机油换油指标分析

汽车发动机运行必须添加机油,机油对于发动机的作用包括润滑、清洁、冷却、防锈、密封、减震等多个方面。为了保障发动机能够长久的持续稳定工作,必须使机油保持正确功效状态,对于不符合机油作用要求的机油需要及时进行更换。

由于发动机内部工作环境恶劣,机油性能会逐渐下降。具体而言,在发动机内部恶劣工作环境中,机油同时受到高温、高压、高剪切、氧化等多种因素的破坏,使得机油既容易变质,又容易被污染,导致机油性能逐渐劣化,固有功效作用变差,对发动机产生不良影响。

机油劣化主要原因

机油性能下降主要可以归纳为两个方面:(1)机油变质;(2)机油被污染。

(1)机油变质:发动机燃烧室内部的高温、高压、高速等恶劣工况,直接导致机油会出现变质,机油逐渐老化、氧化,粘度降低等,引起机油性能变差。
(2)机油被污染:机油通过清洁分散作用将发动机的金属碎屑或燃料残渣清洗下来,不断地堆积在机油里,形成油泥和积炭(机油变黑),这些污染物严重影响机油的性能。

当机油性能下降到一定程度,就可能无法充分发挥其对发动机的保护作用,进而对发动机产生不良影响。例如,机油防锈作用减弱到一定程度,发动机内部就容易生锈,造成损害。

为了保持发动机正常工作,定期更换掉保护作用不足的旧机油就非常重要了,通常可以按汽车保养手册、国家标准、OEM使用要求规定的的间隔标准进行机油更换。

主观换油指标

如何综合实际用车情况选择适合的换油周期非常重要,可以重点关注换油指标有:

  • 机油品质
    使用的机油规格等级决定了机油的耐候性,等级规格越高的机油其持久性越好。如矿物机油换油周期只有6-10个月,而全合成机油换油周期可以轻松的做到12-24个月。

  • 车况和路况
    如果汽车频繁启停,长期工作在怠速或低速状态运行,则应当考虑适当缩短换油周期10%-40%;
    如果汽车形式的道路较差,或者长期在工地使用,环境中扬尘量大,则汽车受到PM2.5毒害的强度较大,就需要大幅度缩短换油间隔了。

  • 发动机运行工况
    如果经常暴力驾驶汽车,超速行驶或者参加赛道日活动,那么发动机的工作强度更大,机油经受的高温高压、磨损则更加严重。

  • 发动机机型
    涡轮增压发动机可以通过进气涡轮提高进气效率,同等转速下比自然吸气发动机多1-2倍进气量,发动机内部的温度、压力、剪切等都更强,相应的换油周期要考虑缩短。

  • 燃油稀释
    冬季天气更加寒冷,如果单次行驶距离较短,发动机不能充分热机,那么未充分燃烧的汽油就可能冷凝流入油底壳的机油中。当机油中混入汽油以后,机油的黏度、抗氧化性能都会受到影响,那么就需要考虑适当的缩短换油间隔。

客观换油指标

除了从宏观的环境、机油特性分析换油间隔,还可以通过具体的机油理化性质指标确定换油时机。在机油测试中,常见的机油分析指标有:

  • 黏度下降
  • 碱值下降、酸值上升
  • 氧化值、硝化值
  • 闪点下降
  • 正戊烷不溶物
  • 水分增加
  • 磨损金属
  • 外来杂质

基于上述机油分析指标可以科学的确定是否需要换油,简单来说:

黏度:对应机油形成油膜的强度,油膜越强保护能力越强,相应的发动机运行的阻力也越大。
碱值和酸值:对应机油中杂质的腐蚀性,当碱值过低的时候,发动机可能受到更多腐蚀破坏。

氧化值:对应机油受到的氧化破坏的程度,氧化程度越高,机油变质的幅度越大。

闪点:对应杂质成分增加量,以及燃油稀释混入的汽油比例。

水分:对应机油中混入的水分,通常用于寒冷气候下燃烧产生的水蒸气冷凝而来。

磨损金属:对应发动机在运行过程中逐渐磨损掉落的金属碎屑,如果碎屑短期内大幅度增加,则可能出现发动机损伤破坏,要及时进行检查。
外来杂质:主要是空气中PM2.5进入发动机,残留的二氧化硅微粒,二氧化硅微粒对发动机具有严重的磨损破坏作用,一旦发现外来杂质超过规定限值,就要更换机油了。

机油换油指标详细介绍

1、运动粘度变化率

运动粘度是衡量油品油膜厚度、流动性的重要性能指标。机油运动粘度的变化率可以表征油品质量衰变情况,反映了油品发生深度氧化、聚合、轻组分会生成油泥,受燃料稀释、水污染,机械剪切的等多种因素工作作用的综合结果。

[黏指剂降解、燃油稀释] →→→[粘度下降] →→→[导致机油油膜变薄,润滑性下降,发动机会因为油膜厚度不够而拉缸、抱瓦]
[油品氧化、油泥产生、不溶物增加]→→→[粘度上升]→→→[油品氧化加剧,流动性变差,易引起滤清器堵塞;润滑性降低,易引发发动机故障]

2、闪点(闭口)

闪点的变化是评价燃油稀释的重要指标。

[燃油稀释]→→→[闪点下降]→→→[削弱油膜的承载能力,增加摩擦]

3、正戊烷不溶物

正戊烷不溶物反映了油容纳污染物的能力。

[氧化产物] →→→[正戊烷不溶物增加]→→→[评价润滑油的老化程度和污染程度]
[磨损金属颗粒]→→→[正戊烷不溶物增加]→→→[油泥增多,引起发动机输油系统不畅][使活塞、挺杆等部位形成漆面黏结]

4、碱值下降率

碱值反映油品抑制氧化和中和酸性物质能力的强弱,同时也反映了油品清净分散能力衰变的程度。

[燃烧产生的COx、NOx、SOx窜入油中形成酸性物质]/[油品氧化变质]→→→[产生酸性物质引起碱值下降] →→[油品失去中和酸性物质能力,引发油泥增多,发动机部件可能产生腐蚀、磨损]

5、酸值增加

酸值反映油品某些功能剂的消耗情况及油品老化程度。

[油品高温氧化产生的酸性物质氧化产物]/[燃料燃烧生成的酸性物质]→→→[油品中酸性物质积累]→→→[促进油品变质、增加油泥,造成发动机机械腐蚀]/[在金属催化剂作用下..老化..]

6、水分

评价油品抗腐蚀性和乳化性的指标

[缸套老化渗漏]/[燃烧室产生水汽]→→→[润滑油中水分增加]→→→[破坏油膜强度]/[导致添加剂水解,或被水析出]/[促进有机酸腐蚀发动机部件]/[油品乳化加剧,引起金属部件腐蚀]

7、铜铁铝磨损金属含量

评价发动机不同部位摩擦副的磨损程度。

[铁含量]→→→[来源于气缸套-活塞磨损]→→→[]
[铜含量]→→→[发动机轴承腐蚀、磨损]→→→[]
[铝含量]→→→[来源于活塞-气缸壁磨损]→→→[]
通过分析机油中不同元素的含量,可以掌握发动机各个部位的真实磨损情况,通常在机油未失效的情况下,机油中检测到的各种元素都是极低的,如果某种元素突然暴增,则可以肯定特定部位发生了故障/损坏。

8、硅含量(外来元素)

通过评价外来元素含量表征发动机油密封性能及设备老化程度。

[砂蚀、尘、外界异物] → → → []
[车辆行驶中路况较差或尘土较多的路况]→→→[]
[空气滤清器长时间不更换而失效] → → → [油品中硅含量明显增加]→→→[造成发动机零部件的磨料磨损]

9、其他检测指标

磨损金属:锌、铬、锡、铅、镍…
外来元素:锰、钠、钾…
氧化值、硝化值:评价油品氧化和燃料窜气,表征油品衰变程度。
PQ指数:反映油品中铁磁性磨损颗粒(>8um)的含量。
分析铁谱:测量油品中大尺寸磨损颗粒含量。

国标换油指标

国标换油标准是经历时间考验的标准,精简概括起来普通驾驶员重点注意以下4点即可:

  1. 黏度变化±20%以上;
    黏度大幅度变化意味着机油严重分解,或者严重聚合(形成胶泥状),失去保护作用。经常查看机油量的驾驶员,甚至可以直接肉眼观察出差别。

  2. 闪点低于130℃;
    闪点降至如此低的值,基本上可以确定机油中混入大量汽油或者存在大量的杂质,否则闪点不可能这么低。

  3. 碱值下降50%以上;
    碱值需要测试,如果有条件进行化验分析,可以很好的指导换油工作,最大化机油使用寿命。

  4. 水分大于0.2%;
    水分是比较特殊的因素,因为油水互不相容,只有存在水分,很容易被发现。寒冷地区车辆在冬季可以出现机油乳化,一旦发现机油乳化,基本上可以确定存在水分,相应的机油必须进行更换。因为,出现乳化的时候,表明水分已经进入机油,不仅会导致机油中添加剂成分失效,机油氧化破坏,还会直接引起发动机内部腐蚀,所以发现机油出现乳化现象,一定要及时更换机油,有条件的还可以清洗发动机。

换而言之,按照国标换油标准,汽车正常使用的情况下,矿物机油也可以在很长的时间内满足继续使用要求。