潤滑油性質對汽油機排放的影響及汽油機潤滑油的發(fā)展趨勢

侯來敏 邵暉 劉冰

摘要：近年來在我國汽車發(fā)動機研究的過程開始認識到，只通過改造發(fā)動機結構、強化廢氣處理已經無法滿足降低發(fā)動機排放的標準，應強化汽油清潔化標準、潤滑油質量標準的研究力度，通過改善潤滑油性質降低汽車的排放量。針對于此，下文分析潤滑油性質對汽油機排放產生的影響，提出汽油機潤滑油的未來發(fā)展趨勢，旨在為降低汽油機排放量提供幫助。

關鍵詞：潤滑油性質;汽油機排放;影響;汽油機潤滑油;發(fā)展趨勢

0? 引言

汽車發(fā)動機實際運行的過程中，潤滑油很容易受到高溫有害氣體、金屬催化與灰塵的影響出現物理變化、化學變化，出現嚴重的污染現象。因此，在未來發(fā)展的過程中，為滿足汽油機潤滑油的使用需求，其會向著粘度分類與質量分類的方向發(fā)展，提升產品的應用質量，降低排放量。

1? 潤滑油性質對汽油機排放的影響

1.1 粘度性質所產生的影響

一般情況下，汽車所使用的發(fā)動機主要應用石油類型的產品，而汽油與柴油中最為主要的就是碳氫化合物，經過燃燒以后會產生二氧化碳、二氧化氫產物，大量的二氧化碳會誘發(fā)溫室效應，對生態(tài)環(huán)境會造成不利影響。為有效解決環(huán)境污染問題，歐盟已經提出了相關的標準，認為降低油耗可減少二氧化碳產物，減輕對生態(tài)環(huán)境的污染。在此過程中，發(fā)動機潤滑油的粘度與機械運行效率、燃燒產物的減少存在直接聯系，潤滑油的粘度越低，油膜的厚度就越薄，可以將表面凸峰完全暴露，然后被磨平，可確保運行性能，不僅能夠沖洗表面，將其中存在的顆粒帶走，還能提升散熱性能。因此，在使用潤滑油的過程中，粘度越低性質就越好，汽油機排放量就越低。

1.2 磷元素與硫元素含量帶來的影響

潤滑油中磷元素與硫元素的含量，會對汽油機的排放量產生直接影響。首先，磷元素的含量會導致汽油機排放性能受到一定影響。從實際情況來講，汽油機氣門中的燃燒產物主要是二氧化硅和磷酸鈣，不僅屬于潤滑油中的主要組成部分，還屬于燃燒產物，此類燃燒產物會導致表面起火不能處于正常燃燒狀態(tài)，且磷元素還會導致三元催化轉換器的運行受到影響，出現觸媒中毒的現象，催化效果有所降低。近年來國外在研究中為了延長三元催化轉換器設備的使用壽命，要求降低磷元素的含量，但是從具體的狀況來講，摩擦面溫度較高、金屬表面有化學反應的情況下，會出現磷酸鐵薄膜，預防金屬凸起點的接觸，如果減少磷元素的含量，很容易造成金屬摩擦面磨損的問題。所以美國石油學會在2005年的時候，提出了潤滑油中磷元素的含量在0.06-0.08%的這個標準。其次，潤滑油中硫元素的含量也會導致汽油機的排放性能受到影響。目前世界各個國家在燃料油方面，已經提出了關于硫元素含量的明確規(guī)定，為減少發(fā)動機硫的排放量，開始向著低硫與無硫的方向發(fā)展，主要因為汽油機中的潤滑油硫元素含量較高的情況下，燃燒室中積碳的數量就會迅速增加，向外部排放的硫元素開始增多，所以對潤滑油中的硫元素含量進行控制非常有必要。但是，從實際研究中可以發(fā)現，高溫摩擦面與金屬表面之間會有化學反應，形成硫化鐵薄膜，預防出現金屬摩擦面磨損的現象，因此潤滑油中的硫元素也是預防金屬磨損問題的主要成分[1]。

1.3 添加劑帶來的影響

近年來汽油機結構開始趨于復雜，功率逐漸提升，熱負荷增高，零部件所承受的荷載也開始增加，導致汽油機潤滑油的使用環(huán)境惡劣。為確保潤滑油的使用性能，促使發(fā)動機的正常運行，人們開始嘗試在潤滑油中應用添加劑，提升潤滑油的使用質量。例如：部分潤滑油產品中會添加GZ添加劑，其屬于多效復合潤滑油添加劑，可以使得產品在高溫狀態(tài)之下粘度降低，也可以在低溫狀態(tài)下實現折蠟結晶的目的，使得潤滑油產品在低溫的環(huán)境中流動性提高。與此同時，使用GZ添加劑的過程中，還可以在摩擦表面形成瞬時間的高溫與高壓狀態(tài)之下，形成較為牢固的吸附膜，預防出現氧化現象，有效規(guī)避零部件的腐蝕問題、磨損問題，在一定程度上還能預防氣缸表面出現沉積物，預防有非正常燃燒的問題。在采用GZ添加劑材料之后，汽油機的最大功率會比之前提高0.1%，最低的染好率會降低3.5%，一氧化碳的含量會降低35%，噪聲也會減少;其次，金屬添加劑的應用，也會對汽油機排放產生直接的影響，在潤滑油溫度上升到200℃的時候，粘度會有所降低，摩擦表面的油膜厚度也會減小，潤滑效果降低。為有效解決高溫狀態(tài)下的問題，目前國外已經開始在潤滑油中加入軟金屬，在高溫運行環(huán)境下，潤滑效果降低的時候，摩擦表面中就可以形成軟金屬層，形成良好的保護作用，使得燃油消耗率維持在合理范圍之內，具有非常重要的作用[2]。

2? 汽油機潤滑油發(fā)展趨勢分析

對于汽油機潤滑油而言，在未來發(fā)展的過程中，應該結合現存的問題，不僅要保證粘度符合要求，還應該嚴格控制質量等級，保證潤滑油的應用不會對汽油機的性能產生不利影響，改善汽油機的運行性能，滿足當前的潤滑油應用需求。具體的發(fā)展趨勢為：

2.1 粘度方面的發(fā)展趨勢

當前國際上已經有關于潤滑油的粘度分類標準，我國在汽油機潤滑油中的粘度分類標準是SAE分類。按照具體的平均燃料經濟性需求，英國在汽油機運行過程中開始采用粘度較低的機油，汽車生產商為了適應國際化的發(fā)展，也開始采用粘度較低的汽車機油。因此，在未來發(fā)展的過程中，低粘度的潤滑油成為汽油機運行的首選材料，為改善汽油機的運行性能，規(guī)避潤滑油粘度帶來的影響，在未來發(fā)展的過程中，應該積極采用低粘度的潤滑油，確保潤滑油的使用性能、有效性，滿足當前的時代發(fā)展需求。

2.2 質量方面的發(fā)展趨勢

當前國際中的汽油機潤滑油已經開始采用API分類標準，是由各個協(xié)會共同制定，分類利用末端開口，能夠開發(fā)出更多級別的產品，配有規(guī)格機制，屬于當前國際上公認、權威性的油品質量分類標準。我國在未來發(fā)展的過程中，為改善潤滑油性能，降低汽油機的排放量，應該積極按照此類潤滑油的質量標準，強化相關的潤滑油質量管理力度，使用API質量指標進行節(jié)能測試，降低蒸發(fā)損失問題的發(fā)生率，減少其中磷元素的含量，延長其中催化劑材料的應用壽命，滿足當前的節(jié)能發(fā)展需求。在潤滑油方面還需要注重提升油品排放性能與節(jié)能性能，注重動力性能的改善，增強潤滑油的抗氧化性能，降低揮發(fā)度，增強節(jié)能效果，改善汽油機的運行性能，降低排放量，達到預期的工作目標。

2.3 性能的發(fā)展趨勢

潤滑油性質會對汽油機的排放性能產生直接影響，如果不能確保潤滑油的性質符合標準，將會導致汽油機的排放受到不利影響。因此，在未來發(fā)展的過程中，應該確保潤滑油的性能符合標準，符合汽油機的運行要求。首先，應確保具有較低的粘度與粘溫性能，主要因為發(fā)動機的轉速較快，運作的負荷較高，工作溫度范圍也很大，只有確保在各類溫度環(huán)境之下具有較低的粘度，才能確保預防對汽油機排放所產生的影響。因此在未來發(fā)展期間，應確保潤滑油的粘度性能和粘溫性能。其次，應該確保有較高的潤滑、抗氧化性能，各方面的運行性能都能符合具體的指標，將其應用在汽油機中可改善排放性能，預防出現氧化問題與潤滑問題。最后，應該具有良好的抗泡沫性能，可以規(guī)避泡沫因素所帶來的影響，促使供油系統(tǒng)的良好運行，達到預期的目的[3]。

3? 結語

潤滑油性能會對汽油機排放性能產生直接的影響，尤其是潤滑油的粘度、添加劑成分，都會對相關的汽油機排放產生直接影響。因此，在未來發(fā)展的過程中，應該強化潤滑油的粘度管理、質量管理與性能管理，保證相關潤滑油的粘度較低，質量符合標準，性能可以滿足要求，降低汽油機排放量的同時改善運行性能，滿足當前的潤滑油應用需求，達到預期的應用目的[4]。

參考文獻：

[1]謝尉揚.汽輪機啟動過程中潤滑油壓低故障分析[J].電站系統(tǒng)工程，2020，36（03）：30-32.

[2]胡守信，趙耀煒，李興虎.環(huán)境溫度對汽油缸內直噴汽車排放的影響[J/OL].北京航空航天大學學報：1-9[2020-04-30].

[3]栗心明，周廣運，郭峰，張建軍.異向卷吸作用下潤滑劑回填增強效應試驗研究[J/OL].機械工程學報：1-8[2020-04-30].

[4]陳東立.我國潤滑油生產存在的問題及發(fā)展戰(zhàn)略[J].石化技術，2020，27（03）：181，184.