對車輛二氧化碳排放的限制在全球各地都日趨嚴格,與此同時,用于測量燃油經濟性的試驗工況也在發生變化,這使得滿足這些限值要求變得更具挑戰性。
這兩個因素疊加起來,意味著必須精心調整潤滑油配方,以確保其能發揮所需的性能。潤英聯技術專家王勃特別為大家介紹了隨著 WLTC 行駛工況引入到最新的中國國六排放法規后,潤英聯在中國掌握的一些經驗。
盡管全球受新冠疫情影響而經濟低迷,但中國的乘用車銷量從2020年1月至11月,仍達到1780萬輛,僅比2019年同期低7.6%。此外,中國政府最近在聯合國大會上做出了溫室氣體(GHG)減排目標的保證,為此要減少所有來源的二氧化碳排放量。在交通運輸領域,政策正在推動新能源汽車(NEV)的銷售到2025年將占新車總銷量的20%。盡管在2020年的前11個月中,NEV銷量增長,占汽車銷量的6%,但大多數在中國道路上行駛的新車中依然裝配有內燃機(ICE)。
OEM整車廠正在尋找一切機會來提高內燃機車輛的燃油經濟性。其中一種用來改善燃料經濟性的關鍵方法是使用低粘度的潤滑油。我們已經在中國市場上看到了從SAE5W-30到0W-20的黏度轉變,人們對更低粘度的SAE0W-16和0W-12的興趣也在增長。但是,自2020年7月起,采用了全球統一輕型車測試循環(WLTC)的國六排放法規的實施,這意味著必須以不同于先前采用新標歐洲測試循環(NEDC)法規的方式來處理這些超低粘度的潤滑油配方。
在WLTC中,與在國五標準中使用的NEDC相比,車輛會在更高的工作溫度下的時間更長。雖然更低粘度的潤滑油在較低的溫度下(例如在車輛熱機階段)具有明顯的好處, 但當車輛達到其最適宜的工作溫度時,其貢獻較小。
與NEDC中運行的相同機油相比,具有更好粘度性質的更低粘度等級的在WLTC中對燃油經濟性的影響要小得多,且對燃油經濟性的改善也更低。
對于摩擦改進劑,主要在高溫下能看到其摩擦效果,在高溫下,潤滑油稀薄、且可能發生邊界潤滑。這些影響已在倒拖摩擦測試中得到證明,該測試探索了兩種潤滑油在發動機的油溫和發動機轉速范圍內表現出的性能。
發動機轉速–溫度曲線圖,顯示了潤滑油成分如何影響燃油經濟性。新的循環工況對粘度降低不太敏感。
但是,降低粘度并不是改善燃油經濟性的唯一途徑。WLTC循環的使用意味著需要專注于平衡配方中添加劑的化學特性,以便可以降低邊界摩擦并實現燃油經濟性。這意味著選擇最佳的摩擦改進劑不僅至關重要,而且整個機油配方的選擇也很關鍵,因為其他添加劑的化學性質可能會影響邊界摩擦。
1、超低黏度機油的應用
日本OEM整車廠在選用燃油經濟性潤滑油方面始終處于領先地位。全新的JASO GLV-1超低粘度汽油乘用車發動機機油規格(包含SAE 0W-8黏度)自2019年10月起已開始進行認證。通常,這些潤滑油采用高含量的鉬鹽配制而成。然而,這樣的低粘度油只可應用于有限的車型中,并且不同的車輛配置,發動機設計,部件涂層和車輛工作循環可能有特定的潤滑需求,來實現最佳的燃料經濟性。因此,對不同車輛配置中的燃油經濟性配方進行廣泛的測試是十分必要的。
除了粘度等級和鉬含量的問題外,其他添加劑組分對配方和摩擦改進劑的選擇也有影響。由于已經發現補強劑(在特定的摩擦改進劑添加率下)可以改善燃油經濟性,因此需要對添加劑的化學性質進行精心優化,以超過當前的降低摩擦的水平。此外,同一發動機中不同的摩擦改進劑提供的不同結果表明,有必要針對某些應用篩選和優化摩擦改進劑。
潤英聯對超低粘度(SAE 0W-8)潤滑油進行測試的經驗表明,即使粘度和摩擦改進劑含量已被優化,仍可以在不影響發動機耐久性的情況下改善燃油經濟性。
復合添加劑可被優化來改善燃油經濟性
調配超低粘度的潤滑油遠遠不止調整鉬鹽含量和粘度等級 – 這關系到整個復合添加劑的配方平衡。
2、發動機點火測試來驗證性能
基于大量測試的數據結果,潤英聯使用國六發動機和WLTC,評估了其技術平臺在在點火發動機測試中的性能表現。這種低鉬配方雖然在摩擦改進劑方面進行了精心平衡,并未針對燃油經濟性進行特別調配。
盡管隨著添加更多鉬鹽而提高了燃油經濟性,但觀察到的燃油經濟性表現穩定在> 500 ppm 鉬含量。在此測試中,與高鉬鹽含量的機油相比,潤英聯的低鉬鹽技術提供了相似或更好的燃油經濟性。這表明使用精心配制的低鉬配方可以在WLTC中實現具有成本效益的性能。
高含量鉬鹽配方并非始終是改善燃油經濟性的最佳選擇
3、結論
隨著對使用發動機油來改善燃油經濟性的興趣在不斷增長,低粘度機油正變得越來越受歡迎。但是,隨著用WLTC來代替NEDC的全新排放法規的引入,將重點放在整個配方調配上以確保滿足燃油經濟性和耐久性要求是非常重要的。針對不同含量的鉬鹽和摩擦改進劑的組合進行的測試表明,它們可能不適用于每一種發動機,這意味著進行大量的測試和配方優化至關重要。但同時,我們的經驗表明,具有成本效益的市場通用配方可以在WLTC中提供與高鉬鹽含量的燃油經濟性配方相同的性能表現。
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