文
整理Simon
汽油直喷发动机(英文简称GDI或TSI)。
由于直喷发动机可有效提高燃烧效率,改善燃油经济性和尾气排放,并可提高瞬时加速响应,所以近年来装配汽油直喷发动机的汽车越来越多。
如果盘点一下在国内装配直喷发动机的车型,就会发现通用,福特,本田等主流畅销的车型几乎全都是装配直喷发动机的车型,而且装配小排量的直喷发动机越来越多,如本田的1.5,通用的1.5和1.4,福特的1.5和1.0,铃木的1.4,现代的1.6,丰田也宣布马上要推出1.2的直喷发动机。
但是随着直喷发动机的小型化,直喷发动机出现了早燃(提前点火)(火花塞还未开始点火,燃烧室的混合物就已经自燃,这就是早燃),早燃会形成强大的压力波(气缸内的正常压力是8MPa,超过10MPa就是超常爆震),引发缸内的超常爆震(LSPI)。
超常爆震不仅噪音大,也会影响到发动机的寿命,为啥呢?为啥?压力大呗。压力大,人的寿命都短,机器也一样。举个例子,去过赛车场的人都知道,赛车的超级爆震很严重,在准备发车时,赛车的排气管子在不停的放炮,一会就嘭的一下,一会就嘭的一下,大家都知道赛车的发动机是短命鬼。
不过很多人想不明白,超级爆震是燃烧的问题,这是汽油的问题吧,应该和机油没有关系吧,通常人都这么想,不过许多发现是属于极少数人的,而且很多情况下是无心插柳柳成荫,诺贝尔奖也只是每年只给那么几个人发,不是每人都有份。
好了,言归正传,看看直喷发动机和进气管内喷射的发动机有啥区别。
上图可以看到,进气管内喷射是把喷油咀设置在进气管内,喷油咀喷射出的汽油和空气混合后再随着气门的开启进入到燃烧室,而直喷发动机是直接把汽油喷射在燃烧室内,由于直喷发动机是大约呈90°角把汽油喷射在燃烧室内,所以会有一些汽油不可避免的喷到气缸壁上,这就是直喷和非直喷的区别。
那么直喷发动机不可避免的把汽油喷射到气缸壁上会造成什么后果呢?经众多的研发机构和汽车厂商(如丰田,通用,福特,奔驰,出光,千叶大学,加大伯克利,日本大学,同济大学,上海汽车,长城汽车)等研究发现。
直喷发动机会把一些微量汽油直接喷到气缸壁上,这些汽油会在活塞环的卡槽内聚集并和活塞环卡槽内的机油混合,汽油和机油组成的混合液因为复杂的物理和化学反应而在火花塞点火之前自燃是造成直喷发动机早燃和爆震的原因。
原理图请看下图。
后来,又有研究者发现,使用不同的机油,对直喷发动机超级爆震的影响区别还是很大的。
例如,欧洲规格的机油有高灰分的A/B系列标准,也有专门针对装配有DPF(颗粒捕捉器)发动机的低灰分的C系列标准的机油。
使用ACEAC3/C4标准的机油产生的爆震频次比ACEAA3/B3/B4标准的机油要少很多。
这是什么道理呢?有时候道理说不清楚,但是事实就是如此,就比如中药的复方西医不认可,西医认为中医都是经验之谈,没有理论支持,但是这并不妨碍中医中药的治病救人。
后来,丰田发现了机油中的钙离子是造成超级爆震的的主要原因,看下图。
丰田的研究表明,机油中的钙含量达0.25%,直喷发动机超级爆震的发生频次会很多,而机油钙含量在0.1%直喷发动机超级爆震的发生频次可以下降90%,钙含量如果在0.15%但是选用合成基础油和更有针对性的抗氧剂超级爆震频次的下降率会和钙含量0.1%的机油相当。
天哪,市场销售的A3/B3和A3/B4规格的机油可不钙含量就是0.25%嘛,一般的SN/GF-5规格的机油钙含量也有0.2%,不过也不能怪人家机油生产商,谁让你们车厂制订的机油标准要求碱值不能低,灰分也不能低。
所以你能怪人家机油厂商供给你的机油钙含量高吗?谁都知道,你们车厂的要求对机油厂商来说那就是圣旨,于是,车厂沉默了,还是抓紧制订新的机油标准吧。
这里再啰嗦一点钙和灰分的关系,一般来讲,机油中的金属经过分解残留的东西就是灰分,机油中的金属钙含量要比锌等金属高很多,所以机油中的灰分和钙的相关性最大。
机油中的钙是清净剂中的元素,如磺酸钙,烷基酚钙,水杨酸钙等,因为清净剂呈碱性,所以具有酸碱中和的作用,因为欧洲的的人工费很贵,所以要求机油的换油周期很长,那么机油使用的清净剂就要多,机油的钙含量就高。
最早以前的机油标准对磷和硫的含量也没有要求,后来,汽车都安装了三元催化器,不断更新的机油标准让磷含量也越来越低。
一开始的要求是磷含量不能大于0.12%,后来是0.1%,再后来是在0.06%-0.08%之间,而且对磷的挥发性也提出了要求。钙在机油中含量的要求估计会和磷含量一样,估计在新的机油标准也会写入。
德国福斯聚能0W40和MC分子油5W40,全面满足直喷发动机,无论在ACEA还是在OEM认证规格上远远领先行业标准,是奔驰AMG,大众TSI等直喷发动机车型的初装及售后用油。
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