近年來，公交汽油車均已改裝為使用壓縮天燃?xì)猓–NG），其發(fā)動(dòng)機(jī)部件異常磨損較快，潤滑油早期變質(zhì)嚴(yán)重等諸多問題困擾營運(yùn)，尤其是保養(yǎng)維修的問題。因此，必須針對(duì)天燃?xì)廛囂厥獾墓r條件，合理的換油周期作專題研究，以便尋求延長天燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)壽命和提高經(jīng)濟(jì)效益的措施。

　　1 CNG發(fā)動(dòng)機(jī)潤滑油存在的問題

　　以重慶第二公交公司營運(yùn)壓縮天燃?xì)廛嚍槔?，其主要是由東風(fēng)EQ6100 型解放CA6102 型改裝而成。長期以來，兩種車型使用同一牌號(hào)潤滑油（40SD/CC），并且在同一機(jī)械保養(yǎng)周期（二級(jí)保養(yǎng)）強(qiáng)制更換，沒有一個(gè)準(zhǔn)確合理的換油周期，也沒有進(jìn)行有關(guān)的試驗(yàn)研究，這將出現(xiàn)兩個(gè)問題：若過早的更換潤滑油，未超過理化指標(biāo)，將造成浪費(fèi)；若過遲更換潤滑油，則早已超過理化指標(biāo)，將造成發(fā)動(dòng)機(jī)的異常磨損。

　　因此，要解決以上問題，就必須更進(jìn)一步探討和明確這三個(gè)問題：

　?。?）天燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)換油周期與哪些因素的影響有關(guān)？

　?。?）汽油發(fā)動(dòng)機(jī)改裝為使用天燃?xì)夂螅瑢?duì)潤滑油的技術(shù)條件有何特殊要求?

　?。?）如何規(guī)范換油技術(shù)，使兩種機(jī)型的換油周期與機(jī)械保養(yǎng)周期有機(jī)的結(jié)合？

　　2 兩種不同類型的發(fā)動(dòng)機(jī)換油周期試驗(yàn)

　　我們在重慶公交二公司營運(yùn)車中隨機(jī)選定6輛天燃?xì)廛嚕ㄆ渲袞|風(fēng)EQ6100 型4輛，解放CA6102型2輛），確定同一種機(jī)油（40SD/CC），按每2000km 間隔里程，根據(jù)多次采集油樣檢測數(shù)據(jù)，逐步淘汰超過換油指標(biāo)的車輛。試驗(yàn)結(jié)果歸納見表1。

　　從表1的數(shù)據(jù)可得出：公交公司天燃?xì)鉅I運(yùn)車，使用的40SD/CC 級(jí)通用潤滑油，合理的換油周期（取下限值）：東風(fēng)EQ6100 型發(fā)動(dòng)機(jī)換油里程小于15000km；解放CA6102 型發(fā)動(dòng)機(jī)換油里程小于9000km；從以上結(jié)論可看出，兩種車型使用同一種機(jī)油，換油周期是不同的，若在同一機(jī)械保養(yǎng)周期（最新的保養(yǎng)制度：一級(jí)保養(yǎng)為7000km，二級(jí)保養(yǎng)為27000km）換油，都將造成潤滑油的浪費(fèi)或發(fā)動(dòng)機(jī)的異常磨損，顯然是不合理的。

　　3 影響天燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)換油周期的因素

　　從以上試驗(yàn)結(jié)論和采集的數(shù)據(jù)資料表明，發(fā)動(dòng)機(jī)換油周期與其類型、使用環(huán)境、工況條件、潤滑油的質(zhì)量、維護(hù)保養(yǎng)等都有密切關(guān)系。

　　所以，確定換油周期是一個(gè)非常重要而復(fù)雜的問題。在天燃?xì)廛囕v的實(shí)際運(yùn)行、維修、保養(yǎng)的過程中也發(fā)現(xiàn)，天燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)比使用汽油為燃料的發(fā)動(dòng)機(jī)，其軸瓦、活塞環(huán)、氣缸、氣門等機(jī)件異常磨損更快，潤滑油變質(zhì)速率增大，劣化變質(zhì)程度更嚴(yán)重。通過分析研究后，認(rèn)為影響天燃?xì)廛嚀Q油周期與汽油車相比的特殊原因如下：

　　3.1 高熱負(fù)荷的影響

　　天燃?xì)馐且环N含碳量較少的碳?xì)淙剂?，化學(xué)性質(zhì)較穩(wěn)定，加之天燃?xì)獾娜键c(diǎn)（650℃）比汽油的燃點(diǎn)（427℃）高，在燃燒過程中誘導(dǎo)期增長，主燃期火焰?zhèn)鞑ニ俣缺绕吐?5%。所以，天燃?xì)庠跉飧字腥紵?，比汽油?5%～20% 的熱量滯留在燃燒室內(nèi)，過多的熱量不斷積累，溫度不斷升高，并傳導(dǎo)給氣缸壁、活塞、連桿、氣門等機(jī)件，使之承受較高的熱力負(fù)荷。

　　由于公交天燃?xì)廛囀怯稍蛙嚫脑於?，?duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)參數(shù)未作改動(dòng)，因而不能充分發(fā)揮天燃?xì)獾奶攸c(diǎn)，存在許多不適應(yīng)、不匹配之處，如果發(fā)動(dòng)機(jī)的功率下降15%，則扭矩下降13%。為彌補(bǔ)燃用天燃?xì)庠斐傻膭?dòng)力下降問題，經(jīng)技術(shù)改造已將壓縮比提高10%～13%。雖然使動(dòng)力性有所提高，但卻促使發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室溫度和壓力進(jìn)一步升高，加劇了工況條件的惡化程度。

　　在上述高熱負(fù)荷狀態(tài)下，機(jī)件強(qiáng)度和硬度下降，受熱膨脹變形，使運(yùn)動(dòng)付配合間隙破壞，潤滑油粘度下降，油膜厚度減小，甚至不能形成油膜，造成潤滑失效和機(jī)件的加速磨損。據(jù)有關(guān)文獻(xiàn)資料表明，溫度每升高10℃，潤滑油的氧化速度將增加1倍。所以，潤滑油在高溫下過快氧化、變質(zhì)、結(jié)膠，生成積炭和各種沉積物，從而導(dǎo)致活塞環(huán)失去密封作用，軸瓦燒熔，油路堵塞以及由此而產(chǎn)生的一系列惡果。

　　3.2 高氮氧化物的影響

　　根據(jù)燃燒化學(xué)理論可知：氮氧化物的生成與溫度和壓力有關(guān)，在密閉的容積內(nèi)，一定壓力下，溫度每提高10%，氮氧化物的生成速度則會(huì)增加12 倍。因此，天燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)比燃用汽油更容易生成大量氮氧化物氣體，其危害是污染大氣環(huán)境，還促使機(jī)油硝化、變質(zhì)，形成一種黑色糊狀物的油泥，堵塞油路或形成漆膜覆蓋在軸瓦表面，活塞環(huán)槽內(nèi)，破壞正常的潤滑條件，加快機(jī)件的磨損。

　　3.3 其它“難潤滑”部位的影響

　　汽油發(fā)動(dòng)機(jī)中的汽油是以小液滴與空氣混合進(jìn)入汽缸，對(duì)氣門及座圈工作面可起到一定的潤滑、冷卻作用，而天燃?xì)饣旌蠚鉄o潤滑作用，這將使氣門及座圈更容易產(chǎn)生異常磨損和燒蝕。另外，在原汽油機(jī)結(jié)構(gòu)上，增大壓縮比，發(fā)動(dòng)機(jī)各運(yùn)動(dòng)部件將承受由氣壓力產(chǎn)生的更大機(jī)械負(fù)荷。這就使活塞與氣缸壁工作面，軸與軸瓦結(jié)合面，齒輪與齒輪嚙合面等，產(chǎn)生更高的壓縮應(yīng)力，單位面積上的載荷增大，間隙縮小，因無法充分供油，難以形成合適厚度的油膜，很容易形成干摩擦和半干摩擦，增大異常磨損的可能性。并且產(chǎn)生更高的摩擦熱，使?jié)櫥蜏囟壬?，加速其劣化變質(zhì)的速度。 同時(shí)，凸輪、搖臂軸襯套及搖臂工作面，連桿襯套等，本身的工作狀況就處于邊界潤滑，難以形成油膜，在過高的溫度和機(jī)械負(fù)荷作用下粘度下降，潤滑油變質(zhì)，更使?jié)櫥瑮l件惡化，加劇磨損。

　　4 汽油發(fā)動(dòng)機(jī)改裝為使用天燃?xì)鈱?duì)潤滑油的技術(shù)條件要求

　　潤滑油的主要性能有粘度、粘溫性、熱氧化安定性、清潔分散性、抗腐蝕性,總堿值和總酸值，閃點(diǎn)和燃點(diǎn)等。這些性能的好壞，反映了潤滑油的質(zhì)量水平。天燃?xì)廛嚢l(fā)動(dòng)機(jī)根據(jù)其工作條件的特殊性，對(duì)潤滑油的性能提出不同的、更高的要求：

　?。?）較高溫度下有更好的抗氧化能力、抗硝化安定性能。

　　（2）具有抗高溫、抗磨損、抗擦傷的良好性能，對(duì)“難潤滑”部位有保護(hù)和更良好的潤滑作用。

　　（3）為減少各種沉積物，避免生成油泥，保證油路暢通，要求潤滑油有更強(qiáng)的清潔分散性能。

　　（4）混入機(jī)油中的天燃?xì)獠煌耆紵?、積炭、沉積物、金屬磨粒，灰塵、水分等污染物，在高溫、高壓環(huán)境中，容易生成具有酸性腐蝕性物質(zhì)，要求潤滑油有更強(qiáng)的抗酸、抗腐蝕性能。

　　5 新品牌潤滑油的選用試驗(yàn)及更換周期的確定

　　從以上所述天燃?xì)廛嚢l(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)潤滑油性能技術(shù)條件的要求表明，公交天燃?xì)廛囁褂玫?0SD/CC通用潤滑油的性能指標(biāo)，根本無法滿足天燃?xì)廛囕^高的特殊要求。所以，為減少發(fā)動(dòng)機(jī)磨損，延長換油周期，提高經(jīng)濟(jì)效益，建議使用比SD 級(jí)高一至二個(gè)檔次的SE 或SF 級(jí)潤滑油。

　　我們選定三種不同廠家和牌號(hào)的SF級(jí)潤滑油，在重慶公交二公司的天燃?xì)廛嚿线M(jìn)行了多次換油周期的比較性試驗(yàn)（共12輛車）。采用一種牌號(hào)的潤滑油選定不同型號(hào)的車型各兩輛，按每2000km 里程，分階段取樣檢測，直至潤滑油指標(biāo)超標(biāo)報(bào)廢為止，確定其最高換油行駛間隔里程，見表2。

　　從表2試驗(yàn)比較數(shù)據(jù)中可得出：牌號(hào)為SF15W/40 的潤滑油，在公交天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)換油周期最長，可作為首選品牌。兩種類型的發(fā)動(dòng)機(jī)換油周期與最新的保養(yǎng)作業(yè)規(guī)范，機(jī)械二級(jí)保養(yǎng)周期27000km基本相符合。

　　SF15W/40 潤滑油是“中國石化重慶一坪潤滑油公司”根據(jù)公交天燃?xì)廛嚢l(fā)動(dòng)機(jī)特殊的工況條件和潤滑特點(diǎn)生產(chǎn)的專用潤滑油。通過對(duì)其性能和技術(shù)指標(biāo)的考查，以及結(jié)合試驗(yàn)過程進(jìn)行綜合分析評(píng)定后一致認(rèn)為，這種牌號(hào)潤滑油除具有一般SF 級(jí)潤滑油應(yīng)具有的油品質(zhì)量和潤滑性能指標(biāo)外，還在此基礎(chǔ)上加入各種無灰、金屬和獨(dú)特保護(hù)功能等新型專用添加劑，在原有性能和技術(shù)指標(biāo)上有所加強(qiáng)和擴(kuò)展。基本能滿足改裝天然氣車對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)潤滑油的技術(shù)要求。

　　目前，重慶公交二公司根據(jù)實(shí)驗(yàn)報(bào)告，通過成本核算，可行性論證研究決定，全公司所有CA6102型和EQ6100型的發(fā)動(dòng)機(jī)，改裝成壓縮天然氣，近1000 輛營運(yùn)車均淘汰40SD/CC 級(jí)潤滑油，選用“重慶一坪潤滑油公司”生產(chǎn)的SF15W/40潤滑油。并確定CA6102 型發(fā)動(dòng)機(jī)換油周期為27000km，EQ6100型發(fā)動(dòng)機(jī)換油周期為28000km，統(tǒng)一在二級(jí)保養(yǎng)周期換油。對(duì)工況條件較為惡劣的CA6102型發(fā)動(dòng)機(jī)車輛，仍需進(jìn)一步跟蹤調(diào)查，酌情調(diào)整，以便確定一個(gè)更切合實(shí)際的換油周期。