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压缩天然气、汽油两用燃料发动机用润滑油探讨
www.cnengine.com  2008-4-26  [进入发动机论坛]

    随着科技与经济的发展,世界各国都在致力于解决汽车领域的环境保护和能源利用问题,不断开发出代用燃料汽车。压缩天然气的低排放、低燃料费用和合理的燃料资源配置,使其作为汽车发动机燃料在国际上日益受到重视,并推进了国内外压缩天然气汽车的发展,其技术发展也日趋成熟。由汽油车改装成的压缩天然气/ 汽油两用燃料车辆在大中城市受到普遍欢迎,其推广速度和发展前景也十分光明。把公交汽车的汽油发动机改装成压缩天然气/ 汽油两用燃料发动机也越来越普遍,然而,这类车辆用原来的汽油机油出现了积炭多、油泥大换油周期缩短;发动机易出现早期磨损和大修里程缩短等许多问题。

    1 压缩天然气/汽油两用燃料发动机应用现状

    压缩天然气汽车发展非常迅速,据有关部门统计,截至2003年底,全世界有50多个国家已经使用压缩天然气汽车,其中阿根廷约有压缩天然气汽车120 万辆,巴西约有压缩天然气汽车60万辆,巴基斯坦约有压缩天然气汽车41万辆,意大利约有压缩天然气汽车40 万辆,美国约有压缩天然气汽车13 万辆,日本约有压缩天然气汽车1.8万辆。压缩天然气汽车主要用在公交车、出租车和机场客货车上。

    我国压缩天然气资源丰富,居世界第三,压缩天然气代替汽油作为汽车燃料,发展前景很好。随着西气东输工程完工、北京承办2008年奥运会的临近、上海成功申办2010 年世博会,以及新出台的排放法规等都预示着,要求有一个清洁的生活空间,要求加大解决环境保护问题的力度。

    我国压缩天然气汽车发展迅速,据有关部门统计,截至2003年底,我国天然气汽车6.93×104辆。

    各省市纷纷出台相关政策,西安压缩天然气汽车发展目标为到2010年,压缩天然气汽车将达到3万辆;北京、上海对油改气的公交汽车、出租汽车进行政府补贴;据专家预测到2008 年,全国多数大、中等城市至少40% 以上的公交汽车将改用压缩天然气。压缩天然气/ 汽油两用燃料发动机车辆采用定型的汽油车改装,在保留原车供给系统的情况下,再安装一套压缩天然气装置,故改装后的汽车既可以压缩天然气为燃料,也可以汽油为燃料。由于这种技术比较简单,而且费用较低,在出租车和公交汽车上用的比较普遍,我国的压缩天然气车90% 以上都是采用的这种技术。

    当燃用压缩天然气时,阀门打开,压缩天然气从高压气瓶出来,经过减压阀使压力降到接近大气压,并在混合器内与空气均匀混合后进入发动机气缸。安装压缩天然气装置时为了兼顾使用汽油时的性能,对发动机的燃烧室、压缩比以及进排气道均未改动,因此对于使用压缩天然气的汽车而言,发动机的工作过程与工作性能并非达到最佳值。汽油车改装成压缩天然气/ 汽油两用燃料车辆后,除了引起发动机动力下降之外,还会导致发动机零部件(特别是活塞和气缸壁)早期磨损和腐蚀严重,部分发动机曲轴发生腐蚀现象。其原因是由于压缩天然气中含有微量硫化物,如硫化氢等,引起气缸、气缸壁的腐蚀与磨损,汽车大修里程缩短。

    2 公交汽车压缩天然气/汽油两用燃料发动机用油现状

    目前,国内外还没有压缩天然气/ 汽油两用燃料发动机油,特别是专门用于公交汽车压缩天然气/汽油两用燃料发动机的润滑油,这类发动机普遍采用汽油机油润滑;润滑油生产厂家推荐使用压缩天然气发动机油,如埃索公司的巴士宝燃气发动机油15W/40、美孚的燃气机油飞马605 系列、长城公司的压缩天然气发动机油15W/40 等。然而,这些发动机油的共同点就是价格高,比汽油机油的价格高出许多,在公交车压缩天然气/ 汽油两用燃料发动机上难于推广使用,因此这类车辆所用的发动机油,主要是采用汽油机油。

    2.1 用汽油机油产生的问题

    汽油机油在公交汽车压缩天然气/ 汽油两用燃料发动机上使用产生了许多问题。进气门背面、燃烧室、活塞环等发动机部件积炭多,影响了发动机的正常工作,气门罩、油底壳等部件上的油泥多,机油变质快,由原来的9000km 换油减少到5000km左右必须换油,换油里程大大缩短;挺杆、轴瓦等部件出现严重腐蚀现象,活塞、气缸壁等发动机部件出现早期磨损,发动机大修里程由原来约10 万km 缩短到约6万km 就必须大修。

    2.2 该类车辆发动机油应具备的性能

    公交汽车压缩天然气/ 汽油两用燃料汽车发动机使用压缩天然气时,燃烧室温度高、尾气排放温度高,汽油机油难于满足发动机高温下的润滑。要求公交汽车压缩天然气/ 汽油两用燃料汽车发动机油有比汽油机油更好的抗氧化能力,能够满足其高温下的润滑。

    压缩天然气是气体,对气门没有润滑作用,致使进排气系统润滑条件苛刻,容易导致进气阀、排气阀和阀座磨损与塌陷。汽油机油无法解决因气体干涩引起的阀门磨损及关闭不严等问题。汽油机油的高灰分添加剂极易在发动机部件表面生成坚硬沉积物,导致积炭增多,烧气门等现象。灰分过高会引起发动机早期点火及火花塞污染,影响发动机输出功率;灰分过低会引起气门陷入,引起阀座过度磨损。这就要求公交汽车压缩天然气/ 汽油两用燃料汽车发动机油有适当的灰分。

    公交汽车压缩天然气/ 汽油两用燃料发动机在燃烧压缩天然气时燃烧室温度高,易生成氧化物,促使发动机油氧化和硝化,进而生成油泥、积炭等物质,从而导致发动机易拉缸、磨损快等问题。由于压缩天然气冷却性差,也容易导致发动机的热负荷加重。要求公交汽车压缩天然气/ 汽油两用燃料汽车发动机油具有比汽油机油更好抗氧化、抗硝化性能,更好的清净分散性能、润滑性能、抗磨损性能、抗氧抗腐蚀性和防锈性能。

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