渦輪增壓直噴技術帶來的挑戰(zhàn),淺談發(fā)動機油的效能與保護

2021-02-24 13:05

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  在世界范圍內(nèi),對高能低耗的追求驅動著渦輪增壓直噴(TGDI)發(fā)動機技術的廣泛應用。在低黏化的趨勢下,潤滑油也在為提升燃油經(jīng)濟性目標做直接貢獻,而另一方面,這也對潤滑油提出了更高硬件耐久性保護的性能要求。

  TGDI技術帶來的挑戰(zhàn)

  與傳統(tǒng)的發(fā)動機相比,TGDI發(fā)動機的功率密度更高,其機型更緊湊,而動力卻更加強勁。在這種情況下, TGDI發(fā)動機的運行溫度更高,工況更苛刻。TGDI發(fā)動機給潤滑油帶來的三大主要挑戰(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TGDI發(fā)動機而言是一個直接而明顯的挑戰(zhàn)。TGDI發(fā)動機中的煙炱會導致機油迅速變稠,粘度急劇上升。不僅如此,噴油方式的改變還帶來另外一個挑戰(zhàn)――燃油稀釋水平增高,從而生成大量的油泥。應對這些新的情況,就要求發(fā)動機油有更優(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)進氣道噴射發(fā)動機,TGDI發(fā)動機的一大優(yōu)勢是結構更為緊湊,可在更大載荷和更低轉速條件下運行??墒牵S之也帶來了新問題。較高的缸內(nèi)壓力和較低的運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)動機特有的發(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)動機爆震相似,但破壞性更為嚴重。雖然低速早燃與發(fā)動機油的關聯(lián)尚未明確,但一個主流的理論認為,在壓縮沖程中,當霧化的燃油和機油在燃燒室中被點燃時,會發(fā)生低速早燃現(xiàn)象。

  第三,正時鏈磨損。所有發(fā)動機最終都會發(fā)生磨損,但TGDI發(fā)動機的正時鏈磨損得尤其快。由于TGDI發(fā)動機固有的特殊條件,竄漏氣會將不完全燃燒產(chǎn)生的顆粒物帶入機油中,從而使得發(fā)動機正時鏈可能過早地受到快速磨損。鏈節(jié)和銷軸經(jīng)過這種快速磨損后,正時鏈將會被明顯拉伸,進而影響到其精確正時功能,并將進一步影響發(fā)動機的運行,甚至造成嚴重損壞。因此需要機油具有更好的顆粒物分散性能以及恰當?shù)目鼓ケWo能力。

  中國市場的特殊挑戰(zhàn)

  開發(fā)針對TGDI發(fā)動機的潤滑油時,需要考慮的因素以上硬件改變帶來的挑戰(zhàn)。此外,統(tǒng)一潤滑油需要提醒大家的是,我們在做本地化油品開發(fā)時,還應該將中國地區(qū)所獨有的燃油質(zhì)量問題一并考慮在內(nèi)。中國市場上燃油質(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區(qū)間較大,這也可能成為TGDI發(fā)動機油的額外挑戰(zhàn)。另一方面,主流整車廠如大眾和保時捷已經(jīng)意識到了中國燃油質(zhì)量可能帶來的潛在問題,也已經(jīng)在著手修改他們的油品規(guī)范。

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