1 汽车发动机油的作用

    当汽车发动后，发动机油从油箱通过油泵经过滤器后输送到曲轴、连杆、活塞、汽缸壁、凸轮轴、汽门等部位。性能优良的发动机油，无论是汽油机油还是柴油机油，都应具有下列作用：
润滑作用 发动机工作时，活塞、活塞环和汽缸壁之间，连杆大头和曲轴颈、连杆小头和活塞销之间，以及控制气阀的传动系统等运动部件都处于高温、高速和高压下运转。金属之间的干摩擦不但会增加能量消耗，而且摩擦产生的大量热会在短期内使摩擦面的金属发生磨损、熔化，甚至烧结。发动机油进入摩擦部件后，在摩擦面之间形成一层油膜，防止金属的磨损。油膜的厚度与润滑油的粘度和它对金属表面的吸附力有关，粘度大比粘度小容易形成油膜，加入极性添加剂可增加对金属表面的吸附力。
    冷却作用 燃料在发动机内燃烧所产生的热量只有30％—40％转变为机械能，其余的热量，除消耗于摩擦外，还使发动机发热和通过排气而进入大气。发动机的冷却系统只能带走60％的热量，而且只能冷却汽缸盖、汽缸套和配气系统。发动机的汽缸、活塞等部件不但摩擦产生热量，而且还来自燃料燃烧时产生的热量。大量的发动机油从摩擦面上流过，带走热量，保护发动机不会因温度过高而烧坏。
    密封作用 发动机活塞与汽缸、活塞环与活塞环槽之间都有一定的间隙，以保证活塞自由运动。发动机油填充了活塞与汽缸、活塞环与活塞环槽之间的间隙，形成油封，从而达到不漏气，保证发动机功率的发挥，也可阻止废气窜入曲轴箱，污染和稀释润滑油。
    清洗作用 发动机在工作时，由于燃料燃烧形成的积炭，润滑油氧化形成的胶状物，各部件摩擦产生的金属屑，以及由空气带进的尘土，都会在发动机的部件表面形成沉积物和漆膜，如不及时除去，会加剧部件磨损，损坏机件，严重时会卡死活塞环，致使发动机停止运转。发动机油通过循环，及时把油泥和杂质带走，经过粗、细滤清器，除去有害物质，从而保证发动机的正常运行。
    防锈和抗腐蚀作用 发动机的腐蚀来源于水、酸、空气和润滑油的氧化产物。每加仑燃料在发动机里燃烧生成水一加仑以上。虽然大多数水以蒸汽形式排出，但仍有一些水凝结在汽缸壁或经过活塞环进入曲轴箱。由于水的作用而使发动机部件生锈。燃料中的硫、铅携出剂的燃烧产物会产生酸性物质，腐蚀性燃气能通过活塞环冷凝或溶解在曲轴箱里，再加上油品正常氧化生成的酸，会使发动机发生腐蚀。内燃机油由于加入了防锈和防腐蚀添加剂，具有良好的防锈和防腐蚀作用。
2 汽车发动机油的主要理化性能评定
    粘度和粘温性能 粘度是发动机油的重要性能指标。为了保证发动机部件的润滑和良好的密封，发动机油的粘度最低不能小于3．5mPa·s。同时，为了保证发动机在-5—-30℃下能顺利启动，发动机油的低温粘度应在3250—6000mPa·s范围内。在使用中，发动机各部件的工作温度差别很大，从大气温度到300℃，因此要求发动机油在这个温度范围内粘度变化要小，要求单级油的粘度指数一般在90—105，多级油的粘度指数应在120一180之间。高温粘度采用ASTM D445(GB／T 265)测定100℃的运动粘度。高温高剪切粘度作为高温发动机性能有关流变学参数被广泛采用，测定方法是ASTM D4624在高温高剪切条件下用CaPillary粘度计测定表观粘度或按ASTM D4633方法在高温高剪切条件下用TBS粘度计测定粘度。低温粘度则用SAE J300附录A规定的冷起动模拟机(CCS)测定低温下的表观粘度(ASTM D2602，GB／T 6538)。边界泵送温度是测定油品流到发动机入口处的能力，对0w、20W、25W用ASTM 3829(GB／T 9171)或CECl—32—T—82方法测定，对5w、10w、15W则用ASTM D4684方法(SAEJ300附录B)(SH／T0562)测定。
    清净分散性能 发动机油抑制其氧化生成油泥和积炭，并能使它们悬浮于油中，同时又能将已沉积在部件上的胶状物、积炭洗涤下来，这种能力称为清净分散性能。沉积物在润滑油的循环中，通过滤清器除去，从而减少活塞上漆膜和积炭生成的倾向。发动机油的清净分散性能要通过发动机台架来评定。实验室模拟评定方法有：NOX油泥试验、成焦板及成漆板试验、转盘成焦器试验等。
    抗氧化性能 发动机油在工作中由于受温度、空气、水分及金属催化的作用会发生氧化变质。发动机油氧化后产生粘稠的沥青质和胶状物质，从油中析出，形成沉积物，积聚在曲轴箱底部、机油滤清器上和系统管道中，或在发动机热表面形成漆膜，使发动机不能正常工作。因此，发动机油氧化生成沉积物的倾向，是油品氧化过程的重要指标。评定发动机油的抗氧化性能主要靠发动机台架试验。实验室主要模拟方法有：汽油机油薄层吸氧氧化安定性测定法(TFOUT法)(ASTM D4742，SH／T 0074)，内燃机油氧化腐蚀模拟测定法(CLW—1轴瓦法)(SH／T 0199)，内燃机油氧化安定性测定法(SH／T 0299)，曲轴箱模拟试验方法(QZX法)(SH／T0300)，差热扫描量热计(DSC)和压力差热扫描量热计(PDSC)等。
    抗磨损性能 发动机油的抗磨损性能与油品的粘度、清净分散性、抗腐蚀性有关，也与发动机的工作条件有关。当负荷增大时，
如果金属接触表面的油膜被破坏，就会造成干摩擦，引起机件摩擦表面的磨损和擦伤。实验室评定发动机油抗磨损的方法主要靠低速四球试验机，SRV摩擦磨损试验机和活塞一缸套摩擦磨损试验机(NMM)等。
3 汽车发动机油的台架评定
    一个品质优良的发动机油不是仅仅靠一些理化指标所确定的，需要通过一系列相应的台架评定试验。这是由于汽车发动机类型及工况极其复杂，不是实验室方法所能完全模拟的。因此，发动机油的使用性能，例如生成漆膜的倾向、生成沉淀的倾向、抗腐蚀性及抗磨损性等都必须通过发动机台架试验进行评定，并在行车试验中加以验证。
  ①汽油机油的台架评定  L—38轴瓦腐蚀试验  用于评定发动机油对于轴瓦腐蚀磨损的防护性能。  MS程序试验  根据美国小轿车运行特点制定的。程序Ⅱ是考查润滑油低温低负荷下的抗锈蚀性能；程序Ⅲ是用以评定润滑油高温高负荷下的性能，如曲轴箱润滑油的增稠清净分散性、凸轮与挺杆的擦伤磨损和活塞环及汽门杆的粘结等；程序Ⅳ是设计用来评定发动机低负荷高速运转时，凸轮与挺杆由于轻度振动造成擦伤和磨损。后来由于采用了较好的材料，这方面的问题解决了，所以这一试验程序也被废除了；程序Ⅴ正好与程序Ⅲ相反，是用来评定现代发动机开开停停工况下的低温油泥情况；最新提出的程序Ⅵ是用来评定发动机油的节能效果。随着发动机性能的不断提高，MS程序试验的条件愈来愈苛刻，指标要求也相应提高，例如程序Ⅲ A提高到量ⅢD，曲轴箱油温从130℃提高到150℃，试验时间从40h增加到64h。欧洲的小轿车汽缸工作容积大约只有美ZEE国的三分之一，发动机负荷因素比美国汽车大得多，因而活塞漆膜和粘环问题较为严重，但低温油泥并不突出。欧洲有自己的一套台架评定方法。表3—1列出了美国及欧洲汽油机油台架评定方法。
    表3—1  美国及欧洲汽油机油台架评定方法

机油台架评定方法。    表3—2美国及欧洲柴油机油台架评定方法

     ②中国车用发动机油的台架评定    参照美国MS程序试验和开特皮勒试验，中国建立了一套评定汽油机油和柴油机油的台架评定试验。与国外的对照列于表3—3。此外，还使用国产发动机建立了1105单缸和增压135单缸ZEE试验。1105单缸试验接近美国的L—1单缸试验，135C和135D比较接近1H2和1G2，但试验条件有些不同。