石順友，湯占帥

(中國石化潤滑油有限公司茂名分公司，廣東 茂名 525011)

DH-1 15W-40柴油機油的開發(fā)與應(yīng)用研究

石順友，湯占帥

(中國石化潤滑油有限公司茂名分公司，廣東 茂名 525011)

環(huán)保法規(guī)的制定和不斷升級，推動了新發(fā)動機技術(shù)的廣泛應(yīng)用，滿足相應(yīng)發(fā)動機技術(shù)和環(huán)保要求的高性能發(fā)動機油的研發(fā)成為重要課題。文章介紹了DH-1規(guī)格的主要性能要求，對研發(fā)的DH-1 15W-40柴油機油進行了臺架試驗、理化試驗以及在采用日本發(fā)動機技術(shù)的國Ⅲ、國Ⅳ車輛上的行車試驗考察，結(jié)果表明，DH-1 15W-40柴油機油具有優(yōu)異的清凈分散性能、抗氧抗腐性能、抗磨性能以及良好的黏度保持性能，完全滿足要求使用JASO DH-1規(guī)格機油的發(fā)動機潤滑要求。DH-1 15W-40柴油機油的成功開發(fā)與應(yīng)用有利于打破對這類進口油品的依賴，降低車輛設(shè)備的維護成本。

排放法規(guī)；DH-1；柴油機油；行車試驗；應(yīng)用研究

0 引言

隨著我國城鎮(zhèn)化和城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的快速發(fā)展，汽車以及各種工程機械設(shè)備的數(shù)量呈現(xiàn)大幅度增長，尤其是一些城市，汽車和工程機械尾氣排放造成的城市環(huán)境污染日益嚴(yán)重，環(huán)保部門為此制定相應(yīng)的排放法規(guī)并不斷升級。在環(huán)保法規(guī)日益嚴(yán)格的背景下，發(fā)動機新技術(shù)的廣泛應(yīng)用推動了發(fā)動機油規(guī)格的不斷升級。DH-1重負荷柴油機油規(guī)格是JASO為適應(yīng)日本柴油機的潤滑需求和應(yīng)對新的排放法規(guī)而推出的[1]。目前，在我國汽車和工程機械等行業(yè)，采用日本技術(shù)的柴油機占有較大份額并呈不斷增長的趨勢，因其都要求使用滿足JASO相應(yīng)規(guī)格的發(fā)動機油，故造成一定的技術(shù)壁壘。因此，研制和應(yīng)用滿足并超越JASO DH-1規(guī)格的高性能柴油機油產(chǎn)品，將有利于打破我國發(fā)動機行業(yè)以及一些日本進口設(shè)備對這類發(fā)動機油過度依賴的局面，也將是國產(chǎn)潤滑油進入日本汽車和工程機械行業(yè)的重大突破。

1 DH-1柴油機油

1.1 DH-1柴油機油性能要求

2000年10月，日本汽車標(biāo)準(zhǔn)組織(JASO，Japanese Automobile Standard Organization)發(fā)布了JASO DH-1規(guī)格標(biāo)準(zhǔn)。在此前，日本汽車柴油發(fā)動機油一般都采用美國API標(biāo)準(zhǔn)，然而，在實際應(yīng)用中卻發(fā)現(xiàn)其并不能完全適應(yīng)日本制造的柴油發(fā)動機。為了滿足日本制造發(fā)動機的潤滑需求以及適應(yīng)新的、更低的排放法規(guī)，JASO DH-1規(guī)格標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)勢推出，其性能指標(biāo)[2]如表1。

表1 JASO DH-1性能指標(biāo)

表1(續(xù))

從表1可以看出，JASO DH-1規(guī)格標(biāo)準(zhǔn)中有4個臺架評定試驗和7個理化試驗。4個臺架試驗分別是JASO M336 TD25、JASO M354、ASTM D5967和ASTM D5533，其中JASO M336和JASO M354是JASO針對日本制造的發(fā)動機特性自己建立的發(fā)動機油臺架試驗，且JASO M336 TD25可由Caterpillar 1P臺架試驗替代；7個理化試驗分別是熱管試驗、蒸發(fā)損失、抗腐蝕試驗、剪切安定性、總堿值、泡沫性和橡膠相容性試驗。

1.2 DH-1規(guī)格機油主要性能

JASO DH-1規(guī)格參考了相應(yīng)API規(guī)格中的性能指標(biāo)，同時增加了如改進搖臂閥系滑動磨損等的額外指標(biāo)，更加符合日本柴油機的潤滑要求，且適用于燃燒低硫(硫含量<0.05%)柴油的發(fā)動機，滿足更低的排放要求。其主要性能如下：

(1)優(yōu)異的煙炱分散性

為了適應(yīng)新的、更低的排放要求，發(fā)動機制造廠都采用新的發(fā)動機技術(shù)，新技術(shù)的應(yīng)用有效降低了PM(顆粒物)和NOX(氮氧化合物)的排放，然而，這些新發(fā)動機技術(shù)的采用，在有效降低發(fā)動機排放的同時，也大大增加了發(fā)動機油中的煙炱含量，導(dǎo)致機油黏度的快速增長和發(fā)動機的磨損。Mack系列柴油機油評定臺架是評定重負荷潤滑油煙炱分散性能、抗氧化性能、氣缸環(huán)和線磨損保護、酸值控制和增長換油期的重要方法[3]，對油品的要求高。DH-1規(guī)格中采用Mack T-8A、Mack T-8E或Mack T-11來評定機油的煙炱分散性能，試驗中煙炱含量高達4.8%，要求JASO DH-1規(guī)格機油具有良好的煙炱分散性能，防止煙炱聚集。

(2)優(yōu)異的高溫清凈性

發(fā)動機油在高溫作用下發(fā)生氧化、聚合、縮合等一系列變化，在發(fā)動機活塞的頂部、側(cè)面及曲軸中產(chǎn)生積炭、漆膜和油泥。這些沉淀物的產(chǎn)生對發(fā)動機的活塞潤滑及傳熱性和爆震、點火等有很大的影響，嚴(yán)重削弱了發(fā)動機油的使用壽命和發(fā)動機功率，增大了燃料油的消耗。高溫清凈性是評定發(fā)動機油在形成氧化產(chǎn)物后發(fā)動機油溶解、分散、中和氧化產(chǎn)物、抑制漆膜、積炭生成等的能力[4]。

DH-1規(guī)格中的高溫清凈性評定采用JASO建立的評定方法JASO M336，該方法采用Nissan公司的2.5 L直列4缸柴油發(fā)動機(TD25)，如圖1，發(fā)動機以4200 r/min全負荷運行200 h，然后對活塞沉積物進行評定。

圖1 Nissan柴油發(fā)動機(TD25)

鑒于TD25發(fā)動機配件的原因，JASO M336 TD25可由Caterpillar 1P替代。Caterpillar 1P使用2.44 L排量的1Y3700單缸直噴四氣門發(fā)動機，它通過模擬2002年以前的高速、渦輪增壓柴油機運行工況，評定油品對活塞沉積物、活塞環(huán)黏結(jié)；活塞環(huán)、氣缸套的擦傷和油耗的影響。試驗結(jié)束后，評定活塞、活塞環(huán)和氣缸套，對廢油進行運動黏度、總堿值、磨損金屬含量和燃油稀釋狀況的分析，評定內(nèi)容和通過標(biāo)準(zhǔn)[5-6]如表2。

表2 Caterpillar 1P發(fā)動機臺架試驗通過標(biāo)準(zhǔn)

Caterpillar 1P用于API CH-4機油的評定，DH-1規(guī)格中可采用Caterpillar 1P臺架來替代Nissan TD25臺架試驗評定油品的高溫清凈性，從而要求JASO DH-1規(guī)格機油具有良好的抗氧化性能和高溫清凈性以及優(yōu)異的頂環(huán)岸重炭和頂環(huán)槽充炭的控制能力。

(3)優(yōu)異的抗磨性能

煙炱以一定的形式積聚，造成發(fā)動機活塞環(huán)、汽缸壁和氣閥執(zhí)行機構(gòu)的磨損,根據(jù)發(fā)動機設(shè)計的不同，煙炱對閥系的磨損可分為滾動磨損和滑動磨損[7]。由于與美國發(fā)動機設(shè)計的差異，DH-1規(guī)格中，發(fā)動機油的閥系磨損評定采用JASO自己的評定方法JASO M354-2005，該方法采用三菱發(fā)動機公司3.9 L直列4缸的Mitsubishi Fuso 4D34T4發(fā)動機，如圖2，發(fā)動機以3200 r/min全負荷運行160 h，然后對凸輪從動件的磨損以及點蝕進行評定，在碳沉積物質(zhì)量至少增加3.0%時的最大凸輪從動件損失為11.3 μm，且無點蝕磨損，這就要求機油中具有合適的硫、磷元素含量和硫酸鹽灰分以及優(yōu)異的抗磨損性能。因為過高的硫、磷元素含量和硫酸鹽灰分會導(dǎo)致發(fā)動機后處理系統(tǒng)的中毒，過低則會導(dǎo)致嚴(yán)重的凸輪軸磨損和點蝕[8]，如圖3。

圖2 Mitsubishi 4D34T發(fā)動機

圖3 DH-1閥系磨損評定

(4)優(yōu)異的高溫抗氧化與抗腐蝕性

由于發(fā)動機油氧化生成的酸性產(chǎn)物容易造成銅鉛軸瓦的腐蝕，因此，油品需要通過高溫腐蝕試驗的評定，考察潤滑油在135 ℃的條件下對銅、鉛和錫金屬試片的腐蝕性[7]。程序ⅢE、ⅢF、ⅢG是評定發(fā)動機油抗高溫氧化和磨損性能的臺架試驗，主要用于評定在150 ℃的高溫條件下油品的抗氧化性能。DH-1發(fā)動機油采用程序ⅢE、ⅢF或ⅢG、熱管氧化試驗以及135 ℃的高溫腐蝕試驗來評定油品的高溫抗氧化、抗腐蝕性，因此要求DH-1規(guī)格的機油具有優(yōu)異的抗氧化、抗腐蝕性能。

(5)更高的堿值

堿值是測定潤滑油中有效添加劑成分的一個指標(biāo)，表示發(fā)動機油的清凈性與中和能力。DH-1規(guī)格機油要求最低的堿值是10 mgKOH/g，比API CG-4、CH-4、CI-4具有更高的堿值，如圖4，說明DH-1規(guī)格的機油具有優(yōu)異的清凈分散性和酸中和能力。

圖4 堿值對比(ASTM D4739)

(6)良好的低溫流動性，為發(fā)動機冷啟動時提供低溫啟動保護。

(7)良好的抗剪切和高溫黏度保持性能。

(8)良好的發(fā)動機橡膠密封件的相容性，不會對橡膠件產(chǎn)生收縮、溶脹、硬化等作用，延長密封件的使用壽命。

2 DH-1 15W-40柴油機油的研制

針對DH-1規(guī)格標(biāo)準(zhǔn)的性能要求，考慮到與汽車尾氣后處理系統(tǒng)的兼容性，選取了性能優(yōu)異的復(fù)合功能添加劑和加氫基礎(chǔ)油進行產(chǎn)品開發(fā)，通過配方的調(diào)整和優(yōu)化，研制的DH-1 15W-40柴油機油通過Mitsubishi Fuso 4D34T4、Caterpillar 1P、Mack T-8E和程序ⅢF臺架試驗，產(chǎn)品滿足并超越JASO DH-1規(guī)格要求，獲得JASO認(rèn)證。DH-1 15W-40柴油機油的部分臺架試驗數(shù)據(jù)如表3，實測數(shù)據(jù)如表4，餾程數(shù)據(jù)如表5、成焦板試驗結(jié)果如圖5。從臺架試驗、成焦板試驗、餾程以及常規(guī)理化指標(biāo)分析數(shù)據(jù)可以看出，研制的DH-1 15W-40柴油機油具有優(yōu)異的產(chǎn)品性能。

表3 DH-1 15W-40部分臺架試驗數(shù)據(jù)

表4 DH-1 15W-40柴油機油實測數(shù)據(jù)

表5 DH-1 15W-40柴油機油餾程檢測結(jié)果

圖5 DH-1 15W-40柴油機油成焦板試驗結(jié)果

3 DH-1 15W-40的應(yīng)用研究

DH-1 15W-40柴油機油是專門為要求使用DH-1規(guī)格機油的柴油機開發(fā)的，為能夠全面、準(zhǔn)確地掌握DH-1 15W-40柴油機油的產(chǎn)品性能，除了進行臺架試驗和理化試驗，實際行車試驗是必要的，為此，選取了匹配不同發(fā)動機、不同類型的車輛進行DH-1 15W-40柴油機油的行車試驗，在長途、超載的真實苛刻路況條件下，全面評估其綜合使用性能。

3.1 試驗條件

行車試驗車輛為2臺匹配上海日野P11C-UJ發(fā)動機(日本技術(shù)，國Ⅲ排放)的工程車輛和1臺匹配上海日野P11C-VM發(fā)動機(日本技術(shù)，國Ⅳ排放)的牽引車輛。工程車輛為廣州地區(qū)城鄉(xiāng)區(qū)域運營的水泥攪拌車，道路多為省道和鄉(xiāng)村道路，路況較為苛刻和復(fù)雜；牽引車為東莞至蘇州的長途高速運輸車，運行時間長，超載較嚴(yán)重。試驗車輛發(fā)動機技術(shù)參數(shù)如表6。

表6 試驗車輛發(fā)動機技術(shù)參數(shù)

表6(續(xù))

3.2 試驗過程

將試驗車輛原用機油在熱的狀態(tài)下從油底殼底部放干凈，并用試驗機油清洗發(fā)動機2次，每次怠速運行20 min，然后從油底殼底部放干凈清洗油。發(fā)動機清洗完成后，更換機濾、空濾和燃油濾，再加入試驗機油，怠速運行10 min后，用專用采樣器從機油尺管口處采集150 mL油樣作為0 km油樣，并補加試驗機油至機油尺上刻度的中上限，記錄車輛的已行駛里程和加入的試驗機油總量。

3.3 行車試驗

行車試驗里程工程車為20000 km左右，牽引車為25000 km左右，每間隔5000 km左右，用專用采樣器采樣150 mL，同時補加同等數(shù)量的新試驗機油。對采集的油樣進行檢測分析和評估，項目包括常規(guī)指標(biāo)、紅外光譜和金屬元素三個方面，其中，常規(guī)指標(biāo)分析包括油品的100 ℃運動黏度、堿值、酸值、正戊烷不溶物和水分；紅外光譜分析包括氧化值和硝化值；金屬元素含量分析包括磨損金屬元素Fe、Cu、Al和外來污染金屬元素Si。

3.4 結(jié)果與分析

由于至今還沒有DH-1規(guī)格機油換油指標(biāo)的國家或行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，只有CH-4級別的換油指標(biāo)，因此參考GB/T 7607-2010《柴油機油換油指標(biāo)》中的CH-4換油指標(biāo)，見表7，并結(jié)合紅外光譜分析進行試驗機油的品質(zhì)監(jiān)控，來綜合判斷試驗機油的使用情況。

表7 GB/T 7607-2010《柴油機油換油指標(biāo)》之

3.4.1 100℃運動黏度

黏度是發(fā)動機油最基本的性能指標(biāo)，是保證發(fā)動機獲得良好潤滑的關(guān)鍵。發(fā)動機工作過程中，機油黏度的變化受多種因素的影響。導(dǎo)致機油黏度增加的諸如機油氧化、油泥生成以及不溶物的增加等；導(dǎo)致機油黏度下降的諸如機油中的黏度指數(shù)改進劑的被剪切而降解、燃油稀釋或機油乳化等。如果機油的黏度增加過快或太大，說明機油氧化加劇，油泥增多，機油的流動性會變差，潤滑性下降可能導(dǎo)致發(fā)動機故障的產(chǎn)生；黏度下降過大會使發(fā)動機摩擦副中的油膜變薄，不能形成有效的潤滑而引起發(fā)動機故障。因此，運動黏度的變化在一定程度上表征了機油質(zhì)量的衰變情況。試驗機油100 ℃運動黏度變化趨勢如圖6。

圖6 100℃運動黏度變化趨勢

從圖6可以看出，在機油的行車試驗過程中，100 ℃運動黏度在5000 km出現(xiàn)了黏度下降，然后又逐漸上升的趨勢。其主要是因為剛加注的新機油受發(fā)動機摩擦副的剪切作用，使機油中的黏度指數(shù)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(fā)動機使用時間延長，在苛刻的發(fā)動機工況條件下，機油會發(fā)生氧化并生成大分子膠質(zhì)，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(nèi)，沒有出現(xiàn)明顯的下降和上升現(xiàn)象，也沒過超過換油指標(biāo)中規(guī)定的黏度變化范圍，說明試驗機油具有優(yōu)異的剪切安定性和黏度保持能力，沒有出現(xiàn)過度氧化而造成的機油黏度劇增現(xiàn)象。

3.4.2 堿值

柴油發(fā)動機油中含有較大比例的有機金屬鹽類清凈分散劑，這些有機金屬鹽類帶有強堿性，使柴油機油具有較高的堿值，以中和機油氧化生成的有機酸性物質(zhì)和燃料燃燒產(chǎn)物中的無機酸性物質(zhì)，因此，堿值反映了機油抑制氧化和中和酸性物質(zhì)能力的強弱。在機油的使用過程中，堿性添加劑會被不斷的消耗，機油的堿值會下降，當(dāng)堿值下降到一定程度時，機油就會失去中和酸性物質(zhì)的能力，造成油泥增多，發(fā)動機有可能會產(chǎn)生的酸性腐蝕和磨損[9]。試驗機油堿值的變化趨勢如圖7。

圖7 堿值變化趨勢

從圖7可以看出，在試驗過程中，機油的堿值呈現(xiàn)逐漸下降的趨勢，其原因是機油高溫氧化而產(chǎn)生酸性物質(zhì)和柴油燃燒生成的酸性物質(zhì)，使得油品的堿值逐步下降，但未超出換油指標(biāo)要求的50%，符合發(fā)動機油在使用過程中堿值下降的變化規(guī)律，同時也說明試驗機油具有良好的堿值儲備。

3.4.3 酸值

酸值主要監(jiān)測機油中某些功能添加劑的消耗情況和機油的老化程度。在用柴油發(fā)動機油的酸值主要來源于兩個，第一個是發(fā)動機油在高溫下的降解氧化生產(chǎn)的有機酸，降解氧化生產(chǎn)的有機酸性物質(zhì)會攻擊金屬表面而造成腐蝕磨損；其次是燃料燃燒生成的酸性物質(zhì)與水反應(yīng)生成硫酸，硫酸會對金屬造成強烈的酸性腐蝕磨損。一般發(fā)動機油會添加性能良好的抗氧劑來降低機油的氧化速度，同時，堿性添加劑會中和酸性物質(zhì)，減輕腐蝕磨損對發(fā)動機的危害。

在機油的使用過程中，如果酸值增加過大，說明機油產(chǎn)生了大量的酸性物質(zhì)，會進一步促進機油的變質(zhì)，產(chǎn)生油泥，對發(fā)動機造成一定程度的機械磨損，同時在金屬的催化作用下會加劇機油的老化，影響發(fā)動機的正常運行。因此，要監(jiān)控在用機油的酸值，當(dāng)其達到某一數(shù)值時，就要進行換油處理，避免酸值過大而引起發(fā)動機故障。試驗機油酸值的變化趨勢如圖8。

圖8 酸值變化趨勢

從圖8可以看出，隨著行駛里程的增加，試驗機油的酸值呈現(xiàn)逐漸增大的變化趨勢，其中2臺水泥攪拌車的酸值增加比牽引車的酸值增加大，其原因是水泥攪拌車較老舊，且工況比牽引車更加苛刻。但到試驗結(jié)束時，試驗機油的酸值增加均未超過2.5 mgKOH/g，符合發(fā)動機油在使用過程中酸值的變化規(guī)律，說明試驗機油具有良好的抗氧化性能。

3.4.4 正戊烷不溶物

柴油機油氧化降解后生成微小的固體物懸浮在機油中，外來的污染物如粉塵、沙粒、磨損顆粒和積炭等也會懸浮在機油中，正戊烷不溶物是這些物質(zhì)的總和。因此，正戊烷不溶物是反映機油容納污染物能力的一個指標(biāo)。當(dāng)在用機油的正戊烷不溶物含量達到一定值后，機油黏度增大，流動性變差，油品中的不溶物聚集成團，堵塞機油過濾網(wǎng)和油道，造成發(fā)動機供油不暢潤而發(fā)生發(fā)動機故障。正戊烷不溶物含量的變化趨勢如圖9。

圖9 正戊烷不溶物含量變化趨勢

從圖9可以看出，隨著行駛里程的增加，試驗機油的正戊烷不溶物含量呈現(xiàn)逐漸增大的變化趨勢，但在整個行車試驗過程中，正戊烷不溶物的含量始終處在非常小的范圍內(nèi)，遠未達到2%換油指標(biāo)要求，說明試驗機油表現(xiàn)出優(yōu)異的抗氧化性能。

3.4.5 水分

在用油由于缸套老化滲漏、燃燒室產(chǎn)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(fā)動機部件。當(dāng)油品中水分較少時，由于發(fā)動機工作溫度較高，因此極少量的水有可能被蒸發(fā)，對發(fā)動機危害不大，隨著機油中水分的增加，機油乳化會加劇，機油的潤滑性能會大幅度下降，會造成發(fā)動機的腐蝕磨損和銹蝕。水分含量的變化趨勢如圖10。

圖10 水分變化趨勢

從圖10可以看出，試驗機油中的水分含量隨著行駛里程的增加變化較為平緩，基本處在痕跡的水平，小于換油指標(biāo)的0.2%的要求，說明試驗機油沒有受到水分的乳化污染，機油在發(fā)動機摩擦副之間形成的有效油膜強度良好，可以為發(fā)動機提供有效的潤滑保護。

3.4.6 氧化值和硝化值

在用發(fā)動機油的氧化值、硝化值可以反映出試驗油品被氧化、硝化及受污染的程度。發(fā)動機在運轉(zhuǎn)過程中，燃燒廢氣中的HC、CO、NOx等物質(zhì)，在一定條件下可反應(yīng)生成氧化物、硝化物等酸性物質(zhì)，這些物質(zhì)的存在可導(dǎo)致發(fā)動機零部件腐蝕、磨損等現(xiàn)象，故而對油品的使用造成不良影響，而發(fā)動機油中的添加劑可以減緩或終止這類反應(yīng)，抑制氧化物、硝化物及硫化物等酸性物質(zhì)的生成，因此，利用紅外光譜監(jiān)測油品氧化值、硝化值的變化，可以反映油品的氧化衰變狀況，間接掌握油品中添加劑的消耗情況。我國目前還沒有關(guān)于利用紅外光譜法監(jiān)控在用機油的氧化值、硝化值的極限規(guī)定，據(jù)文獻[10]報道，在用柴油機油的氧化值和硝化值的警戒值為0.25 ABS/0.1 mm，超過此警戒值，則表明在用機油的氧化衰變情況達到一定程度，結(jié)合其他監(jiān)控指標(biāo)的變化情況，應(yīng)予以更換機油。試驗機油的氧化值和硝化值的變化趨勢如圖11和圖12。

圖11 氧化值變化趨勢

圖12 硝化值變化趨勢

從圖11和圖12可以看出，隨著行駛里程的增加，試驗機油的氧化值及硝化值呈現(xiàn)逐漸增大的趨勢，但變化幅度不大，沒有達到警戒值，表明試驗機油具有良好的抗氧化和抗硝化能力。

3.4.7 磨損金屬元素

車輛在運營過程中，其運動部件都存在正常的磨損。對發(fā)動機的磨損而言，其主要磨損件為缸套、曲軸、活塞和活塞環(huán)等。在用機油中的鐵元素能夠直接反映發(fā)動機的磨損情況，其主要來源于氣缸套-活塞環(huán)的磨損；銅含量則反映了發(fā)動機軸承的磨損或腐蝕狀況；鋁含量主要來自活塞與氣缸壁的磨損，通過檢測分析機油中Fe、Cu、Al等的磨損金屬元素含量，可以掌握發(fā)動機的磨損情況。試驗機油中磨損金屬元素含量變化趨勢如圖13～圖15。

圖13 鐵含量變化趨勢

圖14 銅含量變化趨勢

圖15 鋁含量變化趨勢

從圖13、圖14和圖15可以看出，隨著行駛里程的增加，鐵、銅、鋁元素的含量呈現(xiàn)逐漸增大的變化趨勢。但在整個行車試驗過程中，試驗機油中的鐵、銅和鋁元素的含量均較小，且呈規(guī)律性增加并穩(wěn)定在換油技術(shù)指標(biāo)的范圍內(nèi)，認(rèn)為屬于正常的磨損。較低的磨損元素含量也說明試驗機油良好的抗磨性能和潤滑性能，試驗機油能夠在發(fā)動機各摩擦副之間形成強度很高的極壓膜，對發(fā)動機形成有效的保護，延長發(fā)動機的使用壽命。

3.4.8 硅元素

在用油中硅元素的來源主要與車輛的行駛環(huán)境有關(guān)，當(dāng)車輛行駛于塵土飛揚的惡劣環(huán)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(fā)動機零部件的磨料磨損。試驗機油中硅元素含量變化趨勢如圖16。

圖16 硅含量變化趨勢

從圖16可以看出，試驗機油中硅元素含量隨行駛里程的增加，呈現(xiàn)緩慢增加的變化趨勢，這可能與空氣濾清器的工作狀況和車輛的運營環(huán)境有關(guān)。在整個行車試驗過程中，試驗機油中硅元素含量均未達到換油指標(biāo)的要求。

3.5 行車試驗小結(jié)

在匹配采用日本發(fā)動機技術(shù)并滿足國Ⅲ、Ⅳ排放的不同車輛上，成功進行了DH-1 15W-40柴油機油的行車試驗，結(jié)果表明，研制的DH-1 15W-40柴油機油完全滿足要求使用DH-1規(guī)格發(fā)動機的潤滑要求，在預(yù)定的行車試驗里程中，試驗機油的100 ℃運動黏度變化率、堿值、酸值、正戊烷不溶物、水分、氧化值、硝化值和金屬元素等指標(biāo)均在參考換油指標(biāo)范圍內(nèi)，且發(fā)動機的磨損正常，潤滑狀況良好。

4 結(jié)論

研制的JASO DH-1 15W-40柴油機油通過苛刻的臺架試驗、理化試驗和行車試驗，結(jié)果表明：DH-1 15W-40柴油機油具有優(yōu)異的清凈分散性能、

高溫抗氧化性能和抗磨性能以及優(yōu)異的黏度保持性能，完全滿足要求使用JASO DH-1規(guī)格機油的發(fā)動機的潤滑要求，具有良好的后處理系統(tǒng)兼容性。

JASO DH-1 15W-40柴油機油的成功研發(fā)與應(yīng)用，并獲得JASO的認(rèn)證，有利于打破采用日本技術(shù)的柴油機對這類進口機油的過度依賴，同時也為其提供了性能優(yōu)異的發(fā)動機油，有效延長其使用壽命，降低維護成本。

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Development and Application Research of DH-1 15W-40 Diesel Engine Oil

SHI Shun-you, TANG Zhan-shuai

(Maoming Branch, Sinopec Lubricating Oil Co., Ltd., Maoming 525011, China)

The widespread application of new engine technology have been promoted by the formulation and upgrading of environmental laws and regulations. The development of high-performance engine oil which meets the requirements of new engine technology and increasingly severe emission regulations has become an important topic. This paper focused on the primary performance specification of the JASO DH-1 diesel engine oil，among which the concerned DH-1 15W-40 diesel engine oil was studied by employing engine and bench test, and the field test was carried out on the vehicle that adopts Japanese Diesel Technology and meets the China grade Ⅲ and Ⅳ emission regulations. As a result，DH-1 15W-40 diesel engine oil exhibits excellent dispersion property，and superior resistance to oxidation, corrosion and abrasion, as well as good viscosity retention performance，which can completely meet the lubrication requirements of the engine using JASO DH-1 oil. The successful development and application of DH-1 15W-40 diesel engine oil are beneficial to relieve the dependence on this kind of imported lubricating oil products and reduce the cost for maintenance of vehicle equipment.

emission regulation; DH-1; diesel engine oil; field test; application research

10.19532/j.cnki.cn21-1265/tq.2017.04.002

1002- 3119(2017)04- 0006- 10

TE626.32

A

2017-05-22。

石順友，碩士研究生，工程師，2012年畢業(yè)于北京化工大學(xué)化學(xué)與工程學(xué)院，現(xiàn)主要從事車船用潤滑油的開發(fā)和技術(shù)支持工作。E-mail:shisy.lube@sinopec.com