié)果表明,兩臺(tái)試驗(yàn)車的Al、Cu、Cr、Pb含量均在幾至十幾微克每克之間,含量很低,保持在穩(wěn)定可接受范圍內(nèi),屬正常磨損。鐵含量相對(duì)其他金屬含量相對(duì)高些,10000 km換油期后,鐵含量也在 50μg/g以下,屬于正常磨損。兩種試驗(yàn)油中的 Fe含量變化見(jiàn)圖 6,從圖 6可以看出,鐵含量隨行駛里程的增加而增大,每個(gè)換油里程的鐵含量試驗(yàn)油均低于參比油,說(shuō)明其抗磨性能優(yōu)于參比油。

3 結(jié)論

(1)使用試驗(yàn)油和參比油的兩臺(tái)上汽自主品牌轎車(KV6 2.5)經(jīng)過(guò) 10×104km的整車普通道路耐久性試驗(yàn)后,兩臺(tái)試驗(yàn)車輛的車況良好,其發(fā)動(dòng)機(jī)主要部件磨損正常,屬正常磨損。

(2)10×104km的整車普通道路耐久性試驗(yàn)結(jié)果表明:A3/B3 5W-40汽柴油轎車發(fā)動(dòng)機(jī)油質(zhì)量性能穩(wěn)定,具有良好的高溫抗氧化安定性、高溫清凈分散性、抗磨損性,滿足 ROEWE 750(KV6 2.5發(fā)動(dòng)機(jī))整車普通道路的使用要求,換油周期可以到達(dá)10000 km以上。

(3)通過(guò)上汽的整車性能試驗(yàn),中國(guó)石油潤(rùn)滑油公司研制開(kāi)發(fā)的A3/B3 5W-40汽柴油轎車發(fā)動(dòng)機(jī)油已成為上海汽車 ROEWE 750、550系列車型的初裝油和售后服務(wù)油。

[1]平銀生.榮威轎車 K系列發(fā)動(dòng)機(jī)的開(kāi)發(fā)[J].內(nèi)燃機(jī)學(xué)報(bào),2008,26(增刊),53-58.

[2]王成功,谷祖國(guó),郝玉杰.SJ汽油機(jī)油實(shí)車使用試驗(yàn)[J].潤(rùn)滑油,2002,17(6),48-53.

The App lica tion R esea rch of Kun lun A3/B3 5W-40Gasoline and D iese l Engines O il

BAO D ong-m e i1,YANG You-w en2,YAO B in3,W E I W en-yu3
(1.PetroChina Dalian Lubricating O ilR&D Institute,Dalian 116032,China; 2.SA IC M o tor PassengerVehicle Company,Shanghai201804,China; 3.PetroChina Lubricant Company,Beijing 100101,China)

TE626.32

A

2010-02-23。

包冬梅(1977-),女,碩士,2003年畢業(yè)于遼寧師范大學(xué)有機(jī)化學(xué)專業(yè),現(xiàn)從事內(nèi)燃機(jī)油研制工作,已公開(kāi)發(fā)表文章數(shù)篇。

1002-3119(2010)05-0018-04