衛東
2017年11月30日,在2017(第三屆)中國汽車發動機技術大會上,來自中國石油蘭州潤滑油研發中心科研管理部高工汪利平講解了汽油發動機技術進步帶來的挑戰與潤滑油解決方案。汪利平表示隨著排放法規越來越嚴,中國也在全面推廣小排量增壓發動機,這對潤滑提出了更高的要求。潤滑油不但要滿足四大基本性能要求,還需滿足低硫低磷低灰分等要求,同時,還要有效抑制增壓直噴發動機帶來的低速早燃問題。如今,通過對發動機低速早燃等因素的分析,昆侖潤滑油已經成功開發出性能更強的產品,不僅提高了節能效果,并且油品具有更好的清凈性,低速早燃也降低了50%。
2010年昆侖完成了自主配方SN/GF-5汽油機油的研制,這也是國內惟一一個通過了美國API SN技術認證的自主配方產品。在2012年,昆侖內燃機油獲得了國家科技進步二等獎。今天所講的內容主要是,昆侖在2012年獲得國家獎以后,在汽油機油領域所做的主要工作,昆侖是如何解決潤滑油所面對的挑戰。
目前對于汽車界的焦點就是兩個,一個排放,一個節能。潤滑油也是一樣。首先看排放。國家排放法規越來越嚴苛,新的法規甚至比歐洲還要嚴苛。國六標準,被稱為史上最嚴排放法規。在中國,目前也在推行小排量發動機,不管是購置稅還是車船使用稅,還有消費稅,各個方面都對大家產生了驅動力,都喜歡購買匹配1.6L排量以下發動機的汽車,這是一個主流方向。
第二是節能,整個節能目標就是2020年要達到百公里油耗5L,2025年達到4L,包括雙積分制度等。大家都在不斷提高發動機的燃油經濟性。尤其是隨著高品質燃油的使用,我們的排放法規在以最快的速度從國三、國四到國五、國六。正是因為有了高品質的燃油,才促進了整個行業的發展。這種情況下,燃油經濟性的原動力促進了我們的發動機向小型化發展以及TGDI(渦輪直噴技術)的發展。按文獻報道,燃油直噴到2020年裝機量要達到50%。
不管是小型化還是渦輪增壓直噴,這些技術的使用,都對潤滑油有促進作用。潤滑油是流動的零部件,除了四大基本功能,在新的要求下,對潤滑油又提出了更多更苛刻的排放法規的要求,還有節能要求。例如,要求開發的油品必須節能,還要滿足長周期換油周期,必須要低硫、低磷,對油品提出了新的挑戰。所以應對這些發動機新技術的時候,不但要保證原來的四大基本功能不變,還要賦予它新的內容,一是滿足排放,二是更節能。對于發動機技術而言,為了滿足節能減排,不同的技術都在做大量的工作,包括缸套的減摩技術,還有直噴等等。而目前對于節能減排性價比最高的,還是發動機油,只要換上一桶真正的節能油,就能解決一些問題。
發動機新技術對潤滑油的影響具體體現在以下方面:一是壓縮比更高,帶來更多的燃油稀釋、機油消耗;二是燃油直噴;三是更高的功率密度,給機油帶來了更多的氧化、沉積物及油泥;四是渦輪增壓系統,渦輪增壓的軸也是用潤滑油進行潤滑的,溫度非常高,很容易產生沉積物;五是廢氣再循環,會帶來正時鏈條磨損風險;六是更復雜的排放系統需要適應,就必然要求發動機油降低磷、硫和灰分。
昆侖開發的不同黏度級別的油品,在江淮1.5L發動機相同的工況下進行實測時,在 5W-30機油中加入減摩劑后,油耗下降了1.8%。在模擬NEDC工況下大概節省燃油1.7%左右。昆侖自主開發的5W-30節能型潤滑油在程序VID臺架試驗中表現出很好的節油效果,尤其是在老化后的二階段也依然有非常好的節能效果。節能型潤滑油在開發過程中不管是模擬試驗還是到真實的發動機臺架實驗,都做了一整套的嚴密數據來支撐。
給油品賦予新的性能,往往會使用新的添加劑,但多數潤滑油添加劑是一把雙刃劍。能帶來好處,也能帶來壞處。做配方設計的時候,我們需要平衡。油品在具備優異的節能性的同時,油品抗磨損性能、分散性能,清凈性能不能依然得到保證或獲得進一步的提升?通過在江淮1.5TGDI發動機200小時耐久性臺架測試,可以看出昆侖在開發潤滑油的時候不僅有很好的節能效果,低溫油泥分散性、高溫清凈性都非常好。
隨著渦輪增壓的引入,渦輪軸也是我們潤滑油在潤滑,尤其是軸上的沉積物的控制,是整個行業最為關注和關心的問題。昆侖潤滑油不僅提高了節能效果,同時也提高了清凈性和低溫油泥分散性。這也從側面反映了高溫清凈性對渦輪增壓軸的保護。
潤滑油配方組成的確會影響低速早燃,通過江淮1.5TGDI發動機四種不同工況做出的綜合評定結果可以發現:G03機油與參比油相比,低速早燃傾向降低了50%以上。這也從側面進一步證實,第一,潤滑油是可以影響低速早燃的;第二,中石油現在有這種技術,能解決相關的問題。
在排放和燃油經濟性法規的推動下,50%的新車將來都會采用TGDI發動機技術,隨之也會帶來一系列的挑戰,需要設計一個全新的配方,保障發動機的高效運行。中石油能針對汽車廠家具體需求,在提供清凈、分散、沉積物控制等基本性能的同時,開發出具有更好的抗低速早燃和優異節能性的發動機油產品。中石油希望與汽車廠商一起共同開發和建立潤滑油關鍵性能評價方法,不斷推動中國潤滑油行業標準建設,共享汽車行業發展成果。