满足未来排放要求的重负荷柴油机油(中石油)资料课件

中国石油天然气股份有限公司中国石油天然气股份有限公司PetroChina Company Limited 满足未来排放要求的重负荷柴油机油报告人：金鹏2007年4月中中 国国 石石 油油 润润 滑滑 油油 公公 司司PetroChina Lubricant Company主要内容柴油机油的发展趋势满足未来排放要求的重负荷柴油机油中中 国国 石石 油油 润润 滑滑 油油 公公 司司PetroChina Lubricant Company柴油机油的发展趋势中中 国国 石石 油油 润润 滑滑 油油 公公 司司PetroChina Lubricant Company柴油机油发展趋势柴油机油发展趋势n n目前，就世界范围来看，美国、欧洲和日本润滑油规目前，就世界范围来看，美国、欧洲和日本润滑油规目前，就世界范围来看，美国、欧洲和日本润滑油规目前，就世界范围来看，美国、欧洲和日本润滑油规格的发展，对全球的润滑油规格发展起着引导作用，格的发展，对全球的润滑油规格发展起着引导作用，格的发展，对全球的润滑油规格发展起着引导作用，格的发展，对全球的润滑油规格发展起着引导作用，它们的润滑油规格之间，既有共同之处，又有所差异。它们的润滑油规格之间，既有共同之处，又有所差异。它们的润滑油规格之间，既有共同之处，又有所差异。它们的润滑油规格之间，既有共同之处，又有所差异。APIAPIACEAJASOn n但推动油品规格进步的主要动力依然为延长换油期、节但推动油品规格进步的主要动力依然为延长换油期、节但推动油品规格进步的主要动力依然为延长换油期、节但推动油品规格进步的主要动力依然为延长换油期、节能、环保。能、环保。能、环保。能、环保。中中 国国 石石 油油 润润 滑滑 油油 公公 司司PetroChina Lubricant Companyn n延长换油期可以降低操作成本、减少资源消耗和废油延长换油期可以降低操作成本、减少资源消耗和废油延长换油期可以降低操作成本、减少资源消耗和废油延长换油期可以降低操作成本、减少资源消耗和废油处理。处理。处理。处理。n n但延长换油期意味着润滑油抗各种外界负荷（热负荷、但延长换油期意味着润滑油抗各种外界负荷（热负荷、但延长换油期意味着润滑油抗各种外界负荷（热负荷、但延长换油期意味着润滑油抗各种外界负荷（热负荷、机械负荷）和污染的性能要提高，从而对油品提出较机械负荷）和污染的性能要提高，从而对油品提出较机械负荷）和污染的性能要提高，从而对油品提出较机械负荷）和污染的性能要提高，从而对油品提出较高要求：高要求：高要求：高要求：1.1.1.1.提高粘度等物理性能（抗剪切性能、挥发性等）提高粘度等物理性能（抗剪切性能、挥发性等）提高粘度等物理性能（抗剪切性能、挥发性等）提高粘度等物理性能（抗剪切性能、挥发性等）2.2.2.2.碱保持性碱保持性碱保持性碱保持性 3.3.3.3.清净分散性能清净分散性能清净分散性能清净分散性能 4.4.4.4.抗磨损性能抗磨损性能抗磨损性能抗磨损性能 5.5.5.5.抗氧抗腐蚀性能抗氧抗腐蚀性能抗氧抗腐蚀性能抗氧抗腐蚀性能推动柴油机油规格发展的动力延长换油期推动柴油机油规格发展的动力延长换油期推动柴油机油规格发展的动力延长换油期中中 国国 石石 油油 润润 滑滑 油油 公公 司司PetroChina Lubricant Company平均换油期(千公里)n增加换油期的原因:n 减少废油排放n 降低用户成本美国自1995年以来,换油期急速增加推动柴油机油规格发展的动力延长换油期推动柴油机油规格发展的动力延长换油期中中 国国 石石 油油 润润 滑滑 油油 公公 司司PetroChina Lubricant Company燃料经济性可以大大降低操作成本、减少资源消耗和对燃料经济性可以大大降低操作成本、减少资源消耗和对燃料经济性可以大大降低操作成本、减少资源消耗和对燃料经济性可以大大降低操作成本、减少资源消耗和对环境的影响。环境的影响。环境的影响。环境的影响。“京都议定书京都议定书京都议定书京都议定书”要求在要求在要求在要求在2008200820082008年减少年减少年减少年减少25%25%25%25%的的的的COCOCOCO2 2 2 2排放量。排放量。排放量。排放量。提高提高提高提高燃料经济性燃料经济性燃料经济性燃料经济性 使用低粘度油品，使用低粘度油品，使用低粘度油品，使用低粘度油品，5W/305W/305W/305W/30、10W/3010W/3010W/3010W/30；改善粘温性能；改善粘温性能；改善粘温性能；改善粘温性能；采用摩擦改进剂；采用摩擦改进剂；采用摩擦改进剂；采用摩擦改进剂；提高润滑油在发动机长期运行过程中性能的稳定性；提高润滑油在发动机长期运行过程中性能的稳定性；提高润滑油在发动机长期运行过程中性能的稳定性；提高润滑油在发动机长期运行过程中性能的稳定性；提高润滑油质量，确保发动机高效运行；提高润滑油质量，确保发动机高效运行；提高润滑油质量，确保发动机高效运行；提高润滑油质量，确保发动机高效运行；推动柴油机油规格发展的动力节能推动柴油机油规格发展的动力节能推动柴油机油规格发展的动力节能中中 国国 石石 油油 润润 滑滑 油油 公公 司司PetroChina Lubricant Company法规法规法规法规实施时间实施时间实施时间实施时间不大于克不大于克不大于克不大于克/千瓦小时千瓦小时千瓦小时千瓦小时NONONONOX X X X微粒微粒微粒微粒美国阶段美国阶段美国阶段美国阶段I I I I美国阶段美国阶段美国阶段美国阶段IIIIIIII美国阶段美国阶段美国阶段美国阶段IIIIIIIIIIII19981998199819982002200220022002（2004200420042004）20072007200720075.45.45.45.42.72.72.72.70.270.270.270.270.130.130.130.130.130.130.130.130.0130.0130.0130.013欧欧欧欧IIIIIIIIIIII欧欧欧欧IVIVIVIV欧欧欧欧V V V V2000200020002000200520052005200520082008200820085.05.05.05.03.53.53.53.52.02.02.02.00.100.100.100.100.020.020.020.020.020.020.020.02日本新短期日本新短期日本新短期日本新短期日本新长期日本新长期日本新长期日本新长期200020002000200020052005200520054.54.54.54.53.383.383.383.380.490.490.490.490.180.180.180.18推动柴油机油规格发展的动力环保推动柴油机油规格发展的动力环保推动柴油机油规格发展的动力环保中中 国国 石石 油油 润润 滑滑 油油 公公 司司PetroChina Lubricant CompanyNONOxx(g/hp-Hr)(g/hp-Hr)0044881212 10.760.20Year:Year:API:API:888890909595999902020606CECECF-4CF-4CG-4CG-4CH-4CH-4CI-4CI-4CJ-4CJ-42 210.7650.204EGR+DPFNOx AdsorberDeNOx CatalystRetardedTimingEGR推动柴油机油规格发展的动力（环保）推动柴油机油规格发展的动力（环保）推动柴油机油规格发展的动力（环保）柴油机采用多项技术为满足环保要求柴油机采用多项技术为满足环保要求柴油机采用多项技术为满足环保要求中中 国国 石石 油油 润润 滑滑 油油 公公 司司PetroChina Lubricant Company后处理系统 1600 Bar 喷射压力共轨技术电控单元喷射技术延迟喷射时间顶环槽提高两段活塞多气门技术冷却的EGR可变增压器低硫柴油涡轮增压中冷技术推动柴油机油规格发展的动力（环保）推动柴油机油规格发展的动力（环保）推动柴油机油规格发展的动力（环保）柴油机采用多项技术为满足环保要求柴油机采用多项技术为满足环保要求柴油机采用多项技术为满足环保要求中中 国国 石石 油油 润润 滑滑 油油 公公 司司PetroChina Lubricant Company正常硫含量正常硫含量正常硫含量正常硫含量APIAPICF-4CF-4低硫含量低硫含量低硫含量低硫含量198819881991199119951995开始使用的年代开始使用的年代开始使用的年代开始使用的年代20042004API CH-4API CH-4低硫和正常硫含量低硫和正常硫含量低硫和正常硫含量低硫和正常硫含量19981998API CEAPI CEAPI CG-4API CG-420062006API CI-4 API CI-4 废气再循环废气再循环废气再循环废气再循环 (EGR)(EGR)CJ-4CJ-4限制限制限制限制SAPSSAPS20022002API CI-4+API CI-4+（APICI-4APICI-4增加增加增加增加MACK T-11)MACK T-11)柴油机油规格的发展柴油机油规格的发展(美国、中国）美国、中国）中中 国国 石石 油油 润润 滑滑 油油 公公 司司PetroChina Lubricant Company柴油机油规格的发展柴油机油规格的发展(美国、中国）美国、中国）颗粒物颗粒物,g/hp-hr19881991199419982002NOx,g/hp-hr00.10.70.60.50.40.30.20212108641990API CEAPI CF-4API CG-4API CH-4API CI-4API CJ-4中中 国国 石石 油油 润润 滑滑 油油 公公 司司PetroChina Lubricant Company排放法规排放法规排放法规排放法规油品规格油品规格油品规格油品规格欧洲欧洲欧洲欧洲美国美国美国美国欧洲欧洲欧洲欧洲美国美国美国美国EURO EURO EURO EURO 第二阶段（第二阶段（第二阶段（第二阶段（02020202）E7-04E7-04E7-04E7-04CI-4CI-4CI-4CI-4EURO EURO EURO EURO 第一阶段（第一阶段（第一阶段（第一阶段（98989898）E5-02E5-02E5-02E5-02CH-4CH-4CH-4CH-4EURO EURO EURO EURO 94949494E3E3E3E3CG-4CG-4CG-4CG-4EURO /EURO /EURO /EURO /91919191E2E2E2E2CF-4CF-4CF-4CF-4柴油机油规格的发展柴油机油规格的发展(美国、中国）美国、中国）中中 国国 石石 油油 润润 滑滑 油油 公公 司司PetroChina Lubricant Company柴油机油规格的发展柴油机油规格的发展(美国、中国）美国、中国）活塞沉积物活塞沉积物腐蚀腐蚀烟炱分散能力烟炱分散能力阀系磨损阀系磨损活塞环、缸套磨损活塞环、缸套磨损机油耗机油耗油泥油泥滤网堵塞滤网堵塞用过油的低温泵送性用过油的低温泵送性抗氧化性抗氧化性空气混入性空气混入性剪切稳定性剪切稳定性CI-4CH-4CG-4CF-4CF中中 国国 石石 油油 润润 滑滑 油油 公公 司司PetroChina Lubricant CompanyAPI 最新规格最新规格CJ-4柴油机油发展趋势延长换油期节能环保中中 国国 石石 油油 润润 滑滑 油油 公公 司司PetroChina Lubricant Companyn n为了满足为了满足为了满足为了满足2005200520052005年实行的欧年实行的欧年实行的欧年实行的欧IVIVIVIV标准，欧洲在标准，欧洲在标准，欧洲在标准，欧洲在2004200420042004年年年年10101010月底出月底出月底出月底出台了台了台了台了ACEA-2004ACEA-2004ACEA-2004ACEA-2004发动机油新规格；发动机油新规格；发动机油新规格；发动机油新规格；n n在在在在ACEA-2004ACEA-2004ACEA-2004ACEA-2004发动机油新规格中，重负荷柴油机油设立了发动机油新规格中，重负荷柴油机油设立了发动机油新规格中，重负荷柴油机油设立了发动机油新规格中，重负荷柴油机油设立了E2-96(issue 5)E2-96(issue 5)E2-96(issue 5)E2-96(issue 5)、E4-04E4-04E4-04E4-04、E6-04E6-04E6-04E6-04、E7-04E7-04E7-04E7-04规格，取消了规格，取消了规格，取消了规格，取消了02020202版的规格，保留版的规格，保留版的规格，保留版的规格，保留E2-96E2-96E2-96E2-96是为了老发动机的用油需要；是为了老发动机的用油需要；是为了老发动机的用油需要；是为了老发动机的用油需要；n n在欧洲重负荷柴油机方面奔驰向来是举足轻重的在欧洲重负荷柴油机方面奔驰向来是举足轻重的在欧洲重负荷柴油机方面奔驰向来是举足轻重的在欧洲重负荷柴油机方面奔驰向来是举足轻重的,E4,E4,E4,E4就是就是就是就是MB p228.5,MB p228.5,MB p228.5,MB p228.5,在它的基础上加上硫在它的基础上加上硫在它的基础上加上硫在它的基础上加上硫,磷及灰份限制的磷及灰份限制的磷及灰份限制的磷及灰份限制的 MBpMBpMBpMBp 228.51228.51228.51228.51就变为就变为就变为就变为E6-04E6-04E6-04E6-04，但奔驰又推荐，但奔驰又推荐，但奔驰又推荐，但奔驰又推荐MBp228.5MBp228.5MBp228.5MBp228.5还要使用还要使用还要使用还要使用,所以又保留所以又保留所以又保留所以又保留E4E4E4E4为为为为E4-04E4-04E4-04E4-04。另外一些不用奔驰规格的。另外一些不用奔驰规格的。另外一些不用奔驰规格的。另外一些不用奔驰规格的OEM OEM OEM OEM 从从从从E3E3E3E3发展到发展到发展到发展到E5E5E5E5，然后升级为，然后升级为，然后升级为，然后升级为E7,E7,E7,E7,目前新的发动机油规格取消目前新的发动机油规格取消目前新的发动机油规格取消目前新的发动机油规格取消了了了了02020202版的版的版的版的E3E3E3E3、E5E5E5E5，而由，而由，而由，而由E7-04E7-04E7-04E7-04规格代替规格代替规格代替规格代替 。柴油机油规格的发展柴油机油规格的发展(欧洲）欧洲）中中 国国 石石 油油 润润 滑滑 油油 公公 司司PetroChina Lubricant Company 日本为了满足日本为了满足日本为了满足日本为了满足2005200520052005年实施的年实施的年实施的年实施的日本新长期排放法规，日本新长期排放法规，日本新长期排放法规，日本新长期排放法规，20042004年出台了年出台了年出台了年出台了DH-2/DL-1DH-2/DL-1新新新新柴油机油规格的指南柴油机油规格的指南柴油机油规格的指南柴油机油规格的指南n n日本在日本在日本在日本在2004200420042004年发布了年发布了年发布了年发布了DH-2/DL-1DH-2/DL-1DH-2/DL-1DH-2/DL-1的质量指南，这是为低颗粒排放车和带有颗粒的质量指南，这是为低颗粒排放车和带有颗粒的质量指南，这是为低颗粒排放车和带有颗粒的质量指南，这是为低颗粒排放车和带有颗粒过滤器的汽车使用。过滤器的汽车使用。过滤器的汽车使用。过滤器的汽车使用。n nDH-2DH-2DH-2DH-2用于重负荷的大卡车和巴士，侧重于延长发动机寿命，灰分限制于用于重负荷的大卡车和巴士，侧重于延长发动机寿命，灰分限制于用于重负荷的大卡车和巴士，侧重于延长发动机寿命，灰分限制于用于重负荷的大卡车和巴士，侧重于延长发动机寿命，灰分限制于0.9%-0.9%-0.9%-0.9%-1.1%1.1%1.1%1.1%，TBNTBNTBNTBN不小于不小于不小于不小于5.55.55.55.5；DL-1DL-1DL-1DL-1用于轻型柴油车和柴油轿车，侧重于燃料经济性，用于轻型柴油车和柴油轿车，侧重于燃料经济性，用于轻型柴油车和柴油轿车，侧重于燃料经济性，用于轻型柴油车和柴油轿车，侧重于燃料经济性，使用欧洲的使用欧洲的使用欧洲的使用欧洲的M111M111M111M111评定油品的燃油经济性，相当于评定油品的燃油经济性，相当于评定油品的燃油经济性，相当于评定油品的燃油经济性，相当于ACEA B1ACEA B1ACEA B1ACEA B1及及及及B5 B5 B5 B5 的水平，灰分指的水平，灰分指的水平，灰分指的水平，灰分指标不大于标不大于标不大于标不大于0.6%0.6%0.6%0.6%，硫含量不大于，硫含量不大于，硫含量不大于，硫含量不大于0.5%0.5%0.5%0.5%，磷含量不大于，磷含量不大于，磷含量不大于，磷含量不大于0.1%0.1%0.1%0.1%。n nDH-2/DL-1DH-2/DL-1DH-2/DL-1DH-2/DL-1的其它发动机试验与的其它发动机试验与的其它发动机试验与的其它发动机试验与DH-1DH-1DH-1DH-1基本一样。基本一样。基本一样。基本一样。n n除除除除DH-2 DH-2 DH-2 DH-2 是否需要硫、磷限制还要讨论而外，是否需要硫、磷限制还要讨论而外，是否需要硫、磷限制还要讨论而外，是否需要硫、磷限制还要讨论而外，2005200520052005年发表的规格基本上与此年发表的规格基本上与此年发表的规格基本上与此年发表的规格基本上与此2004200420042004年指南一样。年指南一样。年指南一样。年指南一样。柴油机油规格的发展柴油机油规格的发展(日本）日本）中中 国国 石石 油油 润润 滑滑 油油 公公 司司PetroChina Lubricant Company满足未来排放要求的重负荷柴油机油 中中 国国 石石 油油 润润 滑滑 油油 公公 司司PetroChina Lubricant Companyn欧洲主要采用SCRn 燃油经济性好n 需建立尿素供应设施n 换油期较长n美国主要采用EGR+DPFn 无需建立尿素供应设施n 燃油经济性较差n 换油期较短不同的后处理技术对油品性能要求中中 国国 石石 油油 润润 滑滑 油油 公公 司司PetroChina Lubricant Companyn国内柴油机制造商为满足国而采取后处理技术的倾向为：n1.1.采用EGR+DPF后处理技术。n2.采用SCR，必要时增加DPF后处理技术。不同的后处理技术对油品性能要求中中 国国 石石 油油 润润 滑滑 油油 公公 司司PetroChina Lubricant Company不同的后处理技术对油品性能要求（1）EGREGR的工作原理n将一部分尾气再循环进入燃烧室取代O2,从而减少与N2反应，部分尾气再循环后，降低了燃烧温度峰值；n同时点火延迟也降低了压力峰值n低O2 含量、低压力和低温度=低NOx中中 国国 石石 油油 润润 滑滑 油油 公公 司司PetroChina Lubricant Company50001020304050607080901000100200300400Test Hours Used Oil TBN,%of Fresh Oil TBNM11M11 EGRComparison of TBN Depletion M11 vs.M11 EGRImpact of EGR不同的后处理技术对油品性能要求中中 国国 石石 油油 润润 滑滑 油油 公公 司司PetroChina Lubricant Company不同的后处理技术对油品性能要求nEGR对油品性能的要求uEGR的使用将会使润滑油及冷却液的使用温度升高，从而要求油品有良好的热氧化安定性；u使油品中的烟炱含量会有一定的升高，要求油品有更好的烟炱分散性能；u在一定的工矿下，会使燃烧产生的酸性物质增加，要求油品有更好的酸中和能力；同时会对发动机的燃油经济性造成一定的影响。u但随着燃料油硫含量的不断降低，对润滑油酸中和能力的要求会有所下降。中中 国国 石石 油油 润润 滑滑 油油 公公 司司PetroChina Lubricant Company不同的后处理技术对油品性能要求nDPFPM中中 国国 石石 油油 润润 滑滑 油油 公公 司司PetroChina Lubricant CompanynDPF系统主要对油品的灰份有较高的要求，要求尽量使用低灰份的润滑油，以免影响DPF的寿命和使用周期。不同的后处理技术对油品性能要求中中 国国 石石 油油 润润 滑滑 油油 公公 司司PetroChina Lubricant CompanynSCR不同的后处理技术对油品性能要求中中 国国 石石 油油 润润 滑滑 油油 公公 司司PetroChina Lubricant Company不同的后处理技术对油品性能要求中中 国国 石石 油油 润润 滑滑 油油 公公 司司PetroChina Lubricant Company不同的后处理技术对油品性能要求目前关于SCR对于润滑油化学元素的限制要求还不是很明确，有部分研究表明：S、P对SCR的催化剂有一定的影响。中中 国国 石石 油油 润润 滑滑 油油 公公 司司PetroChina Lubricant Company 名称项目API CJ-4ACEA E6-04JASO DH-2MB p228.51MAN 3277推出年代200720042005-满足排放Tier 欧欧IVIV日本新长期日本新长期-硫酸盐灰分，不大于1.0不大于1.00.9-1.1不大于1.0不大于1.0S，不大于0.4不大于0.3不大于0.5不大于0.3不大于0.3P，不大于0.12不大于0.08不大于0.12不大于0.08不大于0.08碱值，mg KOH/g不小于5.5-国外润滑油规格对化学成分的限制中中 国国 石石 油油 润润 滑滑 油油 公公 司司PetroChina Lubricant Company动力密度提高润滑油温度升高需要提高润滑油的热稳定性更好的基础油和更多的抗氧剂配方技术的挑战中中 国国 石石 油油 润润 滑滑 油油 公公 司司PetroChina Lubricant Company延迟喷射、EGR技术润滑油中烟炱增多从而导致粘度增长更多、更好的无灰分散剂配方技术的挑战中中 国国 石石 油油 润润 滑滑 油油 公公 司司PetroChina Lubricant Company更长的换油期更苛刻条件下的抗磨保护油品的各方面性能均需提高添加剂的加入量提高配方技术的挑战中中 国国 石石 油油 润润 滑滑 油油 公公 司司PetroChina Lubricant Company后处理系统的采用对油品SAPS的限制传统添加的使用受到限制新添加剂的合成、无灰添加剂的大量使用，导致配方成本大幅度增加。配方技术的挑战中中 国国 石石 油油 润润 滑滑 油油 公公 司司PetroChina Lubricant Company不同发动机技术对润滑油的要求有不同的侧重甚至所有的发动机都要求 长距离、高速 长的换油期每种润滑油规范需要适用于新技术的发动机旧的发动机(通常称作为“向后兼容”)满足未来排放要求的重负荷柴油机油面临挑战中中 国国 石石 油油 润润 滑滑 油油 公公 司司PetroChina Lubricant CompanyP e t r o C h i n a L u b r i c a t i n g O i l R&D I n s t i t u t eP e t r o C h i n a L u b r i c a t i n g O i l R&D I n s t i t u t e