两种I类基础油在C F-4级别的应用研究

赵心怡（中石化润滑油有限公司，北京 100089）

API基础油分类为I类的150号基础油是生产中不可缺少的基础油。为了考察不同来源的基础油性能差异，选取两种基础油“油1”及“油2”作为研究对象，考察其各项性能指标。

1 基础油性能比对

表1 油1及油2油品数据及对比

从饱和烃和硫含量的数据上来看，两基础油的均为I类基础油，油1的各项指标在中石化规定的HVI I 125范围内，而油2除了黏度略低，其余指标也在HVI I 125范围内，初步考虑将两基础油均替代现用I类基础油。

选取目前常用于油品生产的“HVI I 150”作为参考对象，通过对比可以看出，油1与油2基础油的黏度小于HVI I 150，油1的倾点略高于其它二者，其余三者相差不大。

2 调和方案

根据API基础油互换规则，CF-4质量级别以上的产品进行基础油替代，需要进行相应台架试验的验证，而CF-4级别油品配方中I类油的互换没有台架试验要求，因此初步考虑在使用I类基础油调配的CF-4发动机油中进行基础油性能的考察。

调和样品试验方案见表2，调和所选取的黏指剂均为黏A。

由于油2的100℃运动黏度与对比考察的HVI I 150存在较大差异，因此在CF-415W-40样品调配中调整了黏指剂的加入比例。

由于CF-420W-50样品要求的黏度较高，仅调整黏指剂的比例不足以弥补基础油替换时样品的黏度差异，因此在调配此级别样品时，相应调整了另外两基础油“油A”和“油B”的加入比例。其中油A为I类基础油，油B为II类基础油，三种样品中，油A油B的变化比例不超过3%。

表2 调和方案汇总

3 试验结果评价方法

实验室内的内燃机油性能的考察，应包括黏度和黏温性能、极压抗磨性能、清净分散性、抗氧化性能几个方面。

3.1 黏度及黏温性能

100 ℃运动黏度

采用GB/T 265《石油产品运动黏度测定法和动力黏度计算法》标准方法。在100℃恒定温度下，测定一定体积液体在重力下流过标定的玻璃毛细管黏度计的时间。黏度计的毛细管常数与流动时间的乘积，即为100℃下测定液体的运动黏度。

低温动力黏度

采用GB/T 6538《发动机油表观黏度的测定冷启动模拟机法》标准方法。一电子马达驱动一个与定子紧密配合的转子，在转子和定子的空隙间充满试样，将试验温度维持在某特定值，校正转子的转速使之作为黏度的函数。通过校正结果和转子转速确定试验黏度。考察这一指标有助于了解基础油的低温性能。

3.2 极压性能

采用GB/T 3142《润滑剂承载能力测定法（四球法）》标准方法，将四球机中四个钢球按等边四面体排列，钢球间接触点都被润滑剂覆盖，上球在1400-1500r/min下旋转，下面三个球用油盒固定在一起，通过杠杆或液压系统加压，测量钢球磨斑直径，直到磨斑直径到达不大于相应补偿线上磨痕直径的5%范围内，测出PB值。

3.3 抗磨性能

采用SH/T0189《润滑油抗磨损性能测定法（四球机法）》标准方法。将四球机中三个钢球固定在油盒中，并被试油覆盖，另外一个同一直径钢球置于三球顶部，受392N力作用，成为三点接触，加热试油至75℃后，顶球在1200r/min转速下旋转60min±1min，，测量油盒中三个球的磨斑直径平均值。

3.4 清净分散性

两成焦板试验（间歇和连续）均采用SH/T 0300《曲轴箱模拟试验方法（QZX法）》标准方法。将试油及试验铝板加热到一定温度（间歇试验板温为320℃，连续试验板温为330℃），使油飞溅到铝片表面形成漆膜，间歇试验试油飞溅30s，停顿30s，交替进行，试验时长12h，连续试验不停顿，连续飞溅6h，试验结束后测定金属板的漆膜评级及胶重。

3.5 氧化安定性

采用SH/T 0074《汽油机油薄层吸氧氧化安定性测量法》。将试验油及两种催化剂及蒸馏水混合后放入装油压力表的氧弹中，氧弹在室温下充入620kPa（94psig）氧气，放置于160℃油浴，与水平呈30°，以100r/min速度轴向旋转。当试验达到规定压力降时，记录时间。根据时间来评定高温氧化安定性。

油品试验数据汇总

4 数据分析

4.1 油1的性能分析

4.1.1 低温性能

样品1和样品4的低温动力黏度均小于对比样品。可判断油1的低温性能较好。

4.1.2 极压性能

样品1的试验数据与样品3相同，但样品4比样品6试验数据差，且结果相差较多，这可能与样品4运动黏度较低有关。考虑到样品1与样品4配方基础油比例一致，油1的极压性能应与HVI I 150相当。

4.1.3 抗磨性能

在磨斑直径试验中，样品1数据小于样品3，而样品4数据大于样品6，但相差很少。考虑到样品4运动黏度较低，且样品1与样品4基础油比例一致，油1的抗磨性能应与HVI I 150相当。

4.1.4 清净分散性

图1图2为CF-415W-40的三个样品所取得的成焦板试验漆膜评级对比图，图3图4为CF-420W-50的三个样品所取得的成焦板试验漆膜评级对比图。

从实验结果上看，样品1的两成焦板试验，不论是成漆情况还是胶重，均与样品6结果相近。样品4与样品6相比，使用油1调配的样品4的成漆情况略好于样品6，两样品胶重结果相近，没有特别突出的优势。因此可判断，油1与HVI I 150清净分散性能相近。

图1 CF-415W-40成焦板（间歇）成漆情况示意图

图2 CF-415W-40成焦板（连续）成漆情况示意图

图3 CF-420W-50成焦板（间歇）成漆情况示意图

4.1.5 氧化安定性

从试验结果上可以看出，样品1和样品4的试验数据均明显好于同级别使用HVI I 150调配的样品，因此可以判断，油1的氧化安定性较好，明显好于HVI I 150。

4.2 油2的性能分析

4.2.1 低温性能

使用油2调配的样品2及样品5的试验数据均小于使用HVI I 150调配的样品，因此可以判断油2的低温性能较好，优于HVI I 150。

4.2.2 极压性能

15W-40级别的样品2与样品3试验结果一致，但20W-50级别的样品5的数据明显高于样品6。因此可判断油2的极压性能应不次于样品3。

4.2.3 抗磨性能

样品2的试验结果小于样品3，而样品5的试验结果比样品6差，但结果相差都很小，因此油2的抗磨性能应与HVI I 150相近。

4.2.3 清净分散性

从试验结果上看，15W-40级别的样品2在两次成焦板试验中，成漆情况与使用HVI I 150调配的样品3一致，但在胶重的结果中，样品2在成焦板（间歇）试验中的胶重小于样品3，在成焦板（连续）试验中胶重大于样品5，但胶重相差并不大。

20W-50级别样品5的两次试验的成漆情况和胶重均好于样品6，但差别均不明显。

综上所述，可认为油2清净分散性与HVI I 150相当。

4.2.4 在两种不同的黏度级别样品中，使用油2调配的样品的试验数据均高于使用HVI I 150样品，因此可以判断油2的氧化安定性较好。

5 结语

5.1 油1在低温性能、氧化安定性方面均表现出比参比基础油HVI I 150优秀的性能，在极压性能、抗磨性能和清净分散性方面与参比基础油相近。

5.2 油2在低温性能、氧化安定性方面优于参比基础油HVI I 150，在清净分散性与抗磨性能方面与参比基础油相当，极压性能不次于参比基础油。