Японское дизельное масло — ТОП-5 масел для дизельных двигателей

06.10.2021

Содержание:

• Чем отличается масло для дизельных моторов
• Эксплуатационные особенности масла для дизеля
• Классификация дизельных масел JASO
• ТОП-5 японских дизельных масел Takayama

Ресурс исправной работы дизельного двигателя зависит от качества моторного масла. Кроме смазывающих свойств и защиты деталей от чрезмерного износа, масло благодаря входящим в его состав модификаторам вязкости и многокомпонентным присадкам обеспечивает эффективный отвод тепла от деталей, а также очистку трущихся поверхностей.

Чем отличается масло для дизельных моторов

Свойства дизельной смазки определяются особенностями дизтоплива, содержащего повышенное количество серы. В результате масло для обычных двигателей сравнительно быстро окисляется и теряет свои эксплуатационные свойства. Поэтому следует использовать дизельные масла. Их главные особенности:

• Увеличенное содержание сбалансированных присадок, в том числе моющих для удержания и отвода сажевых частиц.
• В состав добавляются компоненты, не допускающие слипание продуктов окисления, формирование шлама и препятствующие агломерации.
• Высокое щелочное число, обусловленное низким качеством дизтоплива.
• Хорошие смазывающие свойства при высоких нагрузках на низких оборотах двигателя.
• Термическая стабильность, так как масло частично может нагреваться выше температуры силового агрегата.

Эксплуатационные особенности масла для дизельных двигателей

Требования к смазке формируются на основе процессов, происходящих в цилиндрах мотора. Для работы дизеля применяется обедненная горючая смесь, сгорающая при низкой температуре воспламенения. В результате в продуктах сгорания образуется повышенное содержание сажи, которую нужно отфильтровать.

Топливо воспламеняется в двигателе не от искры, а от высокого давления. В результате в картер попадает больше газов, являющихся причиной ускоренного окисления и старения моторной смазки. При производстве масла для дизельных моторов учитывается установка в магистрали вывода отработанных газов катализаторов и сажевых фильтров.

Срок использования даже самого качественного моторного масла ограничен, поэтому автопроизводители в сервисной документации указывают интервалы замены технической жидкости. При эксплуатации автомобиля в условиях сильной запыленности, высокой температуры, повышенной нагрузки и при частой работе мотора на максимальных оборотах период замены смазки сокращается.

Классификация дизельных масел JASO

По причине различий в технологичности и конструкции дизельных моторов в Японии возникла потребность применять масло, полностью удовлетворяющее требованиям автопроизводителей и применять свой стандарт классификации.

Используемый японцами стандарт JASO отличается от европейских и американских классификаций. Согласно этой классификации все масла, предназначенные для четырехтактных дизельных силовых агрегатов, делятся на категории:

• DH-1.
• DH-2.
• DH-2F.
• DL-0.
• DL-1.

Класс DH-1 и DL-0 включает японское дизельное масло, соответствующее нормам по вредности выхлопных газов ЕВРО-4 и требованиям по снижению износа трущихся деталей, предотвращению коррозии, вспениванию, стабильности к окислению, а также минимизации образования сажи и отложений. Смазка данного класса может использоваться при работе мотора на дизтопливе с серой более 0,05 %.

Моторные масла категории DH-2, DH-2F и DL-1 предназначены для моторов, в выхлопной системе которых смонтирован сажевый фильтр и каталитический нейтрализатор. Масла можно применять, если двигатель работает на дизтопливе с минимальным количеством серы (менее 0,005 %). Смазку класса DH-2, DH-2F можно использовать для грузовых автомобилей (автобусов), эксплуатирующихся преимущественно в тяжелых условиях. Смазочный материал DL-1 подходит для легковых автомобилей в стандартных эксплуатационных условиях.

ТОП-5 японских дизельных масел Takayama

Takayama SAE 5W-30 АPI SN/CF

Для всесезонного использования в двигателях легковых автомобилей с нейтрализаторами отработанных газов и с турбонаддувом. Также можно использовать для легких грузовиков.

Характеристики:

• Тип ‒ синтетика.
• Вязкость – 169.
• Вспышка – 246 °С.
• Застывание – минус 46 °С.

Преимущества:

• Многофункциональный пакет присадок.
• Легкий пуск мотора при минусовой температуре.
• Предотвращает наслоение отложений.
• Снижает токсичность выхлопа.

Takayama SAE 5W-30 API SL/CF

Предназначено для легковых автомобилей и легких грузовиков. Длительный ресурс использования, хорошие смазывающие и очищающие свойства.

Характеристики:

• Тип ‒ синтетика.
• Вязкость – 166.
• Вспышка – 231 °С.
• Застывание – минус 40 °С.

Преимущества:

• Уверенный запуск двигателя при любой температуре.
• Увеличенный межсервисный интервал.
• Предотвращает отложения.
• Низкий расход на угар.

Takayama SAE 5W-40

Масло для легковых автомобилей и небольших грузовиков с турбиной и нейтрализатором. Применяется всесезонно.

Характеристики:

• Тип ‒ синтетика.
• Вязкость – 175.
• Вспышка – 225 °С.
• Застывание – минус 38 °С.

Преимущества:

• Для применения в тяжелонагруженных дизельных моторах.
• Не допускает образования осадка и отложений.
• Снижает трение и замедляет износ деталей.
• Соответствует требованиям по вредности выхлопа.

Takayama SAE 5W-40 API SN/СF

Масло для легких грузовиков с нейтрализаторами выхлопных газов. Можно использовать для турбированных двигателей.

Характеристики:

• Тип ‒ синтетика.
• Вязкость – 172.
• Вспышка – 226 °С.
• Застывание – минус 40 °С.

Преимущества:

• Легкий пуск двигателя.
• Увеличенный интервал замены.
• Гарантированная защита мотора при экстремальной эксплуатации.

Takayama SAE 10W-40

Масло применяется в широком температурном диапазоне. В составе используются эффективные присадки.

Характеристики:

• Тип ‒ полусинтетика.
• Вязкость – 155.
• Вспышка – 231 °С.
• Застывание – минус 38 °С.

Преимущества:

• Стойкость к окислению внутри мотора.
• Хорошие смазывающие свойства в широком диапазоне температур.
• Легкий пуск двигателя в любых условиях.
• Соответствует требованиям по токсичности выхлопа.

Все статьи

Фильтры твердых частиц для бензиновых автомобилей (GPF)

Твердые сажевые частицы присутствуют в выхлопных газах любого автомобиля: как дизельного, так и бензинового. У дизеля дым в выхлопе появляется в основном на мощностных режимах, на разгоне. А у бензинового двигателя— при запуске и прогреве, изредка на других режимах. Сажа в выхлопе обладает канцерогенным действием, так как на поверхности сажевых частиц адсорбируются недогоревшие углеводороды различного вида.

Предыстория. Причина появления

Впервые массово сажевые фильтры начали устанавливать в 2004 году, при введении норм EURO 4, естественно, на дизели. Однако, в связи с введением в 2009 году норм ЕВРО 5а, производителей обязали ограничивать содержание твердых частиц и в выхлопах от бензина.

Предельные значения по присутствию твердых частиц были сжаты в 10 раз согласно новому стандарту от 2014 года. По этой причине использование сажевых фильтров для бензиновых двигателей стало прямой необходимостью.

Сказался постепенный переход бензиновых двигателей на непосредственный впрыск, что привело к увеличению количества сажи в выхлопе по сравнению с впрыском MPI. У устройств с непосредственным впрыском капельки топлива при низких температурах с трудом переходят в газообразное состояние перед сгоранием. Причина заключается в прямом и поэтому слишком коротком пути от форсунки до камеры сгорания.

Постоянно ужесточающиеся экологические нормы привели к запуску в серию фильтров сажевых частиц для бензиновых автомобилей. Фильтр назвали GPF (Gasoline Particulate Filter) — бензиновый фильтр твердых частиц, что похоже на название DPF — (Diesel Particulate Filter) — соответственно, дизельный фильтр твердых частиц.

Сравнение фильтров для дизеля и бензина

Между дизельным и бензиновым сажевыми фильтрами много общего, хотя знак равенства между ними ставить нельзя. Перечислим общие черты:

• В обоих случаях имеются закрытые тонкие каналы, и фильтрация отработавших газов происходит через стенки каналов. Расположены внутри керамического блока в шахматном порядке с чередованием впускных и выпускных типов.
• Помимо этого в качестве катализатора реакции окисления сажи используются родий и палладий.
• Управление прожигом происходит либо по перепаду давления на входе и выходе, либо по температуре (Mercedes Benz).

Существенной разницей является только то, что дизельный вариант прожигается (регенерируется) периодически, а бензиновый сажевый фильтр на постоянной основе на штатных режимах работы двигателя (пассивная регенерация). Сервисная очистка реализуется только при наличии большого количества загрязнений и, в отличие от дизеля на холостом ходу двигателя, обедненной смеси или при увеличении угла зажигания, что поднимает температуру ОГ до 600-700 градусов, достаточных ой для эффективной регенерации.

Бензиновый сажевый фильтр в теории обладает тем же ресурсом, что и автомобиль в целом. Рассчитан на пробег около 240 000 километров. Исключения из правил случаются при использовании неподходящего моторного масла или несоблюдении условий эксплуатации автомобиля. К последним относятся прежде всего качество топлива, количество холодных пусков и городские пробки.

Конструкторы стремятся повысить ресурс фильтров, в том числе повышая давление впрыска топлива. В таких случаях последнее сгорает более полно и сажи образуется меньше. Сегодня достигнуты давления порядка 350 бар.

Качество используемого моторного масла особенно важно, так как в бензиновый сажевый фильтр попадает не только сажа, но и остатки сгоревшего ей смазки. Его количество и, соответственно, количество золы, остающейся в фильтре, влияет на ресурс. Чем больше двигатель расходует масла, тем больше золы, которая в отличие от сажи не сгорает и забивает фильтр необратимо. Чем более зольная смазочная жидкость используется в эксплуатации, тем больше необратимых загрязнений. Именно поэтому в автомобили, оборудованные сажевыми фильтрами рекомендуются исключительно малозольные масла.

Советы владельцу

Очистка фильтра от сажи называется регенерацией. Она может быть следующих видов:

• Пассивная организуется при отсутствии каких-либо мер со стороны блока управления при движении авто. Требуется только подходящая температура.
• Активная реализуется при помощи датчиков давления, которые размещены до и после фильтра. Включение производится блоком управления. Сравнение сигналов передает информацию о степени засоренности.
• Принудительная возникает на приборном щитке и говорит о необходимости совершения регенерационной езды. Для этого существует специальная инструкция по скоростному режиму и локациям, которые подойдут для достижения цели. ПРи игнорировании произойдет переполнение сажевого фильтра.

Все эти масла представлены в ассортименте Liqui Moly GmbH серией Тор Тес. За последний год появилось второе поколение линейки Тор Тес, серии 6000. Выпущены в розничную продажу Top Tec 6100 0W-30, Top Tec 6200 0W-20, Top Tec 6300 0W-20 и Top Tec 6600 0W-20. Это сверхсовременные решения для бензиновых и дизельных двигателей с фильтрами твердых частиц, непосредственным впрыском и турбиной. Эти масла построены по принципу ресурсосбережения, то есть одновременно для экономии топлива и повышения ресурса автомобиля в целом. Их применение способствует общему снижению расходов на эксплуатацию автомобиля.

Масла для дизельных двигателей большой мощности: разработки и тенденции

Основной движущей силой с 1990 года для разработки всех коммерческих классификаций дизельных моторных масел класса «С» API (например, CF-4, CG-4 и т. д.) является озабоченность по поводу воздействия выбросов дизельных двигателей на окружающую среду.

Цифра 4 указывает на то, что они относятся к 4-тактным дизельным двигателям. В 1997 году Агентство по охране окружающей среды (EPA) приняло строгие стандарты выбросов как для NO _X и выбросы твердых частиц с целью сокращения выбросов до 0,2 грамма на час тормозной мощности (г/л. с.-ч) для NO _X и 0,01 г/ч.с. для выбросов твердых частиц к 2010 году для дорожных дизельных двигателей.

Для дальнейшего контроля выбросов Агентство по охране окружающей среды также установило более низкие пределы содержания серы в дизельном топливе, которое используется для дорожных (15 частей на миллион серы в 2006 г.) и внедорожных транспортных средств (500 частей на миллион серы в 2007 году, 15 частей на миллион серы в 2010 году). Потребительский спрос на масла с более длительным сроком службы и обеспокоенность по поводу повышения температуры двигателя и масляного картера из-за того, что современные и будущие конструкции двигателей соответствуют этим стандартам выбросов, еще больше стимулировали разработку новых категорий моторных масел.

Моторные масла Разработки и тенденции
С 1 января 2007 г. дизельные двигатели для дорожных транспортных средств должны соответствовать более жестким стандартам выбросов NO _X (1,2 г/л.с.-ч) и твердых частиц (ТЧ) (0,01 г/л. с.-ч). В течение следующих трех лет выбросы NO _X будут снижаться до стандарта 2010 года, упомянутого выше. Это положение о поэтапном вводе позволяет производителям двигателей сконцентрироваться на сокращении NO _X . Начиная с 2006 года уровень содержания серы в дорожном топливе снизился до 15 частей на миллион, потому что даже относительно небольшое количество серы увеличивает выбросы твердых частиц в выхлопных газах.

Рис. 1. Дизельный сажевый фильтр2

Чтобы достичь этих пределов выбросов, OEM-производители используют комбинацию рециркуляции охлажденных отработавших газов (EGR) с более высокими скоростями и устройств доочистки отработавших газов, таких как каталитические сажевые фильтры и катализаторы окисления. Это привело к появлению нового поколения моторных масел, которые обеспечивают долговечность системы контроля выбросов, предотвращают отравление катализатора и блокировку сажевого фильтра, но при этом обеспечивают оптимальную защиту от поршневых отложений, окислительного загущения, снижения расхода масла, высокотемпературной стабильности, свойств обработки сажи. , пенообразование и потеря вязкости из-за сдвига.

Чтобы обеспечить эти аспекты, Американский институт нефти (API) объединил усилия с OEM-производителями и Американским обществом по испытаниям и материалам (ASTM) для разработки новой классификации масел для дизельных двигателей на 2007 год, обозначенной как API CJ-4.

Стратегии проектирования выбросов на 2007 г.
Cummins, Detroit Diesel, International-Navistar, Mack и Volvo North America использовали усиленную систему рециркуляции отработавших газов (от 30 до 35 процентов), закрытую вентиляцию картера и уловители дизельных частиц для удаления сажи и других твердых частиц.

Компания Caterpillar использует передовую технологию снижения выбросов при сгорании (ACERT), усовершенствованный процесс сгорания, называемый впуском чистого газа (CGI), закрытую вентиляцию картера и сажевые фильтры. CGI использует дистанционную систему рециркуляции отработавших газов, закрытую систему вентиляции картера и систему сажевого фильтра с активной регенерацией.

CGI всасывает чистый инертный выхлопной газ, не содержащий сажи, после сажевого фильтра, а затем подает чистый газ во впускную систему. Этот чистый газ не вызывает износа двигателя, а низкая температура газа во впускном коллекторе CGI способствует снижению NO 9.0005 X выбросов. В сажевом фильтре используется технология фильтрации со стенками. Регенерация необходима для активации процесса окисления, устраняющего сажу, скапливающуюся вдоль входных стенок фильтра.

Для облегчения регенерации отработавшие газы нагреваются вспомогательными средствами. Процесс регенерации происходит только тогда, когда это необходимо. Для двигателей Caterpillar мощностью 500 л.с. или менее потребуется один дизельный сажевый фильтр. Двигатели мощностью 550 л.с. и более потребуют двойных сажевых фильтров.1

Все OEM-производители выбрали закрытую вентиляцию картера для удаления вредных паров, образующихся в картере. Эти пары выбрасываются во впускную систему двигателя (обычно через впускной коллектор), где они сгорают в процессе сгорания, а не выбрасываются в атмосферу.

Рисунок 2. Одноступенчатый PDPF3

Дизельные сажевые фильтры
Дизельные сажевые фильтры (DPF), иногда называемые ловушками, которые напоминают большие глушители, представляют собой устройства доочистки, используемые для удаления 90 процентов твердых частиц из выхлопных газов дизельных двигателей. Это пористые фильтры, обычно изготовленные из высокотемпературной керамической структуры или плотно упакованных керамических и металлических волокон (рис. 1 и 2).

Дизельные сажевые фильтры физически улавливают твердые частицы в выхлопных газах дизеля и предотвращают их выброс из выхлопной трубы, позволяя выхлопным газам выходить. Чтобы предотвратить засорение сажевых фильтров, собранные частицы, такие как сажа, должны быть удалены из фильтра путем сжигания их при повышенных температурах. Этот процесс известен как регенерация.

Регенерация, которая может выполняться либо периодически, либо непрерывно, включает либо использование электрических нагревателей, пассивное тепло от выхлопных газов, либо впрыск небольшого количества дизельного топлива в поток выхлопных газов в фильтры для полного сжигания собранных твердых частиц. Любые оставшиеся остатки и пепел выдуваются против потока выхлопных газов в контейнер-уловитель для утилизации.

Эти ловушки необходимо периодически очищать, чтобы предотвратить засорение сажевых фильтров. Встроенная система диагностики отслеживает состояние сажевого фильтра и управляет регенерацией. Если необходима регенерация, а автомобиль простаивает, бортовые диагностические системы активируют бортовые преобразователи топлива, которые преобразуют дизельное топливо в более богатое водородом топливо с более горячим горением, что сигнализирует оператору о начале регенерации.

Альтернативой бортовой регенерации является очистка дизельных сажевых фильтров на станции техобслуживания. EPA требует, чтобы сажевые фильтры проработали не менее 150 000 миль, прежде чем им потребуется очистка. Выбросы двигателя должны соответствовать пробегу в 435 000 миль.

Влияние стратегий выбросов
Двигатели 2007 года будут стоить дороже. Прогнозируется, что дизельные сажевые фильтры и соответствующее оборудование увеличат цену нового грузовика на 6000–10 000 долларов. Ожидается, что обслуживание дизельного сажевого фильтра, которое может потребоваться каждые 150 000 миль, будет стоить 150 долларов или меньше каждый раз. Дизельное топливо с ультрасернистым содержанием серы (15 частей на миллион) будет стоить дороже, будет иметь более низкое теплосодержание (BTU), что приведет к увеличению расхода топлива и может привести к преждевременному выходу из строя форсунки из-за недостаточной смазывающей способности.

Двигатели 2007 года будут генерировать больше сажи и испытывать более высокие пиковые температуры цилиндров из-за более высоких уровней рециркуляции отработавших газов. Это приведет к перегреву двигателя и потребует моторного масла с улучшенной стойкостью к окислению.

Для защиты устройств доочистки моторное масло должно иметь более низкое содержание сульфатной золы, серы и фосфора, но при этом обеспечивать оптимальную защиту от поршневых отложений, окислительного загущения, расхода масла, высокотемпературной стабильности, свойств обработки сажи, пенообразования и потеря вязкости при сдвиге.

API CJ-4
API CJ-4 представляет собой последнюю серию улучшений моторных масел для дизельных двигателей большой мощности. Разработка API CJ-4 была завершена в 2006 г. и завершена как API CJ-4 для лицензирования 15 октября 2006 г.

Для обеспечения защиты устройств доочистки впервые были установлены химические ограничения для масел для дизельных двигателей большой мощности. Химические ограничения для API CJ-4 касаются содержания сульфатной золы, фосфора и серы в моторном масле, обычно называемого SAPS. Эти химические пределы включают следующее:

• 1,00% максимум сульфатной золы (в соответствии с ASTM D874)

• максимум 0,12% фосфора (в соответствии с ASTM D4951)

• максимум 0,40% серы (согласно ASTM D4951 или ASTM D2622)

В дополнение к этим химическим ограничениям для API CJ-4 был установлен предел летучести, составляющий максимум 13 процентов, как определено методом испытаний на летучесть NOACK ASTM D5800.

SAPS содержатся в компонентах (присадках и базовых маслах) в рецептурах моторных масел или получены из них. Эти различные компоненты используются для обеспечения увеличенных интервалов замены масла, сохранения щелочного числа (BN) и для защиты от износа, окисления, коррозии и поршневых отложений. Хотя SAPS обеспечивают значительные преимущества в производительности, они могут вызвать проблемы в конструкциях двигателей, соответствующих требованиям 2007 года, и в будущих конструкциях, необходимых для соответствия требованиям по выбросам 2010 года, если они слишком высоки.

Наибольшую озабоченность по поводу надлежащего функционирования двигателя с выбросами, соответствующего требованиям 2007 года, вызывает влияние сульфатной золы на устройства последующей обработки, такие как дизельные сажевые фильтры.

Зола сульфатная
Термин сульфатная зола относится к количеству металлических элементов в моторных маслах, которые в основном получены из моющих и противоизносных присадок моторного масла. Эти пакеты присадок содержат несколько компонентов на основе металлов, таких как кальций, магний, цинк и т. д. Поскольку невозможно достичь 100-процентного уплотнения между поршневыми кольцами, определенное количество моторного масла попадет в зону сгорания.

Когда моторное масло попадает в камеру сгорания и сгорает, его остаток образует золу. Этот пепельный материал способствует образованию отложений в головке головки над поршневым кольцом, а также отложений в кольцевых канавках. Эти отложения могут привести к трению гильзы цилиндра и стать причиной нарушения свободного хода поршневых колец.

В конечном счете, при нарушении контакта гильзы цилиндра с кольцом может возникнуть высокий расход масла.4 Помимо этих отложений, неорганические соединения из присадок к смазочному маслу могут окисляться во время сгорания и образовывать частицы оксида металла. Эти частицы могут уноситься вниз по потоку с выхлопными газами и собираться на сажевом фильтре.

Эти частицы золы не могут быть удалены регенерацией фильтра, поскольку они не горючи. По мере накопления частиц золы они приводят к засорению фильтра, что увеличивает противодавление в двигателе, увеличивая расход топлива и снижая мощность. Накопление частиц золы также требует более частой очистки сажевых фильтров с помощью механических средств, таких как сжатый воздух или гидропульсация.

Содержание сульфатной золы в моторном масле также напрямую связано со способностью моторного масла нейтрализовать кислоту (BN), потому что большая часть BN моторного масла поступает из металлосодержащих моющих присадок. Как правило, чем выше щелочное число моторного масла, тем выше его зольность и выше его способность предотвращать кислотную коррозию в двигателе. К счастью, при обязательном использовании дизельного топлива со сверхнизким содержанием серы в дорожных условиях коррозия из-за содержания серы в топливе потребует меньше контроля BN и, следовательно, более низкого содержания золы.

Рисунок 3. Влияние SAPS на сажевые фильтры

Источник серы и его воздействие
Масла для дизельных двигателей для тяжелых условий эксплуатации состоят примерно на 75-85 процентов из базового масла, а остальная часть состоит из систем присадок. Концентрация серы в базовом масле может варьироваться от нуля (синтетические базовые жидкости, такие как ПАО) до 0,5 процента по массе (базовые масла группы I).

Содержание серы в базовом масле может быть снижено с помощью методов гидроочистки и гидрокрекинга на нефтеперерабатывающих заводах до уровня от менее 0,1 до менее 0,3 процента по массе. Используемые системы добавок также являются основными источниками серы. Серосодержащие присадки, используемые в рецептуре масел для дизельных двигателей большой мощности, включают детергенты, противоизносные присадки (преимущественно из дитиофосфата цинка, ZDTP или ZDDP), ингибиторы коррозии, модификаторы трения и антиоксиданты.

По оценкам EPA, любое количество серы от 1 до 7 частей на миллион может попасть в выхлоп дизельного двигателя, когда моторное масло попадает в камеру сгорания и сгорает. Оценка наихудшего случая в 7 частей на миллион основана на номинальном расходе дизельного топлива и масла для большегрузных автомобилей, равном 6 милям на галлон и 1 кварте на 2000 миль соответственно.

При нормальной работе только небольшой процент моторного масла, потребляемого открытой вентиляцией картера большегрузных дизелей, проходит мимо колец и сгорает в камере сгорания. Остаток израсходованного масла теряется в результате испарения, выбрасываясь через трубку вентиляции картера, и не сгорает. Если моторное масло, содержащее

Если в двигателе, соответствующем стандарту 2007 г., использовалось максимальное содержание серы более 0,4% для API CJ-4, закрытая система вентиляции картера собирала испарившееся масло и пропускала его через поток выхлопных газов.5,6,7

Попадая в поток выхлопных газов, сера может снижать эффективность сажевых фильтров, отравляя катализаторы. Это отравление катализатора может увеличить превращение оксидов серы в сульфаты, что увеличивает выбросы твердых частиц и накопление твердых частиц. Накопление твердых частиц может привести к снижению производительности двигателя из-за повышенного противодавления и, в конечном итоге, к выходу из строя ловушки.

Чтобы очистить серу, когда она отравляет катализаторы, она снижает их чувствительность и блокирует активные центры на катализаторах. Это приводит к тому, что оксиды серы превращаются в твердые частицы сульфатов, что увеличивает выбросы твердых частиц, а также приводит к накоплению твердых частиц в устройствах доочистки.

Рисунок 4. Рыночные сценарии Северной Америки до 2009 г.

Источник фосфора и воздействие
Основным источником фосфора в маслах для дизельных двигателей большой мощности является противоизносный агент дитиофосфат цинка (ZDDP). Фосфор также поступает из ингибиторов коррозии, модификаторов трения, ингибиторов коррозии и антиоксидантов. Как правило, до 2007 года масла для дизельных двигателей большой мощности типа CI-4 Plus содержали от 0,11 до 0,15 процента по весу фосфора. Новые масла CJ-4 имеют максимальное содержание фосфора 0,12%.

Попадая в поток выхлопных газов, фосфор может снизить эффективность и дезактивировать катализаторы на основе благородных металлов, покрывая и накапливаясь на активных участках катализатора, вызывая необратимые повреждения, которые накапливаются с течением времени. В результате повышенные уровни вредных выбросов, таких как NO _X , окись углерода и углеводороды, проходят через каталитический нейтрализатор без изменений, что приводит к повышенному уровню выбросов NO _X , CO и углеводородов.

Изменение парадигмы в технологии моторных масел
Одной из целей API CJ-4 была обратная совместимость с составами масел старых классификаций API CI-4 и CI-4 Plus. Однако ограничение SAPS привело к изменению парадигмы в технологии моторных масел. Снижение уровня зольности с нормативных 1,3% до 1,5% до обязательного максимума 1,0% и дополнительное снижение содержания серы в базовом масле и присадках до максимум 0,4% потребует замены традиционных металлосодержащих присадок на альтернативные. химические вещества с низким содержанием металлов, серы и в некоторых случаях беззольные.

Использование этих альтернативных химических присадок снизило щелочное число моторного масла до уровня в диапазоне от 8 до 10. Такое снижение щелочного числа может сократить интервалы замены масла в дизельных двигателях внедорожной техники, в которых по-прежнему будет разрешено использовать дизельное топливо с низким содержанием серы (500 ppm). максимум) до 2010 года. Ожидается, что для дорожных дизельных двигателей это снижение BN не повлияет на текущие интервалы замены масла, поскольку использование дизельного топлива со сверхнизким содержанием серы (максимум 15 частей на миллион) будет уравновешивающим фактором в уравнении интервала замены масла. .

Эти факторы могут привести к дифференциации двух разных моторных масел: одно для внедорожных дизельных двигателей, а другое для дизельных двигателей для шоссейных дорог (рис. 4) в течение следующих нескольких лет. Кроме того, ожидается, что некоторые OEM-производители потребуют минимальных значений BN в зависимости от области применения, в которой используются их двигатели.

CJ-4 можно использовать с топливом с содержанием серы 500 частей на миллион, которое будет использоваться в дизельном топливе для бездорожья с 2007 по 2010 год, но может быть сокращение интервалов замены масла по сравнению с предыдущими маслами.

Чтобы соответствовать пределу API CJ-4, составляющему 0,12 процента фосфора, количество ZDTP, используемого в рецептуре масел для дизельных двигателей для тяжелых условий эксплуатации, было уменьшено. Это снижение ZDTP потребует использования альтернативных беззольных противоизносных присадок для защиты клапанного механизма от износа.

Снижение содержания серы до максимума 0,4 процента наряду с ограничениями летучести NOACK максимум в 13 процентов и необходимостью повышения устойчивости к окислению из-за повышенного термического напряжения, воздействующего на моторное масло из-за использования высоких скоростей рециркуляции отработавших газов и последующей обработки, привели к более широкое использование базовых масел Группы II, Группы III и Группы IV.

Рисунок 5. Технология двигателей будущего 2010

Обратная совместимость
ASTM требует обратной совместимости с существующими моторными маслами API CI-4 и CI-4 Plus для классификации API CJ-4. Для обеспечения совместимости с предыдущими версиями используется комбинация существующих лабораторных и стендовых испытаний двигателей CI-4 и CI-4 Plus в сочетании с испытаниями новой последовательности двигателей, в которых используется дизельное топливо со сверхнизким содержанием серы. Тесты новой последовательности двигателей для API CJ-4 включают следующее:

• Mack T-12 — Этот 300-часовой тест измеряет способность моторного масла защищать от износа силового цилиндра, загущения сажи, коррозии подшипников и окисления при высоких рабочих температурах и высоких скоростях рециркуляции отработавших газов.

• Caterpillar C-13 — Этот 500-часовой тест основан на модифицированном шоссейном 6-цилиндровом 445-сильном двигателе C-13 с технологией ACERT и закрытой вентиляцией картера. Тест измеряет способность моторного масла защищать от чрезмерного расхода масла и образования поршневых отложений.

• Cummins ISB — В этом испытании используется дизельный двигатель Cummins 5,9 л средней мощности ISB, оснащенный системой рециркуляции отработавших газов и сажевым фильтром. Это 350-часовое двухэтапное испытание предназначено для оценки способности моторного масла предотвращать износ ползункового механизма клапана и совместимости с системами очистки отработавших газов.

• Cummins ISM — это 200-часовое четырехэтапное испытание оценивает способность моторного масла защищать четырехтактные дизельные двигатели с турбонаддувом и промежуточным охлаждением, оснащенные системой рециркуляции отработавших газов, от износа клапанного механизма, износа цилиндров и гильз, засорения фильтров и образования отложений. образование в условиях сажи.

Технология двигателя на 2010 год
В 2010 году выбросы дизельных двигателей на шоссе будут дополнительно снижены до 0,2 г/л.с.-ч для NO _X , а выбросы твердых частиц останутся на уровне 0,01 г/л.с.-ч. Уровни выбросов дизельных двигателей при движении по дорогам в сочетании с обязательным использованием дизельного топлива со сверхнизким содержанием серы для внедорожных дизельных двигателей, начиная с июня 2010 года, приведут к дальнейшим изменениям конструкции двигателей и использованию дополнительных технологий доочистки, а также использованию Современная технология дизельных сажевых фильтров. Дополнительные устройства доочистки, которые будут использоваться:

• бедная NO _X катализаторы (LNC)

• бедная NO _X ловушки (LNT)

• NO _X катализаторы восстановления при хранении (NSRC)

• Катализаторы DeNOX

• № _X поглотители

• селективное каталитическое восстановление (SCR)

• катализаторы окисления дизельного топлива (DOC)

Использование этих устройств для последующей обработки приведет к дополнительным химическим ограничениям на будущие масла для дизельных двигателей для тяжелых условий эксплуатации, чтобы обеспечить совместимость с катализаторами. Это приведет к разработке новой классификации моторных масел для дизельных двигателей, предназначенных для тяжелых условий эксплуатации, что потребует тщательного балансирования для обеспечения долговечности существующих двигателей, при этом обеспечивая совместимость с последующей обработкой и срок службы.

Эта новая классификация моторных масел должна быть введена в действие и готова к использованию к концу 2009 года. Ожидается, что API совместно с OEM-производителями и ASTM начнет работу над PC-11 (возможно, будет называться API CK). -4) где-то в конце 2007 или начале 2008 года.

Каталожные номера

1. Компания Caterpillar представляет технологию ACERT® для дорожных двигателей в 2007 году.

2. Джим Галлиган. «Двигатели 2007 года, все дело в сажевом фильтре». Журнал Light & Medium Duty Trucking , июнь 2005 г., с. 22.

3. Джим Галлиган. «Двигатели 2007 года, все дело в сажевом фильтре». Журнал Light & Medium Duty Trucking , июнь 2005 г., с. 28.

4. Дэвид Макфолл. «Бесконечные препятствия для SAPS и выбросов». Смазочные материалы и смазки , май 2005 г.

5. Шон Уиткэр. «Масла для дизельных двигателей, совместимые с катализаторами». Презентация DECSE Phase II на семинаре DOE/NREL «Изучение масел для дизельных двигателей с низким уровнем выбросов». 31 января 2000 г.

6. Агентство по охране окружающей среды США; Декабрь 2000 г. Анализ регулирующего воздействия: стандарты для двигателей и транспортных средств большой мощности и требования по контролю содержания серы в дорожном дизельном топливе. Глава III, с. 96-98 EPA 420-R-00-26 Отдел оценки и стандартов, Управление транспорта и качества воздуха США по охране окружающей среды.

7. «Промежуточный отчет № 4 по Этапу 1; Дизельные сажевые фильтры — Заключительный отчет». Программа контроля выбросов серы в дизельных двигателях (DECSE). Январь 2000 г.

Об авторе

Стационарные двигатели и турбины

Главная страница / Продукция и отрасли промышленности / Катализаторы / Катализаторы контроля выбросов / Стационарные двигатели и турбины

Катализаторы контроля выбросов

Стационарные двигатели и турбины являются широко используемыми источниками энергии по всему миру. Обычно эти двигатели используются для производства электроэнергии, в шахтах и ​​даже в локомотивах.

В зависимости от местных, региональных или глобальных правил можно строго контролировать допустимые выбросы вредных химических соединений из двигателей. В большинстве случаев каталитическая технология предлагает идеальное решение, поскольку она является одновременно высокоэффективной и рентабельной. Clariant предлагает различные катализаторы контроля выбросов для стационарных двигателей и турбин.

Компания Clariant занимается разработкой и производством катализаторов для очистки выхлопных газов от процессов сгорания с начала 19 века.80-е годы. Благодаря своему опыту и тесному сотрудничеству с нашими клиентами мы разработали и определили стандартные решения – для новых установок, модернизации и замены.

Катализаторы окисления
Эти типы катализаторов используются для каталитического сжигания вредных летучих органических соединений (ЛОС) и выбросов окиси углерода (СО). К ним относится окисление СО и углеводородов, включая формальдегид, альдегиды, ПАК, НМУ, ЛОС, ТОС в СО2 и воду при сжигании обедненной смеси.

Типы включают:

Катализатор окисления дизельного топлива (DOC)

Трехкомпонентные катализаторы (TWC)

Катализированные сажевые фильтры (cDPF)

Окисление CO и углеводородов, включая формальдегид и акролеин, с высокой устойчивостью к сере и низкой конверсией SO2 в SO3 для применения в дизельном топливе и мазуте.
Также доступны: Специальные катализаторы DOC для окисления NO в NO2

Окисление CO и углеводородов и одновременное восстановление NOx до CO2, воды и азота в условиях интенсивного горения с регулированием соотношения воздух-топливо (лямбда-регулирование)

Каталитические фильтры с пристенным потоком для эффективного удаления твердых частиц и сжигания сажи при низких температурах при сжигании обедненной смеси.

Катализаторы для восстановления NOx и N2O. Эти катализаторы преобразуют вредные выбросы аммиака и оксида азота в безвредный газообразный азот и воду в различных процессах.

Системы селективного каталитического восстановления (SCR)

Системы селективного каталитического окисления (SCO)

Выбросы NOx сокращаются за счет аммиака или мочевины в системах SCR при сжигании обедненной смеси.
Доступны низко-, средне- и высокотемпературные варианты, предназначенные для работы в широком диапазоне объемных скоростей (до 60 000 ч ^-1 ). Серия EnviCat состоит из технологий VWT (технология ванадия, вольфрама, титана) или цеолита с обменом переходного металла.

Окисление Nh4 скольжением в N2 с низким образованием NOx.
Эти катализаторы обеспечивают высокую эффективность работы в широком диапазоне температур и способны снижать проскок аммиака.