LNG重型发动机油的性能要求
发布时间: 2022-07-14 19:49:32    来源:鼎盛app下载安装 作者:鼎盛游戏app下载


  相对于一般的载货汽车来说,重型汽车的工作时间长、负荷大,运行工况更加恶劣。在使用的过程中机件之间的接触运动必然而产生摩擦,并且在单位接触面积内所承受的摩擦力增大,经过一个磨合过程使机件的表面配合达到一个最佳的使用状态。在这个摩擦过程中会增大发动机的机械负荷,同时也会产生大量的热量,增加发动机的热负荷。摩擦过程中,各个配件表面因磨合会脱落金属磨屑,脱落的金属磨屑不仅会加剧零件间的磨损,也会掉入润滑油中,使润滑油质量下降影响使用寿命。

  LNG发动机的燃料是液化天然气,成分比CNG更干净,燃烧时火焰传播速度慢,也就造成发动机温度更高。气缸内活塞在做往复运动时,将会承受更高的燃气压力,当处于上下止点的静止状态时,活塞润滑状态由运动时的流体润滑状态变为静止时的边界润滑状态,导致润滑困难。排气阀导管和阀座处的工作环境十分恶劣,燃烧后的高温燃气热量经过排气系统,很容易将热量传输给排气阀和阀座,使其温度过高降低使用寿命。在发动机内一些部件的温度过高,会受热膨胀及变形,从而使间隙变小并卡死,影响润滑进而加速磨损。

  燃烧室中的高温、高负荷状况更容易使LNG燃料在燃烧过程中产生更多的NOX化合物,生成的NOX又进入润滑油中增加了油中的酸性物质,导致润滑油的碱值降低较快,过早失效,同时这种高温、高负荷的环境容易加速润滑油的氧化变质,继而生成胶质沉淀,降低发动机功效和发动机润滑油的使用寿命。

  LNG汽车的续航能力适合重型卡车和长途客车,CNG车的续行里程适合小型家用汽车、公交车和小型货运汽车,因此重型汽车LNG发动机要求润滑油应该具有高的碱值、良好的油溶性和良好的理化及使用性能。利用研制的复合添加剂调配的复合剂LNG发动机润滑油应该具有比单剂调配的单剂LNG发动机润滑油具有更好的理化及使用性能。

  由于重型汽车LNG发动机具有更高的热负荷,火焰持续时间更长,再加上燃料稀燃,极易生成醛、酮、酸、酯类氧化物和硝化物,发动机在排气过程中还会有一部分NOX窜入曲轴箱,NOX是一种强氧化物,容易使发动机润滑油发生硝化反应,破坏发动机油的性质。发动机的气缸套和活塞环表面会承受燃烧带来的高温、高剪切等苛刻条件,催化加速了油品的氧化。因此LNG发动机对润滑油的抗氧化、抗硝化能力要求极高,减少由氧化物和硝化物引起的油泥、漆膜等,避免发生堵塞机油滤清器和粘环情况。

  硫酸盐灰分可以表示润滑油金属添加剂的多少,也是LNG发动机润滑油的一项重要理化性能指标,通常情况下来自于金属清净剂。因LNG发动机所燃用的是气体燃料,对发动机没有任何润滑作用,发动机的阀门和阀座本身的润滑又比较困难,只能依靠润滑油中的硫酸盐灰分来进行润滑,在一定程度上能够保证他们的润滑效果,但是若灰分含量不合适则会导致一系列问题。

  灰分过高,在高温作用下添加剂极易在部件表面生成坚硬沉积物,造成阀门积碳及火花塞堵塞,引起发动机爆震、点火不及时和阀门喷火损毁,功率不稳定、发动机无力等问题;灰分过低,则会导致润滑不足,造成阀系磨损,甚至出现阀门嵌入的现象。有研究表明,当硫酸盐灰分超过1%便容易使窜入发动机燃烧室的润滑油产生坚硬的沉积物,导致点火提前、发动机爆燃。

  故适宜的硫酸盐灰分不仅保证了发动机阀系的润滑效果,而且具有了酸中和的效果,通常汽、柴油机油硫酸盐灰分在1%左右,CNG发动机要求所用的润滑油中硫酸盐灰分在0.5%左右,而LNG发动机润滑油中的硫酸盐灰分要比CNG发动机润滑油中的高。

  LNG发动机润滑油选用高效的清净分散剂来提高油品的清净分散性和碱值,能够将积碳、漆膜更好的溶解到油中,保证阀系和火花塞等部件的清净性,避免由于积碳引起的点火提前、阀门喷火等发动机故障,同时中和因油品氧化生成的羧酸、羟基酸和过氧化物等物质。

  油品碱值是指在规定的试验条件下,用标准滴定溶液滴定1g试样所用的高氯酸量,单位为mgKOH/g。碱值同样是LNG发动机油的一项重要指标,燃气发动机油中添加的超碱值清净分散剂赋予了润滑油一定的碱值储备能力,表征内燃机润滑油的中和能力,同时碱值也可以间接表示润滑油所含清净分散剂的多少,是发动机油的一项重要指标。

  随着油品使用时间的增加,润滑油中的碱值储备会随着时间的增长而下降,所以碱值也表征了中和油品中所生成的酸性物质的能力,若剩余碱值越低,中和酸性物质的能力越弱,润滑油的酸值增加也就越多,油品变质越快。

  现在汽车中都会安装发动机排放污染物处理器--三元催化转换器,用来减少一氧化碳、氮氧化合物以及碳氢化合物的排放,而磷会使转化器中的一些金属中毒,导致转换器失效,而且汽车排放的磷化物对环境有严重的污染,所以要尽量控制磷的含量,使磷含量在0.07%~0.09%(质量分数)的范围内。

  重型汽车通常是以高速高负荷等苛刻工况运转,工作环境变化明显,发动机部件的摩擦磨损会更大,倘若金属部件之间没有足够的油膜厚度,那部件之间就会因得不到良好的润滑而磨损严重。发动机油的抗磨性能主要是由ZDDP提供,但是在加入高碱值的清净剂时会使ZDDP的效果降低,因为在碱性条件下高碱值的清净剂会通过中和作用改变它发生分解反应的酸性条件,所以说复合添加剂的研究将会避免这种对抗效应的发生,比单剂润滑油具有更高的质量。

  发动机的金属部件也会因环境中温度和湿度的变化而锈蚀,所以要求发动机润滑油具有优良的抗腐蚀性,以减少发动机部件的腐蚀,同时也减少因燃烧LNG燃料产生的水分和酸性物质对金属部件的腐蚀。在重型汽车LNG发动机润滑油复合添加剂中加入防锈剂和具有防锈性的多效能添加剂,防止发动机铜铅合金轴承锈蚀和腐蚀磨损。

  此外,还要求油品具有较好的黏温特性、抗泡性、较低的挥发性和倾点、机械杂质和水分等性能,以满足燃气发动机设备能够长期稳定的运行。

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