國六來了,重型商用車該如何選擇合適的潤滑油

时间 : 2019-08-16 来源 : ag集团官网 浏览量 : 205

201971日起,全國部分省份/直轄市正式開始執行《重型柴油車汙染物排放限值及測量方法(中國第六階段)》(簡稱重型車國六標准),中國正式進入“國六”排放標准時代。按照國家生態環境部的規劃要求,國六標准將分爲兩個階段實施,分別是國六a和國六b。國六a將于2019年7月1日對燃氣車輛實施,2020年7月1日對城市車輛(城市公交車、環衛車、郵政車等)實施,2021年7月1日對所有車輛實施;國六b將于2021年1月1日對燃氣車輛實施,2023年7月1日對所有車輛全面實施。




01.國六排放標准和國五相比有什麽區別?


氮氧化物(NOx)和顆粒物(PM)排放限值和國五相比分別加嚴了77%和67%,並新增了粒子數量(PN)的限值要求。


發動機測試工況從歐洲穩態循環(ESC)和歐洲瞬態循環(ETC)改爲更具有代表性的世界統一穩態循環(WHSC)和世界統一瞬態循環(WHTC)。


在型式檢驗中增加了循環外排放測試的要求,包括發動機台架的非標准循環(WNTE)和利用車載排放測試系統(PEMS)進行的實際道路排放測試,並增加了實際行駛工況有效數據點的NOx排放濃度要求。


PEMS實際道路排放測試不僅應用于型式檢驗,還應用于新生産車和在用車符合性的監督檢查,加嚴了排放控制裝置的耐久裏程要求,並對排放相關零部件提出了排放質保期的規定。


在歐六車載診斷系統(OBD)的基礎之上,參考美國OBD法規提出了永久故障碼等反作弊的要求;並首次將遠程排放管理車載終端(遠程OBD)的要求應用到國家標准。




應該說,中國版“國六”排放法規在沿襲歐VI排放法規的基礎上,又進一步借鑒整合了北美EPA及CARB(加州標准)排放法規的相關測試方法和排放限值,號稱“史上最嚴排放法規”實質名歸。


02.国六阶段国内重卡厂商尾气处理技術路线解析


  通过上面对国六排放标准的解读,我们发现国六排放标准除了对NOx和PM排放进行了更严格的规定,还规定了CO、HC、NH3等排放限值,同时也增加了对PM排放的监控。这对發動機的尾气处理技術提出了更高的要求


  通过对国内商用车厂商近期发布的国六發動機调查汇总,目前国六主流排放处理技術路线可分为有EGR和无EGR两种模式:(詳見下圖)




采用带有EGR的技術路线,尾气处理结构通常为“EGR+DOC+DPF+SCR+ASC”,采用此种路线的厂商包括解放動力、潍柴、玉柴、重汽MC、东风、云内、汉马等。


采用无EGR的技術路线,尾气处理结构通常为“(NSC)DOC+DPF+Hi-SCR+ASC”,采用此种路线的厂商目前国内仅有康明斯和上菲红。


03.國內符合國六排放標准的重卡柴油發動機


解放動力 CA6DM3-56E6發動機



中國重汽 MC13.50-60發動機




潍柴 WP13G580發動機



玉柴 YCK13 600-60發動機




东风沃尔沃 DDi13E560-60發動機




上菲紅 Cursor13 560發動機




康明斯 ISZ 14發動機




通过我们对国内主流商用车厂商国六技術路线的分析不难得出以下几点结论: 

      

一、对于重型柴油發動機而言,在国六排放阶段,SCR氮氧化物催化还原系统依然在延用,并且在无EGR排放技術路线中,Hi-SCR催化还原反应的效率进一步得到提高,SCR车用尿素溶液依然在国六排放阶段做为催化还原剂大量应用。


二、柴油機國六排放標准對于PM(顆粒物)的限值相對于國五嚴格了不少,通過優化標定、進排氣相位等手段已經無法讓原機PM排放在滿足動力性的同時還滿足法規要求,因此只能通過加裝DPF後處理來解決。


三、部分车型加装ASC氨逃逸催化器,主要目的是对尿素催化还原过程中产生的未发生反应的氨气进行进一步的分解,降低 SCR 后端排气中的氨含量,有效保护环境。


四、有无EGR的技術路线各有利弊。有EGR系统在减少NOx值的同时PM颗粒物的排放会增加,需要增加DPF来应对PM颗粒物的排放。但EGR系统对發動機功率会存在一定的损耗,同时發動機结构、安装空间和后期维护会更加复杂。无EGR系统对SCR系统处理NOx的效率提出了更高的要求,同时PM颗粒物的减少有利于DPF系统延长使用寿命和再生周期,简化發動機结构,易于后期维护,不影响發動機动力输出,对降低油耗有一定帮助。


【小知識:尾氣排放處理系統名詞解釋】


EGR 废气再循环系统


EGR即废气再循环系统,工作原理为一少部分發動機废气通过EGR阀进入气缸内与混合气燃烧,这样做的目的是降低燃烧时的气缸温度,另一方面是为了降低氧气含量。


DOC 柴油机氧化催化器


DOC直譯就是柴油機氧化催化器。DOC一般以金屬或陶瓷作爲催化劑的載體。當柴油機尾氣通過催化劑時,碳氫化合物、一氧化碳等在較低的溫度下可以很快地與尾氣中的氧氣進行化學反應,生成無汙染的H2O和CO2。


DPF 柴油颗粒捕捉器


DPF是安裝在排氣系統系統中,通過DPF能將尾氣中的顆粒物過濾捕捉,可以減少尾氣中的顆粒物。通常過濾效果能達到70%-90%。 


SCR/ Hi-SCR選擇性催化還原系統


SCR为选择性催化还原技術,主要利用尿素为还原剂,在选择性催化剂的还原作用下,将尾气中的氮氧化物还原成氮气与水。Hi-SCR的意思爲高效SCR催化還原系統,其工作原理與SCR相同,只是在氮氧化物的轉化效率上,Hi-SCR通常要求達到95%以上。


ASC 氨逃逸催化器


由于车辆可能存在尿素泄露、反应效率低等情况,尿素分解产生的氨气可能会未参与反应而直接排出大气。这就需要安装ASC装置已防止氨逃逸。氨逃逸催化器(ASC)一般安装在 SCR 后端,它在载体内壁使用贵金属等催化剂涂层,用于还原废气中的氨。




04.國六階段重型商用車潤滑油的選擇



      在充分了解国六排放标准以及各路厂家关于尾气处理排放路线图,下面我们重点聊一聊,国六阶段重型大马力柴油發動機润滑油品选择的问题。


      国六排放时代,对重型柴油机油品的需求可以概括为四点:低灰分高性能低粘化長換油


      低灰分:目前我们市面上主流的柴机油级别如API的CI-4和ACEA的E4/E7,采用的都是高灰分添加剂配方,灰分值大于1.0%。润滑油中过高的硫酸盐灰分参与燃烧会生成无机盐,造成DPF颗粒捕捉器堵塞,PM过滤效果下降,背压增加,严重时可损坏DPF系统无法再生。所以选择合适灰分并合理控制硫、磷等金属元素含量的润滑油品,可有效保护DPF尾气处理装置,同时满足国六阶段对长期车辆排放耐久性的要求。所以建议国六排放且加装DPF尾气装置的商用车一定要选择CJ-4/CK-4或ACEA E6/E9级别的産品。未来中国自主柴油机油标准D1-2019也将兼容国六排放要求;


發動機后处理系统污染物控制排放装置耐久性要求



CK-4及ACEA E6/E9标准中对油品灰分限定值的要求





      高性能:国六阶段,绝大部分重型商用车發動機引入了EGR废气再循环系统,这对润滑油的清净分散性和抗腐蚀性能提出了更高要求。同时为应对長換油周期,要求能够更好地控制油品粘度增长老化程度,合理提高HTHS粘度,减少蒸发损失带来的频繁补加影响;因此,适配重卡国六發動機的油品级别将升级为CJ-4/CK-4或者ACEA E6/E9,以API最新发布的CK-4级别柴机油为例,在台架试验方面引入了最新CAT C13空气充气性和MackT-13氧化测试,同时兼容康明斯ISM EGR评定和ISB阀系磨损评定,与CJ-4级别産品相比,抗磨损保护提升了20%、高温粘度控制提升了30%、抗氧化性能提升了50%。




      低粘化:从燃油经济性角度出发,降低润滑油初始粘度级别,可以适当为车辆的燃油经济性做出一定的贡献,但降低粘度的同时还要充分兼顾磨损保护和换油周期。目前重型商用车燃油经济性的强制性法规还未出台,但相信在不久的将来,随着乘用车2020年百公里油耗5L法规政策的落地实施,商用车燃油经济性也将会适时提出。为了适应对燃油经济性法规的要求,目前国六阶段商用车用油粘度将逐步从原来的XW-40/XW-50逐渐向XW-30油品过渡,在全面转向XW-30粘度后,大致可以实现1%左右的燃油经济性提升。同时目前国内高端或旗舰重卡商用车型同步匹配了AMT机械换档式自动变速箱,这对燃油经济性和延长润滑油换油周期起到一定的辅助作用。




      長換油:国五阶段,国内主流重卡厂商基本完成了各自長換油周期高端牵引重卡的市场布局,依据各自的技術路线和發動機特点,国五阶段重卡長換油周期基本集中在8-10万公里,润滑油级别集中在CI-4和ACEA E4,粘度主要以10W-30和10W-40为主。通过前期一系列的市场使用经验反馈来看,在标准载重工况环境下,选用合乎标准的燃油、机油、滤清器等配套设施,8-10万公里的换油周期是完全可以实现的。进入到国六阶段,重卡發動機马力步入500-580马力区间,钢活塞、抗磨涂层及超高压燃油喷射系统技術的加持,包括气体机燃烧方式的改变,将进一步提升换油里程周期,预计国六阶段,商用重卡牵引车的换油里程周期将提升到12-15万公里,粘度将主要以5W-30和10W-30为主。



國五階段國內主流重卡廠商換油裏程周期一覽


针对已经到来的国六排放标准,ag集团官网未雨绸缪,在充分了解和掌握政策导向的同时,积极与国外顶级润滑油添加剂厂商进行前瞻性的研究与合作,经前期添加剂与配方筛选以及理化指标数据的验证,现推出四款满足国六排放要求、满足不同燃料需求,满足不同换油里程的全新润滑升级産品:


6万公里CJ-4\E9重负荷合成柴油机油 10W-40


10万公里ACEA E6/E9长效合成柴油机油 10W-40 

15萬公裏CK-4/E6長效合成柴油機油5W-30

6万公里长效LNG/CNG燃气专用机油 15W-40


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