青島康普頓石油化工有限公司

隨著環(huán)保要求的日益嚴格，傳統(tǒng)能源的發(fā)展受到限制，天然氣能源以其優(yōu)異的環(huán)保性、清潔性和經(jīng)濟性得到了越來越廣泛的應用，也是目前解決汽車排放污染問題的有效手段之—，近幾年國內部分地區(qū)燃氣車數(shù)量急劇增多，并占據(jù)—定的市場份額。

天然氣車輛在技術可靠性、經(jīng)濟性、環(huán)保及安全性方面有較好的優(yōu)勢，商用車表現(xiàn)更為突出。天然氣燃料的主要成分為甲烷，尾氣溫度也高于柴油發(fā)動機165～235 ℃左右，對油品的抗氧化抗硝化要求更高[1]。同時因天然氣燃料無重組分的原因，需要選用具有合適灰分的發(fā)動機油以保證發(fā)動機進、排氣門的潤滑功能。本文采用康普頓NG850X合成技術天然氣專用油品在搭載濰柴天然氣發(fā)動機的陜汽、—汽、大運等品牌車輛上進行了累計16萬km的行車試驗，驗證油品的實際使用情況。

行車試驗準備

試驗油品參數(shù)

試驗油品采用康普頓NG850X 15W-40天然氣專用油品（以下簡稱康普頓NG850X 15W-40），產(chǎn)品典型數(shù)據(jù)見表1。

行車試驗車輛信息

試驗車輛為在山西當?shù)剡x擇搭載濰柴天然氣發(fā)動機的車輛，車況、工況良好，無大修，試驗車輛發(fā)動機主要參數(shù)見表2。

行駛路線

試驗車輛主要往返于山西臨汾到山西西安，部分時間由山西臨汾往返山西太原等地，標載礦石或煤炭貨物，行駛路段以國道為主。

表1 試驗油品典型數(shù)據(jù)

表2 試驗車發(fā)動機主要參數(shù)

行車試驗規(guī)程

更換機油時，先啟動車輛，運轉（20 min以上）或行駛—定距離，使機油升溫。在機油還處于溫熱狀態(tài)時，快速放出舊油。加入適量試驗油品，運行發(fā)動機20 min以上并快速放掉，進行清洗（連續(xù)清洗1遍），更換車輛所有濾芯，然后再加入試驗油品進行行車試驗。

車輛取樣間隔0 km、10 000 km、20 000 km、30 000km、35 000 km、40 000 km。

參考標準

因天然氣發(fā)動機專用油國內暫無相應換油指標標準，此次行車試驗按照《柴機油換油指標》GB/T 7607—2010中CH-4質量等級柴油機油的換油指標作為參考，見表3。

表3 《柴機油換油指標》GB/T 7607—2010

圖1 試驗油品100 ℃運動黏度隨行駛里程的變化

圖2 試驗油品酸值隨行駛里程的變化

行車試驗結果分析

歷時6個月有余的行車試驗，4輛試驗車輛分別經(jīng)過4萬km行駛實車驗證了康普頓NG850X 15W-40的性能。分別對油品的黏度、酸值、正戊烷不溶物、氧化、硝化值及元素含量進行檢測，考察油品實際行車過程中的衰變情況，具體如下。

黏度變化

油品黏度是影響發(fā)動機潤滑性的—項重要指標。黏指劑受機械剪切作用使油品黏度下降，下降到—定程度又會導致發(fā)動機部件磨損，同時造成油壓低、密封失效；高溫氧化和油中輕組分的揮發(fā)使黏度增大，增長幅度過大會導致發(fā)動機能耗升高。因此機油黏度的變化基本可以反映油品氧化衰變的變化情況。試驗油品100 ℃運動黏度隨行駛里程的變化見圖1。

從圖1可以看出，康普頓NG850X 15W-40在整個換油期內黏度變化均在換油標準限值要求內，體現(xiàn)出油品優(yōu)異的黏溫性能及抗氧化性能。

酸值、堿值變化

舊油中的酸值用來反映油品中所含有機酸的總量，油品氧化越嚴重，其酸值增值越大。天然氣燃料中的硫含量較少，油中的堿性成分主要用來中和產(chǎn)生的酸性物質，防止發(fā)動機出現(xiàn)腐蝕和延長油品使用壽命。試驗油品酸值、堿值隨行駛里程的變化見圖2、圖3。

由圖2、圖3數(shù)據(jù)判斷，康普頓NG850X 15W-40的酸、堿值變化比較平穩(wěn)，均在換油標準要求范圍以內，說明油品中的清凈分散劑消耗較少（清凈分散劑能夠有效地分散油品中的沉積物，中和因燃料燃燒產(chǎn)生的酸性物質，有效防止酸性物質腐蝕發(fā)動機），同時表明油品在換油期內擁有優(yōu)異的抗氧化性能及堿值儲備能力。

圖3 試驗油品堿值隨行駛里程的變化

圖4 試驗油品正戊烷不溶物隨行駛里程的變化

圖5 試驗油品氧化值、硝化值隨行駛里程的變化

圖6 試驗油品硝化值隨行駛里程的變化

正戊烷不溶物

正戊烷不溶物主要由氧化產(chǎn)物、雜質及金屬磨損顆粒組成，反映油品的污染程度，當油品中不溶物過多時，發(fā)動機的輸油系統(tǒng)就有可能發(fā)生不暢、濾芯堵塞等影響發(fā)動機的機油壓力。試驗油品正戊烷不溶物隨行駛里程的變化見圖4。

通過圖4判斷，康普頓NG850X合成技術天然氣油品不溶物的含量遠低于換油標準限值要求（不大于2%），表明油品在抗磨、抗氧化、清凈分散方面有優(yōu)異的表現(xiàn)。

氧化值和硝化值

天然氣發(fā)動機燃燒溫度高于柴油機，油品在使用過程中更易受高溫氧化形成漆膜、膠質物等物質。通過評測行車過程中各階段油品的氧化值和硝化值，用于監(jiān)測油品在應用過程的變化情況和反饋由于氧化和硝化產(chǎn)生的油泥、漆膜的程度，分析其含量變化，對監(jiān)測油品的質量有指導意義。試驗油品氧化值、硝化值隨行駛里程的變化見圖5、圖6。

參考文獻［2］中給出的燃氣發(fā)動機油氧化、硝化報廢值0.25 A/0.1 mm，圖5、圖6中的各階段數(shù)據(jù)遠低于限值，說明油品擁有良好的抗氧化和抗硝化性能。

測定試驗油品中鐵、銅、鋁、等金屬元素含量的變化，可以檢測發(fā)動機不同部件的磨損情況，從而反映油品的抗磨損性能。在用油鐵含量主要來源于氣缸套-活塞環(huán)的磨損［3］， 銅含量反映了發(fā)動機軸承的腐蝕或磨損狀況，鋁含量主要來自活塞與氣缸壁的磨損。隨發(fā)動機零部件技術的不斷發(fā)展，鉛、鉻等金屬元素也成為發(fā)動機材質的主要成分之—，但此次行車樣品監(jiān)測中未對以上元素檢出或含量極低，在此不做具體分析。試驗油品鋁、鐵、銅含量隨行駛里程的變化見圖7、圖8、圖9。

從圖7～圖9可以看出，康普頓NG850X 15W-40的磨損元素均低于換油標準限值要求，表明油品對發(fā)動機部件擁有優(yōu)異的抗磨保護性能。

圖7 試驗油品Al含量隨行駛里程的變化

圖8 試驗油品Fe含量隨行駛里程的變化

圖9 試驗油品Cu含量隨行駛里程的變化

結論

行車試驗數(shù)據(jù)表明，康普頓NG850X 合成技術天然氣專用油品在黏度保持性、抗氧化、抗硝化及抗磨保護性能方面表現(xiàn)優(yōu)異，在4萬km換油期內能夠對搭載380馬力、430馬力濰柴天然氣發(fā)動機的車輛提供優(yōu)質潤滑保護。