国六来了,重型商用车该如何选择合适的润滑油

时间 : 2019-08-16 来源 : 本合润滑油 浏览量 : 751

201971日起,全国部分省份/直辖市正式开始执行《重型柴油车污染物排放限值及测量方法(中国第六阶段)》(简称重型车国六标准),中国正式进入“国六”排放标准时代。按照国家生态环境部的规划要求,国六标准将分为两个阶段实施,分别是国六a和国六b。国六a将于2019年7月1日对燃气车辆实施,2020年7月1日对城市车辆(城市公交车、环卫车、邮政车等)实施,2021年7月1日对所有车辆实施;国六b将于2021年1月1日对燃气车辆实施,2023年7月1日对所有车辆全面实施。




01.国六排放标准和国五相比有什么区别?


氮氧化物(NOx)和颗粒物(PM)排放限值和国五相比分别加严了77%和67%,并新增了粒子数量(PN)的限值要求。


发动机测试工况从欧洲稳态循环(ESC)和欧洲瞬态循环(ETC)改为更具有代表性的世界统一稳态循环(WHSC)和世界统一瞬态循环(WHTC)。


在型式检验中增加了循环外排放测试的要求,包括发动机台架的非标准循环(WNTE)和利用车载排放测试系统(PEMS)进行的实际道路排放测试,并增加了实际行驶工况有效数据点的NOx排放浓度要求。


PEMS实际道路排放测试不仅应用于型式检验,还应用于新生产车和在用车符合性的监督检查,加严了排放控制装置的耐久里程要求,并对排放相关零部件提出了排放质保期的规定。


在欧六车载诊断系统(OBD)的基础之上,参考美国OBD法规提出了永久故障码等反作弊的要求;并首次将远程排放管理车载终端(远程OBD)的要求应用到国家标准。




应该说,中国版“国六”排放法规在沿袭欧VI排放法规的基础上,又进一步借鉴整合了北美EPA及CARB(加州标准)排放法规的相关测试方法和排放限值,号称“史上最严排放法规”实质名归。


02.国六阶段国内重卡厂商尾气处理技术路线解析


  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。这对发动机的尾气处理技术提出了更高的要求


  通过对国内商用车厂商近期发布的国六发动机调查汇总,目前国六主流排放处理技术路线可分为有EGR和无EGR两种模式:(详见下图)




采用带有EGR的技术路线,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动力、潍柴、玉柴、重汽MC、东风、云内、汉马等。


采用无EGR的技术路线,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.国内符合国六排放标准的重卡柴油发动机


解放动力 CA6DM3-56E6发动机



中国重汽 MC13.50-60发动机




潍柴 WP13G580发动机



玉柴 YCK13 600-60发动机




东风沃尔沃 DDi13E560-60发动机




上菲红 Cursor13 560发动机




康明斯 ISZ 14发动机




通过我们对国内主流商用车厂商国六技术路线的分析不难得出以下几点结论: 

      

一、对于重型柴油发动机而言,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排放技术路线中,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、柴油机国六排放标准对于PM(颗粒物)的限值相对于国五严格了不少,通过优化标定、进排气相位等手段已经无法让原机PM排放在满足动力性的同时还满足法规要求,因此只能通过加装DPF后处理来解决。


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的技术路线各有利弊。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系统对发动机功率会存在一定的损耗,同时发动机结构、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,简化发动机结构,易于后期维护,不影响发动机动力输出,对降低油耗有一定帮助。


【小知识:尾气排放处理系统名词解释】


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发动机废气通过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直译就是柴油机氧化催化器。DOC一般以金属或陶瓷作为催化剂的载体。当柴油机尾气通过催化剂时,碳氢化合物、一氧化碳等在较低的温度下可以很快地与尾气中的氧气进行化学反应,生成无污染的H2O和CO2。


DPF 柴油颗粒捕捉器


DPF是安装在排气系统系统中,通过DPF能将尾气中的颗粒物过滤捕捉,可以减少尾气中的颗粒物。通常过滤效果能达到70%-90%。 


SCR/ Hi-SCR选择性催化还原系统


SCR为选择性催化还原技术,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的意思为高效SCR催化还原系统,其工作原理与SCR相同,只是在氮氧化物的转化效率上,Hi-SCR通常要求达到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.国六阶段重型商用车润滑油的选择



      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发动机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长换油


      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级别的产品。未来中国自主柴油机油标准D1-2019也将兼容国六排放要求;


发动机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发动机引入了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。同时为应对长换油周期,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,适配重卡国六发动机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级别产品相比,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。




      长换油:国五阶段,国内主流重卡厂商基本完成了各自长换油周期高端牵引重卡的市场布局,依据各自的技术路线和发动机特点,国五阶段重卡长换油周期基本集中在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,重卡发动机马力步入500-580马力区间,钢活塞、抗磨涂层及超高压燃油喷射系统技术的加持,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。



国五阶段国内主流重卡厂商换油里程周期一览


针对已经到来的国六排放标准,本合润滑油未雨绸缪,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产品:


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 

15万公里CK-4/E6长效合成柴油机油5W-30

6万公里长效LNG/CNG燃气专用机油 15W-40


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