季節(jié)性會(huì)影響柴油的潤(rùn)滑性嗎？

柴油是原油的餾分，在交通運(yùn)輸領(lǐng)域得到廣泛使用。根據(jù)美國(guó)能源信息署的統(tǒng)計(jì)，從2012年到2040年，全球運(yùn)輸領(lǐng)域的柴油消耗量預(yù)計(jì)將增長(zhǎng)48％。因此，柴油將成為未來(lái)幾年出行效率的主要因素。

柴油為機(jī)動(dòng)車輛提供了兩個(gè)至關(guān)重要的功能。它用作燃料，一種化學(xué)能的源，可在內(nèi)燃機(jī)中轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。它還用作潤(rùn)滑劑并保護(hù)關(guān)鍵的運(yùn)動(dòng)部件，例如柴油泵中使用的齒輪箱（見(jiàn)圖1）。但是，季節(jié)性可能會(huì)影響柴油作為潤(rùn)滑劑和發(fā)動(dòng)機(jī)燃料的性能。

圖1。博世高壓柴油燃油泵（CP3型）中的齒輪。

柴油的流動(dòng)特性。柴油的流動(dòng)特性控制著內(nèi)燃機(jī)的安全性。在冬季，低溫環(huán)境會(huì)導(dǎo)致柴油中的石蠟結(jié)晶，從而堵塞過(guò)濾器并阻塞柴油流。這由柴油的冷濾器堵塞點(diǎn)（CFPP）表示。燃料供應(yīng)商對(duì)柴油（燃料混合物和添加劑）進(jìn)行處理，使其遵守CFPP標(biāo)準(zhǔn)（EN 590），該標(biāo)準(zhǔn)可根據(jù)季節(jié)-夏季，第一過(guò)渡期，冬季和第二過(guò)渡期（請(qǐng)參閱表1）來(lái)確保柴油流量。柴油中添加劑的季節(jié)依賴性改性可能會(huì)影響柴油的潤(rùn)滑性。但是，這有待調(diào)查。

表1. 荷蘭不同季節(jié)柴油的冷濾塞點(diǎn)（CFPP）規(guī)格。“代碼”部分專門針對(duì)此研究。

在Ducom Instruments，測(cè)試實(shí)驗(yàn)室開(kāi)始監(jiān)視從荷蘭格羅寧根市附近加油站采購(gòu)的柴油的潤(rùn)滑性能（圖2）。柴油樣品取自2016年5月至2017年3月。其中包括EN 590標(biāo)準(zhǔn)所描述的所有季節(jié)，如表1所示。

圖2.格羅寧根（G）的加油站，并使用安全容器（B）收集柴油。

對(duì)于測(cè)試，我們使用了 Ducom高頻往復(fù)鉆機(jī)（HFRR 4.2）。如圖3所示，它是圓盤(pán)摩擦計(jì)上的球，廣泛用于研究柴油的潤(rùn)滑性，遵循標(biāo)準(zhǔn)ISO 12156（請(qǐng)參閱表2）。?F riction系數(shù)和球的平均磨斑直徑為叔用柴油樣品在這項(xiàng)研究中比較他于HFRR參數(shù)。

圖3.圖像Ducom高頻往復(fù)試驗(yàn)機(jī)（HFRR 4.2） ，包括操作參數(shù)的說(shuō)明。

柴油的摩擦曲線。柴油的摩擦曲線隨季節(jié)變化，如圖4所示。發(fā)現(xiàn)夏季柴油的摩擦系數(shù)（2016年5月至2016年9月的四個(gè)樣本的平均值）高于第一個(gè)過(guò)渡期（2016年10月）的柴油。總體而言，冬季柴油（2016年11月至2017年2月）的摩擦系數(shù)最高。

表2.使用Ducom HFRR 4.2 （測(cè)試詳情請(qǐng)點(diǎn)擊前面藍(lán)色文字）根據(jù)ISO 12156進(jìn)行的柴油燃料潤(rùn)滑性測(cè)試。

與夏季柴油（S）相比，冬季（W）和過(guò)渡期（T1，T2）的柴油粘度應(yīng)更低。較低粘度的燃料易于剪切，從而導(dǎo)致較低的摩擦。這解釋了從第一過(guò)渡期開(kāi)始的柴油的摩擦行為。如冬季柴油所預(yù)期的那樣，粘度的任何其他降低都會(huì)增加摩擦表面之間的接觸。一種稱為邊界潤(rùn)滑的機(jī)制，可能是冬季柴油（W）產(chǎn)生高摩擦的原因。

圖4.夏季柴油（S），第一過(guò)渡時(shí)期（T1）的柴油，冬季柴油（W）和第二過(guò)渡時(shí)期（T2）的柴油的摩擦系數(shù)實(shí)時(shí)變化。誤差棒代表4次測(cè)試的標(biāo)準(zhǔn)偏差。每月每個(gè)柴油樣品進(jìn)行一次測(cè)試。

如圖5所示，HFRR測(cè)試后，球的磨損痕跡因季節(jié)而異。在圖6中，測(cè)量了這些球的平均磨損疤痕直徑（MWSD），并將其繪制為季節(jié)的函數(shù)。 

圖5.夏季柴油（S），第一過(guò)渡時(shí)期（T1），冬季柴油（W）和第二過(guò)渡時(shí)期（T2）的柴油球的平均磨痕直徑（MWSD）。 

夏季柴油的平均球MWSD為376 µm，比第一個(gè)過(guò)渡時(shí)期的柴油球的MWSD高出75％。冬季柴油的平均球MWSD與夏季柴油相當(dāng)。

圖6.夏季柴油（S），第一過(guò)渡時(shí)期（T1），冬季柴油（W）和第二過(guò)渡時(shí)期（T2）的柴油球的平均磨痕直徑（MWSD）。誤差棒代表4次測(cè)試的標(biāo)準(zhǔn)偏差。每月每個(gè)柴油樣品進(jìn)行一次測(cè)試。

結(jié)論。Ducom HFRR潤(rùn)滑性數(shù)據(jù)（2016年5月至2017年2月）表明，十月份的柴油（第一個(gè)過(guò)渡期）具有抗磨添加劑和低粘度的理想組合。在冬季，摩擦較高，但MWSD與夏季柴油相當(dāng)，這表明柴油中的抗磨添加劑足以抵消冬季柴油的低粘度。該研究報(bào)告的所有MWSD均在荷蘭供應(yīng)的柴油的MWSD最高限值（460 µm）之內(nèi)（來(lái)源：Infineum International Limited“ 2014年全球柴油燃料質(zhì)量調(diào)查”）。Ducom進(jìn)行的HFRR研究證明，柴油的潤(rùn)滑性可能是季節(jié)性的。但是，在任何給定的季節(jié)，柴油的潤(rùn)滑性數(shù)據(jù)均符合EN 590。