技術文章
汽車是人類社會20世紀偉大的發(fā)明之一,作為常見的交通工具,極大地改善了人們的出行條件。汽車產業(yè)是世界主要國家關注的重點產業(yè),它涉及的產業(yè)鏈長,極大地促進著鋼鐵、石油化工、電子等相關產業(yè)的發(fā)展。汽車的發(fā)展進程給人們帶來了其對能源需求與供給的影響和其對環(huán)境污染的影響等多方位的思考。人們越來越關注其對燃油消耗和大氣污染的影響,相應地,世界各國分階段制定了不同的汽車燃料消耗限制、汽車排放法規(guī)等,這些嚴格限制促進了汽車硬件技術及其相關配套技術的發(fā)展。潤滑油作為發(fā)動機、變速箱的液體配件,它的技術發(fā)展正在適應燃油經濟性和尾氣排放限制等新規(guī)則。
1內燃機油的新規(guī)格變化內燃機油包括汽油機油、柴油機油、摩托車油、鐵路機車內燃機油、燃氣發(fā)動機油等。這其中仍以汽油機油、柴油機油消費量相對較大,油品規(guī)格發(fā)展迅速,相關臺架、評定設施較多。在汽油機油、柴油機油的規(guī)格中,范圍仍然以美國石油學會(AH)、潤滑油標準化暨認證委員會(ILSAC)和ACEA的規(guī)格非常具影響力m:。
通訊聯(lián)系人:申寶武。表1汽油機油燃油經濟性的提高項目燃油經濟性提高(FEI)評定方法程序\1B程序老化0.表2汽油發(fā)動機新規(guī)格對潤滑油配方元素含置和油品蒸發(fā)性的限制規(guī)格頒布時間蒸發(fā)損失(1大0.08大0. 5(0W,5W多級油)大0.7U0W多級油)大15小0.大。
3(對于HTHS小為3. 5mPa,s的油品)大13小0.大0.6(10W-30),大。5(其它黏度級別)大15試驗方法表3重負荷柴油發(fā)動機新規(guī)格對潤滑油配方元素含量和油品蒸發(fā)性的限制規(guī)格硫酸鹽灰分)%蒸發(fā)損失(250C,歐洲北美CJ-4日本DH-2試驗方法從表13中燃油經濟性、潤滑油配方元素含量和油品蒸發(fā)性的限制可以看出,隨著世界發(fā)達地區(qū)汽車排放法規(guī)的日益嚴格,汽車生產技術紛紛采用不同的尾氣后處理裝置,如三元催化(TWC)、柴油顆粒捕集器(DPF)、選擇性催化還原(SCR)等技術。因此要嚴格控制油品中容易引起催化劑中毒、堵塞的硫、磷、灰分的含量,即近些年出現的低*SAPS*(SulphatedAsh,Phosphorus,Sulphur)趨勢。燃油經濟性已成為世界各國對于汽車升級的重要考察項目,如美國政府頒布新的CAF它標準,提出2016年小型汽車和輕型卡車的平均能耗將達到每加侖汽油行駛35. 5英里,相當于節(jié)省18億桶原油,環(huán)保功效相當于減少1. 77億輛車輛行駛。這些事實說明。發(fā)達國家正在加大對現有汽車技術的整體升級,以達到降低燃油消耗、降低溫室氣體排放的目的。
2車輛傳動系統(tǒng)油品的新規(guī)格變化汽車傳動技術正在經歷著一場巨變,傳統(tǒng)的手動變速箱(MT)和有級式AT正在朝著多元化的趨勢發(fā)展。據美國Lubes*N*Greases雜志的統(tǒng)計數據:1.自動變速箱的比例將增加。
正在成為越來越多汽車制造商的優(yōu)先選擇。盡管不同汽車公司得出的燃料消耗的節(jié)省量數據不*相同'-,但是以6AT、CVT、DCT為代表的新型傳動方式正在大幅度增長,燃料經濟性提高了5%表4車輛變速箱市場的發(fā)展預測變速箱種類比例/%手動(MT)自動變速箱(AT)無級變速箱(CVT)雙離合器變速箱(DCT)自動機械變速箱(amt)可以看出,在車輛傳動系統(tǒng)油品由手動變速箱(MT)向多種自動變速箱(AT、CVT、DCT)的轉變過程中,油品的黏度有較大幅度的下降,即新型的傳動系統(tǒng)對于低黏度油品的需求比例增加。這也是為了滿足燃油經濟性的要求。
3潤滑油品新規(guī)格對基礎油性能的要求從上述分析可以看出,汽車工業(yè)越來越注重燃油經濟性,對內燃機油和車輛傳動系統(tǒng)油品提出了節(jié)能要求,油品低黏度化將是一個重要的發(fā)展趨勢,歐美市場,包括中國的乘用車OEM上的油品正在朝低黏度化的趨勢發(fā)展。在保證抗磨損的技術上,采用較低黏度的油品可以適度提高發(fā)動機的燃油經濟性?;谶@些原因,在初裝油(FF)和售后服務油品(SF)中,低黏度內燃機油的比例在增長。在追求低黏度化的基礎上,技術研究在向改善燃油經濟性和添加劑的抗磨性等綜合性能方向發(fā)展。
表5部分市場傳動系統(tǒng)油品典型黏度數據汽車制造商和油品規(guī)格變速箱類型新油黏度(100C)/新油黏度ucrc)/cSt黏度指數(VI)低溫布氏黏度VW手動變速箱油,75W-85表6 API分類不同等級基礎油性能比較API等級塔爾的GTL裝置采用該公司的AGC-21專利技術,總產能的20%將用來生產高性能基礎油。采用該公司專有的MWI*(蠟異構化)工藝,將含蠟油、軟蠟等蠟含量篼的原料送進裝填擇型分子篩的固定床反應器,轉變成高黏度指數基礎油,計劃產能約為3萬桶/d,150萬噸/a的產量約占ExxonMobil公司現有基礎油產能的17%.Chevron公司與南非Sasol公司的合資項目在卡塔爾的OryxGTL基礎油裝置。Shell公司在卡塔爾的GTL項目將采取原地改造含蠟抽余油(Waxyraffinate)催化脫蠟裝置為第二代GTL裝置生產基礎油。由于對市場預期的改變,目前只有Shell公司的GTL項目仍在進行。
5結束語隨著潤滑油市場的持續(xù)變革,尤其是內燃機油、傳動系統(tǒng)油品規(guī)格標準的快速升級,對于高品質基礎油的需求持續(xù)增加,傳統(tǒng)加工工藝裝置正在受到設備老化、裝置加工費用高、產品檔次低、市場需求小等問題困擾,以加氫異構脫蠟技術為代表的api/ni類基礎油加工工藝等是滿足市場需求的重要工藝,因其生產原料來源范圍廣,產品產率較高,而且產品具有含硫量低、黏度指數高、低溫性能好、氧化安定性好、蒸發(fā)損失低等優(yōu)點,正在被廣大的基礎油制造商所采用,以生產滿足新規(guī)格的車用潤滑油等產品。