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燃氣發(fā)動機潤滑油在重型燃氣發(fā)動機上的應用研究

文檔作者：湯仲平1 晏熊2 張勤1 孫丁偉金鵬徐小紅文檔來源： 1．中國石油蘭州潤滑油研究開發(fā)中心 2．中國石油華北潤滑油銷售分公司		點擊數(shù)：	更新時間： 2021年05月10日
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2010中國汽車工程學會年會優(yōu)秀論文
燃氣發(fā)動機潤滑油在重型燃氣發(fā)動機上的應用研究
湯仲平1 晏 熊2 張 勤1 孫丁偉 金 鵬 徐小紅t
(1．中國石油蘭州潤滑油研究開發(fā)中心；2．中國石油華北潤滑油銷售分公司)
【摘要】在某重型燃氣發(fā)動機上進行了昆侖燃氣發(fā)動機油1 000 h可靠性試驗，通過對發(fā)動機拆檢及廢油分析表
明，昆侖燃氣發(fā)動機油具有優(yōu)良的高溫清凈性、分散性、抗磨抗腐性及氧化安定性，可完全滿足重型燃氣發(fā)動機的用
油要求。根據(jù)試驗初步確定了該油品的換油周期，為重型燃氣發(fā)動機的合理用油提供了數(shù)據(jù)支持。
主題詞：燃氣發(fā)動機潤滑油可靠性
中圖分類號：TE626．3+2 文獻標識碼：A 文章編號：1000—3703(2010)07—003 1—03
Research on Application of Gas Engine Oil on Heavy Duty
Gas Fuelled Engine
|rang Zhongping‘，Yan Xiong~，Zhang Qin ，Sun Dingwei ，Jin Peng ，Xu Xiaohong
(1．Petro—China Lanzhou Lubricating Oil R&amp;amp;D Center；
2．Petro—China North China Lubrication Oil Sales Branch Company)
【Abstract】1 000-hour reliability test was made to Kunlun gas engine oil of a heavy duty gas fuelled engine．Engine
strip inspection and waste oil analysis indicate that Kunlun gas engine oil has superior high—temperature detergency，
dispersity，abrasion resistance and corrosion resistance and oxidation stability，which make it fully smis~ the oil
requirement of heavy duty gas engine．Oil change cycle of this oil is defined preliminarily according to the test，which
provides data support for the rational use of oil for heavy duty gas engine．
Key words：Gas engine，Lubricant，Reliability
1 前言
近年來．隨著能源危機的出現(xiàn)和排放法規(guī)的日
益嚴格，使得發(fā)動機代用燃料成為關注焦點。天然
氣以其易于混合且燃燒后CO 、HC和CO排放量少
等優(yōu)點而成為發(fā)動機代用燃料 由于天然氣的性質
不同于傳統(tǒng)的汽油和柴油．導致燃氣發(fā)動機的結構
和工況也發(fā)生變化．因此傳統(tǒng)的發(fā)動機潤滑油已不
能滿足燃氣發(fā)動機的潤滑要求．需要專用的燃氣發(fā)
動機潤滑油
為此．研制了昆侖燃氣發(fā)動機潤滑油．并在某燃
氣發(fā)動機上進行了可靠性試驗。通過對試驗后發(fā)動
機拆檢及廢油分析表明．該發(fā)動機潤滑油具有優(yōu)良
的高溫清凈性、分散性、抗磨抗腐性及氧化安定性，
可滿足以壓縮天然氣(CNG)為燃料的重型、大功率
移動式燃氣發(fā)動機的潤滑要求。
2 發(fā)動機試驗
2．1 試驗目的
由于目前世界上還沒有統(tǒng)一的天然氣發(fā)動機潤
3 Twizell E H．Ogden R W ．Non—Linear Optimization of the
Material Constants in Ogden’S Stress Deform -ation
Function for Incompressible Isotropic Elastic Materials．
Austra1．Math．Soc．Ser．B，1983，24：424-434．
4 Yeoh O H．Some Forms of the Strain Energy Function for
Rubber．Rubber Chemistry and Technology，1 993，66：754～
771．
5 Vilgis T h．Kilian H G．The Vander Waals～network- A
Phenomenological Approach to Dense Networks．Polymer，
2010年第7期
1984(25)：71~74．
6 ABAQUS Benchmarks Manual 6．5．SIMULIA Co．Ltd-2005．
7 莊茁．由小川．廖劍暉，等．基于ABAQUS的有限元分析和
應用．北京：清華大學出版社，2009．
8 王利榮．呂振華．橡膠隔振器有限元建模技術及靜態(tài)彈性
特性分析．汽車工程．2002。24(6)：480-485．
(責任編輯文楫)
修改稿收到日期為2010年6月17日
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2010中國汽車工程學會年會優(yōu)秀論文
滑油標準．因而在燃氣發(fā)動機潤滑油的研制過程中，
以OEM的發(fā)動機臺架試驗結果作為燃氣發(fā)動機用
油的依據(jù)。為此，在“東風EQD230N一30燃氣發(fā)動
機”上進行了昆侖燃氣發(fā)動機潤滑油1 000 h可靠性
試驗． 目的是評價昆侖燃氣發(fā)動機潤滑油在重型燃
氣發(fā)動機上的適應性。確定油品的換油周期。
2．2 試驗條件
評定試驗在東風南充汽車有限公司CNG檢測
站進行．試驗用EQD230N-=30發(fā)動機基本參數(shù)見表
2．3 試驗內(nèi)容
試驗初期換油周期為120 h．每24h采樣1次。
采樣量為100 m1．潤滑油消耗到油尺規(guī)定刻度線液
位以下時補充機潤滑油至規(guī)定液位 第1周期結束
后，換油周期變?yōu)?00h，每50h采樣1次，采樣量為
100 m1．潤滑油消耗到油尺規(guī)定刻度線液位以下時
補充潤滑油至規(guī)定液位 對所采試驗油樣進行分析
檢測，檢測項目包括100℃運動粘度、總酸值、戊烷
不溶物和金屬元素含量
，昆侖燃 發(fā)動機專用油表1 EQD230N指 堊 表2。 3 試驗結果與數(shù)據(jù)分析 - 30發(fā)動機基本參數(shù) 一? ? 。? ? ? ?
型式 直列六缸、四沖程、水冷、增壓中冷、電控CNG噴射、
點燃式發(fā)動機
長×寬×高(不帶風扇)／mmxmmxmm 1 l05×755×930
凈質量，I【g 530
基 te)~l&amp;amp;g
· 太 kW 一 3．08
參
數(shù) 排量／L 6．234
壓縮比 10：1
怠速轉速，r．min-1 700
功率，kW 172
額定點 燃氣消耗率儋．(kW．h)一 235
轉速，r．min-I 2 800
性 扭矩 ．m 700
能 扭矩點
指 轉速，r．min-1 1 4o0～1 600
標
最低燃氣 燃氣消耗率 ．(kW．h)一 205
消耗率 轉速，r．min-I l 400～1 800
低速 扭矩，N．m 460
扭矩 轉速，r．min-I 1 00o
排放標準 國Ⅲ
表2 昆侖燃氣發(fā)動機專用油指標及實測值
項目 質量指標 實測值 試驗方法
粘度級別 15W-40 GB廠r 14906
硫酸鹽灰分 0．10～0．60 0．57 GB廠I’2433
堿值／mgKOH·g-‘ 3．0-6．0 4．21 SH，ID25 1
運動粘度(100'~)／mm2·s 12．5～<16．3 14．25 GB廠r 265
低溫動力粘度／MP 不大于7 000
a·s ( 4 338 GB廠I’6538
一20 oC)
閃點(開13) 不低于215 256 GB廠r 3536
傾點／~C 不高于一25 -39 GB廠I’3535
— 32 —
3．1 粘度分析
所采油樣的粘度隨試驗時間的變化曲線見
圖1。
一- 一第1次換油(0—120h)
～ ·一第2次換油(120～320h)
一 第3次換油(320～520h)
時同／h
圖1 油品粘度隨時間變化曲線
由圖1可看出．在5次換油周期內(nèi)。油品粘度變
化穩(wěn)定．增長或降低的趨勢緩慢．說明昆侖燃氣發(fā)動
機潤滑油具有優(yōu)異的抗氧化性能和粘度保持能力．
避免了由于油品氧化而引起的粘度增長和油品剪切
而導致的粘度下降，從而為發(fā)動機提供良好的潤滑。
3．2 戊烷不溶物分析
所采油樣的戊烷不溶物隨時間變化曲線見
圖2
一-一第1次換油(O-120h)
一·一第2次換油(120～320 h)
時I司／h
圖2 油品戊烷不溶物隨時間變化曲線
油品在使用過程中，由于氧化、硝化等作用，戊
烷不溶物的含量會逐步增大．這是油品老化的必然
結果。從圖2可看出，在每個換油周期內(nèi)，油品中戊
烷不溶物的含量幾乎沒有變化．這說明該油品有很
強的抗氧化和抗硝化作用．可以在長時間內(nèi)為發(fā)動
機提供良好的潤滑
汽車技術
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2010中國汽車工程學會年會優(yōu)秀論文
3．3 酸值分析
油品在使用過程中發(fā)生氧化變質及燃燒產(chǎn)物中
的酸性物質進入油底殼會導致油品酸值增加．過高
的酸值會導致發(fā)動機發(fā)生腐蝕磨損。所采油樣的酸
值隨時間變化曲線見圖3。
+ 第1次換油(0-120 h)
— ◆-第2次換油(120～320h)
一? ▲。一一第3次換油(320～520 h)
— 卜第4次換油(520～720 h)
時同／ll
圖3 油品酸值隨時間變化曲線
由圖3可看出．整個試驗過程中油品的酸值增
加平穩(wěn)、緩慢．說明該油品具有良好的抗氧化能力和
酸中和能力。能很好地抑制油品的酸值增長．滿足燃
氣發(fā)動機對油品抗氧化性能的要求
3．4 金屬元素分析
通過對已用機油中金屬元素的檢測可判斷發(fā)動
機的潤滑狀態(tài) 在發(fā)動機正常工作期間．試驗油品
中金屬元素應呈平穩(wěn)上升趨勢．若金屬元素含量急
劇增加則表明發(fā)生了嚴重磨損 為了清楚描述試驗
中金屬元素含量的變化趨勢．消除換油后發(fā)動機中
殘余油品的金屬元素對試驗油金屬元素含量的影
響．將每次換油后50 h時油品中的金屬元素作為參
照點．每個換油周期內(nèi)不同金屬元素含量隨時間變
化曲線分別見圖4～圖8
20
薔10
0
一IO
+ 第1次換油(0～120h)
— 第2次換油(120～320h)
? ▲? 第3次換油(320～520 h)
— t-第4次換油(520～720h)
0 5O l0o 150 20o
時間／l1
圖4 油品中Fe含量隨時間變化曲線
4
z
竺0
《
-2
+ 第1次換油(O-120h)
— ．--第2次換油f120～320h)
一一一 一第3次換油(320～520 h)
— 第4次換油(520～720 h)
0
圖5
50 100 150 2oo
時間，Il
油品中Al含量隨時間變化曲線
2010年第7期
— · 一第1次換油(O一120h)
— ．__第2次換油(120～320h)
～ ? 第3次換油(320～520h)
— 卜第4次換油(520、720 h)
時間，|l
圖6 油品中Cr含量隨時間變化曲線
— 第1次換油(O～120 h)
— +’ 第2次換油(120—320 h)
— 第3次換油(320—520h)
— 卜第4次換油f520～720 h)
O 50 l00 150 2o0
時間幾
圖7 油品中Cu含量隨時間變化曲線
— +_第1次換油(0-120h)
— +_第2次換油(120～320 h)
一L^'一第3次換油(320～520h)
一
時倒，h
圖8 油品中Pb含量隨時間變化曲線
從圖4～圖8可看出． 在1 O00 h耐久性試驗
中．各金屬元素表現(xiàn)出非常平穩(wěn)的變化趨勢．并始
終保持在較低的水平 因此．該昆侖燃氣發(fā)動機潤
滑油具有優(yōu)異的抗磨性能．完全可滿足燃氣發(fā)動機
的潤滑要求
4 結束語
對昆侖燃氣發(fā)動機潤滑油進行了1 000 h可靠
性試驗．結果表明。該油品具有優(yōu)異的抗磨、抗氧化、
抗硝化和高溫沉積物的控制等能力．可滿足東風重
型歐Ⅲ排放的EQD230N一30燃氣發(fā)動機的潤滑要
求 昆侖燃氣發(fā)動機潤滑油在東風重型歐Ⅲ燃氣發(fā)
動機上換油周期為12 000～18 000 km，對用于高原、
高塵等苛刻工況下的發(fā)動機可酌情縮短
(責任編輯文楫)
修改稿收到日期為2010年5月19習
一33 —

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