中国石化长城尊龙T500柴油机油在日野P11C发动机上的行车试验

石婷 石顺友 潘正华 赵艳丽中国石化润滑油有限公司华南分公司

本文采用中国石化长城尊龙T500 CI-4 15W-40 柴油机油，在某电力公司的3 辆搭载日野P11C 发动机的重型半挂牵引车上进行了30 000 km 左右的行车试验。行车试验过程中油品的指标监测结果表明，长城尊龙T500 CI-4 15W-40 柴油机油具有优异的黏度和碱值保持能力，良好的高温抗氧化性、抗磨性以及清净分散性，可满足搭载日野P11C发动机重型半挂牵引车的润滑需求。

P11C 发动机是上海日野发动机有限公司生产的一款主流大功率柴油发动机，属于六缸直列式柴油机，采用球墨铸铁活塞、4 气门、HMMS（日野微型混合系统）燃烧系统、电控共轨、混流增压器、降噪油底壳等17 项专利技术，功率范围覆盖235～279 kW(320～380 马 力)， 兼顾性能和耐久性的平衡，广泛适配于大型客车、重型汽车、水泥搅拌车等大功率车型。某电力公司运输物流车队的主要发动机类型是日野P11C 发动机，之前一直使用某进口品牌柴油机油为售后机油，换油周期为30 000 km。为降低用油成本，该公司开展了运输车辆用油国产化替代工作[1]。为了跟踪考察中国石化长城尊龙T500 CI-4 15W-40 柴油机油与日野P11C 发动机的匹配性，在3 辆搭载P11C 发动机的重型半挂牵引车上开展了30 000 km左右的行车试验，评估油品的实际使用性能，为国产化替代提供技术支持。

试验部分

试验用油

试验使用长城尊龙T500 CI-4 15W-40 柴 油 机 油， 满 足GB/T 11122—2006《柴油机油》标准，其典型数据见表1。

表1 试验使用的长城尊龙T500 CI-4 15W-40柴油机油的典型数据

试验车辆

3 台试验车辆均为搭载日野P11C 发动机的重型半挂牵引车，车况良好，行车路线相同，实际试验运行里程30 000 km 左右，具体试验车辆情况见表2。且试验车辆的发动机技术参数完全相同，见表3。试验车辆使用的燃料油为满足GB/T 19147《车用柴油》标准的0号轻柴油。

表2 试验车辆和试验用油情况

表3 试验车辆的发动机技术参数

清洗与采样

试验开始之前，试验车辆发动机中旧机油在热的状态下全部排空，注入试验机油，加至机油标尺上限；车辆原地启动15 min，进行清洗工作，清洗完毕后，停止运行，将试验油全部放出。更换新的机油滤清器、空气滤清器和燃油滤清器。最后加入新油至机油标尺上限。同时记录加入的机油总量和车辆的行驶里程数，开始行车试验。

首次采样设为0 km， 每隔10 000 km 取样一次，总试验里程为30 000 km 左右，每次取样250 mL。每次取样之后，适当补加与所取油样相同的新油。

项目评定

对采集油样的100 ℃运动黏度、碱值、酸值和戊烷不溶物、闪点和金属元素含量、外来污染元素含量进行监测分析，以监测行车试验过程中油品的性能变化情况，进而评价油品的综合产品性能。因目前国内无CI-4 柴油机油换油指标国家标准，故参考GB/T 7607—2010《柴油机油换油指标》中CH-4 柴油机油的换油指标，见表4。

表4 行车试验柴油机油换油指标

行车试验结果及分析

黏度分析

在油品的实际行车试验过程中，发动机油的运动黏度是影响发动机润滑性的重要指标之一。在发动机工作过程中，发动机油的运动黏度受多方面因素的影响，如油品中黏度指数改进剂受机械剪切作用断裂或者受燃料油污染造成运动黏度下降，油品高温氧化变质、生成油泥等造成运动黏度增加[2]。因此，运动黏度变化率在一定程度上表征了油品质量的变化情况。行车试验过程中试验油品的100 ℃运动黏度随行驶里程的变化情况如图1 所示。

从图1 可以看出，试验油品的100 ℃运动黏度变化较为平稳，3 台车试验油品的100 ℃运动黏度变化率远远小于换油指标（超过±20%）的技术要求，表明长城尊龙CI-4 15W-40 柴油机油具有优异的黏度保持性，在整个行车试验过程中能够保持油膜稳定，确保试验车辆的正常运行。

图1 100 ℃运动黏度率变化情况

碱值分析

碱值反映了油品的酸中和能力，是监测柴油机油是否可以继续使用的重要指标之一。油品的碱值直接反映油品中用于中和燃料燃烧及润滑油氧化降解生成的酸性物质的能力。当碱值下降到一定程度，油品的酸中和能力大幅减弱，可能会导致发动机部件发生腐蚀磨损。行车试验过程中试验油的碱值随行驶里程的变化情况如图2 所示。

从图2 可以看出，试验油品的碱值下降较少，3 台车的试验油品碱值下降率最大分别为3.9%、7.4%、10%，远小于换油指标的要求（超过50%）。表明试验油具有良好的碱值保持能力以及较好的抗氧化性能，试验结束时仍具有良好的酸中和性能，能够有效防止其对发动机部件的腐蚀。

图2 碱值下降率情况

酸值分析

在发动机运行过程中，发动机油会因为温度、水分或其他因素的影响，逐渐老化变质，产生较多的酸性物质，使油品酸值逐渐增加最终造成设备的腐蚀，影响发动机的正常运行。行车试验过程中试验油的总酸值随车辆行驶里程的变化情况如图3 所示。

从图3 可以看出，随着行驶里程的增加，试验油品的总酸值整体呈现小幅缓慢增加的趋势，其中1号车在行驶约25 000 km 时酸值有明显的增加，可能是油品发生一定的氧化，2 号车和3 号车酸值增加不明显。但3 台车辆试验油品的酸值增加值最高分别为1.41 mgKOH/g、0.48 mgKOH/g 和0.49 mgKOH/g，均未达到换油指标的要求（＞2.5 mgKOH/g），这表明油品仍然具有良好的抗氧化性能。

图3 酸值增加值情况

闪点分析

测定试验油的闪点，主要是监测发动机油被燃料油污染的程度[3]。若发现机油闪点有显著下降，说明该油品已被燃料油稀释，需及时更换油品并查找原因。试验油品的闪点随行驶里程的变化情况见图4。

从图4 可以看出，随着试验车辆运行里程的增加，试验油品的闪点（闭口）均在210 ℃以上，远高于闪点（闭口）130 ℃的换油指标。说明在行车试验过程中，发动机的工作状况良好，未出现燃料油稀释等异常情况。

图4 闪点变化情况

戊烷不溶物分析

戊烷不溶物是润滑油氧化产物、添加剂降解产物、发动机金属磨损粉末、灰尘及积炭的总和，其增加值在一定程度上反映了润滑油的老化程度和污染程度[4]。在用油的戊烷不溶物达到一定值以后，发动机油的运动黏度会急剧增大，容易堵塞油路，影响发动机的正常运行。试验油品的戊烷不溶物随行驶里程的变化情况见图5。

从图5 可以看出，在整个行车试验过程中，试验油品的戊烷不溶物变化趋势较为平稳；行车试验结束后，试验油品的戊烷不溶物含量均小于0.25%(质量分数)，远小于戊烷不溶物含量变化大于2.0%(质量分数)的换油指标要求，表明试验油品具有很好的抑制氧化产物生成的能力，具有良好的抗氧化性能、抗磨性能和清净分散性能。

图5 戊烷不溶物的变化情况

元素含量分析

车辆在行驶过程中运动部件都存在正常的磨损，通过测定发动机油的金属元素含量变化可以监测发动机的磨损情况。本次试验主要关注行车试验过程中油样的铁、铜、铝等元素含量变化。铁元素主要来源于气缸套-活塞环的磨损，铜含量主要代表发动机轴承的磨损或腐蚀状况，铝含量主要来源于活塞与气缸壁的磨损，其中铁元素能够最能够直接反映发动机的磨损情况。除了关注金属元素含量变化，同时也对污染元素硅元素含量变化进行监测。硅元素主要来源于砂石、尘土及外界异物，当车辆行驶在灰尘较多的道路时或者由于发动机的过滤器长时间未更换，可能会导致油品中硅元素含量增多，导致发动机零部件的磨损[5]。行车试验的油品中的Fe、Cu、Al、Si 元素含量的变化情况分别如图6～图9 所示。

从图6 可以看出，3 台车的试验油品中Fe 含量均较少，虽然随着行驶里程的增加，油品中Fe 含量逐渐增加，但直到行车试验结束，3台车的试验油品的Fe 含量才分别为17 mg/kg、21 mg/kg、14 mg/kg，含量都较低，均未达到换油指标（＞150 mg/kg）的要求，表明发动机的工作状态良好，气缸套-活塞环未出现异常磨损的情况。

图6 Fe含量变化

从图7 可以看出，3 台车的实验油品中Cu 含量随着行驶里程增加呈现缓慢增加的趋势，但直到行车试验结束，3 台车的Cu 含量均远低于换油指标（＞50 mg/kg）的要求，表明发动机的工作状态良好，轴承未出现异常磨损的情况。

图7 Cu含量变化

从图8 可以看出，3 台车的试验油品中Al 含量均较少，虽然随着行驶里程的增加，油品中铝含量逐渐增加，但直到行车试验结束，试验油品的Al 含量分别为8 mg/kg、18 mg/kg、11 mg/kg，未达到换油指标（＞30 mg/kg）的要求，表明发动机的工作状态良好，活塞与气缸壁未出现异常磨损的情况。

图8 Al含量变化

从图9 可以看出，随着行驶里程继续增加，Si 含量整体呈小幅度缓慢增加的趋势，说明试验油品在试验车辆行驶过程中开始受到外界环境的粉尘污染，但直到试验结束，Si 含量的最大值仅为14 mg/kg，没有超过换油指标（＞30 mg/kg）的要求，说明在行车试验过程中进入发动机的污染物较少。

图9 Si含量变化

在整个行车试验中，通过定期采样监测，试验油样中的铁、铜、铝、硅等元素含量均变化较小，远小于参考换油指标的要求，说明试验油品具有良好的抗磨损性能，能为发动机提供良好的润滑保护。

结论

中国石化长城尊龙T500 CI-4 15W-40 柴油机油在3 辆搭载日野P11C 发动机的重型半挂牵引车上进行 30 000 km 左右的行车试验后，试验油品各项性能指标变化正常，发动机的磨损情况正常。行车试验结果表明，长城尊龙T500 CI-4 15W-40 柴油机油在实际应用过程中表现出良好的润滑性能、抗氧化性能、抗磨性能和清净分散性能，完全能够满足搭载日野P11C 发动机的重型半挂牵引车在正常运行工况下行驶30 000 km 的润滑需求。