匹配型发动机润滑油与节能减排应用研究

来源：农机使用与维修作者：佚名 2015-07-06 09:50:11

摘要：利用同等级匹配型发动机润滑油，分别在一辆福克斯桥车和一辆解放J6重卡上进行同等条件使用对比测试研究。研究结果表明：选择使用匹配型润滑油，无论是汽油机还是柴油机，其音噪、油耗、排放等指标均有不同程度的下降。尤其是柴油机使用匹配型润滑油后，明显感觉发动机噪声变小，怠速降低，动力增加，润滑油压力减小，换档平顺无异响。

现代汽车工业的飞速发展给人们的出行带来了极大的方便，但同时也带来了环境污染、能源枯竭、资源浪费、事故高发等诸多问题。尽管润滑油技术研究日新月异，但与发动机相互匹配研究尚未接轨，造成油与机的不匹配，未能发挥发动机的功效，造成了巨大的资源浪费和环境污染。因此，与发动机相匹配使发动机更强劲、节能、环保、长寿命将成为未来润滑油研究的新方向。

    1 润滑油对发动机能耗与排放的影响
    1. 1影响发动机摩擦阻力
    在城市运行的汽车有30％～40％的燃料消耗在克服发动机自身阻力上。发动机内部阻力不仅与润滑油的粘度有关，而且与润滑油的抗磨材料有关。低粘度与高抗磨的润滑油，使发动机的摩擦阻力减小30％～50%，相当于城市综合能耗下降5％～15%。不同润滑油抗磨剂对发动机摩擦系数的影响如图1所示。

    同一品牌、同一级别，100℃运动粘度不同的润滑油，发动机负荷特性曲线也不同。使用5W～40 100℃运动粘度分别为14.4 mm2/s和15.3 mm2/s的润滑油进行测试，发动机负荷特性曲线如图2所示。

    两者对比，运动粘度为14.4 mm2/s时，发动机负荷特性曲线比较平坦，这就是低粘度润滑油节省燃油的重要原因。
    在满足发动机动密封、抗磨要求、润滑油压力及液压挺柱工作条件的前提下，运动粘度减小1 mm2/s，发动机怠速油耗下降1%，城市综合能耗下降0.3％～0.5%。
    从发动机油耗角度来看，在同等条件下选用匹配的润滑油一与常规使用润滑油对比，油耗一般下降3％～12%.油耗下降，尾气排放自然下降，特别是CO、HC及PM排放明显减少。
    1.2影响发动机窜气量
    发动机的气缸与活塞、气门与气门导管之间均存在一定间隙，以保证各配合件之间运动时不会卡滞，但这些间隙易造成燃烧室内的混合气窜入曲轴箱，加速润滑油变质，降低气缸压力。润滑油有豁性，可附着在摩擦表面形成油膜起到密封作用，减少窜气，提升发动机的燃烧效率。
    采用漏气量检验仪检测使用不同润滑油的发动机，发现分子量大、有纳米抗磨添加剂的润滑油密封性好，窜气量小；窜气量小，发动机压缩比大，燃烧完全，产生的有害气体减少，特别是HC、CO及PM的排放大大降低。
    1.3影响发动机散热效果
    发动机散热除了依靠冷却系统外，润滑油的冷却也很关键。发动机做功后产生的热量有一大部分由润滑油带走，流动性越好的润滑油散热效果越好。润滑油添加剂中导热成分越多散热效果越好，发动机内部散热越好，充气系数越高，燃烧效率也越高，排放污染物越少。
    1.4影响发动机内部清洁度
    进人发动机的灰尘及燃烧不彻底产生的过氧化物易在气门、缸壁上形成积炭，润滑油在发动机内部不断氧化也容易形成油泥和积炭。积炭影响混合气的充分燃烧，增加发动机运转阻力，易造成发动机局部过热。大量的油泥会使活塞环粘结卡滞，导致发动机不能正常运转。润滑油中的清净剂和分散剂，能够清洁金属表面，分散污垢，保持发动机内部清洁。发动机清洁度越高内阻越小，能耗越低。
    1.5影响发动机配气相位
    配气相位影响发动机的充气系数和燃烧效率。早期的发动机配气相位可通过调整气门间隙修正，但现代发动机一般采用液压挺柱，液压挺柱由润滑油压力控制，润滑油压力的高低相当于调整气门间隙。润滑油压力过高，使液压挺柱伸展过度，导致气门关闭不严，造成发动机功率降低、油耗增加。试验表明，润滑油的流动性、动力粘度与压力影响气门动作的精准度，直接影响发动机的动力性、经济性与环保性。优质基础油发动机润滑油正常工作温度下动力粘度与压力的关系如图3所示。

    2 实际应用效果测试
    2.1汽油发动机使用不同润滑油效果对比测试
    一辆1. 8L行驶56819 km的福克斯轿车，在同等条件下选用同等级匹配型润滑油，使用分贝仪和X -431解码器读数据流进行对比测试，测试结果如表1。

    测试结果：噪音降低2分贝，下降了2.6%；发动机负荷降低0.86个百分点，下降了5.3%；怠速喷油脉宽减少了0. 2msec，怠速油耗下降了10.5%。
使用尾气分析仪对尾气进行检测，检测数据如表2。

    同等条件下10000 km路试，与常规使用润滑油对比，高速公路行驶每100 km平均节省燃油0. 8 L，城市综合行驶每100 km平均节省燃油0. 6 L。
    2.2柴油发动机使用不同润滑油效果对比测试
    一辆行驶278 384 km的解放J6重卡（车辆型号：CA4250P66K21 T1 A，发动机型号：51573140），在同等条件下选用同等级匹配型润滑油对比测试，测试结果如表3。

    测试结果：噪音降低3分贝，下降了3.5%；怠速喷油量下降0.6 mg，怠速油耗下降7.3%。据车主反映：选用匹配型润滑油后明显感觉发动机噪声变小，怠速降低，动力增加，润滑油压力减小，换挡平顺无异响。行驶20 122 km（换油周期）的平均油耗，与常规使用润滑油比较，由原来的39 L降到37 L，每百公里减少2L，明显感觉尾气烟雾减少。