1、机械设备维护保养经验交流谈车辆润滑油的选择和使用机械设备保养经验交流谈几种常用车辆润滑油的选择与使用刘金中前言由于我们东方地球物理公司在国际市场上开拓发展非常迅速，我们的设备也大量投入，并分布在不同的国家。对于设备管理人员来说，每到一个新的国家去运作项目，去管理设备，面临的首要问题就是为设备在当地选择当地的润滑油。选择什么样的润滑油才能满足我们设备的需要，这对于小型设备或普通低负荷设备来说也不难，只要问问当地人就可以了，但对于我们的重型设备或贵重设备，这项工作就要慎重了。选择的合适，使用得当，会最大限度的减少机械磨损，提高机械效率，降低设备故障率，延长设备的使用寿命，最为重要的是能保障我们野外
2、的勘探施工，提高施工效率，这是能给公司带来的最大收益；选择不当，会使设备产生非正常磨损，增加设备故障率，甚至造成设备事故，给公司带来直接或间接的经济损失。以前我们在国内工作时一般没有这种问题，我们局内的设备专家和设备老总早就为设备选好润滑油了，我们只需从供应部门领出油来直接用就行了。但到国外这只能靠设备现场管理人员自己了，这就要求设备管理人员有相当的润滑知识。即使在国内工作的设备管理人员，也应该多了解一些润滑油，因为我国的润滑油工业发展也很迅速，油品规格型号正在和国际接轨，新的、高质量的油品在不断的推出，以前的用油观念也应随之更新。若能根据现场需要及时选择合适的、高质量的润滑油并合理的使用，将
3、对我们的设备保养和延长设备使用寿命将会产生重要影响。在此，本人将工作中在油品使用、设备保养中获得的一些经验和教训和一些润滑油知识与各位同行共享，希望各位同行批评指正，共同提高。第一部分 发动机机油我们的勘探设备用量最大的是发动机润滑油，通常称为机油。引起设备问题最多的也是发动机机油，所以机油的选择和使用是最重要的。设备管理人员应对发动机机油润滑、机油性能以及机油的国际通行的分类、分级标准有一个完整的认识和理解。机油在发动机中的作用1 润滑作用：在各金属摩擦面建立充分的润滑油膜，将金属干摩擦变为液体摩擦，减小摩擦力，降低功率损失，减少发动机的磨损。2 冷却作用：通过机油的循环带走各摩擦副摩擦产生
4、的热量与部分燃烧传导的热量。3 清洗作用：通过机油的循环带走发动机运转中产生的大量的沉积物和杂质等，由机油滤清器过滤掉。4 减振作用：润滑油膜能分散发动机工作中以及设备震动产生的发动机内部部分机件局部接触应力。5 密封作用：一定黏度的机油对运动件有密封作用，特别是活塞环与缸套之间的密封，润滑油所起的作用非常重要。6 防锈作用：油膜吸附在各机件的表面，隔离开空气和水蒸汽，防止金属锈蚀。发动机机油应具有的性能1 良好的耐高温性能：发动机运转中，机油温度一般都达到80100，飞溅到缸套和活塞底部的达到200300，高温会使润滑油氧化、变质。因此，要求发动机机油要有较好的热氧化安定性。2 良好的润滑性
5、能：机油在发动机中的主要作用就是润滑运动机件，减少摩擦阻力，减少磨损。3 良好的清洁分散性能：发动机运转中，特别是轻负荷空转以及怠速情况下，缸套温度较低，造成燃烧不完全，容易生成水、积碳和其它污染物，混入机油，污染油液。机油的清洁分散功能可将各处产生的沉积物清洗下来，并悬浮在油中，通过滤清器滤除。4 良好的黏温性能：发动机的工作环境温度会不断的变化，机油在发动机内的温度变化范围更大，为了使保证机油一定的黏度，使产生的油膜有足够的强度，要求机油在较宽的温度范围内黏度变化要小，即较好的黏温性能。5 良好的抗泡沫性能：发动机运转时，曲轴箱内部的机油被强烈的搅动飞溅起来，极容易与空气混合形成泡沫，泡沫
6、被机油泵吸入送到润滑表面会破坏油膜，严重影响润滑，造成发动机损坏，所以机油的抗泡性能也很重要。6 良好的抗腐蚀性能：要求不腐蚀轴瓦等机件。API发动机油使用性能分级发动机的设计一直向大马力，小型化，减少排气污染物浓度的方向发展，对发动机机油质量提出越来越高的要求，使发动机机油也向高性能化发展，API（美国石油学会）机油质量分类也在不断发展。美国汽车发动机机油分级标准已经被许多国家承认和采用，其演变也反映了机油质量发展的过程。API分级分S系列和C系列，S系列意为服务加油站分级，主要供汽油车用；C系列为供营运汽车用的商业分级，主要用于柴油机。这两个系列的末尾都没有终止，可在需要时增加新的级别。柴
7、油发动机机油C系列：1. CA 用于低硫燃料轻负荷机型：与高质量燃料一并使用，减少高温沉积物引起的粘环，同时具有防腐蚀性能。2. CB 用于高硫燃料轻、中负荷柴油机：与质量较差的燃料一并使用，具有降低含硫超过1%柴油引起的腐蚀、 减少沉积物功能。3. CC 用于中负荷机型：用于非增压或轻负荷的涡轮增压柴油机。防止高或低温沉积，防止锈蚀和腐蚀。4. CD 用于重负荷机型：用于高速、高增压的涡轮增压柴油机。能有效减小磨损及防止沉积物生成，同时，解决高增压柴油机的粘环和擦伤。5. CD-II 用于重负荷(二冲程)1985机型：用于二冲程发动机，有效控制磨损和沉积物。 6. CE 用于重负荷1983机
8、型：用于高速、高负荷的直喷、增压发动机。解决新型柴油卡车长距离行驶时高温沉积物的增长、机油消耗。7. CF 用于1994机型：适用于各类发动机，尤其是间接喷油柴油发动机。8. CF2 用于重负荷(二冲程)1994机型：适用于重负荷二冲程发动机。有效防止磨损、粘环及沉积物生成。9. CF4 用于1990生产的重负荷柴油机：适用于公路重型卡车发动机和工程机械发动机，具有优良的高温剪切稳定性、清洁分散性，有效降低油耗及沉积物的生成。10. CG4 用于1994机型：适用于重负荷公路卡车发动机及工地设备发动机（仅用于低硫柴油）。11. CI-4 用于1999机型：满足美国1998年排放要求，并兼顾高低
9、硫燃料的使用。汽油发动机机油S系列：1. SA 用于老式、缓和条件下的发动机：纯矿物油，不含添加剂。2. SB 用于低负荷汽油机：第一个含添加剂的机油，具有一定的抗氧和抗擦伤能力。 3. SC 用于1964年机型：具有低温抗油泥和防锈能力。4. SD 用于1968年机型：防止高温及低温沉积和磨损。5. SE 用于1972年机型：更好地防止高温氧化、低温锈蚀和高温沉积。6. SF 用于1980年机型：氧化稳定性较SE为佳，同时改进了抗磨性。7. SG 用于1989年机型：抑制发动机沉积、机油氧化，减少发动机磨损，降低低温油泥的生成。8. SH 用于1993年机型：测试通过程序较SG严格，防挥发性
10、及过滤性更佳。9. SJ 用于1996年机型：在SH的基础上增加台架测试和模拟试验，并改善挥发性。10. SL 用于2001年机型：提高油品的燃油经济性，保护尾气净化系统，防止催化转换器的催化剂中毒，对发动机更好保护，提供更长的换油周期。 SAEJ300发动机机油黏度分类不同类型的发动机在不同的气温条件下工作，对机油的黏度等级要求也不同。现在国际上较通用的是美国汽车工程师协会（SAE）黏度分类，即SAEJ300发动机机油黏度分类。SAE黏度分级和API使用性能分级是两个并列的标准，其分级标准已经得到许多国家的承认和引用。SAE粘度分类SAE J300包括了“W”系列及其它等级。“W”是Wint
11、er的词头，表示这种黏度的机油适合冬季使用。“W”等级与低温起动有关，侧重于规定低温动力粘度、最低泵送温度，这两项指标反映冬季用油黏度级别在冬季能顺利使发动机起动，起动后机油泵不产生吸空，进入正常润滑状态的难易程度。其它等级则只规定在100时的运动粘度。能够同时符合“W”等级及其它等级的机油称为多级油。如“15W40”表示这种油在冬天相当于15W单级油的黏度要求，夏天相当于SAE40单级油的要求。表1-1 SAEJ300发动机机油黏度分类SAE粘度等级低温动力粘度MPas不大于边界泵送温度不高于100运动粘度 mm2/s 不低于 不高于 0W5W10W15W20W25W203040405060
12、3250（-30）3500（-25）3500（-20）3500（-15）4500（-10）6000（-5）-40-35-30-25-20-15- 3.8 - 3.8 - 4.1 - 5.6 - 5.6 - 9.3 - 5.6 低于9.3 9.3 低于12.5 12.5 低于16.3 12.5 低于16.3 16.3 低于21.9 21.9 低于26.1发动机选用机油的一般规则正确选择发动机机油是保障发动机可靠工作和运转经济性的重要条件。发动机机油是按照性能指标划分等级，按照黏度大小划分牌号的，所以对任一台发动机或车辆选用机油时,要切记首先选择油品的质量等级,其次选择油品的粘度等级。一般，发动机
13、的出厂说明书中都规定该型号发动机的用油等级要求，要严格按说明书规定的用油等级选油,可以选用高于要求的质量等级的油品。千万不要选用低于要求的质量等级的油品。没有出厂说明书的要根据发动机生产的年代、工作条件苛刻程度选油。80年代以后的汽油机,压缩比高的,可选择SF级或SG、SH汽油机；70年代的汽油机压缩比较高的,选择SE级汽油机油。高速高负荷增压柴油机应选择CD或更高级油,中负荷低增压或自然吸气的柴油机可选择CC级柴油机油。柴油机对机油性能的要求取决于其强化程度和热负荷，可以用包括平均有效压力与活塞平均速度乘积的强化系数K来表示。K的计算公式为：K= PeCmzPe 平均有效压力，10-1 MP
14、a ；Cm 活塞平均速度，m/s ；z 冲程系数，四冲程 z=0.5，二冲程 z=1.0 。按照强化系数不同可以分为三类：第一类：强化系数小于30，为普通柴油机，可选用一般柴油机油。第二类：强化系数在3050之间，为中负荷柴油机，可选CC级柴油机油。第三类：强化系数大于50，为高强化柴油机，应选用CD及其以上级柴油机油。选用合适黏度的机油，对发动机的性能和寿命也有很大影响。机油黏度牌号选择过小，会造成保不住油膜，失去润滑作用，甚至发生拉缸、烧瓦事故；机油黏度过大，发动机启动时，上油太慢，机油不能很快到达各润滑点，会增大机件磨损或发生烧瓦、拉缸，同时，机油黏度大，摩擦阻力也大，燃料消耗率也会增加
15、。一般负荷高，转数低,夏季旧发动机可选粘度高些的机油。反之,可选粘度低些的机油。下面是几种常用黏度的机油的使用温度范围，可供机油黏度选择时参考。表12 几种常用黏度规格的机油的使用温度界限机油黏度规格0W/305W/2010W10W/3015W/403040最低使用温度（）-40-30-20-20-150+5最高使用温度（）+30+10+10+30+40+40+50另外，在国外选择机油时，选的若不是世界名牌大公司的机油，而是所在国生产的机油，质量等级最好比要求的高出一个等级，有些国家的公司生产的油可能并未达到其标称的等级，本人曾有过这方面的教训。尤其是可控震源，选油时千万不要参考其它当地的车辆
16、，很可能当地一致对某种油反映很好，当地车辆用着也确实不错，但用在震源上很有可能就不一样了，因为发动机的工况和发动机的热负荷是不一样的。目前大吨位的可控震源对机油的要求是很苛刻的，如SM26的卡特彼勒发动机要求用CG4机油。发动机机油的贮存、使用和更换各种润滑油在贮存时都要防止风沙、水汽凝结和太阳直射。油桶的盖子平时要盖紧，打开之前要将盖子周围以及油桶的上部进行仔细清洁，分装小桶或倒到其它容器时一定要确保小桶或容器的清洁、干燥，各系统的加油口在打开之前也要认真清洁，防止润滑油在加入机器时或加入机器之前混入水、尘土等被污染。另外在风沙大的天气情况下不要打开发动机的加机油盖。在机油的使用中，不同厂家
17、、不同牌号的机油切记一定不要混用，由于不同机油用的添加剂不同，加到一起在发动机的高温运转情况下有可能起化学反应，生成有害物质。这不是危言耸听，十年前在新疆某单位的一台发电机，换季期间补充了一次新供应的机油，几个小时后，发电机便抱轴了，经检查，曲轴箱的机油已变成了胶状物，造成了发动机报废。在发动机运转过程中，机油会逐渐被污染，机油中的添加剂逐渐被消耗，机油老化变质，其理化性质和使用性能在不断的劣化。曲轴箱的机油的污染源比较多，对机油老化变质影响最大的是发动机的技术状况和运行条件。表1-2详细解释了曲轴箱的机油污染物的生成及其影响。表1-3 发动机在用机油的污染机油污染物污染原因与途径影响水、冷却
18、液发动机低温运行时的冷凝作用：冷却液温度太低发动机怠速时间太长汽车开停频繁曲轴箱通风不畅活塞环密封不良，窜气严重活塞环、缸套磨损活塞环粘结或损坏排气系统受阻冷却液泄漏：缸盖与缸体密封渗漏缸盖或缸体产生裂缝缸套水密封装置渗漏增加：油泥机油乳化锈蚀、腐蚀降低：机油安定性机油清洁分散性燃料稀释柴油机：喷油嘴滴油雾化质量不好活塞环粘结或损坏排气系统受阻柴油回路内泄，主要是输油泵密封和暴露在发动机内部的燃油管路接头汽油机：节气门工作不良活塞环粘结或损坏火花塞积炭，点火不良窜气量大增加：漆状沉积物发动机磨损降低：机油安定性机油黏度机油闪点灰尘沙粒吸入尘土：空气滤清器效率低进气系统漏气曲轴箱呼吸口无滤清器机
19、油或燃料不清洁 增加：沉积物磨料磨损堵塞机油滤清器金属磨屑过度磨损空气滤清器效率低进气系统漏气，吸入尘土机油质量差机油滤清器效率低增加：沉积物磨料磨损烟炱、炭质物供油过多喷油嘴状况不良进气系统阻力大窜气严重增加：机油黏度漆状沉积物堵塞机油滤清器清洁分散性消失机油含水太多机油深度氧化窜气严重增加：沉积物磨损可溶性及不溶性氧化物机油氧化曲轴箱温度太高活塞缸套温度高点火时间不当窜气严重曲轴箱通风不畅发动机负荷太重机油更换周期太长增加：漆状沉积物轴承磨损机油黏度机油酸值降低：机油安定性机油清洁分散性在机油被污染到一定程度以及机油添加剂被消耗完之前，要更换新油，否则会加剧发动机的磨损，缩短发动机的寿命，
20、甚至会使发动机损坏。判断何时添加剂消耗完以及机油的污染程度比较困难，需要油品分析测试设备。无油品分析手段时一般按行驶里程或工作时间来估计换油周期。我国车用柴油机油换油周期一般为800015000公里，无法计算公里数的工程设备如挖掘机、推土机等用的柴油机按工作小时计算，换油周期为200300工作小时。我单位野外勘探用的车辆由于在戈壁滩及沙漠中行驶，不能再按此公里数计算，可以按工作小时计算，一般在250工作小时左右，若工区浮土大或燃油的含硫量高，要适当缩短换油周期。若有油品分析仪器设备，可采取按质换油的方法，换油指标按GB/T7067-1995柴油机油换油指标执行。当运行中的柴油机油任何一项指标达
21、到换油标准时，均应更换新机油。表1-4 车用柴油机油换油指标（这是D级油的换油标准，仅供参考）项目换油指标试验方法运动粘度变化率（100）（%）超过 +25或-15GB/T11137酸值/（mgKOH/g）低于新油的50%GB/T0251正戊烷不溶物（%）大于 3.0GB/T8926B铁含量/（mg/kg）大于 200SH/T0197酸值增加值/（mgKOH/g）大于 2.0GB/T7304闪点（开口）/低于单级：180多级：160GB/T3536水分（%）大于 0.2GB/T260我国汽油机油换油期一般在500015000公里之间，随着润滑油质量的提高，换油期不断延长。当有油品分析仪器设备时
22、，可采取按质换油的方法，换油指标按我国的国家标准GB/T8028-1994汽油机油换油指标执行。当运行中的汽油机油任何一项指标达到换油标准时，均应更换新机油。表1-5 汽车用汽油机油换油指标（仅供参考）项目 换油指标试验方法SCSDSE运动粘度变化率（100）（%）超过 25GB/T265酸值/（mgKOH/g）低于新油的50%GB/T0251正戊烷不溶物（%）大于 2.0GB/T8926A铁含量/（mg/kg）大于 250 200150SH/T0197酸值增加值/（mgKOH/g）大于 2.0GB/T7304闪点（开口）/低于 单级：165多级：150GB/T267水分（%）大于 0.2GB
23、/T260第二部分 车辆齿轮油车辆齿轮油的功能与发动机机油的功能相同，只是齿轮油的工作条件与机油不同。例如：与曲轴轴承或连杆轴承相比，齿轮轮齿的曲率半径小，表面形状使两摩擦面相对运动时不易形成油楔；齿轮为间断性润滑，两齿轮每次啮合都需要新建立油膜；齿轮接触应力高，双曲线齿轮的齿面负荷在2000MPa以上；齿轮加工技术复杂，齿面一般不进行精加工，因而不易形成和保持稳定的油膜；另一方面，齿轮油不与燃烧气体接触，热负荷和氧化条件不像发动机油那么苛刻。因此，对其性能的要求与发动机油不完全一样。API车辆齿轮油质量等级API把车辆齿轮油按使用性能分为6级。美国车辆齿轮油API使用性能分级和SAE黏度分级
24、已经在国际上通用。API GL-1： 此类油指定用于低齿面压力及低滑动速度的温和情况下使用的汽车螺旋伞齿轮、蜗轮后桥及一些手动变速箱的润滑。在这个情况下可以使用纯矿物油，而且表现令人满意。防氧化剂、防锈剂、消泡剂及降凝剂可以用作改进其性能，可是摩擦改进剂及极压添加剂则不适宜使用。API GL-2：此类油指定用于API GL-1润滑剂所不能应付的负荷、温度及滑动速度下运作的车用蜗轮后桥的润滑。API GL-3：此类油指定用于在较为苛刻的情况下运作的手动变速箱及螺旋齿轮后桥的润滑。需要润滑油的负荷能力高于API GL-2而低于API GL-4的要求。API GL-4：此类油指定用于高速低扭矩及低速
25、高扭矩条件下的汽车及其他车用设备中使用的齿轮，尤其是准双曲面齿轮（滑动差动器通常有特别的润滑要求），不适合于重负荷齿轮。API GL-5：此类油指定用于高速及冲击负载、高速低扭矩及低速高扭矩的情况下的汽车及其他车用设备中使用的各种齿轮，尤其是双曲面齿轮。API GL-4和API GL-5两者均具有多用途运作特性，适用于后桥及手动传动装置的润滑。API GL-6：用于抗擦伤性能要求比API GL-5级油更高的使用条件，例如高偏置双曲线齿轮。我国车辆齿轮油分级我国将国产车辆齿轮油分为普通车辆齿轮油，中负荷车辆齿轮油，重负荷车辆齿轮油三组。各组油品的使用范围如表21所示。我国国产车辆齿轮油黏度分级等
26、效采用SAE车辆齿轮油粘度分级标准。表21 我国车辆齿轮油分组分组使用范围相应的API级别普通车辆齿轮油由精制润滑油加入少量抗氧剂、防锈剂、极压抗磨剂和其他添加剂调配而成。适用于一般车辆的螺旋伞齿轮减速机构和手动变速器齿轮机构，如解放CA10B、CA10C汽车，跃进汽车的后桥和手动变速器等齿轮传动机构。GL-3中负荷车辆齿轮油 由精制润滑油加入极压抗磨剂、抗氧剂、防锈剂和其他添加剂调配而成，具有较好的极压抗磨性、氧化安定性和防锈性等。适用于手动变速机构、螺旋伞齿轮减速机构和工作条件不苛刻的低负荷双曲线齿轮减速机构，以及要求使用API GL-4级齿轮油的车辆齿轮传动机构。GL-4重负荷车辆齿轮油
27、 由精制润滑油加入多种添加剂调配而成，具有良好的极压抗磨性、氧化安定性和防锈性等。适用于传动系工作条件苛刻的各种齿轮减速器，如双曲线齿轮及要求使用API GL-5级齿轮油的减速器；亦可用于手动变速器齿轮机构 。可满足当前各种汽车后轿的用油需要。GL-5SAE车辆齿轮油粘度SAE J306与机油分类一致，车辆齿轮油的粘度分类也是分为两组。其中一组着重说明低温性能，以“W”表示，而另一组则表示100的粘度。冬季油（W级）以粘度达15000CP时的温度区分，夏季用油则以100 运动粘度划分，复式粘度油品，例如75W/90，兼有冬夏用油的特点。表22 SAE J306车辆齿轮油粘度等级SAE粘度等级粘
28、度达150,000（MPas）时的温度，不高于 （） 100运动粘度，mm2/s不低于 不高于70W75W80W85W90140250-55-40-26-12-4.1 -4.1 -7.0 -11.0 -13.5 24.024. 0 41.041.0 -不要可把机油粘度等级误作为齿轮油粘度等级，SAE 80W齿轮油的粘度与SAE 20W/20机油相近，而SAE 90齿轮油则与SAE 40或SAE 50机油相近。采用150,000 MPas限制的原因是由于传动轴承的润滑要求，传动轴承会在粘度较高时发生故障。有些传动装置须要使用粘度较低的机油以确保转换顺畅。车辆齿轮油的贮存、使用和更换车辆齿轮油的贮
29、存使用注意要点与机油一样。选用时一定要注意我们的设备的使用环境，野外勘探设备一般都低速运行在戈壁、山地、沙漠等地形条件下，工况较恶劣，应选择重负荷车辆齿轮油，另一点要注意施工现场的环境温度可能与驻地差别较大，如在新疆冬季施工时在山地里施工的气温可能比村镇驻地低十来度。我国现有的SAE75W、80W、85W齿轮油的最低使用温度分别为- 40、- 26、-12，要注意选择合适的低温黏度级号。以前听说冬天在新疆北疆山里施工的设备发动不着车，齿轮油若不加热都放不出来了，说明齿轮油黏度选的不适应现场气温环境。野外施工设备最好根据当地一年内气温状况选用多级齿轮油，可以避免季节换油造成浪费。车辆齿轮油在使用
30、中，也存在质量变化、质量监控问题，使用条件不同，其换油指标也有差异。国外公司采用定期换油方法，双曲线齿轮油换油期为2000025000km，工程设备推荐换油期为20003000h或半年到一年。我国目前只有普通车辆齿轮油换油标准SH/T0475-1992，该标准推荐换油里程为45000km。当运行中的车辆齿轮油有任何一项指标达到下表所列标准，则应更换新油。表23 普通车辆齿轮油（GL-3）的换油指标项目换油指标试验方法运动粘度变化率（100）/（%）大于 +20-10GB/T265水分（%）大于 1.0 GB/T260酸值增加值/（mgKOH/g）低于 0.5GB/T8030正戊烷不溶物（%）大于 2.0GB/T892
