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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 世界柴油汽车排放法规趋势 柴油发动机油以及基础油分类和烃类组成 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 结论 世界柴油汽车排放法规趋势 欧洲机动车排放法规 800 700 600 500 Nox Nox 400 PM 300 200 100 0 2014 2009 2005 2000 1996 1992 Euro 6 Euro 5 Euro 4 Euro 3 Euro 2 Euro 1  160 140 120 100 80 60 40 20 0 美国柴油车排放趋势 中国柴油汽车排放法规 柴油发动机油组成 77‐95%基础油： 5‐10%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 0‐10%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 90 80 ‐ 119 ? 第二类 0.03 和 90 80 ‐ 119 合 第三类 0.03 和 90 120 成 基 第四类 所有的聚a‐烯烃 (PAOs) 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 I Group II Group III 环烷基 150SN 150N 150N (Yu6) 150N 苯胺点，℃ 100 116 126 79 VGC 0.82 0.80 0.78 0.87 Cp, % 57 64 79 47 Cn, % 38 35 21 42 Ca, % 5 1 0 11 Source: SK 3.1 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，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 DOC DPF 基础油 LNC 硫与挥 发性 SCR De‐ NOx 3.2 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性趋势 ACEA ACEA Euro API API API API JASO CH‐4 CH‐4 DH2‐ E9‐08 E6‐08 III 10W30 15W40 CI‐4 CJ‐4 2005 挥发性 Noack 13 13 20 18 15 13 18 % 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) 18 17 16.5 16 14 12 10 7.6 8 6.8 6 4 2 0 Group I Group II Group III Yu-6 Group IV PAO 6 3.2 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，rpm Source: SWRIGE 润滑油蒸发损失性能在机油消耗中所占比例 发 动 机 油 消 耗 的 来 源 比 例 转速，rpm Source: SWRIGE 润滑油的挥发性与机油消耗关系 润滑油挥发性Noack,%  18 16 14 12 10 8 6 20 40 60 80 机油消耗指数 Source: Nissan 3.2 基础油对柴油发动机排放的影响—蒸发损失 颗粒排放 润滑油挥发性对不同发动机颗粒排放物中的组成的影响 0.14 0.12 0.1 0.08 0.06 0.04 0.02 0 Cummins N14 Source: SWRIGE  Non‐VOF Fuel‐VOF Sul