潤滑油對低速早燃（LSPI）之影響

2017-12-11   來源：潤滑油情報

摘要：人們對節(jié)能減排效果更好的發(fā)動機的需求日益增加，促使了乘用車OEM生產(chǎn)小型渦輪增壓直噴發(fā)動機。盡管這種發(fā)動機具有較高的功率密度以及燃料經(jīng)濟性，但是它可能會出現(xiàn)一種名為“低速早燃（LSPI）”的現(xiàn)象...

    人們對節(jié)能減排效果更好的發(fā)動機的需求日益增加，促使了乘用車OEM生產(chǎn)小型渦輪增壓直噴發(fā)動機。盡管這種發(fā)動機具有較高的功率密度以及燃料經(jīng)濟性，但是它可能會出現(xiàn)一種名為“低速早燃（LSPI）”的現(xiàn)象。

ILSAC GF-6規(guī)格機油能夠解決這個問題�？上У氖�，GF-6規(guī)格機油在推出之前，需要進行幾項新型發(fā)動機測試，這極大地推遲了該規(guī)格在市場出現(xiàn)的時間。然而，低速早燃問題刻不容緩，汽車生產(chǎn)商需要一種新的機油規(guī)格來替代API SN機油，這種新產(chǎn)品需要進行一項新的低速早燃測試。行內(nèi)人員希望這種新的規(guī)格機油能夠在明年1月1日投入使用。

美國石油學(xué)會（API）對于這一時間點卻并不贊同。不過，該學(xué)會也建議了潤滑油生產(chǎn)商應(yīng)該做好在明年第一季度迎接這種機油的準備。路博潤相關(guān)人士表示：潤滑油行業(yè)必須加快向GF-5+規(guī)格前進的步伐。

什么事低速早燃（LSPI)?

低速早燃是火花點燃式渦輪增壓發(fā)動機，尤其是直噴發(fā)動機，在大負荷與低轉(zhuǎn)速工況下出現(xiàn)的反�，F(xiàn)象。低速早燃會引發(fā)小型發(fā)動機出現(xiàn)超級爆震，從而對發(fā)動機造成嚴重損傷，這也是一些OEM非常關(guān)心的問題。

低速早燃的誘發(fā)源尚未可知，雖然OEM可以通過調(diào)整發(fā)動機的工況來解決這個問題，但是這樣會降低發(fā)動機的效率。

目前人們已經(jīng)明確了發(fā)動機技術(shù)、發(fā)動機工況、燃料性能、潤滑油性能等錯綜復(fù)雜的因素，對低速早燃有一定影響。但是對于具體的形成機理，人們還沒能達成共識。低速早燃具有不確定性。雖然發(fā)動機不能完全避免出現(xiàn)低速早燃，但是如果想讓一臺受控的測試發(fā)動機出現(xiàn)這種現(xiàn)象，那也是極其困難的。

為了了解潤滑油對低速早燃的作用，以及低速早燃與燃燒的潛在關(guān)系，潤英聯(lián)采用了燃燒測試儀來檢測潤滑油的自燃傾向。

低速早燃有三個步驟，這些步驟都是在特定的燃燒環(huán)境下發(fā)生的。

步驟一：燃燒室的熱點自燃，然后引發(fā)混合氣早燃。不過對于早燃的誘發(fā)源，目前還沒有明確的結(jié)論。有些研究人員認為是液體燃料的液滴或者是潤滑油的油滴，而有些人卻認為是固體脫落物。早燃出現(xiàn)在火花塞點火之前，早燃本身不會對發(fā)動機造成傷害。

步驟二：后續(xù)的火焰?zhèn)鞑�。早燃的火焰�(zhèn)鞑ヅc火花塞正常點火之后的火焰?zhèn)鞑ミ^程類似，對發(fā)動機沒有損害。但是由于點火的時刻不受控制，可能導(dǎo)致氣缸中的壓力與溫度過高。

步驟三：引發(fā)周圍的混合氣出現(xiàn)超級爆震。早燃與我們常說的敲缸十分相似，但是由于早燃發(fā)生在火花塞點火之前，點燃的時間沒有規(guī)律，不受控制，周圍也具有大量的混合氣，因此早燃比敲缸更加嚴重。

人們可以根據(jù)燃燒理論對普通的火焰?zhèn)鞑ヅc嚴重的爆震進行區(qū)分。圖表2對燃燒過程進行了圖解，其中涵蓋了取決于燃料、潤滑油的自燃傾向的熱點性質(zhì)、燃料的燃燒特性以及發(fā)動機的情況等內(nèi)容。

清凈劑的作用

潤英聯(lián)的前幾項研究主要圍繞著鈣系清凈劑與鎂系清凈劑對低速早燃的影響這個主題。這些研究的結(jié)果顯示，鈣系清凈劑顯著地增加了低速早燃的出現(xiàn)概率，而鎂系清凈劑幾乎對低速早燃毫無影響。不過，這兩種清凈劑的濃度，對燃燒測試儀檢測出來的混合氣自燃傾向結(jié)果沒有影響。

研究人員再把過氧化鈣、過氧化鎂與機油混合了之后，使用燃燒測試儀來檢測燃燒情況。雖然過氧化物加劇了反應(yīng)程度，但是燃燒仍然沒有受到鈣成分和鎂成分的影響。這些實驗結(jié)果顯示，無論是在初始階段，還是在氣態(tài)機油發(fā)生自燃與其他反應(yīng)時，鈣都沒有起到作用。

基礎(chǔ)油的選擇

從圖表1展示的數(shù)據(jù)中，可以了解到，基礎(chǔ)油的化學(xué)成分在燃燒測試中與燃料的自燃傾向最為密切。

測試人員把各種品質(zhì)的基礎(chǔ)油加入到燃料樣品中，然后進行測試，結(jié)果顯示APIⅠ類基礎(chǔ)油到API Ⅳ類基礎(chǔ)油的自燃概率遞增。潤英聯(lián)還發(fā)現(xiàn)有些API Ⅴ類油很難發(fā)生自燃。在燃料中加入這些基礎(chǔ)油并不會增加自燃的概率，因此它們可能會成為改善低速早燃的配方。

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（節(jié)選自《潤滑油情報》雜志2017年11月刊）如需了解更多潤滑油對低速早燃（LSPI）之影響，歡迎來電索刊：020-87766826、87766563、87766589。