[發明專利]降低壓燃式發動機中的磨損

無效

• 申請號: 200980121098.3
• 申請日: 2009-06-05
• 公開（公告）號: CN102057021A
• 公開（公告）日: 2011-05-11
• 發明（設計）人: G·弗洛韋戴
• 申請（專利權）人: 沙索爾技術股份有限公司
• 主分類號: C10L1/08
• 分類號: C10L1/08;F02B1/12;F02B37/00;F02F1/00
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 曹小剛;林森

技術領域

本發明涉及降低壓燃式發動機系統中的磨損。

背景技術

在柴油發動機內的許多位置處發生逐漸磨損。發動機潤滑油中的鐵污染大多數情況下是氣缸壁磨損的標識。氣缸壁的磨損能夠通過如下所述的腐蝕磨損機制、粘合磨損機制和磨蝕磨損機制中的單一或組合方式發生：

氣缸壁上的腐蝕磨損是由于在油膜中或者直接在金屬表面上形成了酸性物質引起的。這通常和燃料中含有的硫含量以及隨后在燃燒產物中形成硫氧化物和硫酸有關。

氣缸壁上的粘合磨損典型地發生在發動機啟動期間，這是由于柱塞環和氣缸壁之間的油量不足。

氣缸壁上的磨蝕磨損是由于在保護性油膜中存在磨蝕性殘余物，其中所述保護性油膜將經潤滑的部件分離開。這種殘余物能夠是大氣灰塵和/或來自腐蝕磨損和粘合磨損的金屬性殘余物。

Nagaki和Korematsu(Effect?of?Sulphur?Dioxide?Added?to?InductionAir?on?Wear?Of?Diesel?Engine，SAE?930994，Kogakuin?University)已經提出柴油發動機中的柱塞環和氣缸襯里的磨損和產生的硫水平強烈相關。該磨損機制假定為是由于油膜中形成硫酸導致的腐蝕和油膜中形成硫酸鹽導致的磨蝕的組合。令人感興趣地是，即使潤滑油添加劑有效地中和潤滑油槽空間中的酸性組分，也立刻并直接觀察到由于二氧化硫添加導致的磨損速率增加。

根據Takakura等的研究(The?Wear?Mechanism?of?Piston?rings?andCylinder?liners?Under?Cooled-EGR?Condition?and?the?Development?ofSurface?Treatment?Technology?for?Effective?Wear?reduction，SAE2005-01-1655，Hino?Motors?Ltd)，采用冷卻的Exhaust?Gas?Recirculation(廢氣循環，EGR)導致柱塞環和氣缸襯里磨損的增加。通過采用組合的發動機試驗后評價技術，發現該磨損機制如下發生：廢氣冷卻(冷卻的EGR)、硫酸冷凝、在油膜中形成硫酸水溶液、在襯里表面上形成腐蝕磨損(在斯氏體周圍優先腐蝕)、除去斯氏體、磨蝕磨損。

Froelund和Ross(Laboratory?Benchmarking?of?Seven?Model?Year2003-2004Heavy?Duty?Diesel?Engines?Using?a?CI-4?Lubricant，SAE2005-01-3715)發現，總堿值(TBN)缺乏和煙炱載量不會因為EGR而顯著增加，雖然在其研究中具有EGR的發動機的鐵磨損率明顯更大。結論是在該研究中發現的發動機磨損上的差異和EGR不直接相關。所述磨損率更高的原因還沒有得到充分解釋。

Kim等(Relationships?among?Oil?compositionCombustion-Generated?Soot?and?Diesel?Engine?Valve?Train?Wear，SAE922199，General?Motors?Research?and?Environmental?Labs)發現隨著煙炱濃度增加、分散劑濃度下降以及油中硫濃度下降，磨損會增加。

Mainwaring(Soot?and?Wear?in?Heavy?duty?Diesel?Engine，SAE971631，Shell?Additives?International?Ltd)發現僅僅在顆粒尺寸超過油膜厚度的情況下煙炱才作為pro-wear。發現和煙炱團聚控制相比，分散添加劑對由于粘度和相關膜厚度效應造成的磨損的影響更大。

Truhan等(The?Classification?of?Lubricating?Oil?contaminants?andtheir?effect?on?wear?in?diesel?engines?as?measured?by?surface?layeractivation，SAE?952558，Fleetguard?Corp)發現，只要避免了加速磨損所需的閾值水平，發動機對磨損碎片的累積具有相當的耐受性。有機污染物(包括淤泥和氧化產物)看起來不是磨蝕性的，但對提高粘度有顯著效果。煙炱測量值和磨損增加并不相當相關，但是認為該測量值可能被有機分解所曲解，而非實際燃料燃燒生成的煙炱測量值。一旦超過了閾值濃度水平和顆粒尺寸，硬顆粒污染僅僅導致磨損。認為該閾值隨著發動機及相關油膜厚度的不同而不同。

發明目的