润滑油对低速早燃（LSPI）之影响

2017-12-11   来源：润滑油情报 网友评论 0 条

    人们对节能减排效果更好的发动机的需求日益增加，促使了乘用车OEM生产小型涡轮增压直喷发动机。尽管这种发动机具有较高的功率密度以及燃料经济性，但是它可能会出现一种名为“低速早燃（LSPI）”的现象。

ILSAC GF-6规格机油能够解决这个问题。可惜的是，GF-6规格机油在推出之前，需要进行几项新型发动机测试，这极大地推迟了该规格在市场出现的时间。然而，低速早燃问题刻不容缓，汽车生产商需要一种新的机油规格来替代API SN机油，这种新产品需要进行一项新的低速早燃测试。行内人员希望这种新的规格机油能够在明年1月1日投入使用。

美国石油学会（API）对于这一时间点却并不赞同。不过，该学会也建议了润滑油生产商应该做好在明年第一季度迎接这种机油的准备。路博润相关人士表示：润滑油行业必须加快向GF-5+规格前进的步伐。

什么事低速早燃（LSPI)?

低速早燃是火花点燃式涡轮增压发动机，尤其是直喷发动机，在大负荷与低转速工况下出现的反常现象。低速早燃会引发小型发动机出现超级爆震，从而对发动机造成严重损伤，这也是一些OEM非常关心的问题。

低速早燃的诱发源尚未可知，虽然OEM可以通过调整发动机的工况来解决这个问题，但是这样会降低发动机的效率。

目前人们已经明确了发动机技术、发动机工况、燃料性能、润滑油性能等错综复杂的因素，对低速早燃有一定影响。但是对于具体的形成机理，人们还没能达成共识。低速早燃具有不确定性。虽然发动机不能完全避免出现低速早燃，但是如果想让一台受控的测试发动机出现这种现象，那也是极其困难的。

为了了解润滑油对低速早燃的作用，以及低速早燃与燃烧的潜在关系，润英联采用了燃烧测试仪来检测润滑油的自燃倾向。

低速早燃有三个步骤，这些步骤都是在特定的燃烧环境下发生的。

步骤一：燃烧室的热点自燃，然后引发混合气早燃。不过对于早燃的诱发源，目前还没有明确的结论。有些研究人员认为是液体燃料的液滴或者是润滑油的油滴，而有些人却认为是固体脱落物。早燃出现在火花塞点火之前，早燃本身不会对发动机造成伤害。

步骤二：后续的火焰传播。早燃的火焰传播与火花塞正常点火之后的火焰传播过程类似，对发动机没有损害。但是由于点火的时刻不受控制，可能导致气缸中的压力与温度过高。

步骤三：引发周围的混合气出现超级爆震。早燃与我们常说的敲缸十分相似，但是由于早燃发生在火花塞点火之前，点燃的时间没有规律，不受控制，周围也具有大量的混合气，因此早燃比敲缸更加严重。

人们可以根据燃烧理论对普通的火焰传播与严重的爆震进行区分。图表2对燃烧过程进行了图解，其中涵盖了取决于燃料、润滑油的自燃倾向的热点性质、燃料的燃烧特性以及发动机的情况等内容。

清净剂的作用

润英联的前几项研究主要围绕着钙系清净剂与镁系清净剂对低速早燃的影响这个主题。这些研究的结果显示，钙系清净剂显著地增加了低速早燃的出现概率，而镁系清净剂几乎对低速早燃毫无影响。不过，这两种清净剂的浓度，对燃烧测试仪检测出来的混合气自燃倾向结果没有影响。

研究人员再把过氧化钙、过氧化镁与机油混合了之后，使用燃烧测试仪来检测燃烧情况。虽然过氧化物加剧了反应程度，但是燃烧仍然没有受到钙成分和镁成分的影响。这些实验结果显示，无论是在初始阶段，还是在气态机油发生自燃与其他反应时，钙都没有起到作用。

基础油的选择

从图表1展示的数据中，可以了解到，基础油的化学成分在燃烧测试中与燃料的自燃倾向最为密切。

测试人员把各种品质的基础油加入到燃料样品中，然后进行测试，结果显示APIⅠ类基础油到API Ⅳ类基础油的自燃概率递增。润英联还发现有些API Ⅴ类油很难发生自燃。在燃料中加入这些基础油并不会增加自燃的概率，因此它们可能会成为改善低速早燃的配方。

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（节选自《润滑油情报》杂志2017年11月刊）如需了解更多润滑油对低速早燃（LSPI）之影响，欢迎来电索刊：020-87766826、87766563、87766589。