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天然氣發動機油簡析

作者:  發布時間:2018-11-16

近年來,世界上眾多國家,例如美國、德國、日本、韓國等都相繼制定了天然氣動力應用的發展規劃。我國相繼實行了“清潔汽車”、“十城千輛”等政策,大力推廣新能源汽車,使得天然氣發動機在城市公交、出租車上得到的廣泛的應用。我國對天然氣發動機的研發工作起步較晚,從上世紀八十年代開始,但發展迅速,尤其是全國開展“清潔汽車”行動后。
那么,天然氣發動機和普通燃料發動機有什么區別?天然氣發動機油又有什么特點?本文將對這兩個問題做出一一解答。
 

 

天然氣發動機和普通燃料發動機有什么區別?天然氣發動機與普通燃料發動機相比,燃料在燃燒室的溫度相對較高。原因在于天然氣主要為甲烷,由4個C-H鍵組成,C-H鍵的比熱高于C-C鍵,同時天然氣進入燃燒室后不同于液體燃料有氣化吸熱的過程,再加上天然氣發動機通常為平級燃燒,不同于稀薄燃燒有較多的空氣可以稀釋及冷卻。相對不同氣源、不同功率的天然氣發動機燃燒室溫度比普通燃料發動機高幾十到幾百度不等。
天然氣發動機與普通燃料發動機相比燃料燃燒過后排放的尾氣中氮化物多。原因在于雖然LPG、CNG、LNG為清潔燃料,但燃燒室高溫導致尾氣中氮氧化物含量升高,引發機油硝化,產生過量油泥,縮短機油使用壽命。
天然氣發動機與普通燃料發動機相比,其閥座及部件干澀無潤滑,易產生過度磨損。原因在于普通燃料是以細小的液體形態進入燃燒室的,所以對閥門、閥座等部件可起到潤滑、冷卻的作用,可是天然氣卻是以氣體的形式進入燃燒室的,所以它本身對發動機是沒有任何的潤滑作用的,易造成上述部件的磨損。
天然氣燃料對發動機的密封性的要求是比普通燃料發動機要高。原因在于兩種燃料從燃料箱進入燃燒室的物質形態是不同的,天然氣發動機燃料以氣體形式進入燃燒室,所以天然氣發動機的密封性要求更高。
 


天然氣發動機油有什么特點?
第一.適宜的硫酸鹽灰分
天然氣發動機油的灰分控制很重要。在排氣門上累積的機油灰分燃燒后形成沉積物,可以起到減少氣門與氣門座之間的磨損作用,發動機在正常運行中,氣門上沉積物積累過程是一個動態平衡,即在沉積物不斷損失的同時新的沉積物不斷地補充。若氣門上的沉積物太少,則導致磨損加劇和出現氣門嵌入的現象;若氣門上沉積物太多,則將導致氣門上沉積物局部剝落形成高溫氣體竄氣通道,出現氣門熔損。因此,應根據發動機類型、燃料質量等選擇合適灰分的發動機油。
第二.優良的清凈分散性
優良的清凈分散性能夠保護閥系、活塞、火花塞等部件,減少積碳等沉淀物的生成,避免由于火花塞積碳而引起的點火提前等發動機故障,還能控制EGR廢氣循環裝置的機油粘度、煙炱的增長。
第三.優異的抗磨損、擦傷及防腐蝕性能
由于天然氣是以氣態進入汽缸,不具備液體潤滑功能,對閥系構件極易磨損,天然氣發動機油應具有防止閥門、閥座磨損的作用。天然氣發動機油良好的總堿值保持能力,保證了發動機在工作過程中不會產生過多的油泥、積碳等有害物質,而且能夠隨時中和氣體燃料在燃燒過程中產生的酸性物質,減少酸性物質對發動機活塞、缸套和銅鉛合金的軸承造成的腐蝕磨損。
第四.優良的高溫抗氧化和抗硝化性能
由于天然氣發動機具有更高的熱負荷,混合型的火焰傳播方式和更長的火焰持續時間,極易生成醛、酮、酸、酯類氧化物和硝化物,油品的氧化、硝化可導致油泥及沉淀物增加,機油濾清器阻塞,換油期縮短,嚴重的可能導致活塞環及氣缸套磨損加劇。因此對機油的抗氧化抗硝化要求極高。
第五.較低的磷含量
天然氣發動機油需控制較低的磷含量,以減少磷對汽車尾氣三元催化劑的污染。
 

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