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如何全方位评定润滑油的质量和性能

涡轮增压器的主要作用就是提高发动机进气量,从而提高发动机的功率和扭矩,让车子更有劲。但是安装涡轮增压系统后,除发动机气缸、气门和活塞常发生积碳外,涡轮增压器也是经常出现问题的地方,由于涡轮增压器和进气管之间的油封损坏而造成烧机油。

油封损坏的主要原因是更换润滑油的周期太长或使用劣质润滑油,造成浮动的涡轮主转轴缺少润滑和散热,进而损坏了油封,造成漏油。涡轮增压器的设计与自然吸气发动机不同,其主转轴采用浮动式设计,涡轮本体和主转轴之间充满了机油,整个工作转速极高,主转轴依靠润滑油来散热与润滑,因此,保证润滑是非常重要的事情。


涡轮增压器转速非常高,工作时转子转速可达到每分钟十几万转,要求机油具有较强的的抗剪切能力,对此 API应OEM要求对机油抗剪切能力进行了考察,通过强化实验条件和指标,保证合格的机油具有优秀的粘度稳定性,只有这样,才能使得在高转速下机油的润滑能力不下降。
汽机油中考察剪切稳定性的试验方法是台架试验L-38或程序VIII,要求油品在苛刻条件下运行10h后,粘度能保持在其粘度等级范围内。
柴机油主要是通过柴油喷嘴剪切试验方法对柴机油抗剪切能力进行考察,随着机油质量等级的提高,为适应柴油发动机活塞和涡轮增压器的高转速高剪切状况,柴油喷嘴剪切试验方法及其指标进行了改进和发展,如表:


API CI-4及CI-4之前的剪切稳定性试验方法为ASTM D6278,考察柴机油在连续运行30次后100℃粘度的稳定性,例如CI-4 10W-30的经过试验后100℃粘度不小于9.3 mm2/s,并保持在粘度指标内。CK-4增加对高温高剪粘度稳定性的考察。
发动机油抗高温性能及其标准简介
从涡轮工作环境可知,在连续高速运行下,涡轮增压器温度可达到300-400℃,这就要求所用的机油具有耐高温的特性,防止机油因高温引起氧化增稠以及氧化沉积物等问题。
通过查看API柴油标准时,并没有找到直接考察柴机油对涡轮增压器部位保护性能的指标,可能是由于柴油发动机活塞处温度本来就很高,一般通过针对活塞部位的高温沉积物的台架试验卡特皮勒1K、1R、1N等和抗氧化性能台架试验程序III就可以确保机油对涡轮增压器的高温保护,减少高温沉积物的产生。
汽油发动机为提高燃烧效率和功率,近几年开始也采用涡轮增压器,为确保涡轮增压器的工作稳定,ILSAC GF-5汽机油标准对高温沉积物有所考察,除了台架试验程序III外,增加了实验TEOST 33C。TEOST 33C最初是用来对GF-2油品进行涡轮增压器沉积物的评定,后来各种原因在GF-3和GF-4并没有继续使用,但是OEM在大量试验中发现润滑油容易在涡轮轴上发生氧化和结焦形成沉积,因而ILSAC应OEM厂商要求将TEOST 33C 作为GF-5的规格测试试验。

另外,涡轮增压引起汽油发动机低速预早燃现象(LSPI)、链磨损和颗粒排放增多的问题,越来越得到广泛的关注。据报道,GF-6标准中LSPI和链磨损相关试验方法还没有完全确定,出台日期至少推迟到2019,同时,添加剂企业也正在抓紧研究如何在降低SAPS同时,保证机油性能稳定性。
总之,随着发动机的改进,OEM设备商对发动机油要求日益提高。标准制定机构制定完善的评定方法和合理的指标,要求添加剂研发和生产机构通过先进的试验仪器和试验方法调整优化配方满足质量指标,要求润滑油生产企业选择优异的基础油和合规添加剂产品进行调配,生产合乎质量标准的优秀产品。