摘要：文章简要介绍了废气再循环系统对尾气NOX的改善，分析了废气再循环的应用对润滑系统带来的挑战，以及应对这一新技术润滑油行业采取了哪些措施对润滑油性能进行进一步改善。

 
关键词：废气再循环系统 柴油发动机油 CI-4

前言： 随着世界经济的快速发展，各国交通运输车辆急剧增加。环保、节能、安全成为汽车行业发展的主旋律。据报道，现在地球大气中77.3%的CO、55.3%的HC、50.9%的NOX来自以柴油机为动力的汽车排放。为此，柴油汽车行业也在不断推出新的排放控制技术致力于污染物的控制以期达到越来越严格的欧Ⅱ和欧Ⅲ排放要求。高压共轨技术、电控喷射技术、变喷嘴涡轮增压及涡轮增压中冷技术、优化的燃烧室涡流形成技术、发动机正时延迟技术、排放后处理技术等关键技术逐渐应用于柴油发动机。2002年，美国环保局（EPA）要求控制高速公路上柴油车的氮氧化物(NOx)的排放，要求氮氧化物(NOx)从4g/bhp-hr降至2g/bhp-hr。这一要求推动了废气再循环(EGR)技术在柴油车上的应用。 废气再循环(EGR)技术的使用对降低氮氧化物(NOx)的排放十分有效，《国际汽车新闻》杂志指出废气再循环技术作为一个发展中的技术也是非常有前景的。
一、废气再循环系统的使用对氮氧化物排放的影响
废气再循环系统(EGR)是通过将冷却后的发动机废气再次送回燃烧室中进行二次燃烧来达到减少氮氧化物排放的目的。[3] EGR降低NOX的原因可从稀释的影响、热量的影响和化学的影响进行进一步的理论解释。从稀释影响来看：EGR废气的引入使得氧气浓度降低，因而产生NOX的量得到降低 ；从热量影响来看：当废气与新鲜空气和燃油混合后，由于冷却循环的气体中CO2、水蒸气的比热大，会使峰值燃烧温度降低，进而NOX的量会降低；从化学影响来看：高温下，废气中CO2、水蒸气会发生裂解，这一裂解是一个高的吸热过程，会吸收一部分燃烧热量，使得峰值汽缸温度降低，制止了因峰值燃烧温度过高造成的氮氧化物对排放影响。
二、废气再循环系统的使用对润滑系统的影响
废气再循环技术的应用对柴油机润滑油提出了更苛刻的性能挑战。
首先，通过发动机冷却液的热交换将EGR中的废气从650℃左右的高温冷却至120℃左右，会使得冷却液的温度提高25-35%，这也就意味着冷却液和机油的温度会增高。有研究表明：与无EGR的车辆相比，发动机的工作温度会提高20～30℃[5]。所以要求发动机油具有更有效的抗氧化添加剂或选择氧化性能更好的基础油，防止油品氧化而带来对发动机和润滑油的负面影响。
EGR的另一副产品烟灰会经燃烧室进入润滑油中，造成油中不溶物的增加、润滑油粘度的增大、发动机底盘油泥的增多，进而堵塞过滤器，影响油品的低温性能，造成发动机的磨损。因此要求润滑油具有较强的烟灰分散和处理的能力。EGR的装入带来润滑油的粘度增大主要是由于EGR中的烟灰经燃烧室进入润滑油造成的润滑油中不溶物增加而造成。润滑油的氧化变质也会造成粘度增长，但不是粘度增长的主要原因[6]。使用更高性能的分散剂或提高分散剂的量所形成不溶物的粒径更小，会改善烟灰对润滑油造成的粘度增长，同时对改善油底壳油泥、降低发动机磨损有帮助。
含有H2SO3、H2SO4 、HNO3等酸性物质的废气返回燃烧室，会造成汽缸中酸性物质的增加，润滑油碱值的快速消耗，活塞环、活塞垫、轴承和阀系的腐蚀和磨损，尤其是发动机低温启动和怠速运转时的腐蚀。有报道说当使用EGR时，顶环磨损会提高，顶环磨损中，由于硫等酸性物质带来的腐蚀性磨损对顶环磨损的影响比由EGR中的烟灰及润滑油对其的影响影响更大。因此要求润滑油提供更有效的碱性清净剂以中和这些酸性物质，防止其对发动机造成的腐蚀磨损。除采用措施降低硫等腐蚀性物质的影响外，选用更高粘度指数的基础油或合成油以提高油品的HTHS粘度、降低粘度指数改进剂的用量，对改善阀系磨损同样也起着重要作用。通过提高清净剂量、降低燃料和润滑油中的硫含量、选择更优性能的基础油、降低粘度指数改进剂的用量还对改善顶环槽充碳率（TGF）有利。关于EGR对润滑油性能的影响在国外研究中也得到进一步证实。
三、废气再循环对发动机润滑油的性能要求
废气再循环对发动机润滑油的性能提出了新的要求。
1、 对润滑油抗氧化性能的要求：
由于发动机工作温度的提高，对润滑油的抗氧化性提出了新的要求和挑战，要求选择氧化性能更好的基础油或加入更有效的防止氧化的功能添加剂以满足温度对油品的需要，减少因油品氧化而带来的对发动机的负面影响。
2、 对润滑油分散性能的要求：
为避免EGR中的烟灰带来的润滑油粘度增长，油底壳油泥增多等现象，要求使用更高性能的分散剂或提高分散剂的量以提高润滑油的烟灰分散和处理的能力。
3、 对润滑油清净性能和抗磨损性能的要求：
EGR的应用，酸性物质的增多，发动机面临更苛刻的腐蚀和磨损环境，因此，要求润滑油具有更好的清净性能和抗磨损性能，对润滑油的功能添加剂清净剂、抗磨损性能添加剂、粘度指数改进剂的用量有更高要求，同时对所有的基础油要求质量更优。
因此，必须全面提升润滑油的品质，确保润滑油具备优异的热稳定性和抗氧化能力、烟灰处理能力、酸中和能力、腐蚀和磨损防护能力以满足EGR的需要。API CI-4就是针对这些要求而推出的新产品。从CI-4规格中可以看出：CI-4油品不仅增加了两个带EGR的台架试验：Mack T-10 、Cummins M11-EGR以评定油品在EGR环境中的综合使用性能；还对油品的理化性能和其他台架性能提出了新的或更高的要求。
四、CI-4油品的性能特点
CI-4的产品精选具有优良抗氧化性能的高粘度指数基础油，以及增粘效果明显、抗剪切性能优良的粘度指数改进剂，配合高性能的抗氧化添加剂、分散剂、清净剂，全面考虑EGR对润滑油的各项性能要求，综合平衡和调配各项指标，针对EGR对机油的需要按照API CI-4技术标准而研制开发的。
该产品的主要技术数据见下表，从表数据可以看出： CI-4产品具有优良的低温启动性能和高温粘度保持能力、优异的防止蒸发能力、极佳的氧化稳定性和高温沉积控制能力、优秀的烟灰分散和处理能力，有效的酸腐蚀防护能力以及降低发动机磨损的能力。
五、结论
1.装配有废气冷却再循环（EGR）的发动机，可以有效的降低尾气NOX的排放。
2.EGR的引入，造成发动机工作温度提高、烟炱和酸性物质的增多，因此要求发动机润滑油具有优异的抗氧化能力、烟炱的分散及处理能力、优良的酸中和能力。抗磨损性能以适应EGR对润滑油的需要，给发动机提供有效的保护。
3.API CI-4的标准全面考虑了EGR车辆的工作特点，对润滑油提出更高性能要求以给EGR的车辆提供更有效的保护。
4. CI-4产品通过优选基础油和添加剂调配而成，完全满足API CI-4的规范要求。