發(fā)動機油的效能與保護：渦輪增壓直噴技術(shù)帶來的挑戰(zhàn)

在世界范圍內(nèi)，對高能低耗的追求驅(qū)動著渦輪增壓直噴（TGDI）發(fā)動機技術(shù)的廣泛應(yīng)用。在低黏化趨勢下，潤滑油在為提升燃油經(jīng)濟性目標(biāo)作貢獻，另一方面，也對潤滑油提出了更高硬件耐久性保護的性能要求。最近，在第二屆中國國際汽車動力總成峰會上，來自路博潤公司的專家凱斯·霍華德先生作了題為《先進潤滑油——效能與保護》的演講，清晰地勾勒出TGDI技術(shù)帶來的挑戰(zhàn)，并分享了路博潤在本地化開發(fā)TGDI發(fā)動機專用潤滑油方面的經(jīng)驗。

與傳統(tǒng)發(fā)動機相比，TGDI發(fā)動機的功率密度更高，機型更緊湊，而動力卻更加強勁。TGDI發(fā)動機的運行溫度更高，工況更苛刻。霍華德先生在報告中闡述了TGDI發(fā)動機給潤滑油帶來的三大主要挑戰(zhàn)：第一，煙炱和油泥。由于噴油和燃燒方式的改變，使煙炱對TGDI發(fā)動機而言是一個直接而明顯的挑戰(zhàn)。TGDI發(fā)動機中的煙炱會導(dǎo)致機油迅速變稠，黏度急劇上升。不僅如此，噴油方式的改變還帶來另外一個挑戰(zhàn)——燃油稀釋水平增高，從而生成大量的油泥。應(yīng)對這些新的情況，就要求發(fā)動機油有更優(yōu)異的抗氧化及油泥分散性能。第二，低速早燃（LSPI）。相比傳統(tǒng)進氣道噴射發(fā)動機，TGDI發(fā)動機的一大優(yōu)勢是結(jié)構(gòu)更為緊湊，可在更大載荷和更低轉(zhuǎn)速條件下運行。可是，隨之也帶來了新問題。較高的缸內(nèi)壓力和較低的運行速度更容易形成非受控的燃燒環(huán)境。低速早燃就是TGDI發(fā)動機特有的發(fā)生于汽缸中的非受控燃燒形式。這一現(xiàn)象與傳統(tǒng)發(fā)動機爆震相似，但破壞性更為嚴(yán)重。雖然低速早燃與發(fā)動機油的關(guān)聯(lián)尚未明確，但一個主流的理論認(rèn)為，在壓縮沖程中，當(dāng)霧化的燃油和機油在燃燒室中被點燃時，會發(fā)生低速早燃現(xiàn)象。第三，正時鏈磨損。所有發(fā)動機最終都會發(fā)生磨損，但TGDI發(fā)動機的正時鏈磨損得尤其快。由于TGDI發(fā)動機固有的特殊條件，竄漏氣會將不完全燃燒產(chǎn)生的顆粒物帶入機油中，從而使得發(fā)動機正時鏈可能過早地受到快速磨損。鏈節(jié)和銷軸經(jīng)過這種快速磨損后，正時鏈將會被明顯拉伸，進而影響到其精確正時功能，將進一步影響發(fā)動機的運行，造成嚴(yán)重?fù)p壞。因此需要機油具有更好的顆粒物分散性能以及恰當(dāng)?shù)目鼓ケＷo能力。

此外，路博潤在進行本地化油品開發(fā)時，還將中國地區(qū)所獨有的燃油質(zhì)量問題一并考慮在內(nèi)。中國市場上燃油質(zhì)量參差不齊，不同地區(qū)燃油中的甲醇/乙醇含量、膠質(zhì)含量和重組分含量波動區(qū)間較大，這也可能成為TGDI發(fā)動機油的額外挑戰(zhàn)。另一方面，主流整車廠如大眾和保時捷已經(jīng)意識到了中國燃油質(zhì)量可能帶來的潛在問題，也已經(jīng)在著手修改他們的油品規(guī)范。

應(yīng)對上述種種挑戰(zhàn)，霍華德先生提出，為了滿足TGDI發(fā)動機獨特的性能要求，需要結(jié)合中國的獨特國情，給出本土化的TGDI發(fā)動機專用油品解決方案。此外，霍華德先生分享了路博潤開發(fā)TGDI發(fā)動機油的過程。開發(fā)最合適的發(fā)動機油需要一整套綜合的方法。路博潤在開發(fā)發(fā)動機油的過程中涉及了四個領(lǐng)域：新單劑及添加劑體系的開發(fā)、配方技術(shù)、摩擦學(xué)和表面科學(xué)、發(fā)動機試驗和行車驗證試驗。

為了確保即使在極端情況下，發(fā)動機油仍然可以運行良好，路博潤在行車驗證試驗中，刻意提升了試驗苛刻度。其中包括刻意在上海中心路段的高峰時段進行路試，以模擬頻繁起停的城市路況；還包括刻意設(shè)定在高載荷工況下進行高速公路路試，以模擬高速高載荷的工作條件。此外，為了驗證本地化的配方能夠充分應(yīng)對中國市場的應(yīng)用要求，路博潤還在該TGDI行車試驗中特意配置了低質(zhì)量燃油，以應(yīng)對極端嚴(yán)苛的燃油條件。在向車輛提供燃油經(jīng)濟性貢獻的同時，兼顧硬件耐久性保護是在汽車行業(yè)高能低耗主旋律下潤滑油需要解決的一個難題?；羧A德先生在報告中分享了路博潤在發(fā)動機試驗和行車試驗中的一些發(fā)現(xiàn)。路博潤全球開發(fā)的一款滿足福特948B規(guī)范的5W-20發(fā)動機油，在搭載1.0 TGDI發(fā)動機的Fiesta車型上進行的NEDC循環(huán)臺架試驗中，顯示出了對車輛0.9%的直接燃油經(jīng)濟性提升。該TGDI發(fā)動機油配方在進行本地化開發(fā)后，在中國主流TGDI車型上進行了行車試驗。舊油分析結(jié)果顯示出發(fā)動機關(guān)鍵部件只受到低水平的磨損，且在發(fā)動機拆解中進一步證實了其對發(fā)動機提供的高水平保護。

霍華德先生最后總結(jié)道，TGDI發(fā)動機需要專門針對該發(fā)動機設(shè)計的潤滑油配方來滿足其獨特的性能要求，并同時針對中國市場做本地化油品開發(fā)，是潤滑油實現(xiàn)效能和耐久性保護雙重提升的重要途徑。