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首创自主台架评定方法 发动机润滑油新标准将出台

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首创自主台架评定方法 发动机润滑油新标准将出台

发布日期:2017-08-02 作者:转自:盖世汽车 点击:

随着我国汽车消费需求和保有量的逐年提升,汽车产业技术也在日新月异的发展。发动机是汽车的心脏,作为发动机“流动的零部件?#20445;?#26377;着发动机“血液”之称的润滑油,可降低发动机内部金属部件的损耗,在提高发动机保护和性能中起到关键作用。随着国家“中国制造2025”战略和即将到来的“国六”排放标准及“双积分”政策的实施,在高压共轨、EGR技术、?#26032;?#22686;压技术、轻量化技术等发动机技术驱动下,新油耗政策及车企发动机节能减排技术的改革对发动机润滑油也提出了更高的要求,发动机润滑油的技术升?#20923;?#20026;必然。

记者在日前由汽车与运动evo杂志社举办的润滑油与发动机技术趋势研讨会上了解到,在当前发动机润滑油标准和技术亟待升级的关键时期,车企和油企将顶压而上,“车-油”联手首创自主综合台架评定方法,通过建立我国发动机润滑油新标准,以技术迎挑战,逆挑战为机遇,共同迎来新一轮的发展。

现标不符合国情 新标发布呼声渐强

多年来,汽车发动机润滑油(以下简称“机油?#20445;?#30340;质量和使用性能伴随着汽油发动机的设计和驾驶工况的变化及环保节能的要求情况而?#27426;?#21457;展。1947年以前,一直没有基于燃料类型的发动机油分类规格,直到1952年美国石油学会API才发布了第一个分别用于汽油机油和柴油机油的发动机油规格。

在汽油机油领域,我国从 1995年开始照搬了美国API汽油机油标准,台架试验方法也完全采用了ASTM的台架方法。汽油机油?#20013;?#26631;准2006年发布,已经10年没有更新,最高标准为SL/GF-3,而我国目前主流汽油机油级别已升级到SM/GF-4规格以上,当前汽油机油的标准明显没有跟上时代的发展。“我国汽油机油标准更新缓慢的原因之一是我国没有自己的台架评价方法。”中国石油兰州润滑油研究开发中心评定中心副主任金志良在润滑油与发动机技术趋势研讨会上表示。


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润滑油与发动机技术趋势研讨会现场

金志良指出,美国台架方法均以美国市场代表性发动机为试验机,而美国发动机与中国发动机有一定不同,美国以大排量为主,而我国以经济型小排量为主,对油品的性能要求也不尽相同。因此,急需根据自主品牌发动机的特点开发我国自己的台架试验方法。

据了解,随着目前自主品牌发动机技术的?#27426;?#36827;步,我国已具备自主开发台架试验方法的条件。为应对我国日趋?#32454;?#30340;节能、环保法规要求,各主机厂研发并推出了直喷增压发动机,?#28909;?#27743;淮1.5TGDI发动机、吉利1.8TD发动机和长城1.5T发动机。我国发动机与国外同样普遍面临低速早燃问题,需要配套开发相应的抗早燃油品,但由于目前缺少台架评价方法,急需合作开发低速早燃台架试验方法。


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中国石油兰州润滑油研究开发中心评定中心副主任金志良

对于目前我国汽油机油上述现状,金志良建议,当前需选取国内具有代表性的汽油缸内直喷、?#26032;?#22686;压发动机,根据我国发动机技术特点开发低速早燃台架试验方法建立评价标准,填补我国润滑油台架评价技术领域空白,推动我国润滑油台架评价体系的自主开发。同?#20445;?#20197;内燃机学会、汽车工程学会为平台,以开发工作组方式,形成台架方法开发项目组,形成方法行业标准,供新油品标准采纳使用,并在主机厂、油剂公司建设相应台架,进行比对及标准化工作,以尽快发布行业标准。

与汽油机油类似,在柴油机油领域,我国也参考了美国API汽油机油标准及ASTM的台架试验方法,但近年来我国重负荷柴油机已基本实现了技术自主化,等同采用API规格的模式已经不适合我国国情,满足低排放的发动机硬件设计需求、实现发动机的耐久性和长换油周期、提高燃油经济性等?#36136;?#22240;素都驱动柴油机油规格进一步升级。

三方联动共推发动机油国家新标准

在行业的迫切需求下,2016年9月13日,由中国内燃机学会发起,中国汽车工程学会、中国石油、中国石化、中国一汽、江淮汽车、东风汽车、潍柴动力、汉地润滑油、天合化工、瑞丰、北汽福田戴?#38450;?#31561;十五家行业领袖共同创始的发动机润滑油中国标准开发创新联盟(以下简称“创新联盟?#20445;?#22312;上海正式成立。创新联盟秉?#23567;?#24320;发、中立、专业性”的原则,着眼于改变中国发动机润滑油完全采用外国标准的现状,通过行业技术协作,共同建立符合中国发动机技术特点的润滑油标准体系和润滑油产品标准,促进我国发动机及润滑油行业的自主创新与健康发展。


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发动机润滑油中国标准开发创新联盟成立会议现场

创新联盟成立后,昆仑润滑油已在兰州投资建设一套柴油机台架试验平台?#20302;场!?#26681;据国内OEM的内燃机油用油需求,借鉴?#35775;?#32463;验,成立汽车行业和润滑油行业共同组成的协会,建立我国自主台架评定体系和自主内燃机油规格的时机已经成熟。”中国石油兰州润滑油研究开发中心副总工程师谢惊春在润滑油与发动机技术趋势研讨会上表示,“当前关键步骤就是通过发动机润滑油中国标准开发创新联盟的建立,协调行业组织、OEM、油剂供应商相关方通力合作,建立自主规格发动机台架评定?#29616;?#20307;系;建立油品规格?#29616;?#22996;员会;形成油品评定指标和油品规格投票的表决机制;台架方法标准化和建立评定监控机制。”


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中国石油兰州润滑油研究开发中心副总工程师谢惊春

据了解,新成立的创新联盟总体目标为,2019年完成“综合台架评定方法?#20445;?#20462;订《柴油机油》标准GB11122-2019,以及增加D1-2019牌号报批。主要将落实四个关键项目,其中核心项目是发动机台架综合试验方法及3-4个综合台架建设及试验;支撑项目1包括台架评分规则及实验室要求;支撑项目2包括实验室?#23433;?#21697;?#29616;?#20307;系—命名体系;展示项目包括国标GB11122修订。

“目前创新联盟已成立了专家组,负责指导标准体系和产品标准修订开发工作,组织技术研讨和标准审查,预期将于2020年前完成发动机润滑油中国标准体系的研究,并协助石化标委会修订中国柴油机油润滑油行业标准。”在兰州润滑油与发动机技术趋势研讨会上,谢惊春对创新联盟的项目进度进行了介绍,他说到:“创新联盟专家组将在?#32771;徑然?#21322;年组织研讨会,对发动机润滑油分类牌号D1及命名原则、6DM3DC11WP13ISG等典型发动机选择、工况循环尽量一致,各台架通过限值有所区别进行表决确认。”

“经过专家组第一次表决,目前确定修改润滑油标准归口石化标委,粘度分级、理化指标(低灰分或无要求)和模拟评定将保持传承,标准燃油、标准试验件和台架方法将进行本地化创新,采用代表性发动机开发300-500h综合台架,同时评定清净、抗磨、分散、氧化等项目的方式,新标准将满足国V或国VI排放潜力,并向下兼容。”谢惊春表示。

据了解,在今年6月16日的联盟理事会上,经单位申请及与会联盟理事投票表决,又有雪弗龙、亚?#27426;佟?#28070;英联、路博润、美国西?#26174;骸ntertek等8?#19994;?#20301;加入创新联盟。

“车-油”联手合作 逆转挑战为机遇

针对我国润滑油评价标准跟随国外的现状,国家863计划“节能与新能源汽车”重大项目监理咨询专家组组长王秉刚指出,润滑油是发动机的流动性零部件,应该成为发动机研发的重要组成部分,汽车发动机和润滑油应该紧密合作。通过主机厂、油剂公司充分合作,自主开发润滑油评价方法,填补我国润滑油评价方法领域的空白。


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国家863计划“节能与新能源汽车”重大项目监理咨询专家组组长王秉刚

谢惊春也强调,目前发动机OEM制造商、石油石化行业和第三方试验室应加强合作。对于三方合作方?#31119;?#20182;给出了建议:?#23433;?#27833;机OEM制造商应提供研究用试验用发动机、试验件、发动机电控?#20302;车目?#21046;信息、发动机台架试验技术支持及试验台架建设与方法开发,并组织行车试验。石油石化行业需进行试验台架的安装、调试,进行试验条件和试验程序的研究,提供台架参比油与行车试验油料,做好TGA?#22825;?#27979;定、表面形貌测量等专项油料评价工作,并做好发动机部件耐久性评价及评分员的培训。在确定台架路线后,第三方试验室需建立相应台架试验,开展试验方法的再现性研究,建立实验室监控及?#29616;?#26426;制,并进行第三方试验评价。”

据了解,目前中国一汽、东风汽车、潍柴、北汽福田戴?#38450;?#31561;四家主机厂已分别提供一汽CA6DM3、潍柴WP13、北汽康明斯ISG和东风DCI11发动机,用于柴油机油性能评价试验。此外,江淮汽车还将润滑油作为?#20302;?#38646;部件纳入开发流程,与昆仑润滑油公司联合研发润滑油,与发动机开发流程同步推进。双方针对发动机润滑油做出的台架实验内容,通过全方面的台架实验改善了润滑油及燃烧效果,成功实?#21046;?#22343;摩擦系数减低30%,机械损失降低3%-5%,油耗降低1%。目前新机油已经在量产车上应用,真正实现了油与机器的共同开发,同时提高了发动机和润滑油的技术水平。

对此,江淮汽车副总工程师、技术中心副主任靳素华表示:“‘润滑油是汽车上流动的零部件’这一概念让我深受触动,我们主机厂也应转变思维模式,将润滑油作为?#20302;?#38646;部件纳入开发流程,实现有效的节能降耗,积极迎接‘国六’排放标准及‘双积分’政策的到来。”

江淮汽车目前集商用车、乘用车及动力总成研发、制造、销售和服务于一体,年产90万辆整车、80万台发动机及相关核心零部件,坚持以节能减排作为自主创新的发力点、关注全生命周期的客户价值、构筑未来自主品牌汽车竞争优势已成为其低碳战略的目标。

在润滑油与发动机技术趋势研讨会上,江淮汽车发动机实验开发研究院院长钱多德对“车-油”联合开发过程进行了介绍,他谈到,在开发过程中,江淮汽车始终秉持同步开放、专项验证理念,按照润滑油概念设计、润滑油匹配分析、润滑油开发、发动机试验开发、整车试验开发流程,分五阶段进行润滑油的开发验证。

江淮汽车发动机实验开发研究院院长钱多德

钱多德表示,在对发动机进行概念设计、详细设计的同?#20445;?#27743;淮汽车根据发动机技术特点,定义润滑油规格和要求,同步进行润滑油概念设计和匹配分析;在样机一代试剂试验阶?#21361;?#27833;品技术合作方完成对定义性能要求润滑油的配方设计、模拟试验及标准台架试验;在二代试剂试验、量产评价阶?#21361;?#37319;用江淮汽车自主开发的发动机及车辆,结合润滑油节能、长效、环保需要,针对性的进行一系列专项、关联试验,并对滑油的性能、可靠性进行评定。

他具体以江淮汽车G01/G02汽油机油联合开发项目为例进行了介绍,该项目按照润滑油概念设计、润滑油匹配分析、润滑油开发、发动机试验开发、整车试验开发标准流程进行。

在润滑油概念设计阶?#21361;?#22522;于油耗法规、客户对保养周期延长的要求,2013年9月,江淮汽车、中石油在充分技术?#20302;?#30340;基础上,就开发具备更长换油周期及节能效果的润滑油达成共识,决定在1.5TGDI发动机开发过程中,联合开发两款节能高效汽油机油,确定开发目标为平均摩擦系数降低30%,发动机机械损失降低3%-5%,NEDC循环油耗降低0.5%-1.0%,换油里程满足7500km、10000km。

在润滑油匹配分析阶?#21361;?#19982;发动机详细设计过程同步,通过CAE分析及设计校核,预测5W-30机油满足曲轴连杆?#20302;?#28070;滑要求,发动机及轴承润滑性能?#24049;謾?/span>


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在润滑油开发阶?#21361;?#36827;行了一代样机试剂试验,油品合作方中石油兰州润滑油研发中心完成了润滑油配方设计、理化检测、模拟试验机试验、标准台架试验,确认润滑油摩擦系数降低(33.3%-62.5%),燃油经济性改善且使用性能?#24049;謾?/span>

在发动机试验开发阶?#21361;?#36827;行了二代样机试剂试验,江淮汽车根据发动机技术特点,以及节能、环保、长效要求,进行了润滑油试验研究、黏温特性、润滑?#20302;?#21709;应、极限工况润滑性、润滑油综合性能、节能效果评定、燃油稀释适应性、用户舒?#24066;浴?#25442;油周期评定、低速早?#23478;?#21046;性、后处理匹配适应性等十项试验。

试验结果显示,配套开发的润滑油黏温特性符合设计需求,具?#38468;?#33021;基础,发动机润滑?#20302;?#21709;应迅速,压力保护性好;极限工况及综合性能试验显示,润滑油抗磨损性、清净分散性相对SJ 10W-30提升显著;节能效果评定结果表明,达成设计目标(机械损失下降>3%,燃油经济性改善0.5%-1.0%);燃油稀释专项试验评定证实,?#32454;?#24037;况下发动机运行正常,该润滑油粘度合适、?#20998;?#20248;异,有利于改?#21697;?#31995;、机油泵场噪声水平。

江淮汽车还进行了一系?#24515;?#25311;道路及常规可靠性试验验证,结果显示,机油?#20998;?#20445;持性?#24049;茫?#31896;度及酸碱值均无异常。同?#20445;?#22312;对缸内直喷、GPF等先进技术进行专项试验评定中,机油性能也表现?#24049;謾?/span>

在整车试验开发阶?#21361;?#21452;方进行了量产评价,将发动机和润滑油搭载整车后进行了一系列专项试验,确认G01/G02机油满足7500km、10000km换油周期设定。

江淮汽车G01/G02汽油机油项目按照流程和标准,历时27个月,润滑油与发动机同步开发完成,成功实?#21046;?#22343;摩擦系数减低30%,机械损失降低3%-5%,油耗降低1%。目前,两款节能高效汽油机油JAC G01/G02 5W-30已量产投放市场,客户反馈?#24049;茫?#22312;润滑油和发动机同步开发的过程中,也同时建立及修订了一系列企业标准。

有江淮汽车的成功案例在先,相信“车-油”联手合作的时代即将到来。“润滑油作为发动机重要的零部件,汽车企业与润滑油企业应该联合进行专用润滑油的开发和流程标准的建立,共同应对日趋严苛的节能减排及油耗政策。随着发动机技术进步,以及节能和排放要求的驱动,专用高效润滑油的开发、自主润滑油标准的建立,已是大势所趋。”钱多德认为。


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