摘要：国内润滑油消耗总量中，车用润滑油占的比重较大，车用润滑油在车辆运行中主要起到润滑作用，此外还起到冷却、清洗防锈、减振、密封、传递动力等作用，其对于车辆正常运行至关重要，需适时更换。本文分析了车用润滑油寿命换油周期检测技术的研究现状，为车辆发动机的使用、维护和保养提供参考，从而科学、合理地指导车辆发动机按质换油。
关键词：车用润滑油；使用寿命；抗氧剂含量
引言：日常中，为了选择最合理、最经济的RUL评估分析技术，样品数量、设备价格、实验人员能力等都是需要考虑的环节。本文通过分析了不同抗氧剂检测方法在车用润滑油使用寿命中的研究进展，相较于其它几种方法，伏安法在测试成本、设备便携性以及测试效率和灵敏度上有着明显优势，目前已被应用于评估润滑油的剩余使用寿命，但是其缺陷就是无法预测不同添加剂组合以及润滑油基础油对抗氧化系统的影响，而PDSC可以评估不同添加剂组合以及润滑油基础油对抗氧化系统的影响。因而可以将伏安法和PDSC结合起来更好评估车用润滑油使用寿命。
1.我国车用润滑油换油周期现状
早在1996年，Benz（奔驰）汽车公司和Shell（壳牌）润滑油公司共同发表了题为“延长换油周期是节约资源还是降低发动机寿命”的文章，对1950年至1996年间欧洲的换油期进行了统计，换油里程分别为：1950年为1500km，1960年为3000km，1970年为5000km，1980年为7500km，1990年为10000km，1996年为15000km。而我国民用汽车目前使用的汽油发动机润滑油虽然已经达到SM或SN级，但换油期普遍较短。有关我国车用润滑油更换问题的调查表明，大多数司机是以5000km或6个月为标准更换润滑油，几乎没有人对润滑油做过指标检测。而这个换油周期相当于发达国家20世纪70年代（SC或SD级）以前的水平。
2.车用润滑油换油周期的抗氧剂含量检测技术研究情况
在《润滑与摩擦学手册》和《摩擦学数据手册》中都对润滑油的剩余使用寿命进行了定义，即：润滑油的“剩余使用寿命”（RUL）为从新润滑油到其物理化学性质发生急剧变化的时间长度。抗氧剂是润滑油中重要的组分之一，其作用是增加润滑油的热氧化安定性。抗氧剂在运行过程中被不断耗尽，最终会导致润滑油失效，随之润滑油的物理和化学性质发生突变。由此，润滑油的剩余使用寿命（车用润滑油换油周期）可以通过评估润滑油中残留抗氧剂含量来预测。目前，关于测定润滑油中剩余的抗氧剂的浓度或含量的检测方法主要有四种：热氧化方法、化学氧化方法、电化学方法、仪器分析方法。
2.1热氧化方法
长期热氧化稳定性试验已被用于预测车用润滑油的使用寿命，如图1为柴油机油在150℃温度下的剩余使用寿命、剩余抗氧剂、粘度（40℃）、总酸值与老化时间的关系图，柴油机油在150℃温度下的使用寿命为120h。此外，衡量整个系统的抗氧化能力可以采用氧化诱导时间或起始氧化温度而不是单个的抗氧剂的浓度。薄膜耗氧量测试（TFOUT）可以测定润滑油的氧化诱导时间，其被应用于预测含有二硫代硫酸锌添加剂的车用润滑油的RUL。差热分析法中，高压差示扫描量热法（PDSC）是在加速热氧化检测技术中最迅速最简单的方法，其测定润滑油的起始氧化温度。在机油中，PDSC的氧化诱导时间和长期的稳定性试验表现出很好的一致性。此外，相关学者等基于氧化动力学模型预测烃基润滑油剩余有效寿命，其结果表明工作温度的升高会显著缩短润滑油的剩余有效寿命，水分通过改变反应活化能影响润滑油的使用寿命。
图1.柴油机油在150℃温度下的剩余使用寿命、剩余抗氧剂、粘度（40℃）、总酸值与老化时间的关系图：
2.2化学氧化方法
自由基滴定技术的原理是：一是通过加入氧气和自由基引发剂来产生过氧自由基，二是将油样品溶解于十六烷和环己烯中形成稀释液，三是用过氧自由基来消耗在稀释液的中的抗氧剂；当抗氧剂被消耗完时，系统产生的氧气压力也会迅速下降，继而得到一个氧化诱导时间。此方法已经用于评估新的和使用过的润滑油的抗氧化能力，通过此方法，测得发动机新润滑油的氧化诱导时间长达75min。
2.3电化学方法（伏安法）
电化学方法是通过固体电极的电流峰高—电压关系来测定抗氧剂的含量。其中，伏安法作为电化学方法中测定抗氧剂的最主要技术，基于采用线性扫描伏安法测定抗氧剂含量的美国标准基础上，相关的学者做了大量研究，其在电极材料、电解质溶液以及检测技术等方面进行了改进，实现了不同种类抗氧剂（胺类、酚类、ZDDP等）和多个同类抗氧剂的同时测定，并且达到了更高的准确度和更低的检测限。
2.4仪器分析方法
常用的由于抗氧剂含量检测仪器分析法主要有气相色谱法、液相色谱法、傅里叶变换红外光谱技术等。其中，气相色谱法的原理是基于润滑油中不同成分的沸点高低进行分离，但是其不能对使用过的润滑油产生的抗氧剂进行定量分析，因而其会低估旧润滑油的抗氧化能力。相当于气相色谱法，液相色谱法可以能够避免不能对产生的抗氧剂进行定量分析这个问题，但是该方法存在成本高、使用有毒溶剂以及制备样品复杂等问题，使其在日常检测应用受到了一定的限制。相对于气相、液相方法，基于傅里叶变换红外光谱技术（FTIR）方法使用的最广泛。在油样的500-4000cm-1波长范围内，润滑剂中各组分的类别与其浓度对应着一个波长的光的吸光度，学着等采用红外光谱法测定航空润滑油液压油中2，6-二叔丁基对甲酚含量。FTIR与伏安方法只检测抗氧剂种类不同，其在检测结果包含润滑油中所有成分（包括基础油）。
结论：
抗氧剂是车用润滑油的重要组分之一，评估车用润滑油的使用寿命的主要指标之一可以通过测定其残留含量，这也是当前研究的热门内容之一。本文介绍了近年来国内外关于车用润滑油中抗氧剂含量的测定方法的研究进展情况，主要包括热氧化技术、化学氧化技术、电化学技术、仪器分析技术四大类，并对今后的检测方法的发展方向进行了展望，为从事车用润滑油使用寿命检测技术的研究者提供参考。
参考文献：
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论文作者:朱美华,王建洪
论文发表刊物:《基层建设》2019年第20期
论文发表时间:2019/9/25
标签：抗氧剂论文; 润滑油论文; 车用论文; 使用寿命论文; 方法论文; 含量论文; 剩余论文; 《基层建设》2019年第20期论文;