發(fā)動機(jī)油的效能與保護(hù)：渦輪增壓直噴技術(shù)帶來的挑戰(zhàn)

發(fā)動機(jī)油的效能與保護(hù)：渦輪增壓直噴技術(shù)帶來的挑戰(zhàn)

在世界范圍內(nèi)，對高能低耗的追求驅(qū)動著渦輪增壓直噴（TGDI）發(fā)動機(jī)技術(shù)的廣泛應(yīng)用。在低黏化趨勢下，潤滑油在為提升燃油經(jīng)濟(jì)性目標(biāo)作貢獻(xiàn)，另一方面，也對潤滑油提出了更高硬件耐久性保護(hù)的性能要求。最近，在第二屆中國國際汽車動力總成峰會上，來自路博潤公司的專家凱斯·霍華德先生作了題為《先進(jìn)潤滑油——效能與保護(hù)》的演講，清晰地勾勒出TGDI技術(shù)帶來的挑戰(zhàn)，并分享了路博潤在本地化開發(fā)TGDI發(fā)動機(jī)專用潤滑油方面的經(jīng)驗(yàn)。

與傳統(tǒng)發(fā)動機(jī)相比，TGDI發(fā)動機(jī)的功率密度更高，機(jī)型更緊湊，而動力卻更加強(qiáng)勁。TGDI發(fā)動機(jī)的運(yùn)行溫度更高，工況更苛刻?；羧A德先生在報(bào)告中闡述了TGDI發(fā)動機(jī)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，使煙炱對TGDI發(fā)動機(jī)而言是一個(gè)直接而明顯的挑戰(zhàn)。TGDI發(fā)動機(jī)中的煙炱會導(dǎo)致機(jī)油迅速變稠，黏度急劇上升。不僅如此，噴油方式的改變還帶來另外一個(gè)挑戰(zhàn)——燃油稀釋水平增高，從而生成大量的油泥。應(yīng)對這些新的情況，就要求發(fā)動機(jī)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(jìn)氣道噴射發(fā)動機(jī)，TGDI發(fā)動機(jī)的一大優(yōu)勢是結(jié)構(gòu)更為緊湊，可在更大載荷和更低轉(zhuǎn)速條件下運(yùn)行?？墒?，隨之也帶來了新問題。較高的缸內(nèi)壓力和較低的運(yùn)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(jī)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(jī)爆震相似，但破壞性更為嚴(yán)重。雖然低速早燃與發(fā)動機(jī)油的關(guān)聯(lián)尚未明確，但一個(gè)主流的理論認(rèn)為，在壓縮沖程中，當(dāng)霧化的燃油和機(jī)油在燃燒室中被點(diǎn)燃時(shí)，會發(fā)生低速早燃現(xiàn)象。第三，正時(shí)鏈磨損。所有發(fā)動機(jī)最終都會發(fā)生磨損，但TGDI發(fā)動機(jī)的正時(shí)鏈磨損得尤其快。由于TGDI發(fā)動機(jī)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(jī)油中，從而使得發(fā)動機(jī)正時(shí)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(shí)鏈將會被明顯拉伸，進(jìn)而影響到其精確正時(shí)功能，將進(jìn)一步影響發(fā)動機(jī)的運(yùn)行，造成嚴(yán)重?fù)p壞。因此需要機(jī)油具有更好的顆粒物分散性能以及恰當(dāng)?shù)目鼓ケＷo(hù)能力。

此外，路博潤在進(jìn)行本地化油品開發(fā)時(shí)，還將中國地區(qū)所獨(dú)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(jī)油的額外挑戰(zhàn)。另一方面，主流整車廠如大眾和保時(shí)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。

應(yīng)對上述種種挑戰(zhàn)，霍華德先生提出，為了滿足TGDI發(fā)動機(jī)獨(dú)特的性能要求，需要結(jié)合中國的獨(dú)特國情，給出本土化的TGDI發(fā)動機(jī)專用油品解決方案。此外，霍華德先生分享了路博潤開發(fā)TGDI發(fā)動機(jī)油的過程。開發(fā)最合適的發(fā)動機(jī)油需要一整套綜合的方法。路博潤在開發(fā)發(fā)動機(jī)油的過程中涉及了四個(gè)領(lǐng)域：新單劑及添加劑體系的開發(fā)、配方技術(shù)、摩擦學(xué)和表面科學(xué)、發(fā)動機(jī)試驗(yàn)和行車驗(yàn)證試驗(yàn)。

為了確保即使在極端情況下，發(fā)動機(jī)油仍然可以運(yùn)行良好，路博潤在行車驗(yàn)證試驗(yàn)中，刻意提升了試驗(yàn)苛刻度。其中包括刻意在上海中心路段的高峰時(shí)段進(jìn)行路試，以模擬頻繁起停的城市路況；還包括刻意設(shè)定在高載荷工況下進(jìn)行高速公路路試，以模擬高速高載荷的工作條件。此外，為了驗(yàn)證本地化的配方能夠充分應(yīng)對中國市場的應(yīng)用要求，路博潤還在該TGDI行車試驗(yàn)中特意配置了低質(zhì)量燃油，以應(yīng)對極端嚴(yán)苛的燃油條件。在向車輛提供燃油經(jīng)濟(jì)性貢獻(xiàn)的同時(shí)，兼顧硬件耐久性保護(hù)是在汽車行業(yè)高能低耗主旋律下潤滑油需要解決的一個(gè)難題?；羧A德先生在報(bào)告中分享了路博潤在發(fā)動機(jī)試驗(yàn)和行車試驗(yàn)中的一些發(fā)現(xiàn)。路博潤全球開發(fā)的一款滿足福特948B規(guī)范的5W-20發(fā)動機(jī)油，在搭載1.0 TGDI發(fā)動機(jī)的Fiesta車型上進(jìn)行的NEDC循環(huán)臺架試驗(yàn)中，顯示出了對車輛0.9%的直接燃油經(jīng)濟(jì)性提升。該TGDI發(fā)動機(jī)油配方在進(jìn)行本地化開發(fā)后，在中國主流TGDI車型上進(jìn)行了行車試驗(yàn)。舊油分析結(jié)果顯示出發(fā)動機(jī)關(guān)鍵部件只受到低水平的磨損，且在發(fā)動機(jī)拆解中進(jìn)一步證實(shí)了其對發(fā)動機(jī)提供的高水平保護(hù)。

霍華德先生最后總結(jié)道，TGDI發(fā)動機(jī)需要專門針對該發(fā)動機(jī)設(shè)計(jì)的潤滑油配方來滿足其獨(dú)特的性能要求，并同時(shí)針對中國市場做本地化油品開發(fā)，是潤滑油實(shí)現(xiàn)效能和耐久性保護(hù)雙重提升的重要途徑。