發(fā)布時間：2012-01-18
摘要：本文簡要介紹了廢氣再循環(huán)系統(tǒng)對尾氣NOX的改善，分析了廢氣再循環(huán)的應用對潤滑系統(tǒng)帶來的挑戰(zhàn)，以及應對這一新技術潤滑油行業(yè)采取了哪些措施 對潤滑油性能進行進一步改善。
隨著世界經濟的快速發(fā)展，各國交通運輸車輛急劇增加。環(huán)保、節(jié)能、安全成為汽車行業(yè)發(fā)展的主旋律。據(jù)報道，現(xiàn)在地球大氣中77.3%的CO、55.3%的HC、50.9%的NOX來自以柴油機為動力的汽車排放。為此，柴油汽車行業(yè)也在不斷推出新的排放控制技術致力于污染物的控制以期達到越來越嚴格的歐Ⅱ和歐Ⅲ排放要求。高壓共軌技術、電控噴射技術、變噴嘴渦輪增壓及渦輪增壓中冷技術、優(yōu)化的燃燒室渦流形成技術、發(fā)動機正時延遲技術、排放后處理技術等關鍵技術逐漸應用于柴油發(fā)動機。2002年，美國環(huán)保局（EPA）要求控制高速公路上柴油車的氮氧化物(NOx)的排放，要求氮氧化物(NOx)從4g/bhp-hr降至2g/bhp-hr。這一要求推動了廢氣再循環(huán)(EGR)技術在柴油車上的應用。 廢氣再循環(huán)(EGR)技術的使用對降低氮氧化物(NOx)的排放十分有效，《國際汽車新聞》雜志指出廢氣再循環(huán)技術作為一個發(fā)展中的技術也是非常有前景的。
一、廢氣再循環(huán)系統(tǒng)的使用對氮氧化物排放的影響
廢氣再循環(huán)系統(tǒng)(EGR)是通過將冷卻后的發(fā)動機廢氣再次送回燃燒室中進行二次燃燒來達到減少氮氧化物排放的目的。EGR降低NOX的原因可從稀釋的影響、熱量的影響和化學的影響進行進一步的理論解釋。從稀釋影響來看：EGR廢氣的引入使得氧氣濃度降低，因而產生NOX的量得到降低 ；從熱量影響來看：當廢氣與新鮮空氣和燃油混合后，由于冷卻循環(huán)的氣體中CO2、水蒸氣的比熱大，會使峰值燃燒溫度降低，進而NOX的量會降低；從化學影響來看：高溫下，廢氣中CO2、水蒸氣會發(fā)生裂解，這一裂解是一個高的吸熱過程，會吸收一部分燃燒熱量，使得峰值汽缸溫度降低，制止了因峰值燃燒溫度過高造成的氮氧化物對排放影響。
二、廢氣再循環(huán)系統(tǒng)的使用對潤滑系統(tǒng)的影響
廢氣再循環(huán)技術的應用對柴油機潤滑油提出了更苛刻的性能挑戰(zhàn)。
首先，通過發(fā)動機冷卻液的熱交換將EGR中的廢氣從650℃左右的高溫冷卻至120℃左右，會使得冷卻液的溫度提高25-35%，這也就意味著冷卻液和機油的溫度會增高。有研究表明：與無EGR的車輛相比，發(fā)動機的工作溫度會提高20～30℃[5]。所以要求發(fā)動機油具有更有效的抗氧化添加劑或選擇氧化性能更好的基礎油，防止油品氧化而帶來對發(fā)動機和潤滑油的負面影響。
EGR的另一副產品煙灰會經燃燒室進入潤滑油中，造成油中不溶物的增加、潤滑油粘度的增大、發(fā)動機底盤油泥的增多，進而堵塞過濾器，影響油品的低溫性能，造成發(fā)動機的磨損。因此要求潤滑油具有較強的煙灰分散和處理的能力。EGR的裝入帶來潤滑油的粘度增大主要是由于EGR中的煙灰經燃燒室進入潤滑油造成的潤滑油中不溶物增加而造成。潤滑油的氧化變質也會造成粘度增長，但不是粘度增長的主要原因[6]。使用更高性能的分散劑或提高分散劑的量所形成不溶物的粒徑更小，會改善煙灰對潤滑油造成的粘度增長，同時對改善油底殼油泥、降低發(fā)動機磨損有幫助。
含有H2SO3、H2SO4 、HNO3等酸性物質的廢氣返回燃燒室，會造成汽缸中酸性物質的增加，潤滑油堿值的快速消耗，活塞環(huán)、活塞墊、軸承和閥系的腐蝕和磨損，尤其是發(fā)動機低溫啟動和怠速運轉時的腐蝕。有報道說當使用EGR時，頂環(huán)磨損會提高，頂環(huán)磨損中，由于硫等酸性物質帶來的腐蝕性磨損對頂環(huán)磨損的影響比由EGR中的煙灰及潤滑油對其的影響影響更大。因此要求潤滑油提供更有效的堿性清凈劑以中和這些酸性物質，防止其對發(fā)動機造成的腐蝕磨損。除采用措施降低硫等腐蝕性物質的影響外，選用更高粘度指數(shù)的基礎油或合成油以提高油品的HTHS粘度、降低粘度指數(shù)改進劑的用量，對改善閥系磨損同樣也起著重要作用。通過提高清凈劑量、降低燃料和潤滑油中的硫含量、選擇更優(yōu)性能的基礎油、降低粘度指數(shù)改進劑的用量還對改善頂環(huán)槽充碳率（TGF）有利。關于EGR對潤滑油性能的影響在國外研究中也得到進一步證實。
三、廢氣再循環(huán)對發(fā)動機潤滑油的性能要求
廢氣再循環(huán)對發(fā)動機潤滑油的性能提出了新的要求。
1、 對潤滑油抗氧化性能的要求：
由于發(fā)動機工作溫度的提高，對潤滑油的抗氧化性提出了新的要求和挑戰(zhàn)，要求選擇氧化性能更好的基礎油或加入更有效的防止氧化的功能添加劑以滿足溫度對油品的需要，減少因油品氧化而帶來的對發(fā)動機的負面影響。
2、 對潤滑油分散性能的要求：
為避免EGR中的煙灰?guī)淼臐櫥驼扯仍鲩L，油底殼油泥增多等現(xiàn)象，要求使用更高性能的分散劑或提高分散劑的量以提高潤滑油的煙灰分散和處理的能力。
3、 對潤滑油清凈性能和抗磨損性能的要求：
EGR的應用，酸性物質的增多，發(fā)動機面臨更苛刻的腐蝕和磨損環(huán)境，因此，要求潤滑油具有更好的清凈性能和抗磨損性能，對潤滑油的功能添加劑清凈劑、抗磨損性能添加劑、粘度指數(shù)改進劑的用量有更高要求，同時對所有的基礎油要求質量更優(yōu)。
因此，必須全面提升潤滑油的品質，確保潤滑油具備優(yōu)異的熱穩(wěn)定性和抗氧化能力、煙灰處理能力、酸中和能力、腐蝕和磨損防護能力以滿足EGR的需要。API CI-4就是針對這些要求而推出的新產品。從CI-4規(guī)格中可以看出：CI-4油品不僅增加了兩個帶EGR的臺架試驗：Mack T-10 、Cummins M11-EGR以評定油品在EGR環(huán)境中的綜合使用性能；還對油品的理化性能和其他臺架性能提出了新的或更高的要求。
四、CI-4油品的性能特點
CI-4的產品精選具有優(yōu)良抗氧化性能的高粘度指數(shù)基礎油，以及增粘效果明顯、抗剪切性能優(yōu)良的粘度指數(shù)改進劑，配合高性能的抗氧化添加劑、分散劑、清凈劑，全面考慮EGR對潤滑油的各項性能要求，綜合平衡和調配各項指標，針對EGR對機油的需要按照API CI-4技術標準而研制開發(fā)的。
CI-4產品具有優(yōu)良的低溫啟動性能和高溫粘度保持能力、優(yōu)異的防止蒸發(fā)能力、極佳的氧化穩(wěn)定性和高溫沉積控制能力、優(yōu)秀的煙灰分散和處理能力，有效的酸腐蝕防護能力以及降低發(fā)動機磨損的能力。
五、結論
1.裝配有廢氣冷卻再循環(huán)（EGR）的發(fā)動機，可以有效的降低尾氣NOX的排放。
2.EGR的引入，造成發(fā)動機工作溫度提高、煙炱和酸性物質的增多，因此要求發(fā)動機潤滑油具有優(yōu)異的抗氧化能力、煙炱的分散及處理能力、優(yōu)良的酸中和能力。抗磨損性能以適應EGR對潤滑油的需要，給發(fā)動機提供有效的保護。
3.API CI-4的標準全面考慮了EGR車輛的工作特點，對潤滑油提出更高性能要求以給EGR的車輛提供更有效的保護。
4. CI-4產品通過優(yōu)選基礎油和添加劑調配而成，完全滿足API CI-4的規(guī)范要求。
滬公網安備 31011702007878號
統(tǒng)計
