铁路柴油机油如何分代

铁路柴油机油如何分代？

1、国外铁路机车柴油机油的分类

随着内燃机车的发展，铁路柴油机的结构设计和操作条件与普通柴油机不同，如功率较大，同时在设计中受到重量和空间的限制，主要依靠提高增压压力和转速、缩短行程、加大缸径等措施提高其功率。因此机车的机械负荷和热负荷都很高，加上长期在野外行驶，环境条件较差，又常常使用劣质燃料，因此对内燃机车的抗磨性能、抗腐蚀性、低温分散性和高温清净性都提出了较高的要求，普通柴油机油不能满足铁路机车的要求，因此单独提出了铁路机车柴油机油的分类。

50年代以后美国机车维修协会（LMOA）和美国通用电气公司（GE）分别提出了内燃机车柴油机油的分类和主要性能。美国铁路柴油机油的发展阶段是：1950年开始使用第一代油，1964年推荐第二代油，1969年推荐第三代油，1977年开始使用第四代油，1982年以第四代油全面取代了三代油，1989年推荐第五代油，1990年美国已开始使用第五代油。第五代油的典型特征是油的总碱值大大提高，粘度增大，采用OLOA2990或Amoco6888添加剂。

美国铁路柴油机油按是否含有二烃基二硫代磷酸锌（ZDDP）抗氧抗腐剂分为两类，一类是不含ZDDP的非锌油，用于柴油机增压器与曲拐销等轴瓦表面镀银的机车（如通用汽车公司GM生产的机车）；另一类含ZDDP的含锌油，用于无银轴承的机车。

2、我国铁路机车柴油机油的分类

我国铁路内燃机车开始使用14号普通柴油机油（旧牌号，相当于新牌号40号），70年代后期开始生产相当于美国LMOA第一代油的14

号低增压柴油机油，为东风、东风3内燃机车用油相配套，接着又为我国从法国阿尔斯通公司引进的ND4内燃机车配套的1号和2号油，基本上相当于第二代油。1990年我国研制成功第四代油，1993年研制成功第三代油。在质量分类上，基本上靠近美国的LMOA与GE的分类标准。1997年已建立了我国铁路内燃机车用柴油机油(国家标准GB/T17038-1997)。

铁路内燃机车柴油机油的发展是根据柴油机单缸功率与强化系数和燃料的质量来决定的。其发展过程是按代区分的。

机车的单缸功率从20世纪30年代的几十千瓦，发展到200kW以上，强化系数由近40提高到90以上。单缸功率或强化系数越高，气缸内温度和压力相应提高，缸套与活塞环的擦伤磨损几率变大，机车柴油机油在使用中清净性变差，氧化衰变速度加快，其碱值衰减也快。

柴油机单缸功率与强化系数的提高是促进机油发展的决定因素。此外，燃料的重质化以及换油期延长，也都要求不断提高机油质量。我国铁路内燃机车性能发展见表1，第一代至第五代铁路柴油机油主要性能见表2。

在国际上，美国铁路内燃机车1950年使用第一代油，柴油机为非增压型。20世纪50年代末期到20世纪60年代，采用增压技术，柴油机单缸功率提高1倍，1964年发展了第二代油，提高了油的清净性与过滤性。机油耗降至1.2%～1.7%。1965年～1970年机车功率进一步提高，单缸功率达到150kW以上，强化系数为60～75，机油耗要求降至0.8%～1.3%。第二代油性能已不适应，因而1968年～1970年发展了第三代油。

美国1977年又发展了第四代油，其碱值提高到13。该油是适用燃料含硫超过1%的情况，但由于柴油机强化系数继续提高，机油消耗要求降至0.5%～1.0%。 1978年以后，由于节能柴油机的发展，强化系数已达88～91，机油温度高达125℃左右，机油消耗率降到0.3%～0.5%。因此在20世纪80年代后期又发展了第五代油，油品的碱值又有提高，尤其是进一步提高了油品的高温清净性，减少了环槽积炭和柴油机的磨损。铁路机车第五代油、第四代油仍沿用至今，与汽车内燃机比较，其用油的发展相对缓慢。

我国内燃机车柴油机都使用轻柴油燃料，而使用润滑油，大致与美国相同。目前我国自行研制成功并投入生产使用三代油、四代油和五代油。

表1 我国铁路内燃机车性能、柴油机型号和主要参数

机车型号 额定功率/hp

柴油机类型

平均有效压力

/(kgf/cm2) 平均活

塞速度

/(m/s)

强化

系数

采用油

东风1(DF) 1800 10L207E 6.23 7.2 45 二代油

2 1800 19L207E 6.2

3 7.2 45 3 1080 6L207E 6.23 7.2

45

4 3300 1624Z 13.57 10.08 68.5

四代油

8

4500

16280Z

14.42

9.5 68.5

DF11 5300 16V280ZJG 17.95 9.5 85.3 四代油

或五代

油

东方红1 910X2 12V175Z 10.15 10.25 52

二代油 东方红3 1250X2 12V180Z 12.96 10.25 66.4 北京 2700 12240Z 15.65 9.53 74.6 ND2

2100

12LDA28

9.46

9

42.6

ND4 4000 AC0240 16.4 9.9 81.2

四代油ND5 4000 7FDL 20.5 8.9 91.2

NY5 1700X2 MB839 12.3 11.5 70.7

三代油NY6 2150X2 MB16V652 15.5 11.5 89.1

NY7 2500X2 MA956 13.1 11.5 75.3

表2 第一代到第五代铁路柴油机油主要性能

LMOA分类项目第一代

油

第二代

油

第三代

油

第四代

油

第五代

油

总碱值

TBN(D2896)/(mgKOH/g)

5 7 10 13 20

硫酸灰分/% 0.3～

0.5 0.5～

0.7

1～1.2 1.5 1.5～

1.8

相对分散性0 1 1.4 1.75 ↑

顶环槽充炭/% 100 90 40 30 ↓

过滤器相对寿命0.4 1.0 1.25 1.8 ↑

气缸清洁与控制磨损 1 3 4～5 6 ↑

GE氧化粘度增长/% 10～20 10～15 5～15 5～8 ↓

添加剂加入量/%(质) 4.8～6 10～11 10～11 14～15 14～17 API类别CA/CB CC CD CD+ 比CF-4

好