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长换油周期汽油机油的发展前景(2)
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摘要:4 汽油机油长换油周期技术难点 4.1 降低摩擦表面的磨损 在边界润滑条件下,通过物理气相沉积技术使类金刚石(DLC)涂层与基材结合能够有效降低摩擦表
4 汽油机油长换油周期技术难点
4.1 降低摩擦表面的磨损
在边界润滑条件下,通过物理气相沉积技术使类金刚石(DLC)涂层与基材结合能够有效降低摩擦表面的磨损在,增强润滑效果,但基材和涂层的匹配程度还需进一步改善以减缓长时间运行的条件下涂层剥落的现象[3]。使用低黏度汽油机油的前置要求是更高的摩擦副加工精度。高加工精度能够使汽油机油在摩擦过程中受到的剪切作用降低,从而使汽油机油粘度在更长的换油周期下维持在正常使用范围内。近几年来兴起的缸筒激光珩磨技术,能够更好地保证缸筒的储油性能,减小摩擦表面磨损,然而其高昂的成本阻碍了该技术的推广应用。
4.2 总成零部件加工洁净度和精度的控制
汽油机油的润滑效率和换油周期受内燃机和传动系统的总成零部件加工洁净度和精度的影响极大。加工洁净度和精度低的总成会因杂质过多使其在运行过程中产生磨粒磨损现象,低黏度汽油机油的油膜厚度偏薄不能稳定地对摩擦副提供有效的保护,磨粒磨损的破坏程度会因传动系统中较大的传递压力而加快。
处于节约成本的目的,很多OEM 都将首次保养的时间延后,还有一部分OEM 甚至去除了汽车的首次保养。针对这一现象,只有增强总成零部件加工洁净度和精度才能保证汽油机油润滑效率的改善和换油周期的延长。
4.3 汽油机油添加剂的改良
低黏度润滑油汽油机油的应用使油润滑效率提升,但另一方面也对汽油机油中的减磨抗磨剂有更高的要求。二烷基二硫代磷酸锌是摩抗磨添加剂中最为常见的一种,若加剂量过大将会导致内燃机TWC 中毒[4]。较长的使用寿命导致污染物的聚集程度加大,这意味着汽油机油的分散和清净性能需要更为强劲,增强汽油机油的清净性能的同时需要维持好对灰分的控制,分散剂分散性能的改善都要通过海量的试验探究。改良配方确定后还需进行一系列的模拟及台架试验,这些试验会导致大量的人力和资金消耗。
5 结语
更为严苛的排放法规、OEM 厂商的技术更新、汽车消费者的运行需求等因素推动着汽油机油润滑效率的增强和换油周期的延长,这既是润滑油行业的机遇也是挑战。一方面,长换油汽油机油的技术优势令OEM 厂商的产品竞争力得以提升,这在一定程度上提高了其产品的市场占有率。对技术领先的润滑油生产商而言,长换油汽油机油能够帮助其在同类产品中脱颖而出,甚至可能改变润滑油产业的现有格局。另一方面,摩擦表面的摩擦系数和零部件的匹配程度对长换油周期汽油机油的使用效果有着主导性的影响,怎么在保证生产成本的条件下维持好部件与润滑油的相容性,是OEM 需要解决的技术难题。汽油机使用寿命的延长与其润滑效率的增强之间的平衡需要更为优良的配方调和技术,这是润滑油行业需要解决的技术难点。总而言之,长换油周期汽油机油具有良好的发展前景,时也存在一些技术难点需要解决。
[1]Dahnz on Pre-Ignition in Highly Supercharged SI Engines[J].SAE int,JEngines,2010,3(1):214-224.
[2]柳国立.低黏度润滑油对发动机燃油经济性及可靠性影响的研究[J].汽车技术,2014(1):54-57.
[3]王福贞,马文存.气相沉积应用技术[M].北京:机械工业出版社,2007.
[4]胡逸民,李鹏飞.内燃机废气净化[M].北京:中国铁道出版社,1994.
内燃机油被称为汽车发动机的“血液”,在发动机运转的过程中,起到密封堵漏、防腐防锈、清洁降噪、润滑减磨等作用。随着汽车行业技术的革新、人类环保意识的提高及其润滑油市场的竞争等因素,内燃机油的性能也在不断改进。近几年,随着我国经济的快速增长,中国汽车保有量持续增长,相关调查显示至2018 年,中国机动车保有量已达3.22亿辆。与此同时,在人类环保意识日益提高及国家新出台的排放标准——国六的前提下,汽车行业及润滑油行业的发展迎来了新的挑战。节能、环保、高效是润滑油市场发展的主要方向,随着高等级机油的应用,长换油周期汽油机油的需求将大大提高。1 环境保护及排放法规对汽油机油发展趋势的影响随着人类社会科技及工业的发展,因此带来的一些全球变暖、臭氧层破带来了坏、海洋污染等环境问题也愈发得到重视。而汽车作为21 世纪人类最主要的交通工具,虽然给我们的日常生活带来了极大的便捷,但汽车尾气排放带来的环境污染问题也是确实存在且我们急需要解决的问题。针对汽车尾气排放污染问题,我国通过不断提高汽车尾气排放标准要求来缓解这一问题。排放标准要求的愈发严苛,使得原始设备制造商(OEM)不得不通过排气再循环(EGR)、颗粒氧化型催器(POC)、颗粒捕集器(DPF)等减排技术来改善内燃机性能以达到法规要求。[1]与此同时,在排放法规及发动机技术变革的影响下,各大润滑油厂商也对润滑油进行了技术升级;此外,长换油周期汽油机油也被各大润滑油厂商不断推出。长换油周期汽油机油的推出,在一定层面上减少了废机油的总产量以及对其进行再处理的成本费,契合了节约能源、保护环境的理念;另一方面,机油换油周期的延长对消费者而言降低了其车辆的维护保养费用,延长了车辆的有效工作时间。从厂商的角度考虑,适用于其内燃机技术的长寿命的高效稳定的内燃机油将极大地增强其市场竞争力,对其销量的增长起促进作用。总体而言,长换油周期汽油机油的推出对消费者、润滑油厂商及OEM 厂商是一个互利共赢的局面。2 汽油机油换油周期的影响因素内燃机或车辆的设计是影响汽油机油换油周期的最主要因素。内燃机运转时的高温是使机油加剧氧化和硝化的原因之一,这直接影响机油使用寿命;水分、灰尘等由于内燃机的密闭性能的差异决定了其进入机油中的数量多少,而这会对机油的使用寿命有极大的影响;汽车润滑系统的有效体积与机油抵抗污染物的性能成正比关系,体积越大抵抗污染物的性能越强,这直接影响机油使用寿命。车辆或内燃机的工作环境对汽油机油的换油周期也有较大的影响。当车辆长期在高温、污染重、灰尘大或高负荷的条件下运转时,会造成机油的氧化和硝化加剧、机油中污染物数量提升及机油老化加剧,这些均直接影响机油的使用寿命。此外,汽油机油本身的性能是其实现长换油周期的重要影响因素。汽油机油的分散性,体现了其对污染物的抵抗能力,这直接影响其使用寿命。汽油机油的抗氧化能力,体现了其抗老化的性能,直接影响其使用寿命。3 汽油机油长换油周期技术支持合成型基础油是通过一系列复杂的工艺精炼而成,相较于传统的矿物性基础油具有更为突出的性能优势。从根本上来说,合成型基础油是以提炼原油中的优势成分,通过一定的化学反应诱导其分子形态按照预定的次序排列,从而增强其对外界环境变化的抵抗能力,这也是合成型基础油比传统的矿物型基础油表现更好的根本原因。通过采用合成型基础油调配的汽油机油在苛刻的环境中工作时(高温、重载、高压、频繁启动及停顿、工作温度跨度大、污染等)表现优异,能够保证设备工作的稳定性。比如,合成润滑油的高温性能更为优异,其优异的热稳定性和抗氧化性能够有效地减少积碳的生成。此外,合成型汽油机油的低温流动性好,在低温环境下也能很好地保护汽车发动机组件,这是矿物型汽油机油所不具备的优势。合成型汽油机油的粘指性能优异,这使其在低温时依然能够保持更为适宜的油膜厚度,在低温环境下能更好的降低发动机部件的磨损。合成型汽油机油的这些特性在一定程度上对于汽油机油的使用寿命起到正面作用,并且使用合成型汽油机油有助于提高燃油效率,减少换油频次从而降低废弃润滑油的增长,符合行业发展的趋势。随着近年来低质量级别汽油机油如SJ、SL 使用量下降,及SM、SN 级别需求量的增长,合成型基础油的使用比重也逐渐上升,这有助于长换油周期汽油机油的发展。[2]4 汽油机油长换油周期技术难点4.1 降低摩擦表面的磨损在边界润滑条件下,通过物理气相沉积技术使类金刚石(DLC)涂层与基材结合能够有效降低摩擦表面的磨损在,增强润滑效果,但基材和涂层的匹配程度还需进一步改善以减缓长时间运行的条件下涂层剥落的现象[3]。使用低黏度汽油机油的前置要求是更高的摩擦副加工精度。高加工精度能够使汽油机油在摩擦过程中受到的剪切作用降低,从而使汽油机油粘度在更长的换油周期下维持在正常使用范围内。近几年来兴起的缸筒激光珩磨技术,能够更好地保证缸筒的储油性能,减小摩擦表面磨损,然而其高昂的成本阻碍了该技术的推广应用 总成零部件加工洁净度和精度的控制汽油机油的润滑效率和换油周期受内燃机和传动系统的总成零部件加工洁净度和精度的影响极大。加工洁净度和精度低的总成会因杂质过多使其在运行过程中产生磨粒磨损现象,低黏度汽油机油的油膜厚度偏薄不能稳定地对摩擦副提供有效的保护,磨粒磨损的破坏程度会因传动系统中较大的传递压力而加快。处于节约成本的目的,很多OEM 都将首次保养的时间延后,还有一部分OEM 甚至去除了汽车的首次保养。针对这一现象,只有增强总成零部件加工洁净度和精度才能保证汽油机油润滑效率的改善和换油周期的延 汽油机油添加剂的改良低黏度润滑油汽油机油的应用使油润滑效率提升,但另一方面也对汽油机油中的减磨抗磨剂有更高的要求。二烷基二硫代磷酸锌是摩抗磨添加剂中最为常见的一种,若加剂量过大将会导致内燃机TWC 中毒[4]。较长的使用寿命导致污染物的聚集程度加大,这意味着汽油机油的分散和清净性能需要更为强劲,增强汽油机油的清净性能的同时需要维持好对灰分的控制,分散剂分散性能的改善都要通过海量的试验探究。改良配方确定后还需进行一系列的模拟及台架试验,这些试验会导致大量的人力和资金消耗。5 结语更为严苛的排放法规、OEM 厂商的技术更新、汽车消费者的运行需求等因素推动着汽油机油润滑效率的增强和换油周期的延长,这既是润滑油行业的机遇也是挑战。一方面,长换油汽油机油的技术优势令OEM 厂商的产品竞争力得以提升,这在一定程度上提高了其产品的市场占有率。对技术领先的润滑油生产商而言,长换油汽油机油能够帮助其在同类产品中脱颖而出,甚至可能改变润滑油产业的现有格局。另一方面,摩擦表面的摩擦系数和零部件的匹配程度对长换油周期汽油机油的使用效果有着主导性的影响,怎么在保证生产成本的条件下维持好部件与润滑油的相容性,是OEM 需要解决的技术难题。汽油机使用寿命的延长与其润滑效率的增强之间的平衡需要更为优良的配方调和技术,这是润滑油行业需要解决的技术难点。总而言之,长换油周期汽油机油具有良好的发展前景,时也存在一些技术难点需要解决。【参考文献】[1]Dahnz on Pre-Ignition in Highly Supercharged SI Engines[J].SAE int,JEngines,2010,3(1):214-224.[2]柳国立.低黏度润滑油对发动机燃油经济性及可靠性影响的研究[J].汽车技术,2014(1):54-57.[3]王福贞,马文存.气相沉积应用技术[M].北京:机械工业出版社,2007.[4]胡逸民,李鹏飞.内燃机废气净化[M].北京:中国铁道出版社,1994.
文章来源:《内燃机工程》 网址: http://www.nrjgczz.cn/qikandaodu/2020/1117/424.html
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