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新硬件帶來(lái)的新挑戰(zhàn):汽油直噴發(fā)動(dòng)機(jī)和低速早燃問(wèn)題

2025論壇
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摘要:預(yù)測(cè)表明,未來(lái)五年,全球范圍39%的汽車(chē)都將采用與今天大不相同的發(fā)動(dòng)機(jī)硬件。原因是人們將不斷地追求更高的功率和扭矩以及更小的發(fā)動(dòng)機(jī)尺寸,也就是更高的燃油經(jīng)濟(jì)性。

 

提高燃油經(jīng)濟(jì)性和減少溫室氣體排放成為了汽車(chē)行業(yè)近年來(lái)的最大驅(qū)動(dòng)力,而背后的原因則是日益嚴(yán)苛的法規(guī)要求。為滿足這些目標(biāo),汽車(chē)制造商必須研發(fā)創(chuàng)新的硬件技術(shù),從而將整個(gè)行業(yè)推向了一個(gè)全新局面。包括汽油直噴(GDI)發(fā)動(dòng)機(jī)在內(nèi)的全新硬件都需要高性能潤(rùn)滑油的輔助才能發(fā)揮功效。因此我們必須了解GDI發(fā)動(dòng)機(jī)以及重大技術(shù)變革可能引起的各種難題。隨著汽車(chē)制造商不斷推行GDI技術(shù),我們的確看到了各種新問(wèn)題,而解決這些問(wèn)題則需要行業(yè)頂尖專(zhuān)家的智慧。


在更低的轉(zhuǎn)速下產(chǎn)生更高的功率和壓力

與傳統(tǒng)的噴嘴燃油噴射(PFI)發(fā)動(dòng)機(jī)相比,GDI發(fā)動(dòng)機(jī)可實(shí)現(xiàn)更高的功率密度,這意味著GDI發(fā)動(dòng)機(jī)可以造得更小,而且可以在更高的負(fù)載和更低的速度下運(yùn)轉(zhuǎn),以此實(shí)現(xiàn)燃油效率的最大化。除了GDI以外,汽車(chē)制造商還在進(jìn)一步挖掘渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)的潛力,以收集原本會(huì)散失在尾氣中的能量。而GDI和渦輪增壓器又可互補(bǔ)使用(統(tǒng)稱(chēng)TGDI技術(shù)),TGDI技術(shù)已經(jīng)受到了汽車(chē)制造商的青睞。

無(wú)論是GDI還是TGDI發(fā)動(dòng)機(jī),發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部的溫度和壓力都比較高。盡管這種環(huán)境對(duì)提高燃油經(jīng)濟(jì)性更有利,但它的工況非常嚴(yán)苛,而且容易導(dǎo)致低速早燃(LSPI)現(xiàn)象。

低速早燃指的是不受控制的異常燃燒,極有可能導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)故障。人們認(rèn)為造成LSPI的元兇是燃燒室中的燃油機(jī)油混合液體的小液滴或小顆粒,它們?cè)谡|c(diǎn)火之前就被點(diǎn)燃,從而導(dǎo)致不受控燃燒的發(fā)生。這種燃燒會(huì)造成發(fā)動(dòng)機(jī)壓力的異樣峰值,最終損害發(fā)動(dòng)機(jī)。

行業(yè)專(zhuān)家指出正確的添加劑技術(shù)可以緩解這一問(wèn)題,因此一項(xiàng)關(guān)鍵的新測(cè)試正在緊鑼密鼓的開(kāi)發(fā)中,它將被納入即將出臺(tái)的GF-6規(guī)范。
 


潤(rùn)滑油的作用與測(cè)試開(kāi)發(fā)

首先必須說(shuō)明的一點(diǎn)是,潤(rùn)滑油不會(huì)必然導(dǎo)致LSPI的發(fā)生。相反,潤(rùn)滑油可以有效地降低LSPI發(fā)生的概率。

到目前為止,汽車(chē)制造商都是通過(guò)在低轉(zhuǎn)速時(shí)將額外的燃油噴入發(fā)動(dòng)機(jī)這個(gè)方法來(lái)緩解LSPI問(wèn)題的,而選擇低轉(zhuǎn)速是因?yàn)檫@是發(fā)動(dòng)機(jī)效率最高,而LSPI又最容易發(fā)生的時(shí)候。此時(shí)噴入多余的燃油不僅可以起到冷卻作用,還能降低發(fā)生LSPI的風(fēng)險(xiǎn)。但是噴灑多余燃油的負(fù)面影響也很明顯:它會(huì)降低發(fā)動(dòng)機(jī)的整體燃油效率。

由路博潤(rùn)公司開(kāi)展的大量測(cè)試和深入分析表明,只要使用先進(jìn)的添加劑配方便能降低LSPI的風(fēng)險(xiǎn)——這說(shuō)明添加劑可以為解決這一現(xiàn)象起到重要作用。使用高性能添加劑后就無(wú)需額外噴灑燃油了,在有效阻止LSPI現(xiàn)象的同時(shí)還能提升GDI發(fā)動(dòng)機(jī)的燃油效率,真是一舉多得。但為了徹底推行這一技術(shù),需要在GF-6規(guī)范中規(guī)定一個(gè)絕對(duì)可靠的測(cè)試,這樣才能對(duì)一款潤(rùn)滑油降低LSPI風(fēng)險(xiǎn)、提升發(fā)動(dòng)機(jī)燃油經(jīng)濟(jì)性的能力做出精確的評(píng)估。

路博潤(rùn)深知這一挑戰(zhàn)的重要意義。憑借自身強(qiáng)大的測(cè)試能力,路博潤(rùn)正在積極開(kāi)發(fā)一種能夠納入GF-6的可靠的LSPI測(cè)試。而多家測(cè)試實(shí)驗(yàn)室和OEM也對(duì)路博潤(rùn)提供了鼎力支持,幫助其更好地了解LSPI的機(jī)制。

開(kāi)發(fā)LSPI測(cè)試絕非易事。LSPI本質(zhì)上就是一種隨機(jī)事件,因此人為制造一個(gè)LSPI最有可能發(fā)生的條件是非常困難的,尤其是這個(gè)條件還必須能夠不斷地被再現(xiàn)出來(lái)。一臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)必須運(yùn)行一段足夠長(zhǎng)的時(shí)間,LSPI的發(fā)生次數(shù)才具有統(tǒng)計(jì)意義。而且由于LSPI是一種破壞性的現(xiàn)象,因此測(cè)試發(fā)動(dòng)機(jī)和傳感器必須非常堅(jiān)固,才能承受多次瞬間的氣缸高壓。這個(gè)測(cè)試的實(shí)現(xiàn)需要一個(gè)解決方案,而路博潤(rùn)正在努力實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)。
通向燃油經(jīng)濟(jì)性更高的未來(lái)

添加劑的化學(xué)特性是實(shí)現(xiàn)上述配方的關(guān)鍵所在。解決LSPI問(wèn)題沒(méi)有靈丹妙藥,路博潤(rùn)的實(shí)驗(yàn)可以證明某些添加劑技術(shù)可以改善這一現(xiàn)象。但我們?nèi)孕枰粋€(gè)兼顧所有要素的方案,因?yàn)閺幕A(chǔ)油到粘度改進(jìn)劑,潤(rùn)滑油的任何成分都有可能影響LSPI的風(fēng)險(xiǎn)。

在解決新型發(fā)動(dòng)機(jī)硬件難題的道路上,路博潤(rùn)將與合作伙伴攜手共勉,共同實(shí)現(xiàn)燃油經(jīng)濟(jì)性、溫室氣體減排,堅(jiān)實(shí)可靠的發(fā)動(dòng)機(jī)保護(hù)等行業(yè)目標(biāo)。

 
 
 
 
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