2024年3月10日发(作者：宛和昶)

2021年第48卷第2期

合成润滑材料

SYNTHETICLUBRICANTS

15

DOI：10.3969/.1672-4364.2021.02.005

推荐引用格式：徐瑞峰，李静，金理力，等.用模拟台架试验考察汽油机油中的摩擦改进剂［J］.合成润滑材料，2021，

48（2）：15-18.

用模拟台架试验考察汽油机油中的摩擦改进剂

徐瑞峰

1

，李静

1

，金理力

1

，汤仲平

1

，曹阳

2

（1.中国石油兰州润滑油研究开发中心，兰州730060；2.中国石油润滑油公司，北京100028）

摘要：汽油机油的燃油经济性不仅与配方中的摩擦改进剂密切相关，还与老化后的摩擦改进剂的摩擦学性能密切相关。

用HTCBT模拟氧化试验（160℃，5.0L/h空气，96h）来评价摩擦改进剂的老化性能，并用微牵引试验机（MTM）和SRV试验机

来评价老化前后摩擦改进剂的摩擦学性能。有机酰胺摩擦改进剂在老化前后均具有良好的减摩性能和减摩持久性。MS程序

ⅥE台架试验显示，有机酰胺摩擦改进剂的FEI1为4.44%（要求≥3.10%），FEI2（老化109h）为2.21%（要求≥1.50%），能够满足

研究手段和思路。（图8表3参考文献2）

ILSACGF-6A规格汽油机油对燃油经济性的要求。这些模拟方法为摩擦改进剂的筛选以提高汽油机油燃油的经济性提供了

关键词：老化性能摩擦学性能燃油经济性

中图分类号：TE626.3+2文献标志码：A文章编号：1672-4364（2021）02-0015-04

0引言

随着我国产业升级，“国六”排放法规的推出以

逐渐下降，摩擦阻力增大，燃料消耗增加，所以需要

增加MoDTC的加剂量来保证燃油经济性。在保证

磷含量满足SN/GF-5质量等级要求的0.06%的加

剂量下限后，MoDTC加剂量超过0.7%，会造成

TEOST33C试验中金属沉积物增多，无法满足SN/GF-5

中TEOST33C标准限值≤30mg的要求，所以MoDTC

需要配合其他的摩擦改进剂复合使用来达到减摩

效果和TEOST33C试验的要求

［1］

。

也就是说，汽油机油的燃油经济性不仅与配方

中的摩擦改进剂密切相关，还与老化后的摩擦改进

剂的摩擦学性能密切相关。

酯、酰胺类无灰摩擦改进剂的减摩机理类似，

都是通过氢键与金属表面结合形成的润滑膜来达

到降低摩擦的目的，其作用机理见图1。

及对汽车节能的要求越来越苛刻，进一步提高汽车

的燃油经济性和减少二氧化碳的排放是乘用车的

发展趋势，所以通过发动机油来提升汽车的燃油经

济性非常有必要。

提高汽车燃油经济性的主要措施一般有两种：

第一种是降低发动机油的黏度，目前市场上的超低

黏度发动机油的黏度已经降低到0W-16黏度等级，

随着超低黏度发动机油的市场认可度越来越高，可

能还会出现0W-12黏度等级和0W-8黏度等级的

发动机油；第二种是通过摩擦改进剂来降低边界润

滑区域的摩擦因数来提升燃油经济性。但如此，一

些问题也应运而生，如黏度过低会造成发动机相关

部件磨损，使用低黏度基础油调合的发动机油会造

成过高的蒸发损失，引起油耗过高的问题等。为了

避免和解决这些问题，需要使用新的添加剂配方技

术来完善发动机油对发动机的润滑和保护。

MoDTC（二烷基二硫代甲酸钼）被认为是较为

有效的降低边界区域摩擦因数的摩擦改进剂，可以

与ZnDDP（二烷基二硫代磷酸锌）协和使用，促进形

成MoS

2

润滑膜；MoS

2

可以与硼化水杨酸钙复合，可

油配方中，MoDTC是一个关键的摩擦改进剂。

但是，随着行车时间的增加，MoDTC与发动机

油氧化产生的过氧化物发生反应，导致有效钼含量

图1酯、酰胺类无灰摩擦改进剂减摩机理

最大限度地降低摩擦因数。因此，在低黏度发动机

基金项目：国家重点研发资助项目（项目编号：No.2017YFB0306700）。

收稿日期：2021-03-23

著者简介：徐瑞峰，硕士，工程师，主要从事润滑油添加剂及发动机

油配方的研究，已公开发表论文4篇。

16

合成润滑材料

SYNTHETICLUBRICANTS

2021年第48卷第2期

酯、酰胺同时使用时易发生竞争吸附，且没有

明显的协同作用。有机无灰摩擦改进剂通常在低温

时就有效；而MoDTC一般在较高温度发生化学反

应后生成的减摩物质吸附在金属表面才能产生减

摩效果，其在低温时的减摩能力很弱；若同时使用

无灰摩擦改进剂和MoDTC，必须充分考虑两者的

相互作用

［2］

。

1HTCBT模拟氧化试验

的腐蚀过程，

HTCBT方法主要模拟有色金属在柴油机油中

可以评价用于柴油机轴承和凸轮随动

件中的铅、铜、锡等合金的腐蚀。

CBT/HTCBT

HTCBT方法采用美国Koehler公司出品

法，等效于ASTM

柴油机油腐蚀试验仪

D5968方法，简称

（

CBT

SH/T

方法；

0723

的

SH/T

方

0754

方法）

方法，

。试验过程是将铅、

等效于ASTM

锡、

D6594

铜、磷青铜等金属试片

方法，简称HTCBT

放入试管中，并注入100mL试油，试管浸入加热浴

中并通入干燥的空气，试验时间均为168h。CBT方

法是在121℃的热浴温度下试验，HTCBT方法是在

后

135

油

℃

样

的热浴温度下试验。

中的金属元素含量

试验结束后测定试验前

（GB/T17476方法或

ASTM

试验具有周期短、

ⅥD

D5185

台架试验周期长，

方法）。

操作简单、

成本高，

成本低的优点，

而HTCBT

可以作

模拟

为节能汽油机油做VID台架试验进行初步的筛选，

见图2。

图2CBT/HTCBT模拟试验

目前国内外关于HTCBT模拟试验与VID台架

试验的相关性研究甚少，因此对HTCBT模拟试验

与VID台架试验相关性的研究势在必行。

1.1HTCBT模拟氧化试验与ⅥD台架试验相关性

图3是汽油机油100℃运动黏度随ⅥD台架试

验时间的变化曲线。

图3100℃运动黏度随ⅥD台架试验时间变化曲线

从图3可以看出，试验开始时，运

动黏度为10.01mm

2

发动机的剪切作用导致油品的

/s，在ⅥD台架试验的前

新油的100

100℃运动黏度降

20

℃

h因

低至9.559mm

2

/s。但随着试验的进行，

时的100℃运动黏度为

油品因氧化

10.11

作用黏度逐渐升高，

程序

mm

2

ⅥD

/s，与新油

台架试验后油品的运动黏度并没有发

（0

100

h）接近。

h

生较大的变化，说明程序ⅥD通过率低的原因是摩

擦改进剂老化后已经不能表现出较好的减摩效果。

图4是汽油机油酸值随ⅥD台架试验时间的变

化曲线。

图4酸值随ⅥD台架试验时间变化曲线

从图4可以看出，随着ⅥD台架试验时间的延

长，

2.22

汽油机油的酸值逐渐增加，

0.59

mg/g

mg/g

增加到试验结束时的2.81

由试验开始时的

mg/g，增加了

图5是汽油机油碱值随

。

ⅥD台架试验时间的变

化曲线。

图5碱值随ⅥD台架试验时间变化曲线

2021年第48卷第2期

徐瑞峰，等.用模拟台架试验考察汽油机油中的摩擦改进剂

17

从图5可以看出，随着ⅥD台架试验时间的延

长，汽油机油的碱值逐渐降低，由开始时的8.63mg/g

下降到试验结束时的6.63mg/g，下降了2.0mg/g。

从ⅥD台架试验酸值和碱值的变化可以看出，

程序ⅥD台架试验符合汽油机油的老化的一般

规律。

表1

项目

新油氧化值/A

10.485

100h氧化值/A16.428

氧化值变化

/A5.943

*

通过以上试验可以看到，ⅥD台架试验后，汽

油机油的酸值，碱值和运动黏度均没有发生明显的

变化，所以在模拟试验中不再考虑酸值，碱值和运

动黏度的因素，而主要考虑汽油机油的氧化值。

表1是9种汽油机油ⅥD台架试验100h后的

红外氧化值变化情况。

9种汽油机油ⅥD台架试验100h后的红外氧化值

9.477

5.113

12.212

18.516

6.304

12.347

16.018

3.671

10.219

13.616

3.397

10.988

18.471

7.483

10.610

16.215

5.605

10.000

19.532

9.532

汽油机油1汽油机油2汽油机油3汽油机油4汽油机油5汽油机油6汽油机油7汽油机油8汽油机油9

9.239

6.205

15.44414.590

注：氧化值变化=100h后氧化值-新油氧化值。

从表1的数据中可以计算出汽油机油ⅥD台架

试验100h后的红外氧化值变化的平均值为5.917A，

可以用此平均值加上新油的红外氧化值来估算汽

油机油ⅥD台架试验100h后的红外氧化值。

图6是ⅥD台架试验与HTCBT模拟试验红外

氧化值的比较。

机酰胺摩擦改进剂的摩擦学性能及其老化后

（HTCBT模拟试验90h）的摩擦学性能进行了考察。

MTM试验条件为负荷36N，滑动滚动比

（SRR）50%，温度140℃，考察结果见图7。

图7

图6ⅥD台架试验与HTCBT模拟试验红外氧化值比较

摩擦改进剂MTM摩擦因数随转速的变化

在图6中，新汽油机油的红外氧化值为5.573A，

故预测汽油机油ⅥD台架试验的红外氧化值为

5.573A+5.917A=11.490A；而用HTCBT模拟试验，

汽油机油的红外氧化值随时间的延长而逐渐增加，

即HTCBT模拟氧化（实测）曲线。

通过对不同时间的汽油机油红外氧化值进行

拟合，得到HTCBT模拟红外氧化值曲线与预测VID

台架红外氧化值的交点在90h左右。

由此可以得出，在160℃，空气流量为5.0L/h

的条件下，HTCBT模拟氧化时间大约在96h时与

VID台架试验的红外氧化值一致，建立起了两者的

对应关系，因此可以用HTCBT模拟氧化试验来评

价汽油机油的抗氧化性能，从而也可以用来评价摩

擦改进剂老化后的减摩性能。

2摩擦学试验

用MTM（Mini-TractionMachine，微牵引试验

机）和SRV试验机对有机钼（MoDTC），有机酯和有

SRV试验机是评价汽油机油节能性能的有效

手段，可模拟发动机的缸套-活塞环，阀系等关键摩

擦副的摩擦状态。SRV试验条件为磨合负荷50N，

测试负荷400N，频率50Hz，振幅1.5mm，时间（每

个温度点）5min，考察结果见图8。

图8摩擦改进剂SRV摩擦因数随温度的变化

对图7和图8进行分析可以知道，有机钼摩擦

改进剂在不同温度下均具有低的摩擦因数，表现出

了良好的减摩性能；但老化后的有机钼摩擦因数有

所升高。

有机酯摩擦改进剂的摩擦因数较高，老化后摩

18

合成润滑材料

SYNTHETICLUBRICANTS

2021年第48卷第2期

擦因数变化较大，说明有机酯摩擦改进剂容易发生

氧化而失去减摩性能。

有机酰胺摩擦改进剂在老化前和老化后的摩

擦因数变化较小，说明该类摩擦改进剂并没有因为

老化失去减摩效果。

3程序ⅥE燃油经济性台架试验

燃油经济性一直是ILSAC（国际润滑剂标准化

及认证委员会）关注的重点，从GF-1到GF-6汽油

机油规格的发展可以看出燃油经济性及其保持性

在不断地提高。

表2

项目

FEISUM≮2.6%

FEI2≮1.2

GF-5xW-20GF-5xW-30

≮1.9%

≮0.9%

GF-510W-30

≮1.5%

≮0.6%

GF-5汽油机油和GF-6汽油机油燃油经济性比较

GF-6AxW-20

≮3.8%

≮1.8%

GF-6AxW-30

≮3.1%

≮1.5%

MS程序Ⅵ燃油经济性台架由两个独立的工况

组成，两个工况加权节能效率为试验油的综合燃油

经济性指数。

在GF-6汽油机油规格中，节能发动机试验将

采用新开发的MS程序ⅥE燃油经济性台架，采用

最新的通用4.6L的V8发动机，进一步延长老化试验

时间至109h，试验时间为125h，相当于16093km

后的燃油经济性。

GF-6A的综合燃油经济性指数较GF-5均提升

1.0%，GF-6B的提升幅度更大，见表2。

GF-6A10W-30

≮2.8%

≮1.3%

GF-6BxW-16

≮4.1%

≮1.9%

从表2的对比中可以看出，GF-6规格汽油机

油的燃油经济性较GF-5规格汽油机油的燃油经济

性更苛刻。根据前面的考察，有机钼摩擦改进剂及

有机酯摩擦改进剂已经无法胜任GF-6规格汽油机

油的燃油经济性要求；而有机酰胺摩擦改进剂在老

化前后均具有较好的减摩性能和减摩持久性，使用

有机酰胺摩擦改进剂调配的汽油机油的MS程序ⅥE

台架燃油经济性试验结果见表3。

表3

项目

FEI1

有机酰胺摩擦改进剂燃油经济性

指标要求

≥3.10%

≥1.50%

试验结果

4.44%

2.21%

摩擦改进剂的汽油机油具有较好的燃油经济性。

4结束语

通过对老化前后摩擦改进剂摩擦学性能的考

察，认为有机酰胺摩擦改进剂在老化前后均具有良

好的减摩性能和减摩持久性。MS程序ⅥE台架试

验显示，有机酰胺摩擦改进剂能够满足ILSACGF-6

规格汽油机油对燃油经济性的要求。同时，这些模

拟方法也为筛选摩擦改进剂以提高汽油机油的燃

油经济性提供了研究手段和思路。

参考文献：

［1］李水云，隋秀华.ILSACGF-6汽油机油规格的进展及

挑战［J］.合成润滑材料，2015，42（1）：28-31.

［2］叶红，武志强.内燃机油用减摩剂及其复配规律［J］.润滑

与密封，2005，30（6）：122-126.

FEI2（老化109h）

从表3的试验结果中可以看到，使用有机酰胺

StudyonFrictionModifiersinGasolineEngineOilsbySimulationRigsTest

（1.

LanzhouLubricatingOilR&DInstitute

，

PetroChina

，

Lanzhou

730060，

China

；

2.

PetrochinaLubricantCompany

，

Beijing

，100028，

China

）

XuRuifeng

1

，LiJing

1

，JinLili

1

，TangZhongping

1

，CaoYang

2

Abstract：Thefueleconomyofgasolineengineoilswascloselyrelatednotonlytothefrictionmodifierinthe

formulation，ngperformanceof

frictionmodifierwasevaluatedbyHTCBTsimulatedoxidationtest（160℃，5.0L/hair，96h）.Thetribological

performancesoffrictionmodifierbeforeandafteragingwereevaluatedbyMini-TractionMachine（MTM）and

anicamidefrictionmodifierhadgoodanti-frictionperformanceandanti-frictiondurability

stestofMSprogramⅥEshowedthattheFEI1oforganicamidefrictionmodifier

was4.44%（requirement≥3.10%），andFEI2（aging109h）was2.21%（requirement≥1.50%），whichcouldmeet

imulationmethodsprovided

researchmeansandideasfortheselectionoffrictionmodifierstoimprovethefueleconomyofgasolineengine

oils.（Charts8Tables3References2）

Keywords：agingperformance；tribologicalperformances；fueleconomy

2024年3月10日发(作者：宛和昶)

2021年第48卷第2期

合成润滑材料

SYNTHETICLUBRICANTS

15

DOI：10.3969/.1672-4364.2021.02.005

推荐引用格式：徐瑞峰，李静，金理力，等.用模拟台架试验考察汽油机油中的摩擦改进剂［J］.合成润滑材料，2021，

48（2）：15-18.

用模拟台架试验考察汽油机油中的摩擦改进剂

徐瑞峰

1

，李静

1

，金理力

1

，汤仲平

1

，曹阳

2

（1.中国石油兰州润滑油研究开发中心，兰州730060；2.中国石油润滑油公司，北京100028）

摘要：汽油机油的燃油经济性不仅与配方中的摩擦改进剂密切相关，还与老化后的摩擦改进剂的摩擦学性能密切相关。

用HTCBT模拟氧化试验（160℃，5.0L/h空气，96h）来评价摩擦改进剂的老化性能，并用微牵引试验机（MTM）和SRV试验机

来评价老化前后摩擦改进剂的摩擦学性能。有机酰胺摩擦改进剂在老化前后均具有良好的减摩性能和减摩持久性。MS程序

ⅥE台架试验显示，有机酰胺摩擦改进剂的FEI1为4.44%（要求≥3.10%），FEI2（老化109h）为2.21%（要求≥1.50%），能够满足

研究手段和思路。（图8表3参考文献2）

ILSACGF-6A规格汽油机油对燃油经济性的要求。这些模拟方法为摩擦改进剂的筛选以提高汽油机油燃油的经济性提供了

关键词：老化性能摩擦学性能燃油经济性

中图分类号：TE626.3+2文献标志码：A文章编号：1672-4364（2021）02-0015-04

0引言

随着我国产业升级，“国六”排放法规的推出以

逐渐下降，摩擦阻力增大，燃料消耗增加，所以需要

增加MoDTC的加剂量来保证燃油经济性。在保证

磷含量满足SN/GF-5质量等级要求的0.06%的加

剂量下限后，MoDTC加剂量超过0.7%，会造成

TEOST33C试验中金属沉积物增多，无法满足SN/GF-5

中TEOST33C标准限值≤30mg的要求，所以MoDTC

需要配合其他的摩擦改进剂复合使用来达到减摩

效果和TEOST33C试验的要求

［1］

。

也就是说，汽油机油的燃油经济性不仅与配方

中的摩擦改进剂密切相关，还与老化后的摩擦改进

剂的摩擦学性能密切相关。

酯、酰胺类无灰摩擦改进剂的减摩机理类似，

都是通过氢键与金属表面结合形成的润滑膜来达

到降低摩擦的目的，其作用机理见图1。

及对汽车节能的要求越来越苛刻，进一步提高汽车

的燃油经济性和减少二氧化碳的排放是乘用车的

发展趋势，所以通过发动机油来提升汽车的燃油经

济性非常有必要。

提高汽车燃油经济性的主要措施一般有两种：

第一种是降低发动机油的黏度，目前市场上的超低

黏度发动机油的黏度已经降低到0W-16黏度等级，

随着超低黏度发动机油的市场认可度越来越高，可

能还会出现0W-12黏度等级和0W-8黏度等级的

发动机油；第二种是通过摩擦改进剂来降低边界润

滑区域的摩擦因数来提升燃油经济性。但如此，一

些问题也应运而生，如黏度过低会造成发动机相关

部件磨损，使用低黏度基础油调合的发动机油会造

成过高的蒸发损失，引起油耗过高的问题等。为了

避免和解决这些问题，需要使用新的添加剂配方技

术来完善发动机油对发动机的润滑和保护。

MoDTC（二烷基二硫代甲酸钼）被认为是较为

有效的降低边界区域摩擦因数的摩擦改进剂，可以

与ZnDDP（二烷基二硫代磷酸锌）协和使用，促进形

成MoS

2

润滑膜；MoS

2

可以与硼化水杨酸钙复合，可

油配方中，MoDTC是一个关键的摩擦改进剂。

但是，随着行车时间的增加，MoDTC与发动机

油氧化产生的过氧化物发生反应，导致有效钼含量

图1酯、酰胺类无灰摩擦改进剂减摩机理

最大限度地降低摩擦因数。因此，在低黏度发动机

基金项目：国家重点研发资助项目（项目编号：No.2017YFB0306700）。

收稿日期：2021-03-23

著者简介：徐瑞峰，硕士，工程师，主要从事润滑油添加剂及发动机

油配方的研究，已公开发表论文4篇。

16

合成润滑材料

SYNTHETICLUBRICANTS

2021年第48卷第2期

酯、酰胺同时使用时易发生竞争吸附，且没有

明显的协同作用。有机无灰摩擦改进剂通常在低温

时就有效；而MoDTC一般在较高温度发生化学反

应后生成的减摩物质吸附在金属表面才能产生减

摩效果，其在低温时的减摩能力很弱；若同时使用

无灰摩擦改进剂和MoDTC，必须充分考虑两者的

相互作用

［2］

。

1HTCBT模拟氧化试验

的腐蚀过程，

HTCBT方法主要模拟有色金属在柴油机油中

可以评价用于柴油机轴承和凸轮随动

件中的铅、铜、锡等合金的腐蚀。

CBT/HTCBT

HTCBT方法采用美国Koehler公司出品

法，等效于ASTM

柴油机油腐蚀试验仪

D5968方法，简称

（

CBT

SH/T

方法；

0723

的

SH/T

方

0754

方法）

方法，

。试验过程是将铅、

等效于ASTM

锡、

D6594

铜、磷青铜等金属试片

方法，简称HTCBT

放入试管中，并注入100mL试油，试管浸入加热浴

中并通入干燥的空气，试验时间均为168h。CBT方

法是在121℃的热浴温度下试验，HTCBT方法是在

后

135

油

℃

样

的热浴温度下试验。

中的金属元素含量

试验结束后测定试验前

（GB/T17476方法或

ASTM

试验具有周期短、

ⅥD

D5185

台架试验周期长，

方法）。

操作简单、

成本高，

成本低的优点，

而HTCBT

可以作

模拟

为节能汽油机油做VID台架试验进行初步的筛选，

见图2。

图2CBT/HTCBT模拟试验

目前国内外关于HTCBT模拟试验与VID台架

试验的相关性研究甚少，因此对HTCBT模拟试验

与VID台架试验相关性的研究势在必行。

1.1HTCBT模拟氧化试验与ⅥD台架试验相关性

图3是汽油机油100℃运动黏度随ⅥD台架试

验时间的变化曲线。

图3100℃运动黏度随ⅥD台架试验时间变化曲线

从图3可以看出，试验开始时，运

动黏度为10.01mm

2

发动机的剪切作用导致油品的

/s，在ⅥD台架试验的前

新油的100

100℃运动黏度降

20

℃

h因

低至9.559mm

2

/s。但随着试验的进行，

时的100℃运动黏度为

油品因氧化

10.11

作用黏度逐渐升高，

程序

mm

2

ⅥD

/s，与新油

台架试验后油品的运动黏度并没有发

（0

100

h）接近。

h

生较大的变化，说明程序ⅥD通过率低的原因是摩

擦改进剂老化后已经不能表现出较好的减摩效果。

图4是汽油机油酸值随ⅥD台架试验时间的变

化曲线。

图4酸值随ⅥD台架试验时间变化曲线

从图4可以看出，随着ⅥD台架试验时间的延

长，

2.22

汽油机油的酸值逐渐增加，

0.59

mg/g

mg/g

增加到试验结束时的2.81

由试验开始时的

mg/g，增加了

图5是汽油机油碱值随

。

ⅥD台架试验时间的变

化曲线。

图5碱值随ⅥD台架试验时间变化曲线

2021年第48卷第2期

徐瑞峰，等.用模拟台架试验考察汽油机油中的摩擦改进剂

17

从图5可以看出，随着ⅥD台架试验时间的延

长，汽油机油的碱值逐渐降低，由开始时的8.63mg/g

下降到试验结束时的6.63mg/g，下降了2.0mg/g。

从ⅥD台架试验酸值和碱值的变化可以看出，

程序ⅥD台架试验符合汽油机油的老化的一般

规律。

表1

项目

新油氧化值/A

10.485

100h氧化值/A16.428

氧化值变化

/A5.943

*

通过以上试验可以看到，ⅥD台架试验后，汽

油机油的酸值，碱值和运动黏度均没有发生明显的

变化，所以在模拟试验中不再考虑酸值，碱值和运

动黏度的因素，而主要考虑汽油机油的氧化值。

表1是9种汽油机油ⅥD台架试验100h后的

红外氧化值变化情况。

9种汽油机油ⅥD台架试验100h后的红外氧化值

9.477

5.113

12.212

18.516

6.304

12.347

16.018

3.671

10.219

13.616

3.397

10.988

18.471

7.483

10.610

16.215

5.605

10.000

19.532

9.532

汽油机油1汽油机油2汽油机油3汽油机油4汽油机油5汽油机油6汽油机油7汽油机油8汽油机油9

9.239

6.205

15.44414.590

注：氧化值变化=100h后氧化值-新油氧化值。

从表1的数据中可以计算出汽油机油ⅥD台架

试验100h后的红外氧化值变化的平均值为5.917A，

可以用此平均值加上新油的红外氧化值来估算汽

油机油ⅥD台架试验100h后的红外氧化值。

图6是ⅥD台架试验与HTCBT模拟试验红外

氧化值的比较。

机酰胺摩擦改进剂的摩擦学性能及其老化后

（HTCBT模拟试验90h）的摩擦学性能进行了考察。

MTM试验条件为负荷36N，滑动滚动比

（SRR）50%，温度140℃，考察结果见图7。

图7

图6ⅥD台架试验与HTCBT模拟试验红外氧化值比较

摩擦改进剂MTM摩擦因数随转速的变化

在图6中，新汽油机油的红外氧化值为5.573A，

故预测汽油机油ⅥD台架试验的红外氧化值为

5.573A+5.917A=11.490A；而用HTCBT模拟试验，

汽油机油的红外氧化值随时间的延长而逐渐增加，

即HTCBT模拟氧化（实测）曲线。

通过对不同时间的汽油机油红外氧化值进行

拟合，得到HTCBT模拟红外氧化值曲线与预测VID

台架红外氧化值的交点在90h左右。

由此可以得出，在160℃，空气流量为5.0L/h

的条件下，HTCBT模拟氧化时间大约在96h时与

VID台架试验的红外氧化值一致，建立起了两者的

对应关系，因此可以用HTCBT模拟氧化试验来评

价汽油机油的抗氧化性能，从而也可以用来评价摩

擦改进剂老化后的减摩性能。

2摩擦学试验

用MTM（Mini-TractionMachine，微牵引试验

机）和SRV试验机对有机钼（MoDTC），有机酯和有

SRV试验机是评价汽油机油节能性能的有效

手段，可模拟发动机的缸套-活塞环，阀系等关键摩

擦副的摩擦状态。SRV试验条件为磨合负荷50N，

测试负荷400N，频率50Hz，振幅1.5mm，时间（每

个温度点）5min，考察结果见图8。

图8摩擦改进剂SRV摩擦因数随温度的变化

对图7和图8进行分析可以知道，有机钼摩擦

改进剂在不同温度下均具有低的摩擦因数，表现出

了良好的减摩性能；但老化后的有机钼摩擦因数有

所升高。

有机酯摩擦改进剂的摩擦因数较高，老化后摩

18

合成润滑材料

SYNTHETICLUBRICANTS

2021年第48卷第2期

擦因数变化较大，说明有机酯摩擦改进剂容易发生

氧化而失去减摩性能。

有机酰胺摩擦改进剂在老化前和老化后的摩

擦因数变化较小，说明该类摩擦改进剂并没有因为

老化失去减摩效果。

3程序ⅥE燃油经济性台架试验

燃油经济性一直是ILSAC（国际润滑剂标准化

及认证委员会）关注的重点，从GF-1到GF-6汽油

机油规格的发展可以看出燃油经济性及其保持性

在不断地提高。

表2

项目

FEISUM≮2.6%

FEI2≮1.2

GF-5xW-20GF-5xW-30

≮1.9%

≮0.9%

GF-510W-30

≮1.5%

≮0.6%

GF-5汽油机油和GF-6汽油机油燃油经济性比较

GF-6AxW-20

≮3.8%

≮1.8%

GF-6AxW-30

≮3.1%

≮1.5%

MS程序Ⅵ燃油经济性台架由两个独立的工况

组成，两个工况加权节能效率为试验油的综合燃油

经济性指数。

在GF-6汽油机油规格中，节能发动机试验将

采用新开发的MS程序ⅥE燃油经济性台架，采用

最新的通用4.6L的V8发动机，进一步延长老化试验

时间至109h，试验时间为125h，相当于16093km

后的燃油经济性。

GF-6A的综合燃油经济性指数较GF-5均提升

1.0%，GF-6B的提升幅度更大，见表2。

GF-6A10W-30

≮2.8%

≮1.3%

GF-6BxW-16

≮4.1%

≮1.9%

从表2的对比中可以看出，GF-6规格汽油机

油的燃油经济性较GF-5规格汽油机油的燃油经济

性更苛刻。根据前面的考察，有机钼摩擦改进剂及

有机酯摩擦改进剂已经无法胜任GF-6规格汽油机

油的燃油经济性要求；而有机酰胺摩擦改进剂在老

化前后均具有较好的减摩性能和减摩持久性，使用

有机酰胺摩擦改进剂调配的汽油机油的MS程序ⅥE

台架燃油经济性试验结果见表3。

表3

项目

FEI1

有机酰胺摩擦改进剂燃油经济性

指标要求

≥3.10%

≥1.50%

试验结果

4.44%

2.21%

摩擦改进剂的汽油机油具有较好的燃油经济性。

4结束语

通过对老化前后摩擦改进剂摩擦学性能的考

察，认为有机酰胺摩擦改进剂在老化前后均具有良

好的减摩性能和减摩持久性。MS程序ⅥE台架试

验显示，有机酰胺摩擦改进剂能够满足ILSACGF-6

规格汽油机油对燃油经济性的要求。同时，这些模

拟方法也为筛选摩擦改进剂以提高汽油机油的燃

油经济性提供了研究手段和思路。

参考文献：

［1］李水云，隋秀华.ILSACGF-6汽油机油规格的进展及

挑战［J］.合成润滑材料，2015，42（1）：28-31.

［2］叶红，武志强.内燃机油用减摩剂及其复配规律［J］.润滑

与密封，2005，30（6）：122-126.

FEI2（老化109h）

从表3的试验结果中可以看到，使用有机酰胺

StudyonFrictionModifiersinGasolineEngineOilsbySimulationRigsTest

（1.

LanzhouLubricatingOilR&DInstitute

，

PetroChina

，

Lanzhou

730060，

China

；

2.

PetrochinaLubricantCompany

，

Beijing

，100028，

China

）

XuRuifeng

1

，LiJing

1

，JinLili

1

，TangZhongping

1

，CaoYang

2

Abstract：Thefueleconomyofgasolineengineoilswascloselyrelatednotonlytothefrictionmodifierinthe

formulation，ngperformanceof

frictionmodifierwasevaluatedbyHTCBTsimulatedoxidationtest（160℃，5.0L/hair，96h）.Thetribological

performancesoffrictionmodifierbeforeandafteragingwereevaluatedbyMini-TractionMachine（MTM）and

anicamidefrictionmodifierhadgoodanti-frictionperformanceandanti-frictiondurability

stestofMSprogramⅥEshowedthattheFEI1oforganicamidefrictionmodifier

was4.44%（requirement≥3.10%），andFEI2（aging109h）was2.21%（requirement≥1.50%），whichcouldmeet

imulationmethodsprovided

researchmeansandideasfortheselectionoffrictionmodifierstoimprovethefueleconomyofgasolineengine

oils.（Charts8Tables3References2）

Keywords：agingperformance；tribologicalperformances；fueleconomy