大型工程机械润滑油及其油液分析

农业装备与车辆工程大型工程机械润滑油及其油液分析王书林贵州宏福总公司，贵州福泉550501）大型工程机械价值昂贵，工作条件恶劣、道路、工况复杂、重负荷，有的矿山设备全天连续运行，停人不停机；发动机为柴油机，功率大，热负荷重。这种条件下要求对润滑油的选择与更换、运行状态监测及使用油液分析尤为严谨，并希望通过油液分析能辅助设备故障诊断。

1工程机械用润滑油主要有：1）发动机润滑油主要是柴油机油；2）齿轮油；3）液压油；4）空压机油；5）润滑脂等。

2发动机润滑油大型工程机械的发动机基本上是重负荷直喷式柴油机，如：康明斯、卡特比勒发动机等。国外发动机生产厂使用说明一般要求CF-4级别以上。第一个指标是柴油机润滑油的质量指标：柴油机润滑油的级别为CF、CG、CH级别排列越后，性能越好，质量越高，适用的机型越新，能适应苛刻的工作条件。

CF-4：适用于高速、重负荷、长周期运行的柴油机；CG- 4：燃料硫含量小于0.05*%时选用这种级别的润滑油；CH-4：燃油喷射压力更大，运行温度更高的双金属活塞发动机。

第二个指标是机油的粘度：按美国汽车工程师协会的SAE标准：通常选择的冬夏通用油：全天候型如SAE15W/：2007-08-07动力。40、10W/40）：表示低温时的粘度等级分别符合SAE15W、10W的要求、即适应的最低温度是-15°C、-20*C，高温时的粘度等级分别符合SAE40的要求，即适应的最高环境温度是40C. 3齿轮油工程机械齿轮油主要用于前后驱动桥主减速器、轮边减速器的重负荷齿轮油。

按API车辆齿轮油的质量等级，大型工程机械常用的齿轮油如下：APIGL>5：用于高速及冲击负载、高速低扭矩及低速高扭矩的情况下的各种齿轮，尤其是双曲面齿轮。

5或更高的APIGL-6高偏置双曲面齿轮）。

4液压油工程机械液压传动系统由液压泵、控制阀、执行机构和辅助设备等元件组成。工程机械通常是高压、功率大、油泵的负荷重，要求油品具有优良的抗磨性，更好的热氧化安定性。电液伺服阀和比例电磁阀等部件灵敏度高、结构复杂、配合间隙小、精密度高，要求液压油具有更高的清洁度、过滤性好等。常用高级抗磨液压油HM46或更高。

由于技术的进步和发展，工程车辆与油品质量的升级换代，在不同的地区环境、气候条件下，操作使用条件的不同，油品的选择应用以及确定合理的换油周期是必须面对的问题。

设备厂商推荐的换油时间周期或换油里程留有较大的保险系数。结合实际情况的行车实验、维护保养情况检测、油品定期的仪器分析检测，可获得较准确的合理换油时间周期，油品质量级别的选择。

正在使用中的油品，其性能质量限度的分析内容主要有：油品中的金属含量分析和其它如：粘度、总碱值或总酸值、水份、氧化度等）实验。技术规律研究的工作，从基础开始到展开实验，是从简单到复杂，通过大量的、一段时间的行车运行，维修保养对比记录、油品实验分析数据处理，总结出油品的使用油品老化变质的主要规律后，技术要求又从复杂到简单，推广应用后，从而产生经济效益。

工程机械使用运行中，润滑油费用仅占据0.5% -2%，费用最大的分别是燃料和维修费。换油过晚、换油周期过长、使用低级别的油品，发动机、底盘磨损会几何级数增加，结果会增加维修费用，甚至使发动机提前报废。因此，工程机械发动机油选择时，进行必要的润滑油理化测试项目。测试项目可包括：粘度、总碱值或总酸值、水份、积碳、氧化和氮化程度、闪点；磨损金属：铁、铜、铝、镍、铬、钠、锌、硅、镁和机等。

5润滑油中金属含量分析油品的光谱分析技术通过连续跟踪润滑油的使用状态，可分析出油品中的二十几种金属元素及其浓度，能有效地判断设备车辆的磨损状态、油品的污染程度和添加剂的损耗情况。根据油品中出现的元素和这种元素的来源来判断是什么性质的故障，根据各摩擦的材料就能准确判断产生磨损元素的具体位置。

其中油品的金属含量分析主要使用：原子吸收光谱分析仪AAS）、电感耦合等离子体发射光谱ICP-AES）等。

ICP是一种广泛应用的等离子体原子化器，具有温度高、原子化效率高、受化学干扰小等特点，一次可分析多个元素。ICP的缺点是价格较贵，一台ICP-AES需一百多万元，还不加洁净分析室建设和配套设施，购买耗材及各种气体也比较困难，对分析人员要求高，普通生产现场难以推广，适合油品生产厂商、大型实验室、大型企业等。

原子吸收光谱AAS）可做测定微量定量分析，AAS是金属进行元素分析最常用的技术之一，几乎涉及溶液分析的各个领域。其中火焰原子吸收光谱是一种成熟且应用广泛的分析技术，主要用于微量元素分析，具有操作简单、分析速度快、测定高浓度元素时干扰小、具有灵敏度高、准确度好、使用成本低、信号稳定、易操作使用等优点，是测定金属元素的实用工具。

润滑油中金属含量分析在辅助设备故障诊断方面的使用，通常主要是价值高达上百万元的发动机。

发动机机油常见的磨损金属见表1.表1发动机机油常见的磨损金属元素来源铁缸套、活塞环、曲轴、气门元件铬活塞环铝活塞铅轴瓦、衬套锡轴瓦通过油品分析技术，确定磨损的金属元素含量如：含铝偏高说明发动机活塞有磨损；铁含量高说明活塞环及轴瓦磨损；铜含量高说明铜/铅轴承出现磨损等。

一台卡特比勒3412发动机机油运行使用中的测试项目见表2.表2元素分析项目元素铁铝铬铜铅硅钠根据分析结果，发动机机油磨损金属的指标资料对照，表明该发动机机油里硅元素偏高，硅元素主要来源于灰尘，说明空气过滤器不正常或该更换，其它元素正常。

6结束语工程机械柴油机油要求，通常使用CF-4以上的油品。使用柴油硫含量高的，柴油机油要求总碱值TBN）必须大于10；齿轮油要求使用APIGL 5.使用高级别的油，换油周期较长，目的是保证发动机及底盘运行良好，节省燃油、减少维修费及延长设备使用寿命，延长设备投用年限，而并非只是为了延长换油周期。

对于运行繁忙的大型车辆机组群，如大型矿山开采的车辆设备，如条件具备可通过润滑油的分析，可正确地选用和使用合理的润滑油、换油周期，并能辅助设备故障诊断、运行状态监测等。一段时间的油品跟踪分析研究，总结出油品的使用规律后，油品的分析技术要求又从复杂到简单，推广应用从而产生良好的经济效益。