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为什么普通润滑油无法满足LNG发动机?

日期: 2017-10-29
查阅次数: 16

  LNG汽车的可靠性强,经济实惠,能够有效改善排放,环保性和安全性很强。LNG汽车的开发是一项系统工程。虽然整个项目中,润滑油的占比很小,但它的重要性不容忽视。


  发动机润滑油是以满足发动机在各种状态下的正常运转为前提,根据发动机的结构性能,燃料物性与构成,燃烧特性与产物,发动机压缩比与强化系数,排放标准与尾气处理,以及运行环境等等因素做到有机平衡。


  在国外,润滑油的技术提升,必然意味着其所对应的发动机有重大技术进展,或者环保标准又开始升级。合格的润滑油必须要通过严苛的台架和行车试验,一步步“闯关”,达到标准之后才能使用。


  与汽油柴油的区别在于,气体燃料的纯度很高,热效率高,燃气温度高,燃烧干净,但其润滑性差,容易造成粘结、摩擦、腐蚀和锈蚀等磨损。如果使用了不合适的润滑油,后果不堪设想。因此,LNG汽车技术的改造和更新,必然伴随的是LNG发动机润滑油的研制与应用。


  在实际应用中,改装的或双燃料的发动机由于压缩比不能到位,混合气热值比汽油低12%,充气效率和空气量减少1~6%,进气量仅为使用汽油时的89.8%,使用普通发动机润滑油时,总动力性能可下降10~20%;由于发动机燃烧温度高,氮氧化物含量高;LNG燃料本身又无润滑性,加剧了发动机阀系的磨损。


  为什么普通润滑油无法满足LNG发动机?


  LNG发动机如果使用了不恰当的润滑油,则会有以下影响:


  第一,燃烧室温度高易氧化、积碳、影响排放使用普通汽/柴油机油过快氧化,导致机油品质、粘度下降或润滑失效,气缸温度较高时润滑油容易产生积碳而导致早燃,火花塞积碳会引发发动机异常磨损或故障。


  第二,阀门构件易磨损。汽/柴油发动机中的汽/柴油是以雾状小液滴形态喷入汽缸,对阀门、阀座等部件可起到润滑、冷却作用,LNG则呈气态进入汽缸,不具备液体润滑功能,易使阀门、阀座等部件干涩无润滑,易产生粘结磨损。在高温作用下,普通机油的高灰分添加剂极易在发动机部件表面生成坚硬沉积物,促使发动机异常磨损,火花塞堵塞及阀门积炭,引起发动机爆震,点火失时和阀门喷火;致使发动机动力下降、功率不稳定等,甚至缩短发动机使用寿命。


  第三,易形成有害物质。使用普通机油排放尾气中过量的氮氧化物无法解决,加速生成油泥,会造成油路堵塞或生成漆膜等有害物质。特别是装有EGR装置的发动机,极易造成机油质量下降,过滤器堵塞,粘度和酸、碱值失控等趋势。


  LNG发动机对适用其润滑油的要求:


  第一,适宜的硫酸盐灰分含量


  需选适宜的硫酸盐灰分(要比普通内燃机油的指标低),可防止发动机爆震和早燃,减少发动机的阀系磨损,又不致于造成活塞环和顶环槽积碳增加。


  第二,优良的清净分散性


  选用高效的清净分散剂和低的灰分/碱值比例,能够保证阀系、活塞、火花塞等部件始终保持高度的清净性,减少积碳等沉淀物的生成,避免由于火花塞积碳而引起的点火提前等发动机故障,特别是高温分散性,其中无灰高温清净分散剂的比例高于汽、柴油机油,保证发动机正常工作。还能控制EGR废气循环装置对机油粘度、烟炱的增长。


  第三,优异的抗腐蚀性能


  具有良好的总碱值保持能力,保证了发动机在工作过程中不会产生过多的油泥、积碳等有害物质,而且能够随时中和气体燃料在燃烧过程中产生的酸性物质,减少酸性物质对发动机活塞、缸套和铜铅合金的轴承造成的腐蚀磨损。


  第四,优良的高温抗氧化和抗硝化能力


  由于LNG发动机具有更高的热负荷,混合型的火焰传播方式和更长的火焰持续时间,再加上燃料稀燃,极易生成醛、酮、酸、酯类氧化物和硝化物,油品的氧化、硝化加速了油品的老化变质。因此对机油的抗氧化抗硝化要求极高。


  第五,良好的润滑性能


  由于LNG是以气态进入汽缸,不具备液体润滑功能,LNG比CNG更为纯净,因此自身润滑性能更差,对阀系构件极易磨损,专用润滑油可以起到防止阀门、阀座磨损的作用。


  第六,较低的磷含量


  专用润滑油控制较低的磷含量,以减少对汽车尾气三元催化剂的污染。


  第七,优异的防锈性能


  防锈性好可以有效防止发动机铜铅合金轴承锈蚀和腐蚀磨损。


  第八,优质的基础油


  基础油要求经过深度精制,质量稳定,高粘度指数,具有较好的氧化安定性和硝化安定性,确保延长油品的使用寿命。


  总之,LNG发动机的特殊性决定了其对于润滑油质量要求很高。普通润滑油并不能满足其需求,不仅会提前变质,还可能会造成各部分的磨损,既不能有效发挥机油的作用,还会影响发动机使用寿命。


  


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