ПРОЦЕСС РЕГЕНЕРАЦИИ САЖЕВОГО ФИЛЬТРА И ЕГО ВЛИЯНИЕ НА СВОЙСТВА МОТОРНОГО МАСЛА

Содержание
Сценарий и цели деятельности
Тестирование
Результаты
Заключения
Moscow 2007

Для того чтобы обеспечить строгое соблюдение предельных значений концентраций твёрдых частиц в выбросах, установленных предписаниями Евро IV (рис. 1), были разработаны для применения на большинстве дизельных легковых автомобилей фильтры улавливания частиц в дизельном топливе (DPF); для того чтобы обеспечить соблюдение предельных значений, предписанных требованиями стандарта Евро V, фильтры для улавливания частиц в дизельном топливе должны быть обязательно установлены на всех дизельных легковых автомобилях.
Moscow 2007

Дизельные фильтры для улавливания частиц должны периодически регенерироваться с целью удаления твердых частиц (главным образом, частиц углерода), накопленных в процессе эксплуатации автомобиля; в настоящее время наиболее широко распространенная стратегия регенерации (см. рис. 2) основана на дополнительной закачке топлива в камеру сгорания; такое избыточное топливо сгорает непосредственно в фильтре, в результате чего повышается температура в самом фильтре до величины, необходимой для сжигания накопленных твёрдых частиц (около 600°C).
Moscow 2007

СТРАТЕГИЯ ВОССТАНОВЛЕНИЯ
DPF
Pre Kat
Front Kat
Инжектор
Air inlet
Moscow 2007
T/C
Данное количество будет сгорать внутри различных выхлопов

Электронное контрольное устройство производит запись различных рабочих параметров, определяя уровень накопления сажи, и при достижении заданного значения параметра запускает процесс регенерации.
Скорость накопления сажи в фильтре и, следовательно, частота регенерации строго зависят от условий эксплуатации автомобиля (только при езде по городу, при смешанной езде (город/трасса), при езде по трассе).
Для определения уровня накопления сажи и проведения регенерации при достижении заданной величины накопления сажи, регистрируют несколько параметров эксплуатации и обрабатывают их на электронном контрольном устройстве. Для того чтобы обеспечить работоспособность всей системы, постоянно также проверяют температуру и перепад давления на входе и выходе фильтра.
Moscow 2007

В процессе регенерации - вследствие дополнительных впрыскиваний топлива - небольшая часть несгоревшего топлива попадает через гильзы цилиндров и накапливается в поддоне картера, где она смешивается со смазочным маслом, что вызывает уменьшение вязкости и отрицательно влияет на состояние двигателя и потенциально может вызвать его износ, особенно механических соединений (вал/подшипники, кулачки/толкатели клапанов), в которых гидродинамическая и эласто-гидродинамическая смазка играет важную роль.
Для того чтобы оценить влияние стратегии регенерации вышеупомянутых фильтров для улавливания частиц в дизельном топливе на защитные свойства смазочных материалов в различных условиях эксплуатации в двигателях, как на испытательных стендах в лаборатории, так и на автомобилях (на колесных динамометрических стендах и в процессе полевых испытаний), были проведены экспериментальне исследования. В течение всех испытаний следили за вязкостью моторного масла (наряду с соответствующими другими параметрами смазочных материалов); в конце испытаний двигатели были разобраны и осмотрены.
Moscow 2007

Тестируемые масла: SAE 5W40, ACEA B3/B4, синтетические рецептуры
Moscow 2007

Условия эксперимента :
Двигатель: 1.9 л, обычный, 8-клапанный, 85 кВт,Euro 4 Общая продолжительность: 130 час.
Цикл:
Фаза1 - вращение@ полная/частичная загрузка
Фаза 2 - мощность@ полная/частичная загрузка
альтернативный повтор
регенерация после каждой фазы
Без слива и долива масла – пробы брались после
каждого этапа регенерации
Испытания на динамометрических стендах
Moscow 2007

Двигатель: 1,9 л обычный, 8-клапанный, Euro 4
DPF ускоренный цикл - 195 час.
Испытания на динамометрических стендах
Moscow 2007

Условия эксперимента :
Двигатель: 1.9 л, обычный, 8-клапанный, 85 кВт, Euro 4
Общая продолжительность: 22,000 км
Цикл: NEDC*, повтор до 22,000 км
остановка двигателя каждые 15 час., охлаждение и повторный запуск
* New European Union Driving Cycle – новый ездовой цикл, предписанный ЕС
Без слива и долива масла – пробы брались после
каждого этапа регенерации
Испытания на моторных динамометрических стендах
Moscow 2007

Новый ездовой цикл, предписанный ЕС (NEDC)
Испытания на моторных динамометрических стендах
Moscow 2007

Полевые испытания
Группа Fiat Stilo работала с маслами SAE 5W40, ACEA B3/B4, синтетическое масло испытывалось в лабораторных условиях:
№ 1 – 90,000 км в городском цикле;
№ 2 – 99,000 км в комбинированном цикле;
№ 3 – 60,000 км в комбинированном цикле;
№ 4 – 180,000 km в условиях шоссе.
Периодичность слива масла: 30,000 км
Moscow 2007

Двигатель 1.9 л обычный, 8-клапанный, Euro 4
DPF Ускоренный тест на динамометрическом стенде –
Изменения вязкости
Moscow 2007

Двигатель 1.9 л обычный, 8-клапанный, Euro 4
DPF Ускоренный тест на По окончании теста
динамометрическом стенде
Moscow 2007

Двигатель 1.9 л обычный, 8-клапанный, Euro 4
Тест на моторном динамометрическом стенде
- Вязкость после регенерации
Moscow 2007

Автомобиль: Stilo 1.9 л обычный, 8-клапанный, Euro 4
Тест на моторном По окончании теста
динамометрическом стенде
Moscow 2007

АНАЛИЗ ИСПОЛЬЗОВАННЫХ МАСЕЛ
(лабораторный и полевой) - вязкость при 100°C
Moscow 2007

АНАЛИЗ ИСПОЛЬЗОВАННЫХ МАСЕЛ
(лабораторный и полевой) - уровень сажи, %
Moscow 2007

АНАЛИЗ ИСПОЛЬЗОВАННЫХ МАСЕЛ
(лабораторный и полевой) - снижение общего щелочного числа
Moscow 2007

Заключения – 1 Разжижение и ухудшение качества масла
разбавление концентрации масла вследствие избранной стратегии регенерации и полученное уменьшение вязкости тесно связаны с характером езды; условия езды по городу самые неблагоприятные не только из-за более частых циклов регенерации, но также и вследствие более низкого испарения легкой фракции топлива по сравнению со смешанной ездой (город/трасса) и при езде по трассе, когда двигатель прогревается до более высоких рабочих температур;
вследствие накопления топлива ухудшаются и другие параметры смазочного масла такие, как резерв щелочности (общее щелочное число); более высокое разбавление означает более быстрое истощение общего щелочного числа по мере увеличения пробега, измеряемого в часах или километрах;
Moscow 2007

Заключения – 2 Защита двигателя
хотя в условиях проведенного испытания при оценке смазочного масла не наблюдались какие-либо значительные признаки износа, осмотр двигателя показал, что при неконтролируемом длительном использовании смазочного масла отказ компонентов двигателя таких, как подшипники весьма вероятен;
«устройства, контролирующие срок службы смазочного масла», которые указывают на основании регистрации и обработки данных относительно условий эксплуатации двигателя на необходимость смены масла, являются весьма желательными, - в сочетании с фильтрами для улавливания частиц в дизельном топливе - что гарантирует защиту двигателя в течение всего срока службы.
Moscow 2007