隨著天然氣作為商用車輛的燃料逐漸普及,采用混合燃料運行的車隊運營商正尋求一種能適用多種燃料的潤滑油,以幫助簡化物流,并減少潤滑油的誤用。潤英聯技術專家IsabellaGoldmints向大家闡述了如何開發一種適用于多種燃料的潤滑油,以便為柴油、天然氣和汽油發動機提供強勁的保護。
全球可持續發展和減排的驅動力已促使業界開始關注內燃機替代燃料的使用。由于天然氣發動機可降低排放且性能可靠,重負荷車輛在高速公路和普通公路上的使用日益增長,混合車隊里天然氣發動機通常與柴油發動機一起運行。因此,一種可用于多燃料的發動機油的需求,為天然氣發動機、重負荷柴油發動機和汽油發動機提供卓越性能,這給潤滑油供應商帶來了挑戰和機遇。
不同于柴油發動機,天然氣發動機的工作溫度更高,在燃燒時生成更多的水蒸氣,并依賴機油中含灰分的添加劑來替代部分潤滑性,而這一潤滑性通常由柴油提供。
與此同時,柴油發動機使用的機油必須能具有煙炱分散性和微粒過濾器兼容性。這些性能要求對多燃料潤滑油造成了極大的挑戰,這使得潤滑油必須要在添加劑灰分受限的環境中提供優異的抗氧化和抗硝化性能,防止沉積物生成,抗腐蝕控制,煙炱分散性,以及抗磨損保護。
目前,OEM在重負荷天然氣發動機潤滑方面并沒有一個統一的推薦方法。一些OEM推薦使用ACEAE6重負荷柴油機油,而另一些OEM要求機油符合其自己的天然氣發動機油規格。ACEAE6規格對磷含量的限值(最高0.08%)和硫酸鹽灰分的限值(最高1%)一般可滿足三元催化劑的天然氣發動機使用要求,為避免閥系燒結,可能會要求使用更低的灰分含量。然而,API重負荷柴油機油規格(例如APICK-4)中磷含量的限值會高到0.12%,這會與三元催化劑不兼容,其用于天然氣和汽油發動機中,可能會導致催化劑中毒。
嚴苛的要求
隨著天然氣發動機的效率提高,對潤滑油的要求也越來越嚴苛,遠遠超出了油品指標和傳統柴油發動機油的要求。在許多情況下,這些額外的要求意味著需要有一種專門的天然氣發動機潤滑油。混合車隊儲存多種潤滑油的需求,不僅增加成本和復雜性,而且還會帶來潤滑油誤用的可能。顯然,開發一種能在不同類型的車輛里使用的潤滑油成為首選方案。然而,之前開發的多燃料潤滑油,雖然經濟可行,但常常在柴油、天然氣或汽油發動機應用時導致發動機性能下降。
潤英聯為此特別開發了一種新型的多燃料機油添加劑技術,經過精心配方,可滿足重負荷柴油機、天然氣和汽油發動機最高性能等級的潤滑要求,同時又不會由于不同的發動機類型對性能有所妥協。
這一新型多燃料發動機油添加劑的卓越性能已通過一系列的發動機測試和行車試驗得以驗證。
漸進式方法
為滿足柴油機,天然氣發動機,和汽油機的潤滑要求,潤英聯在添加劑開發中采用漸進式方法。針對天然氣和汽油發動機的化學指標(如磷含量和灰分濃度)設定最低限值(磷含量最高0.08%,SASH含量最高0.9%)。在這些指標范圍內再選擇添加劑并恰當平衡,以同時滿足柴油、天然氣和汽油機油的性能參數,包括抗氧化、抗硝化、抗磨損、清凈性、酸中和以及抗腐蝕性。僅適用于柴油機的性能參數,例如煙炱分散性,通過特定的添加劑來滿足。
項目進行了APICK-4/SN柴油和汽油發動機全測試,還進行了Cummins氧化動力測試COP試驗。這些測試全部通過,展示了優異的性能和卓越的柴油機硬件保護,同時在天然氣或汽油發動機性能方面沒有任何妥協。
行車試驗
由于天然氣發動機油幾乎沒有發動機測試,因此潤滑油性能通常通過行車試驗來評估。潤英聯采用CumminsCES20092工程標準,對該新型多燃料潤滑油進行了為期兩年的行車試驗,試驗參考油為帶OEM天然氣認證的專用移動式天然氣發動機油(MNGEO)。兩種機油都調和為SAE10W-30黏度,選擇這一黏度是為了與傳統的SAE15W-40黏度相比,在更具挑戰條件下評估該潤滑油的磨損和燃油效率表現。
此外,應OEM要求,試驗車隊在一些情況下延長了推薦的500小時換油期間隔,以驗證潤滑油性能的穩定性。測試的多燃料機油配方以及參考油表現了相似的抗氧化和抗硝化性,堿值保持性,TAN/TBN,鉛和鐵含量水平。
行車試驗完成時,拆檢發動機,并評估部件的清凈性和磨損度。對使用不同機油的發動機,在活塞上均觀察到少量沉積物,沒有在缸套上發現磨損。此外,也沒有在軸承上發現腐蝕或磨損跡象。

在兩年的行車試驗之后,活塞上未發現沉積物和磨損。
總結
顯然,盡管現代天然氣和柴油發動機都需要一些性能特點,例如抗氧化和抗硝化,酸中和,清凈性和抗磨損保護,但也有一些主要區別,例如,煙炱分散性只在柴油發動機應用里才需要,而天然氣發動機則要面臨一系列其他挑戰,例如更高的發動機溫度、火花點火、硫酸鹽灰分限制以及燃燒過程中會有更多水分生成。使用天然氣和汽油的發動機,與柴油發動機相比,需要潤滑油含有更低的磷含量。這就要求在添加劑組分和這些化學指標之間精心平衡,以確保上述問題能夠同時解決。
當移動式燃氣發動機、柴油發動機和汽油發動機在同一個混合型車隊里運行時,顯然需要一種適應多燃料類型的發動機油。
潤英聯新型的多燃料發動機油添加劑技術經過專門開發,可滿足所有這三種發動機類型的潤滑要求而沒有降低任何性能,其性能也在一系列的發動機測試和大量的行車試驗中得以驗證。
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