滿足未來排放要求的重負(fù)荷柴油機(jī)油(中石油)

中國石油天然氣股份有限公司PetroChinaCompanyLimited

CommunicationCooperationDevelopment中國石油蘭州潤(rùn)滑油研究開發(fā)中心滿足未來排放要求的重負(fù)荷柴油機(jī)油報(bào)告人：金鵬2007年4月主要內(nèi)容柴油機(jī)油的發(fā)展趨勢(shì)滿足未來排放要求的重負(fù)荷柴油機(jī)油柴油機(jī)油的發(fā)展趨勢(shì)柴油機(jī)油發(fā)展趨勢(shì)目前，就世界范圍來看，美國、歐洲和日本潤(rùn)滑油規(guī)格的發(fā)展，對(duì)全球的潤(rùn)滑油規(guī)格發(fā)展起著引導(dǎo)作用，它們的潤(rùn)滑油規(guī)格之間，既有共同之處，又有所差異。APIACEAJASO但推動(dòng)油品規(guī)格進(jìn)步的主要?jiǎng)恿σ廊粸檠娱L(zhǎng)換油期、節(jié)能、環(huán)保。延長(zhǎng)換油期可以降低操作成本、減少資源消耗和廢油處理。但延長(zhǎng)換油期意味著潤(rùn)滑油抗各種外界負(fù)荷（熱負(fù)荷、機(jī)械負(fù)荷）和污染的性能要提高，從而對(duì)油品提出較高要求：

1.提高粘度等物理性能（抗剪切性能、揮發(fā)性等）2.堿保持性3.清凈分散性能4.抗磨損性能5.抗氧抗腐蝕性能推動(dòng)柴油機(jī)油規(guī)格發(fā)展的動(dòng)力－延長(zhǎng)換油期平均換油期(千公里)增加換油期的原因:—減少廢油排放—降低用戶成本

美國自1995年以來,換油期急速增加推動(dòng)柴油機(jī)油規(guī)格發(fā)展的動(dòng)力－延長(zhǎng)換油期燃料經(jīng)濟(jì)性可以大大降低操作成本、減少資源消耗和對(duì)環(huán)境的影響?！熬┒甲h定書”要求在2008年減少25%的CO2排放量。提高燃料經(jīng)濟(jì)性使用低粘度油品，5W/30、10W/30；改善粘溫性能；采用摩擦改進(jìn)劑；提高潤(rùn)滑油在發(fā)動(dòng)機(jī)長(zhǎng)期運(yùn)行過程中性能的穩(wěn)定性；提高潤(rùn)滑油質(zhì)量，確保發(fā)動(dòng)機(jī)高效運(yùn)行；推動(dòng)柴油機(jī)油規(guī)格發(fā)展的動(dòng)力－節(jié)能法規(guī)實(shí)施時(shí)間不大于克/千瓦小時(shí)NOX微粒美國階段I美國階段II美國階段III19982002（2004）20075.42.70.270.130.130.013歐III歐IV歐V2000200520085.03.52.00.100.020.02日本新短期日本新長(zhǎng)期200020054.53.380.490.18推動(dòng)柴油機(jī)油規(guī)格發(fā)展的動(dòng)力－環(huán)保NOx(g/hp-Hr)0481210.760.20Year:API:‘88‘90‘95‘99‘02‘06CECF-4CG-4CH-4CI-4CJ-4210.7650.204EGR+DPF

NOxAdsorber

DeNOxCatalystRetarded

TimingEGR推動(dòng)柴油機(jī)油規(guī)格發(fā)展的動(dòng)力（環(huán)保）－柴油機(jī)采用多項(xiàng)技術(shù)為滿足環(huán)保要求后處理系統(tǒng)>1600Bar噴射壓力共軌技術(shù)電控單元噴射技術(shù)延遲噴射時(shí)間頂環(huán)槽提高兩段活塞多氣門技術(shù)冷卻的EGR可變?cè)鰤浩鞯土虿裼蜏u輪增壓中冷技術(shù)推動(dòng)柴油機(jī)油規(guī)格發(fā)展的動(dòng)力（環(huán)保）－柴油機(jī)采用多項(xiàng)技術(shù)為滿足環(huán)保要求正常硫含量API

CF-4低硫含量198819911995開始使用的年代2004APICH-4

低硫和正常硫含量1998APICEAPICG-42006APICI-4

廢氣再循環(huán)

(EGR)CJ-4

限制SAPS2002APICI-4+

（APICI-4增加MACKT-11)柴油機(jī)油規(guī)格的發(fā)展(美國、中國）柴油機(jī)油規(guī)格的發(fā)展(美國、中國）顆粒物,g/hp-hr19881991199419982002NOx,g/hp-hr00.10.70.60.50.40.30.20212108641990APICEAPICF-4APICG-4APICH-4APICI-4APICJ-4排放法規(guī)油品規(guī)格歐洲美國歐洲美國EUROⅣ第二階段（02）E7-04CI-4EUROⅢ第一階段（98）E5-02CH-4EUROⅡ94E3CG-4EUROⅠ/Ⅱ91E2CF-4柴油機(jī)油規(guī)格的發(fā)展(美國、中國）柴油機(jī)油規(guī)格的發(fā)展(美國、中國）活塞沉積物腐蝕煙炱分散能力閥系磨損活塞環(huán)、缸套磨損機(jī)油耗油泥濾網(wǎng)堵塞用過油的低溫泵送性抗氧化性空氣混入性剪切穩(wěn)定性CI-4CH-4CG-4CF-4CFAPI最新規(guī)格CJ-4柴油機(jī)油發(fā)展趨勢(shì)延長(zhǎng)換油期節(jié)能環(huán)保為了滿足2005年實(shí)行的歐IV標(biāo)準(zhǔn)，歐洲在2004年10月底出臺(tái)了ACEA-2004發(fā)動(dòng)機(jī)油新規(guī)格；在ACEA-2004發(fā)動(dòng)機(jī)油新規(guī)格中，重負(fù)荷柴油機(jī)油設(shè)立了E2-96(issue5)、E4-04、E6-04、E7-04規(guī)格，取消了02版的規(guī)格，保留E2-96是為了老發(fā)動(dòng)機(jī)的用油需要；在歐洲重負(fù)荷柴油機(jī)方面奔馳向來是舉足輕重的,E4就是MBp228.5,在它的基礎(chǔ)上加上硫,磷及灰份限制的MBp228.51就變?yōu)镋6-04，但奔馳又推薦MBp228.5還要使用,所以又保留E4為E4-04。另外一些不用奔馳規(guī)格的OEM從E3發(fā)展到E5，然后升級(jí)為E7,目前新的發(fā)動(dòng)機(jī)油規(guī)格取消了02版的E3、E5，而由E7-04規(guī)格代替。柴油機(jī)油規(guī)格的發(fā)展(歐洲）

日本為了滿足2005年實(shí)施的日本新長(zhǎng)期排放法規(guī)，2004年出臺(tái)了DH-2/DL-1新柴油機(jī)油規(guī)格的指南日本在2004年發(fā)布了DH-2/DL-1的質(zhì)量指南，這是為低顆粒排放車和帶有顆粒過濾器的汽車使用。DH-2用于重負(fù)荷的大卡車和巴士，側(cè)重于延長(zhǎng)發(fā)動(dòng)機(jī)壽命，灰分限制于0.9%-1.1%，TBN不小于5.5；DL-1用于輕型柴油車和柴油轎車，側(cè)重于燃料經(jīng)濟(jì)性，使用歐洲的M111評(píng)定油品的燃油經(jīng)濟(jì)性，相當(dāng)于ACEAB1及B5的水平，灰分指標(biāo)不大于0.6%，硫含量不大于0.5%，磷含量不大于0.1%。DH-2/DL-1的其它發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)與DH-1基本一樣。除DH-2是否需要硫、磷限制還要討論而外，2005年發(fā)表的規(guī)格基本上與此2004年指南一樣。柴油機(jī)油規(guī)格的發(fā)展(日本）滿足未來排放要求的重負(fù)荷柴油機(jī)油歐洲主要采用SCR燃油經(jīng)濟(jì)性好需建立尿素供應(yīng)設(shè)施換油期較長(zhǎng)美國主要采用EGR+DPF無需建立尿素供應(yīng)設(shè)施燃油經(jīng)濟(jì)性較差換油期較短不同的后處理技術(shù)對(duì)油品性能要求國內(nèi)柴油機(jī)制造商為滿足國Ⅳ而采取后處理技術(shù)的傾向?yàn)椋?.采用EGR+DPF后處理技術(shù)。2.采用SCR，必要時(shí)增加DPF后處理技術(shù)。不同的后處理技術(shù)對(duì)油品性能要求不同的后處理技術(shù)對(duì)油品性能要求（1）EGREGR的工作原理將一部分尾氣再循環(huán)進(jìn)入燃燒室取代O2,從而減少與N2反應(yīng)，部分尾氣再循環(huán)后，降低了燃燒溫度峰值；同時(shí)點(diǎn)火延遲也降低了壓力峰值低O2含量、低壓力和低溫度=低NOx50001020304050607080901000100200300400TestHoursUsedOilTBN,%ofFreshOilTBNM11M11EGRComparisonofTBNDepletionM11vs.M11EGRImpactofEGR不同的后處理技術(shù)對(duì)油品性能要求不同的后處理技術(shù)對(duì)油品性能要求EGR對(duì)油品性能的要求EGR的使用將會(huì)使?jié)櫥图袄鋮s液的使用溫度升高，從而要求油品有良好的熱氧化安定性；使油品中的煙炱含量會(huì)有一定的升高，要求油品有更好的煙炱分散性能；在一定的工礦下，會(huì)使燃燒產(chǎn)生的酸性物質(zhì)增加，要求油品有更好的酸中和能力；同時(shí)會(huì)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的燃油經(jīng)濟(jì)性造成一定的影響。但隨著燃料油硫含量的不斷降低，對(duì)潤(rùn)滑油酸中和能力的要求會(huì)有所下降。不同的后處理技術(shù)對(duì)油品性能要求DPFPMDPF系統(tǒng)主要對(duì)油品的灰份有較高的要求，要求盡量使用低灰份的潤(rùn)滑油，以免影響DPF的壽命和使用周期。不同的后處理技術(shù)對(duì)油品性能要求SCR不同的后處理技術(shù)對(duì)油品性能要求不同的后處理技術(shù)對(duì)油品性能要求不同的后處理技術(shù)對(duì)油品性能要求目前關(guān)于SCR對(duì)于潤(rùn)滑油化學(xué)元素的限制要求還不是很明確，有部分研究表明：S、P對(duì)SCR的催化劑有一定的影響。名稱項(xiàng)目APICJ-4ACEAE6-04JASODH-2MBp228.51MAN3277推出年代200720042005--滿足排放TierⅢ歐IV日本新長(zhǎng)期--硫酸鹽灰分，％不大于1.0不大于1.00.9-1.1不大于1.0不大于1.0S，％不大于0.4不大于0.3不大于0.5不大于0.3不大于0.3P，％不大于0.12不大于0.08不大于0.12不大于0.08不大于0.08堿值，mgKOH/g－－不小于5.5--國外潤(rùn)滑油規(guī)格對(duì)化學(xué)成分的限制動(dòng)力密度提高潤(rùn)滑油溫度升高需要提高潤(rùn)滑油的熱穩(wěn)定性更好的基礎(chǔ)油和更多的抗氧劑配方技術(shù)的挑戰(zhàn)延遲噴射、EGR技術(shù)潤(rùn)滑油中煙炱增多從而導(dǎo)致粘度增長(zhǎng)更多、更好的無灰分散劑配方技術(shù)的挑戰(zhàn)更長(zhǎng)的換油期更苛刻條件下的抗磨保護(hù)油品的各方面性能均需提高添加劑的加入量提高配方技術(shù)的挑戰(zhàn)后處理系統(tǒng)的采用對(duì)油品SAPS的限制傳統(tǒng)添加的使用受到限制新添加劑的合成、