燃气发动机对润滑油的基本要求

燃气发动机对润滑油的基本要求
对于整体固定式大功率天然气发动机对润滑油的要求与一般大功率增压柴油机接近,但亦有差异(如cummins,caterpillar等公司生产的以CNG为燃料的大功率发动机)，其基本要求如下：
* 有优良的高温润滑性和清净分散性，且必须含有有效的极压添加剂，以防止高负载部位的拉伤磨损。

* 极好的防腐性和防锈性，以防止对铅基巴比合金及铜锌轴承的腐蚀。

* 优良的高温抗氧性和抗泡性。

* 硫酸盐灰分控制在0.5-1%之间，防止提前点火，气门堵塞，减少污染排放。

* 对于无硫燃料，TBN最小为2.0，对于含硫燃料，TBN在6-12之间。

对于使用以LPG，CNG和汽、柴油双燃料的发动机如出租车、小型客车等，这种车其发动机两种燃料交替使用，因此其润滑既要具备汽油机油及柴油机油的性能，又要兼顾到使用LPG的特点。

其基本要求如下：
* 气体燃料燃烧完全，发动机温度较之使用汽、柴油时为高，因此应具有优异的高温抗氧性和稳定性。

* 优良的高温清分散性，保持发动机的清洁。

* 硫酸盐灰份控制在0.5-1.0%之间。

* 满足（LPG、CNG）和汽、柴油单独或交替使用的润滑要求。

燃气发动机油对硫酸盐灰分的要求
一般内燃机油中（柴机油为例）均含有高温清净剂：高、低碱磺酸钙（或水杨酸钙）(T106、T104)，高碱硫化烷基酚钙（T122），分散剂：聚异丁烯丁二酰亚胺（T153、154）及抗氧、防腐剂：二烷基二硫化磷酸锌（T202、203）等功能剂，其中T106、T122等主要是中和含硫燃料在燃烧后生成的硫酸和亚硫酸等物质，并且具有较好的高温清净能力，T122还兼具良好的高温抗氧化性和碱保持性。

T104是一种油溶性的皂类活性剂，其主要作用是将已经粘附在活塞等部位的漆膜与积炭洗涤下来，并较好地分散在油中，T153、154是将洗涤下来的漆膜和积炭等固体颗粒吸附，均匀分散在油中，并有效地防止低温泥的生成，而T202、203是优良的抗磨、抗氧、抗腐剂，主要防止油品的高温氧化、高负载部件拉伤、烧结等。

燃气发动机润滑油与柴油机油的最主要的区别在于对硫酸盐灰分有严格的要求。

内燃机油润滑油的灰分主要由金属盐添加剂和磨损的金属粉、粒及外来污染物组成，未使用的油中的硫酸盐灰分主要来自金属盐添加剂如（T106、T104、T202、T122等）。

研究表明，硫酸盐灰分在1%以上的润滑油窜于燃气发动机燃烧室后，能在燃烧室内形成极为坚硬的沉积物（特别是使用含钙清净剂），无法清洗，形成潜在的发火点，因为燃气发动机采用的是电子点火，所以在运行中就有可能导致发动机提前点火，爆燃等现象的发生并且污染火花塞，使发动机不能平衡操作，影响发动机（汽车）正常运行，因而为了消除这种潜在的危险，一般燃气发动机制造商要求使用硫酸灰分小于1.0%的高品质润滑油。

目前已有完全不含金属盐添加剂的全无灰内燃机油面市，虽然其在高温抗氧、清净分散等方面亦可达到发动机的基本要求，但在
高功率增压发动机上使用其磨损率远远高于灰分含量为0.5-1%左右的润滑油，另外气体不具备液体对阀座的润滑作用，而油中一定的灰分可防止阀座的磨损。

因此燃气发动机油的硫酸盐灰分一般均要求控制在0.5-1%之间。

燃气发动机油的作用：
我国虽未正式制定燃气专用发动机油的国家标准，但CNG、LPG/汽油SF/CC，CNG、LPG/柴油CD/SF的双燃料发动机油，国内专业厂家均能生产，用户可按发动机制造商的推荐品牌选用：如需暂时代用，在发动机较新，机油耗量较小的情况下，可选择同粘度等级的CD级柴油机油(最好清净剂为镁盐)，这样可以使燃烧室的沉积物数量尽可能的少，但随着运行时间的增长，润滑油窜入燃烧室的数量必然增加，因此使用代用油品时，要时刻注意机油耗量，以防止爆震、提前点火的现象发生。

对于使用年限较长、工况较差的发动机，建议使用专用燃气发动机油。

关于燃气发动机
燃气发动机与柴油机、汽油机同属内燃机，由于所使用燃料的不同，因而在运行方式、点火方式等方面不尽相同。

①整体固定式发动机，一般主要在恒速、恒负荷、高温条件下连续运转，点火方式为电点火，使用环境多数为不易维修的野外无人区，如为油田的各种型抽油机、钻机、注水泵、输送泵提供动力，或者带动发电机组发电，使用燃料大多数为CNG（压缩天然气），现代中高速大功率增压燃气发动机多数是在增压柴油机的基础上发展起来的，其重型部件多数通用。

②汽车发动机：出租车、小型客车一般由原来汽油、柴油发动机改装而成，其部件完全通用，使用油、气双燃料。

亦有部分公交车采用单燃料（CNG）发动机。

关于清洁燃料
目前已广泛使用的清洁燃料主要有：
压缩天然气（CNG），液化石油气（LPG），液化天然气（LNG）三大类。

LPG主要由天然气处理厂和炼油厂催化裂化装置所副产，其组成为以丁烷、丙烷为主的低分子量烃类。

CNG、LNG由采自气田的天然气经脱水、脱酸和脱除重烃物质后压缩膨胀（冷却LNG）液化而成。

作为代替传统常规燃料（汽油、柴油）应用于各个行业（主要为发动机燃料），CNG应用广泛，技术最为成熟，但在用于民用、汽车方面存在高压、车用钢瓶自重大、配套设施要求高的缺点，且不便长途远程运输，只宜在天然气富集地区发展；LPG在我国目前已广泛推广使用，技术日臻完善，国内城市民用LPG、出租车用的LPG与日俱增，在资源方面，现阶段的炼制能力已无法满足增长的需求主要依赖进口。

LNG是天然气经冷却到-1620C以下后液化而制成。

在此过程中，非烃组分如S、N的含氧化合物均已被除去，因此其组成更稳定，其热力学性能，安全性能方面较CNG、LPG为优，更为重要的是LNG液化后的体积只有液化前的1/600，为CNG的2/5。

更便于经济可靠的远程运输和应用。

LNG是世界公认的理想的高能绿色燃料，世界LNG工业近30年来得到持续高速的发展，年增长率达20%以上。

我国天燃气资源丰富，总资源量为38.04万亿立方米，预计在十五期间天然气产量将成倍增长，发展LNG已势所必然。

润滑油失效的原因
1 高温影响
①润滑油长期处在高温环境中，会氧化失效，出现变黑、变稠的现象。

②润滑油内部的腐蚀物增加，如发动机工作中形成的酸性物质等。

③积炭、油泥、漆膜等物质的增加。

2 杂质
主要来源于空气中的尘埃、金属磨粒、渗漏物(燃油、水等)、润滑油氧化物以及燃料燃烧产生的物质等。

3 添加剂失效
一些润滑油因为其中的添加剂失效或用完而性能下降。

例如润滑油中的抗磨剂用完，会使抗磨性下降。

4 粘度指数增进剂失效
因为其有机物分子长链断裂，不再具有增粘作用。

5 基础油失效
基础油是添加剂的载体，基础油失效则添加剂不会发挥作用。

机油失效的判断方法
虽然有国家标准来决定发动机的润滑油是否更换，但大多数维修人员换油主要还是是根据汽车行驶里程／时间(厂家规定)以及润滑油颜色和粘度来判断。

实际上，上述几种方法都有不合理之处。

比如根据颜色进行判断，某些品牌新润滑油就呈现黑色，有些润滑油加入清净分散剂过多也可能变黑，而此时润滑油却没失效，对经验不足的人可能引起误判。

较为简便有效的方式是借助于滤纸或电子仪器来判断润滑油是否失效。

清洁燃料及燃气发动机油
随着我国可持续发展战略的实施，作为一种经济、实用的绿色能源天然气、液化石油气等在我国能源消费构成中增长迅速。

汽车（主要是公交车、出租车）使用LPG、CNG等清洁燃料代替常规燃料已列为十五期间国家级的重点项目，目前已在北京、上海、天津、西安、广州等车辆密集、汽车尾汽污染严重的大城市全面推广。

应读者要求，本期将对清洁燃料及燃气发动机润滑油进行综合性的介绍。

如何预防机油压力过低
汽车发动机具有的正常机油压力，是保证发动机各摩擦件之间得以充分良好润滑的前提和必要条件。

在正常情况下，怠速时发动机机油压力应不低于50kPa；中高速时机油压力应保持在200-300kPa左右。

发动机在运转中，一旦其内部出现故障，诸如发动机温度过高、曲轴与连杆轴承轴瓦磨损加剧或配合松动等都会影响到发动机机油压力的波动。

而许多时候，往往是由于发动机润滑系各机件故障的原因导致发动机机油压力过低。

汽车在行驶中，一旦发现机油压力过低，都应停车查找其原因并排除之后方可行车。

否则极易造成因发动机机油压力过低而出现曲轴瓦烧融而"抱瓦"，较严重时可能使发动机因此而报废。

为此，做到以下几点
将会较好地预防机油压力过低。

经常检查
a．抽出机油尺，察看机油是否充足，油中有否汽油或水，必要时添加或更换机油。

b．发动机在工作情况下，仔细察看各部位是否有漏油现象。

c．检查机油压力感应塞和机油压力表是否正常。

将机油感应塞接线搭铁，若机油压力表指针从0点摆到底，则表明两者工作正常。

若指针不动，则表示感应塞损坏，应更换。

d．检查润滑系油压。

拧出感应塞，启动发动机，此时应有机油从螺孔中喷出，则说明润滑系油压正常，而故障在感应塞。

e．若上述检查仍无效，也未查出故障所在，则需要拆卸油底壳、清洗机油集滤器、机油滤清器，检视并调整曲轴主轴瓦和连杆轴瓦的装合间隙。

严格装配
在发动机润滑系的检修中，装配机件时稍有不慎都会造成机油压力过低现象的发生。

比如，机油泵与缸体之间的垫片、机油滤清器与缸体之间的垫片等，制作这些垫片时，该留出油孔的要有出油孔，进、出油口之间有隔条的要留有隔条。

同样的，有些本不应该出现的机件错装有时也会导致机油压力过低，比如，新更换的缸体漏装油堵头或油堵头装配不严。

曲轴前后油封，在汽车的使用中，由于装配方法不得当或曲轴油封设计不合理，再加之使用时密封件磨损，都会造成因机油泄漏而导致机油压力过低。

因此，对于曲轴油封应注意两点以防其漏油：首先在拆检发动机时应更换新油封以保证油封的可靠系数处于最大值；其次，新油封装复时应严格按操作要求进行，尤其曲轴后端采用盘根式的油封，应装紧堵好缝隙。