潤滑油技術交流剖析

雅富頓公司

雅富頓發(fā)動機潤滑油技術交流資料目錄第一部分、發(fā)動機總體結構及工作原理第二部分、發(fā)動機的潤滑系統(tǒng)第三部分、發(fā)動機潤滑油的組成和檢測方法第一部分、發(fā)動機總體結構及工作原理本章講述內容：發(fā)動機的分類發(fā)動機總體構造發(fā)動機基本術語四沖程發(fā)動機的工作原理一、發(fā)動機的分類發(fā)動機是將其它形式的能量轉變?yōu)闄C械能的機器。分類：按使用燃料分：汽油機、柴油機等。按工作循環(huán)分：四沖程發(fā)動機、二沖程發(fā)動機。按冷卻方式分：水冷式、風冷式按氣門裝置位置分：側置式、頂置式按氣缸排列分：直列式發(fā)動機、V型發(fā)動機。按氣缸數分：單缸發(fā)動機、多缸發(fā)動機。二、發(fā)動機總體構造總體構造：兩大機構五大系統(tǒng)兩大機構：曲柄連桿機構、配氣機構五大系統(tǒng)：冷卻系、潤滑系、燃料供給系、點火系、起動系

注意：柴油機沒有點火系。兩大機構之－－曲柄連桿機構作用：將燃料燃燒時產生的熱量轉變?yōu)榛钊鶑瓦\動的機械能，再通過連桿將活塞往復運動變?yōu)榍S的旋轉運動而對外輸出動力。組成：由氣缸體和曲軸箱組、活塞連桿組、曲軸飛輪組組成。兩大機構之－－配氣機構作用：使可燃混合氣及時充入氣缸并及時從氣缸中排出廢氣。組成：它由進氣門、排氣門、挺桿、推桿、搖臂、凸輪軸、正時齒輪等組成五大系統(tǒng)之－－冷卻系作用：把受熱零件的熱量散到大氣中去，以保證發(fā)動機正常工作。組成：它由水泵、散熱器、風扇、分水管、水套等組成。五大系統(tǒng)之－－潤滑系作用：潤滑、冷卻、清洗、防腐、密封等。組成：由機油泵、濾清器、限壓閥、油道等組成。五大系統(tǒng)之－－燃料系（汽油車）作用：按需要向氣缸內供應已配制好的可燃混合氣，燃燒后排出廢氣。組成：化油器式由燃油箱、汽油泵、化油器、進排氣管、濾清器等組成。

五大系統(tǒng)之－－燃料系（柴油車）作用：向氣缸內供應純空氣并在規(guī)定時刻向氣缸內噴入柴油，燃燒后排出廢氣。組成：由燃油箱、噴油泵、噴油器、進、排氣管、濾清器等組成。五大系統(tǒng)之－－點火系作用：按規(guī)定時刻及時點燃氣缸內的混合氣。組成：由蓄電池、分電器、點火線圈、火花塞等組成。五大系統(tǒng)之－－起動系作用：使靜止的發(fā)動機起動。組成：由起動機及附屬裝置組成。三、發(fā)動機基本術語工作循環(huán)：每完成一次熱功轉換的工作過程。上止點：活塞離曲軸回轉中心最遠處。下止點：活塞離曲軸回轉中心處。曲柄半徑R

：連桿與曲軸連接中心至曲軸旋轉中心的距離?；钊谐蘏：上、下兩止點間的距離（mm），S=2R；沖程：活塞由一個止點到另一個止點運動一次的過程；氣缸工作容積（Vh）：活塞從上止點到下止點所讓出的空間容積。發(fā)動機工作容積（Vl）：發(fā)動機所有氣缸工作容積之和，也叫發(fā)動機的排量。Vl=Vh×i燃燒室容積（Vc）：活塞在上止點時，活塞頂上面的空間容積。氣缸總容積（Va）：活塞在下止點時，活塞頂上面的空間容積。壓縮比（ε）：氣缸總容積與燃燒室容積的比值。

ε=Va/Vc四、四沖程和二沖程發(fā)動機的工作原理四沖程發(fā)動機：活塞往復四個沖程完成一個循環(huán)的發(fā)動機。四個循環(huán)：進氣行程壓縮行程作功行程排氣行程四沖程汽油機的工作過程四沖程汽油機工作原理：進氣行程排氣門關閉進氣門開啟活塞溫度370~440K，壓力75~90kPa示功圖大氣壓力線PVra上止點下止點四沖程汽油機工作原理：壓縮行程進氣門關閉排氣門關閉活塞壓縮比：ε=Va/Vc示功圖PVra大氣壓力線c上止點下止點溫度600~800K，壓力600~1500kPa四沖程汽油機工作原理：做功行程進氣門關閉排氣門關閉活塞示功圖VPra大氣壓力線cZb上止點下止點瞬時最高：溫度2200~2800K，壓力3~5MPa作功終了：溫度1500~1700K，壓力300~500kPa

四沖程汽油機工作原理：排氣行程進氣門關閉排氣門打開活塞示功圖PVr大氣壓力線cZb上止點下止點溫度900~1200K壓力105~125kPa殘余廢氣四沖程柴油機的工作原理噴油器噴油泵進氣行程壓縮行程作功行程排氣行程進氣門排氣門純空氣溫度300~370K壓力800~900kPa溫度800~1000K壓力3~5MPa瞬時：溫度1800~2200K壓力5~10MPa終了：溫度800~1000K壓力105~400kPa溫度800~1000K壓力105~400kPa四沖程汽油機與四沖程柴油機的比較相同點：每個工作循環(huán)曲軸轉兩周，每一沖程曲軸轉半周，進氣沖程進氣門開，排氣沖程排氣門開，其余兩個沖程進、排氣門均關。四個沖程中，只有作功沖程產生動力，其余三個沖程消耗能量。必須用外力起動。工作循環(huán)基本內容相似，主要機件的運動相同，結構基本相同。不同點：混合氣的形成方式不同：汽油機是缸外混合；柴油機是缸內混合；著火方式不同：汽油機點燃式；柴油機是壓燃式。燃油+airCO2+水完全燃燒的產物柴油發(fā)動機汽油發(fā)動機（間噴式）NOx微粒(柴油機)主要的污染NOxCO未燃的HC污染物質汽油機與柴油機的差別—污染的排放汽車排放物是由一氧化碳（CO）、烴類化合物（HC）、氮氧化物（NOx）、和顆粒物(PM)組成。它們對人類的健康產生嚴重的威脅。一氧化碳與血液中血紅蛋白結合會降低后者的氧氣輸送能力,可導致頭痛、眩暈，嚴重時甚至導致一氧化碳中毒氮氧化物可形成二次污染,如臭氧。臭氧會造成肺部及呼吸系統(tǒng)失調某些碳氫化合物有毒,可能導致眼睛、喉嚨、肺部發(fā)生過敏顆粒物懸浮在空氣中會影響可見度，某些顆粒物可能致癌，導致肺部及心臟疾病,增加致癌率。發(fā)動機的燃燒產物目前我國大中城市50%的空氣污染來自于燃油汽車的廢氣排放CO2NOx,CO,HC微粒溫室效應（全球的)主要影響

空氣品質(地區(qū)的)解決方案后處理對潤滑油的影響熱應力上升FE(節(jié)能）

潤滑油與后處理系統(tǒng)的兼容性發(fā)動機潤滑油與燃燒產物的關系美國排放法規(guī)與API柴油機油的發(fā)展發(fā)展時間柴油發(fā)動機改進的目的柴油發(fā)動機改進的內容對運轉的影響對柴油機油的影響該階段發(fā)展的柴機油的特性1987——大功率柴油機————CE1990CF-4為適應91年的排放法規(guī)，同時提高柴油機運行的經濟性直噴技術、電控空燃比、減少噴油提前角、延遲柴油噴入降低NOx的排放，活塞環(huán)由矩形環(huán)變成梯形環(huán)，將環(huán)頂位置提高，消除燃燒死區(qū)，降低排氣中的顆粒含量第一環(huán)槽溫度升高，容易在環(huán)槽內產生積碳CE機油易產生積碳具備更好的高溫清凈性能，允許煙炱含量3-4%。1994CG-4為達到94年規(guī)定的柴油機排放尾氣中顆粒含量的要求要求柴油含硫量小于0.05%，以降低硫酸鹽顆粒的含量。柴油機的噴油壓力增大，排氣質量改善熱負荷增加CF-4在使用中出現較明顯的粘度增大、濾網堵塞和磨損等問題在緩解因氧化和煙灰造成的粘度增大以及部件磨損、提高活塞清凈性方面有了進一步改善，允許煙炱含量5-6%1998CH-4為滿足98年進一步降低的排放標準柴油機采用兩段活塞，進一步延遲點火，以降低NOx的排放，以及采用電控系統(tǒng)機油中煙炱增加煙炱的處理是機油升級的關鍵同時通過高/低硫柴油的清凈性臺架，增加了堿值；高溫氧化性、活塞表面清凈性、煙炱分散性活塞環(huán)和缸套的磨損以及抗剪切性等有所提高，允許煙炱含量8-9%美國排放法規(guī)與API柴油機油的發(fā)展發(fā)展時間柴油發(fā)動機改進的目的柴油發(fā)動機改進的內容對運轉的影響對柴油機油的影響該階段柴油機油的特性2002CI-4滿足2002年排放法規(guī)NOx含量為2.7g/KW.h廢氣再循環(huán)（EGR）機油中煙炱大量增加導致機油粘度上升，需要機油有更好的分散性控制由于煙炱含量上升造成的磨損、粘度上升、活塞沉積物和機油消耗2004CI-4+滿足商業(yè)化的帶有EGR的發(fā)動機無機油中煙炱大量增加導致機油粘度上升，需要機油有更好的分散性提高了煙炱處理能力和剪切穩(wěn)定性2006CJ-4滿足新的排放法規(guī)采用硫燃油和后處理裝置要求油品有進一步的元素和灰分含量限制指標更苛刻，添加劑要求更好，見《規(guī)格介紹》歐美柴油機油的區(qū)別歐洲柴油機油采用了一部分API的評定項目，但為了進一步肯定油品質量，增加了自己規(guī)定的項目與美國比較較緩和的項目更苛刻的項目增加的臺架試驗活塞設計的不同及其對發(fā)動機的影響頂環(huán)槽至活塞頂的距離長；頂環(huán)岸和氣缸之間的間隙小，竄氣量小如果在頂環(huán)岸和氣缸之間落入一些沉積物或積碳，易被壓實OM364AOM441LA第一環(huán)槽溫度較低；積碳少活塞易保持干凈經過上下運動出現鏡面拋光煙炱問題較美國的產生煙炱少T-8(E)磨損問題車小，氣缸排量小，車速高、比功率大30%、機油容量小，柴油機強化系數高OM602AT-9M11機油溫度高，發(fā)生磨損較嚴重，呈缸套磨光現象；對磨損性能要求高；要求換油周期長歐洲驅動內燃機油發(fā)展的主要動力來自于發(fā)動機和汽車本身性能的提高，汽車排放法規(guī)是次要因素，但從ACEA04規(guī)格開始，兩者的關系越來越近汽油發(fā)動機(間噴) 柴油發(fā)動機NOxCOHCNOx微粒三元催化劑受磷影響NOx捕集器受硫影響微粒過濾器受灰分影響降低污染的排放的后處理系統(tǒng)為避免催化轉化器中毒，ILSAC要求油品的磷不斷下降，至GF-4又引入了硫含量的要求；歐洲ACEA2008也對元素含量有所要求。三元催化轉化器概述廢氣催化轉化器安裝在發(fā)動機排氣管中，通過氧化還原反應，將發(fā)動機排放的三種廢氣有害物CO、HC和NOx轉化為無害的水、二氧化碳和氮氣，故又稱之為三元(效)催化轉化器催化劑大都含有鉑、鍺等貴金屬或稀土元素，價格昂貴，在正常情況下，使用壽命為八萬公里左右(國產的三元催化轉化器也能達到五萬公里以上)，由于使用不當造成其早期失效的原因如下：1、溫度過高2、慢性中毒催化劑對硫、鉛、磷、鋅等元素非常敏感，硫和鉛來自于汽油，磷和鋅來自于潤滑油，這四種物質及它們在發(fā)動機中燃燒后形成氧化物顆粒易被吸附在催化劑的表面，使催化劑無法與廢氣接觸，從而失去了催化作用，即所謂的“中毒”現象3、表面積碳4、排氣惡化5、與發(fā)動機不匹配6、氧傳感路失效重型柴油機尾氣凈化處理概述對于日益嚴格的國IV/V排放法規(guī),僅靠機內凈化已不能滿足排放要求,必須對排氣進行機外凈化處理考慮技術發(fā)展的繼承性,為滿足未來國IV/V排放,必須將現有燃油電控(EFIS)與后處理相結合EFIS主要包括CRS(包括ACRS、XPCRS)、EUIS、EUPS；后處理主要有SCR、DPF(或POC)二者結合主要有兩種技術路線：一種是EFIS+SCR,簡稱SCR路線；另一種是EFIS+EGR+DPF(或POC),簡稱EGR路線這兩種路線在國際上被廣泛采用,美國以EGR為主流路線,歐洲以SCR為主流這一技術方案主要是通過電控燃油高壓噴射及正時,優(yōu)化缸內燃燒過程,以提高缸內NOx為代價,將PM控制在排放范圍內,再通過機外排氣后處理即通過SCR裝置,將NOx排放降至排放標準范圍,排氣中NOx以NO為主,約占90%。SCR的工作原理是通過劑量控制單元向排氣管中噴射一定量尿素作為還原劑,還原劑在排氣高溫下水解產生NH3,然后與廢氣中的NOx反應,進一步生產N2和H2O。采用SCR路線時,通過缸內燃燒優(yōu)化,燃料中的硫只要少部分轉換為微粒(約1.5%),即使燃油含硫量較高(最高350ppm),顆粒排放仍可控制在國IV/V排放標準內,不會因燃油含硫造成催化劑中毒,可使用國III柴油達到國IV/V排放。SCR包括尿素供應系統(tǒng)、尿素噴射及控制系統(tǒng)(DCU)、催化劑系統(tǒng)(SCR箱)三部分。由于需加裝SCR箱及尿素儲存裝置,系統(tǒng)更復雜,初始成本比EGR路線高,也使排氣系統(tǒng)尺寸及整車質量增大。SCR技術路線概述EGR方案是通過降低缸內氧氣濃度及燃燒溫度,以控制缸內NOx排放,但會造成PM排放超標,。所以再通過機外后處理即DPF(或POC)裝置,將PM排放降至排放范圍EGR是將高溫排氣通過再循環(huán)冷卻器冷卻后,在進氣管與空氣混合后進入缸內,廢氣同時降低缸內氧氣濃度及燃燒最高溫度,從而抑制NOx生成。為避免DPF裝置堵塞,須采用再生策略,主要有被動再生和主動再生兩種。被動再生是通過使微粒在柴油機正常工作條件下燃燒消除微粒,但低負荷時排氣溫度較低,再生效率低,影響再生效果,DPF裝置長期使用會堵塞,需定期拆下維護或更換。可通過使用燃油添加劑(通常為金屬化合物)或在DPF裝置前增加催化氧化裝置(POC),提高微粒反應活性,降低著火溫度,提高再生效率,但金屬燃油添加劑可能造成二次污染。單獨的POC裝置效率較低,但國IV階段,單獨采用也可達到微粒排放要求。主動再生是通過實時監(jiān)測排氣背壓,在背壓超過設定值(一般大于0.2bar)時,ECU啟動再生裝置向排氣中噴射燃油,通過點火或燃油自燃,提高排氣溫度使微粒燃燒而除去。為降低EGR及噴油再生時(主要)導致的HC排放增加,一般前置DOC裝置,DOC裝置由涂有催化劑(通常是貴金屬如Pt)的載體組成。EGR技術路線概述EGR技術路線概述EGR路線要求噴油壓力更高,以在降低NOx排放的同時減少PM排放。由于EGR及DPF裝置造成背壓更高,為防止DPF堵塞進行的主動再生也需消耗一定燃油,所以EGR路線經濟性稍差,與國III比較,油耗提高2%～3%。POC/DOC裝置不會造成二次污染,但貴金屬涂層不僅降低HC,也會使燃料中的硫轉變?yōu)榱蛩猁}顆粒覆蓋涂層,導致催化劑中毒實效,所以要嚴格控制燃油含硫量：

兩種不同技術路線的比較及歐美國家的選擇降低PM機內凈化機外凈化為主對發(fā)動機其它要求適當優(yōu)化設計更好抗磨損能力更優(yōu)化的冷卻系統(tǒng)更高的爆發(fā)壓力對機油的影響不明顯需要更高質量等級機油元素含量要求不高對P、S無限制（但POC/DOC有限制）對機油灰分的影響無要求有要求美國、歐洲柴油機汽車排放標準與機油的關系單位：g/km柴油機排放法規(guī)NOx微粒柴油機油規(guī)格歐洲美國歐洲美國EUROV（08-12）2.00.02E9-08階段III（07）1.60.013CJ-4EUROⅣ（05-09）3.50.02E7-04階段II（02）2.70.13CI-4EUROⅢ（00-06）5.00.10E5-02階段I（98）5.40.13CH-4EUROⅡ（95-01）7.00.15E3946.750.13CG-4EUROⅠ（92-96）8.00.36E2916.750.34CF-4API柴油機油質量標準隨排放標準的發(fā)展而變化CE1988CF-41991CG-419940.60Particulates顆粒(g/hp-hr)0.100.25312456CH-41998NOx(g/hp-hr)2004/2002CI-42010CJ-4美國、歐洲汽油機汽車排放標準與機油的關系單位：g/km汽油機排放法規(guī)COHCNOx汽油機油規(guī)格歐洲美國歐洲ACEA美國EUROⅣ（05-09）1.00.080.1C系列08階段II（04）1.060.1250.078SM/GF-4EUROⅢ（00-06）2.30.150.2A198階段I（00）2.10.190.16SL/GF-3EUROⅡ（96-01）2.30.3A196962.60.380.193SJ/GF-2EUROⅠ（92-96）2.81.0——912.60.750.25SH/GF-1不斷進步的中國的排放法規(guī)歐美排放法規(guī)趨于一致；我國排放法規(guī)基本借鑒歐洲法規(guī)，目前落后于歐洲法規(guī)5-10年，但是差距在逐漸縮小。經國務院批準，2008年3月1日起，凡是注冊登記北京牌照的輕型點燃式發(fā)動機的汽車（最大總質量3.5噸以下的乘用和商用汽油車），均須執(zhí)行國4標準；自2008年7月1日起，凡是注冊登記北京牌照的重型壓燃式發(fā)動機和重型氣體燃料點燃式發(fā)動機（即柴油和天然氣發(fā)動機）的公交、環(huán)衛(wèi)、郵政車輛，執(zhí)行國4排放標準，并要求安裝監(jiān)控氮氧化物排放的車載排放診斷系統(tǒng)（OBD）；自2008年7月1日起，在全國范圍內對所有新銷售的車輛（汽油、柴油）實施國3排放標準。

中國重型車用柴油機的排放法規(guī)我國柴油機的排放法規(guī)與技術路線的選擇截至目前,我國國內滿足國IV/V排放的產品都是在國III路線基礎上采用SCR方案。排放法規(guī)與發(fā)動機油的發(fā)展低S-A-P=添加劑技術的主要突破PistonDeposit活塞沉積物Corrosion腐蝕SootThickening煙炱增稠性ValveTrainWear閥系磨損Ring,LinerWear活塞環(huán)、氣缸磨損OilConsumption機油消耗Sludge油泥FilterPlugging過濾器堵塞UsedOilColdPumpability舊油的低溫性能Oxidation氧化穩(wěn)定性HEUIOilAeration機油充氣試驗ShearStability剪切穩(wěn)定性CI-4CH-4CG-4CF-4CF柴油機油的發(fā)展－API不同級別柴油機油的性能區(qū)別總結另外，CI-4+相比于CI-4改善了油品的煙炱分散性以及剪切穩(wěn)定性，其換油周期會有所延長。為了滿足2007年美國第III階段排放法規(guī)對柴油機的要求，美國OEM在柴油機上普追采用廢氣冷卻循環(huán)（EGR）加帶有連續(xù)再生催化劑鍍層的微粒過濾器(DPF)。API推出了滿足其要求的新的重負荷柴油機油規(guī)格CJ一4,并于2006年10月15日起進行認證。與CI-4規(guī)格相比，CJ-4規(guī)格使用了5個新的發(fā)動機試驗。而且它們都帶有廢氣循環(huán)，比CI一4規(guī)格苛刻許多，見下表：API最新級別CJ-4清凈性要求更高對閥系磨損要求更高更有效控制由于煙炱增加引起的粘度增長通過Mark臺架分析CJ-4與CI-4級別油品性能的區(qū)別

MackT-10（CI-4）與T-12（CJ-4）指標對比APICJ-4與CI-4和CI-4+性能對比

OilConsumption機油消耗量ValveTrainProtection閥系保護

BearingProtection軸承保護SootControl煙炱分散性Pistondeposits活塞沉積物ShearStability剪切穩(wěn)定性EmissionsFriendly排放控制

CJ-4CI-4PlusCI-4CJ一4規(guī)格首次提出了對柴油機油的硫、磷及硫酸灰份含量的限制指標，這樣將限制含硫的APII類基礎油的使用,而APIII、III類基礎油的應用將更廣泛。無論是對清凈劑還是抗氧抗腐劑、抗磨劑、分散劑及粘度指數改進劑，CJ-4規(guī)格都提出了新的要求。CJ-4實驗室試驗評定指標與CI-4的比較1.2-1.5堿值，mgKOH/g10.0-13.08.5-10.0ACEA（歐洲汽車制造商協會）類型設置E

2E4E6E7E9重負荷柴油機油

性能字母代表潤滑油工作類型，數字代表潤滑油性能歐洲標準是在API的基礎之上增加了在歐洲的發(fā)動機試驗而形成，是滿足歐洲各個汽車制造廠商而制定的最低要求。改變的關鍵因素歐洲柴油機油質量和標準的發(fā)展趨勢是限制發(fā)動機油的元素含量以滿足新的機外凈化技術的發(fā)展并延長機油換油期。規(guī)格發(fā)展基于每兩年一次更新的要求。為了滿足2005年實行的歐IV排放標準，歐洲在2004年10月底出臺了ACEA-2004內燃機油新規(guī)格。為了滿足2009年實行歐V排放標準，于2008年12月提出了ACEA-08規(guī)格。1983年1989年1996年1998年1999-20022004年2007年2008年CCMCD1、D2、D3CCMCD4、D5ACEAE1、E2、E3ACEAE1、E2、E3、E4ACEAE1、E2、E3、E4、E5ACEAE2、E4、E6、E7ACEAE2、E4、E6、E7ACEAE4、E6、E7、E9ACEA-04分類ACEA2004ACEA02E2-96E3-96E4-99E5-02

苛刻使用條件下，滿足歐III標準柴油機極端苛刻條件下，滿足歐III標準柴油機苛刻使用條件下，滿足歐II標準柴油機有正常換油期的自然吸氣式和增壓重負荷柴油機E2-96E4-99E6-04E7-04

保留該規(guī)格因為重負荷柴油機油設立為了老發(fā)動機的用油需要和舊E4相同，沒有增加苛刻度等同于奔馳MBP228.5取消取消，由E7代替和舊E4相同，+MBP228.51化學物含量限制+MarkT10（同APICI-4）+90次循環(huán)的DIN剪切和舊E5相同，+T10（同APICI-4）+90次循環(huán)的DIN剪切M11（同E5）或M11EGR（同CI-4）都可以ACEA-04重負荷柴油機油規(guī)格及其發(fā)展在07中規(guī)定E4的TBN大于12取消在08中引入TBN大于9另外，在ACEA2008中提出了新規(guī)格E9（CJ-4）——低SAPs(硫酸鹽灰分、磷、硫）,引入MarkT11臺架被OM646LA替代被OM501LA替代被康明斯ISM替代被T12替代ACEA2008中變化的臺架試驗（苛刻度未變，且舊方法數據依然有效）ACEA-08中不同規(guī)格的其它變化減少發(fā)動機沉積物減少缸壁拋光更強的煙炱控制減少因煙炱所導致的磨損減少機油過濾器堵塞減少氣缸磨損

減少軸瓦腐蝕更高的渦輪增壓器保護性能減少油泥

減少閥系磨損不同級別產品性能對比ACEA2008產品檔次延長換油周期UHPD中等換油周期SHPD超高性能柴油機UltraHighPerformanceDiesel極高性能柴油機HighPerformanceDiesel較高SAPS較低SAPS灰分≤2%TBN>12（E4)TNN>9(E7)灰分≤1%堿值>7TBNACEA不同級別產品的應用對比性能PerformanceACEAE2

APICF-4

toCH-4Mainline主流車輛

15W-40ACEAE1APICC

toCF/CF-4LowerMainline低性能車輛15W-4015W-40

10W-40

10W-30ACEAE7

APICG-4

toCI-4

MB228.3SHPD15W-40

10W-40??

10W-30ACEAE9

APICJ-4

MB228.31SHPDLowerSAPS極高性能柴油機SuperHighPerformanceDiesel10W-40

5W-30ACEAE4/E7

MB228.5

MAN3277UHPD10W-40

5W-30ACEAE6

MB228.51

MAN3477UHPDLowerSAPS苛刻條件超高性能柴油機UltraHighPerformanceDiesel價值ValueGr-110W-40X%Gr-111E4:TBN>12E6:Ash≤1.0%Gr-1第二部分、發(fā)動機的潤滑系統(tǒng)發(fā)動機汽缸蓋

發(fā)動機汽缸體

發(fā)動機潤滑系統(tǒng)

集濾器機油泵油底殼機油濾清器機油散熱器機油壓力表機油溫度表

齒輪泵在齒輪泵里,機油是在兩個齒輪和齒輪壁之間，通過兩個齒輪旋轉來供油的.齒輪的相互鎖合防止油品倒流回到盤片.因此一邊產生壓力過高同時另一吸力邊則出現真空。

月形齒輪泵

在月形齒輪泵里,外部齒輪位于泵殼內，與內齒輪反向。優(yōu)點(與普通齒輪泵相比)可以增加供油速率,尤其是在發(fā)動機低轉數情況下。

潤滑系統(tǒng)元件—機油泵

功用：將一定壓力和數量的潤滑油供到潤滑表面。分類：齒輪式、轉子式（旋轉式）齒輪式機油泵齒輪式機油泵的工作演示特點：結構簡單、加工方便、

工作可靠、使用壽命長應用：捷達、桑塔納、奧迪、切諾基等轎車浮式集濾器浮于機油表面，能吸入油面上較為清潔的機油，但當油面上的泡沫被吸入時，油道中機油壓力降低，潤滑欠可靠。固定式集濾器集濾器淹沒于機油下面，吸入的機油清潔度較差，但可防止泡沫吸入，潤滑可靠，結構簡單。集濾器功用：防止較大的機械雜質進入機油泵。分類：浮式集濾器、固定式集濾器潤滑系統(tǒng)元件—機油過濾器

作用：濾掉機械雜質和膠質，保持主油道潤滑油的清潔，延長使用壽命。分類：粗濾器、細濾器。連接方式： 串聯：一般為粗濾器 并聯：一般為細濾器機油濾清器：粗濾器作用：濾去機油中粒度較大(直徑為0.05～0.1mm以上)的雜質。安裝：串聯在機油泵與主油道之間。進油口外殼紙濾芯拉桿旁通閥出油口粗濾器的工作方式機油濾清器：細濾器作用：用來清除機油中細小（直徑在0.001mm）的雜質。安裝：由于對機油的流動阻力較大，采用并聯方式。分類：過濾式細濾器、離心式細濾器。離心式機油濾清器工作演示機油散熱器作用：使機油保持在最有利的溫度范圍內工作。安裝：1、裝在冷卻水散熱器前面。2、裝在冷卻水路中。曲軸箱通風原因：汽油蒸汽冷凝 稀釋機油廢氣中二氧化硫 遇水亞硫酸 遇氧 硫酸廢氣進入 曲軸箱壓力增大 機油泄露作用：為了延長機油的使用期限，減少摩擦零件的磨損和腐蝕，發(fā)動機漏油。自然通風：從曲軸箱內抽出的氣體直接導入大氣中去。強制通風：將曲軸箱內抽出的氣體導入發(fā)動機進氣管道中。曲軸箱通風裝置工作演示渦輪增壓器可以顯著在不增加發(fā)動機重量的情況下增加發(fā)動機馬力,所以應用很普遍!潤滑系統(tǒng)元件—發(fā)動機呼吸系統(tǒng)發(fā)動機工作燃料+氧氣CO2H2O(水)ENERGYENERGY摩擦

磨損

熱量未燃燒物質油泥

沉積物發(fā)動機潤滑系統(tǒng)的功能

所有滑動部件的潤滑

發(fā)動機部件冷卻：過熱保護

去除沉積物,燃燒殘余物.磨損碎片

腐蝕保護

降低噪音和顫抖

精密密封

(如活塞環(huán))

傳動

磨損部位活塞磨損發(fā)動機其它磨損變速器磨損車軸磨損總計消耗燃料能量比例，%3.04.51.51.510.5熱損失(排氣,氣缸冷卻,輻射)，60%機械損失(摩擦,輔助設備動力)10to15%25%傳動3%慣性輪胎+剎車空氣阻力燃油消耗與能量流摩擦損失分布比例我國車輛燃油經濟性的必要性我國車用石油產品消耗率對比（2004）我國發(fā)動機保有量以驚人的速度增加,截止2009年底我國汽車保有量超過9000萬輛,預計到2020年將超過1.6億輛，年耗油將突破3億噸。汽車保有量的增加使得由此帶來的能源消耗和污染問題日益嚴重,汽車的燃油經濟性的改善已經成為國際問題。我國乘用車燃料消耗量限值規(guī)定該標準執(zhí)行階段強制標準,對于新認證車,第一階段的執(zhí)行日期為2005年7月1日,第二階段的執(zhí)行日期為2008年1月1日,對于在生產車,第一階段的執(zhí)行日期為2006年7月1日,第二階段的執(zhí)行日期為2009年1月1日。認證內容包括：汽車油耗指標（市區(qū)、市郊、綜合）汽車污染物排放情況（III，IV階段）車內噪聲加速行駛車外噪聲汽車動力性能

與世界水平相比：第二階段標準限值與2002年世界各國轎車的平均油耗水平相當,也就是要求2008年新開發(fā)的乘用車達到2002年世界轎車的平均油耗水平。國家節(jié)能環(huán)保型汽車標志潤滑油對發(fā)動機的摩擦動力損失有關發(fā)動機摩擦損失 ~10to15%道路/高速公路條件

~10%市區(qū)交通 ~15%異常的條件 ~20%(冷啟動,極短途行駛)

影響是有限但重要的

潤滑油減少磨損帶來的意義在市區(qū)交通尤其明顯降低燃油消耗—潤滑油的影響摩擦損失占約~10%的總能量流體潤滑狀態(tài)~70%粘度的影響混合油膜，邊界潤滑狀態(tài)~30%摩擦改進劑的影響潤滑狀態(tài)和減少摩擦API發(fā)動機節(jié)能標準試驗方法的進展ASTM五車試驗程序VI程序VIB程序VIA83年建立，五輛車平均燃油效率比參比油提高1.5%的稱為節(jié)能油88年建立，與五車試驗有相關性,并于93年被引入GF-1規(guī)格，采用GM3.8LV6發(fā)動機93年建立，使用現代低摩擦發(fā)動機技術，96年被引入GF-2規(guī)格，采用Ford4.6LV8發(fā)動機98年建立，發(fā)動機工況和指標更苛刻，2000年被引入GF-3，04年被引入GF-4,同時測試保持力發(fā)動機必須被設計可以使用低粘度潤滑油。也就是說，潤滑系統(tǒng)必須被設計成能保證機油的壓力。FE潤滑油粘度減少摩擦改進劑推薦的油品比傳統(tǒng)的油品的粘度更低燃油經濟性主要的驅動力來自節(jié)能、環(huán)保法規(guī)的要求。FE油品降低燃油消耗可起到有效的作用：低粘度:5W-30或0W-30級別(HTHS~3.0)摩擦改進劑節(jié)省燃油的量(vs.15W-40):市區(qū)短途交通:5to10%非市區(qū)交通:2to3%組合狀況:3to5%展望…xW-30級別產品將的得到更廣泛使用向xW-20級別發(fā)展燃油經濟性–小結活塞沉積物控制氣門磨損燃油經濟性初始和保持性油品增稠-因為氧化/氮化作用和高溫沉積物控制SL/GF-3SJ/GF-2SM/GF-4舊油低溫泵送性-3-機油油耗/排放系統(tǒng)保護(揮發(fā)性,P,S限制)低溫油泥控制API性能分類API/ILSAC標準：變化(SJ-SL)APISJ APISLILSACGF-2 ILSACGF-3

1997 2001+燃油經濟性*+燃油經濟性*抗氧化性(IIIF,TEOST)沉積物控制(IIIF)耗油性(Noack)節(jié)省燃油及其程度(VIB)*API:燃油經濟性為可選項ILSAC:燃油經濟性為必加項或APISJ-ECAPI/ILSAC標準：新變化(SL-SM)APISL APISMILSACGF-3 ILSACGF-4

2001 2004+燃油經濟性*增加S%；P%不同；提高高溫清凈性（TEOST）高溫磨損性提高(IVA）、高溫抗氧、清凈性、高溫高負荷磨損(IIIG)改善燃油經濟型(VIB)長期的低溫性能、降低P%，增加S%的限值增加燃油經濟性(VIB)、P%的限制ACEA-98：類型設置A1A2A3/汽油B

1B

2B

3B

4柴油燃油經濟性直噴3>2但2>14>3

性能字母代表潤滑油工作類型數字代表潤滑油性能標準質量潤滑油使換油期延長的高性能潤滑油ACEA-04分類：ACEA-04vs.ACEA-98A1/B1A5/B5A3/B3A3/B4轎車發(fā)動機燃油經濟性

ACEA2004ACEA98A1A2A3/汽油機B

1B

2B

3B

4柴油機

直噴式直噴使換油期延長，苛刻條件運轉的高性能潤滑油標準質量潤滑油燃油經濟性使換油期延長的高性能潤滑油輕摩擦低粘度ACEA2004分類性能A3/B3/B4A5/B5HTHS<3.5HTHS>3.5A1/B1A2/B2性能極高高性能新型車一般性能舊型車ACEAC類油標準2004為了更好的適應汽油機的三元催化器和轎車柴油機的微粒過濾器的要求,出臺了與后處理裝置配伍的C類油。其性能水平大體上為A5/B5,只是加入了硫、磷及灰分的限制指標。ACEA1996ACEA1998ACEA1999ACEA2002ACEA2004ACEA2007AA1-96A1-98A1-98A1-02

汽油機

A2-96A2-96#2A2-96#2A2-96#3A3-96A3-98A3-98A3-02A1/B1-04A1/B1-04---A5-02A3/B3-04A3/B3-04BB1-96B1-98B1-98B1-02A3/B4-04A3/B4-04

輕負荷柴油機B2-96B2-98B2-98B2-98#2A5/B5-04A5/B5-04B3-96B3-98B3-98B3-98#2-B4-98B4-98B4-02---B5-02C----C1-04C1-04

催化劑相容性好----C2-04C2-04

汽油和輕負荷柴油機----C3-04C3-07-----C4-07作廢至2009年12月作廢從2007年3月生效ACEA（歐洲汽車制造商協會）標準作廢作廢作廢ACEA2008—汽油機油和輕負荷柴油機油更新的試驗 OM646LA替代OM602A更新的指標

提高了A3/B4規(guī)格中VWTDI活塞優(yōu)點平分要求

提高了A3/B4，A5/B5，C1，C3，C4規(guī)格中VWTDI環(huán)粘連性能要求 A/B規(guī)格中要求測試VWTDI試驗中用過油的TBN

提高了A3/B3，A3/B4，A5/B5，C1，C2，C3規(guī)格中M111試驗中的油泥性能要求

提高了C1規(guī)格M111試驗中燃料經濟性性能要求

增加了A/B規(guī)格中TBN最低值要求相比于07版沒有增加新的規(guī)格分類ACEA標準產品性能-價值對比未來：ACEA201X???燃油經濟性符合低污染排放要求延長換油期“特長換油期”?柴油機外觀:(煙炱引起的磨損,清潔性)?ACEA201x?xW-20級別更加流行?燃油經濟性標準的選擇(FORD試驗)對灰分、磷和硫的物理化學限制更嚴格,

或對潤滑油和廢氣處理系統(tǒng)的兼容性進行試驗?潤滑油&血液潤滑油血液狀態(tài)液體液體組成基礎油

+添加劑血漿

+紅血球

….作用清潔機器清潔人體提供動力提供氧氣和能量避免來自有害物質的傷害避免來自有害的病毒、細菌等的侵害沒有它無序死亡不足時必須去車間醫(yī)院通過分析可以得到機器狀態(tài)的信息健康狀況潤滑油對發(fā)動機的重要性第三部分、發(fā)動機潤滑油的組成和檢測方法潤滑油的作用機理軸承軸潤滑油潤滑方式壓力潤滑：以一定壓力將機油輸送到摩擦面的間隙中。應用范圍：負荷大，運動速度高（主軸徑、連桿軸徑等）。飛濺潤滑：依靠運動零件飛濺起來的油滴或油霧進行潤滑。應用范圍：外露、負荷較輕、運動速度較小。如氣缸壁、活塞銷等。定期潤滑（不屬于潤滑系）：定期加注潤滑脂潤滑的辦法。潤滑部位機油泵；安全閥

(節(jié)流)3.回油路；4.限壓閥

5.回油路；6.恒溫器7.機油冷卻器；8.機油過濾器

9.過濾旁通閥；10.空氣壓縮機11.正時齒輪；12.回油閥潤滑供油系統(tǒng)

潤滑系的油路工作演示適宜的黏度較高的黏度指數優(yōu)異的氧化穩(wěn)定性優(yōu)異的清凈性/分散性優(yōu)異的低溫流動性較低的機油消耗發(fā)動機潤滑油性能要求發(fā)動機油

:5~15%齒輪油

:3~7%發(fā)動機油

:85~95%齒輪油

:90~97%液壓油:95~99%發(fā)動機油

:0~12%...基礎油粘度指數改進劑功能添加劑潤滑油發(fā)動機油產品的配方組成基礎油——API基礎油分類Group粘度指數飽和烴

/硫I80–120<90%和/或≥0.03%II80–120≥90%和

<0.03%III>120≥90%和

<0.03%IVPAOV其他基礎油礦物基礎油合成基礎油植物基礎油III

類基礎油II

類基礎油I

類基礎油API分類產品的外觀106A/R減壓蒸餾溶劑精制溶劑或催化脫蠟I類基礎油II類或

III類加氫裂化減壓蒸餾ISO-異構化脫蠟加氫補充精制加氫補充精制基礎油生產工藝107基礎油的加氫工藝108加氫工藝的作用加氫工藝的種類及其特點加氫處理加氫裂化催化脫蠟異構脫蠟補充精制108基礎油中各組分對性能的影響109109不同類別基礎油流動特性對比4.85.05.25.45.65.86.06.26.46.610001500200025003000350040004500CCS,-25℃,cPKV100℃,cStI類

II類III類110NOACK蒸發(fā)損失111不同類別基礎油蒸發(fā)損失對比不同類型基礎油蒸發(fā)損失與傾點對比112112添加劑SO3-SO3-SO3-SO3-SO3-SO3-CaCaCaCaCaC3C3C3(CaCO3)nC3C3Ca清凈劑和分散劑抗氧抗腐劑極壓抗磨劑摩擦改進劑金屬減活劑粘度指數改進劑防銹劑降凝劑抗泡沫劑定義：能夠給予或增強潤滑油所期望的性能。如清凈劑，“尾巴”是一個大碳氫化合物，頭部是極性基團。

潤滑油－添加劑添加劑應用EngineOilATFAxleGearHydraulicTurbine清凈劑O分散劑OO抗氧化劑OOOOOO抗磨劑OOOOO防銹劑OOOO防腐劑OOO磨擦改進劑OOO極壓添加劑OO抗泡劑OOOOOO粘度改進劑OOO降凝劑OOO密封適應劑O添加劑－清凈劑清凈劑功能

●

增溶極性物質●

中和酸性物質●

抗氧性(某些)清凈劑使沉積物和發(fā)動機部件分離.積碳粒子

清凈劑

潤滑油燃料噴射器SO3-SO3-SO3-SO3-SO3-SO3-CaCaCaCaCaC3C3C3(CaCO3)nC3C3Ca堿性金屬磺酸鹽

主要用途

●

發(fā)動機油(主要)●乘用車(汽油機和柴油機)●重負荷柴油車●自動/手動傳動液●潤滑脂●金屬加工液金屬機油增溶極性物質抑制生銹/腐蝕添加劑－

清凈劑添加劑

－分散劑分散劑功能發(fā)動機油中分散劑作用保持清潔－通過保持溶液中的泥垢和泥垢生成積炱修正-最大限度減低由于積碳導致粘度增加應具有熱穩(wěn)定性防止其自身成為油泥1.增溶分散膠體2.防止附聚或油泥析出燃燒室添加劑

－分散劑分散劑目的防止油泥生成合格不合格合格不合格油泥顆粒生成

SequenceVE測試

60小時添加劑

－分散劑1.0x%2.3x%5.0x%無灰分散劑濃度添加劑清凈劑和分散劑區(qū)別清凈劑分子量較低灰分含量的主要成分(含有金屬)中和酸性防止高溫沉積物分散劑分子量較高無灰(不含金屬)防止低溫沉積物表面粗糙峰表面冷焊接點拉伸由于機械拉伸產生的冷應力開裂運動碎片運動磨損添加劑－抗磨劑●

由于材料的轉移使物體表面受損●

轉移的物質直接或間接的變成潤滑油的一部分●

這樣的物質,如果不是以抗氧化物形態(tài)，即為磨損的金屬合格

不合格差

好凸輪從動件磨損凸輪軸磨損添加劑

－抗磨劑防止磨損添加劑

－抗氧化劑ThePlainDealer,February,2002防止對潤滑油液體有害的氧化侵蝕添加劑－抗氧化劑1.溫度隨著溫度變化氧化增加2.金屬離子催化氧化鐵/銅/鉛3.抑制劑延緩由于氧化分解速率

自由基反應終止4.氧化劑數量5.是否有NOx影響氧化因素添加劑－抗氧化劑氧化影響

1.酸性物質生成

2.油泥和漆狀物

3.油增稠

4.潤滑油分解添加劑－防銹

&防腐劑防銹&防腐定義生銹是由于水和氧在鐵和合金表面的作用而帶來的表面損壞腐蝕是由于酸和化學反應在非鐵金屬和其合金表面作用而帶來的表面損壞鐵/鋼

+氧

+水氧化鐵

(銹)銅

+硫銅,硫化物

(黑的,表面易剝落)鉛

+羧酸羧酸鉛

(滲入環(huán)境)添加劑

－防銹

&防腐

保護機理酸中和劑中和有害的酸性物質的侵害,使其不會產生有害影響薄膜吸附物理或化學吸附在金屬表面,通過極性末端和潤滑油結合，非極性端和金屬結合形成保護膜防銹劑不足.足夠防銹劑.添加劑

－抗泡劑

泡沫形成當大量低溶解性氣體進入到液體中通過夾帶空氣攪動潤滑油中的油膜會影響到油膜的效果低粘度的油中有大量泡沫很容易破裂高粘度油中含有的泡沫較小不容易消除

抗泡劑抗泡劑油溶性很差.通過吸收表面的氣泡和改變他們的表面張力打破氣泡.添加劑

－摩擦改進劑

摩擦力定義在外力的作用下,一個物體相對于另一個物體作運動時,公共邊界的水平阻力摩擦力

F扁鋼桌面添加劑

－摩擦改進劑摩擦改進劑當某種程度滑移情形發(fā)生時減少摩擦和磨損,由長的直鏈烴和小的極性基團組成.吸附在金屬表面有規(guī)則的排列增強潤滑油膜硫化脂通常在高度滑移發(fā)生時所需要的添加劑

－粘度修正劑高溫下是松散結構適度溫度下緊縮的聚合物分解剪切壓力

壓力粘結破損除去剪切壓力添加劑

－粘度修正劑

機理有效體積:流體體積

=體積

(聚合體分子)+體積

(結合油)溫度溶解性差低好高聚合體分子油和聚合體結合物聚合物有助于在高溫時粘度減少添加劑

－降凝劑

蠟在低溫下在礦物油中沉積,形成交織的晶狀網絡降凝劑作用幫助油在低溫下變薄,通過防止蠟結晶形成.無

PPD有

PPD汽油發(fā)動機與柴油發(fā)動機的不同導致了發(fā)動機油的區(qū)別汽油發(fā)動機柴油發(fā)動機空燃比大約為14.6:1可變空燃比化學計量通常在過量空氣的工況下低壓縮比6～10:1軸瓦可采用巴氏合金高壓縮比14～22:1軸瓦則必須采用鉛青銅或鉛合金功率重量比大采用稀混合氣燃燒、無進氣節(jié)流損失、熱效率高、燃料利用率高，燃料便宜尺寸小，重量輕、價格便宜、噪音低可靠性好，使用壽命長、運行便宜燃料含硫量低含硫量是汽油的10-100倍燃料較輕，低煙灰燃料較重，高煙灰機內溫度相對較低機內溫度相對較高柴油機機油需要提高抗腐性并提高其耐磨性能。柴油機油具有更好的高溫清凈性、酸中和性和熱氧化安定性。（對堿值的要求較高）但是柴油機油的抗低溫銹蝕和抑制低溫油泥生成的要求不是太高造成了柴油機油的添加劑比汽油機油高，也成為潛在的污染。汽油發(fā)動機的改進對汽油機油的性能要求項目汽油發(fā)動機的改進對汽油機油的要求提高發(fā)動機的性能加快發(fā)動機的轉速改進氧化性能增大壓縮比提高熱穩(wěn)定性增加氣缸數增加油品的極壓抗磨性裝配可調同步閥延長換油期電噴、計算機調控燃油低溫粘度要求更嚴節(jié)約資源采用輕質材料降低油品的粘度縮小體積要求油品低揮發(fā)度改進外形、減少行駛阻力剪切安定型好降低摩擦磨損加入減磨劑降低摩擦損耗符合環(huán)保法規(guī)的要求用尾氣催化轉化器降低油中P、S含量采用電子噴射點火低揮發(fā)度柴油發(fā)動機的改進對柴油機油的性能要求項目柴油發(fā)動機的改進對柴油機油的要求發(fā)動機設計的改進渦輪增壓提高發(fā)動機功率改進氧化穩(wěn)定性，提高熱穩(wěn)定性采用中冷、后冷改善容積效率增加油品的極壓抗磨性改進活塞設計、采用低排放設計增加油品的極壓抗磨性延遲和多點噴射，提高燃燒效率，降低NOX和顆粒排放潤滑油中煙炱增多從而導致粘度增大，要求油品具有更好的灰分控制，需更多或更好的分散劑廢氣再循環(huán)，降低NOX排放降低油品的粘度，要求低揮發(fā)度增加尾氣排放系統(tǒng)不完全NOX吸附器，將NO轉換為NO2，再轉換為N2和H2O降低Ｓ、Ｐ含量不完全NOX催化劑，將NOX轉換為NO2降低Ｓ、Ｐ含量在柴油中加氧化催化劑使烴類、油溶性顆粒物及CO轉化為CO2和H2O降低Ｓ、Ｐ含量增加尾氣處理系統(tǒng)選擇性催化還原將NOX轉換為NO2降低Ｓ、Ｐ含量安裝顆粒物過濾器，過濾顆粒用廢氣燒掉降低Ｓ、Ｐ含量

增強抗氧化性

降低揮發(fā)性

控制灰分體系

(LowSAPS)

低黏度趨勢使用高級別基礎油

(GroupII,III)

的必要性增加潤滑油要求發(fā)動機潤滑油產品發(fā)展趨勢(延長換油周期)(燃料節(jié)省)(限制尾氣排放)美國汽車工程師協會(SAE)發(fā)動機油粘度分類SAE粘度等級低溫動力粘度mPa·s邊界泵送粘度mPa·s最大100℃運動粘度mm2/s高溫高剪切粘度

mPa·s最大最大最小最大最小0W6200（-35℃）60000（-40℃）