使用MoDTC（有機鉬）可以改善燃油經濟性

摘要：

努力減少二氧化碳排放并提高燃油經濟性是汽車制造方面的一個主要問題。眾所周知，低摩擦的發動機油能改善這個問題。低粘度和有效的減摩技術的結合是解決燃油經濟性的關鍵。

MoDTC是改善邊界潤滑中最有效的摩擦改進組分之一。行車測試和動力測試結果顯示，MoDTC對于改善燃油經濟性方面，可提升最大減摩性能10％以上，提升燃油經濟性1％以上。

盡管臺架測試表明MoDTC對TOEST33C有一定的負面影響，然而進一步研究也展示了基礎油的性能對沉積物有更大影響。使用一定的配方路線，經測試結果表明，添加合適劑量的MoDTC到機油中可以做到不增加沉積物。

 

1，概要

近年來，世界各地實行更嚴格的燃油經濟性標準，燃油經濟性改善是當今汽車制造商的最大挑戰之一。使用低摩擦潤滑劑被稱為用于提高車輛的燃料效率的成本有效的方法，

 

并且在早期的研究中，通過使用專門設計用于減少摩擦能量損失的發動機油而實現了超過1％的燃料經濟性改進。這些發動機油由低粘度和高粘度指數的基礎油以及基于鉬的摩擦改進劑（FM）組成。

 

MoDTC是這些摩擦改進劑的一個代表。

 

小型化的渦輪增壓技術是提高汽車的燃料效率的最重要的技術之一，然而這種策略正在迫使潤滑劑開發面臨新的挑戰。在高增壓DI發動機的高扭矩和低速度下發生的異常燃燒，被稱為低速早燃（LSPI），在嚴重的情況下可能導致發動機損。目前很多的對LSPI研究表明含有MoDTC組分的潤滑劑對于降低LSPI頻率具有一定的積極作用。

在新開發的發動機油標準ILSAC GF-6中也提到了關于LSPI現象的性能是一個挑戰。在有關GF-6標準測試中，渦輪增壓器兼容性的其他測試，其中之一是熱氧化模擬測試(TEOST)。有研究結果稱MoDTC對TEOST33C沉積物形成會產生一定的負面影響。盡管MoDTC對提高高溫穩定性很有效。

開發用于改善含有MoDTC的發動機油中的渦輪增加器兼容性的技術意味著要確保TEOST33C沉積物不能增加，這

 

 

將有助于OEM和石油制造商為開發GF-6規范的發動機油提供更多選擇。

在這項研究中，符合GF-6規范，含有MoDTC的和不含MoDTC的油品，其摩擦性能在這幾個臺架試驗中進行評測。用一個特定的駕駛計劃的行車實驗對MoDTC提高燃油經濟性的效果進行研究。研究了潤滑劑組分對TEOST33C的影響，并且在TEOST33C中的全配方發動機油和行車試驗中詳細研究了有助于減少沉積物的基礎油的影響。

2，MoDTC的摩擦和燃油經濟性試驗

二烷基二硫代氨基甲酸鉬（MoDTC）的化學結構如圖1所示。該MoDTC由雙核鉬和具有C8和C13烷基的二烷基二硫代氨基甲酸鹽組成。

圖1 MoDTC的化學結構

 

GF-6發動機油的摩擦試驗

將發動機油置于SRV往復摩擦試驗和Bowden-Leben型摩擦試驗下。試驗裝置由板，擺動缸或球和加熱器組成。在試驗之前，將少量的油施加到板上。

 

 

摩擦試驗結果如圖2所示。在較寬范圍的接觸壓力下觀察到含MoDTC的油，有顯著的降低摩擦的性能?？梢灶A期，MoDTC可以減少發動機中幾個摩擦部件的摩擦。

 

 

圖2 含MoDTC的發動機油的摩擦試驗結果

 

試驗采用3.0L V6汽油發動機進行。在此實驗中使用不含MoDTC的0W-20  GF-6發動機油。研究沒有MoDTC的摩擦轉矩，然后添加MoDTC重復該實驗，并計算摩擦轉矩減少率。結果，在低發動機轉速下觀察到大于10％的摩擦減少，其中可以預期更多的邊界潤滑的貢獻。

MoDTC的燃油經濟性的改進在JC08駕駛計劃的行車試驗中進行研究，如圖3所示。

 

 

圖3  JC08行車計劃

 

 

圖4

  使用行車試驗相同的油，結果，在實驗中觀察到MoDTC的燃料經濟性改善可達1％，如圖4所示。

 

3，關于TEOST33C

MoDTC與其他組分，如ZnDTP，清凈劑，分散劑，無灰抗氧劑和基礎油在實驗中的TEOST33C的影響總結在表1中。

 

 

 

 

表1

 

有報道稱，添加MoDTC和ZnDTP導致TEOST33C沉積物有一定的增加，如圖5所示。

 

 

圖5 TEOST33C 沉積量

 

 

 

已經清楚的是，基礎油對TEOST33C上的沉積量具有更大的影響。實驗結果如圖6所示，MoDTC的濃度保持在500ppm，顯然，基礎油的精制程度不會對該試驗產生任何影響，因為觀察到高度精致的礦物油和合成油無任何區別。

 

 

 

圖6 基礎油對TEOST33C沉積量的影響

 

影響基礎油粘度和蒸發性能的分子量將會有助于沉積物的形成，如圖7所示。蒸發性能特別是90％蒸發溫度與沉積量有很強的相關性，因此潤滑劑在高溫下的持久性被認為是關鍵性能。

 

 

 

 

 

 

圖7 基礎油性質與TEOST33C沉積量的關系

 

用少量高分子量的基礎油配制是提高發動機油的耐高溫持久性的一種有效方式。在實驗中使用PAO40作為高分子量的基礎油。通過改變VII的濃度，將粘度調節至5W-30。在所調制油中，150℃的HTHS粘度保持在2.9mPa·s。 MoDTC劑量為500ppm。觀察到該配方的實質性效果：當高分子量基礎油大于4％時，沉積量可以小于30mg，如圖8所示。

 

 

圖8高分子量基礎油對減少TEOST33C沉積量的作用

 

在含有4％高分子量基礎油的TEOST33C測試中，用相同的油進行發動機試驗。與市場上的 5W-30油相比，觀察到10％以上的摩擦轉矩降低。

 

 

 

4，結論

MoDTC具有改善燃油經濟性的顯著潛力。潤滑劑在高溫下的持久性將對TEOST33C產生很大的影響。添加合適劑量的MoDTC可以用于燃料經濟性的改進而沒有嚴重的沉積物增加。