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首創(chuàng)自主臺架評定方法 發(fā)動機潤滑油新標準將出臺

作者: 汽配人網(wǎng) 發(fā)表于: 2017-08-02

隨著我國汽車消費需求和保有量的逐年提升,汽車產(chǎn)業(yè)技術(shù)也在日新月異的發(fā)展。發(fā)動機是汽車的心臟,作為發(fā)動機“流動的零部件”,有著發(fā)動機“血液”之稱的潤滑油,可降低發(fā)動機內(nèi)部金屬部件的損耗,在提高發(fā)動機保護和性能中起到關(guān)鍵作用。隨著國家“中國制造2025”戰(zhàn)略和即將到來的“國六”排放標準及“雙積分”政策的實施,在高壓共軌、EGR技術(shù)、渦輪增壓技術(shù)、輕量化技術(shù)等發(fā)動機技術(shù)驅(qū)動下,新油耗政策及車企發(fā)動機節(jié)能減排技術(shù)的改革對發(fā)動機潤滑油也提出了更高的要求,發(fā)動機潤滑油的技術(shù)升級成為必然。

記者在日前由汽車與運動evo雜志社舉辦的潤滑油與發(fā)動機技術(shù)趨勢研討會上了解到,在當前發(fā)動機潤滑油標準和技術(shù)亟待升級的關(guān)鍵時期,車企和油企將頂壓而上,“車-油”聯(lián)手首創(chuàng)自主綜合臺架評定方法,通過建立我國發(fā)動機潤滑油新標準,以技術(shù)迎挑戰(zhàn),逆挑戰(zhàn)為機遇,共同迎來新一輪的發(fā)展。

現(xiàn)標不符合國情 新標發(fā)布呼聲漸強

多年來,汽車發(fā)動機潤滑油(以下簡稱“機油”)的質(zhì)量和使用性能伴隨著汽油發(fā)動機的設(shè)計和駕駛工況的變化及環(huán)保節(jié)能的要求情況而不斷發(fā)展。1947年以前,一直沒有基于燃料類型的發(fā)動機油分類規(guī)格,直到1952年美國石油學(xué)會API才發(fā)布了第一個分別用于汽油機油和柴油機油的發(fā)動機油規(guī)格。

在汽油機油領(lǐng)域,我國從 1995年開始照搬了美國API汽油機油標準,臺架試驗方法也完全采用了ASTM的臺架方法。汽油機油現(xiàn)行標準2006年發(fā)布,已經(jīng)10年沒有更新,最高標準為SL/GF-3,而我國目前主流汽油機油級別已升級到SM/GF-4規(guī)格以上,當前汽油機油的標準明顯沒有跟上時代的發(fā)展?!拔覈蜋C油標準更新緩慢的原因之一是我國沒有自己的臺架評價方法?!敝袊吞m州潤滑油研究開發(fā)中心評定中心副主任金志良在潤滑油與發(fā)動機技術(shù)趨勢研討會上表示。

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潤滑油與發(fā)動機技術(shù)趨勢研討會現(xiàn)場

金志良指出,美國臺架方法均以美國市場代表性發(fā)動機為試驗機,而美國發(fā)動機與中國發(fā)動機有一定不同,美國以大排量為主,而我國以經(jīng)濟型小排量為主,對油品的性能要求也不盡相同。因此,急需根據(jù)自主品牌發(fā)動機的特點開發(fā)我國自己的臺架試驗方法。

據(jù)了解,隨著目前自主品牌發(fā)動機技術(shù)的不斷進步,我國已具備自主開發(fā)臺架試驗方法的條件。為應(yīng)對我國日趨嚴格的節(jié)能、環(huán)保法規(guī)要求,各主機廠研發(fā)并推出了直噴增壓發(fā)動機,比如江淮1.5TGDI發(fā)動機、吉利1.8TD發(fā)動機和長城1.5T發(fā)動機。我國發(fā)動機與國外同樣普遍面臨低速早燃問題,需要配套開發(fā)相應(yīng)的抗早燃油品,但由于目前缺少臺架評價方法,急需合作開發(fā)低速早燃臺架試驗方法。

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中國石油蘭州潤滑油研究開發(fā)中心評定中心副主任金志良

對于目前我國汽油機油上述現(xiàn)狀,金志良建議,當前需選取國內(nèi)具有代表性的汽油缸內(nèi)直噴、渦輪增壓發(fā)動機,根據(jù)我國發(fā)動機技術(shù)特點開發(fā)低速早燃臺架試驗方法建立評價標準,填補我國潤滑油臺架評價技術(shù)領(lǐng)域空白,推動我國潤滑油臺架評價體系的自主開發(fā)。同時,以內(nèi)燃機學(xué)會、汽車工程學(xué)會為平臺,以開發(fā)工作組方式,形成臺架方法開發(fā)項目組,形成方法行業(yè)標準,供新油品標準采納使用,并在主機廠、油劑公司建設(shè)相應(yīng)臺架,進行比對及標準化工作,以盡快發(fā)布行業(yè)標準。

與汽油機油類似,在柴油機油領(lǐng)域,我國也參考了美國API汽油機油標準及ASTM的臺架試驗方法,但近年來我國重負荷柴油機已基本實現(xiàn)了技術(shù)自主化,等同采用API規(guī)格的模式已經(jīng)不適合我國國情,滿足低排放的發(fā)動機硬件設(shè)計需求、實現(xiàn)發(fā)動機的耐久性和長換油周期、提高燃油經(jīng)濟性等現(xiàn)實因素都驅(qū)動柴油機油規(guī)格進一步升級。

三方聯(lián)動共推發(fā)動機油國家新標準

在行業(yè)的迫切需求下,2016年9月13日,由中國內(nèi)燃機學(xué)會發(fā)起,中國汽車工程學(xué)會、中國石油、中國石化、中國一汽、江淮汽車、東風(fēng)汽車、濰柴動力、漢地潤滑油、天合化工、瑞豐、北汽福田戴姆勒等十五家行業(yè)領(lǐng)袖共同創(chuàng)始的發(fā)動機潤滑油中國標準開發(fā)創(chuàng)新聯(lián)盟(以下簡稱“創(chuàng)新聯(lián)盟”)在上海正式成立。創(chuàng)新聯(lián)盟秉承“開發(fā)、中立、專業(yè)性”的原則,著眼于改變中國發(fā)動機潤滑油完全采用外國標準的現(xiàn)狀,通過行業(yè)技術(shù)協(xié)作,共同建立符合中國發(fā)動機技術(shù)特點的潤滑油標準體系和潤滑油產(chǎn)品標準,促進我國發(fā)動機及潤滑油行業(yè)的自主創(chuàng)新與健康發(fā)展。

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發(fā)動機潤滑油中國標準開發(fā)創(chuàng)新聯(lián)盟成立會議現(xiàn)場

創(chuàng)新聯(lián)盟成立后,昆侖潤滑油已在蘭州投資建設(shè)一套柴油機臺架試驗平臺系統(tǒng)?!案鶕?jù)國內(nèi)OEM的內(nèi)燃機油用油需求,借鑒歐美經(jīng)驗,成立汽車行業(yè)和潤滑油行業(yè)共同組成的協(xié)會,建立我國自主臺架評定體系和自主內(nèi)燃機油規(guī)格的時機已經(jīng)成熟?!敝袊吞m州潤滑油研究開發(fā)中心副總工程師謝驚春在潤滑油與發(fā)動機技術(shù)趨勢研討會上表示,“當前關(guān)鍵步驟就是通過發(fā)動機潤滑油中國標準開發(fā)創(chuàng)新聯(lián)盟的建立,協(xié)調(diào)行業(yè)組織、OEM、油劑供應(yīng)商相關(guān)方通力合作,建立自主規(guī)格發(fā)動機臺架評定認證體系;建立油品規(guī)格認證委員會;形成油品評定指標和油品規(guī)格投票的表決機制;臺架方法標準化和建立評定監(jiān)控機制。”

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中國石油蘭州潤滑油研究開發(fā)中心副總工程師謝驚春

據(jù)了解,新成立的創(chuàng)新聯(lián)盟總體目標為,2019年完成“綜合臺架評定方法”,修訂《柴油機油》標準GB11122-2019,以及增加D1-2019牌號報批。主要將落實四個關(guān)鍵項目,其中核心項目是發(fā)動機臺架綜合試驗方法及3-4個綜合臺架建設(shè)及試驗;支撐項目1包括臺架評分規(guī)則及實驗室要求;支撐項目2包括實驗室及產(chǎn)品認證體系—命名體系;展示項目包括國標GB11122修訂。

“目前創(chuàng)新聯(lián)盟已成立了專家組,負責(zé)指導(dǎo)標準體系和產(chǎn)品標準修訂開發(fā)工作,組織技術(shù)研討和標準審查,預(yù)期將于2020年前完成發(fā)動機潤滑油中國標準體系的研究,并協(xié)助石化標委會修訂中國柴油機油潤滑油行業(yè)標準?!痹谔m州潤滑油與發(fā)動機技術(shù)趨勢研討會上,謝驚春對創(chuàng)新聯(lián)盟的項目進度進行了介紹,他說到:“創(chuàng)新聯(lián)盟專家組將在每季度或半年組織研討會,對發(fā)動機潤滑油分類牌號D1及命名原則、6DM3\DC11\WP13\ISG等典型發(fā)動機選擇、工況循環(huán)盡量一致,各臺架通過限值有所區(qū)別進行表決確認。”

“經(jīng)過專家組第一次表決,目前確定修改潤滑油標準歸口石化標委,粘度分級、理化指標(低灰分或無要求)和模擬評定將保持傳承,標準燃油、標準試驗件和臺架方法將進行本地化創(chuàng)新,采用代表性發(fā)動機開發(fā)300-500h綜合臺架,同時評定清凈、抗磨、分散、氧化等項目的方式,新標準將滿足國V或國VI排放潛力,并向下兼容?!敝x驚春表示。

據(jù)了解,在今年6月16日的聯(lián)盟理事會上,經(jīng)單位申請及與會聯(lián)盟理事投票表決,又有雪弗龍、亞富頓、潤英聯(lián)、路博潤、美國西南院、Intertek等8家單位加入創(chuàng)新聯(lián)盟。

“車-油”聯(lián)手合作 逆轉(zhuǎn)挑戰(zhàn)為機遇

針對我國潤滑油評價標準跟隨國外的現(xiàn)狀,國家863計劃“節(jié)能與新能源汽車”重大項目監(jiān)理咨詢專家組組長王秉剛指出,潤滑油是發(fā)動機的流動性零部件,應(yīng)該成為發(fā)動機研發(fā)的重要組成部分,汽車發(fā)動機和潤滑油應(yīng)該緊密合作。通過主機廠、油劑公司充分合作,自主開發(fā)潤滑油評價方法,填補我國潤滑油評價方法領(lǐng)域的空白。

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國家863計劃“節(jié)能與新能源汽車”重大項目監(jiān)理咨詢專家組組長王秉剛

謝驚春也強調(diào),目前發(fā)動機OEM制造商、石油石化行業(yè)和第三方試驗室應(yīng)加強合作。對于三方合作方案,他給出了建議:“柴油機OEM制造商應(yīng)提供研究用試驗用發(fā)動機、試驗件、發(fā)動機電控系統(tǒng)的控制信息、發(fā)動機臺架試驗技術(shù)支持及試驗臺架建設(shè)與方法開發(fā),并組織行車試驗。石油石化行業(yè)需進行試驗臺架的安裝、調(diào)試,進行試驗條件和試驗程序的研究,提供臺架參比油與行車試驗油料,做好TGA煙炱測定、表面形貌測量等專項油料評價工作,并做好發(fā)動機部件耐久性評價及評分員的培訓(xùn)。在確定臺架路線后,第三方試驗室需建立相應(yīng)臺架試驗,開展試驗方法的再現(xiàn)性研究,建立實驗室監(jiān)控及認證機制,并進行第三方試驗評價?!?/p>

據(jù)了解,目前中國一汽、東風(fēng)汽車、濰柴、北汽福田戴姆勒等四家主機廠已分別提供一汽CA6DM3、濰柴WP13、北汽康明斯ISG和東風(fēng)DCI11發(fā)動機,用于柴油機油性能評價試驗。此外,江淮汽車還將潤滑油作為系統(tǒng)零部件納入開發(fā)流程,與昆侖潤滑油公司聯(lián)合研發(fā)潤滑油,與發(fā)動機開發(fā)流程同步推進。雙方針對發(fā)動機潤滑油做出的臺架實驗內(nèi)容,通過全方面的臺架實驗改善了潤滑油及燃燒效果,成功實現(xiàn)平均摩擦系數(shù)減低30%,機械損失降低3%-5%,油耗降低1%。目前新機油已經(jīng)在量產(chǎn)車上應(yīng)用,真正實現(xiàn)了油與機器的共同開發(fā),同時提高了發(fā)動機和潤滑油的技術(shù)水平。

對此,江淮汽車副總工程師、技術(shù)中心副主任靳素華表示:“‘潤滑油是汽車上流動的零部件’這一概念讓我深受觸動,我們主機廠也應(yīng)轉(zhuǎn)變思維模式,將潤滑油作為系統(tǒng)零部件納入開發(fā)流程,實現(xiàn)有效的節(jié)能降耗,積極迎接‘國六’排放標準及‘雙積分’政策的到來?!?/p>

江淮汽車目前集商用車、乘用車及動力總成研發(fā)、制造、銷售和服務(wù)于一體,年產(chǎn)90萬輛整車、80萬臺發(fā)動機及相關(guān)核心零部件,堅持以節(jié)能減排作為自主創(chuàng)新的發(fā)力點、關(guān)注全生命周期的客戶價值、構(gòu)筑未來自主品牌汽車競爭優(yōu)勢已成為其低碳戰(zhàn)略的目標。

在潤滑油與發(fā)動機技術(shù)趨勢研討會上,江淮汽車發(fā)動機實驗開發(fā)研究院院長錢多德對“車-油”聯(lián)合開發(fā)過程進行了介紹,他談到,在開發(fā)過程中,江淮汽車始終秉持同步開放、專項驗證理念,按照潤滑油概念設(shè)計、潤滑油匹配分析、潤滑油開發(fā)、發(fā)動機試驗開發(fā)、整車試驗開發(fā)流程,分五階段進行潤滑油的開發(fā)驗證。

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江淮汽車發(fā)動機實驗開發(fā)研究院院長錢多德

錢多德表示,在對發(fā)動機進行概念設(shè)計、詳細設(shè)計的同時,江淮汽車根據(jù)發(fā)動機技術(shù)特點,定義潤滑油規(guī)格和要求,同步進行潤滑油概念設(shè)計和匹配分析;在樣機一代試劑試驗階段,油品技術(shù)合作方完成對定義性能要求潤滑油的配方設(shè)計、模擬試驗及標準臺架試驗;在二代試劑試驗、量產(chǎn)評價階段,采用江淮汽車自主開發(fā)的發(fā)動機及車輛,結(jié)合潤滑油節(jié)能、長效、環(huán)保需要,針對性的進行一系列專項、關(guān)聯(lián)試驗,并對滑油的性能、可靠性進行評定。

他具體以江淮汽車G01/G02汽油機油聯(lián)合開發(fā)項目為例進行了介紹,該項目按照潤滑油概念設(shè)計、潤滑油匹配分析、潤滑油開發(fā)、發(fā)動機試驗開發(fā)、整車試驗開發(fā)標準流程進行。

在潤滑油概念設(shè)計階段,基于油耗法規(guī)、客戶對保養(yǎng)周期延長的要求,2013年9月,江淮汽車、中石油在充分技術(shù)溝通的基礎(chǔ)上,就開發(fā)具備更長換油周期及節(jié)能效果的潤滑油達成共識,決定在1.5TGDI發(fā)動機開發(fā)過程中,聯(lián)合開發(fā)兩款節(jié)能高效汽油機油,確定開發(fā)目標為平均摩擦系數(shù)降低30%,發(fā)動機機械損失降低3%-5%,NEDC循環(huán)油耗降低0.5%-1.0%,換油里程滿足7500km、10000km。

在潤滑油匹配分析階段,與發(fā)動機詳細設(shè)計過程同步,通過CAE分析及設(shè)計校核,預(yù)測5W-30機油滿足曲軸連桿系統(tǒng)潤滑要求,發(fā)動機及軸承潤滑性能良好。

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在潤滑油開發(fā)階段,進行了一代樣機試劑試驗,油品合作方中石油蘭州潤滑油研發(fā)中心完成了潤滑油配方設(shè)計、理化檢測、模擬試驗機試驗、標準臺架試驗,確認潤滑油摩擦系數(shù)降低(33.3%-62.5%),燃油經(jīng)濟性改善且使用性能良好。

在發(fā)動機試驗開發(fā)階段,進行了二代樣機試劑試驗,江淮汽車根據(jù)發(fā)動機技術(shù)特點,以及節(jié)能、環(huán)保、長效要求,進行了潤滑油試驗研究、黏溫特性、潤滑系統(tǒng)響應(yīng)、極限工況潤滑性、潤滑油綜合性能、節(jié)能效果評定、燃油稀釋適應(yīng)性、用戶舒適性、換油周期評定、低速早燃抑制性、后處理匹配適應(yīng)性等十項試驗。

試驗結(jié)果顯示,配套開發(fā)的潤滑油黏溫特性符合設(shè)計需求,具備節(jié)能基礎(chǔ),發(fā)動機潤滑系統(tǒng)響應(yīng)迅速,壓力保護性好;極限工況及綜合性能試驗顯示,潤滑油抗磨損性、清凈分散性相對SJ 10W-30提升顯著;節(jié)能效果評定結(jié)果表明,達成設(shè)計目標(機械損失下降>3%,燃油經(jīng)濟性改善0.5%-1.0%);燃油稀釋專項試驗評定證實,嚴格工況下發(fā)動機運行正常,該潤滑油粘度合適、品質(zhì)優(yōu)異,有利于改善閥系、機油泵場噪聲水平。

江淮汽車還進行了一系列模擬道路及常規(guī)可靠性試驗驗證,結(jié)果顯示,機油品質(zhì)保持性良好,粘度及酸堿值均無異常。同時,在對缸內(nèi)直噴、GPF等先進技術(shù)進行專項試驗評定中,機油性能也表現(xiàn)良好。

在整車試驗開發(fā)階段,雙方進行了量產(chǎn)評價,將發(fā)動機和潤滑油搭載整車后進行了一系列專項試驗,確認G01/G02機油滿足7500km、10000km換油周期設(shè)定。

江淮汽車G01/G02汽油機油項目按照流程和標準,歷時27個月,潤滑油與發(fā)動機同步開發(fā)完成,成功實現(xiàn)平均摩擦系數(shù)減低30%,機械損失降低3%-5%,油耗降低1%。目前,兩款節(jié)能高效汽油機油JAC G01/G02 5W-30已量產(chǎn)投放市場,客戶反饋良好,在潤滑油和發(fā)動機同步開發(fā)的過程中,也同時建立及修訂了一系列企業(yè)標準。

有江淮汽車的成功案例在先,相信“車-油”聯(lián)手合作的時代即將到來?!皾櫥妥鳛榘l(fā)動機重要的零部件,汽車企業(yè)與潤滑油企業(yè)應(yīng)該聯(lián)合進行專用潤滑油的開發(fā)和流程標準的建立,共同應(yīng)對日趨嚴苛的節(jié)能減排及油耗政策。隨著發(fā)動機技術(shù)進步,以及節(jié)能和排放要求的驅(qū)動,專用高效潤滑油的開發(fā)、自主潤滑油標準的建立,已是大勢所趨?!卞X多德認為。