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自汽車時(shí)代來(lái)臨以來(lái)，柴油發(fā)動(dòng)機(jī)就已問(wèn)世。 多年來(lái)，柴油已成為為重型卡車，公共汽車，農(nóng)用車輛，越野設(shè)備，勤奮的皮卡車和固定式發(fā)電機(jī)提供動(dòng)力的首選發(fā)動(dòng)機(jī)。最近，柴油機(jī)正在與混合動(dòng)力和插電式動(dòng)力總成競(jìng)爭(zhēng)，以替代乘用車的汽油發(fā)動(dòng)機(jī)。 在美國(guó)，這個(gè)數(shù)字仍然相對(duì)較小，目前只有約800,000輛乘用車由柴油發(fā)動(dòng)機(jī)提供動(dòng)力。但是，這些數(shù)字預(yù)計(jì)將在未來(lái)幾年顯著增長(zhǎng)，尤其是在燃料價(jià)格持續(xù)上漲且汽車制造商提供更多品牌和型號(hào)的柴油選項(xiàng)的情況下。相比之下，在美國(guó)注冊(cè)的柴油動(dòng)力輕型卡車約有600萬(wàn)輛，而重型卡車的柴油動(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(guó)注冊(cè)卡車總數(shù)的28%以上。 為了符合新的政府法規(guī)，該系統(tǒng)于2007年推出，如今在將近50萬(wàn)輛重型卡車中發(fā)現(xiàn)了清潔的柴油發(fā)動(dòng)機(jī)。
清潔柴油技術(shù)帶來(lái)的變化之一是對(duì)更高品質(zhì)機(jī)油的需求。 美國(guó)石油協(xié)會(huì)(API)早在2006年就引入了當(dāng)前的CJ-4機(jī)油標(biāo)準(zhǔn)，因此柴油機(jī)油將與配備排氣再循環(huán)(EGR)，排氣后處理系統(tǒng)并設(shè)計(jì)為燃燒超低硫的2007型號(hào)發(fā)動(dòng)機(jī)兼容(小于15 ppm)柴油。 清潔柴油發(fā)動(dòng)機(jī)需要更高的工作溫度和更嚴(yán)格的排放要求，這意味著機(jī)油必須具有更好的抗氧化性，高溫穩(wěn)定性和煙灰控制能力。
柴油添加劑
用于柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的油與用于汽油發(fā)動(dòng)機(jī)的油之間的基本區(qū)別之一是添加劑包中的洗滌劑和分散劑更多。
柴油機(jī)(甚至是干凈的柴油機(jī))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(jī)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(jī)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(hù)高負(fù)荷滑動(dòng)表面(如凸輪凸角和挺桿)免受磨損。
為了幫助延長(zhǎng)催化轉(zhuǎn)化器的壽命，2005年汽油機(jī)油中允許的ZDDP量減少到800 ppm，但在柴油機(jī)油中允許的ZDDP含量保持在1200 ppm。
根據(jù)獨(dú)立來(lái)源進(jìn)行的各種實(shí)驗(yàn)室測(cè)試，現(xiàn)成柴油中ZDDP的實(shí)際含量可能低至1000 ppm至1600 ppm。 這是因?yàn)橛偷目鼓ヌ匦圆粌H取決于油中ZDDP的量，還取決于油中的其他添加劑和基礎(chǔ)油本身的質(zhì)量。
市場(chǎng)上轉(zhuǎn)向低ZDDP汽油機(jī)油的情況導(dǎo)致平挺桿凸輪故障急劇增加，尤其是在剛性比儲(chǔ)備氣門(mén)彈簧強(qiáng)的發(fā)動(dòng)機(jī)中。 在帶有滾子凸輪的發(fā)動(dòng)機(jī)中，凸輪故障不是問(wèn)題，因?yàn)闈L子減少了凸輪凸角上的摩擦。
如果發(fā)動(dòng)機(jī)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(dǎo)致許多發(fā)動(dòng)機(jī)制造商建議在汽油發(fā)動(dòng)機(jī)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(hù)。 如今，我們有大量的“賽車油”和“街頭性能油”，它們用較高濃度的ZDDP配制以保護(hù)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(qiáng)平挺桿發(fā)動(dòng)機(jī)中的當(dāng)前汽油。攝像頭。
柴油要求
除了API機(jī)油質(zhì)量要求外，每個(gè)OE發(fā)動(dòng)機(jī)供應(yīng)商和車輛制造商都有自己的機(jī)油規(guī)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(guī)格可能因型號(hào)年份和發(fā)動(dòng)機(jī)應(yīng)用而異。 例如，通用汽車幾年前推出了其“ dexos”規(guī)格，并表示在其2011年及以后的柴油發(fā)動(dòng)機(jī)中應(yīng)使用符合dexos2規(guī)格的機(jī)油。
油粘度
多年來(lái)，15W-40一直是卡車中使用的柴油機(jī)油的最常見(jiàn)粘度。 它提供了良好的高溫保護(hù)，可以由常規(guī)基礎(chǔ)油或合成材料配制而成。
但是，15W-40油的缺點(diǎn)之一是，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)冷時(shí)，它會(huì)使發(fā)動(dòng)機(jī)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(shù)5W-40柴油是合成混合物或全合成的，以實(shí)現(xiàn)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型條件配制的。
使用稀油的好處之一是提高燃油經(jīng)濟(jì)性。 稀釋劑油可減少阻力，并有助于將燃油經(jīng)濟(jì)性從1%提高到3%。 將大型公路卡車從傳統(tǒng)的15W-40油換成完全合成的5W-40可以節(jié)省大量燃油。
當(dāng)然，使用較薄的全合成材料的權(quán)衡之一是其較高的初始成本，該成本可能是傳統(tǒng)機(jī)油或混合機(jī)油的兩倍甚至更多。
乘用車柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的應(yīng)用通常使用粘度較低的機(jī)油。 2014年的Chevy Cruze 2.0L渦輪增壓柴油機(jī)出廠時(shí)已充滿dexos2 5W-30機(jī)油。 許多歐洲渦輪增壓柴油動(dòng)力汽車也推薦5W-30以及5W-40和10W-40。
新的柴油標(biāo)準(zhǔn)和粘度
在撰寫(xiě)本文時(shí)，引入新的API柴油標(biāo)準(zhǔn)集的目標(biāo)日期定為2016年4月，距上一次石油標(biāo)準(zhǔn)升級(jí)已經(jīng)近10年了。 過(guò)去，提高石油性能標(biāo)準(zhǔn)的主要?jiǎng)恿κ桥欧藕弦?guī)性。 今天，驅(qū)動(dòng)力是燃油經(jīng)濟(jì)性和減少碳排放量。
API仍在最終確定針對(duì)兩種新柴油等級(jí)的新要求和測(cè)試程序的確切含義：一種替代當(dāng)前的CJ-4標(biāo)準(zhǔn)(將向后兼容當(dāng)前的CJ-4應(yīng)用)，以及第二個(gè)石油標(biāo)準(zhǔn)(尚未命名)將適用于2016年及以后的下一代柴油發(fā)動(dòng)機(jī)。
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(jì)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(wěn)定性。
API仍在開(kāi)發(fā)這些新油必須通過(guò)的測(cè)試，才能達(dá)到新的性能水平。 確定油粘度的當(dāng)前測(cè)試程序是將油樣品加熱到100攝氏度，并測(cè)量其流過(guò)校準(zhǔn)孔的速度。
新的2016年柴油發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)油的測(cè)試可能涉及將機(jī)油加熱到150攝氏度以測(cè)量其粘度。 其他測(cè)試可能包括抗劃傷性，剪切穩(wěn)定性，氧化穩(wěn)定性以及機(jī)油對(duì)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(cè)試，也進(jìn)行了討論，但是現(xiàn)在的共識(shí)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(jī)油標(biāo)準(zhǔn)分別是代號(hào)PC11A和PC11B，代號(hào)PC11A，它將替代當(dāng)前的CJ-4機(jī)油;代號(hào)PC11B，用于下一代2016和前進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)。 甚至可能會(huì)有新的粘度等級(jí)，以幫助區(qū)分PC11B油與目前市場(chǎng)上的粘度。 一家石油公司表示，滿足新的PC11B要求的機(jī)油可能具有26左右的高溫粘度等級(jí)(略低于傳統(tǒng)的30重量)，從而形成5W-26或10W-26之類的混合物。 PC11B油可以是常規(guī)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(dāng)前或較舊的柴油機(jī)向后兼容(這取決于柴油機(jī)制造商根據(jù)具體情況決定)。 可以在某些2007年和更新的發(fā)動(dòng)機(jī)中使用PC11B油，也可以不使用。 對(duì)于操作較新和較舊發(fā)動(dòng)機(jī)的卡車車隊(duì)，這可能會(huì)帶來(lái)一些挑戰(zhàn)。 大多數(shù)機(jī)隊(duì)都喜歡在其所有發(fā)動(dòng)機(jī)中使用單一等級(jí)和粘度的機(jī)油，但這可能無(wú)法實(shí)現(xiàn)，具體取決于2016年發(fā)動(dòng)機(jī)的變化。
與正在維修大功率高里程柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)制造商相比，未來(lái)的機(jī)油兼容性問(wèn)題似乎還遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒(méi)有解決。 但是隨著技術(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(jī)制造各個(gè)方面的變化。
柴油闖入油
發(fā)動(dòng)機(jī)磨合是可能造成或損壞發(fā)動(dòng)機(jī)的關(guān)鍵過(guò)程。 當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)一起運(yùn)行時(shí)，在所有滑動(dòng)表面上均應(yīng)使用高質(zhì)量的發(fā)動(dòng)機(jī)總成潤(rùn)滑油，并且在初次啟動(dòng)之前對(duì)機(jī)油系統(tǒng)進(jìn)行注油是獲得適當(dāng)磨合保護(hù)的絕對(duì)必要條件。 但是，您應(yīng)該使用哪種類型的磨合油?
發(fā)動(dòng)機(jī)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(jī)油裝運(yùn)了所有新的和翻新的發(fā)動(dòng)機(jī)。 磨合機(jī)油(有15W-40和10W-30的粘度)只能在發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的前100小時(shí)使用。 發(fā)動(dòng)機(jī)損壞后，應(yīng)將機(jī)油排空并用普通機(jī)油(常規(guī)，合成混合物或全合成)替換。
大多數(shù)其他柴油機(jī)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(jī)中通常使用的機(jī)油相同的油(通常是常規(guī)的15W-40機(jī)油)。 可以使用這種機(jī)油，直到發(fā)動(dòng)機(jī)完全磨合為止(可能要等到第一個(gè)正常計(jì)劃的機(jī)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(yīng)用程序)。
許多機(jī)油供應(yīng)商擁有可用于汽油或柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的特殊磨合機(jī)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(guī)的礦物油基礎(chǔ)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(hù)。 大多數(shù)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
車輛制造商一直在努力延長(zhǎng)維修間隔，以減少車隊(duì)和消費(fèi)者的維護(hù)成本。 機(jī)隊(duì)通常根據(jù)機(jī)油分析的結(jié)果來(lái)確定機(jī)油更換間隔，但是大多數(shù)消費(fèi)者要么遵循OEM建議的保養(yǎng)間隔，要么依靠機(jī)油提醒服務(wù)燈告訴他們何時(shí)需要機(jī)油更換。
在后期的輕型卡車上，推薦的GM Duramax，F(xiàn)ord Powerstroke和Dodge Cummins渦輪增壓柴油機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)換油間隔為7500英里。 但是，這是針對(duì)“正常”(輕載)服務(wù)的。 對(duì)于大多數(shù)“嚴(yán)重服務(wù)”應(yīng)用(用于拖曳，拖拉重物，在多塵環(huán)境下越野操作或花費(fèi)大量時(shí)間空轉(zhuǎn)，尤其是在寒冷的天氣中使用的車輛)的建議換油間隔通常為3,000英里。 這些發(fā)動(dòng)機(jī)中的大多數(shù)可容納10至12夸脫的機(jī)油，因此更換機(jī)油不必要地浪費(fèi)了金錢(qián)。 如果將高質(zhì)量的機(jī)油(例如合成混合物或全合成)與OEM品質(zhì)的機(jī)油過(guò)濾一起使用，則可以延長(zhǎng)換油間隔以降低成本，這很好。
對(duì)于重型卡車，換油間隔也取決于使用情況。 對(duì)于輕型公路運(yùn)輸，一些原始設(shè)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。 與輕型卡車一樣，延長(zhǎng)換油間隔需要高質(zhì)量的機(jī)油和良好的過(guò)濾性能。 對(duì)于較難使用的應(yīng)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(jī)中的許多發(fā)動(dòng)機(jī)最多可容納40夸脫或更多的機(jī)油，因此，更換機(jī)油確實(shí)會(huì)對(duì)運(yùn)行成本以及發(fā)動(dòng)機(jī)的耐用性和使用壽命產(chǎn)生重大影響。
機(jī)油過(guò)濾
由于柴油發(fā)動(dòng)機(jī)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(hù)發(fā)動(dòng)機(jī)免受這些污染物的侵害。 柴油發(fā)動(dòng)機(jī)上的機(jī)油濾清器通常比汽油發(fā)動(dòng)機(jī)上的機(jī)油濾清器大得多，并具有更高的容納能力。 許多重型卡車使用了兩個(gè)單獨(dú)的機(jī)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(jī)濾清器設(shè)計(jì)通常將全流量和旁通功能結(jié)合到一個(gè)濾清器中。 組合式過(guò)濾器通常在內(nèi)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(jī)磨損。
機(jī)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(jī)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?yàn)檫@兩者都決定了過(guò)濾器必須更換之前可以使用多長(zhǎng)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(jī)將使用未過(guò)濾的機(jī)油運(yùn)轉(zhuǎn)。
首次啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)，應(yīng)在機(jī)油濾清器中預(yù)注機(jī)油，以最大程度地減少發(fā)動(dòng)機(jī)達(dá)到正常機(jī)油壓力所需的時(shí)間。 每次更換機(jī)油時(shí)也應(yīng)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(xiǎn)。
可以防止發(fā)動(dòng)機(jī)保修索賠或?qū)?lái)出現(xiàn)問(wèn)題的另一個(gè)技巧是，如果發(fā)動(dòng)機(jī)具有外部機(jī)油冷卻器，則應(yīng)檢查和清潔管路和/或冷卻器，以確保內(nèi)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(jī)的主油道，該油道為主軸承，凸輪軸承和正時(shí)齒輪供油
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