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　　近年來，公交汽油車均已改裝為使用壓縮天燃氣（CNG），其發動機部件異常磨損較快，潤滑油早期變質嚴重等諸多問題困擾營運，尤其是保養維修的問題。因此，必須針對天燃氣車特殊的工況條件，合理的換油周期作專題研究，以便尋求延長天燃氣發動機壽命和提高經濟效益的措施。

　　1 CNG發動機潤滑油存在的問題

　　以重慶第二公交公司營運壓縮天燃氣車為例，其主要是由東風EQ6100 型解放CA6102 型改裝而成。長期以來，兩種車型使用同一牌號潤滑油（40SD/CC），并且在同一機械保養周期（二級保養）強制更換，沒有一個準確合理的換油周期，也沒有進行有關的試驗研究，這將出現兩個問題：若過早的更換潤滑油，未超過理化指標，將造成浪費；若過遲更換潤滑油，則早已超過理化指標，將造成發動機的異常磨損。

　　因此，要解決以上問題，就必須更進一步探討和明確這三個問題：

　　（1）天燃氣發動機換油周期與哪些因素的影響有關？

　　（2）汽油發動機改裝為使用天燃氣后，對潤滑油的技術條件有何特殊要求?

　　（3）如何規范換油技術，使兩種機型的換油周期與機械保養周期有機的結合？

　　2 兩種不同類型的發動機換油周期試驗

　　我們在重慶公交二公司營運車中隨機選定6輛天燃氣車（其中東風EQ6100 型4輛，解放CA6102型2輛），確定同一種機油（40SD/CC），按每2000km 間隔里程，根據多次采集油樣檢測數據，逐步淘汰超過換油指標的車輛。試驗結果歸納見表1。

　　從表1的數據可得出：公交公司天燃氣營運車，使用的40SD/CC 級通用潤滑油，合理的換油周期（取下限值）：東風EQ6100 型發動機換油里程小于15000km；解放CA6102 型發動機換油里程小于9000km；從以上結論可看出，兩種車型使用同一種機油，換油周期是不同的，若在同一機械保養周期（最新的保養制度：一級保養為7000km，二級保養為27000km）換油，都將造成潤滑油的浪費或發動機的異常磨損，顯然是不合理的。

　　3 影響天燃氣發動機換油周期的因素

　　從以上試驗結論和采集的數據資料表明，發動機換油周期與其類型、使用環境、工況條件、潤滑油的質量、維護保養等都有密切關系。

　　所以，確定換油周期是一個非常重要而復雜的問題。在天燃氣車輛的實際運行、維修、保養的過程中也發現，天燃氣發動機比使用汽油為燃料的發動機，其軸瓦、活塞環、氣缸、氣門等機件異常磨損更快，潤滑油變質速率增大，劣化變質程度更嚴重。通過分析研究后，認為影響天燃氣車換油周期與汽油車相比的特殊原因如下：

　　3.1 高熱負荷的影響

　　天燃氣是一種含碳量較少的碳氫燃料，化學性質較穩定，加之天燃氣的燃點（650℃）比汽油的燃點（427℃）高，在燃燒過程中誘導期增長，主燃期火焰傳播速度比汽油慢25%。所以，天燃氣在氣缸中燃燒后，比汽油多15%～20% 的熱量滯留在燃燒室內，過多的熱量不斷積累，溫度不斷升高，并傳導給氣缸壁、活塞、連桿、氣門等機件，使之承受較高的熱力負荷。

　　由于公交天燃氣車是由原汽油車改造而成，對發動機的結構參數未作改動，因而不能充分發揮天燃氣的特點，存在許多不適應、不匹配之處，如果發動機的功率下降15%，則扭矩下降13%。為彌補燃用天燃氣造成的動力下降問題，經技術改造已將壓縮比提高10%～13%。雖然使動力性有所提高，但卻促使發動機燃燒室溫度和壓力進一步升高，加劇了工況條件的惡化程度。

　　在上述高熱負荷狀態下，機件強度和硬度下降，受熱膨脹變形，使運動付配合間隙破壞，潤滑油粘度下降，油膜厚度減小，甚至不能形成油膜，造成潤滑失效和機件的加速磨損。據有關文獻資料表明，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、結膠，生成積炭和各種沉積物，從而導致活塞環失去密封作用，軸瓦燒熔，油路堵塞以及由此而產生的一系列惡果。

　　3.2 高氮氧化物的影響

　　根據燃燒化學理論可知：氮氧化物的生成與溫度和壓力有關，在密閉的容積內，一定壓力下，溫度每提高10%，氮氧化物的生成速度則會增加12 倍。因此，天燃氣發動機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境，還促使機油硝化、變質，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，活塞環槽內，破壞正常的潤滑條件，加快機件的磨損。

　　3.3 其它“難潤滑”部位的影響

　　汽油發動機中的汽油是以小液滴與空氣混合進入汽缸，對氣門及座圈工作面可起到一定的潤滑、冷卻作用，而天燃氣混合氣無潤滑作用，這將使氣門及座圈更容易產生異常磨損和燒蝕。另外，在原汽油機結構上，增大壓縮比，發動機各運動部件將承受由氣壓力產生的更大機械負荷。這就使活塞與氣缸壁工作面，軸與軸瓦結合面，齒輪與齒輪嚙合面等，產生更高的壓縮應力，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。并且產生更高的摩擦熱，使潤滑油溫度升高，加速其劣化變質的速度。 同時，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，在過高的溫度和機械負荷作用下粘度下降，潤滑油變質，更使潤滑條件惡化，加劇磨損。

　　4 汽油發動機改裝為使用天燃氣對潤滑油的技術條件要求

　　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，閃點和燃點等。這些性能的好壞，反映了潤滑油的質量水平。天燃氣車發動機根據其工作條件的特殊性，對潤滑油的性能提出不同的、更高的要求：

　　（1）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“難潤滑”部位有保護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，要求潤滑油有更強的清潔分散性能。

　　（4）混入機油中的天燃氣不完全燃燒物、積炭、沉積物、金屬磨粒，灰塵、水分等污染物，在高溫、高壓環境中，容易生成具有酸性腐蝕性物質，要求潤滑油有更強的抗酸、抗腐蝕性能。

　　5 新品牌潤滑油的選用試驗及更換周期的確定

　　從以上所述天燃氣車發動機對潤滑油性能技術條件的要求表明，公交天燃氣車所使用的40SD/CC通用潤滑油的性能指標，根本無法滿足天燃氣車較高的特殊要求。所以，為減少發動機磨損，延長換油周期，提高經濟效益，建議使用比SD 級高一至二個檔次的SE 或SF 級潤滑油。

　　我們選定三種不同廠家和牌號的SF級潤滑油，在重慶公交二公司的天燃氣車上進行了多次換油周期的比較性試驗（共12輛車）。采用一種牌號的潤滑油選定不同型號的車型各兩輛，按每2000km 里程，分階段取樣檢測，直至潤滑油指標超標報廢為止，確定其最高換油行駛間隔里程，見表2。

　　從表2試驗比較數據中可得出：牌號為SF15W/40 的潤滑油，在公交天然氣發動機換油周期最長，可作為首選品牌。兩種類型的發動機換油周期與最新的保養作業規范，機械二級保養周期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”根據公交天燃氣車發動機特殊的工況條件和潤滑特點生產的專用潤滑油。通過對其性能和技術指標的考查，以及結合試驗過程進行綜合分析評定后一致認為，這種牌號潤滑油除具有一般SF 級潤滑油應具有的油品質量和潤滑性能指標外，還在此基礎上加入各種無灰、金屬和獨特保護功能等新型專用添加劑，在原有性能和技術指標上有所加強和擴展。基本能滿足改裝天然氣車對發動機潤滑油的技術要求。

　　目前，重慶公交二公司根據實驗報告，通過成本核算，可行性論證研究決定，全公司所有CA6102型和EQ6100型的發動機，改裝成壓縮天然氣，近1000 輛營運車均淘汰40SD/CC 級潤滑油，選用“重慶一坪潤滑油公司”生產的SF15W/40潤滑油。并確定CA6102 型發動機換油周期為27000km，EQ6100型發動機換油周期為28000km，統一在二級保養周期換油。對工況條件較為惡劣的CA6102型發動機車輛，仍需進一步跟蹤調查，酌情調整，以便確定一個更切合實際的換油周期。