摘要： 柴油发电机用机油的分类涉及基础油类型（矿物油、半合成油、全合成油）、API品质等级（如CF、CH、CI等）和SAE粘度等级（如0W30、5W40、10W50等）。本文系统介绍SAE粘度等级的测定方法与多级油的适用温度范围，详细说明API柴油机机油等级（CF至CI-4）的演变与适用范围，阐述军方等级的来源与含义，分析合成润滑油的优点（热稳定性、低温流动性、降低摩擦功率）与缺点，为用户正确选用润滑油提供参考。
一、SAE等级
SAE等级按照机油的黏度或稠度给定。SAE等级应用赛波特通用黏度秒数（SUS）试验。SAE等级的确定与不同的温度有关，在0℉、150℉和210℉下测试机油的黏度，最常用的温度是0℉和210℉。等级之后有字母“W”的表示黏度是在0℉下测得的，如果等级后没有字母“W”，则是在210℉下测试的。
1. SAE单级油的黏度测定
（1）低温黏度测定（W级）。在0℉条件下，通过赛波特通用黏度秒数试验测定机油流动时间。例如，10W机油在0℉时，其黏度等级为6000SUS至12000SUS，这表示油样在标准试验条件下流过黏度计所需的时间。
（2）高温黏度测定（非W级）。在210℉条件下测定机油的黏度等级。同样以10W机油为例，当温度升高到210℉时，其黏度等级降至39SUS，表明高温下机油流动性显著改善。
（3）单级油的特点与局限。单级油仅在特定温度范围内具有良好性能，低温下流动性差、高温下黏度过低，难以满足发动机全工况润滑需求。
2. 多级通用机油的特性
（1）黏度等级表示方法。多级通用机油具有能同时满足0℉和210℉范围黏度需求的等级，如10W30，其含义是：在低温下（0℉）具有10W的流动性，在高温下（210℉）具有30级的黏度保持能力。
（2）多级油的性能优势。多级油受温度变化的影响较小，在宽温度范围内能保持相对稳定的黏度特性。与传统单级油相比，多级油在低温启动时可更快到达各润滑部位，减少冷启动磨损；在高温下能保持足够的油膜强度，防止边界摩擦。
3. SAE等级的选用原则
（1）参考厂家推荐图表。有时要准确地判断使用哪种黏度的机油很困难。为了更好地提供服务，厂家给出了各种表格来帮助确定最佳的黏度。图2给出了这样的一个图，如从大约-10℉到大约60℉，应使用SAE 10W30。对于不同的温度状况，给出了其他的机油推荐。
（2）遵循厂家建议的重要性。始终遵循厂家的建议来确定发动机使用哪种机油是正确的，否则将享受不到新发电机组保修的待遇。如果对发动机中使用的机油黏度有什么疑问，请查阅用户手册。
（3）黏度的测量方法。必要时，可测量黏度（SUS）。对于每个SAE等级，机油必须有一个确定的流动速率，通过定期检测黏度可判断机油是否老化或受燃油稀释。
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图1 机油的种类 |
图2 不同的温度下的机油适用黏度等级 |
二、API等级
美国石油学会（API）根据发动机维修类型中应使用的机油来给机油定级。
1. 汽油机API等级的演变
（1）历史上的汽油机API等级。在过去，发动机采用过许多API等级。下列的API等级曾经使用过或现在仍在使用：SA、SB、SC、SD、SE、SF、SG、SH、SJ和SL。过去的几年里，API按照减少发动机沉积物、承受较高的温度和压力需求、提供较好的防锈和防腐蚀保护来持续改进机油使用品质。
（2）当前有效的汽油机API等级。现在仅存的等级包括SJ和SL级，其他所有的机油等级现在已作废。最近的使用等级包括以前各种类的性能特性。SJ级用于2001款和更老的发动机，SL级用于目前使用中的所有发动机。2001年7月1日开始使用的SL级机油具有较好的高温沉积物控制和较低的机油消耗特点。
（3）ILSAC标准与节能机油。一些机油还可以符合最新的ILSAC技术规格和（或）具有节能机油的资格。ILSAC设置了用于汽油发动机的厂家最低润滑标准，标有“ILSAC GF”的机油容器装有符合该组织硬性标准的机油。
2. 柴油机API等级的演变与现状
根据API柴油机发动机的分类，等级是不相同的。下列的等级曾经使用过或现在仍在使用：CA、CB、CC、CD、CE、CF、CF-2、CF-4、CG-4、CH-4和CI-4。这些等级同样被持续地更新。等级CA、CB、CC、CD和CE现在已作废。然而，其他的等级仍存在并做如下使用：
（1）CF级（1994年开始使用）。用于非公路用、间接喷射及其他柴油机发动机，能用来替代CD机油。CF级机油具有良好的清净分散性和抗磨性，适用于中负荷柴油机。
（2）CF-2级（1994年开始使用）。用于大功率、二冲程发动机，特别适用于要求极高抗磨保护和烟炱分散性能的重型二冲程柴油机。
（3）CF-4级（1990年开始使用）。用于高速、四冲程自然吸气和涡轮增压发动机。CF-4级机油在高温稳定性和抗磨保护方面优于CF级，适用于1990年代初期的高性能柴油机。
（4）CG-4级（1995年开始使用）。用于符合1994年排放标准的大功率、高速、四冲程发动机。CG-4级机油具有更好的烟炱分散能力和抗磨性能，适用于低硫燃油条件下的现代柴油机。
（5）CH-4级（1998年开始使用）。用于高速、四冲程、设计符合1998年排放标准的发动机。CH-4级机油在抗磨保护、烟炱分散和高温稳定性方面全面提升，适用于高增压、高强化柴油机。
（6）CI-4级（2002年开始使用）。用于高速、四冲程、设计符合2004年排放标准（2002年执行）的发动机。CI-4级机油具有优异的烟炱分散能力、抗磨保护和抗氧化性能，适用于废气再循环（EGR）技术的现代柴油机。
（7）API等级的查看方法。要获得美国石油学会使用等级的最新信息，可登录有关网站查询。大多数等级一般都印在机油容器上，如果机油容器上没有API等级，则机油不符合API技术规范。
三、军方等级
1. 军方等级的来源与意义
军方等级与军事试验和性能有关。政府有关组织与发动机制造厂签订合同来建造特殊用途的发动机。出现这种情况时，对于特殊用途的推荐机油种类，就颁发出军用规范。军方等级代表机油通过了军用标准的严格试验，这些试验通常比民用标准更为苛刻，涵盖高温耐久性、抗磨损、腐蚀保护及极端环境适应性等。
2. 常见的军方等级
一些测试过的等级是：MIL-L2104B、MIL-L46152或MIL-L6082。MIL-L2104B为早期军用柴油机机油规范，MIL-L46152为汽油机军用规范，MIL-L6082为通用军用润滑规范。
3. 军方等级的实际应用
根据这些试验，发动机制造厂为军用中使用的发动机推荐特殊类型的机油，这些推荐中通常包括SAE和API等级。如果机油容器上印有军方等级，则能认为该种机油已经为军用设备的专门应用而被试验过。在民用市场上，带有军方等级的机油通常代表其品质达到了较高的可靠性标准，但民用发电机组的选型仍以API和SAE等级为首要参考。
四、合成润滑油
1. 合成润滑油的制造原理与起源
最近几年里，合成润滑油的使用越来越多。合成意思是将各部分组成一个整体或由一组个体分子制成复合化合物。合成润滑油通过将酒精、各种酸、其他化合物和碳氢化合物混合在一起制成。碳氢化合物可从煤、石油、天然气、木头或任何农业资源中得到。所得到的润滑油就是一种能满足和超出各种发动机润滑需求的合成产品。合成机油是通过将具体的分子化合成一种适合具体情况的最终产品而生产出来的，它们能满足或超出SAE和API的推荐。由于温度和压力较高的原因，合成机油最初用在喷气式发动机上。现在，由于能承受高温且机油黏度变化很小的原因，它们被使用在汽油机和柴油机上。
2. 合成润滑油的主要优点
（1）宽温度范围适应性。合成机油能在-60～＋400℉范围内有效地工作，远优于矿物油的工作温度范围。
（2）优异的热氧化稳定性。出现氧化的温度大约要比普通机油高50℉，这意味着在高温工况下合成机油更不易氧化变质。蒸发损失低，在标准时间内只有约1％的机油蒸发，而标准润滑油约为25％，从而减少机油消耗。
（3）黏度指数高。黏度随温度变化很小，这会改善寒冷天气下的冷起动能力和每加仑燃油有效功率。低温下流动性好，可快速到达各润滑部位，减少启动磨损；高温下保持足够黏度，提供可靠油膜保护。
（4）降低摩擦功率。增强润滑性能，由此产生的结果是摩擦阻力减小，功率增大。图4给出的是在不同的转速下功率的增加，例如如果发动机以1800r/min运转，则制动功率增加约11％，如果发动机以4800r/min运转，则制动功率增加约8％。
（5）降低机油消耗。合成机油提高了密封特性，减少机油通过活塞环的窜漏。
（6）更清洁的发动机部件。合成机油具有更好的清净分散能力，使发动机内部保持清洁，减少沉积物形成。当发动机部件保持较清洁时，不需要很多的维护保养。
（7）抗燃油污染能力强。不会受强燃油污染的影响，在燃油稀释条件下仍能保持润滑性能。
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图3 柴油机润滑油结构组成 |
图4 柴油机使用合成机油减小摩擦阻力 |
总结： 柴油发电机润滑油的选择需综合考虑SAE粘度等级（如10W30适用-10℉～60℉）、API品质等级（CF适用于非公路间接喷射发动机，CI-4适用于符合2004年排放标准的高速四冲程发动机）及军方等级。合成润滑油具有热氧化稳定性好（-60～＋400℉有效）、蒸发损失低（约1％）、摩擦阻力小（1800r/min时功率增加约11％）等优点。遵循厂家建议选用正确等级的润滑油是保证发电机组性能和享受保修的前提。
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