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未來的機油配方研發及創新與汽車發動機息息相關!

2017-05-16 09:27:16 Lion獅魔潤滑油-中國官網 已讀


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過去十年里,人們一直把汽車機油的重點落在油品壽命、耐久性和燃油經濟性上。力求提高燃油經濟性和減少溫室氣體排放,是全世界都在努力做的事情。



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2025年美國的二氧化碳排放限制是每公里107克;2020年歐洲是每公里95克,日本是每公里105克,中國則是每公里117克。這些限制將對機油配方產生巨大的影響,具體如圖表1所示。


A
添加劑的需求


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拋開汽車與發動機技術不論,添加劑的基本作用其實是一樣的,無非就是減摩抗磨、抗腐蝕、保持清潔性、防止機油老化與失效、減少污染物。另外,汽車制造商的訴求推動也了主機廠特定機油的規格發展。

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對現有的發動機技術而言,燃油經濟性主要靠使用低粘度機油(SAE 0W-xx)來實現。創新的發動機設計需要各種技術來優化燃油經濟性,其中包括:汽油缸內直噴、發動機小型化和動力輸出增加、可變閥系和停缸技術。

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人們還會減速,在運轉速度下降的同時能夠產生較大的扭矩,但是這樣會引起低速早燃問題。此外,各種油泵工作、廢氣再利用、類鉆與等離子鍍膜、停機和啟動、新型軸承材料這些新技術導致人們對機油的要求更加嚴格。歐洲尤甚,歐洲大量使用生物燃料、液化石油氣和液化天然氣。這些燃料通常含有大量硫、芳香烴和樹膠,它們會促進機油氧化、腐蝕、硝化,增加酸性物質和油泥的產生。

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基于這些顧慮,要想遵守排放法規,汽油發動機必須安裝微粒過濾器,這樣才能減少潤滑油的灰分,防止堵塞。符合ACEA、API、ILSAC標準的潤滑油不能滿足所有主機廠的需要。因此,主機廠需要進行各種額外的測試來達到行業標準。

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在中國,2016年大部分的乘用車安裝了汽油缸內直噴(GDI)或者渦輪增壓直噴(TGDI)發動機。大眾、通用和中國主機廠正力推TGDI,亞洲也逐漸采用類似技術。


美國汽車制造商正在使用輕負荷汽車節油技術,他們目前面臨的添加劑問題有:


▲ 渦輪增壓——抗氧化


▲ 可變閥系或停缸——防止機油起泡


▲ GDI——提高煙炱分散性,減少正時鏈條磨損


▲ GDI、渦輪增壓或減速——低速早燃(LSPI)、氧化、煙炱分散

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采用這些新技術需要解決的一個主要問題就是低速早燃。由于某種未知原因,新的火焰前鋒形成后導致出現LSPI,這樣會引起爆震。與爆震不同的是,這種原因與大宗氣體特性無關。實際上,LSPI現象包含早燃與后燃,與表面點火相似。


雪佛龍奧倫耐公司的測試顯示,機油的成分與LSPI的出現頻率有關。不同潤滑油成分對LSPI的影響不同。比方說,鈣、鐵、銅成分增加LSPI出現頻率;MoDTC和ZDTP減少LSPI現象;機油變質增加LSPI現象。


測試表明,基礎油同樣影響LSPI,但是諾亞克蒸發損失分數與LSPI卻沒有關系。除了機油,燃料成分、硬件設計以及其他因素都能導致LSPI出現。


隨著乘用車行業的全球化發展,以及新技術在全球市場的快速引進,一些主流市場很快就對機油提出新的性能要求,比如減少LSPI等等。


要求越多,機油配方的研發越有挑戰性。

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