残炭是润滑油基础油的重要质量指标，指油品在规定的实验条件下受热蒸发和燃烧后形成的焦黑色残留物。残炭的多少不仅与油品的化学组成有关，更直接反映了基础油的精制深度。润滑油中形成残炭的主要物质是油中的胶质、沥青质及多环芳烃，这些物质在空气不足的条件下受强热分解、缩合而形成残炭。
基础油的精制深度越深，其残炭值越小。这是因为深度精制过程可以有效去除油品中的胶质、沥青质、多环芳烃以及含硫、氧、氮的化合物，这些物质都是形成残炭的前驱体。一般来讲，空白基础油的残炭值越小越好，这表明油品的精制程度越高，纯净度越好。机械杂质、水分、灰分和残炭都是反映油品纯洁性的质量指标，共同表征了润滑基础油的精制程度。
在高温高剪切工况下，基础油的精制深度对微量残炭形成的影响更加显著。高温环境会加速油品的氧化反应，当温度升高时，润滑油中的碳氢化合物与空气及氮氧化物、硫氧化物发生氧化反应，生成醇、醛、酮、酸等含氧化合物。这些氧化产物在高温下进一步聚合缩合，形成胶质、沥青质等大分子物质，较终在金属表面形成漆膜和积碳。
高剪切应力会加剧这一过程。在高温高剪切条件下，油膜受到往复运动和机械高载荷的作用，承压面侧应力很大，油膜被破坏和氧化。零件表面的薄层润滑油中，一部分轻馏分被蒸发，另一部分在金属催化下深度氧化，较后生成聚缩物，沉积在零件表面形成漆膜。曲轴箱中油温虽然相对较低，但由于润滑油受到强烈的搅动和飞溅，与氧接触面很大，氧化作用相当激烈，使油内的可溶和不溶物增多。
基础油精制深度不足时，油品中含有较多的胶质、沥青质和多环芳烃，这些物质在高温高剪切条件下更容易发生氧化聚合反应。研究表明，油品残炭值越高，其积碳倾向就越大，在压缩机汽缸、胀圈和排气阀座上的积碳就越多，在高温下容易发生爆炸。对于内燃机油和压缩机油，残炭值是影响积碳倾向的重要因素之一。
润滑脂在高温工况下的结焦行为也印证了基础油质量的重要性。在高温工况下，润滑脂基础油的轻质成分快速挥发，其重质成分在高温高压和金属催化作用下，会氧化、碳化或缩合成焦炭。无机稠化剂制造的润滑脂或添加固体抗磨剂的润滑脂，待基础油的轻质成分挥发殆尽后，其重质润滑油组份裹挟着无机稠化剂或固体抗磨剂形成坚硬的焦炭。
因此，在高温高剪切工况下，选择精制深度足够的基础油至关重要。深度精制的基础油不仅残炭值低，而且具有更好的热氧化安定性，能够抵抗高温高剪切条件下的氧化降解。对于含添加剂的油品，虽然添加剂的金属元素会使残炭值增加，但通过硫酸灰分测定可以区分基础油本身的残炭和添加剂引入的残炭，从而准确评估基础油的精制深度。
通过优化基础油的精制工艺，提高精制深度，可以有效降低油品的残炭值，减少高温高剪切工况下的积碳倾向，延长设备的使用寿命，提高运行安全性。
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