本发明属于车用润滑油技术领域，特别是涉及一种不含粘度指数改进剂的长寿命高性能柴油机油。
背景技术：
柴油机是20世纪最伟大的发明之一，给全球的科技、工业、生活带来了巨大的变革。柴油机油作为柴油机工作中不可或缺的一部分从一开始就受到了人们的广泛关注；并随着柴油机的不断发展，柴油机油也在不断的更新。随着全球各国对节能、环保、长换油周期的广泛关注，对新型高性能柴油机油的呼声也日渐高涨。
为更好地满足柴油机的使用要求，传统的柴油机油经历了从单级油到多级油的过渡。在多级柴油机油中加入了粘度指数改进剂，常用的粘度指数改进剂有：乙烯丙烯共聚物(ocp)、聚甲基丙烯酸酯(pma)、聚异丁烯(pib)、氢化苯乙烯-异戊二烯共聚物(hsd)，但粘度指数改进剂是一种高分子量的聚合物，在柴油机油使用的过程中由于剪切应力的作用，粘度指数改进剂分子链会被剪断从而使得粘度永久损失。当油品粘度衰减到无法满足机件正常润滑要求时，我们就必须更换新的机油以确保柴油机的正常润滑。
另外粘度指数改进剂在油品使用过程中也会对清净性能产生不利影响，粘指剂加入量越大，对油品清净性影响也越大。
理论研究及实践经验表明，影响柴油机油换油周期的主要因素有：(1)油品的抗氧化性能；(2)油品在使用过程中的抗剪切性能；(3)油品的抗磨减摩性。
为了保证柴油机油弹性流体润滑和混合润滑时的润滑要求，传统的柴油机油调合中，往往会将100℃运动粘度调到国家标准的上限值，这样对油品粘度保持会有所帮助，但是粘度高的柴油机油由于内摩擦力增大，会导致油耗的增加。
技术实现要素：
鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种不含粘度指数改进剂的长寿命高性能柴油机油，用于解决现有技术中柴油机油寿命短、油耗大的问题。
为实现上述目的及其他相关目的，本发明是通过以下技术方案获得的。
本发明提供一种柴油机油，所述柴油机油由以下原料组分及重量百分含量组成：
美国api根据基础油组成的主要特性把基础油分成5类：ⅰ类为溶剂精制基础油，有较高的硫含量和不饱和烃(主要是芳烃)含量；硫含量＞0.03％，饱和烃含量＜90％，粘度指数80～120。ⅱ类主要为加氢处理基础油，其硫氮含量和芳烃含量较低；硫含量＜0.03％，饱和烃含量＞90％，粘度指数80～120。ⅲ类主要是加氢异构化基础油，不仅硫、芳烃含量低，而且粘度指数很高；硫含量＜0.03％，饱和烃含量＞90％，粘度指数＞120。ⅳ类为聚α-烯烃(pao)合成油基础油；ⅴ类则是除上述ⅰ～ⅳ类以外的各种基础油，如聚醚、磷酸酯等。
优选地，所述的基础油为选自apiⅱ类基础油、ⅲ类基础油和ⅳ类基础油中的一种或多种。更优选地，所述基础油为apiⅱ类基础油、ⅲ类基础油和ⅳ类基础油三种的混合。优选地，所述ⅱ类基础油、ⅲ类基础油和ⅳ类基础油的质量比为(70～80)：(10～15)：(10～15)。
更优选地，所述的基础油采用100℃运动粘度分别为11-11.5mm2/s的ⅱ类基础油、5-6mm2/s的ⅲ类基础油和145-155mm2/s的ⅳ类基础油调制而成。更优选地，所述ⅱ类基础油为500n。500n是100℃运动粘度为11-11.5mm2/s的apiⅱ类基础油，其粘度指数大于95，倾点不高于-12℃，开口闪点不低于250℃。更优选地，所述ⅲ类基础油为150n。150n是100℃运动粘度为5-6mm2/s的apiⅲ类基础油，其粘度指数大于120，倾点不高于-25℃，开口闪点不低于230℃。更优选地，所述ⅳ类基础油为mpao150。mpao150是100℃运动粘度为145-155mm2/s的ⅳ类基础油，其粘度指数大于200，倾点不高于-30℃，开口闪点不低于270℃。
更优选地，所述500n、150n和mpao150的重量比为(70～80)：(10～15)：(10～15)。
优选地，所述的金属清净剂为总碱值不小于400mgkoh/g的超碱值石油磺酸镁、总碱值为20-40mgkoh/g的低碱值石油磺酸钙及总碱值不小于160mgkoh/g的烷基水杨酸钙的复合物。更优选地，所述石油磺酸镁的型号为t107。t107的石油磺酸镁是由锦州石油化工公司生产。更优选地，所述石油磺酸钙的型号为t101。t101为上海海润添加剂公司生产。更优选地，所述烷基水杨酸钙的型号为t109。t109为兰炼添加剂厂生产。
更优选地，上述石油磺酸镁和石油磺酸钙、烷基水杨酸钙的重量比为(2～4)∶1∶1。
优选地，所述的无灰分散剂为多烯基丁二酰亚胺。更优选地，所述无灰分散剂的型号为t153。更优选地，所述无灰分散剂由兰炼添加剂厂生产。具有较好的分散性和优异的高温稳定性，能将油品氧化后的油泥等产物分散于油中，避免引起过滤器的堵塞。
优选地，所述的抗氧防腐剂为硫磷双辛基碱性锌盐。更优选地，所述抗氧防腐剂的型号为t203。更优选地，所述抗氧防腐剂由兰炼添加剂厂生产。其具有良好的抗氧防腐性及一定的抗磨极压性能。
优选地，所述的抗磨减摩剂为有机钼酸酯和硫代氨基甲酸钼的复合物。更优选地，所述有机钼酸酯不含硫、磷。更优选地，所述硫代氨基甲酸钼为高分枝硫代氨基甲酸钼。优选地，所述有机钼酸酯和硫代氨基甲酸钼的重量比为1:(0.9～1.2)。更优选地，上述有机钼酸酯和硫代氨基甲酸钼的重量百分比为1:1。更优选地，所述有机钼酸酯的型号为vanderbilt855。所述高分枝硫代氨基甲酸钼的型号为vanderbilt3000。这两种有机钼减摩剂复配，使油品具有较好的减摩效果。
优选地，所述的抗氧补强剂为辛基化二苯胺和丁基化二苯胺混合物。更优选地，所述抗氧补强剂的型号为vanlube961。加入抗氧补强剂能弥补有机钼对油品抗氧化性能造成的负面影响。
优选地，所述的碱值补强剂为碱值为250-260mgkoh/g的硫化烷基酚钙。更优选地，所述碱值补强剂的型号为oloa219。
优选地，所述的降凝剂为聚甲基丙烯酸甲酯。更优选地，所述降凝剂的型号为1-248。其是由rohmax生产。
优选地，所述的抗泡剂为甲基硅油。更优选地，所述抗泡剂的型号为t903。其是由兰炼添加剂厂生产。主要用来改善油品的泡沫特性。
本发明还进一步公开了上述柴油机油的制备方法，包括如下步骤：按配比称取各组分，混合并加热到55～60℃并保温，搅拌均匀。优选地，所述保温时间为60～70分钟。更优选地，本申请中上述柴油机油的制备方法包括以下步骤：
1)将ⅱ类基础油与抗磨减摩剂和一部分无灰分散剂加热混合；
2)加入ⅲ类基础油；优选地，在加热和搅拌条件下加入；
3)加入金属清净剂、剩余无灰分散剂、抗氧防腐剂、抗氧补强剂、碱值补强剂和降凝剂；优选地，在加热和搅拌条件下加入；
4)加入ⅳ类基础油；优选地，在加热和搅拌条件下加入；
5)加入抗泡剂后保温搅拌均匀；优选地，在加热和搅拌条件下加入。
上述加热至温度为55～60℃。保暖温度为55～60℃。
本发明所提供的柴油机油适用于安装柴油发动机的重载商用货车及城市公共交通车辆上使用。
本发明还进一步公开了所述柴油机油在重型商用货车及城市公共交通车辆上的柴油发动机上用途。
如上说述，本发明的高性能柴油机油具有以下有益效果：
根据重载商用运输货车和城市公共交通车辆负荷大、发动机长时间运行、剪切应力大等工况特点，提供一种不含粘度指数改进剂的柴油机油，通过各原料组分的配合，达到了各种清净剂的性能优势互补；更好的减摩抗磨性能，在满足油品低温要求的基础上，使油品具有更好的剪切稳定性能，在长时间使用过程中，油品粘度保持性很好，避免油品受剪切引起粘度衰减而影响机件润滑；同时该柴油机油具有很好的减摩抗磨性能和清净分散性，能有效延长油品的使用寿命和发动机换油周期。
具体实施方式
以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。
在进一步描述本发明具体实施方式之前，应理解，本发明的保护范围不局限于下述特定的具体实施方案；还应当理解，本发明实施例中使用的术语是为了描述特定的具体实施方案，而不是为了限制本发明的保护范围。下列实施例中未注明具体条件的试验方法，通常按照常规条件，或者按照各制造商所建议的条件。
当实施例给出数值范围时，应理解，除非本发明另有说明，每个数值范围的两个端点以及两个端点之间任何一个数值均可选用。除非另外定义，本发明中使用的所有技术和科学术语与本技术领域技术人员通常理解的意义相同。除实施例中使用的具体方法、设备、材料外，根据本技术领域的技术人员对现有技术的掌握及本发明的记载，还可以使用与本发明实施例中所述的方法、设备、材料相似或等同的现有技术的任何方法、设备和材料来实现本发明。
本申请实施例中，所述的金属清净剂为总碱值不小于400mgkoh/g的超碱值石油磺酸镁(如锦州石油化工公司生产的t107)、总碱值为20-40mgkoh/g的低碱值石油磺酸钙(如上海海润添加剂公司生产的t101)及碱值不小于160mgkoh/g的烷基水杨酸钙(如兰炼添加剂厂生产的t109)的复合物。不同碱值、不同种类及不同金属盐的清净剂之间产生协合效应，清净剂的主要作用是提供较好的酸中和能力和高温清净性能；所述的无灰分散剂系多烯基丁二酰亚胺，如兰炼生产的t153商品代号的无灰分散剂，其具有较好的分散性和优异的高温稳定性，能将油品氧化后的油泥等产物分散于油中，避免引起过滤器的堵塞；所述的抗氧防腐剂为硫磷双辛基碱性锌盐，如兰炼添加剂公司生产的t203，其具有良好的抗氧防腐性及一定的抗磨极压性能；所述的减摩抗磨剂为不含硫、磷的有机钼酸酯(如vanderbilt855)和高分枝硫代氨基甲酸钼(如vanderbilt3000)，精选这两种有机钼减摩剂复配，使油品具有较好的减摩效果，这两种减摩剂的重量百分比为50：50；所述的抗氧补强剂为辛基化和丁基化二苯胺混合物，如vanlube961，加入抗氧补强剂能弥补有机钼对油品抗氧化性能造成的负面影响；所述的碱值补强剂是硫化烷基酚钙，如oloa219，其碱值为250-260mgkoh/g，具有清净、抗氧防腐、抗磨等多重效能；所述的降凝剂是聚甲基丙烯酸酯，如rohmax生产的1-248降凝剂，主要作用是降低油品的倾点；所述的抗泡剂是甲基硅油，如兰炼的t903，主要用来改善油品的泡沫特性。
本发明中使用的各种原料和试剂均购自商业供应商，未经进一步纯化，除非另有说明。
实施例1
一种不含粘度指数改进剂的高性能柴油机油，所述柴油机油的原料组分重量百分比如下：
余量为500n、150n、mpao150基础油，重量百分比分别为：75：11.3：13.7。
实施例2
一种不含粘度指数改进剂的高性能柴油机油，所述柴油机油的原料组分的重量百分比如下：
余量为500n、150n、mpao150基础油，重量百分比分别为：75：11.3：13.7。
实施例1和实施例2的柴油机油的制备方法如下：
a首先向调合釜里注入基础油500n；
b将减摩剂有机钼酸酯、高分枝硫代氨基甲酸钼与多烯基丁二酰亚胺混合均匀，然后用加热到50度的150n进行溶解，直到混合液变清为止；
c将上述混合物加入到调合釜中，同时开启搅拌。
d注入另一种基础油150n；
e当调合釜温度升至50度时，按照配方比例分别加入金属清净剂、剩余无灰分散剂、抗氧抗腐剂、抗氧补强剂、碱值补强剂和降凝剂；
f当上述添加剂搅拌5分钟后，加入mpao150，最后加入抗泡剂50ppm，釜内温度保持在55-60度，持续搅拌60min。
根据11122-2006柴油机油国家标准对该柴油机油实施例1和实施例2以及市售国际知名品牌ch-420w50柴油机油(对比例)进行检测，具体检测结果见表1：
表1
实施例3：
行车试验一：皖n90503大型油罐车分别使用本申请实施例1中不含粘指剂柴油机油和市售国际知名品牌ch-420w50数据对比见表2(0km、5000km、15000km、20000km、30000km车上采样)：
表2
表2(续：本例油)
行车试验二：鄂f1s793大型油罐车分别使用本申请实施例1中不含粘指剂柴油机油和市售国际知名品牌ch-420w50数据对比见表3(0km、5000km、15000km、20000km、30000km车上采样)：
表3
表3(续：本例油)
gb/t7067-2010柴油机油换油指标见下表所示：
柴油机油换油指标的技术要求和试验方法
江阴市炜强运输公司所属的皖n90503和鄂f1s793车辆先后用市售国际知名品牌、含增粘剂传统配方的柴油机油以及不含增粘剂的本例柴油机油，经过跟踪监测，并分别在0km、5000km、15000km、20000km及30000km行驶里程车上取样检测分析，发现市售国际知名品牌传统配方柴油机油的换油周期，根据gb/t7067-2010“柴油机油换油指标”，视车辆行驶工况，一般在10000km到15000km之间，主要失效项目为油品100℃运动粘度下降幅度及酸值增加幅度超过了换油指标，两辆油罐车在使用该油品行驶1.5万公里后即终止测试。本例不含增粘剂的柴油机油在加入发动机分别行驶5000km、15000km、20000km及30000公里后，油品的各项指标都较正常，没有超出gb/t7067-2010中所规定的换油指标，尤其是100℃运动粘度保持较好，变化率都不超过10％，远低于gb/t7067-2010中规定的换油指标20％；酸值tan从新油的1.95增加到4.2，增加值为2.25(皖n90503)、鄂f1s793车辆行驶30000km后的酸值从1.95增加到4.39，增加值为2.44，低于换油指标中规定的2.5限值，但已接近换油指标。其他指标以及铁、铜、铅、硅元素的含量都较正常，说明该型柴油机油性能保持较好，发动机润滑正常。换油周期的延长，为用户节省了车辆运行成本，同时也增加了不可再生能源的利用效率，真正做到节能环保。
实施例4
一种不含粘度指数改进剂的高性能柴油机油，所述柴油机油的重量百分比如下：
余量为500n、150n、mpao150基础油，重量百分比分别为70：15：15。
实施例5
一种不含粘度指数改进剂的高性能柴油机油，所述柴油机油的重量百分比如下：
余量为500n、150n、mpao150基础油，重量百分比分别为：80：10：10。
本申请实施例4和实施例5中柴油机油按照如下方法进行制备：
1)将ⅱ类基础油与抗磨减摩剂和一部分无灰分散剂加热混合；
2)加入ⅲ类基础油；优选地，在加热和搅拌条件下加入；
3)加入金属清净剂、剩余无灰分散剂、抗氧防腐剂、抗氧补强剂、碱值补强剂和降凝剂；优选地，在加热和搅拌条件下加入；
4)加入ⅳ类基础油；优选地，在加热和搅拌条件下加入；
5)加入抗泡剂后保温搅拌均匀；优选地，在加热和搅拌条件下加入。
上述加热至温度为55～60℃。保暖温度为55～60℃。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。