在世界范圍內(nèi),對(duì)高能低耗的追求驅(qū)動(dòng)著渦輪增壓直噴(TGDI)發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)的廣泛應(yīng)用。在低黏化的趨勢(shì)下,潤(rùn)滑油也在為提升燃油經(jīng)濟(jì)性目標(biāo)做直接貢獻(xiàn),而另一方面,這也對(duì)潤(rùn)滑油提出了更高硬件耐久性保護(hù)的性能要求。近日,在第二屆中國(guó)國(guó)際汽車(chē)動(dòng)力總成峰會(huì)上,來(lái)自全球領(lǐng)先的潤(rùn)滑油添加劑公司路博潤(rùn)專(zhuān)家凱斯﹒霍華德(Keith Howard)先生發(fā)表了題為《先進(jìn)潤(rùn)滑油——效能與保護(hù)》的演講,清晰地勾勒出TGDI技術(shù)帶來(lái)的挑戰(zhàn),并分享了路博潤(rùn)在本地化開(kāi)發(fā)TGDI發(fā)動(dòng)機(jī)專(zhuān)用潤(rùn)滑油方面的經(jīng)驗(yàn)。
TGDI技術(shù)帶來(lái)的挑戰(zhàn)
與傳統(tǒng)的發(fā)動(dòng)機(jī)相比,TGDI發(fā)動(dòng)機(jī)的功率密度更高,其機(jī)型更緊湊,而動(dòng)力卻更加強(qiáng)勁。在這種情況下,TGDI發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行溫度更高,工況更苛刻。霍華德先生在報(bào)告中闡述了TGDI發(fā)動(dòng)機(jī)給潤(rùn)滑油帶來(lái)的三大主要挑戰(zhàn):
第一,煙炱和油泥。由于噴油和燃燒方式的改變,使得煙炱對(duì)TGDI發(fā)動(dòng)機(jī)而言是一個(gè)直接而明顯的挑戰(zhàn)。TGDI發(fā)動(dòng)機(jī)中的煙炱會(huì)導(dǎo)致機(jī)油迅速變稠,粘度急劇上升。不僅如此,噴油方式的改變還帶來(lái)另外一個(gè)挑戰(zhàn)——燃油稀釋水平增高,從而生成大量的油泥。應(yīng)對(duì)這些新的情況,就要求發(fā)動(dòng)機(jī)油有更優(yōu)異的抗氧化及油泥分散性能。
第二,低速早燃(LSPI)。相比傳統(tǒng)進(jìn)氣道噴射發(fā)動(dòng)機(jī),TGDI發(fā)動(dòng)機(jī)的一大優(yōu)勢(shì)是結(jié)構(gòu)更為緊湊,可在更大載荷和更低轉(zhuǎn)速條件下運(yùn)行。可是,隨之也帶來(lái)了新問(wèn)題。較高的缸內(nèi)壓力和較低的運(yùn)行速度更容易形成非受控的燃燒環(huán)境。低速早燃就是TGDI發(fā)動(dòng)機(jī)特有的發(fā)生于汽缸中的非受控燃燒形式。這一現(xiàn)象與傳統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)爆震相似,但破壞性更為嚴(yán)重。雖然低速早燃與發(fā)動(dòng)機(jī)油的關(guān)聯(lián)尚未明確,但一個(gè)主流的理論認(rèn)為,在壓縮沖程中,當(dāng)霧化的燃油和機(jī)油在燃燒室中被點(diǎn)燃時(shí),會(huì)發(fā)生低速早燃現(xiàn)象。
第三,正時(shí)鏈磨損。所有發(fā)動(dòng)機(jī)最終都會(huì)發(fā)生磨損,但TGDI發(fā)動(dòng)機(jī)的正時(shí)鏈磨損得尤其快。由于TGDI發(fā)動(dòng)機(jī)固有的特殊條件,竄漏氣會(huì)將不完全燃燒產(chǎn)生的顆粒物帶入機(jī)油中,從而使得發(fā)動(dòng)機(jī)正時(shí)鏈可能過(guò)早地受到快速磨損。鏈節(jié)和銷(xiāo)軸經(jīng)過(guò)這種快速磨損后,正時(shí)鏈將會(huì)被明顯拉伸,進(jìn)而影響到其精確正時(shí)功能,并將進(jìn)一步影響發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行,甚至造成嚴(yán)重?fù)p壞。因此需要機(jī)油具有更好的顆粒物分散性能以及恰當(dāng)?shù)目鼓ケWo(hù)能力。
中國(guó)市場(chǎng)的特殊挑戰(zhàn)
開(kāi)發(fā)針對(duì)TGDI發(fā)動(dòng)機(jī)的潤(rùn)滑油時(shí),需要考慮的因素以上硬件改變帶來(lái)的挑戰(zhàn)。此外,路博潤(rùn)在做本地化油品開(kāi)發(fā)時(shí),還將中國(guó)地區(qū)所獨(dú)有的燃油質(zhì)量問(wèn)題一并考慮在內(nèi)。中國(guó)市場(chǎng)上燃油質(zhì)量參差不齊,不同地區(qū)燃油中的甲醇/乙醇含量、膠質(zhì)含量和重組分含量波動(dòng)區(qū)間較大,這也可能成為T(mén)GDI發(fā)動(dòng)機(jī)油的額外挑戰(zhàn)。另一方面,主流整車(chē)廠如大眾和保時(shí)捷已經(jīng)意識(shí)到了中國(guó)燃油質(zhì)量可能帶來(lái)的潛在問(wèn)題,也已經(jīng)在著手修改他們的油品規(guī)范。
路博潤(rùn)的配方開(kāi)發(fā)和試驗(yàn)
應(yīng)對(duì)上述種種挑戰(zhàn),霍華德先生提出,為了滿(mǎn)足TGDI發(fā)動(dòng)機(jī)獨(dú)特的性能要求,需要結(jié)合中國(guó)的獨(dú)特國(guó)情,給出本土化的TGDI發(fā)動(dòng)機(jī)專(zhuān)用油品解決方案。此外,霍華德先生分享了路博潤(rùn)開(kāi)發(fā)TGDI發(fā)動(dòng)機(jī)油的過(guò)程。
開(kāi)發(fā)最合適的發(fā)動(dòng)機(jī)油需要一整套綜合的方法。路博潤(rùn)在開(kāi)發(fā)發(fā)動(dòng)機(jī)油的過(guò)程中涉及了四個(gè)領(lǐng)域:新單劑及添加劑體系的開(kāi)發(fā)、配方技術(shù)、摩擦學(xué)和表面科學(xué)、發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)和行車(chē)驗(yàn)證試驗(yàn)。綜合而科學(xué)的開(kāi)發(fā)過(guò)程使得路博潤(rùn)站在中國(guó)市場(chǎng)發(fā)動(dòng)機(jī)油開(kāi)發(fā)的前沿。
為了確保即使在極端情況下,發(fā)動(dòng)機(jī)油仍然可以運(yùn)行良好,路博潤(rùn)在行車(chē)驗(yàn)證試驗(yàn)中,刻意提升了試驗(yàn)苛刻度。其中包括刻意在上海中心路段的高峰時(shí)段進(jìn)行路試,以模擬頻繁起停的城市路況;還包括刻意設(shè)定在高載荷工況下進(jìn)行高速公路路試,以模擬高速高載荷的工作條件。
此外,為了驗(yàn)證本地化的配方能夠充分應(yīng)對(duì)中國(guó)市場(chǎng)的應(yīng)用要求,路博潤(rùn)還在該TGDI行車(chē)試驗(yàn)中特意配置了低質(zhì)量燃油,以應(yīng)對(duì)極端嚴(yán)苛的燃油條件。
路博潤(rùn)的試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)
在向車(chē)輛提供燃油經(jīng)濟(jì)性貢獻(xiàn)的同時(shí),兼顧硬件耐久性保護(hù)是在汽車(chē)行業(yè)高能低耗主旋律下潤(rùn)滑油需要解決的一個(gè)難題。霍華德先生在報(bào)告中分享了路博潤(rùn)在發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)和行車(chē)試驗(yàn)中的一些發(fā)現(xiàn)。
路博潤(rùn)全球開(kāi)發(fā)的一款滿(mǎn)足福特948B規(guī)范的5W-20發(fā)動(dòng)機(jī)油,在搭載1.0 TGDI發(fā)動(dòng)機(jī)的Fiesta車(chē)型上進(jìn)行的NEDC循環(huán)臺(tái)架試驗(yàn)中,顯示出了對(duì)車(chē)輛0.9%的直接燃油經(jīng)濟(jì)性提升。
該TGDI發(fā)動(dòng)機(jī)油配方在進(jìn)行本地化開(kāi)發(fā)后,在中國(guó)主流TGDI車(chē)型上進(jìn)行了行車(chē)試驗(yàn)。舊油分析結(jié)果顯示出發(fā)動(dòng)機(jī)關(guān)鍵部件只受到低水平的磨損,且在發(fā)動(dòng)機(jī)拆解中進(jìn)一步證實(shí)了其對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)提供的高水平保護(hù)。
總結(jié)
正如霍華德先生在報(bào)告最后總結(jié)的那樣,TGDI發(fā)動(dòng)機(jī)需要專(zhuān)門(mén)針對(duì)該發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)的潤(rùn)滑油配方來(lái)滿(mǎn)足其獨(dú)特的性能要求,與此同時(shí),針對(duì)中國(guó)市場(chǎng)做本地化油品開(kāi)發(fā),是潤(rùn)滑油實(shí)現(xiàn)效能和耐久性保護(hù)雙重提升的重要途徑。
關(guān)于路博潤(rùn)發(fā)動(dòng)機(jī)油添加劑業(yè)務(wù)
路博潤(rùn)開(kāi)發(fā)的添加劑和粘指劑可為各種發(fā)動(dòng)機(jī)在各種工況下提供保護(hù)并增強(qiáng)性能。應(yīng)用涉及:重型柴油車(chē)、乘用車(chē)、船舶、固定式機(jī)械、摩托車(chē)、房車(chē)和動(dòng)力工具等。路博潤(rùn)不斷開(kāi)發(fā)出市場(chǎng)領(lǐng)先的添加劑配方來(lái)滿(mǎn)足當(dāng)今發(fā)動(dòng)機(jī)的需求:更高耐久性、更少排放量和更優(yōu)燃油經(jīng)濟(jì)性。
關(guān)于路博潤(rùn)公司
路博潤(rùn)隸屬于伯克希爾•哈撒韋集團(tuán),是一家以技術(shù)為導(dǎo)向的國(guó)際特種化學(xué)品公司。路博潤(rùn)將各種復(fù)雜的特種化學(xué)品組合在一起,優(yōu)化其客戶(hù)產(chǎn)品的品質(zhì)、性能和價(jià)值,并降低它們對(duì)環(huán)境的影響。其技術(shù)應(yīng)用于全球的交通運(yùn)輸、工業(yè)和消費(fèi)者市場(chǎng),包括發(fā)動(dòng)機(jī)油、傳動(dòng)系油等交通工具潤(rùn)滑油、工業(yè)潤(rùn)滑油,以及汽油、柴油等添加劑技術(shù)應(yīng)用。
此外,路博潤(rùn)還為家居及個(gè)人護(hù)理產(chǎn)品、藥品、塑料技術(shù)和性能涂料等提供添加劑及組分。
路博潤(rùn)的總部位于美國(guó)俄亥俄州威克利夫市,成立于1928年,全球擁有員工約7500名。客戶(hù)遍及100多個(gè)國(guó)家和地區(qū),目前已在17個(gè)國(guó)家和地區(qū)設(shè)有工廠,銷(xiāo)售和技術(shù)辦事處遍布全球。2013年?duì)I收64億美元。更多信息,請(qǐng)?jiān)L問(wèn)Lubrizol.com。
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