自主研发CI-4 10W-40柴油机油在重载物流车辆上的行车试验

韩燕玲 李湛 余春松 夏冲 梅艳玲 桂俊松

东风嘉实多油品有限公司

本文在搭载国Ⅳ潍柴发动机、锡柴发动机的重载物流车队上采用东风嘉实多油品有限公司自主研发的CI-4 10W-40柴油机油进行了40 000 km行车试验。行车试验结果表明，与以国际添加剂公司复合剂技术调配的参比油相比，自主研发柴油机油的运动黏度、总碱值、水分、正戊烷不溶物、金属元素含量等指标均保持在正常范围内，与参比油质量相当，可满足客户的实际使用需要。

随着排放法规的不断升级，柴油发动机及后处理技术的不断进步，对柴油机油的性能提出了更高的要求。重载卡车用CH-4柴油机油会逐渐向CI-4柴油机油过渡，CI-4柴油机油的需求越来越大，未来几年，将作为主打产品被广泛应用。目前市面上销售的CI-4柴油机油产品多采用国际四大添加剂公司的复合剂技术。为提供更有性价比优势的产品，东风嘉实多油品有限公司自主研发了CI-4 10W-40柴油机油产品（以下简称自主研发柴油机油）。

本文以自主研发柴油机油作为试验油，以国际添加剂公司复合剂技术调配的CI-4 10W-40(以下简称参比油)作为参比油，在装载锡柴、潍柴发动机的重载物流车上进行40 000km行车试验，通过实际行车情况及与参比油对比，考察自主研发柴油机油产品的实际使用性能。

行车试验概况

行车试验车辆信息

试验车辆包括6辆物流车。选择车龄、发动机型号、车辆状况情况基本一致的试验车辆作为一组，且车辆在既定的路线上正常行驶，各项参数油温、油压、水温、车速等均保持在正常可控范围，并按车辆保养手册推荐的定期保养和维护车辆，减少试验阶段故障风险。6辆试验车辆的信息见表1。

表1 试验车辆信息

试验用油

搭载锡柴、潍柴发动机的试验车辆使用的试验油及参比油各为同一批次，常规检测指标见表2。

表2 试验用油常规检测数据

试验前准备工作

行车试验开始前，首先清洗发动机：

◇将发动机中的旧油放出，分别注入自主研发柴油机油和参比油至邮箱油尺上限；

◇车辆怠速行驶15 min后停止运行，放出全部发动机油；

◇更换新的机油滤清器、空气滤清器和燃油滤清器。

发动机清洗后，在试验车辆发动机中分别注入自主研发柴油机油和参比油至油尺上限，发动机运转5 min后，再补加试验油至上限，同时记录试验油的总量，开始行车试验。行车试验于2018年1月4日正式开始，总里程为40 000 km，间隔5 000 km取样，分别为0 km、5 000 km、10 000 km、15 000 km、20 000 km、25 000 km、30 000 km、35 000 km、40 000 km。行车试验过程中，为了保持发动机中试验油的总量，每次取样量约200 mL，取样后补加等量新油。

行车试验结果分析

对行车试验过程中采集的试验油样的100 ℃运动黏度、碱值、水分、闪点（开口）、正戊烷不溶物、燃油稀释、元素含量等指标进行分析，考察试验油品在实际行车过程中各项性能的衰变情况。

运动黏度变化

适宜的油品是保证发动机正常运转的要素之一，黏度过高或过低均不利于发动机正常润滑。实际使用过程中，油品剪切、燃油稀释、高温氧化、烟炱、蒸发损失等均会导致发动机中的柴油机油黏度发生变化。试验油品的100 ℃运动黏度变化分别见图1、图2。

由图1、图2可以看出，搭载潍柴、锡柴发动机的试验车辆行驶40 000 km后，与0 km时试验油品的100 ℃运动黏度比较，自主研发柴油机油与参比油的运动黏度变化比较平稳，其中，自主研发柴油机油100 ℃运动黏度变化率最大为-9.2%，参比油100℃运动黏度变化率最大为-5.3%，参比油较自主研发柴油机油黏度变化小，但均在正常范围内变化。这说明自主研发柴油机油与参比油经历40 000km行车试验后，仍具有良好的润滑性能。

图1 搭载潍柴发动机试验车辆上试验油品的100 ℃运动黏度变化趋势

图2 搭载锡柴发动机试验车辆上试验油品的100 ℃运动黏度变化趋势

总碱值变化

柴油机油具有一定的碱值保持力，主要用于中和燃油燃烧后的含硫物质以及柴油机油使用过程中氧化变质酸性产物。试验油品的总碱值变化趋势分别见图3、图4。

由图3、图4可以看出，搭载潍柴、锡柴发动机的试验车辆行驶40 000 km后，与0 km时试验油品的总碱值比较，自主研发柴油机油与参比油的总碱值下降平稳，其中，自主研发柴油机油总碱值变化率最大为-6.0%，参比油总碱值变化率最大为-6.1%，两种油品总碱值变化率相当且均远远小于换油指标限值（50%）。说明自主研发柴油机油与参比油40 000 km行车试验过程中，油品很好地抑制了发动机运行过程中产生的酸性物质，减少油泥产生，避免发动机部件的腐蚀。

图3 搭载潍柴发动机试验车辆上试验油品的总碱值变化趋势

图4 搭载锡柴发动机试验车辆上试验油品的总碱值变化趋势

水分含量

发动机运转过程中，燃料油燃烧产生的水汽、密封件老化导致的密封不严，均可能导致油品进水，当水分含量较少时，水分对油品、发动机部件的影响不大，当水分含量增多，油品乳化，添加剂水解，金属部件发生锈蚀。

6辆车共计54组的水分数据均为痕迹，说明试验车辆密封件密封完好。

闪点

燃料油进入润滑系统混入柴油机油中，会造成柴油机油运动黏度、闪点明显下降，增大金属部件磨损的可能性。6辆试验车辆试验过程中的试验油品开口闪点检测结果见表3。

表3 6辆试验车辆开口闪点检测结果

从表3可以看出，6辆试验车辆不同里程油品闪点数据变化平稳，未发生较大波动，说明试验车辆润滑系统状况良好。

正戊烷不溶物

正戊烷不溶物反映了在用油容纳污染物的能力，主要由氧化产物和磨损金属颗粒组成。正戊烷不溶物数值越小，说明油品清净分散性能越好，正戊烷不溶物数值越大，油品清净分散性能越差。试验油品的正戊烷不溶物变化趋势分别见图5、图 6。

由图5、图6可以看出，在40 000 km行车试验过程中，自主研发柴油机油正戊烷不溶物数值与参比油差别不大。自主研发柴油机油展现了良好的清净分散性能，说明其具有优异的油泥容纳能力。

图5 搭载潍柴发动机试验车辆上试验油品的正戊烷不溶物变化

图6 搭载锡柴发动机试验车辆上试验油品的正戊烷不溶物变化

抗磨性能

发动机的主要润滑磨损部位分别有活塞环、气缸套、轴瓦、活塞与气缸壁，当今发动机中气缸套主要材质为合金铸铁材料，活塞环主要材质为铸铁和钢，铜元素主要来源于轴瓦的磨损，铝元素主要来源于活塞的磨损。通过检测油品中铁、铜、铝3种金属元素含量，可评价试验油品的抗磨损性能。

试验油品的铁含量变化分别见图7、图8，铜含量变化分别见9、图10，铝含量变化分别见图11、图12。

由图7～图12可以看出，搭载潍柴、锡柴发动机的试验车辆行驶40 000 km后，自主研发柴油机油与参比油的铁、铜、铝含量检测结果均远远小于换油指标限值（分别为150 mg/kg、50 mg/kg、30 mg/kg），说明在40 000 km的行驶阶段，自主研发柴油机油与参比油抗磨性能相当。

结论

在搭载潍柴、锡柴发动机的物流车上进行了40 000 km行车试验，并与国际添加剂公司复合剂技术调配的参比油进行对比发现，试验用油均表现出良好的黏度保持性、碱值保持性、清净分散性及抗磨损性能，完全满足实际使用的要求。通过自主研发高性能、高质量级别的柴油机油技术并实现推广应用，不仅将逐渐缩小乃至弥平国内与国际的技术差距，而且将可发挥出显著而可观的经济效益和社会效益。

图7 搭载潍柴发动机试验车辆上试验油品的铁含量变化

图8 搭载锡柴发动机试验车辆上试验油品的铁含量变化

图9 搭载潍柴发动机试验车辆上试验油品的铜含量变化

图10 搭载锡柴发动机试验车辆上试验油品的铜含量变化

图11 搭载潍柴发动机试验车辆上试验油品的铝含量变化

图12 搭载锡柴发动机试验车辆上试验油品的铝含量变化