金志良

潤(rùn)滑油，主要用于減少運(yùn)動(dòng)部件表面間的摩擦，同時(shí)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)具有冷卻、密封、防腐、防銹、清洗雜質(zhì)等作用。隨著發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，為應(yīng)對(duì)日趨嚴(yán)格的環(huán)保、排放及節(jié)能法規(guī)要求，汽油發(fā)動(dòng)機(jī)向缸內(nèi)直噴、渦輪增壓、小型化方向發(fā)展，同時(shí)低慣量渦輪的應(yīng)用，使得最大扭矩可以在低轉(zhuǎn)速下爆發(fā)，達(dá)到燃油經(jīng)濟(jì)性的同時(shí)也獲得了充沛的動(dòng)力。

然而這種渦輪增壓直噴發(fā)動(dòng)機(jī)在低轉(zhuǎn)速和高負(fù)載的情況下容易出現(xiàn)LSPI（低速早燃）現(xiàn)象，這對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)油也提出了全新的要求。可以說，現(xiàn)代發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)對(duì)機(jī)油的性能要求已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超越了我們傳統(tǒng)認(rèn)為的潤(rùn)滑功能，要求機(jī)油除了滿足傳統(tǒng)潤(rùn)滑油的基本功能外，還要適用于現(xiàn)代缸內(nèi)直噴、渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)的嚴(yán)格要求，要求機(jī)油能在一定程度上抑制直噴增壓發(fā)動(dòng)機(jī)的低速早燃問題。

低速早燃俗稱“超級(jí)爆震”，是汽油機(jī)在低速大負(fù)荷工況區(qū)發(fā)生的一種偶發(fā)性、間歇性的非正常燃燒現(xiàn)象。發(fā)生早燃或超級(jí)爆震時(shí)，缸內(nèi)峰值壓力甚至可以超過100ba，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)危害極大，極端條件下可瞬間損壞發(fā)動(dòng)機(jī)。低速早燃的影響因素包括發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)、燃燒室積碳、燃油、機(jī)油和缸內(nèi)熱點(diǎn)分布等因素，機(jī)油是早燃的影響因素之一，通過機(jī)油的配方改進(jìn)可以在一定程度上抑制直噴增壓發(fā)動(dòng)機(jī)的低速早燃問題。

普遍認(rèn)為引起發(fā)動(dòng)機(jī)低速早燃的機(jī)理有油滴誘導(dǎo)理論和燃燒室沉積物理論，油滴理論認(rèn)為機(jī)油和燃油形成混合小液滴，機(jī)油降低了混合小液滴的自燃溫度，引發(fā)燃燒室內(nèi)混合器提前點(diǎn)火；第二種理論認(rèn)為燃燒室內(nèi)的積碳和顆粒物的熱點(diǎn)引起點(diǎn)火，燃燒室內(nèi)的積碳剝落并被燃燒尾氣加熱成為熱點(diǎn)，在下個(gè)循環(huán)引發(fā)表面點(diǎn)火。目前，各主機(jī)廠都在從多方面尋找早燃的原因及解決因素，機(jī)油是主機(jī)廠關(guān)注的重要因素之一。

為什么直噴發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)低速早燃敏感？原因有三點(diǎn)：第一點(diǎn)，缸內(nèi)直噴將燃油直接噴射到氣缸壁，側(cè)置噴油器尤為明顯；第二點(diǎn)，渦輪增壓提高了燃燒室的溫度；第三點(diǎn)，發(fā)動(dòng)機(jī)在低轉(zhuǎn)速時(shí)讓燃油和機(jī)油有更多的反應(yīng)時(shí)間來引發(fā)自燃。當(dāng)然，除了機(jī)油影響因素之外，也有研究表明辛烷值是早燃的影響因素之一，但據(jù)雅富頓的研究結(jié)果表明，辛烷值與早燃沒有絕對(duì)的對(duì)應(yīng)關(guān)系。此外，低的揮發(fā)性可能增大早燃傾向，因?yàn)榇蟛糠值娜加蜁?huì)留在缸壁上與機(jī)油混合，還有高的芳烴含量能增加早燃傾向，盡管芳烴是提升辛烷值的組分。

目前業(yè)界普遍認(rèn)為機(jī)油中鈣鹽含量高低直接影響了LSPI，鈣鹽含量越高，LSPI就會(huì)越頻繁，然而鈣鹽是機(jī)油清凈劑中不可或缺的，同時(shí)指出了鎂鹽清凈分散劑不會(huì)增加LSPI的頻率。鉬化合物會(huì)降低LSPI的頻率，基礎(chǔ)油類型和黏度也會(huì)影響LSPI，但這些都不如鈣鹽明顯。為應(yīng)對(duì)直噴增壓發(fā)動(dòng)機(jī)的低速早燃問題，美國(guó)API（美國(guó)石油協(xié)會(huì)）計(jì)劃在2018年發(fā)布GF-5+汽油機(jī)油規(guī)格，在GF-5基礎(chǔ)上增加低速早燃測(cè)試臺(tái)架，正是為了解決目前GF-5油品無法勝任直噴增壓發(fā)動(dòng)機(jī)的性能要求。

目前我國(guó)直噴增壓發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)展迅猛，隨著該類發(fā)動(dòng)機(jī)的普及，也需要對(duì)油品進(jìn)行升級(jí)，但目前我國(guó)缺少低速早燃測(cè)試方法，無法針對(duì)油品的升級(jí)進(jìn)行低速早燃性能的測(cè)試，因此，建議國(guó)內(nèi)主機(jī)廠與油劑公司合作，針對(duì)我國(guó)OEM需求聯(lián)合開發(fā)低速早燃臺(tái)架測(cè)試方法，為我國(guó)油品升級(jí)提供有效的評(píng)價(jià)手段，以提升我國(guó)發(fā)動(dòng)機(jī)的潤(rùn)滑技術(shù)水平。