隨著我國可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的實施,壓縮天然氣(CNG)、液化石油氣(LPG)等作為經(jīng)濟、實用的綠色燃料在我國能源消費構(gòu)成中的比例增長迅速。汽車(主要是公交車、出租車)使用CNG、LPG等清潔燃料代替常規(guī)燃料一直是“十五”期間以來的國家級重點項目,在北京、上海、天津、西安、廣州等車輛密集、汽車尾氣污染嚴重的大城市全面推廣。在清潔燃料推廣過程中,也出現(xiàn)了一些與潤滑油相關(guān)的問題,引起用戶的關(guān)注,如改裝后的車輛發(fā)動機還使用原來的發(fā)動機油,往往會出現(xiàn)積碳多、油泥大、換油周期縮短、發(fā)動機易出現(xiàn)早期磨損和大修里程縮短等許多問題。在此我們對這些現(xiàn)象和應(yīng)對措施做些簡單分析、介紹。
氣體燃料不同于汽、柴油,其純度高,熱效率高,燃氣溫度高,燃燒干凈,但其潤滑性差,且含有一定的硫,容易造成發(fā)動機相關(guān)部件的粘結(jié)、摩擦、腐蝕和銹蝕等磨損。其缺點概括分析起來有以下幾點:
1.易產(chǎn)生高溫積碳
氣體燃料發(fā)動機燃燒完全,燃燒室溫度比汽/柴油發(fā)動機高幾十到幾百度不等,高溫氧化的作用會導(dǎo)致機油品質(zhì)、粘度下降過塊而潤滑性能失效,氣缸溫度較高時潤滑油容易產(chǎn)生積碳而導(dǎo)致早燃,火花塞積碳會引發(fā)發(fā)動機異常磨損或故障,也可能加大NOX的排放。
2.閥門構(gòu)件易磨損
汽/柴油發(fā)動機中的汽/柴油是以霧狀小液滴形態(tài)噴入汽缸,對閥門、閥座等部件可起到潤滑、冷卻作用,LNG則呈氣態(tài)進入汽缸,不具備液體潤滑功能,易使閥門、閥座等部件干澀無潤滑,易產(chǎn)生粘結(jié)磨損。在高溫作用下,普通機油的高灰分添加劑極易在發(fā)動機部件表面生成堅硬沉積物,促使發(fā)動機異常磨損、火花塞堵塞及閥門積碳,引起發(fā)動機爆震、點火失時或閥門噴火;致使發(fā)動機動力下降、功率不穩(wěn)定等,甚至縮短發(fā)動機使用壽命。
3.易形成有害物質(zhì)
使用普通機油,排放尾氣中過量的氮氧化物無法解決,加速生成油泥,會造成油路堵塞或生成漆膜等有害物質(zhì)。特別是裝有EGR裝置的發(fā)動機,極易造成機油質(zhì)量下降,過濾器堵塞,粘度和酸、堿值失控等趨勢。
針對以上問題,中國石化潤滑油公司采取了相應(yīng)的配方技術(shù),專門為使用LPG、CNG燃料的發(fā)動機研制了長城牌燃氣發(fā)動機專用潤滑油,具體措施包括:
1.優(yōu)質(zhì)的基礎(chǔ)油
長城燃氣發(fā)動機專用油的基礎(chǔ)油要求經(jīng)過深度精制,質(zhì)量穩(wěn)定,高粘度指數(shù),具有較好的氧化安定性和硝化安定性,確保延長油品的使用壽命。
2.適宜的灰分含量
長城燃氣發(fā)動機專用油控制適宜的硫酸鹽灰分(要比普通發(fā)動機油的指標(biāo)低),可防止發(fā)動機爆震和早燃,既減少發(fā)動機的閥系磨損,又不致于造成活塞環(huán)和頂環(huán)槽積碳增加。
3.優(yōu)良的清凈分散性
長城燃氣發(fā)動機專用油選用高效的清凈分散劑和低的灰分/堿值比例,能夠保證閥系、活塞、火花塞等部件始終保持高度的清凈性,減少積碳等沉淀物的生成,避免由于火花塞積碳而引起的點火提前等發(fā)動機故障,特別是高溫分散性好于普通汽、柴油機油,保證發(fā)動機正常工作。還能控制EGR廢氣循環(huán)裝置對機油粘度、煙炱增長的影響。
4.優(yōu)異的抗腐蝕性能
長城燃氣發(fā)動機專用油具有良好的總堿值保持能力,保證了發(fā)動機在工作過程中不會產(chǎn)生過多的油泥、積碳等有害物質(zhì),而且能夠隨時中和氣體燃料在燃燒過程中產(chǎn)生的酸性物質(zhì),減少其對發(fā)動機活塞、缸套和銅鉛合金軸承造成的腐蝕磨損。
5.優(yōu)良的高溫抗氧化和抗硝化能力
長城燃氣發(fā)動機專用油中含有高效的高溫抗氧劑和金屬鈍化劑,能夠應(yīng)對燃氣發(fā)動機燃燒過程中極易生成的醛、酮、酸、酯類氧化物和硝化物,使專用油具有良好的抗氧化和抗硝化能力,減緩油品的老化變質(zhì)。
6.良好的潤滑性能
由于燃氣是以氣態(tài)進入汽缸,不具備液體潤滑功能,閥系構(gòu)件極易磨損;長城燃氣發(fā)動機專用潤滑油的潤滑增強成分可以起到防止閥門、閥座磨損的作用,更好地克服了普通機油的缺陷。
7.較低的磷含量
長城燃氣發(fā)動機專用潤滑油控制較低的磷含量,以減少對汽車尾氣三元催化劑的污染。
由于具備以上優(yōu)點,多年來,長城燃氣發(fā)動機專用潤滑油不僅廣泛應(yīng)用于北京、廣州、深圳、哈爾濱、呼河、包頭、自貢等地的公交系統(tǒng),還在各油田的固定式燃氣發(fā)動機上大顯身手。