康明斯N14、L10、B和C系列发动机上的空-空中冷器(CAC)系统

康明斯N14、L10、B 和  C  系列发动机上的空-空中冷器 ( C A C ) 系统

公告目录

系统描述  1

空-空中冷器系统部件  3

底盘和发动机测功机测试  5

系统故障诊断  6

空-空中冷器系统的清洁和检查  8

附加服务文献  10

系统描述

康明斯公司在以下的 1991 系列发动机上采用了新型的进气冷却系统：

N14 发动机

L10 发动机

B 和  C  系列发动机。

该系统利用底盘安装式空-空中冷器取代了发动机安装式中冷器，以便提供较低的进气歧管温度来改进发动机性能和降低排放水平。

本系统也使用重型铝化钢制管路将空气从发动机涡轮增压器输送到空-空中冷器，然后将空-空中冷器的空气返回到发动机进气歧管。此图显示了典型的空-空中冷器布置情况。

康明斯空-空中冷器布置图

1涡轮增压器压缩机，2空-空中冷器，3进气歧管，4进气门端口。

康明斯空-空中冷器系统部件

空-空中冷器必须采用铜焊铝结构，才能在高温高压的工作环境下提供长使用寿命所必需的强度。空-空中冷器及其部件必须按照冷却器制造商的建议进行安装，其中包括冷却器在正常运转过程中热膨胀的安装预留。

空-空中冷器的工作方式与早期的发动机安装式中冷器的工作方式相同，其差别在于环境空气（冲压空气）取代了发动机冷却液作为吸热设备。空-空中冷是通过较冷的空气流过散热片和管并吸走空-空中冷器内的较热的受到压缩的进气中的热量来实现的。空-空中冷器内部的空气温度可以高达空-空中冷器进口处于的 204° C [399°F]。

空-空中冷器软管

空-空中冷器系统中所使用的软管必须能在高温高压环境下工作，为空-空中冷器系统提供吸收发动机与底盘安装式空-空中冷器间相对运动的柔韧性。康明斯公司建议在 N14 和 L10 系列发动机上采用带有外部不锈钢加固环的四层硅树脂软管以增加强度和充起阻力。因为增压压力比 N14 和 L10 系列发动机低，所以 B 和 C 系列发动机通常需要使用强度较低的软管。在大多数 B 和 C 系列发动机应用中，四层高熔点芳香族聚酰胺或等同效果的软管即可提供足够的使用寿命。

空-空中冷器管路

空-空中冷器管路必须是笔直的，并且含有尽可能少的弯曲，以便将系统阻力和压降降至最低。典型管路尺寸为：

102 至 114 mm [4 至 4 1/2 in]（N14 和 L10 系列发动机）

64 至 102 mm [2 1/2 至 4 in]（B 和 C  系列发动机） ¹

 ¹实际的管路尺寸将由发动机功率和增压技术规范来确定。

康明斯建议采用铝化钢制管路，而不是采用铝管或钢管。铝管易于在夹紧负载下变形，而且由于铝管的热膨胀率比钢制卡箍大的多，它也会使卡箍发生断裂。钢管容易受到空-空中冷器系统所携带的盐分和湿气的腐蚀。

铝化钢制管路能够提供空-空中冷器系统所必需的最佳的强度和防腐蚀特性。

风扇、百叶窗控制和防寒前罩

某些采用接通-断开式风扇的应用需要使用进气歧管空气温度感应风扇开关。空-空中冷器几乎没有或没有冲压空气的应用以及车辆静止时通过一些方式使发动机加载到 50% 额定功率以上的应用中都需要此种开关。这些应用的示例包括：

发动机后置混凝土搅拌车应用

散热器中置式消防车应用

安装有百叶窗的空-空中冷式发动机还需要一个进气歧管空气温度开关来开启百叶窗，以防进气歧管温度过高这样可避免因流经空-空中冷器的空气受阻而导致进气歧管温度过高造成的发动机损坏。进气歧管温度开关设定值为 66° C [151°F]。

当进气温度达到 66° C [151°F] 时，进气歧管温度开关将其启动百叶窗。如果百叶窗没有在进气歧管空气温度达到 99° C [210°F] 时开启，则传感器或导线存在故障并且必须要进行更换。由于开关的滞后作用，在某些情况下，进气歧管空气温度开关将不会启动百叶窗，直到空气温度达到 99° C [210°F] 为止。

当进气歧管温度开关用于风扇或百叶窗控制时，它必须与水温开关并联连接。这就允许这两个开关可以独立地启动风扇或百叶窗。这种接线策略还会使百叶窗和/或风扇保持启动状态，直到两个开关都处于“断开”位置。

防寒前罩可用于空-空中冷式发动机，但必须设计成仅部分遮盖冷却系统的前部区域。至少有 77,841 平方毫米 [121 平方英寸] 的空-空中冷器正面区域必须要敞开以便空气流动。这就相当于防寒前罩中至少有 279 mm x 279 mm [11 in x 11 in] 的方形开口。

底盘和发动机测功机测试

当在底盘测功机上操作空-空中冷器时，风扇驱动装置必须锁止在接通模式。这为了防止在没有冲压空气时进气歧管温度过高。当底盘测功机工作时，除去空-空中冷器前面的所有障碍物（发动机罩、防寒前罩等）。

请参考 OEM 维修手册和风扇驱动装置制造商的将风扇锁止在接通模式的步骤。

请参考以下故障诊断及排除手册以了解底盘测功机测试步骤：

《N14 基本发动机故障诊断及排除手册》，公告号3666142

《L10 系列发动机故障诊断及排除手册》（适用于 1994 年以前制造的发动机），公告号 3810246

《B3.9、B4.5 和 B5.9 系列发动机故障诊断及排除手册》，公告号3666087

《 C  系列发动机故障诊断及排除手册》，公告号3666003.

警告 在底盘测功机上安装或运转车辆前，应遵循 OEM 的所有安全预防措施。

在空-空中冷式发动机的发动机测功机测试（底盘之外）期间，进气管路必须通过远程安装式中冷器进行连接以控制进气温度。中冷器连接至发动机旁，接着进气管从涡轮增压器通过中冷器接回进气歧管。中冷器必须得到调节以将进气歧管温度保持在 77° C [171°F] 以下。中冷器两端的压降必须调节至低于 102 mm [4 in Hg]，测量工具为压力计（零件号 3824718）或等同物。请参考《L10 发动机大修手册》（公告号 3810476）或《N14 和 L10 空-空中冷式发动机的测功机和发动机道路测试》（公告号3666005），以了解发动机和底盘测功机测试步骤。

系统故障诊断

以下故障诊断及排除信息仅涉及到由于空-空中冷器系统故障导致的这些症状和修复措施。

原因

进气歧管温度高，而进气歧管压力在技术规范之内。

如果进气歧管温度高于 77° C [171°F] 而增压压力压降在技术规范之内（空-空中冷器两端的压降小于 13.5 kPa [2 psi]），则检查空-空中冷器有无散热片阻碍气流或外部散热片损坏的情况。确保散热片与空气管相接触。如果使用了百叶窗或防寒前罩，则确保百叶窗完全开启并且空-空中冷器正面区域中最少有 279 mm x 279 mm [11 in x 11 in] 的范围内没有障碍物。

如果对进气歧管空气温度高进行故障诊断与排除，则在对车辆进行测功机或道路测试时需要拆下防寒前罩并将散热器百叶窗锁止在开启位置。

增压压力低或功率不足和排气温度高。

检查空-空中冷器有无堵塞。

要测试空-空中冷器有无过度的堵塞情况，则需将压力计的一端安装到进气歧管中，将另一端安装到涡轮增压器压缩机出口中。以最大功率 (rpm) 和负载运转发动机。观察压力计（零件号 3824718）或等同物，如果压差高于 13.5 kPa [2 psi]，则检查空-空中冷器和管路有无内部堵塞。如有必要，维修或更换。请参考本服务公告中的“空-空中冷器系统的清洁和检查”。

尽管使用压力计（零件号 3824718）或等同物可以得到最可靠的结果，但是也可使用两个压力表来执行此测试。

空-空中冷器泄漏

功率不足或发动机响应故障可能是由空-空中冷器泄漏造成的。功率不足、增压压力低、冒黑烟或排气温度高都可能是由空-空中冷器系统泄漏造成的。

检查系统的所有接头连接处有无漏气的情况。以最大功率 (rpm) 和负载运转发动机。检查软管有无泄漏并确保将所有卡箍都拧紧至 8 N•m [75 in-lb]。如果空-空中冷器有一个旋塞（或排放塞），则确保它是关闭的。

较大的空-空中冷器泄漏可通过进行检查来找到。使用以下步骤诊断并查找较小的泄漏：从空-空中冷器上拆下进气软管和排气软管，然后检查空-空中冷器管或集气管有无裂纹。

不得在没有系紧安全链条来捆住测试塞以防将其吹落的情况下进行。

将端盖安装到空-空中冷器的进口和出口侧，然后将安全链条固定到散热器支架或其它适当的支柱上以防止在对空-空中冷器加压期间将端塞吹落。将一只压力表和带调节器的压缩空气供气管安装到空-空中冷器的进口侧。

打开空气阀并向空-空中冷器施加 207 kPa [30 psi] 的气压。关断气源。检查空-空中冷器和压力盖有无泄漏。如果 15 秒内压降小于等于 48 kPa [7 psi]，则中冷器正常。如果 15 秒内压降大于 48 kPa [7 psi]，必须维修或更换空-空中冷器。请参考 OEM 维修手册或制造商的说明书以了解维修空-空中冷器的信息。

将此步骤重复数次以核实结果。

空-空中冷器系统的清洁和检查

检查空-空中冷器有无裂纹、孔洞或损坏。检查管、散热片和焊接处有无开裂、断裂或其它损坏。如果存在任何损坏而使空-空中冷器无法通过空气泄漏检查，则空-空中冷器必须要进行更换。将空-空中冷器安装到车辆上。

如果发动机有过涡轮增压器故障，或者发生机油和碎屑进入到空-空中冷器的情况，则空-空中冷器必须进行清洁。

从车辆上拆下空-空中冷器和空-空中冷器管路。请参考 OEM 维修手册或车辆制造商的说明书以了解拆卸和安装步骤。

警告  当使用溶剂、酸或碱性材料清洗时，请遵循制造商的使用建议。戴上护目镜并穿上防护服，以避免人身伤害。

警告  有些溶剂易燃并且具有毒性。使用之前，应阅读制造商的说明书。

注意  不要使用腐蚀性清洁剂清洁空-空中冷器。否则会损坏空-空中冷器。

沿正常气流的反方向，使用溶剂冲洗空-空中冷器和管路内部，以便除去机油和其它外来的碎屑。晃动空-空中冷器，并使用橡胶锤轻轻敲打空气箱，以便清除粘附的碎屑。继续冲洗，直到所有的碎屑和机油都被清除。

警告  使用压缩空气时，戴上合适的护目镜和防护面罩。飞扬的碎屑和脏物会造成人身伤害。

在用溶剂将空-空中冷器和管路内的机油和碎屑彻底清洗干净后，用热肥皂水清洗空-空中冷器和管路内部，以便清除残留的溶剂。用清水彻底地清洗。

沿正常气流的反方向用压缩空气吹空-空中冷器内部，直到空-空中冷器内部完全干燥为止。仔细检查空-空中冷器和管路以确保它们是清洁的。

附加服务文献

公告号	出版物名称
3810246	《L10 系列发动机故障诊断及排除手册》（适用于 1994 年以前制造的发动机）
3810476	《L10 外部减振器发动机大修手册》
3666142	《N14 Plus 发动机和 ST C  燃油系统故障诊断及排除手册》
3810487	《符合 1991 认证水平的 N14 发动机大修手册》
3666003	《 C  系列发动机故障诊断及排除手册》
3666087	《B3.9、B4.5 和 B5.9 系列发动机故障诊断及排除手册》
3666005	《测功机和道路测试 - N14 和 L10 空-空中冷式发动机》

Cummin s ® 康明斯发动机机油和机油分析建议

介绍

本文件概括描述了康明斯制造的发动机所使用的发动机机油的正确应用和维护保养。本服务公告旨在为最终用户更新和简化康明斯公司的建议和指南。

康明斯公司建议使用高质量柴油发动机机油，如 Valvoline Premium Blue™ 或 Valvoline Premium Blue Extreme Life™ 或等同产品，以及高质量滤清器，如 Fleetguard® 或等同产品。

康明斯根据机油性能分类等级和工作负载循环确定机油换油建议。保持正确的机油和滤清器更换间隔是维持发动机完整性的重要因素。参考操作和维护保养手册中有关确定您的发动机机油更换间隔的详细说明。

康明斯柴油发动机机油建议

如果未能遵守适应的排放间隔和建议，则在使用高含硫量燃油（高于 350 ppm）的非公路用发动机上使用 CE S  20081 机油可能会导致发动机严重损坏。 务必参考发动机维护保养规程以了解正确的机油和燃油信息。如果没有遵守本服务公告以及操作和维护保养手册中相应的换油间隔，可能造成发动机严重损坏，而且这些损坏不在保修范围之内。康明斯公司已经制定了很多 Cummin s ® 技术标准 (CE S )，其中描述的机油性能等级必须用于不同发动机。除此之外，康明斯公司通过发动机制造商协会 (EMA)，并连同世界上多家负责润滑剂质量的技术和销售组织，共同制定了符合康明斯要求的行业技术规范。表 1 列出了康明斯技术标准以及最接近这些标准的国家和国际的性能等级。

表
CE S	北美地区分类	国际分类
废弃。 不再使用6	API1 CD API CE	ACEA2 E1
	API1 CG-4/ S H
CE S  200757	API CF-4/ S G	ACEA2 E2
		ACEA2 E3
CE S  20071	API1 CH-44 / S J	JAMA3 DH-1
CE S  20076		ACEA2 E55
CE S  20077
CE S  20078	API1 CI-4	ACEA2 E7
CE S  20081	API1 CJ-4	ACEA2 E9
		JAMA3 DH-2

¹ API - 美国石油协会。

² ACEA - 欧洲汽车制造商协会。

³ JAMA - 日本汽车制造商协会。

⁴ CE S  20076 在 API CH-4 的基础上增加了 300 小时 Cummin s ® M11 测试的要求。

⁵ CE S  20077 在 ACEA E5 的基础上增加了 300 小时测试的要求。

⁶ 如果使用的机油只带有这些标志，对于设计上应使用更先进的机油的发动机来说，即使明显地缩短机油更换间隔，也会面临未来发动机损坏的危险。

⁷ CE S  20075 CF-4/ S H 和 E-3 机油可用于不具备推荐机油的情况，但必须缩短机油更换间隔。 参考相应的维护保养规程。如果使用的机油只带有这些标志，对于设计上应使用更先进的机油的发动机来说，即使明显地缩短机油更换间隔，也会面临未来发动机损坏的危险。

关于机油更换间隔和维护保养间隔建议，请参考适用的用户手册/操作和维护保养手册，以便了解基于特定的发动机型号、机油、燃油和工作负载循环组合的建议。

仅限带  S CR 后处理系统的发动机

使用选择性催化还原 ( S CR) 的发动机必须根据预期的工作负载循环使用满足 CE S -20071、CE S -20075、CE S -20076、CE S -20077 或 CE S -20078 要求的机油运转。1.0% 的硫酸盐灰份（质量百分比）含量会对气门和活塞沉积产生最佳的控制，并且机油消耗最小。硫酸盐灰份不得超过 1.85%（质量百分比）。 使用  S CR 的发动机必须使用超低硫柴油（含硫量最高为百万分之五十 (50 ppm)）。

配备 EGR 和后处理的发动机

使用废气再循环 (EGR) 和排气后处理的发动机必须使用超低硫柴油（含硫量 15 ppm）。对于后处理系统使用满足 CE S -20081 要求的机油提供的维护保养间隔最长。

配备 EGR 但不带后处理的发动机

配备 EGR 的发动机可使用满足 CE S  20078 (API CI-4) 标准的机油。如果使用含硫量 15 ppm 的燃油，也可以使用满足 CE S  20081 (API CJ-4) 标准的机油。

如果无法获得满足 CE S -20078 标准的机油，在缩短机油更换间隔的情况下，在配备 EGR 的发动机上可以使用满足 CE S -20071、CE S -20076 或 CE S -20077 标准的机油。

未配备 EGR 的发动机

如“表 1” 中所述，满足 CE S -20078 (API CI-4) 标准的机油与 CE S -20071、CE S -20075、CE S -20076 和 CE S -20077 标准兼容，可以继续在未配备 EGR 的发动机上使用。

在北美地区以外，可能无法获得满足 CE S -20076 或 CE S -20077 标准的机油，康明斯公司对此的首要建议是使用符合 EMA、ACEA 和 JAMA 共同制定的 Global DHD-1 规范的机油。

机油供应商应对其产品的质量和性能负责。

康明斯公司推荐发动机机油的正常含灰量应为 0.8 到 1.5 质量百分比。含灰量更高（高达 1.85 质量百分比）的机油可用于燃油含硫量超过 0.5 质量百分比的地区。限制含灰量对于防止气门和活塞沉积物的形成很重要。 请《Cummin s ® 发动机燃料》（公告号3379001）以了解关于燃油含硫量的更多信息。

最低要求

对于重型康明斯发动机（L、M、N、I S X 和  S ignature™）和大马力康明斯发动机（Q S K 和 Q S T），可以使用 API CF-4 机油，但是换油间隔必须减至 15,000 公里 [10,000 英里] 或 250 小时。

对于康明斯中马力发动机，可以使用符合 CE S -20075 标准的机油，但机油更换间隔和滤清器更换间隔必须减半。

对于配备 EGR 和后处理的中马力非公路用发动机（Q S B6.7 和 Q S L9），必须使用符合 CE S  20081 标准的机油。

康明斯公司建议的  S AE 机油粘度等级

康明斯的首要建议是在环境温度高于 -15°C [5°F] 的正常应用下，采用 15W-40 多级机油。使用多级机油可在高温工作条件下保持良好的润滑，从而减少沉积物形成，改善康明斯发动机的低温起动性能并提高发动机的耐久性。 由于已经证明，多级机油与单级机油相比，能够减少约 30% 的机油消耗，因此使用多级机油非常重要。首选的粘度等级是 15W-40，低粘度的多级机油可用于更寒冷的气候。见图 1：环境温度与推荐的  S AE 机油粘度等级。

满足 API CI-4、API CJ-4 和 10W-30 粘度等级的机油必须符合 3.5 CP 的最低高温/高剪切粘度，以及康明斯公司和 Mack 测试的活塞环/缸套磨损要求。因此，它们可用的温度范围大于符合早期 API 性能分类的 10W-30 机油。因为这些机油油膜定向比 15W-40 机油油膜薄，在 20°C [70°F] 以上必须使用高质量的 Fleetguard® 滤清器。某些机油供应商可能声明使用这些机油可获得更好的燃油经济性。康明斯公司既不认可也不反对任何非康明斯公司制造的产品。这些声明仅针对客户和机油供应商。应要求机油供应商承诺这些机油可为 Cummin s ® 发动机提供满意的性能，否则不要使用这些机油。

产品上的  S AE 10W-30 标志只代表粘度。此标志本身并不表明该产品满足康明斯公司的要求。如果观察到图 1 中显示的环境温度降低，只能在 Cummin s ® 发动机上使用表 1 中所列的具有柴油性能证书的 10W-30 机油。只有符合 CE S -20078 (API CI-4) 和 CE S  20081 (API CJ-4) 的 10W-30 机油可用于与 15W-40 机油相似的环境温度。

图 1：环境温度与推荐的  S AE 机油粘度等级

康明斯合成机油

允许使用合成发动机机油（采用 API 第 3 类或第 4 类基本原料制成），但限于以基础油为石油（矿物）的发动机机油相同的性能和粘度。合成机油必须采用与石油（矿物）基发动机机油相同的机油更换间隔。

再生机油

如果再生润滑油拥有 API 证书，表明它们已经过测试并达到其质量等级的最低标准，它们就可以用于 Cummin s ® 发动机。一定要确保这些机油确实是再生的而不仅仅是回收的。再生机油经过处理，去除了其中的添加剂和磨损碎屑，再经过蒸馏，然后再加入新的添加剂。

摩擦改进剂

绝不要在 Cummin s ® 柴油发动机中使用包含补充摩擦改进剂的机油，除非机油供应商可以提供使用这些机油使 Cummin s ™ 发动机获得满意性能的证明。应要求机油供应商承诺他们确保这些机油可以表现出满意性能，否则不要使用这些产品。

康明斯磨合机油

专用磨合机油不建议用于新的或重装的 Cummin s ® 发动机。使用发动机正常工作时所使用的相同的机油。

换油间隔

对于每个特定的 Cummin s ® 发动机型号，必须保持正确机油和滤清器更换间隔。如果机油更换间隔过长，部件磨损和损坏会明显加快。参考相应的操作和维护保养手册，以确定发动机和应用类型的正确的机油更换间隔。

康明斯单级机油

使用单级机油可能会影响发动机的机油控制。按照精密监测机油状态并进行定期机油采样所确定的结果，使用单级机油可能需要缩短机油更换间隔。

未分类机油

在世界上的某些地方，可能无法获得满足当前 API、ACEA 或 JAMA 分类的机油。使用未分类机油时可能需要一些建议。根据精密监测机油状态并进行定期机油采样，可以确定机油的适用性和保养间隔。

天然气发动机机油建议

使用优质机油并采用正确的机油和滤清器更换间隔是保证发动机性能和耐久性的关键因素。康明斯公司建议在天然气和丙烷发动机中使用优质  S AE 15W-40 和  S AE 40 发动机机油。按照下面的概述，推荐机油的特定性能分类根据天然气发动机的设计而变化。

使用高压直接喷射的天然气发动机的要求

北美地区 CE S  20078 或 CE S  20076（API CI-4 或 API CH-4）

北美地区以外 CE S  20077 (ACEA E-5)

康明斯 S AE 15W-40 机油粘度

康明斯L10G ¹ 和 Q S K19G、K19G、G19、G38、G50、G28、G855 和 G14 系列天然气发动机的要求

 S AE 15W-40 粘度

硫酸盐灰份低于 0.6%

TBN (A S TM D4739) 最低 5.0

磷为 250 至 350 ppm

锌为 250 至 350 ppm

钙为 1200 ppm。

Cummin s ® B、C 和 L10 天然气发动机推荐使用的所有发动机机油的硫酸盐灰份极限值都规定为 0.6%（质量百分比）。灰分过高的机油可能会损坏气门和/或活塞、造成火花塞积碳并导致机油消耗量过高和催化器性能降低。

B¹、C¹、G5.9、G8.3、L Ga s  Plu s  和 I S L G 系列天然气发动机的要求

CE S  20074

 S AE 15W-40 粘度

硫酸盐灰份低于 0.6%

TBN (A S TM D4739) 最低 5.0

磷为 600 至 800 ppm

锌为 600 至 850 ppm

钙为 1200 ppm

Cummin s ® B、C 和 L10 天然气发动机推荐使用的所有发动机机油的硫酸盐灰份极限值都规定为 0.6%（质量百分比）。灰分过高的机油可能会损坏气门和/或活塞、造成火花塞积碳并导致机油消耗量过高和催化器性能降低。

Q S K45G、Q S K60G、Q S V81G 和 Q S V91G 系列天然气发动机的要求

使用优质  S AE40 CNG 发动机机油，比如 Valvoline™ GEO LA

关于经过批准机油的清单，请联系 Cummin s ® 能源解决方案业务部。有关机油分析和机油更换间隔，参考适用的发动机操作和维护保养手册或联系当地的 Cummin s ® 特约维修站。

康明斯发动机机油的作用

以下章节是概述信息。如果发动机机油要表现出令人满意的性能，它必须起到以下作用。

润滑

康明斯发动机机油的首要作用是润滑运动机件。机油在金属表面之间形成液压油膜，避免金属部件直接接触，并减小摩擦。当油膜 不足以避免避免金属部件直接接触时，会出现以下情况：

摩擦产生热量

产生局部粘结

金属转移造成擦伤或卡死。

极端压力磨损控制

现代润滑剂包括极端压力 (EP) 抗磨损添加剂。当机件的负荷足够高，无法形成液压油膜时，这些添加剂在高压下在金属表面上形成一层化学键合分子油膜，避免直接接触和磨损。

清洁

康明斯机油冲刷重要部件上的污染物，起到发动机清洁剂的作用。活塞、活塞环、气门杆和油封上的油泥、漆膜和氧化物堆积会导致发动机严重损坏，这可能源于没有得到机油的控制。配入最佳添加剂的机油会使这些污染物保持悬浮状态，直到机油过滤系统滤除或者在换油过程中去除这些污染物。

保护

机油提供保护性屏障，隔离非类似金属，以避免腐蚀。腐蚀与磨损一样会导致发动机零件上的金属碎屑脱落。磨蚀就像作用缓慢的磨损过程。

冷却

康明斯发动机需要冷却内部部件，而主冷却系统则无法提供。机油是一种出色的热传导介质。通过与不同部件的接触，热传递到机油，然后再传递到机油冷却器中的主冷却系统。

密封

机油填充缸套、活塞、气门杆和发动机其他内部部件的不平表面，起到燃烧废气密封的作用。

减振

接触面之间的油膜起到缓冲和减振的作用。高负荷区（比如轴承、活塞、连杆和齿轮系）必须需要减振作用。

液压作用

机油是一种发动机内部的液力工作介质。这类例子包括利用机油操纵发动机制动和  S TC 喷油器挺杆。

机油添加剂

机油配入了一些添加剂，在其整个使用寿命中用于防止特定污染物。所用的添加剂对于发动机的整体性能的作用比对机油本身更重要。如果没有添加剂，即使是最优质机油也不能满足发动机要求。添加剂包括：

清洁剂或分散剂，使不可溶的物质保持悬浮状态，直到更换机油。这些悬浮物质不能通过机油过滤系统滤除。机油更换间隔过长会造成发动机中沉积物形成。

抑制剂用于保持机油的稳定性，避免酸性物质腐蚀金属表面，以及避免生锈（发动机不运转时）。

其他机油添加剂帮助机油润滑发动机的高负荷区（如气门和喷油器系统），防止擦伤和卡死，控制泡沫形成，并防止空气留在机油中。

康明斯发动机机油必须按照机油不会因与很多机油作用有关的机械搅拌过程而起泡的方法进行配比。因为机油油膜保护不足，起泡的机油会导致与机油不足造成的损坏类似的发动机损坏。

粘度

粘度是衡量一层机油分子相对于邻近一层机油分子移动时所产生的流动阻力的方法。阻力是因为机油分子在相互移动时产生的摩擦造成的。在润滑发动机运动机件的油膜中经常产生剪切作用。

所有液体的粘度特性都受到温度的影响。多级机油粘度受温度变化影响较小，因为其配方中加入了粘度改善剂。多级机油的粘度也受到它们的剪切率或运动机件的相对移动速度的影响。相对运动速度越低，大多数多级机油的表观粘度越大。

大部分发动机的一般磨损出现在某些应用类型的最初起动期间，在机油还没有时间完全循环前。正确配比的多级机油是 Cummin s ® 发动机的理想润滑剂。可利用相对稀薄的机油，获得起动期间的快速润滑和易于拖动。

机油粘度和发动机性能

选择正确粘度的机油对于获得最佳性能和发动机最长使用寿命是极为重要的。如果机油粘度过高，发动机阻力增加，并产生以下后果：

康明斯发动机起动困难

康明斯发动机输出功率降低

康明斯发动机冷却作用减弱

内部磨损增加

康明斯发动机零件运转温度更高

油耗增加。

如果机油粘度过低，发动机会遇到如下问题：

因金属表面直接接触造成的磨损增加

机油消耗和泄漏增加

发动机噪音增大。

某些机油供应商可能声明使用这些较低粘度的机油可获得更好的燃油经济性。粘度较低造成机油油膜厚度较小。因此，康明斯公司要求在 CE S -20078 (API CI-4) 下登记的所有多粘度 30 油重 (xW-30) 机油必须符合 3.5 CP 的最低高温/高剪切粘度。这些机油可以用于相对于其他 10W-30 或 5W-30 机油更宽泛的温度范围。因为这些机油油膜定向比 15W-40 机油油膜薄，在 20°C [70°F] 以上必须使用高质量的 Fleetguard® 滤清器。参见图 1 中的粘度建议。

康明斯公司既不认可也不否定非康明斯公司制造的产品，这些声明只涉及客户和机油供应商。应要求机油供应商承诺这些机油可为 Cummin s ® 发动机提供满意的性能，否则不要使用这些机油。

粘度建议

康明斯公司建议使用图 1 对所示的、与所示环境温度对应的粘度等级的多级机油。图中仅显示首选机油等级。

如果使用单级机油替代多级机油（当前无法获得多级机油的地区），按照精密监测机油状态并进行定期机油采样所确定的结果，可能需要缩短机油更换间隔。使用单级机油可能会影响发动机的机油控制。

机油性能分类

Cummin s ® 技术标准

康明斯公司已经制定了很多 Cummin s ® 技术标准 (CE S )，其中描述的机油性能等级必须用于不同发动机。CE S  文件是对 Cummin s ® 发动机的润滑剂性能的主要定义。除此之外，康明斯公司与发动机制造商协会 (EMA)，并与世界上多家负责润滑剂质量的技术和销售组织协同工作。

表 1 中列出了适用于全部 Cummin s ® 发动机的 Cummin s ® 技术标准以及最接近这些技术标准的国家和国际性能分类。

补充摩擦改进剂和其他添加剂

康明斯公司既不认可也不否定使用任何添加剂（非康明斯公司及其子公司制造或销售）。因使用这些添加剂而导致的发动机损坏或性能问题不在康明斯公司保修范围之内。

机油污染

发动机机油必须在其不再能令人满意地起到其在发动机内的预期作用前进行更换。从技术上讲，机油不会磨损，但它确实会被污染。添加剂数量减少到特定的点，这是机油和添加剂组合在一起已经不再能令人满意地保护发动机。在换油间隔中间机油逐渐污染是正常的，而污染程度会受到发动机工作状况和负载系数的影响。

机油污染 - 在柴油发动机正常工作中，各种各样的污染物会进入机油中。

燃烧副产物

通过活塞环、气门导管和涡轮增压器密封件泄漏进入曲轴箱的废气（窜气）。这些气体包括碳、水、酸性物质、部分燃烧的燃油、漆膜和油漆的微粒。所有这些微粒都会污染机油。

酸性物质、漆膜和油泥：

当机油与高温发动机部件接触时，或者当高温机油接触到进入发动机的空气时，机油会产生氧化和分解，从而形成像酸性物质、漆膜和油泥这类的污染物。

磨蚀物质或异物：

这些污染物通过燃烧气体、燃油、发动机磨损的零件和不当保养操作进入发动机中。他们连同燃烧副产物以各种方式进入曲轴箱。

燃油或冷却液

这些污染物通常是伴随发动机故障而产生的。但是，也可能因发动机怠速时间过长或反复短时间停机造成机油被燃油稀释。

烟尘：

因喷射正时滞后和燃烧燃油与缸套上机油混合会产生这种污染物。过多烟尘造成气门和喷油器系统非正常磨损。

环境：

特定的工作环境会带来其他污染物。例如灰尘和像砂砾和路盐这样的磨蚀物质。

机油过滤

机油滤清器的设计、使用和作用

发动机能否达到最长使用寿命取决于全流式机油滤清器、机油旁通滤清器或组合式机油滤清器的正确使用和保养，这些滤清器保护发动机重要部件，阻止悬浮在机油中的磨蚀污染物进入。康明斯公司要求在其所有型号的发动机上使用全流式机油滤清器。 此外，除了 B 系列发动机外，所有 Cummin s ® 涡轮增压发动机必须使用旁通过滤。 强烈建议在所有自然吸气式发动机上使用旁通过滤。

全流式机油滤清器可以滤除悬浮在机油中的、30 微米或更大的污染物微粒。这种大小的微粒可能造成轴承立即磨损。

燃油泵输出量的大约 10% 从旁通滤清器（或者如果使用组合式滤清器，旁通过滤段）流过，旁通滤清器滤除其中更小的微粒，最小可达 10 微米，这是全流式滤清器无法捕获的。这样可以将机油污染物的浓度保持在足够低的水平上，以避免发动机磨损。

Cummin s ® 发动机在出厂时就装配有优质 Fleetguard® 组合式机油滤清器，在一个滤清器罐中包括了全流式滤清器和旁通滤清器。它们中的大部分采用了 Venturi™ 设计，在这种设计中全部机油流向发动机重要零件，而不是有部分机油流回油底壳。这些滤清器在保护发动机的精细过滤方面和滤清器使用寿命长的坚固构造设计方面之间取得了最佳的平衡。

有些 Cummin s ® 发动机配备有使用 Cone S taC™ 技术的 Fleetguard® Centriguard™ 离心式滤清器。这些是唯一经过实验室测试证明可以超越 Fleetguard 的多层盘旁通滤清器的离心式滤清器。任何附加过滤系统必须达到所有适用的应用类型指导准则。

机油滤清器堵塞

在发动机正常工作期间，发动机机油因燃烧以及磨损碎屑和氧化产物而受到污染。在发动机机油适合于发动机使用的情况下不会在正常的换油间隔中间发生堵塞。堵塞的滤清器仍会起到其滤除机油中微粒物质和油泥的预期作用。滤清器堵塞是结果，不是成因，这是由发动机故障或机油问题造成的。

必须要调查清楚滤清器堵塞的原因，因为滤清器堵塞意味着发动机出现严重故障，因此要必须进行排除。如下简要说明的是滤清器堵塞最常见的原因：

机油过度污染

当超过机油控制燃烧污染物的极限时，产生这种情况。这种方式堵塞的滤清器中堆积了大量的有机油泥。这种污染是由燃油烟尘、氧化物和燃烧产物造成的，这些物质在机油中逐渐累积，直到滤清器不再起作用。这种堵塞的原因包括机油更换间隔过长、保养不当和窜气多

破坏的分散力

这是由冷却液泄漏进曲轴箱，或冷凝湿气聚集造成的。这些水分削弱机油分散剂的作用，因此燃油烟尘和碳粘附在一起，从机油中分离。曲轴箱中的冷却液或湿气也可能造成部分机油添加剂从机油中沉淀，然后堵塞滤清器。

形成凝胶或乳液

这是因水或冷却液污染机油造成的一种堵塞形式。当散装储油罐中的机油包含少量的水（小于 0.5%）时通常发生这种情况。这种机油加入发动机后很快就会发生滤清器堵塞。

作为欧洲和北美的机油性能分类的一部分，康明斯公司制定的发动机测试可以测量机油抗滤清器堵塞的能力。除了多层盘过滤外，多介质过滤专门用来控制有机油泥污染并使滤清器尽可能达到最长使用寿命。

机油更换间隔

用于确定机油更换间隔的因素

康明斯公司的机油更换技术规范是基于工作循环和机油污染情况。此污染发生在所有的发动机中，程度不同，并且与设计无关。

保持正确的机油和滤清器更换间隔是维持发动机完整性的重要因素。更换机油时必须更换滤清器。

机油污染是发动机正常工作的直接结果。负载系数、所用燃油以及环境状况都会影响机油污染的速度。实验室和现场测试确认在发动机消耗的燃油总量与达到机油可以吸收并仍可按设计要求起作用的极限之前的污染程度之间呈正比。在超过机油的污染数量极限前，机油可以吸收污染物并仍可按设计要求起作用。油耗和机油污染之间的关系构成了确定机油更换间隔的基础。

确定机油和机油滤清器更换间隔的可接受方法包括：

固定法（里程数/小时数）

工作负载循环法（工作状况）

必须要查阅适当的操作和维护保养手册以获得有关机油和滤清器更换间隔的详细说明及具体图表。

Centinel™ 持续机油更换

康明斯公司开发了 Centinel™ 系统，可以用新机油持续地更换发动机中使用过的机油。该系统使用计算机监控发动机工作情况，并使发动机中的机油在可接受的范围内保持良好状态。因为该系统可以使机油保持长时间干净，因此机油滤清器和机油更换间隔也大大延长。Fleetguard® E S  机油滤清器经过专门设计，并采用了改进的介质和密封件，专用于这类更长的保养间隔，并且必须与 Centinel™ 配合使用。请联系最近的康明斯公司分销商，以确定对您的应用类型而言最佳的 Centinel™ 系统。

 s tyle="text-align:left; color:green;" align="left"> < s pan  s tyle="text-decoration:underline;">注:&nb s p;对于带后处理的发动机，禁止使用 Centinel™ 或任何类型的混合机油。

使用过的机油分析

机油采样：机油采样间隔必须设定为可以进行趋势比较。如果要正确地利用机油分析，需要背景数据。 该数据必须包括：

发动机型号和生产序号

机油使用的英里数/小时数

新发动机或发动机大修后英里数/小时数

所用的机油（品牌、性能分类和粘度等级）

采样的日期

发动机应用类型

前一次换油后加入新机油的数量

任何最近的发动机保养

新（未使用过的）机油分析

对新（未使用过的）机油进行机油分析以建立基准线是很重要的。 新（未使用过的）机油分析采样应该最少为每年两次或者每次更换机油类型时。 样本应取自散装供油箱以确定机油的组成情况并确认存储系统没有将污染物带入。

用于分析的样本必须发动机中所用机油的代表。机油采样时遵循以下指导准则：

采样前使发动机达到工作温度。这会确保采样增量中的污染物水平具有代表性。

连续采样必须采取相同的方式，从相同的位置进行。

在向发动机添加新的机油前进行机油采样。

务必将机油样本收入干净、干燥的容器中。

采集最少 118 ml [4-oz] 机油。

机油采样时可以使用两种方法：

推荐的机油采样方法是在发动机怠速运转且暖机时从压力端口采样。 这种方法可以确保机油样本不是停滞的并且代表了流经发动机实际的同质机油混合物。

使用清洁的干布擦拭，清洁阀的外部。

怠速运转发动机，直至暖机温度。

让少量机油流过阀，以此净化采样接头。

从发动机泵出的机油油流中采取样本，将其收集到干净的干瓶中。

 s tyle="text-align:left; color:green;" align="left"> < s pan  s tyle="text-decoration:underline;">注:&nb s p;建议的采样位置是允许采集经过预滤的机油的端口。 有关部件位置，请参考操作和维护保养手册。

如果发动机无法运转，可以使用一种替代方法。 此方法利用真空将样本吸出集油槽。 样本应该在发动机停机后尽快获得，以便机油依然还是温暖的并且分层情况还没有发生。

使用机油标尺确定油底壳中的机油油位。

将一段干净的新管靠着机油标尺，在管上标出机油标尺落座的位置。

裁剪该管使其低于油底壳中的油位 25 至 50 mm [1 至 2 in]。

将管插入机油标尺管中并使以前在管上做出的标记对准机油标尺管开口的顶部。

用手操作真空泵，将样本泵用干净的干瓶中。

 s tyle="text-align:left; color:green;" align="left"> < s pan  s tyle="text-decoration:underline;">注:&nb s p;不要让管子从油底壳的底部抽取机油，因为其中会包含过多的碎屑，并造成机油分析结果不正确。不要继续使用采样管。

污染检查

使用过的机油分析可以用于监控发动机污染物水平，其结果可以证明系统存在缺陷或故障，比如空气过滤故障、冷却液泄漏、燃油稀释以及可能表示发动机损坏的磨损的金属碎屑。

这种技术需要将使用过的机油的分析数据与从新状态的机油中获得的数据进行比较。使用过的机油相对新状态退化的程度提供了监控系统所需的指标。可以作为警告信号的机油主要特性就是污染水平（燃油、烟尘、硅、硼、钠、钾）以及机油粘度和闪点。表 3 中列出了一般污染检查准则。

表 3：机油污染准则
性质	准则	N/A
粘度变化 @ 100° C (A S TM-D445)	±1  S AE 粘度等级或新机油相差 2.5 c S t	N/A
燃油稀释	5%
总碱值 (TBN) (A S TM D-4739)	最低 2.5 或新机油数值的一半或等于总酸值 (TAN)
含水量 A S TM (D-95)	最高 0.5%
潜在污染物：	N/A
硅 ( S l)	超过新机油 15 ppm
钠 (Na)	超过新机油 20 ppm
硼 (B)	超过新机油 25 ppm
钾（K）	超过新机油 20 ppm
烟尘	中马力 B 和 C 发动机	所有其他发动机
CE S  20078 和 CE S - 0081	3.0%	7.5%
CE S  20076	3.0%	6.3%
CE S  20075	1.5%	1.5%

以上污染指标仅供参考。这并不意味着在这些准则可接受范围内的数值就可以解释为表明机油适合进一步使用。

A S TM 在其年度标准手册中出版了测试方法。

可以采用几种不同的技术进行基本分析，比如原子发射光谱法 (AE S )、原子吸收光谱法 (AA S ) 和电离耦合等离子体法 (ICP)。这些不是标准的 A S TM 方法；但是，大部分使用过的机油分析实验室能够通过其中一种方法确定添加剂金属物浓度。由同一家实验室采用同一种技术确定的采样结果可以安全地进行比较。

上述的准则数字是一组代表性的数值；根据这些数值，就足以说明需要进行发动机、保养工作或操作步骤的调查，以确定污染物或机油性质变化的原因。但是，发动机不得只根据机油分析的结果就解体。随着进一步的调查，也通常需要更换机油。上述各项的绝对值随发动机的英里数或小时数、发动机机油容量和发动机机油消耗率的变化而变化。

有关机油分析的其他信息，请参考下列公告：

大功率柴油发动机机油分析技术，公告号 4022060

大功率发动机油样中铅读数的统计分析，公告号 2883452。

对于任何其他疑问，如果不能从本公告提供的材料中找到答案，请联系康明斯公司分销商或致电 1-800-DIE S EL S 。

附件 A - 使用过的机油分析应用

对于柴油发动机操作员而言，使用过的机油分析有两种截然相反的用途：

1. 污染检查

使用过的机油分析可以监控发动机污染物水平，其结果可以证明尘土进入系统、燃油过度污染（稀释）、冷却液泄漏、烟尘堆积过多以及异常磨损。表 3 中列出了一般污染检查准则。它们仅供参考。这并不意味着在这些准则可接受范围内的数值就可以解释为表明机油适合进一步使用。使用过的机油分析不是确定机油和滤清器更换间隔的唯一标准。

使用过的机油中硅含量增加表示机油受到灰尘污染，这通常是由于进气过滤故障造成的。有时，灰尘污染会因受污染的机油在整个发动机机油侧出现。在铬和铁含量没有极度增加的情况下，使用过的机油还可能包括因轴承材料磨损造成的含量异常的铜和铅。

使用过的发动机机油中的燃油百分比可以确定燃油过度污染（稀释）。这也可能反映在相对于新机油的性质，粘度降低超过一个  S AE 等级而闪点显著降低。燃油热稳定性不良造成燃油在油底壳温度下氧化。因品质变坏的燃油与轴承和衬套材料相互作用造成使用过的机油中铅含量随之增加。

根据泄漏到机油中的冷却液中的腐蚀抑制剂的异常水平可以判定冷却液污染。这导致使用过的机油中钠、钾、硼和硅含量增加。钠和钾含量将取决于腐蚀抑制剂中使用了二者中哪种金属。另外，防冻液中的乙二醇成份也可能出现在机油中。乙二醇成份含量增加并不一定随冷却液泄漏而同时发生，因为这些成份可能与机油中某些添加剂成份产生反应，在集油槽温度下变得易于挥发并沸腾。在集油槽温度下形成变质的乙二醇，并与轴承和衬套材料反应，造成了机油中铅含量增加。

可以通过烟尘重量百分比判定发动机机油的烟尘过度污染，并通过热解重量分析法或红外分析法进行测量。烟尘进入机油中，并且保持无害的悬浮状态，直到起作用的添加剂成份耗尽。然后它会聚集成更大的颗粒。气门和喷油器系统磨损有一定的加速率，从而造成烟尘产生的速率增加，并进一步加快磨损。气门和喷油器系统磨损造成使用过的机油中的铁含量增加。烟尘过度堆积和磨损产生了发动机中的油泥；但这一点还有待确定。

异常磨损造成使用过的机油中磨损金属碎屑异常堆积。污染极限是无法进行设定的，除非应用于一种应用类型、并在一个地点运转、并采用单一机油的发动机。机油样本中磨损金属含量取决于发动机类型、负载系数、润滑系统容量、机油使用的英里数或小时数、发动机机油消耗率等等。因为相同数量的微粒悬浮在更大体积的机油中，所以机油容量大的发动机比机油容量小的发动机磨损金属含量低。

因为在两次换油中间没有加入新的机油稀释，机油消耗率低的发动机比机油消耗率高的发动机的磨损金属含量高。发动机机油消耗率乘以系数 2 可以改变使用过的机油的磨损金属含量，并可以掩饰可以表示发动机损坏的加倍的磨损率。除非发动机机油消耗率已知，否则不知道磨损率。磨损金属含量随着机油样本的英里数或小时数的变化而接近线性变化。如果机油样本的英里数或小时数加倍，使用过的机油样本中磨损金属含量也接近加倍。如果没有发动机机油消耗率、机油样本的英里数或小时数以及新机油的分析数据，使用过的机油样本中磨损金属含量几乎是没有意义的信息。

异常磨损可能表示出现故障，通常只涉及到一种或两种金属的含量增加。最好通过将使用过的机油样本中的含量与同一台发动机中上一次机油样本的含量进行比较，来检查磨损金属含量增加。更换为完全另一个品牌的机油通常会造成机油中添加剂化学成分的变化，而发动机部件中包含的铜和铅可能对此产生化学变化。这通常造成使用过的机油中铜或铅的含量显著增加，通常是十倍。对于因这种原因造成的含量增加，无需过于担心。在使用不同的机油更换几次机油后这些部件的化学活性会降低。然后，磨损金属含量会缓慢地降低到此发动机中原来正常的范围。

切勿仅根据使用过的机油分析就解体发动机。进行其他故障诊断以确定是否存在故障。如果根据机油分析的结果怀疑有故障，断开全流式机油滤清器，并查找滤清器截留的磨损金属微粒，并检查是否容易看到。

2. 评估操作和维护保养间隔

康明斯公司不建议使用机油分析确定保养间隔。机油分析只是使我们可以估计保养间隔。发动机必须按照估计的间隔运转发动机 800,000 至 1,100,000 公里 [500,000 至 700,000 英里] 或者 10,000 至 15,000 小时，才能确定基于机油分析的估计保养间隔是否正确。如果间隔估计正确，发动机会保持在其工作环境的可接受的状态。如果没有正确地估计延长保养间隔，更长的保养间隔会牺牲高达 50% 的大修前潜在发动机使用寿命。

例如，一台发动机在第一个 8050 公里 [5,000 英里] 保养间隔中的机油消耗率为每夸脱 3220 公里 [2,000 英里]，在机油使用 32,000 公里 [20,000 英里] 时机油消耗率可能达到每夸脱 805 公里 [500 英里]。因为更多新机油的稀释作用，磨损金属碎屑的缓慢累积可以反映出机油消耗率增加，而不是磨损率低。如果在维护保养间隔的末期发动机的磨损率低，则可延长发动机的大修间隔。

从新发动机机油的质量控制测试中已经发展了很多使用过的机油的测试步骤。在新的发动机机油中，这些测试反映了机油中的化学活性添加剂。它们确保了每次混入机油时，机油中的添加剂含量正确。当这些测试步骤应用在受污染和变质的使用过的机油时，得到的数据没有意义。使用过的机油中的添加剂的化学形态完全不同。

商业上可用的机油测试技术不能测量机油中所有化学添加剂的消耗，或者确定这些添加剂何时停止保护发动机零件，避免磨损和沉积。在使用过的机油样本中的磨损金属含量低可以反映出高机油消耗率和更换所消耗机油而添加的新机油产生的稀释。在使用过的机油样本中的磨损金属含量低也可以反映出额外的污染和磨损碎屑。如果超过此饱和点，发动机机油中的污染物和磨损碎屑分离出来，成为油泥。这造成机油的公里数 [英里数] 或小时数增加时磨损金属减少。这并不意味着磨损率降低，而机油状态改进。这意味着在发动机机油过度污染后，机油分析变得没有意义。