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一、黏度和黏温特性
发动机油的黏度主要取决于低温启动时的最大黏度，以及高温高剪切下保持油膜的最低黏度。黏度太小，油膜容易破坏，密封性不好，机油消耗量增大，同时还产生磨损。黏度太大的油品流动性不好，发动机启动后长期得不到充分润滑，磨损也会增加。发动机油的黏度要求兼顾高温黏度和低温黏度，即油品应具有较好的黏温性能。一般要求低温启动温度在-5~-30℃时，黏度在6000~3250mPa·s范围;在150℃和106s-1高温高剪切下，最低黏度不小于3.5mPa·s。黏温性能以黏度指数表示，指数越高，黏度随温度的变化越小。发动机各润滑部位工作温度差别相当大，从环境大气温度到300℃，因此要求发动机油具有良好的黏温性能。单级油黏度指数一般在90~105，多级油黏度指数一般在120~180之间。油品的黏度决定油品的启动性。如果发动机油在启动温度下太黏稠，将会使运动部件滞动，发动机曲轴转速达不到启动转速，就启动不了发动机。
二、流变性和泵送性
2.1 发动机油流变性
发动机油的流变性是表示油的黏度和机械部位运动的剪切率的关系。活塞与汽缸之间，其剪切率可以从低速启动时的100s-1，增加到正常运转时的300000s-1；轴承内机油的剪切率也可以从400s-1猛增至200000s-1。这种急剧的剪切率变化，对于含高分子聚合物(黏度指数改进剂)和接近发动机油倾点时的油品，便会出现黏度反常现象或黏度损失现象，其黏度可以从正常值例如100℃运动黏度10~12mm2/s下降到6~7mm2/s，即下降接近50%。这种高剪切率和高温度同时存在的状态对于油品黏度的影响，已经受到了重视，即规定了高温-高剪切下的黏度限值，补充原来只规定100℃时运动黏度的不足。不含黏度改进添加剂的油品，黏度不受剪切率的影响。
含高分子聚合物的稠化油为二相混合体系。在低剪切率下，润滑油为牛顿液体，在高剪切率下为非牛顿液体。润滑油出现非牛顿流体性质的温度各不相同，一般在倾点3~5℃以上或浊点附近。非牛顿流体性质对发动机工作的影响，决定于摩擦面间润滑油层的剪切率。油层间的剪切率可以看作是两摩擦面相对运动的速度与其间隙的比值。
2.2 发动机油泵送性
发动机油在低温下石蜡析出形成网状结构，对发动机曲轴转速影响不大，但是，与油的泵送性却关系密切。在低温下，除稠化油的黏度指数改进剂引起非牛顿流体特性外，大多数润滑油还出现结构形成现象。机油泵送失败的原因，一是机油不能凭借本身重力流到滤油网处，使进油管口形成空穴;二是油泵人口的机油流速太慢。如果油箱内的油不能供给油管口以足够的油量，则会形成空穴。这时泵的油量大为减少，还会出现危险的“夹气”现象。
一般认为，边界启动黏度在3000~5000mPa·s之间。但多数油会因其中含有的高分子聚合物的剪切安定性影响油的黏度。有两种方法来模拟测定油品的低温启动性能：一是作为标准测定方法的冷启动模拟试验(CCS黏度)，测定油在1000000s-1的剪切率下，即相似于活塞环一汽缸运动状态下的黏度值。二是采用微型旋转黏度计(MRV)测定，即MRV边界泵送性，来测定内燃机油的低温泵送性。总之，高质量的内燃机油，必须既满足低温启动性，又满足低温泵送性，才能全面满足发动机的低温使用要求。
三、清净分散性
发动机油的清净分散性有两层含义：其一是指发动机油能将氧化生成的胶状物、积炭等悬浮在油中，使其不易沉积在部件上;其二是在一定程度上，表示发动机油可将已沉积在部件上的胶状物、积炭等洗涤下来。这些沉积物在润滑油的循环中，通过机油滤清器除掉，从而保持发动机部件的清洁，减少积炭和漆膜的生成。
发动机油生成沉积物的倾向，一方面取决于发动机油的质量，另一方面也取决于发动机的工作条件。在汽车发动机中工作的润滑油，由于发动机经常处于开开停停状态，实际油温度较低，容易生成油泥，落入曲轴箱中与水生成乳化物。在柴油机中，发动机的温度较高，润滑油中的沉积物以不溶于有机溶剂的含碳氧化物为主。
四、抗氧化性
在内燃机油工作过程中，经常处于80~100℃的温度下，还要不断流到100~200℃的缸套表面及150~250℃的活塞环区，还要窜到2000℃的燃烧室中，在这些温度下润滑油产生如下变化:第一，燃烧。窜到燃烧室中的油燃烧后生成灰和炭。第二，氧化。润滑油为碳氢化合物，在高温下与空气及NO、NO2和SO2等产生氧化反应，生成醇、醛、酮、酸等以及不溶于油的含氧化合物。第三，分解。高温下长链的烃类分解成小分子烃化物及气体。第四，缩合。烃的氧化物在金属催化及适当的温度下，能缩合成高分子聚合物，如漆膜、胶质及沥青质等。
这些变化使润滑油衰败，降解变质，失去润滑性能，生成的腐蚀性有机及无机酸性化合物，腐蚀了金属，加剧了磨损。高温氧化产物也是沉积物的主要单体来源。由于温度、空气以及金属的催化作用，发动机油在使用条件下容易氧化变质。油品氧化生成酸性化合物，而氧化产物又进一步氧化缩合生成大分子胶质和沥青物质，使油品黏度增大，影响正常使用。在高温操作中，这些物质最终变成一种硬树脂状类似漆膜的物质从油中析出。
发生氧化的主要问题是:铜-铅轴承氧化腐蚀，油品的氧化变稠，以至不能泵送到轴承中去，油变稠是由氧化产物形成聚合物的结果。润滑油在高温、有害气体及金属催化下易于氧化，生成腐蚀性的酸性化合物及缩合物，腐蚀金属，使油的黏度大大升高，甚至成为半流体，造成供油不足而产生故障。因此要有好的抗氧化性能，保证润滑，延长换油期。
氧化对铜-铅轴承影响是很大的。铜-铅轴承的结构是小铅囊全部分散在连续铜相内和表面上。轴承的氧化腐蚀分两步:第一步，轴承表面的铅被燃料和润滑油所生成的过氧化物氧化。第二步，燃料和润滑油氧化所生成的有机酸将氧化铅溶解，使光面更新并重新被氧化。现代发动机油从三个方面提高油品的抗氧化性:改进炼制工艺，从基础油中除去易氧化产物;选择抗氧剂，阻止或延缓氧化进程;选择清净分散剂，减少胶质或沥青质在发动机部件上的积聚。
五、抗磨性
在发动机中的润滑油工作条件较恶劣，其机械载荷及热载荷高，又伴随各种有害介质及油的降解，各种磨损机理全都有发生的可能。用于工业用油的抗磨添加剂在发动机的高温下会分解而不起作用，因此其润滑性能也与工业用油的润滑性能大有区别。发动机中主要运动部件有:汽缸和活塞，主轴承和连杆轴承，凸轮与挺杆及其随动件等，它们因摩擦而损失的能量比例分别为75%、18%、3%，其他4%。活塞与汽缸的工作条件很恶劣，在其高温表面下，机油黏度变小，不易形成油膜，同时其往复运动的机械载荷不均匀，在爆发冲程时其承压面侧应力很大，再加上它的供油依靠飞溅，可靠性不好，易产生拉缸、烧死等。轴承的润滑靠油楔作用保证。由于往复运动载荷不均衡，油膜在很薄时受到巨大的载荷，有时瞬时应力达200kPa以上，也易磨损甚至烧死。凸轮挺杆及其随动件也是易于发生润滑故障的运动件之一。其供油可靠性差，瞬时冲击负荷大，易产生擦伤、剥落等润滑问题。良好的润滑性可以避免机件的磨损。影响抗磨性能的主要因素就是在发动机工作的条件下，润滑油在金属表面保持油膜的能力。随着发动机负荷增大到一定程度，油膜被破坏，从而造成干摩擦，引起机件摩擦表面的磨损，甚至出现擦伤。此外，发动机油的抗磨性还与油品的黏度、黏温性、清净分散性以及抗腐蚀性等有关。
发动机的摩擦副，当润滑油膜破坏，不能将相对运转的固体分开而造成的表面材料损失称为擦伤或黏着，即被磨损。汽油机中的明显擦伤主要发生在阀系的接触点处，特别是凸轮和挺杆的摩擦处。发动机阀系的接触点间的压力是相当大的，这些压力是由阀的弹簧和整个阀系的惯性所造成的。凸轮把阀顶开后，弹簧关上阀。这些区域的润滑为边界润滑，在某些情况下是极压状态。在不增加发动机尺寸而要获得更大功率的情况下，阀系的磨损变得越来越重要。此外，发动机活塞环与缸套间擦伤多发生在活塞往复运动的上、下死点，这些区域的润滑也处于边界润滑状态。发动机油大多数油品都含有二烷基二硫代磷酸锌抗氧抗腐添加剂，所以发动机油具有抗磨损性。
发动机中由于摩擦造成的功率损失有两个方面:润滑油的黏性阻力和边界润滑。轴承与轴颈和活塞环与缸套运动部件的润滑，基本是流体润滑。在这种润滑状态下，油的多分子层将运动部件隔开，摩擦是这种油膜黏性阻力造成的。靠降低润滑油的黏度，可以降低这一阻力。这样做的极限状态，是在被隔开的部件间，必须保持一层润滑油膜。多级发动机油所含的聚合物分子，受到运动部件的剪切，被排列成线形时，油品会产生暂时的黏度损失，黏度趋近基础油的黏度。此时的黏度具有流体润滑最小的黏性阻力。
在活塞运动的上、下死点处，环后面的压力最高，汽缸壁的温度最高。阀系运动部件多处于边界润滑状态，尤其是凸轮与挺杆接触点。这时润滑状态的油膜不足以将运动部件隔开，这一作用是靠强烈吸附在金属或金属氧化物上的极性化合物分子膜实现的，或者靠极压剂改变金属表面的化学性质来实现的。边界润滑的阻力取决于表面之间相互滑动的难易程度。
在发动机油中使用减磨添加剂，以改善油品的摩擦性能，减少机械功率损失，达到节省燃料的目的。自20世纪70年代能源危机以来，使用减磨剂技术得到了广泛的发展。一般使用的减磨剂有:硫化脂肪和脂，有机铝、钨化合物，多元醇脂肪酸单脂，脂肪酸酰胺和脂肪酸盐等。
六、 防腐性能
在发动机高温、高压的作用下，无论质量多么高的润滑油都会发生氧化变质。加有抗氧化剂的发动机油，也只能抑制、延缓氧化过程，减少氧化产物的生成，而不能从根本上使润滑油不氧化。氧化所生成的有机酸与无机酸相比，酸性虽然弱得多，但在高温、高压和水的存在下，对一些合金有腐蚀作用，尤其是高速柴油机，多是铜铅、镉银和镉锦轴承。这类合金具有良好的机械性能，耐磨、耐疲劳，可以承受较高的负荷、速度和温度。但是，其共同的弱点是抗腐蚀性很差，在润滑油中即使只有微量的酸性物质也会引起严重的腐蚀，使轴承表面出现斑点、麻坑，甚至整块剥落。因此，用于高速柴油机的内燃机油的抗腐蚀性就显得特别重要，往往要在润滑油中加添加剂以改善它的抗腐蚀性能。
七、抗泡性
油在使用中经受剧烈搅动，使空气进到油中形成泡沫，影响了供油系统及油泵的正常工作，造成缺油故障，因而油要有好的消泡性能。
更多油品信息请参考《工业润滑油选用指南》一书。
