長城CI-4柴油機油在順豐控股營運車輛上的進口油替代試驗

林東豐

中國石化潤滑油有限公司廣東銷售分公司

采用長城尊龍T500 CI-4 15W-40柴油機油在順豐控股營運車輛上進行了30 000 km應用試驗。對試驗機油的各項理化性能進行了全過程的跟蹤檢測，在試驗過程中體現出良好的潤滑性能、抗磨性能和清凈分散性能。結果表明，各臺試驗車輛運行情況正常，行車試驗達到預期效果。

順豐控股是國內領先的快遞物流綜合服務商，目前其自有營運車輛超過1.6萬臺，各種合作營運車輛約30萬臺。長期以來，順豐控股的營運車輛在潤滑油的使用上均從殼牌、美孚等進口品牌中招標選擇。為了降低運輸成本，順豐控股希望聯合國內品牌潤滑油公司開展用油國產化替代工作，實現強強合作。為此，中國石化潤滑油公司給油品替代工作提供了技術支持，確定了在長城潤滑油產品體系中選擇一款質量和性能優異的產品進行應用試驗，以替代現用產品M品牌CI-4 15W-40柴油機油（下稱：M品牌）。

本文采用長城尊龍T500 CI-4 15W-40柴油機油（以下簡稱長城T500 CI-4 15W-40）在8臺營運車輛上開展了應用試驗，以綜合評估長城T500 CI-4 15W-40的實際使用性能，為順豐控股營運車輛的用油國產化替代提供必要的技術依據。

試驗部分

試驗車輛

參與試驗的8臺運輸車（1～8號車）主要分布在東莞市范圍內，承接東莞市內的快遞運輸業務。

試驗車輛發動機主要參數見表1。

試驗用油

為了確保試驗數據具有更好的參考意義，選擇同一生產批號的長城T500 CI-4 15W-40油品作為車輛試驗用油，油品質量指標及新油理化性能的實測數據見表2。

清洗及采樣

試驗開始之前，將8輛試驗車輛的舊機油在熱的狀態下全部排空，并用試驗機油進行清洗2次，每次怠速運轉清洗20 min以上，然后放盡清洗油并更換機油濾清器、空氣濾清器和燃油濾清器，最后加入新機油（長城T500 CI-4 15W-40）至機油標尺上限，啟動發動機運行5 min，再補加新油至標油尺上限，同時記錄加入的機油總量和車輛的行駛里程數，開始行車試驗。

表1 試驗車輛發動機主要參數

首次采樣設為0 km，每隔5 000 km取樣一次，總試驗里程為30 000 km左右，每次取樣150 mL。每次取樣之后，適當補加與所取油樣相同的新油。

換油指標

對采集的樣品參考GB/T 7607—2010《柴油機油換油指標》中的CH-4級別的換油指標的技術項目進行分析，具體見表3。

試驗結果及分析

運動黏度變化

在油品的實際行車試驗過程中，發動機油的運動黏度是影響發動機潤滑性的一項重要指標之一。影響發動機油在使用過程中的黏度特性的因素比較多，如蒸發損失、聚合物的裂解和機械降解、油品的氧化縮合變稠、油品對油泥等雜物的分散、燃油稀釋等。其中主要原因有：

◇因高溫氧化和組分揮發，發動機油的運動黏度會增大。若增長幅度過大，會導致發動機油能耗升高；

◇燃料稀釋和黏度指數改進劑受剪切或熱作用分解將使發動機油運動黏度下降；當降到一定程度時，又會導致發動機部件磨損，同時造成油壓降低、密封變差。因此，發動機油黏度的變化基本可以反映油品衰變程度、添加劑熱分解以及黏度指數改進劑、降凝劑的剪切、熱裂解變化情況。試驗油品的100℃運動黏度隨行駛里程的變化情況見圖1。

從圖1可以看出，在試驗過程中，試驗油品的100 ℃運動黏度在7 000 km時出現下降，之后逐漸上升。這主要是因為剛加注的新機油受發動機摩擦副的剪切作用，使機油中的黏度指數改進劑由大分子被剪切成小分子，致使機油黏度下降；隨著發動機使用時間延長，在苛刻的發動機工況條件下，機油會發生氧化并生成大分子膠質，從而使機油黏度上升。在整個行車試驗過程中，機油的黏度變化幅度較小，還處在原來的黏度等級范圍之內，沒有出現明顯的下降和上升現象，也沒有超過換油指標中規定的黏度變化范圍，說明試驗機油具有優異的剪切安定性和黏度保持能力，沒有出現過度氧化而造成機油黏度劇增現象。

表2 長城T500 CI-4 15W-40質量指標及新油理化性能實測數據

表3 GB/T 7607—2010 《柴油機油換油指標》（CH-4）

堿值變化

柴油機油都有一定的堿值。柴油機油堿值的變化主要和所用燃料油的硫含量及油品在試驗過程中氧化變質有關，反映了油品抑制氧化和中和酸性物質能力的強弱，堿值下降到一定程度，油品失去了中和酸性物質的能力，會引起油泥增多，發動機部件有可能腐蝕、磨損等現象。試驗油品的堿值隨行駛里程的變化情況見圖2。

從圖2可以看出，在試驗過程中，試驗油品的堿值呈現逐漸下降的趨勢。其原因是機油高溫氧化而產生酸性物質和柴油燃燒生成的酸性物質，使得油品的堿值逐步下降。試驗過程中，堿值下降率未超出換油指標要求的50%，符合發動機油在使用過程中堿值下降的變化規律。

酸值變化

酸值主要用于檢測油品中某些功能添加劑的消耗情況及油品的老化程度。油品在使用過程中受到溫度、水分或其他因素的影響，會逐漸老化變質。隨著油品老化程度增加，產生較多的酸性物質，使油品酸值增加；較大量的酸性物質對設備造成一定程度的腐蝕，并在金屬的催化作用下繼續加速油品的老化狀況，影響發動機的正常運行。試驗油品的酸值隨行駛里程的變化情況見圖3。

從圖3可以看出，隨著行駛里程的增加，試驗機油的酸值呈現逐漸增大的變化趨勢，但到試驗結束時，試驗機油的酸值增加值均未超過2.5 mgKOH/g，符合發動機油在使用過程中酸值的變化規律，說明試驗機油具有良好的抗氧化性能。

正戊烷不溶物變化

正戊烷不溶物是潤滑油氧化產物、添加劑降解產物、發動機金屬磨損粉末、灰塵及積炭的總和，主要反映潤滑油的氧化變質和受污染程度。在用油的正戊烷不溶物含量達到一定值后，油品黏度增大，流動性變差，油品中的不溶物聚集成團，堵塞油路，造成潤滑不良等嚴重后果。試驗油品的正戊烷不溶物隨行駛里程的變化情況見圖4。

從圖4可以看出，行車試驗結束后，試驗油品的正戊烷不溶物含量不高，遠小于換油指標要求，表明試驗油品在正常的車輛行駛條件下產生的油泥少，油品具有很好的抑制氧化產物生成的能力，具有良好的抗氧化性能、抗磨性能和清凈分散性能，對發動機起到良好的保護作用。

閃點變化

測定試驗機油的閃點，主要是監測發動機油被燃料油污染的程度。若發現機油閃點有顯著下降，說明該油品已被燃料稀釋，需及時更換油品并檢修發動機。試驗油品的閃點隨行駛里程的變化情況見圖5。

從圖5可以看出，在整個行車試驗過程中，試驗機油的閃點變化正常，均在200 ℃以上，未達到閃點的換油指標要求，說明本次試驗情況良好，未出現顯著燃油稀釋等異常情況。

水分含量變化

在用油由于缸套老化滲漏、燃燒室產生的水汽等原因，可能造成油品帶水，水的存在會破壞油膜強度，并造成添加劑水解，有機酸還會腐蝕發動機部件。當油品中水分較少時，由于發動機工作溫度較高，因此極少量的水有可能被蒸發，對發動機危害不大，隨著機油中水分的增加，油品乳化會加劇，引起金屬部件的銹蝕。試驗油品的水分含量隨行駛里程的變化情況見圖6。

從圖6可以看出，試驗機油中水分含量最大值為0.06%（質量分數），遠小于換油指標的要求，說明試驗機油沒有受到水分的污染，機油在發動機摩擦副之間形成的有效油膜強度良好，可以為發動機提供有效的潤滑保護。

磨損金屬元素含量

車輛在行駛過程中運動部件都存在正常的磨損，通過測定發動機油的金屬元素含量變化可以監測發動機的磨損情況。試驗油品中磨損金屬元素的含量也從側面反映試驗油品的品質。發動機的磨損件主要為缸套、曲軸、活塞環等，可通過定期分析試油中Fe、Cu、Al等金屬含量的變化來評價，其中鐵元素能夠直接反映發動機的磨損情況。試驗機油的Fe、Cu、Al元素含量隨行駛里程的變化情況分別見圖7～圖9。

從圖7～圖9可以看出，在整個行車試驗過程中，試驗機油中的Fe、Cu和Al元素含量呈規律性增加并穩定在換油指標的限值范圍內，含量均較小；6號車的銅含量較高，這是由于該車輛車況相對較差所致，屬于正常磨損。較低的磨損元素含量也說明試驗機油具有良好的抗磨性能，能夠在發動機各摩擦副之間形成強度很高的極壓膜，對發動機起到有效的保護，延長發動機的使用壽命。

硅元素含量變化

在用油中硅元素的來源主要與車輛的行駛環境有關，當車輛行駛于塵土飛揚的惡劣環境中，或空氣濾清器不正常，都會造成油中硅含量的大量增加，引起發動機零部件的磨料磨損。試驗機油的Si含量隨行駛里程的變化見圖10。

從圖10可以看出，部分車輛的試驗機油中Si含量隨行駛里程的增加而緩慢增加，可能與車輛的空氣濾清器或行駛的環境較為惡劣有較大關系。試驗過程中，試驗機油中硅元素含量的最大值僅為19 mg/kg，沒有超過換油指標的要求，說明在行車試驗過程中進入發動機的污染物較少。

與原用進口機油的對比

理化性能

長城T500 CI-4 15W-40與原用的M品牌柴油機油的理化性能典型數據對比見表4。

從表4可以看出，2個產品的綜合性能相當，在閃點和堿值上長城T500 CI-4 15W-40更有優勢。

實際使用效果

本次行車試驗時，預先采集了每臺試驗車輛在更換試驗機油之前的舊機油（即M品牌），并對油樣進行了相關項目的測試。通過比較同一臺試驗車在相同或相近的條件下（行駛里程接近）前后所用油品的理化性能，考察油品的實際使用效果，結果見表5。

表4 長城T500 CI-4 15W-40與M品牌典型數據對比

表5 長城T500 CI-4 15W-400與M品牌的實際使用效果對比

從表5可以看出，在相當的行駛里程條件下，二者的100 ℃運動黏度、堿值、酸值、金屬元素等關鍵指標的數據相近，表明M品牌與長城T500 CI-4 15W-40的實際使用效果相當。

結論

采用長城T500 CI-4 15W-40柴油機油在順豐控股營運車輛上進行了30 000 km的行車應用試驗，試驗油的各項性能指標都在GB/T 7607—2010《柴油機油換油指標》CH-4級別油品換油指標要求范圍內，且遠遠小于換油指標要求。由此表明，油品各項綜合性能良好，完全可以滿足順豐控投營運車輛的潤滑要求，可以實現對現用產品M品牌的使用替代。