自汽車(chē)時(shí)代來(lái)臨以來(lái)，柴油發(fā)動(dòng)機就已問(wèn)世。 多年來(lái)，柴油已成為為重型卡車(chē)，公共汽車(chē)，農用車(chē)輛，越野設備，勤奮的皮卡車(chē)和固定式發(fā)電機提供動(dòng)力的首選發(fā)動(dòng)機。最近，柴油機正在與混合動(dòng)力和插電式動(dòng)力總成競爭，以替代乘用車(chē)的汽油發(fā)動(dòng)機。 在美國，這個(gè)數字仍然相對較小，目前只有約800,000輛乘用車(chē)由柴油發(fā)動(dòng)機提供動(dòng)力。但是，這些數字預計將在未來(lái)幾年顯著(zhù)增長(cháng)，尤其是在燃料價(jià)格持續上漲且汽車(chē)制造商提供更多品牌和型號的柴油選項的情況下。相比之下，在美國注冊的柴油動(dòng)力輕型卡車(chē)約有600萬(wàn)輛，而重型卡車(chē)的柴油動(dòng)力則超過(guò)200萬(wàn)輛。

　　新的清潔柴油技術(shù)已大大減少了排放，目前占美國注冊卡車(chē)總數的28%以上。 為了符合新的政府法規，該系統于2007年推出，如今在將近50萬(wàn)輛重型卡車(chē)中發(fā)現了清潔的柴油發(fā)動(dòng)機。

　　清潔柴油技術(shù)帶來(lái)的變化之一是對更高品質(zhì)機油的需求。 美國石油協(xié)會(huì )(API)早在2006年就引入了當前的CJ-4機油標準，因此柴油機油將與配備排氣再循環(huán)(EGR)，排氣后處理系統并設計為燃燒超低硫的2007型號發(fā)動(dòng)機兼容(小于15 ppm)柴油。 清潔柴油發(fā)動(dòng)機需要更高的工作溫度和更嚴格的排放要求，這意味著(zhù)機油必須具有更好的抗氧化性，高溫穩定性和煙灰控制能力。

　　

 

　　柴油添加劑

　　用于柴油發(fā)動(dòng)機的油與用于汽油發(fā)動(dòng)機的油之間的基本區別之一是添加劑包中的洗滌劑和分散劑更多。

　　柴油機(甚至是干凈的柴油機)仍然會(huì )產(chǎn)生大量煙灰，這些煙灰最終會(huì )進(jìn)入曲軸箱。 如果機油不能保持煙灰的懸浮狀態(tài)，則最終可能會(huì )成為曲軸箱和發(fā)動(dòng)機其他部位的淤渣。

　　柴油還包含較高濃度的抗磨添加劑鋅-二烷基-二硫代磷酸鋅(ZDDP)，以保護高負荷滑動(dòng)表面(如凸輪凸角和挺桿)免受磨損。

　　為了幫助延長(cháng)催化轉化器的壽命，2005年汽油機油中允許的ZDDP量減少到800 ppm，但在柴油機油中允許的ZDDP含量保持在1200 ppm。

　　根據獨立來(lái)源進(jìn)行的各種實(shí)驗室測試，現成柴油中ZDDP的實(shí)際含量可能低至1000 ppm至1600 ppm。 這是因為油的抗磨特性不僅取決于油中ZDDP的量，還取決于油中的其他添加劑和基礎油本身的質(zhì)量。

　　市場(chǎng)上轉向低ZDDP汽油機油的情況導致平挺桿凸輪故障急劇增加，尤其是在剛性比儲備氣門(mén)彈簧強的發(fā)動(dòng)機中。 在帶有滾子凸輪的發(fā)動(dòng)機中，凸輪故障不是問(wèn)題，因為滾子減少了凸輪凸角上的摩擦。

　　如果發(fā)動(dòng)機具有扁平的挺桿，高升程性能凸輪和高壓氣門(mén)彈簧，這會(huì )導致許多發(fā)動(dòng)機制造商建議在汽油發(fā)動(dòng)機中使用柴油。

　　柴油中額外的ZDDP提供了防止凸輪發(fā)生故障所需的額外保護。 如今，我們有大量的“賽車(chē)油”和“街頭性能油”，它們用較高濃度的ZDDP配制以保護平挺桿凸輪，以及售后市場(chǎng)的ZDDP曲軸箱添加劑，可以用來(lái)增強平挺桿發(fā)動(dòng)機中的當前汽油。攝像頭。

　　柴油要求

　　除了API機油質(zhì)量要求外，每個(gè)OE發(fā)動(dòng)機供應商和車(chē)輛制造商都有自己的機油規格和粘度建議。 這些包括艾里森，卡特彼勒，康明斯，底特律柴油，道依茨，通用，福特，馬克，梅賽德斯·奔馳，納維斯塔，大眾，沃爾沃等。 規格可能因型號年份和發(fā)動(dòng)機應用而異。 例如，通用汽車(chē)幾年前推出了其“ dexos”規格，并表示在其2011年及以后的柴油發(fā)動(dòng)機中應使用符合dexos2規格的機油。

　　油粘度

 

　　多年來(lái)，15W-40一直是卡車(chē)中使用的柴油機油的最常見(jiàn)粘度。 它提供了良好的高溫保護，可以由常規基礎油或合成材料配制而成。

　　但是，15W-40油的缺點(diǎn)之一是，當發(fā)動(dòng)機冷時(shí)，它會(huì )使發(fā)動(dòng)機更難以起動(dòng)，因此，在寒冷氣候下的冬季使用時(shí)，建議使用較稀的粘度。

　　近年來(lái)，許多石油公司都引入了稀釋劑5W-40柴油-不僅用于寒冷天氣，而且可以全年使用。 大多數5W-40柴油是合成混合物或全合成的，以實(shí)現易于啟動(dòng)所需的冷流特性。 其他寒冷天氣用柴油包括0W-30，它是為零度以下北極類(lèi)型條件配制的。

　　使用稀油的好處之一是提高燃油經(jīng)濟性。 稀釋劑油可減少阻力，并有助于將燃油經(jīng)濟性從1%提高到3%。 將大型公路卡車(chē)從傳統的15W-40油換成完全合成的5W-40可以節省大量燃油。

　　當然，使用較薄的全合成材料的權衡之一是其較高的初始成本，該成本可能是傳統機油或混合機油的兩倍甚至更多。

　　乘用車(chē)柴油發(fā)動(dòng)機的應用通常使用粘度較低的機油。 2014年的Chevy Cruze 2.0L渦輪增壓柴油機出廠(chǎng)時(shí)已充滿(mǎn)dexos2 5W-30機油。 許多歐洲渦輪增壓柴油動(dòng)力汽車(chē)也推薦5W-30以及5W-40和10W-40。

　　新的柴油標準和粘度

　　在撰寫(xiě)本文時(shí)，引入新的API柴油標準集的目標日期定為2016年4月，距上一次石油標準升級已經(jīng)近10年了。 過(guò)去，提高石油性能標準的主要動(dòng)力是排放合規性。 今天，驅動(dòng)力是燃油經(jīng)濟性和減少碳排放量。

　　API仍在最終確定針對兩種新柴油等級的新要求和測試程序的確切含義：一種替代當前的CJ-4標準(將向后兼容當前的CJ-4應用)，以及第二個(gè)石油標準(尚未命名)將適用于2016年及以后的下一代柴油發(fā)動(dòng)機。

　　他們想要的是一種新型的稀粘度油，它可以提供更好的燃油經(jīng)濟性，同時(shí)還能承受更高的工作溫度，而又不會(huì )犧牲耐用性，抗氧化性，耐磨性和剪切穩定性。

　　API仍在開(kāi)發(fā)這些新油必須通過(guò)的測試，才能達到新的性能水平。 確定油粘度的當前測試程序是將油樣品加熱到100攝氏度，并測量其流過(guò)校準孔的速度。

　　新的2016年柴油發(fā)動(dòng)機機油的測試可能涉及將機油加熱到150攝氏度以測量其粘度。 其他測試可能包括抗劃傷性，剪切穩定性，氧化穩定性以及機油對充氣的處理能力。

　　關(guān)于是否需要與生物柴油燃料相容性進(jìn)行新的測試，也進(jìn)行了討論，但是現在的共識是，既然生物柴油燃料質(zhì)量得到改善，生物柴油的相容性就不再是問(wèn)題。

　　目前，兩個(gè)新的機油標準分別是代號PC11A和PC11B，代號PC11A，它將替代當前的CJ-4機油;代號PC11B，用于下一代2016和前進(jìn)發(fā)動(dòng)機。 甚至可能會(huì )有新的粘度等級，以幫助區分PC11B油與目前市場(chǎng)上的粘度。 一家石油公司表示，滿(mǎn)足新的PC11B要求的機油可能具有26左右的高溫粘度等級(略低于傳統的30重量)，從而形成5W-26或10W-26之類(lèi)的混合物。 PC11B油可以是常規油和合成油的混合物，也可以是全合成油。 新的PC11B油也可能無(wú)法與當前或較舊的柴油機向后兼容(這取決于柴油機制造商根據具體情況決定)。 可以在某些2007年和更新的發(fā)動(dòng)機中使用PC11B油，也可以不使用。 對于操作較新和較舊發(fā)動(dòng)機的卡車(chē)車(chē)隊，這可能會(huì )帶來(lái)一些挑戰。 大多數機隊都喜歡在其所有發(fā)動(dòng)機中使用單一等級和粘度的機油，但這可能無(wú)法實(shí)現，具體取決于2016年發(fā)動(dòng)機的變化。

　　與正在維修大功率高里程柴油發(fā)動(dòng)機的發(fā)動(dòng)機制造商相比，未來(lái)的機油兼容性問(wèn)題似乎還遠遠沒(méi)有解決。 但是隨著(zhù)技術(shù)的不斷發(fā)展和進(jìn)步，我們需要緊跟最終影響發(fā)動(dòng)機制造各個(gè)方面的變化。

　　柴油闖入油

　　發(fā)動(dòng)機磨合是可能造成或損壞發(fā)動(dòng)機的關(guān)鍵過(guò)程。 當發(fā)動(dòng)機一起運行時(shí)，在所有滑動(dòng)表面上均應使用高質(zhì)量的發(fā)動(dòng)機總成潤滑油，并且在初次啟動(dòng)之前對機油系統進(jìn)行注油是獲得適當磨合保護的絕對必要條件。 但是，您應該使用哪種類(lèi)型的磨合油?

　　發(fā)動(dòng)機中使用其特殊的柴油磨合油。 實(shí)際上，用曲軸箱中的磨合機油裝運了所有新的和翻新的發(fā)動(dòng)機。 磨合機油(有15W-40和10W-30的粘度)只能在發(fā)動(dòng)機運轉的前100小時(shí)使用。 發(fā)動(dòng)機損壞后，應將機油排空并用普通機油(常規，合成混合物或全合成)替換。

　　大多數其他柴油機制造商均未提出具體的磨合油建議，并說(shuō)使用與發(fā)動(dòng)機中通常使用的機油相同的油(通常是常規的15W-40機油)。 可以使用這種機油，直到發(fā)動(dòng)機完全磨合為止(可能要等到第一個(gè)正常計劃的機油更換間隔或不超過(guò)10,000英里時(shí))，或者可以在一定時(shí)間或行駛里程后進(jìn)行更換(具體取決于應用程序)。

　　許多機油供應商擁有可用于汽油或柴油發(fā)動(dòng)機的特殊磨合機油。 這些產(chǎn)品可以是單一重量的也可以是多種粘度的，通常以常規的礦物油基礎油和特殊的添加劑包裝配制而成，這些添加劑可以促進(jìn)快速的密封環(huán)安裝。 許多磨合油還包含較高含量的ZDDP，以提供額外的磨損保護。 大多數侵入油只能在初始侵入過(guò)程中使用(1-2小時(shí))，然后排干并用普通油代替。

　　換油間隔

　　車(chē)輛制造商一直在努力延長(cháng)維修間隔，以減少車(chē)隊和消費者的維護成本。 機隊通常根據機油分析的結果來(lái)確定機油更換間隔，但是大多數消費者要么遵循OEM建議的保養間隔，要么依靠機油提醒服務(wù)燈告訴他們何時(shí)需要機油更換。

　　在后期的輕型卡車(chē)上，推薦的GM Duramax，Ford Powerstroke和Dodge Cummins渦輪增壓柴油機的標準換油間隔為7500英里。 但是，這是針對“正常”(輕載)服務(wù)的。 對于大多數“嚴重服務(wù)”應用(用于拖曳，拖拉重物，在多塵環(huán)境下越野操作或花費大量時(shí)間空轉，尤其是在寒冷的天氣中使用的車(chē)輛)的建議換油間隔通常為3,000英里。 這些發(fā)動(dòng)機中的大多數可容納10至12夸脫的機油，因此更換機油不必要地浪費了金錢(qián)。 如果將高質(zhì)量的機油(例如合成混合物或全合成)與OEM品質(zhì)的機油過(guò)濾一起使用，則可以延長(cháng)換油間隔以降低成本，這很好。

　　對于重型卡車(chē)，換油間隔也取決于使用情況。 對于輕型公路運輸，一些原始設備制造商表示，在需要更換之前，這種油可以行駛40,000到50,000英里。 與輕型卡車(chē)一樣，延長(cháng)換油間隔需要高質(zhì)量的機油和良好的過(guò)濾性能。 對于較難使用的應用程序，建議的服務(wù)間隔通常降至15,000至25,000英里。 這些發(fā)動(dòng)機中的許多發(fā)動(dòng)機最多可容納40夸脫或更多的機油，因此，更換機油確實(shí)會(huì )對運行成本以及發(fā)動(dòng)機的耐用性和使用壽命產(chǎn)生重大影響。

　　機油過(guò)濾

　　由于柴油發(fā)動(dòng)機會(huì )產(chǎn)生大量的煙灰和燃燒副產(chǎn)物，這些副產(chǎn)物最終會(huì )進(jìn)入曲軸箱，因此需要進(jìn)行良好的過(guò)濾，以保護發(fā)動(dòng)機免受這些污染物的侵害。 柴油發(fā)動(dòng)機上的機油濾清器通常比汽油發(fā)動(dòng)機上的機油濾清器大得多，并具有更高的容納能力。 許多重型卡車(chē)使用了兩個(gè)單獨的機油濾清器：全流量濾清器和旁路濾清器，以確保在所有操作條件下均能保證良好的過(guò)濾效果。 較新的柴油機濾清器設計通常將全流量和旁通功能結合到一個(gè)濾清器中。 組合式過(guò)濾器通常在內部具有環(huán)繞的打褶全流介質(zhì)，在頂部或底部具有堆疊的閥盤(pán)旁路介質(zhì)。

　　全流式過(guò)濾器(或組合式過(guò)濾器的全流部分)通常捕獲30微米或更大的碎屑，而旁通過(guò)濾器(或組合式過(guò)濾器的旁通部分)捕獲的污染物小至10微米。 一些組合式過(guò)濾器甚至可以捕獲小至5微米的顆粒。 實(shí)際上，隨著(zhù)時(shí)間的推移，較小的顆粒會(huì )比較大的顆粒引起更多的發(fā)動(dòng)機磨損。

　　機油濾清器捕獲的污染物中大約有75%是燃燒副產(chǎn)物(煙灰和油泥)，而不是發(fā)動(dòng)機磨損的顆粒，外部環(huán)境的灰塵或污垢。

　　過(guò)濾器的保持能力(可以容納多少污物)及其效率非常重要，因為這兩者都決定了過(guò)濾器必須更換之前可以使用多長(cháng)時(shí)間。 您想要一個(gè)效率高(98%或更高)的過(guò)濾器來(lái)捕獲盡可能多的污染物，但是您也想要一個(gè)過(guò)濾器具有足夠的容量，以便在更換之前不會(huì )堵塞。 如果過(guò)濾器介質(zhì)堵塞到過(guò)濾器進(jìn)入旁路模式的程度，則發(fā)動(dòng)機將使用未過(guò)濾的機油運轉。

　　首次啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機時(shí)，應在機油濾清器中預注機油，以最大程度地減少發(fā)動(dòng)機達到正常機油壓力所需的時(shí)間。 每次更換機油時(shí)也應更換過(guò)濾器，而不是每隔一次更換一次，以減少過(guò)濾器堵塞的風(fēng)險。

　　可以防止發(fā)動(dòng)機保修索賠或將來(lái)出現問(wèn)題的另一個(gè)技巧是，如果發(fā)動(dòng)機具有外部機油冷卻器，則應檢查和清潔管路和/或冷卻器，以確保內部沒(méi)有任何可能引起問(wèn)題的污染物。 油冷卻器中的任何垃圾都可以直接進(jìn)入發(fā)動(dòng)機的主油道，該油道為主軸承，凸輪軸承和正時(shí)齒輪供油