細看重型車輛排放標準升級過程中的硬件技術(shù)演變及對潤滑油的性能影響

      在過去的二十年中，國家對重型車輛不斷提升排放標準，從國一到目前的國五，以及在2020年即將到來的國六，這樣的舉措不僅在于抑制車輛排放有害氣體，還在于促使相關(guān)廠商注重產(chǎn)品技術(shù)的改進。縱觀中重型卡車在迎合排放標準升級過程中所做的努力，可以清晰看到，自國四開始技術(shù)的改變開始依賴后處理設(shè)備，而國一、國二和國三標準的改變中，車輛技術(shù)的變化主要集中在發(fā)動機的改進上，在這其中，國二至國三階段是個分水嶺，自此硬件技術(shù)得到了真正的改變。車輛技術(shù)設(shè)計層面的變動會對車輛整體的運行環(huán)境產(chǎn)生影響，進而對潤滑油帶來全新的挑戰(zhàn)。

 

▼ 排放標準對硬件變化的影響（道路車）

       從圖表中可見，主要的硬件變化是增加渦輪增壓器，推遲噴油正時和EGR（廢氣再循環(huán)系統(tǒng)）。這些硬件設(shè)計都對發(fā)動機油產(chǎn)生了重要影響。

 

渦輪增壓器的作用在于增加進氣量，空氣的壓力和密度增大可以燃燒更多的燃料。相應(yīng)增加燃料量和調(diào)整發(fā)動機的轉(zhuǎn)速，就可以提升發(fā)動機的輸出功率。可想而知它使得燃燒室壓力更大，溫度也更高。除此之外，由于缸內(nèi)爆發(fā)的壓力增大，導(dǎo)致活塞第一道環(huán)的高度增加，使得硬件不得不面對更高的溫度和壓力。在這樣的情況下，對潤滑油的熱穩(wěn)定性和氧化穩(wěn)定性提出了較高的要求。

 

通過推遲噴油正時，能夠有效減少柴油機排放中NOx的濃度，而另一方面，由于噴油時期缸內(nèi)壓力已經(jīng)很高，如果燃油沒有得到及時燃燒則會出現(xiàn)后燃的情況，此時的風(fēng)險是產(chǎn)生較多的煙炱。

 

另一項重要的發(fā)動機減排技術(shù)則是廢氣再循環(huán)（EGR），其主要通過將廢氣引入燃燒室增加混合空氣量的方式進一步幫助燃燒，而由于廢氣中原本還有的一些物質(zhì)，再次燃燒之后就會產(chǎn)生煙炱和酸性物質(zhì)。煙炱和酸含量的增加無疑對潤滑油提出了更多的要求，需要其提升對煙炱、磨損、酸和腐蝕的控制。

 

在后處理技術(shù)方面，選擇還原催化器（SCR）的工作原理是通過加裝在尾氣端的催化劑將廢氣中的氮氧化合物中和掉。而柴油顆粒捕集器（DPF）則主要通過細密的過濾器來攔截尾氣中的顆粒物。由于這兩種后處理設(shè)備主要依靠化學(xué)方式吸附和中和尾氣中的污染排放物質(zhì)，因而他們都會對某些化學(xué)元素比較敏感，如若不注意則會讓后處理設(shè)備中毒和失效。潤滑油會隨著活塞和缸套間的運動進入燃燒室，未被活塞環(huán)刮回的潤滑油會殘留在缸套上，并隨著柴油一起燃燒而進入廢氣。為了確保后處理設(shè)備的正常工作，潤滑油中的硫、硫酸灰分和磷含量必須受到嚴格限制。

 

▼ 硬件變化對潤滑油的影響

       在以上種種發(fā)動機和后處理技術(shù)研發(fā)和推入市場的同期，美國石油標準協(xié)會（API）就開始研究適應(yīng)硬件變化的柴油發(fā)動機油的標準，即API CH-4標準。對比之前的API CF-4標準而言，API CH-4在磨損控制、煙炱處理、活塞沉積物控制、氧化控制和腐蝕控制多個方面全面超越API CF-4的性能。

 

       雖然發(fā)動機的硬件設(shè)計和潤滑油的規(guī)格之間沒有絕對一一對應(yīng)的關(guān)系，但對于建議潤滑油的最低規(guī)格還是可以和發(fā)動機硬件技術(shù)和排放標準之間找到大致的參考關(guān)系。如下圖所示，渦輪增壓和中冷器的國二標準對應(yīng)著API CF-4規(guī)格；到了國三后噴油正時和活塞設(shè)計的改變得到廣泛應(yīng)用，此時API CH-4規(guī)格應(yīng)為國三時代車輛機油選擇的最低標準；隨著EGR、SCR、氧化催化劑和DPF在國四、國五和國六硬件中大量得到應(yīng)用，更高規(guī)格的API CI-4、CJ-4和CK-4理應(yīng)成為車輛機油的規(guī)格基準。

 

▼ 不同排放標準與硬件設(shè)計所對應(yīng)的最低建議潤滑油規(guī)格

 

       自2008年國3在中國全面推行以來，已經(jīng)過去將近十年了。在這十年間由于車輛本身使用的淘汰周期，使得國二及更低標準成為了“淘汰標準”行列。在路博潤對車輛保有量的分析中看到，截至2015年時市場上保有車輛的最大占比的是國三排放標準車輛，淘汰標準（國二及以下）和高級標準（國四及更高）的占比大致相等。然而到了2020年時，高級標準將會占到一半以上的車輛，而淘汰標準僅占非常小的一部分。

 

       就此而言，仍在依賴API CF-4作為主流產(chǎn)品的潤滑油制造商需要開始考慮，從車輛保有量結(jié)構(gòu)來看API CF-4需求急劇萎縮之后，如何能夠確保在CH-4及以上規(guī)格市場不斷增長的時候仍然保持良好市場地位。路博潤作為全球領(lǐng)先的潤滑油添加劑生產(chǎn)商，在柴機油領(lǐng)域更是有著強大的技術(shù)領(lǐng)先優(yōu)勢，能夠幫助潤滑油廠商面對劇烈的市場變化。路博潤的產(chǎn)品能夠幫助潤滑油廠商降低總配方成本，并且可以在不使用補劑的情況下獲得OEM認證，這不僅提供了更高的產(chǎn)品性能，還減少了認證的成本和時間。除此以外，路博潤的添加劑可以輕松用于現(xiàn)有產(chǎn)品線，幫助潤滑油廠商降低生產(chǎn)復(fù)雜度，助力潤滑油企業(yè)獲得更強的競爭力而贏得市場。

 

       路博潤開發(fā)的添加劑和粘指劑可為各種發(fā)動機在各種工況下提供保護和增強性能。應(yīng)用涉及：重型柴油車、乘用車、船舶、固定式機械、摩托車、房車和動力工具等。憑借在潤滑科技領(lǐng)域80多年的積累，路博潤不斷開發(fā)出市場領(lǐng)先的添加劑配方來滿足當今發(fā)動機的需求：更高耐久性、更少排放量和更優(yōu)燃油經(jīng)濟性。我們的添加劑技術(shù)不但能滿足現(xiàn)代高科技發(fā)動機的要求，同時也能兼容傳統(tǒng)的發(fā)動機。使車輛和設(shè)備能更有效、更長久地工作，并竭力減少對環(huán)境的影響，是我們不斷努力的方向。

 

       路博潤添加劑是全球化學(xué)添加劑的技術(shù)領(lǐng)先者，業(yè)務(wù)領(lǐng)域涉及發(fā)動機油、傳動系油等交通工具潤滑油，工業(yè)潤滑油以及汽油、柴油等。通過大量的實驗室和實際現(xiàn)場測試，業(yè)已證明我們的添加劑是成品油性能的有力保障。