内燃机润滑油的合理使用

    李峰森

    摘要：内燃机润滑油对内燃机的动力性、经济性及运行可靠性有着直接影响。本文通过对内燃机润滑油合理选用、使用、更换几个方面提出了解决和改善措施。

    关键词：内燃机；润滑油；选用；使用；更换

    当前中国经济正面临持续高速发展，汽车行业的发展势头更加迅猛，随着汽车进入家庭步伐的加快，节能和环保已成为可持续发展的必要条件。润滑油作为汽车发动机的“血液”，在发动机各摩擦表面中担负着润滑、清洁、冷却、防锈等重要作用。它是内燃机正常工作的保证，并直接影响到车辆的舒适性、尾气排放水平甚至影响到发动机的寿命。

    根据《中国汽车相关工业“十一五”专题发展规划研究概要》数据，我国的润燃比（机油消耗量占燃油消耗量的百分数，数值越小，用油水平越高）接近2.5％，美国约为1.0％，日本不到0.9％，欧洲约为0.8％，我国的用油水平还远远低于发达国家水平，造成了能源的不必要浪费。

    1 正确认识内燃机润滑油

    摩擦、磨损与润滑是汽车在设计、制造、使用与维修中不可避免而又必须妥善解决的问题。随着世界各地日趋严格的排放和节能法规的相继出台，发动机厂家和汽车厂家对各摩擦部件减摩性能的要求越来越高；而在改善燃料油消耗和排放的途径中，通过润滑油配方技术来改善燃油经济性的成本要远远低于其他方法。

    截止08年，我国汽车年产量已达955万辆，汽车年保有量已超过6467万辆，其中轿车和微型车约占55.7%。未来几年，普通经济性轿车必将成为市场主导产品。为满足法规要求的排放标准，目前汽车均采用电控燃油喷射技术，广泛安装催化转化器；柴油车还要安装颗粒物来过滤器，以满足日益严格的节能减排技术要求。

    润滑油是由基础油和添加剂严格按一定比例调配而成。主要的添加剂有：抗磨剂、抗氧化剂、清洁分散剂等。目前，我国润滑油的标准已与国际标准接轨，机油分类体系以美国石油协会品质分类系统使用最为广泛，它是根据机油的工作能力，采用简单的代码来描述发动机机油的。内燃机油按质量（使用性能）好坏分成若干等级，其中汽油机油分为SA、SB、SC、SD、SE、SF、SG、SH、SJ、SL、SM等质量等级（其中SA、SB级别目前在我国已被淘汰），依次反映了发动机不同年代性能和结构发展的不同要求。柴油机油分为CA、CB、CC、CD、CE、CF-4、CH-4、CI-4、CG-4等质量等级（其中CA、CB级别目前在我国已被淘汰），反映了汽车柴油机强化后性能提高的过程。不同的质量等级中，排序越靠后的质量等级越高，主要是抗氧化性、清净分散性和抗腐蚀性好。SG级以后的汽油机油还要求具有节油效果，SJ级以后的汽油机油还要求对尾气转化器影响小。API使用的标号今后将随发动机及其润滑油的发展，按英文字排列的序号增加新的级别。

    在机油的特性中，润滑油的主要指标有：粘度、粘度指数、闪点和燃点、灰分、残炭值，其中最重要的一点是它的粘度。内燃机油按粘度大小分成0W、5W、10W、15W、20W、30、40等若干等级，排序越靠前的粘度越小。其中带有“W”的表示冬季用油，30和40号是夏季用油。只符合上述某个粘度等级的油称为单级油。随着增粘剂的广泛使用，许多润滑油也可以同时符合两个粘度等级，即低温时粘度小，高温时粘度大，这样的内燃机油称为多级油，能保证发动机在任何温度下都能正常润滑的机油，即冬夏通用油。

    通常汽油机油和柴油机油是不能互换使用的，但也有一些内燃机油既符合某个等级的汽油机油的要求，也符合某个等级的柴油机油的要求。这样的油属于汽油机、柴油机通用机油，如标有CD/SF的内燃机油可以作为CD级柴油机油，也可作为SF级汽油机油。

    根据基础油分类，润滑油分为两种，一种是采用矿物基础油，并加上各有关的特效添加剂调和而成；另一种是利用化学方法生产的合成油，这种油性能比矿物油更好，但价格也昂贵一些。目前市场上的最高档的油属合成油。

    汽车技术的发展对车用润滑油发展提出了更新更高的要求：高档润滑油需求量增加，级别不断提高；为防止催化转化器催化剂中毒，润滑油必须低磷，低硫，低灰分；提高机油的高温抗氧化性、清净性和分散性；适应汽车节能要求，使用多级油；开发清洁燃料发动机油，在性能上除具汽、柴机油的清净性和分散性、抗氧、抗腐蚀性外，还需具有更好的抗磨损性，醇型燃料的发动机油还要具有良好的中和能力。具有良好的抗磨减摩性能，发展具有良好抗磨损性能，高承载能力，对磨损表现具有修复功能的机油，将是内燃机油发展的必然趋势。

    2 合理选用内燃机润滑油

    发动机润滑油的作用是在运动机件之间形成良好的油膜，将接触面隔开，以湿摩擦代替干摩擦，变固体摩擦为液体摩擦。有关研究表明，汽车燃料燃烧释放的能量中有20％～25％被零部件间的摩擦所消耗。摩擦不仅消耗能量，而且伴随着磨损的产生。根据使用和试验统计，汽车零部件的主要失效形式是磨损，磨损造成的故障在发动机总成故障中占47.2%，由于磨损型故障而带来的维修费用约占汽车使用费用总数的25%。控制由发动机部件摩擦造成的能量损失是达到降低汽车燃料消耗的关键因素。由此可见，摩擦带来能量的损失，磨损产生材料的损耗和零部件的失效，而降低摩擦损失、减少磨损、延长车辆使用寿命的重要措施和有效途径就是润滑。因此，要充分发挥润滑油的作用，保证发动机可靠润滑，降低磨损，减少故障，延长车辆使用寿命，必须从发动机润滑油的选择、使用上加以重视。实践证明，合理选用润滑剂可以降低摩擦、磨损、节省燃料。

    选用内燃机油可以参考以下顺序进行：

    第一是选择品牌

    在选择品牌的时候，选择的润滑油应该是能够在车辆预期使用年限里确保发动机正常工作的最便宜的润滑油。汽车制造商在车辆使用手册上的建议用油已经能够完全满足发动机的需要，超越这个推荐用油标准去选择润滑油就有些浪费了。虽然都说润滑油的品牌对品质有很大的影响，但其实组成润滑油的基础油和添加剂，国内和国际上主要供应商也就那么几家，API质量级别和粘温特性相同的润滑油，其产品的差异性并不大，完全可以放弃对国产品牌的成见。当然，对于某些小品牌，其质量控制上令人很不放心，虽然也同样标识为某一API质量级别和黏温特性，但其倾点和闪点等技术参数却难以达到应有的标准，对这些品牌，就要睁大眼睛尽量不要选择这些。

    第二是选择API质量级别

    API质量级别是美国汽车工业协会制定的标准，随着技术的发展，环境保护的压力，考虑到润滑油本身对整车排放的影响，几乎每年这个标准都在向更高质量级别的润滑油推进。选择何种质量级别的润滑油要依车型和车辆的生产时间而定，在汽车的使用手册里应该有明确说明。在选择机油的使用级时，必须满足汽车制造厂规定的要求，遵循“宁高勿低”的原则；高级机油可以在要求较低的发动机上使用，但过多降级使用也不经济。切勿把使用级较低的机油加在要求较高的发动机中使用，否则会造成发动机早期磨损和损坏。通常来说，如果使用了更高级别的润滑油，可以适当延长换油周期。

    有以下情况的汽车应提高一至二个等级：在城市中行驶，由于经常堵车，走走停停，发动机工作温度不稳定，容易积碳，加快磨损（发动机的磨损70%发生在起动阶段）； 长途高速行驶，发动机长时间处于高温状态； 急速行驶，发动机转速要求快拉高，切换档频率又快，机件所受阻力变化争剧；高负荷行驶如轿车装货，货车超载，这时发动机要吸入更多的油气才能运转，行车速度慢，散热又不好，一般机油会导致很快劣化变质失效。

    第三是选择黏温特性

    粘度等级的选用应根据各粘度牌号与环境温度的对应关系合理选择，遵循多级油优先选用原则。在保证发动机可靠润滑的前提下，机油粘度尽可能小些。如果选用油粘度偏大，会使发动机运转时的阻力增加，从而使燃料消耗量增加、功率降低、磨损增加。粘度大的机油除在南方夏季使用外，仅适用于一些严重磨损的发动机。选用粘度太低的机油，又有可能使机油压力过低，润滑油膜强度不够，密封不严。所以要根据车况、季节来正确选用机油。

    根据地区、季节、气温选油。部件温度越高，要求选用油的粘度越高；周围环境温度升高，应选用粘度高一些的油。冬季寒冷地区，应选用粘度小、倾点低的油或多级机油，如我国东北和西北地区；全年气温较高的地区，如我国江南地区，可选用粘度适当高点的油。

    根据发动机的磨损情况选油。新发动机应选用粘度小的油，而磨损较大（间隙增大）则应当选用粘度较大的油。

    应尽量使用多级油。多级油的粘温性能好，随温度转变而产生的粘度变化很少，因此在高温及严寒情况下，仍能维持适当的粘度，对发动机都能提供适当的润滑和有效的保护，因而具有更长的使用寿命。

    不同质量和牌号的润滑油尽量不要混用；不要用汽油机润滑油代替柴油机润滑油使用。

    3 有效使用内燃机润滑油

    内燃机润滑油在工作过程中要与温度较高的部件如汽缸、活塞等接触，还受到高温燃气的影响，工作环境比较荷刻的。发动机工作过程中润滑油逐渐被高温氧化，随着油中的酸性物质、胶质、铁屑、沥青质等慢慢地增多，机油的颜色渐渐变黑，粘度逐渐下降，最终变质失去润滑功能。近年来，随着内燃机的压缩比增加，工作负荷增大，也使得润滑油更易变质。润滑油变质不但缩短了润滑油的使用期限，也会损坏发动机。所以，需要采取措施，延缓润滑油在发动机工作时的变质速度。

    保持润滑油的洁净。如果润滑油中混入砂粒、灰尘、金属屑等就会堵塞油道，其中硬质物还会产生磨料磨损，使磨损速度加快。因此要加强保养和正确使用润滑油粗、细滤清器和空气滤清器。润滑油粗、细滤清器可及时滤去润滑油中杂质及沉淀，要按规定按时清洗、及时更换，保持滤清器油路畅通；空气滤清器阻挡大气中的沙尘进入发动机，因此，空气滤清器应按规定清洗和换油，尘土多的地区应缩短清洗和换油时间。使用纸质滤芯，要按规定定期进行更换。

    加强曲轴箱通风装置的检查，保持清洁畅通。曲轴箱通气可以及时清除燃气，避免燃气中的水分、二氧化碳等进入润滑油。如果水分进入润滑油，会加速润滑油的氧化变质，增大腐蚀性；使润滑油乳化加速沉淀形成；使润滑油滤清器的纸质滤芯膨胀，造成滤孔堵塞，降低其过滤性能；有些添加剂能微溶于水，使添加剂部分失效。加强检查曲轴箱通风装置，使其保持清洁畅通，是延缓润滑油变质的一项重要措施。

    及时修理，保持汽缸、活塞的正常配合。根据经验，发动机汽缸的磨损量达0.30～0.35mm时，发动机的工作状况即迅速变坏，漏入曲轴箱的燃料油及燃气即大为增加，使润滑油加速变质。同时进入汽缸被烧掉的润滑油也随之增加。因此汽缸磨损到一定程度，必须及时修理，不应勉强使用。

    使用中应保持一定的油温、水温和油压。发动机在使用中应保持润滑油的温度80～85℃，水温80～90℃。发动机的油温及水温过高时，润滑油容易产生高温下氧化、聚合而产生高分子的胶质、沥青质等物质；但温度低时，则易使燃气凝结而产生液相腐蚀，并容易在曲轴箱等处产生沉淀。

    润滑油压力也应保持在规定的范围内。润滑油压力过高，则会使润滑油大量窜入燃烧室，不但浪费润滑油和污染环境，而且会增加发动机燃烧室内的结焦；压力过小，则会使润滑油供应不足，润滑不良，增大机件磨损，甚至有发生拉缸的危险。

    保证合适的润滑油容量。当机油量不足时，机油泵会吸入空气，轴承与轴头等摩擦面，会因机油量少而润滑不良导致磨损加剧，甚至发生轴瓦烧损事故；加注机油量在油尺标线以上，虽降低了烧轴瓦的可能性，但发动机工作时会增加曲轴转动阻力，曲轴柄、连杆大端剧烈地搅动机油不仅造成发动机内部功率的损失，而且因溅到气缸壁上的机油增多，易窜进燃烧室增加机油的消耗量，容易产生烧机油冒烟的现象发生，同时积炭增加，而且机油内摩擦加大造成油温过高也会导致机油过早氧化。因此，加注润滑油一定要保持在略低于机油尺的上刻度线为宜，遵循“勤加少添”的原则。合适的润滑油容量是确保润滑可靠的基础。

    及时清洗润滑系统。应按规定及时洗涤发动机润滑系统，以免弄脏润滑油，缩短使用期限。

    确定合理的换油期。应以制造厂商推荐的换油期为依据，结合发动机状况、油品等级、使用环境等因素来综合考虑。

    新车发动机内部请洁，很少有积碳等杂质，因而换油周期可以适当延长。但也不应该超过50%，再好的机油使用一定时间后，其化学性质也会发生变化，尤其是其中的添加剂成分也会逐渐失效，起不到保护发动机的作用。旧发动机，特别是缺乏保养的发动机内部积碳胶质较多，新机油加入后很容易被污染，引起色变和质变，因此换油周期应适当缩短。

    机油质量等级(API)一般从SC、SD直至SJ级，级别越高，品质越好。现代汽车多为高转速发动机，对油品的要求较高。一般来讲，SF级以上的机油具有良好的抗氧化性、抗磨性、清净分散性和高温高剪切下的粘度稳定性，对发动机能提供可靠的保护，品质稳定性长时间不变，正常情况下完全能满足规定的换油周期。但是如果使用SD甚至SC级机油，因为低级别的机油在苛刻的工况下的稳定性较差，变质快，而且容易生成积碳，从爱护车辆的角度出发，就应将换油周期缩短40%甚至更短。最好还是使用随车手册推荐的机油，否则由于换油周期的缩短也未必省钱。

    环境对机油也有一定的影响。高温、极寒和灰尘较多的环境下都容易加快机油的变质。因此在使用中不仅应针对环境选用合适级别、粘度的机油，还应适当视情况缩短30%换油周期。

    一辆性能良好的车辆，若得不到正确的操作、合理的润滑和科学的管理，就难以充分发挥其使用性能，机油种类选用不当，换油周期把握不好，长期使用将对车辆产生很大的影响。同一车型有的行驶二、三十万公里仍状况良好，除驾驶方法外，机油的合理使用也是十分重要的一点。只有将摩擦学知识和油品应用技术加以充分利用，实行科学的管理，注意总结经验，认真比较，科学地选用机油和掌握换油周期，你的爱车就会青春常驻，历久弥新。

    参考文献

    [1]朱仙鼎主编 中国内燃机工程师手册上海科学技术出版社 2000.

    [2]欧风编著.合理润滑技术手册.石油工业出版社.1993.

    [3]董仲编著.汽车润滑油料.人民交通出版社 1986.

    [4]GB 11121-2006.汽油机油.中国国家标准化管理委员会2007-01-01.GB 11122-2006.柴油机油.中国国家标准化管理委员会.2007-01-01.