昆侖A3/B3 5W-40汽柴油轎車發動機油的應用研究

包冬梅,楊友文,姚斌,魏文羽

(1.中國石油大連潤滑油研究開發中心,遼寧大連 116032; 2.上海汽車集團股份有限公司乘用車分公司,上海 201804; 3.中國石油潤滑油公司,北京 100101)

昆侖A3/B3 5W-40汽柴油轎車發動機油的應用研究

包冬梅1,楊友文2,姚斌3,魏文羽3

(1.中國石油大連潤滑油研究開發中心,遼寧大連 116032; 2.上海汽車集團股份有限公司乘用車分公司,上海 201804; 3.中國石油潤滑油公司,北京 100101)

中國石油潤滑油公司開發生產的A3/B3 5W-40汽柴油轎車發動機油在上汽自主品牌榮威轎車 (KV6 2.5發動機)上進行了實車使用試驗,考察了不同工況對油品實際使用性能的影響,同時考察了油品的換油周期。試驗結果表明:中國石油潤滑油公司開發生產的A3/B3 5W-40汽柴油轎車發動機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油的工程認可。

行車試驗;使用性能;A3/B3汽柴油轎車發動機油

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

上海汽車集團股份有限公司于 2004年 5月 28日啟動了自主品牌轎車項目 (528項目),在購買英國ROVER 75型整車及 K系列發動機設計產權的基礎上,進行了二次開發,主要升級了燃油噴射及控制、進氣、排氣等系統,增加了進、排氣連續可變相位功能,提高了發動機性能和排放;對氣缸墊、凸輪軸減震器等關鍵零部件進行了改進設計開發,提高了發動機可靠性,排放由歐Ⅲ升級為歐Ⅳ[1]。K系列發動機已成功地用于榮威 750和 550中高級轎車上。根據上汽發動機的技術和設計特點,規定了OEM裝車油標準,即在要求滿足 SAE 300-99及ACEA-04規格要求的 A3/B3 5W-40等級油品的基礎上,通過全尺寸發動機臺架耐久試驗和整車道路耐久試驗。

為此中國石油潤滑油公司針對上汽發動機技術和設計特點進行產品開發,經過試驗室配方研制、標準發動機臺架評定試驗,開發出滿足上汽 K系列發動機專用潤滑油A3/B3 5W-40。經過中試放大生產后,在上汽自主品牌榮威轎車 750(KV6 2.5發動機)上進行了行車試驗研究,通過應用研究來考察該油品的實際使用性能。

1 試驗內容

1.1 試驗用油理化性能

本次試驗油采用中國石油潤滑油公司研制開發的A3/B3 5W-40汽柴油轎車發動機油,參比油為原 ROVER發動機用油,其理化分析數據見表1。

表1 試驗油理化分析結果

1.2 試驗用車

試驗車輛選用兩部 ROEW E 750(KV6 2.5發動機)整車進行普通道路耐久性試驗,車輛號分別為 1587#和 6776#,其中 1587#車輛使用其他供應商的 A3/B3 5W-40發動機油,6776#車輛使用昆侖A3/B3 5W-40發動機油。燃料油使用同一種 97#且不含乙醇的無鉛汽油。按整車普通道路耐久性試驗規范于 2006年 1～7月在上汽行車試驗場地進行了試驗。試驗車的主要參數見表2。

表2 發動機主要參數

1.3 試驗過程簡述

在換上被試驗的發動機油之前,熱車一定的時間,在發動機油溫達到 75℃以上后,將先前的發動機油和機油濾清器中的機油放掉,然后加入要做試驗的發動機油,同樣熱車一定的時間,在發動機油溫達到 75℃以上后將發動機內的機油放掉,同時更換機油濾清器,重新加入要做試驗的發動機油,按整車普通道路耐久性試驗規范進行試驗。整個道路耐久試驗期間,按規定里程熱車取樣,對采集樣品及時做出分析。

2 試驗結果分析

機油在發動機工作過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物、凝聚的水蒸汽以及進入發動機的灰塵接觸,并與這些外來物質相互作用,從而使油品物理化學性質不斷發生變化。因此,機油工作的過程也是不斷消耗老化過程,在這個過程中,一部分輕餾分被蒸發,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破壞潤滑系統中正常循環,使高溫表面散熱情況惡化,增加氣缸、軸瓦熱負荷,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 試驗油的粘度

運動粘度是反映潤滑油內在質量的重要指標。粘度增長趨勢是衡量油品氧化變稠的重要分析指標。試驗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改進劑、降凝劑等高聚物剪切熱降解的變化;比較試驗油粘度變化率大小,可區分其高溫抗氧化性能的差異。圖 1表示每個換油里程后的試驗油粘度變化情況。

圖1 試驗油的運動粘度變化

從圖 1可看出,兩種試驗油的粘度隨行駛里程的增加沒有表現出規律性的變化,但總體有變小的趨勢,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,均低于換油指標要求。

粘度分析結果表明,兩種試驗油都具有良好的高溫抗氧化性能和熱氧化安定性能。

2.2 試驗油的氧化物和硝化物(見圖 2、圖 3)

通過紅外分析方法,也可以測量試驗油在行車試驗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處羰基團伸縮振動和 1630 cm-1處 -NO2基團反對稱伸縮振動譜峰的吸收度。

圖2 試驗油的氧化值變化

圖3 試驗油的硝化值變化

從圖 2、圖 3中看出,兩種試驗油的硝化值和氧化值隨行駛里程的增加有增大的趨勢,但兩種試驗油每個換油里程的氧化值和硝化值均保持在較低的范圍內。試驗油氧化值最高 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始惡化,粘度增長加劇,將出現拐點[2]。這兩種試驗油均未達到這種氧化程度。在 10000 km換油期后,昆侖油氧化值與參比油變化相當,但硝化值略低于參比油,說明昆侖油較參比油有更好的抗氧化性能。

2.3 試驗油的酸值和堿值(見圖 4、圖 5)

圖4 試驗油的酸值變化

圖5 試驗油的堿值變化

由圖 4可以看到,試驗油的酸值隨著行駛里程的增加有增長的趨勢,但兩種試驗油的酸值變化均較小。相對來說,10000 km換油期后,參比油的酸值增長要比試驗油的大些。說明試驗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,兩種試驗油的堿值都隨行駛里程的增加而減小。這是因為,在行車運行中,因中和酸性氧化物而使油品堿值下降。試驗結束時,試驗油堿值下降的幅度比參比油堿值下降的幅度略大,但仍能滿足車輛潤滑要求,并未因此而影響使用。特別是試驗油,盡管新油初始堿值及試驗終點堿值均略低,但高溫抗氧化性能、高溫清凈性能與參比油相當。

2.4 試驗油閃點、水分分析

對每個換油里程的試驗油樣進行了閃點、水分分析,10000 km換油里程后的油樣分析結果見表3。

表3 試驗油樣的閃點、水分

由表 3可見,每個換油里程的試驗完成后油樣的閃點、水分均無異常,說明試驗車輛車況良好,沒有發生竄油、漏水等異常現象。

圖6 試驗油的鐵含量變化

2.5 試驗油的金屬元素分析

通過分析試行車試驗后機油中的金屬含量來評價油品的抗磨性。主要分析油中與發動機活塞和軸承的磨損有關的 Fe、Al、Cu、Pb、Cr等金屬含量。試驗結果表明,兩臺試驗車的Al、Cu、Cr、Pb含量均在幾至十幾微克每克之間,含量很低,保持在穩定可接受范圍內,屬正常磨損。鐵含量相對其他金屬含量相對高些,10000 km換油期后,鐵含量也在 50μg/g以下,屬于正常磨損。兩種試驗油中的 Fe含量變化見圖 6,從圖 6可以看出,鐵含量隨行駛里程的增加而增大,每個換油里程的鐵含量試驗油均低于參比油,說明其抗磨性能優于參比油。

3 結論

(1)使用試驗油和參比油的兩臺上汽自主品牌轎車(KV6 2.5)經過 10×104km的整車普通道路耐久性試驗后,兩臺試驗車輛的車況良好,其發動機主要部件磨損正常,屬正常磨損。

(2)10×104km的整車普通道路耐久性試驗結果表明:A3/B3 5W-40汽柴油轎車發動機油質量性能穩定,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發動機)整車普通道路的使用要求,換油周期可以到達10000 km以上。

(3)通過上汽的整車性能試驗,中國石油潤滑油公司研制開發的A3/B3 5W-40汽柴油轎車發動機油已成為上海汽車 ROEWE 750、550系列車型的初裝油和售后服務油。

[1]平銀生.榮威轎車 K系列發動機的開發[J].內燃機學報,2008,26(增刊),53-58.

[2]王成功,谷祖國,郝玉杰.SJ汽油機油實車使用試驗[J].潤滑油,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年畢業于遼寧師范大學有機化學專業,現從事內燃機油研制工作,已公開發表文章數篇。

1002-3119(2010)05-0018-04