自汽车时代来临以来，柴油发动机就已问世。 多年来，柴油已成为为重型卡车，公共汽车，农用车辆，越野设备，勤奋的皮卡车和固定式发电机提供动力的首选发动机。最近，柴油机正在与混合动力和插电式动力总成竞争，以替代乘用车的汽油发动机。 在美国，这个数字仍然相对较小，目前只有约800,000辆乘用车由柴油发动机提供动力。但是，这些数字预计将在未来几年显着增长，尤其是在燃料价格持续上涨且汽车制造商提供更多品牌和型号的柴油选项的情况下。相比之下，在美国注册的柴油动力轻型卡车约有600万辆，而重型卡车的柴油动力则超过200万辆。

　　新的清洁柴油技术已大大减少了排放，目前占美国注册卡车总数的28%以上。 为了符合新的政府法规，该系统于2007年推出，如今在将近50万辆重型卡车中发现了清洁的柴油发动机。

　　清洁柴油技术带来的变化之一是对更高品质机油的需求。 美国石油协会(API)早在2006年就引入了当前的CJ-4机油标准，因此柴油机油将与配备排气再循环(EGR)，排气后处理系统并设计为燃烧超低硫的2007型号发动机兼容(小于15 ppm)柴油。 清洁柴油发动机需要更高的工作温度和更严格的排放要求，这意味着机油必须具有更好的抗氧化性，高温稳定性和烟灰控制能力。

　　

 

　　柴油添加剂

　　用于柴油发动机的油与用于汽油发动机的油之间的基本区别之一是添加剂包中的洗涤剂和分散剂更多。

　　柴油机(甚至是干净的柴油机)仍然会产生大量烟灰，这些烟灰最终会进入曲轴箱。 如果机油不能保持烟灰的悬浮状态，则最终可能会成为曲轴箱和发动机其他部位的淤渣。

　　柴油还包含较高浓度的抗磨添加剂锌-二烷基-二硫代磷酸锌(ZDDP)，以保护高负荷滑动表面(如凸轮凸角和挺杆)免受磨损。

　　为了帮助延长催化转化器的寿命，2005年汽油机油中允许的ZDDP量减少到800 ppm，但在柴油机油中允许的ZDDP含量保持在1200 ppm。

　　根据独立来源进行的各种实验室测试，现成柴油中ZDDP的实际含量可能低至1000 ppm至1600 ppm。 这是因为油的抗磨特性不仅取决于油中ZDDP的量，还取决于油中的其他添加剂和基础油本身的质量。

　　市场上转向低ZDDP汽油机油的情况导致平挺杆凸轮故障急剧增加，尤其是在刚性比储备气门弹簧强的发动机中。 在带有滚子凸轮的发动机中，凸轮故障不是问题，因为滚子减少了凸轮凸角上的摩擦。

　　如果发动机具有扁平的挺杆，高升程性能凸轮和高压气门弹簧，这会导致许多发动机制造商建议在汽油发动机中使用柴油。

　　柴油中额外的ZDDP提供了防止凸轮发生故障所需的额外保护。 如今，我们有大量的“赛车油”和“街头性能油”，它们用较高浓度的ZDDP配制以保护平挺杆凸轮，以及售后市场的ZDDP曲轴箱添加剂，可以用来增强平挺杆发动机中的当前汽油。摄像头。

　　柴油要求

　　除了API机油质量要求外，每个OE发动机供应商和车辆制造商都有自己的机油规格和粘度建议。 这些包括艾里森，卡特彼勒，康明斯，底特律柴油，道依茨，通用，福特，马克，梅赛德斯·奔驰，纳维斯塔，大众，沃尔沃等。 规格可能因型号年份和发动机应用而异。 例如，通用汽车几年前推出了其“ dexos”规格，并表示在其2011年及以后的柴油发动机中应使用符合dexos2规格的机油。

　　油粘度

 

　　多年来，15W-40一直是卡车中使用的柴油机油的最常见粘度。 它提供了良好的高温保护，可以由常规基础油或合成材料配制而成。

　　但是，15W-40油的缺点之一是，当发动机冷时，它会使发动机更难以起动，因此，在寒冷气候下的冬季使用时，建议使用较稀的粘度。

　　近年来，许多石油公司都引入了稀释剂5W-40柴油-不仅用于寒冷天气，而且可以全年使用。 大多数5W-40柴油是合成混合物或全合成的，以实现易于启动所需的冷流特性。 其他寒冷天气用柴油包括0W-30，它是为零度以下北极类型条件配制的。

　　使用稀油的好处之一是提高燃油经济性。 稀释剂油可减少阻力，并有助于将燃油经济性从1%提高到3%。 将大型公路卡车从传统的15W-40油换成完全合成的5W-40可以节省大量燃油。

　　当然，使用较薄的全合成材料的权衡之一是其较高的初始成本，该成本可能是传统机油或混合机油的两倍甚至更多。

　　乘用车柴油发动机的应用通常使用粘度较低的机油。 2014年的Chevy Cruze 2.0L涡轮增压柴油机出厂时已充满dexos2 5W-30机油。 许多欧洲涡轮增压柴油动力汽车也推荐5W-30以及5W-40和10W-40。

　　新的柴油标准和粘度

　　在撰写本文时，引入新的API柴油标准集的目标日期定为2016年4月，距上一次石油标准升级已经近10年了。 过去，提高石油性能标准的主要动力是排放合规性。 今天，驱动力是燃油经济性和减少碳排放量。

　　API仍在最终确定针对两种新柴油等级的新要求和测试程序的确切含义：一种替代当前的CJ-4标准(将向后兼容当前的CJ-4应用)，以及第二个石油标准(尚未命名)将适用于2016年及以后的下一代柴油发动机。

　　他们想要的是一种新型的稀粘度油，它可以提供更好的燃油经济性，同时还能承受更高的工作温度，而又不会牺牲耐用性，抗氧化性，耐磨性和剪切稳定性。

　　API仍在开发这些新油必须通过的测试，才能达到新的性能水平。 确定油粘度的当前测试程序是将油样品加热到100摄氏度，并测量其流过校准孔的速度。

　　新的2016年柴油发动机机油的测试可能涉及将机油加热到150摄氏度以测量其粘度。 其他测试可能包括抗划伤性，剪切稳定性，氧化稳定性以及机油对充气的处理能力。

　　关于是否需要与生物柴油燃料相容性进行新的测试，也进行了讨论，但是现在的共识是，既然生物柴油燃料质量得到改善，生物柴油的相容性就不再是问题。

　　目前，两个新的机油标准分别是代号PC11A和PC11B，代号PC11A，它将替代当前的CJ-4机油;代号PC11B，用于下一代2016和前进发动机。 甚至可能会有新的粘度等级，以帮助区分PC11B油与目前市场上的粘度。 一家石油公司表示，满足新的PC11B要求的机油可能具有26左右的高温粘度等级(略低于传统的30重量)，从而形成5W-26或10W-26之类的混合物。 PC11B油可以是常规油和合成油的混合物，也可以是全合成油。 新的PC11B油也可能无法与当前或较旧的柴油机向后兼容(这取决于柴油机制造商根据具体情况决定)。 可以在某些2007年和更新的发动机中使用PC11B油，也可以不使用。 对于操作较新和较旧发动机的卡车车队，这可能会带来一些挑战。 大多数机队都喜欢在其所有发动机中使用单一等级和粘度的机油，但这可能无法实现，具体取决于2016年发动机的变化。

　　与正在维修大功率高里程柴油发动机的发动机制造商相比，未来的机油兼容性问题似乎还远远没有解决。 但是随着技术的不断发展和进步，我们需要紧跟最终影响发动机制造各个方面的变化。

　　柴油闯入油

　　发动机磨合是可能造成或损坏发动机的关键过程。 当发动机一起运行时，在所有滑动表面上均应使用高质量的发动机总成润滑油，并且在初次启动之前对机油系统进行注油是获得适当磨合保护的绝对必要条件。 但是，您应该使用哪种类型的磨合油?

　　发动机中使用其特殊的柴油磨合油。 实际上，用曲轴箱中的磨合机油装运了所有新的和翻新的发动机。 磨合机油(有15W-40和10W-30的粘度)只能在发动机运转的前100小时使用。 发动机损坏后，应将机油排空并用普通机油(常规，合成混合物或全合成)替换。

　　大多数其他柴油机制造商均未提出具体的磨合油建议，并说使用与发动机中通常使用的机油相同的油(通常是常规的15W-40机油)。 可以使用这种机油，直到发动机完全磨合为止(可能要等到第一个正常计划的机油更换间隔或不超过10,000英里时)，或者可以在一定时间或行驶里程后进行更换(具体取决于应用程序)。

　　许多机油供应商拥有可用于汽油或柴油发动机的特殊磨合机油。 这些产品可以是单一重量的也可以是多种粘度的，通常以常规的矿物油基础油和特殊的添加剂包装配制而成，这些添加剂可以促进快速的密封环安装。 许多磨合油还包含较高含量的ZDDP，以提供额外的磨损保护。 大多数侵入油只能在初始侵入过程中使用(1-2小时)，然后排干并用普通油代替。

　　换油间隔

　　车辆制造商一直在努力延长维修间隔，以减少车队和消费者的维护成本。 机队通常根据机油分析的结果来确定机油更换间隔，但是大多数消费者要么遵循OEM建议的保养间隔，要么依靠机油提醒服务灯告诉他们何时需要机油更换。

　　在后期的轻型卡车上，推荐的GM Duramax，Ford Powerstroke和Dodge Cummins涡轮增压柴油机的标准换油间隔为7500英里。 但是，这是针对“正常”(轻载)服务的。 对于大多数“严重服务”应用(用于拖曳，拖拉重物，在多尘环境下越野操作或花费大量时间空转，尤其是在寒冷的天气中使用的车辆)的建议换油间隔通常为3,000英里。 这些发动机中的大多数可容纳10至12夸脱的机油，因此更换机油不必要地浪费了金钱。 如果将高质量的机油(例如合成混合物或全合成)与OEM品质的机油过滤一起使用，则可以延长换油间隔以降低成本，这很好。

　　对于重型卡车，换油间隔也取决于使用情况。 对于轻型公路运输，一些原始设备制造商表示，在需要更换之前，这种油可以行驶40,000到50,000英里。 与轻型卡车一样，延长换油间隔需要高质量的机油和良好的过滤性能。 对于较难使用的应用程序，建议的服务间隔通常降至15,000至25,000英里。 这些发动机中的许多发动机最多可容纳40夸脱或更多的机油，因此，更换机油确实会对运行成本以及发动机的耐用性和使用寿命产生重大影响。

　　机油过滤

　　由于柴油发动机会产生大量的烟灰和燃烧副产物，这些副产物最终会进入曲轴箱，因此需要进行良好的过滤，以保护发动机免受这些污染物的侵害。 柴油发动机上的机油滤清器通常比汽油发动机上的机油滤清器大得多，并具有更高的容纳能力。 许多重型卡车使用了两个单独的机油滤清器：全流量滤清器和旁路滤清器，以确保在所有操作条件下均能保证良好的过滤效果。 较新的柴油机滤清器设计通常将全流量和旁通功能结合到一个滤清器中。 组合式过滤器通常在内部具有环绕的打褶全流介质，在顶部或底部具有堆叠的阀盘旁路介质。

　　全流式过滤器(或组合式过滤器的全流部分)通常捕获30微米或更大的碎屑，而旁通过滤器(或组合式过滤器的旁通部分)捕获的污染物小至10微米。 一些组合式过滤器甚至可以捕获小至5微米的颗粒。 实际上，随着时间的推移，较小的颗粒会比较大的颗粒引起更多的发动机磨损。

　　机油滤清器捕获的污染物中大约有75%是燃烧副产物(烟灰和油泥)，而不是发动机磨损的颗粒，外部环境的灰尘或污垢。

　　过滤器的保持能力(可以容纳多少污物)及其效率非常重要，因为这两者都决定了过滤器必须更换之前可以使用多长时间。 您想要一个效率高(98%或更高)的过滤器来捕获尽可能多的污染物，但是您也想要一个过滤器具有足够的容量，以便在更换之前不会堵塞。 如果过滤器介质堵塞到过滤器进入旁路模式的程度，则发动机将使用未过滤的机油运转。

　　首次启动发动机时，应在机油滤清器中预注机油，以最大程度地减少发动机达到正常机油压力所需的时间。 每次更换机油时也应更换过滤器，而不是每隔一次更换一次，以减少过滤器堵塞的风险。

　　可以防止发动机保修索赔或将来出现问题的另一个技巧是，如果发动机具有外部机油冷却器，则应检查和清洁管路和/或冷却器，以确保内部没有任何可能引起问题的污染物。 油冷却器中的任何垃圾都可以直接进入发动机的主油道，该油道为主轴承，凸轮轴承和正时齿轮供油