重交大汽车新能源与节能技术教案06汽车燃油、润滑油合理选用

第六章汽车燃油、润滑油合理选用教学目的和要求：熟悉汽车燃料、润滑油的基本性能和相关主要指标，掌握如何通过正确选用汽车燃料、润滑油、润滑脂实现节能的有关原则和理论。本章重点：合理选择燃油、润滑油节能的原理、如何正确选用燃油、如何正确选用润滑油。本章难点：各级润滑油的适用范围及其合理选择。教学时数：4学时教学内容要点：第一节发动机燃油的合理选用一、车用汽油的选用

(一)车用汽油的性能指标

汽油的抗爆性：汽油的抗爆性是指汽油在发动机气缸中燃烧时，避免产生爆燃的能力，也就是抗自燃的能力。

汽油蒸发性：汽油蒸发性指汽油从液体状态转变为气体状态的性质。汽油的蒸发性用馏程和蒸汽压表示。

热值：热值指1kg汽油完全燃烧后所产生的热量。

氧化安定性：氧化安定性指汽油在常温和液态下的抗氧化能力，也可称为化学安定性。

腐蚀性：汽油中引起腐蚀的物质主要是硫分、硫化物、有机酸、水溶性酸和碱等。

汽油清净性：汽油清净性用汽油含机械杂质和水分的多少表示。

汽油的化学组分：汽油的化学组分主要指烯烃、芳香烃和饱和烃的含量。(二)车用汽油的国家标准我国现行的汽油产品标准为GB17930-2006《车用汽油》。目前，国外的车用汽油具有以下一些发展趋势：尽可能低的苯含量，较低的蒸气压，尽可能低的硫含量，较少的芳烃，较少的烯烃，较低的终馏点，添加含氧化合物，足够量的汽油清净剂。(三)车用汽油的合理使用

根据汽车使用说明书的要求选择。选择时注意说明书上要求的辛烷值是研究法辛烷值（RON）还是马达法辛烷值（MON）。

抗爆性选择。当使用的汽油辛烷值与发动机压缩比不符时，可通过调整点火提前角等措施来弥补。

蒸发性选择。即确定汽油的馏程（10％馏出温度）和饱和蒸汽压。

根据使用条件选择。高原地区大气压力小，空气稀薄，汽油机工作时爆燃倾向减小，可以适当降低汽油的辛烷值。

根据使用时间调整汽油牌号。

长期贮存的汽油，其辛烷值会有所降低，在使用中应适当减小点火提前角，避免发生爆燃，必要时可以用高辛烷值汽油掺合使用。

汽车使用者应重视汽油的质量。二、车用柴油的选用

(一)车用柴油的性能指标

对柴油使用性能影响最大的是柴油的低温流动性和燃烧性。

1.柴油的低温流动性

凝点：凝点表示柴油遇冷及开始凝固而失去流动性的最高温度。车用柴油的牌号是以凝点来区分的，它意味着该柴油可以在什么样的气温下使用。

粘度：柴油的粘度决定了柴油的流动性。2.柴油的燃烧性

柴油的蒸发性：蒸发性对可燃混合气的形成与燃烧有一定的影响，常由燃料的蒸馏试验决定

柴油的发火性：发火性是指柴油的自燃能力。柴油的发火性可用“十六烷值”表示。“十六烷值”愈高，柴油的发火性愈好。汽车柴油机所用柴油的十六烷值不应低于40～45。

腐蚀性：车用柴油的腐蚀性用硫含量、酸度、钢片腐蚀等级等指标表示。

安定性：柴油的安定性用实际胶质和10％蒸余物残炭等控制。

灰分：灰分指燃料燃烧后的残余矿物质数量。

水分(二)车用柴油的国家标准目前我国现有的柴油标准有GB252-2000《轻柴油》强制性国家标准和GB/T19147-2003《车用柴油》推荐性国家标准。GB252-2000《轻柴油》的实施时间为2002年1月1日，GB/T19147-2003《车用柴油》的实施时间为2003年10月1日。(三)车用柴油的合理使用

级别选择:柴油的级别选择应根据柴油机的工作特性进行,级别选择主要是含硫量的选择。柴油中含硫量高，腐蚀增加，沉积物也增多，润滑油容易变质，使得零件早期磨损。因此，使用高含硫柴油，必须使用相应的润滑油，如ECD级柴油机油。

牌号选择:柴油的牌号选择主要考虑柴油机的使用环境。一般要求所选柴油的凝点必须比环境温度低5℃以上。第二节发动机润滑油的合理选用汽车润滑油主要包括发动机润滑油（发动机机油）、汽车齿轮油和汽车用润滑脂等。使用润滑油的主要目的是降低摩擦、减缓磨损，以保证发动机有效和长期地工作。其次是将燃料燃烧和摩擦产生的热量带走，以起到冷却作用，使发动机不会过热，保证正常工作。此外，润滑油还有密封、清洗、减振、防锈等作用。一、发动机润滑油的性能指标

粘度。液体受到外力作用移动时，液体分子间产生的内摩擦力的性质，称为粘度。粘度是发动机润滑油的重要性能指标，它是润滑油分类的依据，也是选用润滑油的主要依据。粘度一般分为绝对粘度和条件粘度（相对粘度）。绝对粘度又包括动力粘度和运动粘度。

粘温性能。润滑油的粘度随温度变化而变化，当温度下降时粘度增大，这种关系及其变化程度就是润滑油的粘温性。

腐蚀性。发动机润滑油腐蚀性表示润滑油长期使用后对发动机机件的腐蚀程度。造成润滑油老化的原因主要是润滑油氧化后产生无机酸，无机酸尽管属弱酸，但在高温、高压和有水的环境下也会对一些金属构成腐蚀。

清净分散性。清净分散性主要是指发动机润滑油能将老化后生成的胶状物、积炭等氧化产物悬浮在油中，使其不易沉积在机件上的能力，在一定程度上表示润滑油能将已沉积在机件上的胶状物、积炭等氧化产物清洗下来的能力。

倾点和凝点。倾点是油料在一定试验条件下冷却，当冷却到试管倾斜lmin，试管内油面仍能流动的最低温度。凝点是试管内油面开始静止不动的最高温度。

酸值。酸值是表明润滑油中含有酸性物质的指标。油品级别越高，酸值就越小；反之，则越大。

闪点。在规定条件下，将油品加热，油蒸气的浓度随油温的升高而随之增加，当油温升高到某一温度时，油蒸气在混合气中浓度达到可燃浓度时，用火焰接近混合气产生闪光，我们称产生这种闪光现象的最低温度为油品的闪点。

灰分。油品在规定条件下灼烧后，所剩的不燃物质，称为灰分。

残炭。油品的残炭是将油晶放入一个容器中，在不通入空气的试验条件下，加热使其蒸发和分解，排出燃烧气体后，所剩余的焦黑色残留物，称为残炭。

水分和机械杂质。

抗氧化安定性。润滑油在发动机机件上形成油膜，油膜在高温和氧化作用下，抵抗漆膜产生的能力，称为润滑油的热氧化安定性。二、发动机润滑油的分类发动机润滑油按用途主要分为汽油机润滑油、柴油机润滑油和两冲程汽油机润滑油三大类。我国发动机润滑油的质量等级采用美国石油学会(API)的使用条件分类法和美国汽车工程师学会(SAE)的粘度分类法。根据国标GB/T11121-2006《汽油机油》和GB/T11122-2006《柴油机油》，发动机润滑油根据其特性、使用场合和使用对象分为：汽油机润滑油：SE、SF、SG、SH、GF-1、SJ、GF-2、SL、GF-3；柴油机润滑油：CC、CD、CF、CF-4、CH-4、CI-4；二冲程发动机润滑油：RA、RB、RC、RD。各类润滑油中，后一级比前一级好。我国内燃机润滑油粘度等级等效采用SAEJ300APR84标准。该标准将冬季用润滑油按-30℃、-25℃、-20℃、-15℃、-10℃、-5℃时的最高动力粘度、边界泵送温度和最高倾点三项低温性能指标分为0W、5W、10W、15W、20W及25W等六个等级（W表示冬用），其低温粘度、边界泵送温度和最高倾点一级比一级高。按100℃时的运动粘度把春秋和夏季用润滑油分为20、30、40、50四个等级，其粘度也依次递增。如果一种内燃机润滑油的低温性能各项指标和100℃运动粘度仅满足冬用润滑油或夏用润滑油粘度分级之一者，称为单级油；如果一种润滑油，它的低温性能各项指标和100℃运动粘度能同时满足冬夏两种粘度分级要求的，称为多级油。如5W/20。粘度是润滑油的重要质量指标，润滑及密封作用要求机油应有适宜的粘度，使机油能在摩擦表面上形成足够厚度的油膜；而冷却及清洗作用则要求用低粘度润滑油。所以，应在综合考虑的基础上，正确地选择机油粘度。粘度太大，流动性不好，起动时输送机油慢，油压虽高，但流量小，而使冷起动困难。此时，机件最容易出现短暂的干摩擦或半液体摩擦，这是造成发动机运动件磨损的最主要原因。粘度太大，机件摩擦表面间的摩擦力也就增大，它不仅会增大机件磨损，而且摩擦功增大，致使有效功率降低，燃油消耗增加。粘度太大，由于机油的循环速度变慢，使冷却散热作用的效果变差。粘度大的机油与粘度小的机油相比，残炭含量较多，酸值和凝点较高，热氧化安定性和粘温性能都要差些，从而影响使用效果。机油粘度太低，油膜容易被破坏。在高温摩擦表面上，不易形成足够厚的油膜，机件得不到正常润滑，会增大磨损。同时，密封作用差，不仅使气缸有效压力降低，机油受稀释和污染，而且易使机油窜入燃烧室，致使机油消耗量增加，燃烧不完全，排气冒黑烟。三、发动机润滑油的选择及使用

（一）汽油机润滑油的选用汽油机润滑油的选择主要依据发动机的结构特点、使用条件、气候条件等选择润滑油的质量等级和粘度级别。根据发动机的结构性能和使用条件选择相应的润滑油质量等级，再根据使用地区的气温选择润滑油粘度级别。有汽车使用说明书的用户，依据说明书要求选取，无使用说明书时，汽油车可以按照发动机设计年代、发动机的压缩比、曲轴箱是否安装正压通风装置（PCV）、是否安装废气循环装置（EGR）和催化转化器等因素选取润滑油。（二）柴油机润滑油的选用主要依据汽车使用说明书。在没有使用说明书时，可根据柴油机的强化系数确定柴油润滑油的质量等级，然后根据汽车使用地区的气候确定润滑油的粘度级别。

CC级柴油机润滑油具有防止高低温沉积物、防锈和抗腐蚀的性能。适用于中等负荷条件下工作的低增压柴油机和工作条件苛刻（或热负荷高）的非增压的高速柴油机。

CD级用于需要高效控制磨损和沉积物或使用包括高硫燃料非增压、低增压和增压式柴油机以及国外要求使用APICD级油的柴油机。具有控制轴承腐蚀和高温沉积物的性能，并可代替CC级油。

CF-4级用于高速四冲程柴油机以及要求使用APICF-4级油的柴油机。该级油品特别适用于高速公路行驶的重负荷货车，它具有更好的高温清洁性、抗氧化性、抗腐蚀性和抗磨性。可用于各种大型高级客车、各种进口及国产高级大型载货汽车、高级轿车等。第三节汽车齿轮油的合理选用汽车齿轮油主要用于润滑各种车辆的后桥传动齿轮和手动变速箱。它与发动机润滑油的主要区别是油膜所能承受的单位压力更大，因而要求具有良好的油性、粘温特性和极压抗磨性。一、汽车用齿轮油应具备的性能

极压抗磨性：齿轮油要求在较高的负荷下还能保持足够的油膜厚度。齿轮油的粘度增加有利于承载能力的提高，但粘度过大会增加摩擦损失，所以汽车齿轮油中一般都加有极压抗磨添加剂。

热氧化安定性：齿轮油使油的粘度增加，生成油泥，影响油的流动；产生腐蚀性物质，加速金属的腐蚀和锈蚀；生成的极性沉淀物会吸附极性添加剂；沉淀会使橡胶密封件老化变硬，也会覆盖在零件表面，影响散热。

抗腐蚀性能：汽车齿轮油中含有的极性添加剂会与零件表面金属反应生成有机膜，以防止在重负荷时油膜破裂引起擦伤，增加极压性能。但极性添加剂又会造成铜或铜合金的腐蚀。所以要求汽车齿轮油有兼顾极压性和抗腐蚀性的能力。二、汽车齿轮油的分类1.粘度分级齿轮油一般按粘度分为75W、80W、85W、90、140、250等牌号。2.质量分级我国汽车齿轮油质量按其承载能力划分为三级：普通汽车齿轮油CLC、中负荷汽车齿轮油CLD和重负荷汽车齿轮油CLE。通常后两种又称为双曲线齿轮油。三、汽车齿轮油的选用齿轮油的选用原则是：1、普通齿轮油不能取代中、重负荷车辆齿轮油，也不可用于双曲线齿轮。2、齿轮油不可混合使用，否则，会加剧齿轮的损坏。3、要根据环境温度，选择适当粘度的齿轮油，以满足高、低温条件下的润滑要求。第四节汽车润滑脂的合理选用润滑脂是石油产品中的一大类，它是一种稠化了的润滑油。一、润滑脂的主要性能指标

滴点：是润滑脂在规定条件下加热，达到一定流动性时的温度。滴点基本上决定润滑脂可以使用的温度上限。

锥入度：指在规定的温度和负荷下，锥体在5s内从润滑脂面垂直刺入油脂中的深度。润滑脂分为0、1、2、3、4、5等规格，是决定选择使用的关键指标。

胶体安定性（析油性）：在外力作用下，润滑脂能在其稠化剂的骨架中保存油的能力，用析油量来判定。

氧化安定性

机械安定性

抗水性

蒸发损失二、汽车润滑脂的选用引起润滑脂失效的原因主要有：机械剪切力、离心力、工作温度和氧化环境状况等。在离心力的作用下，润滑脂被甩出摩擦界面或者使润滑脂产生分油，使润滑脂油分减少，锥入度减小而硬化，到一定程度后就会导致润滑脂完全失效。润滑脂在机械剪切力作用下，结构发生破坏，引起软化，相对粘度下降，稠度下降，析油增加等，最终导致失效。润滑脂在高温环境和摩擦热的作用下，会发生蒸发损失，使润滑脂油性减少、变硬、粘度增加。润滑脂与空气中的