長城尊龍T700CK-410W-40柴油機油的應(yīng)用研究

黃鑫 黃海鵬 付麗雪 陳釗鋒

中國石化潤滑油有限公司北京研究院

采用長城尊龍T700 CK-4 10W-40柴油機油在國內(nèi)某OEM國六發(fā)動機上進行了1 000 h發(fā)動機試驗，考察油品的實際使用性能。試驗結(jié)果表明，尊龍T700 CK-4 10W-40柴油機油具有良好的黏度保持能力、堿值保持能力及抗磨損能力，適用于國六柴油發(fā)動機并能夠滿足長換油期需求。

供圖/黃鑫

隨著《重型柴油車污染物排放限值及測量方法（中國第六階段）》的頒布，重型車的排放限值被進一步加嚴(yán)[1]，為了滿足排放法規(guī)的要求，各發(fā)動機OEM（原始設(shè)備制造商）在國六發(fā)動機的開發(fā)中普遍采用了SCR（選擇性催化還原）+DPF（柴油機顆粒捕捉器）的技術(shù)路線，并要求其配套潤滑油不僅能保護尾氣后處理系統(tǒng)，同時可以滿足更長換油期的需求。

中國石化潤滑油有限公司研發(fā)了長城尊龍T700 CK-4 10W-40柴油機油產(chǎn)品以滿足國六發(fā)動機的使用需求。CK-4是美國石油學(xué)會（API）最新發(fā)布的柴油機油規(guī)格[2]，不僅對硫、磷、硫酸鹽灰分有嚴(yán)格的限值要求，同時新增了MACK T13和COAT臺架試驗，是目前性能最全面的柴油機油規(guī)格，對發(fā)動機尾氣后處理系統(tǒng)的兼容性好，并可以在更長周期內(nèi)有效地保護發(fā)動機。本文采用長城尊龍T700 CK-4 10W-40柴油機油在國內(nèi)某OEM國六發(fā)動機上進行了1 000 h臺架試驗，以考察該產(chǎn)品的實際應(yīng)用性能。

試驗部分

試驗發(fā)動機

試驗發(fā)動機為國內(nèi)某OEM（原始設(shè)備制造商）的國六柴油發(fā)動機，其基本參數(shù)見表1。

表1 試驗發(fā)動機基本參數(shù)

目前,此類中等排量柴油發(fā)動機的主流配套用油是CJ-4規(guī)格的柴油機油，在發(fā)動機的耐久試驗中通常300～500 h換油，實際換油里程在30 000 km左右。本文是首次進行1 000 h換油期的發(fā)動機臺架試驗，對國六柴油發(fā)動機油的開發(fā)有重要的參考價值。

試驗工況

本次1 000 h發(fā)動機臺架試驗所采用的試驗工況見表2。

表2 試驗工況

試驗油品

本次試驗油品采用長城尊龍T700 CK-4 10W-40柴油機油，其典型數(shù)據(jù)見表3。

表3 試驗油品的典型數(shù)據(jù)

換油指標(biāo)

本次試驗參考GB/T 7607—2010《柴油機油換油指標(biāo)》制定了換油指標(biāo)，見表4。

結(jié)果與討論

運動黏度

運動黏度是發(fā)動機油的重要性能指標(biāo)，發(fā)動機機油在發(fā)動機運行中由于受到剪切作用黏度會有所降低，同時機油氧化、油泥和不溶物的增加又會導(dǎo)致發(fā)動機油運動黏度上升。發(fā)動機油運動黏度保持在一定范圍內(nèi)才能有效形成油膜，保護發(fā)動機零部件。油品監(jiān)測結(jié)果顯示，長城尊龍T700 CK-4 10W-40在發(fā)動機臺架試驗過程中運動黏度因為剪切的原因先呈小幅下降的趨勢，隨后緩慢上升，整個試驗過程中運動黏度變化率遠低于±20%的限值，說明長城尊龍T700 CK-4 10W-40具備良好的運動黏度保持能力。試驗油品運動黏度變化率隨試驗時間的變化見圖1。

堿值下降率

為了防止燃燒及油品氧化的酸性產(chǎn)物對發(fā)動機金屬部件造成腐蝕甚至加劇磨損，機油需要保持一定的堿值。隨著試驗的進行，長城尊龍T700 CK-4 10W-40的堿值下降率呈現(xiàn)不斷上升的趨勢，在長達1 000 h的發(fā)動機臺架試驗中堿值下降率遠遠沒有達到限值（50%），說明試驗油品具有出色的堿值保持能力。試驗油品堿值下降率隨試驗時間的變化見圖2。

表4 行車試驗換油指標(biāo)

圖1 試驗油品運動黏度變化率隨試驗時間的變化

圖2 試驗油品堿值下降率隨試驗時間的變化

酸值增加值

燃料在燃燒過程中會生成酸性氣體和水蒸氣，竄入曲軸箱后與潤滑油結(jié)合會生成酸性物質(zhì)。同時發(fā)動機油在使用過程中本身發(fā)生氧化也會生成酸性物質(zhì)。酸值變化反映了潤滑油中酸性物質(zhì)的增加情況，酸性產(chǎn)物不斷增加是造成發(fā)動機腐蝕的重要原因。

長城尊龍T700 CK-4 10W-40在發(fā)動機臺架試驗過程中，酸值增加值先呈小幅下降趨勢，然后不斷上升，在長達1 000 h的試驗中，酸值增加值一直低于限值（2.5 mgKOH/g），說明試驗油品具有較強的酸中和能力。試驗油品酸值增加值隨試驗時間的變化見圖3。

戊烷不溶物

戊烷不溶物是機油中的不能溶于戊烷等有機溶劑的有害物質(zhì)，是由于高溫氧化等原因產(chǎn)生的，會引起發(fā)動機零部件的異常磨損。

長城尊龍T700 CK-4 10W-40的戊烷不溶物含量在發(fā)動機的運行過程中，一直遠低于限值（2%），一定程度上反映出油品的氧化程度較輕。試驗油品戊烷不溶物隨試驗時間的變化見圖4。

元素含量

元素含量是判斷發(fā)動機狀態(tài)的重要依據(jù)。試驗油品鐵、銅、鋁、硅元素含量隨試驗時間的變化見圖5。

由圖5可以看出：

◇在1 000 h的發(fā)動機臺架試驗過程中，長城尊龍T700 CK-4 10W-40的鐵元素(Fe)含量緩慢上升，但一直遠低于限值（150 mg/kg），該試驗發(fā)動機的摩擦副由鐵元素構(gòu)成，說明發(fā)動機的磨損程度很輕；

圖3 試驗油品酸值增加值隨試驗時間的變化

圖4 試驗油品戊烷不溶物隨試驗時間的變化

圖5 試驗油品鐵、銅、鋁、硅元素含量隨試驗時間的變化

◇銅元素（Cu）含量在250 h之后明顯增加，雖然在個別時間點小幅超過限值（50 mg/kg），但在1 000 h的含量低于限值要求，該試驗發(fā)動機的主要摩擦副不含銅元素，因此銅元素（Cu）含量較多可能是由于發(fā)動機部件的元素析出導(dǎo)致的；

◇鋁元素（Al）含量一直處于低水平且遠低于限值（30 mg/kg）；

◇硅元素（Si）在試驗過程中一直低于限值（30 mg/kg），說明潤滑油中的不溶物質(zhì)含量較少。

水分和閃點

對舊油檢測分析顯示，長城尊龍T700 CK-4 10W-40的水含量遠低于柴油機油換油限值，閃點（閉口）都大于130 ℃。

結(jié)論

長城尊龍T700 CK-4 10W-40柴油機油在長達1 000 h的發(fā)動機試驗中油品運動黏度、堿值保持良好，沒有產(chǎn)生明顯的氧化，發(fā)動機沒有出現(xiàn)異常磨損。試驗結(jié)果表明，長城尊龍T700 CK-4 10W-40柴油機油具有極為出色的黏度保持能力、堿值保持能力及抗磨損能力，使用壽命比CJ-4規(guī)格產(chǎn)品大幅增長，十分適用于國六柴油發(fā)動機。