隨著內燃機車的發展，鐵路柴油機的結構設計和操作條件與普通柴油機不同，如功率較大，同時在設計中受到重量和空間的限制，主要依靠提高增壓壓力和轉速、縮短行程、加大缸徑等措施提高其功率。因此機車的機械負荷和熱負荷都很高，加上長期在野外行駛，環境條件較差，又常常使用劣質燃料，因此對內燃機車的抗磨性能、抗腐蝕性、低溫分散性和高溫清凈性都提出了較高的要求，普通柴油機油不能滿足鐵路機車的要求，因此單獨提出了鐵路機車柴油機油的分類。

  我國鐵路機車柴油機油的分類

  我國鐵路內燃機車開始使用14號普通柴油機油（舊牌號相當于新牌號40號），70年代后期開始生產相當于美國LMOA第一代油的14號低增壓柴油機油，為東風、東風3、內燃機車用油相配套，接著又為我國從法國阿爾斯通公司引進的ND4內燃機車配套的1號和2號油，基本上相當于第二代油。自90年代初，按原中國石化總公司科研計劃，1990-1995年，先后成功研制了鐵路機車第三代油和第四代油。在質量分類上，基本上靠近美國的LMOA與GE的分類標準。1997年已建立了我國鐵路內燃機車用柴油機油(國家標準GB/T17038-1997)。

  鐵路內燃機車柴油機油的發展是根據柴油機單缸功率與強化系數和燃料的質量來決定的。其發展過程是按代區分的。

  機車的單缸功率從20世紀30年代的幾十千瓦，發展到200kW以上，強化系數由近40提高到90以上。單缸功率或強化系數越高，氣缸內溫度和壓力相應提高，缸套與活塞環的擦傷磨損幾率變大，機車柴油機油在使用中清凈性變差，氧化衰變速度加快，其堿值衰減也快。

  柴油機單缸功率與強化系數的提高是促進機油發展的決定因素。此外，燃料的重質化以及換油期延長，也都要求不斷提高機油質量。

  在國際上，美國鐵路內燃機車1950年使用第一代油，柴油機為非增壓型。20世紀50年代末期到20世紀60年代，采用增壓技術，柴油機單缸功率提高1倍，1964年發展了第二代油，提高了油的清凈性與過濾性。機油耗降至1.2%～1.7%。1965年～1970年機車功率進一步提高，單缸功率達到150kW以上，強化系數為60～75，機油耗要求降至0.8%～1.3%。第二代油性能已不適應，因而1968年～1970年發展了第三代油。

  美國1977年又發展了第四代油，其堿值提高到13。該油是適用燃料含硫超過1%的情況，但由于柴油機強化系數繼續提高，機油消耗要求降至0.5%～1.0%。 1978年以后，由于節能柴油機的發展，強化系數已達88～91，機油溫度高達125℃左右，機油消耗率降到0.3%～0.5%。因此在20世紀80年代后期又發展了第五代油，油品的堿值又有提高，尤其是進一步提高了油品的高溫清凈性，減少了環槽積炭和柴油機的磨損。鐵路機車第五代油、第四代油仍沿用至今，與汽車內燃機比較，其用油的發展相對緩慢。

  我國內燃機車柴油機都使用輕柴油燃料，而使用潤滑油，大致與美國相同。目前我國自行研制成功并投入生產使用三代油、四代油和五代油。