【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 的極壓抗磨性 延遲和多點(diǎn)噴射 ， 提高燃燒效率 ，降低 NOX和顆粒排放 潤(rùn)滑油中煙炱增多從而導(dǎo)致粘度增大 ， 要求油品具有更好的灰分控制 ， 需更多或更好的分散劑 廢氣再循環(huán) ， 降低 NOX排放 降低油品的粘度 ， 要 求低 揮發(fā)度 增加尾氣排放系統(tǒng) 不完全 NOX吸附器 ， 將 NO轉(zhuǎn) 換為NO2， 再轉(zhuǎn)換為 N2和 H2O 降低Ｓ 、 Ｐ含量 不完全 NOX催化 劑 ， 將 NOX轉(zhuǎn)換為 NO2 降低Ｓ 、 Ｐ含量 在柴油中 加氧 化催 化 劑 使 烴類 、 油溶性顆粒物及 CO轉(zhuǎn)化為 CO2和 H2O 降低Ｓ 、 Ｐ含量 增加尾氣處理系統(tǒng) 選擇性催化還 原將 NOX轉(zhuǎn)換為 NO2 降低Ｓ 、 Ｐ含量 安裝顆粒物過(guò)濾器 ， 過(guò)濾顆粒用廢氣燒掉 降低Ｓ 、 Ｐ含量 燃油 + air CO2 + 水 完全燃燒的產(chǎn)物 柴油發(fā)動(dòng)機(jī) 汽油發(fā)動(dòng)機(jī) （間噴式） NOx 微粒 (柴油機(jī) ) 主要的污染 NOx CO 未燃的 HC 污染物質(zhì) 污染的排放 — 汽油機(jī)與柴油機(jī)的差別 汽車排放物是由一氧化碳（ CO）、烴類化合物（ HC）、氮氧化物（ NOx）、和顆粒物 (PM)組成。它們對(duì)人類的健康產(chǎn)生嚴(yán)重的威脅。 ?一氧化碳與血液中血紅蛋白結(jié)合會(huì)降低后者的氧氣輸送能力 ,可導(dǎo)致頭痛、眩暈，嚴(yán)重時(shí)甚至導(dǎo)致一氧化碳中毒 ?氮氧化物可形成二次污染 ,如臭氧。臭氧會(huì)造成肺部及呼吸系統(tǒng)失調(diào) ?某些碳?xì)浠衔镉卸? ,可能導(dǎo)致眼睛、喉嚨、肺部發(fā)生過(guò)敏 ?顆粒物懸浮在空氣中會(huì)影響可見(jiàn)度，某些顆粒物可能致癌，導(dǎo)致肺部及心臟疾病 ,增加致癌率。 發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒產(chǎn)物 目前我國(guó)大中城市 50%的空氣污染來(lái)自于燃油汽車的廢氣排放 CO2 NOx, CO, HC 微粒 溫室效應(yīng) （全球的 ) 主要影響 空氣品質(zhì) (地區(qū)的 ) 解決方案 后處理 對(duì)潤(rùn)滑油 的影響 ?熱應(yīng)力上升 ?FE(節(jié)能） 潤(rùn)滑油 與后處理系統(tǒng)的兼容性 發(fā)動(dòng)機(jī)潤(rùn)滑油與燃燒產(chǎn)物的關(guān)系 美國(guó)排放法規(guī)與 API柴油機(jī)油的發(fā)展 發(fā)展 時(shí)間 柴油發(fā)動(dòng)機(jī) 改進(jìn)的目的 柴油發(fā)動(dòng)機(jī)改進(jìn)的內(nèi)容 對(duì)運(yùn)轉(zhuǎn) 的影響 對(duì)柴油機(jī) 油的影響 該階段發(fā)展的 柴機(jī)油的特性 1987 —— 大功率柴油機(jī) —— —— CE 1990 CF4 為適應(yīng) 91年的排放法規(guī)，同時(shí)提高柴油機(jī)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性 直噴技術(shù)、電控空燃比、減少噴油提前角、延遲柴油噴入降低 NOx的排放，活塞環(huán)由矩形環(huán)變成梯形環(huán)，將環(huán)頂位置提高，消除燃燒死區(qū)，降低排氣中的顆粒含量 第一環(huán)槽溫度升高，容易在環(huán)槽內(nèi)產(chǎn)生積碳 CE機(jī)油易產(chǎn)生積碳 具備更好的高溫清凈性能，允許煙炱含量34%。 1994 CG4 為達(dá)到 94年規(guī)定的柴油機(jī)排放尾氣中顆粒含量的要求 要求柴油含硫量小于%，以降低硫酸鹽顆粒的含量。 柴油機(jī)的噴油壓力增大，排氣質(zhì)量改善 熱負(fù)荷增加 CF4在使用中出現(xiàn)較明顯的粘度增大、濾網(wǎng)堵塞和磨損等問(wèn)題 在緩解因氧化和煙灰造成的粘度增大以及部件磨損、提高活塞清凈性方面有了進(jìn)一步改善，允許煙炱含量 56% 1998 CH4 為滿足 98年進(jìn)一步降低的排放標(biāo)準(zhǔn) 柴油機(jī)采用兩段活塞，進(jìn)一步延遲點(diǎn)火，以降低NOx的排放，以及 采用電控系統(tǒng) 機(jī)油中煙炱增加 煙炱的處理是機(jī)油升級(jí)的關(guān)鍵 同時(shí)通過(guò)高 /低硫柴油的清凈性臺(tái)架，增加了堿值；高溫氧化性、活塞表面清凈性、煙炱分散性活塞環(huán)和缸套的磨損以及抗剪切性等有所提高，允許煙炱含量 89% 美國(guó)排放法規(guī)與 API柴油機(jī)油的發(fā)展 發(fā)展 時(shí)間 柴油發(fā)動(dòng)機(jī) 改進(jìn)的目的 柴油發(fā)動(dòng)機(jī)改進(jìn)的內(nèi)容 對(duì)運(yùn)轉(zhuǎn) 的影響 對(duì)柴油機(jī) 油的影響 該階段柴油 機(jī)油的特性 2022 CI4 滿足 2022年排放法規(guī) NOx含量為 廢氣再循環(huán)（ EGR） 機(jī)油中煙炱大量增加 導(dǎo)致機(jī)油粘度上升，需要機(jī)油有更好的分散性 控制由于煙炱含量上升造成的磨損、粘度上升、活塞沉積物和機(jī)油消耗 2022 CI4+ 滿足商業(yè)化的帶有 EGR的發(fā)動(dòng)機(jī) 無(wú) 機(jī)油中煙炱大量增加 導(dǎo)致機(jī)油粘度上升，需要機(jī)油有更好的分散性 提高了煙炱處理能力和剪切穩(wěn)定性 2022 CJ4 滿足新的排放法規(guī) 采用硫燃油和后處理裝置 要求油品有進(jìn)一步的元素和灰分含量限制 指標(biāo)更苛刻，添加劑要求更好，見(jiàn) 《 規(guī)格介紹 》 歐美柴油機(jī)油的區(qū)別 歐洲柴油機(jī)油采用了一部分 API的評(píng)定項(xiàng)目，但為了進(jìn)一步肯定油品質(zhì)量，增加了自己規(guī)定的項(xiàng)目 與美國(guó) 比較 較緩和的項(xiàng)目 更苛刻的項(xiàng)目 增加的 臺(tái)架試驗(yàn) 活塞設(shè)計(jì)的不同及其對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的影響 頂環(huán)槽至活塞頂?shù)木嚯x長(zhǎng)； 頂環(huán)岸和氣缸之間的間隙小，竄氣量小 如果在頂環(huán)岸和氣缸之間落入一些沉積物或積碳，易被壓實(shí) OM 364A OM 441LA 第一環(huán)槽溫度較低；積碳少 活塞易保持干凈 經(jīng)過(guò)上下運(yùn)動(dòng)出現(xiàn)鏡面拋光 煙炱問(wèn)題 較美國(guó)的產(chǎn)生煙炱少 T8(E) 磨損問(wèn)題 車小，氣缸排量小，車速高、比功率大 30%、機(jī)油容量小，柴油機(jī)強(qiáng)化系數(shù)高 OM602A T9 M11 機(jī)油溫度高， 發(fā)生磨損較嚴(yán)重，呈缸套磨光現(xiàn)象； 對(duì)磨損性能要求高；要求換油周期長(zhǎng) 歐洲驅(qū)動(dòng)內(nèi)燃機(jī)油發(fā)展的主要?jiǎng)恿?lái)自于發(fā)動(dòng)機(jī)和汽車本身性能的提高，汽車排放法規(guī)是次要因素，但從 ACEA 04規(guī)格開(kāi)始，兩者的關(guān)系越來(lái)越近 汽油發(fā)動(dòng)機(jī) (間噴 ) 柴油發(fā)動(dòng)機(jī) NOx CO HC NOx 微粒 三元催化劑 受磷影響 NOx 捕集器 受硫影響 微粒過(guò)濾器 受灰分影響 降低污染的排放的后處理系統(tǒng) 為避免催化轉(zhuǎn)化器中毒， ILSAC 要求油品的磷不斷下降，至 GF4又引入了硫含量的要求；歐洲 ACEA 2022也對(duì)元素含量有所要求。 三元催化轉(zhuǎn)化器概述 廢氣催化轉(zhuǎn)化器安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)排氣管中，通過(guò)氧化還原反應(yīng)，將發(fā)動(dòng)機(jī)排放的三種廢氣有害物 CO、 HC和 NOx轉(zhuǎn)化為無(wú)害的水、二氧化碳和氮?dú)猓视址Q之為三元 (效 )催化轉(zhuǎn)化器 催化劑大都含有鉑、鍺等貴金屬或稀土元素，價(jià)格昂貴，在正常情況下，使用壽命為八萬(wàn)公里左右 (國(guó)產(chǎn)的三元催化轉(zhuǎn)化器也能達(dá)到五萬(wàn)公里以上 )，由于使用不當(dāng)造成其早期失效的原因如下： ? 溫度過(guò)高 ? 慢性中毒 催化劑對(duì)硫、鉛、磷、鋅等元素非常敏感，硫和鉛來(lái)自于汽油，磷和鋅來(lái)自于潤(rùn)滑油，這四種物質(zhì)及它們?cè)诎l(fā)動(dòng)機(jī)中燃燒后形成氧化物顆粒易被吸附在催化劑的表面，使催化劑無(wú)法與廢氣接觸，從而失去了催化作用，即所謂的“中毒”現(xiàn)象 ? 表面積碳 ? 排氣惡化 ? 與發(fā)動(dòng)機(jī)不匹配 ? 氧傳感路失效 重型柴油機(jī)尾氣凈化處理概述 對(duì)于日益嚴(yán)格的國(guó) IV/ V排放法規(guī) ,僅靠機(jī)內(nèi)凈化已不能滿足排放要求 ,必須對(duì)排氣進(jìn)行機(jī)外凈化處理 ?考慮技術(shù)發(fā)展的繼承性 ,為滿足未來(lái)國(guó) IV/V排放 ,必須將現(xiàn)有燃油電控 (EFIS) 與后處理相結(jié)合 ?EFIS主要包括 CRS(包括 ACRS、 XPCRS)、 EUIS、 EUPS；后處理主要有 SCR、 DPF(或 POC) ?二者結(jié)合主要有兩種技術(shù)路線 ：一種是 EFIS+SCR,簡(jiǎn)稱 SCR路線；另一種是EFIS+EGR+DPF(或 POC),簡(jiǎn)稱 EGR路線 ?這兩種路線在國(guó)際上被廣泛采用 ,美國(guó)以 EGR為主流路線 ,歐洲以 SCR為主流 ?這一技術(shù)方案主要是通過(guò)電控燃油高壓噴射及正時(shí) ,優(yōu)化缸內(nèi)燃燒過(guò)程 ,以提高缸內(nèi) NOx為代價(jià) ,將 PM控制在排放范圍內(nèi) ,再通過(guò)機(jī)外排氣后處理即通過(guò) SCR裝置 ,將 NOx排放降至排放標(biāo)準(zhǔn)范圍 ,排氣中 NOx以 NO為主 ,約占 90%。 ?SCR的工作原理是通過(guò)劑量控制單元向排氣管中噴射一定量尿素作為還原劑 ,還原劑在排氣高溫下水解產(chǎn)生 NH3 ,然后與廢氣中的 NOx反應(yīng) ,進(jìn)一步生產(chǎn) N2和 H2O。 ?采用 SCR路線時(shí) ,通過(guò)缸內(nèi)燃燒優(yōu)化 ,燃料中的硫只要少部分轉(zhuǎn)換為微粒(約 %),即使燃油含硫量較高 (最高 350ppm),顆粒排放仍可控制在國(guó) IV/V排放標(biāo)準(zhǔn)內(nèi) ,不會(huì)因燃油含硫造成催化劑中毒 ,可使用國(guó) III柴油達(dá)到國(guó)IV/V排放。 ?SCR包括尿素供應(yīng)系統(tǒng)、尿素噴射及控制系統(tǒng) (DCU)、催化劑系統(tǒng) (SCR箱 )三部分。由于需加裝 SCR箱及尿素儲(chǔ)存裝置 ,系統(tǒng)更復(fù)雜 ,初始成本比 EGR路線高 ,也使排氣系統(tǒng)尺寸及整車質(zhì)量增大。 SCR技術(shù)路線概述 ?EGR方案是通過(guò)降低缸內(nèi)氧氣濃度及燃燒溫度 ,以控制缸內(nèi) NOx排放 ,但會(huì)造成 PM排放超標(biāo) , 。 ?所以再通過(guò)機(jī)外后處理即 DPF(或 POC)裝置 ,將 PM排放降至排放范圍 ?EGR是將高溫排氣通過(guò)再循環(huán)冷卻器冷卻后 ,在進(jìn)氣管與空氣混合后進(jìn)入缸內(nèi) ,廢氣同時(shí)降低缸內(nèi)氧氣濃度及燃燒最高溫度 ,從而抑制 NOx生成。 ?為避免 DPF裝置堵塞 ,須采用再生策略 ,主要有被動(dòng)再生和主動(dòng)再生兩種。 ?被動(dòng)再生是通過(guò)使微粒在柴油機(jī)正常工作條件下燃燒消除微粒 ,但低負(fù)荷時(shí)排氣溫度較低 ,再生效率低 ,影響再生效果 ,DPF裝置長(zhǎng)期使用會(huì)堵塞 ,需定期拆下維護(hù)或更換?？赏ㄟ^(guò)使用燃油添加劑 (通常為金屬化合物 )或在 DPF裝置前增加催化氧化裝置 (POC),提高微粒反應(yīng)活性 ,降低著火溫度 ,提高再生效率 ,但金屬燃油添加劑可能造成二次污染。單獨(dú)的 POC裝置效率較低 ,但 國(guó) IV階段 ,單獨(dú)采用也可達(dá)到微粒排放要求。 ?主動(dòng)再生是通