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1、2011年中国内燃机油技术与市场发展研讨会基础油对柴油发动机排放的影响杜大昌北京 2011.10目录1. 世界柴油汽车排放法规趋势2. 柴油发动机油以及基础油分类和烃类组成3. 基础油对柴油发动机排放的影响3.1 排放物组成与尾气后处理技术3.2 基础油挥发性对颗粒和NOx排放的影响3.3 基础油硫含量对SO2排放的影响3.4 基础油对柴油发动机节能及降低CO2排放的影响4. 结论1. 世界柴油汽车排放法规趋势 欧洲机动车排放法规800700600500NoxNox400PM30020010002014 2009 2005 2000 1996 1992 Euro 6 Euro 5 Euro 4
2、 Euro 3 Euro 2 Euro 1160140120100806040200美国柴油车排放趋势中国柴油汽车排放法规2. 柴油发动机油组成 7795%基础油： 510%性能添加剂（一般为复合剂）：减摩、抗磨、抗氧防腐（ZDDP）、清净分散（丁二酰亚胺系列、酚盐、磺酸盐）、抗氧 010%粘度指数改进剂： 0.3%降凝剂： PPM抗泡剂：柴油机油性能改进趋势机油消耗环保排放阀系保护剪切稳定性轴承保护活塞沉积物油泥控制基础油的分类基础油分类硫 (%)饱和烃 (%)粘度指数第一类 0.03和/或 9080 119第二类 9080 119合第三类 90 120成基第四类所有的聚a烯烃 (PAOs)
3、础油第五类所有其他没有包括在第一、二、三、四类中的其他油SK YUBASE基础油基础油烃类组成变化Source: Chevron基础油烃类族组成Group IGroup IIGroup III环烷基150SN150N150N (Yu6)150N苯胺点，10011612679VGC0.820.800.780.87Cp, %57647947Cn, %38352142Ca, %51011Source: SK3.1 排放物组成与尾气后处理技术排放物组成柴油发动机尾气排放物通常由气体、蒸汽、液体气凝胶、颗粒物等组成的一种复杂混合物。包含的燃烧产物有： 碳（油泥）(soot); 根据发动机和使用的燃料不同
4、，碳颗粒的含量从60%到80%。这些颗粒表面不规则并且非常细小，具有极强的吸附性。 氮化物; 水; CO; 醛aldehydes; NOx SOx 多环芳烃3.1 排放物组成与尾气后处理技术排放后处理技术 EGR：数量增加，旨在控制NOx CCV：密闭曲轴箱通风，除去曲轴箱有害气体 在线的表盘诊断设备 尾气后处理技术： DOC：柴油氧化催化剂，作为DPF的前端技术 DPF：柴油颗粒物过滤器 NOx吸附器 LNC：稀NOx催化剂 SCR：选择性催化还原发动机油尾气后处理技术寿命的影响DOCDPF基础油LNC硫与挥发性SCRDeNOx3.2 基础油对柴油发动机排放的影响蒸发损失柴油机油的蒸发损失特
5、性趋势ACEAACEAEuroAPIAPIAPIAPIJASOCH4CH4DH2E908 E608III10W30 15W40CI4CJ42005挥发性Noack13132018151318%3.2 基础油对柴油发动机排放的影响蒸发损失各种基础油的蒸发损失特性Noack失重，wt%蒸发损失 (250, 1hr)181716.5161412107.686.86420Group IGroup IIGroup III Yu-6 Group IV PAO 63.2 基础油对柴油发动机排放的影响蒸发损失机油消耗途径发动机油消耗的来源比例转速，rpmSource: SWRI&GE润滑油蒸发损失性能在机油消
6、耗中所占比例发动机油消耗的来源比例转速，rpmSource: SWRI&GE润滑油的挥发性与机油消耗关系润滑油挥发性Noack,%18161412108620406080机油消耗指数Source: Nissan3.2 基础油对柴油发动机排放的影响蒸发损失颗粒排放l 润滑油挥发性对不同发动机颗粒排放物中的组成的影响0.140.120.10.080.060.040.020Cummins N14Source: SWRI&GE NonVOF FuelVOF Sulfate+water oilVOFDDC Ser.50Cummins B5.9润滑油对颗粒各组份的贡献：NonVOF15%FuelVOF0%
7、Sulfate1%OilVOF100%润滑油在颗粒排放物组成的比例排放颗粒中润滑油影响比例60%50%40%30%20%10%0%中速中负荷高速高负荷Source: MIT不同挥发性润滑油对颗粒排放的影响PM0.60.580.560.540.520.50.480.460.440.420.415W40Noack10.3%15W40Noack10.1%5W40Noack8.6%Source: J.of Syn. Lub., 2006不同挥发性润滑油对颗粒排放的影响10.990.980.970.960.950.940.930.920.91 15W40Noack 15% 0W40Noack 11%冷启
8、动热启动Source: Caserino 20003.3 基础油对柴油发动机排放的影响蒸发损失 NOx排放NOx7.77.67.57.47.37.27.176.96.815W40Noack10.3%15W40Noack10.1%5W40Noack8.6%Source: J.of Syn. Lub., 2006基础油挥发性组成对柴油发动机排放的影响NOx排放NOxNOx110.980.980.960.960.940.940.920.90.920.8815W400W4015W405W40Source: Manni etal, SAE 20001913Source: Jefferd etal, SA
9、E 200019833.3 基础油对柴油发动机排放的影响硫含量 发动机油中硫元素的来源明显的改进成品润滑油中的硫含量，%基础油稀释油摩擦改进剂抗氧剂清净剂抗磨剂过去典型现在高端发动机油发动机油中硫含量变化ACEAACEAEuro IIIAPIAPIAPIE908E608CH4CI4CJ4硫含量0.40.30.41.50.40.8no0.4limit硫酸盐1.01.01.21.91.21.61.01.0灰分基础油硫含量 第一类基础油150SN：0.1%0.5% 第二类基础油150N：10ppm 第三类基础油150N（6cSt）：3ppm 第四类基础油PAO6：0ppm基础油硫含量对SO2排放的影
10、响Source: Shawn3.3 基础油对柴油发动机排放的影响硫含量排放颗粒1.21.151.11.0510.950.9 高硫润滑油，15W40，20300ppm 低硫润滑油,150W40,4200ppmSource: MIT3.4 基础油对柴油发动机排放的影响低粘度化趋向 基础油对柴油发动机节能的影响低粘度化趋向柴油机油燃油经济性，%1.210.80.60.40.205W3010W305W4015W40Source: Chevron欧洲柴油机油低粘度化趋向70%60%50%47%42%40%30%20%10%5%6%0%20W5015W4010W40/10W305W30/5W40 2008
11、 2012Source: Lubrizol欧洲柴油机油低粘度化趋向导致使用高质量基础油90%80%70%56%60%50%40%28%30%20%13%10%3%0%Group IGroup IIGroup IIIGroup IV&V 2008 2012Source: Lubrizol低粘度化对CO2排放的影响燃油经济性对欧盟CO2排放的影响重型卡车巴士典型每年行驶里程150,000km70,000km燃油消耗率35升/100km40升/100km每年使用燃油量55,000升28,000升CO2每年排放量140吨75吨每辆卡车和巴士燃油经济性改进1%减少CO2排放及节省费用1.4吨，540欧元
12、/卡车0.75吨，280欧元/巴士全欧盟节省燃油费用12亿欧元全欧盟减少CO2排放量300万吨Source: Lubrizol低粘度化对CO2排放的影响高品质基础油对CO2排放的影响 高品质基础油带来的变化：减少发动机和传动系统的摩擦和磨损，这使得节省燃料消耗12%，同时显著延长换油周期 如果高品质三类油每年产量达到120万吨，考虑延长换油周期、节省燃料消耗等因素，理论上可以减少1350万吨/年的CO2的排放。 理论上测算：三类油产量25万吨/年，减少CO2的效果相当于每年100万辆汽车所产生的量。Source: Nestoil不同粘度等级柴油机油与基础油Noack蒸发损失，%CCS（20C）Source: Chevron4. 结论 全球的环保法规趋向严格； 基础油中硫含量和挥发性是影响柴油机排放的重要因素 基础油挥发性降低可明显降低柴油机的颗粒和NOx的排放； 基础油中硫含量趋向明显降低，对降低SO2排放有直接作用； 使用高品质基础油通过延长换油周期、降低能耗、提高燃油经济性从而大幅度地降低CO2的排放。谢谢大家！杜大昌手机：189 1619 9666电邮：