干货 | 柴油机EGR管路沉积物抑制生成方法

由于柴油机在动力性、经济性和可靠性方面的优势，其应用领域越来越广泛，但其排放并不乐观。近年来各国都制定严格的排放法规，柴油机面临新的挑战。而废气再循环技术（exhaust gas recirculation，EGR）已成为柴油机降低废气排放最有效的措施。然而EGR 管路沉积物却成了柴油机面临的新问题，柴油机沉积物生成多少，首先和燃料、机油有关。

沉积物的生成
在柴油机运行过程中，柴油机EGR 管路沉积物的生成，理论上可认为燃油和润滑油是其来源，具体引起原因可能有：串漏气、润滑油自身氧化、润滑油与串气的复杂反应。其沉积物生成过程如图1 所示。在柴油机EGR 管路中发生了复杂的化学反应，导致黑色沉积物的生成。

沉积物的控制方法

粘度指数改进剂

粘度指数改进剂在多级油中具有随温度不同而表现不同形态的特性，当机油温度升高，粘度指数改进剂的油溶性增大，长链高聚物伸展，使溶液分子运动内摩擦增大，使机油粘度不会因温度升高而快速下降。反之，当温度下降粘度指数改进剂使机油中高聚物的溶解度变小，对机油分子内摩擦影响不大，故使机油粘度增加不大；正因如此，粘度指数改进剂起到改善润滑油粘温特性的作用。

柴油机工作条件苛刻，机油在这样的高温、高机械剪切作用下，机油中粘度指数改进剂的分子链会断裂而产生大自由基，大自由基进一步又分裂成单体分子。同时由于强酸和氧的存在，发生了复杂的化学反应，生成漆膜和积炭，也就是所说的沉积物。

在配制多级油时，为满足机油在高、低温时的粘温特性，就必须加入一定量的粘度指数改进剂以改善机油粘度的不足。有些基础油粘度跨度大，加入粘度指数改进剂的量就多，以致沉积物的生成量也增加。

机油的选用

机油在柴油机工作过程中，高温使粘度指数改进剂自身氧化并促进机油的氧化，导致发动机有沉积物生成。针对结构不同的粘度指数改进剂：PMA （聚甲基丙烯酸酯）、PIB（聚异丁烯）和OCP（乙丙共聚物），采用TGA（差热分析方法）对其热氧化安定性检测，得出OCP 的热氧化安定性最好。

由此可见，粘度指数改进剂对机油清净性以及柴油机沉积物的生成影响要看其化学结构。且在油品清净性方面OCP 表现较为理想，同时减少柴油机沉积物的生成采用OCP 结构的粘度指数改进剂也最为理想。

燃油的选用

柴油具有自燃性、蒸发性、雾化性、积碳性、腐蚀性、磨损性、结胶性以及低温流动性。以充分燃烧和经济性角度看，主要考虑柴油的粘度和凝点。在选用燃油时应根据用途、季节、机型来选用不同的柴油。

若从转速方面考虑，当柴油机转速高于1000r/min 时要选用轻质柴油，这是因为柴油机转速高，就要求燃油的燃烧速度快，所以选用镏分轻、发火性好的轻柴油。若从柴油机的结构特点考虑，像直喷涡流增压发动机，这种柴油机喷油嘴多且是低惯量多孔型号的，那就应选稳定性好、杂质少的优质柴油。燃油的质量等级确定后，接下来再选用燃油的牌号。

柴油的牌号是按照其凝点的高低划分，所以在确定燃油的使用牌号时，应当以柴油机工作的环境、温度为依据，选用凝点比柴油机工作环境温度低10℃左右的燃油比较合适。

清净剂技术

为验证油品清净剂能减少发动机沉积物的生成，选择了有大量沉积物的柴油机车进行路试试验采用市售柴油清净剂进行行驶约1500km 的自然路试试验。分别拍摄了试验前和使用清净剂试验后柴油机EGR 管路的照片如图2 所示。