铁路内燃机车柴油机功率大，强化系数高，对柴油机油的性能提出了更高的要求。国内铁路经历了普通14号增压柴油机油、铁路内燃机车1号和2号增压柴油机油、铁路内燃机车三代和四代柴油机油3个阶段。GB／I5822．1— 1986《铁路柴油机车柴油机油换油指标》是针对国内铁路内燃机车最早使用的14号增压柴油机油制定的，而TB／1-1739— 1986《内燃机车增压柴油机油换油指标》是针对国内铁路内燃机车早期使用的1号和2号增压柴油机油制定的。在铁路内燃机车1号和2号增压柴油机油代替14号增压柴油机油后，GB／T 5822 1— 1986标准已废止。

    中国铁道科学研究院金化所研制的铁路内燃机车三代柴油机油(下称三代油)、单级四代柴油机油(下称单级四代油)及多级四代柴油机油(下称多级四代油)先后在全国铁路推广使用。在研制及推广应用过程中，中国铁道科学研究院金化所参照美国LMOA(机车维修者协会)三代油、四代油的换油指标，针对北京、东风 、东风ND 等型号机车，分别制订了三代油、单级四代油、多级四代油暂定换油指标”。这3个暂定换油指标标准分别以铁道部文件的形式下发，由各铁路局机务段化验室对所有机车进行抽样检验。

    三代油、单级和多级四代油的抗磨性、抗氧化性和清净分散性明显优于1号、2号增压柴油机油，因此在暂定换油指标标准中，其运动黏度、不溶物等指标与TB／T 1739— 1986不同，即在暂定换油指标中，废除了1号和2号增压柴油机油，并增加了部分新的机车型号。三代油、单级和多级四代油暂定换油指标标准经过多年使用，部分指标已需要修订。

    中国铁道科学研究院金化所在修订三代油、单级和多级四代油暂定换油指标的过程中，进行了大量室内试验，并在济南铁路局、广铁集团、南昌铁路局进行了现场走行试验，积累了大量三代油、单级和多级四代油在使用过程中的理化性能及光谱、铁谱数据。在三代油、单级和多级四代油暂定换油指标的基础上，根据现场和室内试验数据，形成了TB／1_1739—2005《铁路内燃机车柴油机油换油指标》征求意见稿，并根据各铁路局反馈的意见，对标准进行了修改，先后完成了送审稿和报批稿。修订后的TB 1 739—2005《内燃机车柴油机油换油指标》标准已在全国各铁路局使用。目前，各型号铁路内燃机车均按照该标准对内燃机车柴油机油进行定期抽样化验，对达到走行里程或指标超标的内燃机车柴油机油在用油及时换油。

    国外公司铁路内燃机车柴油

    机油换油指标标准

    美国EMD内燃机车公司《维修指南(MI1762)》以及美国通用电气公司(GE)《推荐使用的燃油、机油和润滑剂(M100152B)》、《柴油机冷却水维护(GET一2594F)》中的铁路内燃机车五代柴油机油报废指标见表1。

    美国EMD内燃机车公司对铁路内燃机车五代柴油机油中的水、磨损及污染物含量要求比较严格，规定了正常、临界、高3种状态，见表2。该公司同时要求内燃机车柴油机油中有游离水就要更换机油，因为水对银质轴承有腐蚀作用。

    铁路内燃机车柴油机油换油指标的修订

    在GB／T 5822．1— 1986《铁路柴油机车柴油机油换油指标》和TB／T1739— 1986《内燃机车增压柴油机油换油指标》标准的基础上，考虑到换油指标太严会增加柴油机油的消耗量，而指标过宽又会增加铁路内燃机车柴油机摩擦部件的磨损量，导致柴油机故障增多，使用寿命缩短，甚至引发严重事故，影响铁路行车安全，因此针对现有铁路内燃机车主力柴油机型号，对TB/1739标准进行了修订。

    运动黏度

    运动黏度下限值

    铁路内燃机车柴油机油运动黏度下降是由燃油稀释及柴油机油剪切造成的，这对应用在老型号国产机车及调车机车上的柴油机油表现比较突出。对于不同类型的机车，应根据其实际使用工况确定运动黏度换油指标的下限值。

    ◇ND 内燃机车：其轴承负荷大于国内机车，美国GE公司规定应用在此机型上的柴油机油1 00℃运动黏度小于12．5 mm2／s应换油。由于国内ND内燃机车的使用条件比美国更加苛刻，因此暂定柴油机油1 00 ℃运动黏度的换油指标为小于13 mm2／s换油。

    ◇东风 4B、东风4、 东风4D、东风系列、东风系列内燃机车：长期现场使用证明，柴油机油100℃运动黏度换油指标小于1 1 mm ／s换油能够满足东风 内燃机车柴油机的润滑要求，而东风内燃机车柴油机的强化系数跟东风内燃机车接近，因此在修订换油指标标准时，将东风4B、东风系列、东风。系列内燃机车用柴油机油1O0 cc运动黏度换油指标的下限值确定为11 mm ／s。

    ◇北京型、东风、东方红系列以及其他调车机车(东风 系列、东风 系列)：调车机车频繁停停开开，很容易发生燃油稀释，导致柴油机油100℃运动黏度下降较多。上述型号机车的柴油机强化系数较小，负荷较轻，三代油、单级和多级四代油的性能优于1号和2号增压柴油机油，参照TB，1_1739— 1986标准，将北京型、东风 、东风 、东风 系列、东方红系列及其他老型机车用柴油机油10℃运动黏度换油指标下限值确定为10．5 mm ／s。

    运动黏度上限值

    美国GE公司规定四代油1。0℃运动黏度上限值为1 9l7mm ／s或较新油增长25％：五代油100℃运动黏度上限值为较新油增长30％。

    长期现场使用证明，国产单级和多级四代油与美国四代油性能相当。考虑到国产内燃机车使用条件较美国更加苛刻，为了保护内燃机车柴油机，制定的单级和多级四代油的100 CC运动黏度上限值低于美国GE公司的规定。其中：

    ◇ND 内燃机车：在南京东机务段和大连机务段长期现场使用证明，单级四代油1 00℃运动黏度上限值18 mm2／s能够满足高强化系数的ND内燃机车的换油需要；而在济西机务段的长期现场使用证明，多级四代油在1 00℃运动黏度上限值侣．5 mm ／s换油能够满足高强化系数的ND内燃机车的换油需要。

    ◇东风 内燃机车：由于柴油机窜烟严重，柴油机油中含有大量烟炱，由此导致其100℃运动黏度快速增长，终因1。0℃运动黏度指标超标而报废。研究表明，烟炱颗粒具有较高的硬度，烟炱含量的增长也将导致摩擦副的磨损增大。在济南机务段、长沙机务段以及上海机务段的现场使用证明，当四代油的100℃运动黏度超过18 mm ／s后，其分散性能劣化，运动黏度曲线加速上升。因此单级四代油1 00 oC运动黏度上限值为1 8mm2／s、多级四代油100 oC运动黏度上限值为1 8．5 mm ／s能够满足东风内燃机车的换油需要。

    ◇东风系列、NY NY 内燃机车：由于这些型号的内燃机车柴油机强化系数低于ND ，因此采用与ND 相同的100℃运动黏度上限值可以满足其换油需要。

    ◇北京型、东方红系列以及ND。等老型内燃机车：由于这些型号的内燃机车柴油机的强化系数较低，且三代油性能优于1号、2号增压柴油机油，因此其100℃运动黏度上限值为18 mm ／s可以满足其换油需要。

    不溶物含量

    不溶物含量测定方法

    美国EMD内燃机车公司采用ASTM D893B(改进型)试验方法测定铁路内燃机车柴油机油戊烷不溶物含量，而GE公司采用LMOA过滤膜方法测定铁路内燃机车柴油机油戊烷不溶物含量。由于国内部分铁路内燃机车柴油机油在用油中烟炱含量很高，因此采用GB／T 5822 2— 2004《铁路柴油机车柴油机油换油指标石油醚不溶物测定方法(容积法)》测定石油醚不溶物含量，且测定结果与采用ASTM D 893B方法基本一致，不会出现溶液浑浊或挂壁现象

    根据研究，四代油的重量法石油醚不溶物含量测定结果与体积法石油醚不溶物含量测定结果之间的相互系为：

    y=3.125x

    即重量法石油醚不溶物含量的4．5％(质量分数)相当于体积法石油醚不溶物含量为14％。

    戊烷不溶物换油指标的确定

    戊烷不溶物含量是判断污染物在润滑油中的饱和程度、预测柴油机清净状态的指标。内燃机车柴油机油在用油中的戊烷不溶物含有烟炱、氧化物等物质，会使柴油机油运动黏度升高；而受柴油稀释及柴油机油剪切的影响，柴油机油在用油的运动黏度会下降，导致部分柴油机油在用油即使运动黏度较低，其戊烷不溶物含量也较高。内燃机车柴油机油中戊烷不溶物含量的换油指标应取决于其分散性能的好坏，且分散性能好的柴油机油的戊烷不溶物含量可相对较高。

    美国铁路内燃机车柴油机油换油指标对戊烷不溶物含量(戊烷重量法)的换油限值规定为：

    ◇1代油：因其分散性能差，要求其戊烷不溶物含量超过1％ (质量分数)时换油 ；

    ◇3代油：要求不溶物含量超过3％ (质量分数)时换油；

    ◇4代油、5代油：GE公司和美国铁路机车维修者协会(LMOA)要求其戊烷不溶物含量超过4 5％(质量分数)时换油，而美国EMD公司则要求戊烷不溶物含量超过4％ 时换油。

    柴油机油的戊烷不溶物含量随走行里程的变化情况见图1。

    由图1可以看出：对于低分散性能油和中分散性能和中分散性能油，其初始戊烷不溶物含量随走行里程的增加而增加，但到达最高值后，随着柴油机油分散能力的显著恶化，其戊烷不溶物含量反而减少，说明此时柴油机油已开始失去分散能力，导致戊烷不溶物从柴油机油中沉淀出来，影响柴油机的正常运行。建议在戊烷不溶物含量达到最高点之前换油。

    ◇四代油：我国单级和多级四代油与美国四代油性能相当，在推广应用国产四代油时暂定的石油醚不溶物含量换油指标值为大于4l5％(质量分数)时换油，此结果相当于重量法戊烷不溶物含量为4 5％ (质量分数)r3]o根据在济南铁路局、广铁集团、上海铁路局进行的现场使用试验结果，同时参考在用油的光谱、铁谱分析数据，表明四代油重量法石油醚不溶物含量大于4 5％ (质量分数)、体积法石油醚不溶物含量大于14％时换油是合适的。

    ◇三代油：三代油暂定的体积法石油醚不溶物含量换油指标值要求北京型大于9．O％、东风4型大于7％、东方红和其他型号内燃机车大于6％时换油。根据在南昌铁路局南昌机务段、赣州机务段进行的现场使用试验结果，同时参考在用油的运动黏度、pH值、碱值等其他理化指标及机车运行情况，修订三代油重量法石油醚不溶物含量大于3．8％ (质量分数)、体积法石油醚不溶物含量大于1 2％时换油。

    闪点

    柴油机油在用油闪点的影响因素有2个：

    ◇高温下因轻组分蒸发，使闪点升高；

    ◇因燃料油稀释，使闪点降低。

    柴油机油中稀释柴油含量达1％(质量分数)即可使其闪点下降20℃左右。当柴油机油在用油的闪点下降至180℃时，说明柴油稀释非常严重，必须考虑换油，同时应查明导致柴油泄漏的原因。

    经过现场应用证明，我国三代油、单级和多级四代油的闪点换油指标为小于180℃换油是合适的。

    水分

    柴油机油含水会加速油品氧化，同时出现乳化、锈蚀等现象，破坏油膜。经测试，当柴油机油中水分含量到达1％(质量分数)时，机件磨损将增加2倍半。水分还能促进某些添加剂分解沉淀。柴油机油中水分增多的主要原因是冷却水泄漏，而由燃气窜入曲轴后冷凝而成的水分极少。铁路内燃机车柴油机负荷比普通柴油机要高，TB／1-1736— 1986标准及三代油、单级和多级四代油的暂定换油指标都为大于0 1％ (质量分数)换油。经过现场应用证明，我国三代油、单级和多级四代油换油指标中的水分含量大于0．1％ (质量分数)换油是合适的。

    总碱值

    总碱值是测定含碱性添加剂的润滑油的一个指标，在一定程度上反映了柴油机油的中和性、清净性以及防锈性。柴油机油的碱值在使用过程中逐步下降，因此可根据碱值的变化情况可以判断添加剂的损耗程度。

    柴油机油总碱值的换油指标值一般根据柴油的含硫量决定，即柴油硫含量高，则总碱值的报废指标也较高。

    美国EMD内燃机车公司和GE公司的铁路内燃机车柴油机油换油标准对总碱值的换油限值规定为小于3 0mqKOH／q。

    经现场应用证明，我国铁路所用燃料油的硫含量较低，三代油、单级和多级四代油极少因为碱值降低而换油，但由于通过碱值可以观察在用油中有效添加剂的降解情况，因此我国三代油、单级和多级四代油换油指标中要求总碱值小于3 0 mqKOH／q时换油是合适的。

    结论

    我国现行的铁路内燃机车柴油机油换油指标标准为TB／T 1 739—2005《内燃机车柴油机油换油指标))。该标准适用于对三代油、单级和多级四代油在用油的质量监控，为保证铁路内燃机车行车安全、节约能源做出了贡献。