潤滑油優化對發動機節能減排的影響
時間:2022-07-09 03:01:48
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摘要:潤滑優化是實現發動機節能減排的有效途徑之一。通過潤滑油的優化,針對老舊發動機燒機油問題,研發出新的潤滑油,并通過理化性能測試和臺架測試,檢驗和評價潤滑優化對發動機節能減排的影響和新型潤滑油的性能。實驗發現,針對老舊發動機,通過潤滑優化可實現發動機動力性能的有效提升和尾氣排放的顯著改善。
關鍵詞:潤滑優化;發動機;節能減排
發動機潤滑不良或潤滑油使用不匹配除了會導致發動機拉缸、磨損等故障外還會導致積炭增多、活塞阻力增大導致油耗大幅增加、不充分燃燒物增多、碳氫、氮氧化合物和一氧化碳污染物排放增加。開展發動機潤滑優化與節能減排技術研究對機動車節能減排具有積極的現實意義。隨著目前環保需求的增長以及汽車后市場由傳統經營和服務模式向精細化、科學化、個性化維修保養服務模式的轉變,發動機潤滑優化與節能減排技術正面臨前所未有的需求旺盛期和發展應用的黃金期。國內外相關研究人員在發動機潤滑狀況對節能減排的影響研究主要集中在潤滑油品質對積炭的生成和顆粒物、不充分燃燒物排放的影響方面。例如:Y.Ra等人模擬研究了潤滑油蒸發對重載柴油機積碳形成的影響,結果表明活塞環組縫隙間的碳氫在縫隙表面的積碳形成中發揮著巨大的作用,潤滑油膜的存在增加了氣體的溫度,同時增加了縫隙表面積碳的形成。M.Diaby等人在一臺缸內直噴柴油機上研究了活塞環第一環槽的積碳形成。K.Froelund等人在一臺缸內直噴高壓共軌柴油機上對比了三種潤滑油的表現。K.M.Jefferd等人則在一臺柴油機上研究了不同種類潤滑油對發動機燃油經濟性以及排放的影響。王建昕研究了汽車柴油機節能與排放控制技術進步及其對潤滑油的要求。以上這些試驗結果為發動機潤滑優化與節能減排技術研究提供了大量的可參考信息?;谝陨蠈鴥韧庋芯楷F狀調研的認識發現潤滑油對發動機節能減排的影響不容忽視。開展潤滑油優化研究,提高潤滑油的匹配性,尤其是針對老舊發動機的潤滑優化研究,對改善老舊發動機潤滑狀況,挖掘其節能減排潛力具有積極的現實意義。
1潤滑油優化
機油非正常燃燒與消耗是造成發動機潤滑狀況惡化和尾氣排放污染物增加的重要因素之一,而影響燒機油的主要因素有:機油性能、活塞環的質量、維修質量、活塞環積碳卡死、氣缸與活塞及活塞環配合情況、氣門油封不嚴、渦輪增壓系統故障、發動機強制廢氣再循環虹吸作用等,其中,機油性能的影響起到重要的作用。本文重點針對燒機油引起的發動機排放污染物增加問題,基于減少機油消耗同時改善潤滑性能和尾氣排放的技術路線,開發高匹配性的潤滑油。通過優化相關添加劑,使潤滑油具備良好的密封性,形成高效油膜,有效抑制活塞環處機油竄入燃燒室而燒掉。采用有效的清凈分散劑,有效抑制渦輪增壓器油道內的油泥積碳的形成。添加特殊的抗磨添加劑,使潤滑油具備優秀的滾動摩擦性,降低噪音。采用高質量基礎油和粘度指數改進劑,提高潤滑油耐高溫性能,同時具有良好的低溫流動性,在極寒低溫條件下,第一時間潤滑油迅速到達摩擦表面,防止干摩擦。研發出的燒機油專項治理潤滑油理化性能指標如表1所示。
2臺架實驗評價
發動機臺架實驗是潤滑油研發的關鍵手段,可以模擬潤滑油在實際使用過程中的大部分工況,評價潤滑油使用性能,與行車試驗有較好的關聯。采用對比實驗的方法,分別測試潤滑油配方優化前后的各主要相關指標,通過指標的測試結果,定量對比分析潤滑優化對發動機節能減排的影響效果(表2)。發動機:大眾EA113發動機,已運行15萬公里,存在燒機油現象。便攜式尾氣分析儀:測量范圍及誤差:不大于5%。(表3)。實驗結果顯示:在相同的油門開度的情況下,發動機輸出扭矩增加21%,新型潤滑油改善了潤滑狀況,對提升發動機性能,節省燃油消耗有促進作用;發動機振動和噪音均有所降低,說明發動機內部潤滑狀況得到顯著改善;潤滑油中的磨損磨粒的檢測結果進一步說明,經過配方優化后的新型潤滑油對改善老舊發動機的潤滑性能具有直接的改善效果。而尾氣中碳氫化合物、氮氧化合物和一氧化碳含量的大幅度降低,說明通過優化潤滑油配方,解決燒機油問題,對改善發動機尾氣排放具有積極的影響。
3結論
綜上,使用經過配方優化的新型潤滑油后,發動機在動力輸出性能、潤滑狀況、尾氣排放等方面均有改善。通過針對性的潤滑油配方優化,老舊發動機可提高發動機潤滑匹配性,實現提升潤滑性能和節能減排的效果。
作者:董光 單位:河南機電職業學院