摩托車油技術(shù)交流

中國(guó)石油天然氣股份有限公司潤(rùn)滑油分公司大連研發(fā)中心大長(zhǎng)江摩托車油技術(shù)交流

2007.03-廣州巍巍昆侖主要內(nèi)容

1摩托車油的標(biāo)準(zhǔn)2摩托車油評(píng)定3摩托車油的性能4摩托車油的發(fā)展5其他四沖程摩托車油的標(biāo)準(zhǔn)

四沖程摩托車油一直使用傳統(tǒng)的摩托車油規(guī)格JASOT903-1998，該規(guī)格的制定主要以汽油機(jī)油規(guī)格為基線，符合車用發(fā)動(dòng)機(jī)油PCMO級(jí)別，在其基礎(chǔ)上增加一些理化指標(biāo)，摩擦特性試驗(yàn)來(lái)滿足摩托車的要求。粘度分類標(biāo)準(zhǔn)SAE（美國(guó)汽車工程師學(xué)會(huì)）粘度分類的最新標(biāo)準(zhǔn)是SAEJ300－99。我國(guó)的內(nèi)燃機(jī)油粘度分類標(biāo)準(zhǔn)是GB/T14906－94，是參照SAE300－95制定的。同時(shí)滿足冬用油的低溫粘度要求，及夏用油的高溫粘度要求的油稱為多級(jí)油，可以四季通用。

SAE粘度等級(jí)與適用環(huán)境溫度對(duì)應(yīng)關(guān)系如下：

冬用油夏用油

SAE粘度等級(jí)

適用氣溫SAE粘度等級(jí)

適用氣溫

5W

-30℃以上冬季用20

20℃以下夏季用

10W

-25℃以上冬季用30

30℃以下夏季用

15W

-20℃以上冬季用40

40℃以下夏季用

20W

-10℃以上冬季用50

高溫用油多級(jí)油如SAE15W40的適用環(huán)境溫度：-20℃～40℃摩托車油的粘度等級(jí)不小于SAE30

粘度分類粘度等級(jí)低溫動(dòng)力粘度，最大值

mPa.s低溫泵送粘度，最大值

mPa.s100℃運(yùn)動(dòng)粘度,最小值

mm2/s100℃運(yùn)動(dòng)粘度,最大值

mm2/sOW5W10W15W20W25W20304050603250，－30℃3500，－25℃3500，－20℃3500，－15℃4500，－10℃6000，－5℃－－－－－-35-30-25-20-15-10－－－－3.83.84.15.65.69.35.69.312.516.321.9------<9.3<12.5<16.3<21.9<26.1內(nèi)燃機(jī)油粘度等級(jí)分類GB/T14906－94分類標(biāo)準(zhǔn)粘度SAEJ300-99API（美國(guó)石油學(xué)會(huì)）分類：汽油機(jī)油以S打頭，后面跟字母A、B、C………，檔次依次提高，系統(tǒng)未端開口，不斷發(fā)展。ILSAC（國(guó)際潤(rùn)滑油標(biāo)準(zhǔn)和批準(zhǔn)委員會(huì)）分類：GF-1，GF-2，GF-3及將來(lái)規(guī)格。ACEA(歐洲汽車制造商協(xié)會(huì))分類：汽油機(jī)油以A打頭，A1、A2，A3、A5。輕負(fù)荷柴油機(jī)油以B打頭，B1、B2、B3、B4、B5。重負(fù)荷柴油機(jī)油以E打頭，E2、E3、E4、E5。摩托車油的質(zhì)量性能按API汽油機(jī)油，不低于APISE。質(zhì)量等級(jí)分類標(biāo)準(zhǔn)摩擦特性指數(shù)MAMB試驗(yàn)方法DFISFISTI不小于1.45不小于1.15不小于1.55小于1.45小于1.15小于1.55JASOT904-98按摩擦特性指數(shù)分類

參照日本JASOT904-98摩擦特性試驗(yàn)方法，采用摩擦性能的參比油JAFRE-A及低參比油JAFRE-B，在SAENO2摩擦試驗(yàn)機(jī)上，用JASOM348-95試驗(yàn)方法測(cè)定循環(huán)100次時(shí)的試樣動(dòng)摩擦指數(shù)DFI，靜摩擦指數(shù)SFI，制動(dòng)時(shí)間指數(shù)STI，并將四沖程摩托車油分為MA、MB兩類。

粘度：反映油品內(nèi)摩擦力大小，表示油品油性和流動(dòng)性的一項(xiàng)指標(biāo)。表示油品粘度隨溫度變化的程度。粘度指數(shù)越高，表示油品粘度受溫度的影響越小，其粘溫性能越好，反之越差。閃點(diǎn)：閃點(diǎn)是表示油品蒸發(fā)性的一項(xiàng)指標(biāo)。同時(shí)閃點(diǎn)又是表示石油產(chǎn)品著火危險(xiǎn)性的指標(biāo)。一般認(rèn)為閃點(diǎn)比使用溫度高20～30℃，即可安全使用。

發(fā)動(dòng)機(jī)油的理化指標(biāo)

泡沫性：在規(guī)定條件下測(cè)定的油品泡沫傾向性和泡沫穩(wěn)定性，可判斷其中混入空氣后油氣的分離能力。水分：指潤(rùn)滑油中含水量的重量百分?jǐn)?shù)。水分小于0.03％為痕跡。機(jī)械雜質(zhì)：指存在于潤(rùn)滑油中不溶于汽油、乙醇和苯等溶劑的沉淀物或膠狀懸浮物。發(fā)動(dòng)機(jī)油的理化指標(biāo)堿值（TBN）：是表示潤(rùn)滑油中堿性物質(zhì)含量的指標(biāo)使用中油品的堿值反映了金屬清凈劑的降解程度。蒸發(fā)損失：在規(guī)定的溫度（150℃）壓力下加熱1小時(shí)，蒸發(fā)出的油蒸氣由空氣流出去，蒸發(fā)后其損失量所占的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，蒸發(fā)損失過(guò)大，會(huì)導(dǎo)致機(jī)油消耗增加。剪切安定性（Boach）：含聚合物油在一定的剪切速率下，通過(guò)柴油噴嘴使其中剪切安定性較差的聚合物分子解聚，降低了試樣的運(yùn)動(dòng)粘度。高溫高剪切粘度：在高溫（150℃）和高剪切（10）時(shí)的潤(rùn)滑油動(dòng)力粘度，粘度過(guò)小會(huì)使油膜不連續(xù)，導(dǎo)致半干摩擦。發(fā)動(dòng)機(jī)油的理化指標(biāo)發(fā)動(dòng)機(jī)油的理化指標(biāo)低溫動(dòng)力粘度(CCS)：多級(jí)油在低溫高剪切條件下測(cè)得的動(dòng)力粘度，反映了殘留在汽缸套－活塞部位機(jī)油在低溫啟動(dòng)條件下的粘度，預(yù)示發(fā)動(dòng)機(jī)在低溫下順利啟動(dòng)的指標(biāo)。邊界泵送溫度(MRV)：反映了機(jī)油泵入口附近機(jī)油的動(dòng)力粘度，預(yù)示機(jī)油能及時(shí)，連續(xù)充分地泵送至各潤(rùn)滑部位，使主油道油壓不小于133KPa，否則機(jī)油泵抽空或供油速度和供油量不足，出現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)后摩擦表面長(zhǎng)時(shí)間得不到充分的潤(rùn)滑而導(dǎo)致磨損增加。四沖程摩托車油臺(tái)架評(píng)定四沖程摩托車油專有發(fā)動(dòng)機(jī)臺(tái)架（天津大學(xué)內(nèi)燃機(jī)研究所）

發(fā)動(dòng)機(jī)油必須滿足的性能要求適宜的粘度和良好的粘溫性能：潤(rùn)滑油的粘度關(guān)系到發(fā)動(dòng)機(jī)的起動(dòng)性、機(jī)件的磨損程度、燃油和潤(rùn)滑油的消耗量及功率損失的大小。機(jī)油粘度過(guò)大，流動(dòng)性差，進(jìn)入磨擦面所需時(shí)間長(zhǎng)，燃料消耗就會(huì)增大，機(jī)件磨損增大，清洗及冷卻性差。但密封性好；粘度過(guò)小，不能形成可靠油膜，不能保持潤(rùn)滑，密封性差，磨損大。功率下降。所以粘度過(guò)大、過(guò)小都不好，應(yīng)當(dāng)適宜。發(fā)動(dòng)機(jī)潤(rùn)滑油應(yīng)用的工作溫度范圍很廣，在300℃左右要求它有足夠的粘度保證潤(rùn)滑；在0℃以下，甚至-40℃時(shí)要求它有足夠的流動(dòng)性，以保證順利起動(dòng)。所以要求粘度特性和粘溫性好。

清凈分散性能好：發(fā)動(dòng)機(jī)工作中，會(huì)產(chǎn)生許多污物，如吸入空氣中帶來(lái)的砂土、灰塵，混合氣燃燒后形成的積炭，潤(rùn)滑油氧化后生成的膠狀物，機(jī)件間摩擦產(chǎn)生金屬屑等等。這些污物會(huì)附著在機(jī)件的摩擦表面上加大機(jī)件的磨損，大量的膠質(zhì)會(huì)使活塞環(huán)粘結(jié)卡滯，因此，發(fā)動(dòng)機(jī)油應(yīng)具有良好的清凈分散作用，把附著在汽缸壁及活塞上的氧化產(chǎn)物清洗下來(lái)，并使之均勻地分散在機(jī)油當(dāng)中，當(dāng)機(jī)油的清凈性差時(shí)，會(huì)使聚結(jié)在發(fā)動(dòng)機(jī)高溫部位的氧化產(chǎn)物繼續(xù)氧化，從而生成大量的漆膜、積碳，導(dǎo)致活塞環(huán)粘結(jié)、磨損加劇，甚至發(fā)生拉缸等事故。當(dāng)機(jī)油的分散性差時(shí)，被清洗下來(lái)的高溫沉積物和油泥無(wú)法均勻地分散在機(jī)油當(dāng)中，造成油路及機(jī)油濾清器堵塞，導(dǎo)致機(jī)油壓力異常、氧化加劇，甚至無(wú)法正常供油，造成化瓦等事故。良好的抗磨性：發(fā)動(dòng)機(jī)使用的大都是滑動(dòng)軸承，要承受很大的負(fù)荷，發(fā)動(dòng)機(jī)潤(rùn)滑油在高負(fù)荷、高壓的條件下，必須有良好的抗磨性。酸中和性好：燃料燃燒產(chǎn)生的酸性氣體，與水結(jié)合形成硫酸或亞硫酸等。同時(shí)油品氧化會(huì)生成有機(jī)酸，這些酸會(huì)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)的金屬產(chǎn)生腐蝕，所以潤(rùn)滑油應(yīng)具有很好的酸中和能力，減少酸性物質(zhì)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的損害?？寡趸盁嵫趸阅芎茫涸诎l(fā)動(dòng)機(jī)工作溫度下，由于金屬的催化作用，受氧氣及燃燒產(chǎn)物的影響，發(fā)動(dòng)機(jī)油發(fā)生氧化、聚合、縮合等反應(yīng)，形成酸性物質(zhì)、漆膜、油泥和積碳等，使油品的潤(rùn)滑性變差，甚至喪失。同時(shí)，由于漆膜和積碳的生成，不僅造成發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸過(guò)熱、活塞環(huán)密封性下降，而且使發(fā)動(dòng)機(jī)的功率損失增大。所以，潤(rùn)滑油中應(yīng)添加各種抗氧化添加劑，以提高其熱安定性和高溫抗氧化性。良好抗泡沫性：機(jī)油在運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中，由于曲軸的強(qiáng)烈攪動(dòng)，很容易產(chǎn)生泡沫，而且泡沫還不易消失。泡沫會(huì)使油膜遭到破壞，使摩擦面磨損加劇甚至發(fā)生燒結(jié)，并促進(jìn)潤(rùn)滑油氧化變質(zhì)，還會(huì)使?jié)櫥到y(tǒng)產(chǎn)生氣阻，影響機(jī)油的正常循環(huán)。因此潤(rùn)滑油中必須加入抗泡劑，起到抑制泡沫的產(chǎn)生及消泡的作用，保證機(jī)油的正常功效。優(yōu)良的剪切安定性：加入增粘劑的多級(jí)油在使用過(guò)程中，由于機(jī)械剪切的作用，油品中的高分子聚合物被剪斷，使油品粘度下降，影響正常潤(rùn)滑。因此剪切安定性是多級(jí)油必測(cè)的特殊理化性能，保證剪切后油品粘度在一定的范圍內(nèi)。發(fā)動(dòng)機(jī)油的作用潤(rùn)滑作用防銹和抗腐蝕作用導(dǎo)熱冷卻作用隔離密封作用潤(rùn)滑作用：發(fā)動(dòng)機(jī)在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，如果一些摩擦部位得不到適當(dāng)?shù)臐?rùn)滑，就會(huì)產(chǎn)生干摩擦。干摩擦在短時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的熱量足以使金屬熔化，造成機(jī)件的損壞甚至卡死(如拉缸、化瓦等故障)。當(dāng)潤(rùn)滑油流到摩擦部位后，在互相運(yùn)動(dòng)的金屬表面間能迅速形成具有一定厚度的油膜，避免了金屬的直接接觸，從而起到減少磨損、降低阻力、節(jié)約能源、防止燒結(jié)的作用。油膜的強(qiáng)度和韌性是發(fā)揮其潤(rùn)滑作用的關(guān)鍵。防銹防腐作用：發(fā)動(dòng)機(jī)在運(yùn)轉(zhuǎn)或存放時(shí)，大氣、燃油中的水分以及燃燒產(chǎn)生的酸性氣體，會(huì)對(duì)機(jī)件造成腐蝕和銹蝕，從而加大摩擦面的損壞。潤(rùn)滑油會(huì)在機(jī)件表面形成吸附油膜，阻止水氣、酸性物質(zhì)等與機(jī)件表面直接接觸，防止閥生腐蝕、銹蝕，起到保護(hù)引擎的作用導(dǎo)熱冷卻作用：燃料在發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)燃燒后產(chǎn)生的熱量，只有一小部分用于動(dòng)力輸出以及摩擦阻力消耗和輔助機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)上；其余大部分熱量隨廢氣排到大氣或被發(fā)動(dòng)機(jī)中的冷卻介質(zhì)帶走一部分。各傳動(dòng)件摩擦?xí)r所產(chǎn)生的熱量和部分引擎（動(dòng)力沖程）所釋放出來(lái)的熱量，這一方面靠發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)來(lái)完成，另一方面靠潤(rùn)滑油從氣缸、活塞、曲軸等表面吸收熱量后帶到油底殼中散發(fā)，大幅度地降低了各摩擦副表面的溫度，使機(jī)件保持適當(dāng)?shù)臏囟?，以保證發(fā)動(dòng)機(jī)不會(huì)由于溫度過(guò)高而燒壞。隔離密封作用：發(fā)動(dòng)機(jī)的氣缸與活塞、活塞環(huán)與環(huán)槽以及氣門與氣門座之間均存在一定間隙，這樣能保證各摩擦副之間不會(huì)卡滯。但這些間隙可造成氣缸密封不好，燃燒室漏氣結(jié)果是降低氣缸壓力及發(fā)動(dòng)機(jī)輸出功率。潤(rùn)滑油在這些間隙中形成的油膜，保證了氣缸的密封性，保持氣缸壓力及發(fā)動(dòng)機(jī)輸出功率，并能阻止廢氣向下竄入曲軸箱。

摩托車油的新規(guī)格

2006年4月日本汽車標(biāo)準(zhǔn)化組織修改了四沖程摩托車油JASOT903-1998標(biāo)準(zhǔn)，以滿足當(dāng)前及未來(lái)摩托車油的質(zhì)量要求，尤其是對(duì)油品的離合器摩擦性能和磨損保護(hù)的要求。

JASO四沖程摩托車油性能分類參數(shù)

T903-1998T903-2006MAMBMAMA1MA2MBDFI≥1.45＜1.45≥1.45且＜2.50≥1.45且＜1.80≥1.80且＜2.50≥0.50且＜1.45SFI≥1.15＜1.15≥1.15且＜2.50≥1.15且＜1.70≥1.70且＜2.50≥0.50且＜1.15STI≥1.55＜1.55≥1.55且＜2.50≥1.55且＜1.90≥1.90且＜2.50≥0.50且＜1.55

JASOT903-1998標(biāo)準(zhǔn)允許摩托車油的摩擦特性分類具有很寬的范圍，導(dǎo)致了不同油品之間區(qū)分性較差，并導(dǎo)致實(shí)際應(yīng)用中離合器的滑動(dòng)問(wèn)題。JASOT903-2006將摩托車油分為四級(jí)，使四沖程摩托車制造商可以指定具有適當(dāng)摩擦性能的油品用于其發(fā)動(dòng)機(jī)。目前摩托車油分類包括SG、SH、SJ、和SL，同時(shí)也規(guī)定了ILSACGF-1、GF-2、GF-3和ACEAA1/B1、A3/B3、A3/B4、A5/B5油品等級(jí)。修訂后的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定只要油品沒有對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的耐久性造成負(fù)面影響，尤其是抗磨損性能，允許采用低粘度等級(jí)，但必須滿足高溫高剪切粘度，噴嘴剪切后粘度保持在原粘度等級(jí)范圍內(nèi)。四沖程摩托車發(fā)動(dòng)機(jī)與汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的差異結(jié)構(gòu)：四沖程摩托車發(fā)動(dòng)機(jī)與汽車發(fā)動(dòng)機(jī)都是四沖程原理結(jié)構(gòu)，但汽車發(fā)動(dòng)機(jī)與變速器、離合器是分開潤(rùn)滑的，曲軸箱內(nèi)的機(jī)油溫度約在75-90C之間；而摩托車發(fā)動(dòng)機(jī)中包括濕式多片離合器、高速及變速器齒輪、換擋機(jī)構(gòu)以及活塞、氣缸、進(jìn)排氣閥等運(yùn)動(dòng)零件都在同一結(jié)構(gòu)體內(nèi)，共用同一容積內(nèi)的機(jī)油，要防止傳動(dòng)裝置齒輪磨損、離合器片剪切力過(guò)大導(dǎo)致油品粘度過(guò)低引起齒輪點(diǎn)蝕和擦傷，況且離合器的摩擦片、變速齒輪的轉(zhuǎn)動(dòng)會(huì)產(chǎn)生很多的熱量，曲軸箱內(nèi)的機(jī)油溫度最高可達(dá)80-120℃，要求油品具有良好的剪切穩(wěn)定性、極壓抗磨能力和抗氧化能力，與汽油機(jī)油相比，在JASO903-98摩托車油標(biāo)準(zhǔn)中增加了柴油噴嘴剪切穩(wěn)定性指標(biāo)要求。冷卻效果：汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的機(jī)油容量大約有5-7L，而摩托車發(fā)動(dòng)機(jī)的機(jī)油量只有1L左右，機(jī)油只有充分流動(dòng)才能發(fā)揮其散熱等性能，機(jī)油量的多少對(duì)散熱性能影響很大，而且大多數(shù)摩托車一般都是風(fēng)冷，其冷卻效果比汽車的水箱循環(huán)冷卻差很多，這必然導(dǎo)致摩托車發(fā)動(dòng)機(jī)的機(jī)油溫度要大大高于汽車機(jī)油的溫度，油品更容易氧化，同時(shí)為防止機(jī)油消耗過(guò)大，增加了對(duì)油品蒸發(fā)損失的限制。機(jī)油濾清器：汽車的機(jī)油濾清器比較齊全，有粗濾器和精濾器，其濾清效果極佳，而摩托車為了減輕整機(jī)重量和體積，機(jī)油濾清器在設(shè)計(jì)上較為簡(jiǎn)單，其濾清效果差，機(jī)油更容易老化變質(zhì)。

升功率及轉(zhuǎn)數(shù)：汽車的排量功率一般為60-80Kw／L，而摩托車則為100-120Kw/L，約等于汽車的1.5倍還多，而體積功率則為汽車的2倍。汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的標(biāo)定轉(zhuǎn)速通常在3000-5000r／min，在最大功率輸出時(shí)，也不超過(guò)6000r／min，而摩托車發(fā)動(dòng)機(jī)的標(biāo)定轉(zhuǎn)速約8000-11000r／min，比汽車高50%一120%。在最大功率輸出時(shí)轉(zhuǎn)速達(dá)10000-15000r／min，可見最高功率輸出較高，范圍變化較大。強(qiáng)化強(qiáng)度：由于行駛條件的差異及各種技術(shù)要求，摩托車發(fā)動(dòng)機(jī)的強(qiáng)化強(qiáng)度通常比汽車高3-4倍。摩托車車身輕盈，經(jīng)常以最大功率或最大扭矩輸出時(shí)的轉(zhuǎn)速行駛，摩托車的工作環(huán)境要比汽車苛刻得多。所以要求四沖程摩托車油具有更好的高溫清凈性、高溫抗氧化性能。摩托車油的性能特點(diǎn)

四沖程摩托車油在滿足汽油機(jī)油基本性能要求（理化性能和發(fā)動(dòng)機(jī)臺(tái)架試驗(yàn)）的同時(shí)，由于四沖程摩托車發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)的特殊性以及工作環(huán)境的惡劣性，要求所使用的潤(rùn)滑油還具備如下特性：摩托車油的性能特點(diǎn)

摩擦系數(shù)要適宜抗剪切能力強(qiáng)抗高溫性能高中國(guó)石油潤(rùn)滑油