天然气发动机油简析
  • 业界视点
  • 2018-10-08 13:57
  • 来源:中国润滑油网
  • 作者:上海海润添加剂有限公司
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  • 近年来,世界上众多国家,例如美国、德国、日本、韩国等都相继制定了天然气动力应用的发展规划。我国相继实行了“清洁汽车”、“十城千辆”等政策,大力推广新能源汽车,使得天然气发动机在城市公交、出租车上得到的广泛的应用。我国对天然气发动机的研发工作起步较晚,从上世纪八十年代开始,但发展迅速,尤其是全国开展“清洁汽车”行动后。
    那么,天然气发动机和普通燃料发动机有什么区别?天然气发动机油又有什么特点?本文将对这两个问题做出一一解答。
     

     


    天然气发动机和普通燃料发动机有什么区别?
    天然气发动机与普通燃料发动机相比,燃料在燃烧室的温度相对较高。原因在于天然气主要为甲烷,由4个C-H键组成,C-H键的比热高于C-C键,同时天然气进入燃烧室后不同于液体燃料有气化吸热的过程,再加上天然气发动机通常为平级燃烧,不同于稀薄燃烧有较多的空气可以稀释及冷却。相对不同气源、不同功率的天然气发动机燃烧室温度比普通燃料发动机高几十到几百度不等。
    天然气发动机与普通燃料发动机相比燃料燃烧过后排放的尾气中氮化物多。原因在于虽然LPG、CNG、LNG为清洁燃料,但燃烧室高温导致尾气中氮氧化物含量升高,引发机油硝化,产生过量油泥,缩短机油使用寿命。
    天然气发动机与普通燃料发动机相比,其阀座及部件干涩无润滑,易产生过度磨损。原因在于普通燃料是以细小的液体形态进入燃烧室的,所以对阀门、阀座等部件可起到润滑、冷却的作用,可是天然气却是以气体的形式进入燃烧室的,所以它本身对发动机是没有任何的润滑作用的,易造成上述部件的磨损。
    天然气燃料对发动机的密封性的要求是比普通燃料发动机要高。原因在于两种燃料从燃料箱进入燃烧室的物质形态是不同的,天然气发动机燃料以气体形式进入燃烧室,所以天然气发动机的密封性要求更高。
     


    天然气发动机油有什么特点?
    第一.适宜的硫酸盐灰分
    天然气发动机油的灰分控制很重要。在排气门上累积的机油灰分燃烧后形成沉积物,可以起到减少气门与气门座之间的磨损作用,发动机在正常运行中,气门上沉积物积累过程是一个动态平衡,即在沉积物不断损失的同时新的沉积物不断地补充。若气门上的沉积物太少,则导致磨损加剧和出现气门嵌入的现象;若气门上沉积物太多,则将导致气门上沉积物局部剥落形成高温气体窜气通道,出现气门熔损。因此,应根据发动机类型、燃料质量等选择合适灰分的发动机油。
    第二.优良的清净分散性
    优良的清净分散性能够保护阀系、活塞、火花塞等部件,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,还能控制EGR废气循环装置的机油粘度、烟炱的增长。
    第三.优异的抗磨损、擦伤及防腐蚀性能
    由于天然气是以气态进入汽缸,不具备液体润滑功能,对阀系构件极易磨损,天然气发动机油应具有防止阀门、阀座磨损的作用。天然气发动机油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性能
    由于天然气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,极易生成醛、酮、酸、酯类氧化物和硝化物,油品的氧化、硝化可导致油泥及沉淀物增加,机油滤清器阻塞,换油期缩短,严重的可能导致活塞环及气缸套磨损加剧。因此对机油的抗氧化抗硝化要求极高。
    第五.较低的磷含量
    天然气发动机油需控制较低的磷含量,以减少磷对汽车尾气三元催化剂的污染。
     

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