農(nóng)業(yè)裝備與車(chē)輛工程大型工程機(jī)械潤(rùn)滑油及其油液分析王書(shū)林貴州宏福總公司，貴州福泉550501）大型工程機(jī)械價(jià)值昂貴，工作條件惡劣、道路、工況復(fù)雜、重負(fù)荷，有的礦山設(shè)備全天連續(xù)運(yùn)行，停人不停機(jī)；發(fā)動(dòng)機(jī)為柴油機(jī)，功率大，熱負(fù)荷重。這種條件下要求對(duì)潤(rùn)滑油的選擇與更換、運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)及使用油液分析尤為嚴(yán)謹(jǐn)，并希望通過(guò)油液分析能輔助設(shè)備故障診斷。

1工程機(jī)械用潤(rùn)滑油主要有：1）發(fā)動(dòng)機(jī)潤(rùn)滑油主要是柴油機(jī)油；2）齒輪油；3）液壓油；4）空壓機(jī)油；5）潤(rùn)滑脂等。

2發(fā)動(dòng)機(jī)潤(rùn)滑油大型工程機(jī)械的發(fā)動(dòng)機(jī)基本上是重負(fù)荷直噴式柴油機(jī)，如：康明斯、卡特比勒發(fā)動(dòng)機(jī)等。國(guó)外發(fā)動(dòng)機(jī)生產(chǎn)廠使用說(shuō)明一般要求CF-4級(jí)別以上。第一個(gè)指標(biāo)是柴油機(jī)潤(rùn)滑油的質(zhì)量指標(biāo)：柴油機(jī)潤(rùn)滑油的級(jí)別為CF、CG、CH級(jí)別排列越后，性能越好，質(zhì)量越高，適用的機(jī)型越新，能適應(yīng)苛刻的工作條件。

CF-4：適用于高速、重負(fù)荷、長(zhǎng)周期運(yùn)行的柴油機(jī)；CG- 4：燃料硫含量小于0.05*%時(shí)選用這種級(jí)別的潤(rùn)滑油；CH-4：燃油噴射壓力更大，運(yùn)行溫度更高的雙金屬活塞發(fā)動(dòng)機(jī)。

第二個(gè)指標(biāo)是機(jī)油的粘度：按美國(guó)汽車(chē)工程師協(xié)會(huì)的SAE標(biāo)準(zhǔn)：通常選擇的冬夏通用油：全天候型如SAE15W/：2007-08-07動(dòng)力。40、10W/40）：表示低溫時(shí)的粘度等級(jí)分別符合SAE15W、10W的要求、即適應(yīng)的最低溫度是-15°C、-20*C，高溫時(shí)的粘度等級(jí)分別符合SAE40的要求，即適應(yīng)的最高環(huán)境溫度是40C. 3齒輪油工程機(jī)械齒輪油主要用于前后驅(qū)動(dòng)橋主減速器、輪邊減速器的重負(fù)荷齒輪油。

按API車(chē)輛齒輪油的質(zhì)量等級(jí)，大型工程機(jī)械常用的齒輪油如下：APIGL>5：用于高速及沖擊負(fù)載、高速低扭矩及低速高扭矩的情況下的各種齒輪，尤其是雙曲面齒輪。

5或更高的APIGL-6高偏置雙曲面齒輪）。

4液壓油工程機(jī)械液壓傳動(dòng)系統(tǒng)由液壓泵、控制閥、執(zhí)行機(jī)構(gòu)和輔助設(shè)備等元件組成。工程機(jī)械通常是高壓、功率大、油泵的負(fù)荷重，要求油品具有優(yōu)良的抗磨性，更好的熱氧化安定性。電液伺服閥和比例電磁閥等部件靈敏度高、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、配合間隙小、精密度高，要求液壓油具有更高的清潔度、過(guò)濾性好等。常用高級(jí)抗磨液壓油HM46或更高。

由于技術(shù)的進(jìn)步和發(fā)展，工程車(chē)輛與油品質(zhì)量的升級(jí)換代，在不同的地區(qū)環(huán)境、氣候條件下，操作使用條件的不同，油品的選擇應(yīng)用以及確定合理的換油周期是必須面對(duì)的問(wèn)題。

設(shè)備廠商推薦的換油時(shí)間周期或換油里程留有較大的保險(xiǎn)系數(shù)。結(jié)合實(shí)際情況的行車(chē)實(shí)驗(yàn)、維護(hù)保養(yǎng)情況檢測(cè)、油品定期的儀器分析檢測(cè)，可獲得較準(zhǔn)確的合理?yè)Q油時(shí)間周期，油品質(zhì)量級(jí)別的選擇。

正在使用中的油品，其性能質(zhì)量限度的分析內(nèi)容主要有：油品中的金屬含量分析和其它如：粘度、總堿值或總酸值、水份、氧化度等）實(shí)驗(yàn)。技術(shù)規(guī)律研究的工作，從基礎(chǔ)開(kāi)始到展開(kāi)實(shí)驗(yàn)，是從簡(jiǎn)單到復(fù)雜，通過(guò)大量的、一段時(shí)間的行車(chē)運(yùn)行，維修保養(yǎng)對(duì)比記錄、油品實(shí)驗(yàn)分析數(shù)據(jù)處理，總結(jié)出油品的使用油品老化變質(zhì)的主要規(guī)律后，技術(shù)要求又從復(fù)雜到簡(jiǎn)單，推廣應(yīng)用后，從而產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益。

工程機(jī)械使用運(yùn)行中，潤(rùn)滑油費(fèi)用僅占據(jù)0.5% -2%，費(fèi)用最大的分別是燃料和維修費(fèi)。換油過(guò)晚、換油周期過(guò)長(zhǎng)、使用低級(jí)別的油品，發(fā)動(dòng)機(jī)、底盤(pán)磨損會(huì)幾何級(jí)數(shù)增加，結(jié)果會(huì)增加維修費(fèi)用，甚至使發(fā)動(dòng)機(jī)提前報(bào)廢。因此，工程機(jī)械發(fā)動(dòng)機(jī)油選擇時(shí)，進(jìn)行必要的潤(rùn)滑油理化測(cè)試項(xiàng)目。測(cè)試項(xiàng)目可包括：粘度、總堿值或總酸值、水份、積碳、氧化和氮化程度、閃點(diǎn)；磨損金屬：鐵、銅、鋁、鎳、鉻、鈉、鋅、硅、鎂和機(jī)等。

5潤(rùn)滑油中金屬含量分析油品的光譜分析技術(shù)通過(guò)連續(xù)跟蹤潤(rùn)滑油的使用狀態(tài)，可分析出油品中的二十幾種金屬元素及其濃度，能有效地判斷設(shè)備車(chē)輛的磨損狀態(tài)、油品的污染程度和添加劑的損耗情況。根據(jù)油品中出現(xiàn)的元素和這種元素的來(lái)源來(lái)判斷是什么性質(zhì)的故障，根據(jù)各摩擦的材料就能準(zhǔn)確判斷產(chǎn)生磨損元素的具體位置。

其中油品的金屬含量分析主要使用：原子吸收光譜分析儀AAS）、電感耦合等離子體發(fā)射光譜ICP-AES）等。

ICP是一種廣泛應(yīng)用的等離子體原子化器，具有溫度高、原子化效率高、受化學(xué)干擾小等特點(diǎn)，一次可分析多個(gè)元素。ICP的缺點(diǎn)是價(jià)格較貴，一臺(tái)ICP-AES需一百多萬(wàn)元，還不加潔凈分析室建設(shè)和配套設(shè)施，購(gòu)買(mǎi)耗材及各種氣體也比較困難，對(duì)分析人員要求高，普通生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)難以推廣，適合油品生產(chǎn)廠商、大型實(shí)驗(yàn)室、大型企業(yè)等。

原子吸收光譜AAS）可做測(cè)定微量定量分析，AAS是金屬進(jìn)行元素分析最常用的技術(shù)之一，幾乎涉及溶液分析的各個(gè)領(lǐng)域。其中火焰原子吸收光譜是一種成熟且應(yīng)用廣泛的分析技術(shù)，主要用于微量元素分析，具有操作簡(jiǎn)單、分析速度快、測(cè)定高濃度元素時(shí)干擾小、具有靈敏度高、準(zhǔn)確度好、使用成本低、信號(hào)穩(wěn)定、易操作使用等優(yōu)點(diǎn)，是測(cè)定金屬元素的實(shí)用工具。

潤(rùn)滑油中金屬含量分析在輔助設(shè)備故障診斷方面的使用，通常主要是價(jià)值高達(dá)上百萬(wàn)元的發(fā)動(dòng)機(jī)。

發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)油常見(jiàn)的磨損金屬見(jiàn)表1.表1發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)油常見(jiàn)的磨損金屬元素來(lái)源鐵缸套、活塞環(huán)、曲軸、氣門(mén)元件鉻活塞環(huán)鋁活塞鉛軸瓦、襯套錫軸瓦通過(guò)油品分析技術(shù)，確定磨損的金屬元素含量如：含鋁偏高說(shuō)明發(fā)動(dòng)機(jī)活塞有磨損；鐵含量高說(shuō)明活塞環(huán)及軸瓦磨損；銅含量高說(shuō)明銅/鉛軸承出現(xiàn)磨損等。

一臺(tái)卡特比勒3412發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)油運(yùn)行使用中的測(cè)試項(xiàng)目見(jiàn)表2.表2元素分析項(xiàng)目元素鐵鋁鉻銅鉛硅鈉根據(jù)分析結(jié)果，發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)油磨損金屬的指標(biāo)資料對(duì)照，表明該發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)油里硅元素偏高，硅元素主要來(lái)源于灰塵，說(shuō)明空氣過(guò)濾器不正?；蛟摳鼡Q，其它元素正常。

6結(jié)束語(yǔ)工程機(jī)械柴油機(jī)油要求，通常使用CF-4以上的油品。使用柴油硫含量高的，柴油機(jī)油要求總堿值TBN）必須大于10；齒輪油要求使用APIGL 5.使用高級(jí)別的油，換油周期較長(zhǎng)，目的是保證發(fā)動(dòng)機(jī)及底盤(pán)運(yùn)行良好，節(jié)省燃油、減少維修費(fèi)及延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命，延長(zhǎng)設(shè)備投用年限，而并非只是為了延長(zhǎng)換油周期。

對(duì)于運(yùn)行繁忙的大型車(chē)輛機(jī)組群，如大型礦山開(kāi)采的車(chē)輛設(shè)備，如條件具備可通過(guò)潤(rùn)滑油的分析，可正確地選用和使用合理的潤(rùn)滑油、換油周期，并能輔助設(shè)備故障診斷、運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)等。一段時(shí)間的油品跟蹤分析研究，總結(jié)出油品的使用規(guī)律后，油品的分析技術(shù)要求又從復(fù)雜到簡(jiǎn)單，推廣應(yīng)用從而產(chǎn)生良好的經(jīng)濟(jì)效益。