昆仑A3/B3 5W-40汽柴油轿车发动机油的应用研究

包冬梅,杨友文,姚斌,魏文羽

(1.中国石油大连润滑油研究开发中心,辽宁大连 116032; 2.上海汽车集团股份有限公司乘用车分公司,上海 201804; 3.中国石油润滑油公司,北京 100101)

昆仑A3/B3 5W-40汽柴油轿车发动机油的应用研究

包冬梅1,杨友文2,姚斌3,魏文羽3

(1.中国石油大连润滑油研究开发中心,辽宁大连 116032; 2.上海汽车集团股份有限公司乘用车分公司,上海 201804; 3.中国石油润滑油公司,北京 100101)

中国石油润滑油公司开发生产的A3/B3 5W-40汽柴油轿车发动机油在上汽自主品牌荣威轿车 (KV6 2.5发动机)上进行了实车使用试验,考察了不同工况对油品实际使用性能的影响,同时考察了油品的换油周期。试验结果表明:中国石油润滑油公司开发生产的A3/B3 5W-40汽柴油轿车发动机油具有良好的高温抗氧化性能、清净分散性能和抗磨性能,已获得上海汽车 ROEWE轿车的初装油和服务油的工程认可。

行车试验;使用性能;A3/B3汽柴油轿车发动机油

Abstract:The field test of Kunlun A3/B3 5W-40 gasoline and diesel engines oilw as carried out on the SA IC Motor selfow ned brand ROEW E vehicles(K V6 2.5 engine).The influences of different running conditions on the actual serviceability and the oil drain period w ere investigated.The results show ed that Kunlun A3/B3 5W-40 engines oilhas perfect high temperature oxidation resistance,detergent-dispersancy and ant iw ear property,and has got the approvalof SA IC ROEW E vehicles.

Key words:field test;serviceability;A3/B3 gasoline and diesel engines oil

0 引言

上海汽车集团股份有限公司于 2004年 5月 28日启动了自主品牌轿车项目 (528项目),在购买英国ROVER 75型整车及 K系列发动机设计产权的基础上,进行了二次开发,主要升级了燃油喷射及控制、进气、排气等系统,增加了进、排气连续可变相位功能,提高了发动机性能和排放;对气缸垫、凸轮轴减震器等关键零部件进行了改进设计开发,提高了发动机可靠性,排放由欧Ⅲ升级为欧Ⅳ[1]。K系列发动机已成功地用于荣威 750和 550中高级轿车上。根据上汽发动机的技术和设计特点,规定了OEM装车油标准,即在要求满足 SAE 300-99及ACEA-04规格要求的 A3/B3 5W-40等级油品的基础上,通过全尺寸发动机台架耐久试验和整车道路耐久试验。

为此中国石油润滑油公司针对上汽发动机技术和设计特点进行产品开发,经过试验室配方研制、标准发动机台架评定试验,开发出满足上汽 K系列发动机专用润滑油A3/B3 5W-40。经过中试放大生产后,在上汽自主品牌荣威轿车 750(KV6 2.5发动机)上进行了行车试验研究,通过应用研究来考察该油品的实际使用性能。

1 试验内容

1.1 试验用油理化性能

本次试验油采用中国石油润滑油公司研制开发的A3/B3 5W-40汽柴油轿车发动机油,参比油为原 ROVER发动机用油,其理化分析数据见表1。

表1 试验油理化分析结果

1.2 试验用车

试验车辆选用两部 ROEW E 750(KV6 2.5发动机)整车进行普通道路耐久性试验,车辆号分别为 1587#和 6776#,其中 1587#车辆使用其他供应商的 A3/B3 5W-40发动机油,6776#车辆使用昆仑A3/B3 5W-40发动机油。燃料油使用同一种 97#且不含乙醇的无铅汽油。按整车普通道路耐久性试验规范于 2006年 1～7月在上汽行车试验场地进行了试验。试验车的主要参数见表2。

表2 发动机主要参数

1.3 试验过程简述

在换上被试验的发动机油之前,热车一定的时间,在发动机油温达到 75℃以上后,将先前的发动机油和机油滤清器中的机油放掉,然后加入要做试验的发动机油,同样热车一定的时间,在发动机油温达到 75℃以上后将发动机内的机油放掉,同时更换机油滤清器,重新加入要做试验的发动机油,按整车普通道路耐久性试验规范进行试验。整个道路耐久试验期间,按规定里程热车取样,对采集样品及时做出分析。

2 试验结果分析

机油在发动机工作过程中受高温高压作用,而且与空气、燃料的凝聚物和不完全燃烧产物、凝聚的水蒸汽以及进入发动机的灰尘接触,并与这些外来物质相互作用,从而使油品物理化学性质不断发生变化。因此,机油工作的过程也是不断消耗老化过程,在这个过程中,一部分轻馏分被蒸发,粘度逐渐变化,在零部件上形成沉积物。油中聚集的各种污垢物会破坏润滑系统中正常循环,使高温表面散热情况恶化,增加气缸、轴瓦热负荷,又促使油品加速老化。油中磨粒不断增多,微粒尺寸逐渐增大,致使零部件磨损增大。

2.1 试验油的粘度

运动粘度是反映润滑油内在质量的重要指标。粘度增长趋势是衡量油品氧化变稠的重要分析指标。试验油粘度变化可以反映油品的氧化衰变程度、添加剂的热分解及粘度指数改进剂、降凝剂等高聚物剪切热降解的变化;比较试验油粘度变化率大小,可区分其高温抗氧化性能的差异。图 1表示每个换油里程后的试验油粘度变化情况。

图1 试验油的运动粘度变化

从图 1可看出,两种试验油的粘度随行驶里程的增加没有表现出规律性的变化,但总体有变小的趋势,而且粘度变化率差别小。从 10000 km换油期后油品的粘度变化率看,均低于换油指标要求。

粘度分析结果表明,两种试验油都具有良好的高温抗氧化性能和热氧化安定性能。

2.2 试验油的氧化物和硝化物(见图 2、图 3)

通过红外分析方法,也可以测量试验油在行车试验中因高温氧化而生成的氧化物和硝化物变化情况。氧化值和硝化值分别定义为光谱中 1720 cm-1处羰基团伸缩振动和 1630 cm-1处 -NO2基团反对称伸缩振动谱峰的吸收度。

图2 试验油的氧化值变化

图3 试验油的硝化值变化

从图 2、图 3中看出,两种试验油的硝化值和氧化值随行驶里程的增加有增大的趋势,但两种试验油每个换油里程的氧化值和硝化值均保持在较低的范围内。试验油氧化值最高 0.12 A/0.1 mm左右,硝化值最高 0.20 A/0.1 mm左右。有资料显示,氧化值高于 1.0 A/0.1 mm,硝化值高于 0.6 A/0.1 mm,表示油品氧化程度开始恶化,粘度增长加剧,将出现拐点[2]。这两种试验油均未达到这种氧化程度。在 10000 km换油期后,昆仑油氧化值与参比油变化相当,但硝化值略低于参比油,说明昆仑油较参比油有更好的抗氧化性能。

2.3 试验油的酸值和碱值(见图 4、图 5)

图4 试验油的酸值变化

图5 试验油的碱值变化

由图 4可以看到,试验油的酸值随着行驶里程的增加有增长的趋势,但两种试验油的酸值变化均较小。相对来说,10000 km换油期后,参比油的酸值增长要比试验油的大些。说明试验油在抗高温氧化安定性方面要略好于参比油。

从图 5可以看出,两种试验油的碱值都随行驶里程的增加而减小。这是因为,在行车运行中,因中和酸性氧化物而使油品碱值下降。试验结束时,试验油碱值下降的幅度比参比油碱值下降的幅度略大,但仍能满足车辆润滑要求,并未因此而影响使用。特别是试验油,尽管新油初始碱值及试验终点碱值均略低,但高温抗氧化性能、高温清净性能与参比油相当。

2.4 试验油闪点、水分分析

对每个换油里程的试验油样进行了闪点、水分分析,10000 km换油里程后的油样分析结果见表3。

表3 试验油样的闪点、水分

由表 3可见,每个换油里程的试验完成后油样的闪点、水分均无异常,说明试验车辆车况良好,没有发生窜油、漏水等异常现象。

图6 试验油的铁含量变化

2.5 试验油的金属元素分析

通过分析试行车试验后机油中的金属含量来评价油品的抗磨性。主要分析油中与发动机活塞和轴承的磨损有关的 Fe、Al、Cu、Pb、Cr等金属含量。试验结果表明,两台试验车的Al、Cu、Cr、Pb含量均在几至十几微克每克之间,含量很低,保持在稳定可接受范围内,属正常磨损。铁含量相对其他金属含量相对高些,10000 km换油期后,铁含量也在 50μg/g以下,属于正常磨损。两种试验油中的 Fe含量变化见图 6,从图 6可以看出,铁含量随行驶里程的增加而增大,每个换油里程的铁含量试验油均低于参比油,说明其抗磨性能优于参比油。

3 结论

(1)使用试验油和参比油的两台上汽自主品牌轿车(KV6 2.5)经过 10×104km的整车普通道路耐久性试验后,两台试验车辆的车况良好,其发动机主要部件磨损正常,属正常磨损。

(2)10×104km的整车普通道路耐久性试验结果表明:A3/B3 5W-40汽柴油轿车发动机油质量性能稳定,具有良好的高温抗氧化安定性、高温清净分散性、抗磨损性,满足 ROEWE 750(KV6 2.5发动机)整车普通道路的使用要求,换油周期可以到达10000 km以上。

(3)通过上汽的整车性能试验,中国石油润滑油公司研制开发的A3/B3 5W-40汽柴油轿车发动机油已成为上海汽车 ROEWE 750、550系列车型的初装油和售后服务油。

[1]平银生.荣威轿车 K系列发动机的开发[J].内燃机学报,2008,26(增刊),53-58.

[2]王成功,谷祖国,郝玉杰.SJ汽油机油实车使用试验[J].润滑油,2002,17(6),48-53.

The App lica tion R esea rch of Kun lun A3/B3 5W-40Gasoline and D iese l Engines O il

BAO D ong-m e i1,YANG You-w en2,YAO B in3,W E I W en-yu3
(1.PetroChina Dalian Lubricating O ilR&D Institute,Dalian 116032,China; 2.SA IC M o tor PassengerVehicle Company,Shanghai201804,China; 3.PetroChina Lubricant Company,Beijing 100101,China)

TE626.32

A

2010-02-23。

包冬梅(1977-),女,硕士,2003年毕业于辽宁师范大学有机化学专业,现从事内燃机油研制工作,已公开发表文章数篇。

1002-3119(2010)05-0018-04