衛(wèi)東
2017年11月30日,在2017(第三屆)中國汽車發(fā)動機技術(shù)大會上,來自中國石油蘭州潤滑油研發(fā)中心科研管理部高工汪利平講解了汽油發(fā)動機技術(shù)進步帶來的挑戰(zhàn)與潤滑油解決方案。汪利平表示隨著排放法規(guī)越來越嚴(yán),中國也在全面推廣小排量增壓發(fā)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(fā)動機帶來的低速早燃問題。如今,通過對發(fā)動機低速早燃等因素的分析,昆侖潤滑油已經(jīng)成功開發(fā)出性能更強的產(chǎn)品,不僅提高了節(jié)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(nèi)惟一一個通過了美國API SN技術(shù)認(rèn)證的自主配方產(chǎn)品。在2012年,昆侖內(nèi)燃機油獲得了國家科技進步二等獎。今天所講的內(nèi)容主要是,昆侖在2012年獲得國家獎以后,在汽油機油領(lǐng)域所做的主要工作,昆侖是如何解決潤滑油所面對的挑戰(zhàn)。
目前對于汽車界的焦點就是兩個,一個排放,一個節(jié)能。潤滑油也是一樣。首先看排放。國家排放法規(guī)越來越嚴(yán)苛,新的法規(guī)甚至比歐洲還要嚴(yán)苛。國六標(biāo)準(zhǔn),被稱為史上最嚴(yán)排放法規(guī)。在中國,目前也在推行小排量發(fā)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(chǎn)生了驅(qū)動力,都喜歡購買匹配1.6L排量以下發(fā)動機的汽車,這是一個主流方向。
第二是節(jié)能,整個節(jié)能目標(biāo)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(fā)動機的燃油經(jīng)濟性。尤其是隨著高品質(zhì)燃油的使用,我們的排放法規(guī)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(zhì)的燃油,才促進了整個行業(yè)的發(fā)展。這種情況下,燃油經(jīng)濟性的原動力促進了我們的發(fā)動機向小型化發(fā)展以及TGDI(渦輪直噴技術(shù))的發(fā)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(shù)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(guī)的要求,還有節(jié)能要求。例如,要求開發(fā)的油品必須節(jié)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(zhàn)。所以應(yīng)對這些發(fā)動機新技術(shù)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(nèi)容,一是滿足排放,二是更節(jié)能。對于發(fā)動機技術(shù)而言,為了滿足節(jié)能減排,不同的技術(shù)都在做大量的工作,包括缸套的減摩技術(shù),還有直噴等等。而目前對于節(jié)能減排性價比最高的,還是發(fā)動機油,只要換上一桶真正的節(jié)能油,就能解決一些問題。
發(fā)動機新技術(shù)對潤滑油的影響具體體現(xiàn)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(tǒng),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(chǎn)生沉積物;五是廢氣再循環(huán),會帶來正時鏈條磨損風(fēng)險;六是更復(fù)雜的排放系統(tǒng)需要適應(yīng),就必然要求發(fā)動機油降低磷、硫和灰分。
昆侖開發(fā)的不同黏度級別的油品,在江淮1.5L發(fā)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(jié)省燃油1.7%左右。昆侖自主開發(fā)的5W-30節(jié)能型潤滑油在程序VID臺架試驗中表現(xiàn)出很好的節(jié)油效果,尤其是在老化后的二階段也依然有非常好的節(jié)能效果。節(jié)能型潤滑油在開發(fā)過程中不管是模擬試驗還是到真實的發(fā)動機臺架實驗,都做了一整套的嚴(yán)密數(shù)據(jù)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(shù)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(shè)計的時候,我們需要平衡。油品在具備優(yōu)異的節(jié)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(fā)動機200小時耐久性臺架測試,可以看出昆侖在開發(fā)潤滑油的時候不僅有很好的節(jié)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(yè)最為關(guān)注和關(guān)心的問題。昆侖潤滑油不僅提高了節(jié)能效果,同時也提高了清凈性和低溫油泥分散性。這也從側(cè)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(fā)動機四種不同工況做出的綜合評定結(jié)果可以發(fā)現(xiàn):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(cè)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(xiàn)在有這種技術(shù),能解決相關(guān)的問題。
在排放和燃油經(jīng)濟性法規(guī)的推動下,50%的新車將來都會采用TGDI發(fā)動機技術(shù),隨之也會帶來一系列的挑戰(zhàn),需要設(shè)計一個全新的配方,保障發(fā)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(fā)出具有更好的抗低速早燃和優(yōu)異節(jié)能性的發(fā)動機油產(chǎn)品。中石油希望與汽車廠商一起共同開發(fā)和建立潤滑油關(guān)鍵性能評價方法,不斷推動中國潤滑油行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)建設(shè),共享汽車行業(yè)發(fā)展成果。