国六时代润滑油如何助力减排?

http://www.qipei.hc360.com2021年02月01日09:23 来源:中国汽车报讯T|T

    开栏的话:随着国六排放标准全面执行的临近,关于国六排放标准车型的采购、使用、维修及保养成为热门话题。与既有排放标准车辆相比,国六排放标准在诸多方面进行了提升,对车辆研发、制造、使用环节提出了新的课题。为此,我们从本期开始设立“国六升级进行时”专栏,将从各个维度对国六标准实施带来的变化进行介绍与分析。

    近年来,我国机动车排放升级的步伐不断加快,7年间,从国四到国六,排放标准实现了“三连升”。而随着排放标准的升级,不仅对发动机本体、后处理系统提出了新要求,也对润滑油的技术和品质提出了新标准。

    进入2021年,国六排放标准即将全面实施,汽车产业链都在紧锣密鼓地开发新技术、推出新产品。那么,对于润滑油行业而言,将会有怎样的变化?

    国六阶段润滑油技术门槛大幅提高

    相比国五排放标准,国六阶段在氮氧化物(NOX)和颗粒物(PM)排放限值上分别加严了77%和67%,同时新增颗粒数量(PN)限值,还规定CO、HC、NH3等排放限值。这一系列改变,对发动机和尾气后处理技术提出了更高要求。

    在车辆硬件技术不断升级以及更低排放标准的驱动下,车辆需要全新的润滑油技术,确保硬件正常运行以及提供更好的硬件保护。

    “进入国六阶段,柴油机的工作环境更加严苛。若气门、活塞等部件的磨损不但会增加油耗,更会使尾气排放恶化。因此,对于润滑油而言,其核心功能依旧是为内燃机提供充足的润滑与保护作用。另外,切换到国六排放标准后,绝大部分重型柴油机需安装废气再循环系统(EGR),这对润滑油的清洁分散性和抗腐蚀性提出了新要求。此外,对于国六重型柴油车而言,控制PN限值的难度最大。因此,颗粒捕集器(DPF)成为必备的装置,而实现DPF设备完美兼容,低SAPS(低硫、低磷、低灰分)配方的润滑油必不可少。”天津大学内燃机燃烧学国家重点实验室副主任姚春德介绍说。

    业内专家进一步指出,柴油机尾气中的颗粒物主要是由柴油燃烧产生的碳化物微小颗粒以及润滑油燃烧产生的灰分组成。其中,硫、磷以及硫酸盐灰分的燃烧物,容易造成DPF装置堵塞,导致发动机动力性能下降,甚至有可能会损坏DPF装置,导致无法实现再生净化,从而影响后处理系统对尾气污染物的处理效果。因此,应对更高的颗粒排放物限制要求,需要合理控制润滑油金属元素含量,全面保护DPF等后处理装置。

    在工信部甲醇汽车推广应用专家指导委员会副主任兼秘书长魏安力看来,进入国六阶段,润滑油还需助力柴油车实现更长的换油里程。“国六时代重型柴油机的功率将步入500~580马力(约合368~426kW)区间,钢制活塞、抗磨涂层及超高压燃油喷射系统技术的使用,加之燃气机燃烧方式的转变,将进一步提升换油里程周期。而这其中,更高品质的润滑油更是不可或缺。”他说道。

    此外,随着燃油经济性标准对燃油消耗做出更严格的规定,降低润滑油的黏度等级,成为提高燃油经济性水平的方法之一。因此,为适应燃油经济性标准要求,国六阶段的柴油车润滑油黏度将逐步从高黏度向低黏度转变。

    低灰分、低黏化、长换油、高性能是润滑油发展趋势

    排放标准升级已成为润滑油行业技术不断迭代更新的重要推动力。为了适应更复杂的发动机工况环境,为新一代发动机提供充足保护,柴油机润滑油的级别已从APICF-4升级到APICI-4。而随着国六标准的全面实施,润滑油市场将不断向高端化、清洁化、智慧化方向发展,润滑油技术含量和服务品质也将不断提升。

    那么,国六阶段到底该选择什么样的润滑油?

    在业内人士看来,综合考虑各家发动机企业的技术路线,国六时代对润滑油的需求可以概括为四点:低灰分、低黏化、长换油、高性能。

    “目前市面上主流的柴机油级别如APICI-4和ACEAE4/E7,采用的都是高灰分添加剂配方,灰分值大于1%。润滑油中过高的硫酸盐灰分参与燃烧会生成无机盐,造成DPF堵塞,PM过滤效果下降以及排气背压增加。所以选择合适灰分并合理控制硫、磷等金属元素含量的润滑油,可有效保护DPF装置,同时满足国六阶段对车辆排放耐久性的要求。”行业专家指出。

    “新型润滑油除了要保护后处理系统,还要助力车辆提高燃油经济性。正因如此,润滑油低黏化已成为行业公认的发展方向。目前来看,国六阶段商用车用油黏度将逐步从原来的XW-40/XW-50向XW-30过渡,在全面转向XW-30黏度后,车辆可实现1%左右的燃油经济性提升。”某润滑油企业负责人介绍说。

    记者采访发现,润滑油长效化已成为运输从业者的主要诉求。中通某汽运经理韩雷告诉记者:“虽然润滑油成本仅占车队总运营成本的1%左右,但选择高质量、长效化的润滑油,能够使车辆运输效率得到大幅提升,进一步减少车队的运营成本。显而易见,超长换油周期的润滑油已成为行业发展的新趋势。”

    据了解,国五阶段国内主流重卡生产企业已基本完成各自长换油周期高端牵引车的市场布局,依据各自的技术路线和发动机特点,国五阶段重卡换油周期基本在8~10万公里,润滑油级别集中在CI-4和ACEAE4,黏度主要以10W-30和10W-40为主。进入国六阶段,预计重卡车型的换油里程周期将提升到12~15万公里,润滑油级别将升级为CJ-4/CK-4或者ACEAE6/E9,黏度将主要以5W-30和10W-30为主。

    “面对润滑油市场并存的机遇与挑战,企业应该把目光放得更长远,将技术的延续性考虑进润滑油的配方制定中。”路博润发动机油技术经理赵沫表示,由于国六排放标准的高要求,使得过往的润滑油配方难以真正满足技术需求,行业需要全新的产品配方。虽然切换润滑油配方体系可能会给企业带来一定压力,但能够为应对未来不断提高的技术标准打下基础。另外,他还呼吁,整车企业和发动机企业提升对润滑油的重视程度,在研发的早期阶段进行共同研发合作,这将有助于各方在标准更新迭代下实现共赢。

    优化产品结构合力应对市场变化

    历经20余年的发展,国内润滑油市场已逐渐形成以美孚、壳牌、嘉实多、海湾等头部品牌,道达尔、福斯、胜牌等外资与国产多品牌混战的市场格局。

    在业内专家看来,近几年润滑油市场的竞争已进入白热化阶段,价格战愈演愈烈,厂商面临着利润下滑、渠道萎缩、新品开发难等问题。如今,受排放升级等因素影响,国内润滑油领域阵营开始加速分化,众多中小型润滑油厂商逐渐淡出视野,或成为供应链平台和头部品牌的贴牌工厂。

    此外,汽车朝着新能源化方向发展已是大势所趋,不少整车制造商已宣布“禁燃”计划表,但就商用车市场的发展趋势来看,传统燃油车还将继续占有较大比例。同时,新能源商用车的其他零部件也需要润滑油的辅助。因此,润滑油市场在未来还将保持增长的态势。

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