甲醇汽油甲醛排放及其对润滑油性能影响试验研究(二)

学术论文 2018-07-30 15:52:31
   同时随着行驶里程的增加,朗逸在怠速工况下甲醛排放呈现先减小后缓慢增大的趋势,而高怠速工况下呈现逐步增大的趋势;帕萨特在怠速和高怠速工况下都呈现先增大后减小的趋势,怠速工况下增大明显。原因可能是随着车辆行驶里程的增加,从1万公里的磨合状态到8万公里的逐渐老化状态,发动机的性能变化导致上述的甲醛排放变化。同时由于两辆试验车辆性能差异以及帕萨特为涡轮增压发动机,排气温度较高,因此两辆试验车辆甲醛排放趋势有差异。
   由于M15中甲醇含量较少,从试验结果可以看出,试验车辆的发动机工作正常,燃烧较为充分,因此燃用M15时甲醛的生成量比较低的,与燃用汽油时的生成量处于同一数量级。
   3润滑油试验结果分析
   3.1粘度试验结果分析
   运动粘度是润滑油的一个最重要的性能指标,运动粘度的大小影响润滑油在摩擦副中形成的油膜强度以及其流动性的大小。通常情况下,由于氧化作用、燃料油的稀释、润滑油中轻组分的挥发以及机械剪切等都会造成润滑油粘度的变化,粘度过大会增加机械的动力损耗,并且粘度过大会造成润滑油泵送困难,润滑油难以在摩擦副间形成充足的润滑油膜,粘度过小则会导致摩擦副间油膜厚度过小,机械磨损增加,甚至造成发动机的拉缸。
   在此试验中,分别测量40℃和100℃运动粘度,并且计算运动粘度变化率,试验完成后进行数据处理,得到润滑油粘度随行驶里程的变化关系,如图5、6所示。
   从图中可以看出,随着试验车辆行驶里程的增加,两辆车所更换的润滑油在相同温度下的粘度都会有随之增高的趋势,并且朗逸较帕萨特相比增高趋势明显,这是由于发动机燃烧甲醇汽油时,甲醇及其燃烧产物甲酸的可能会流入到曲轴箱中,会与润滑油中的添加剂反应导致润滑油粘度增加;同时随着行驶里程的增加,发动机开始出现缓慢老化,导致燃料窜入到曲轴箱的机率增加,所以其粘度会有缓慢增长的趋势;同时,两台试验车辆所更换的润滑油粘度与未使用的润滑油粘度相比,变化很小。
   图7为润滑油100℃运动粘度变化率随行驶里程的变化关系,根据国标中关于机油换油指标的规定,100℃运动粘度变化率最大不能超过20%,由试验数据可知,两辆试验车辆所使用润滑油在100℃时的粘度变化率均在20%范围内,因此可知,M15甲醇汽油对润滑油的粘度影响很小。
   3.2酸值試验结果分析
   润滑油的酸值变化主要原因是氧化变质和污染变质,酸值主要影响零件的腐蚀性,若酸值过高就会对发动机零部件产生腐蚀作用。润滑油在使用中由于水分存在、甲醇及其燃烧产物甲醛、甲酸等的窜入等都会使润滑油氧化作用加剧,加速润滑油的老化,在此过程中会产生较多的酸性物质。润滑油酸值较大会对发动机部件造成腐蚀,并且与金属部件相互作用还会使润滑油的老化加速,会对发动机造成较大的损害。图8和9为酸值以及增加量随行驶里程的变化关系。
   由上图可知:润滑油酸值有随着试验车辆行驶里程的增加而增大的趋势,并且朗逸较帕萨特相比增高趋势较大,这是由于发动机燃烧甲醇汽油时,气缸中的甲醇及其燃烧产物可能会流入曲轴箱中,加剧了润滑油的氧化老化,酸值增加;从图5.5中可以看出总体酸值增加较小,都小于0.5mg,均低于2.0mg的换油限值,这表明M15甲醇汽油对润滑油的酸值影响很小。
   3.3水分试验结果分析
   燃烧中生成的水蒸气以及环境中的水的凝结会造成润滑油中有水分存在,这容易造成润滑油乳化变质产生油泥,同时也增加了润滑油的氧化作用,使其氧化变质产生不溶性物质和有机酸,破坏润滑系统油膜,腐蚀金属部件,因此需要避免润滑油中过多水分的存在。
   润滑油水分试验结果为:两台车辆所更换的润滑油含水量过小,很难精确测量出,均低与国标规定的0.2%,因此可以得出结论试验车辆燃烧M15甲醇汽油对润滑油水分含量基本无影响。
   4结论
   (1)两辆试验车辆分别燃油M15甲醇汽油和93号汽油时,排气中都有甲醛排放,M15甲醇汽油甲醛排放高于93号汽油,两者甲醛排放量都较低,处于同一数量级;对于两种燃料怠速工况下的甲醛排放要高于高怠速工况下的甲醛排放。
   (2)随着试验车辆行驶里程的增加,两辆试验车辆所更换的润滑油在相同温度下的粘度都会有随之增高的趋势,100℃时的运动粘度变化率均在20%范围内;润滑油酸值有随着试验车辆行驶里程的增加而增大的趋势,酸值增加量都小于0.5mgKOH/g;润滑油中水分含量均低于0.2%,可以得出M15甲醇汽油对发动机润滑油性能劣化影响较小。
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