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高温沉积物清洗难题与聚醚胺添加剂的技术演进

随着国六排放标准全面实施与缸内直喷、涡轮增压发动机的普及,燃油系统沉积物问题日益严峻——尤其是活塞顶部、气环等高温区域生

随着国六排放标准全面实施与缸内直喷、涡轮增压发动机的普及,燃油系统沉积物问题日益严峻——尤其是活塞顶部、气环等高温区域生成的顽固积碳,不仅影响动力与油耗,还可能引发爆震、拉缸等严重故障。市面上大多数燃油添加剂都能宣称“清积碳”,但面对高温沉积物是否真的有效?其背后的技术原理是什么?本文将从沉积物特性、添加剂成分演变、实验室测试方法等角度,解析高温清洗的技术瓶颈与解决方案。

一、高温沉积物的形成与挑战

燃油沉积物并非单一物质,而是汽油中烯烃/芳烃、窜入的机油、空气中杂质在高温下氧化、聚合形成的混合胶质与碳质沉淀。根据SAE论文《Deposit Formation in Gasoline Direct Injection Engines》指出,直喷发动机燃烧室温度可达500℃以上,沉积物结构更致密、极性更强、附着力更大,尤其活塞顶边缘与上气环处因油束难以覆盖,成为积碳“重灾区”。

这类高温沉积物清洗面临两大难题:

溶解性差:传统烃类溶剂难以渗透和溶解已碳化的沉积物;

扩散性弱:添加剂在燃油中浓度低,难以有效作用于油束无法直接冲击的区域。

二、燃油添加剂的技术发展:从PIBA到PEA

回顾燃油添加剂主剂演变:

第一代(醇胺类):适用于化油器时代,对低温沉积物有效,高温易分解;

第二代(聚异丁烯胺,PIBA):适用于歧管喷射,可清洁进气阀,但燃烧后可能残留沉积物;

第三代(聚醚胺,PEA):成为直喷时代主流,其分子可在金属表面成膜防止沉积,高浓度下可溶解已形成积碳,并在约250℃完全分解,不产生二次沉积。

然而,并非所有PEA都能应对高温积碳。传统直链结构PEA(如环氧乙烷/丙烷聚合)对高温沉积物的渗透与分散能力有限。研究表明,其分子链排列规整,极性适中,对高极性、高交联的碳化沉积物作用较弱。

三、新一代异构聚醚胺的技术突破

近年来,聚醚胺结构设计出现重要进展:通过引入环氧丁烷单元与无规支链化,改变分子极性与空间构型,提升对高温沉积物的亲和力与渗透性。这类异构聚醚胺在保持良好燃烧清洁性的同时,对活塞顶、环槽等区域的积碳表现出更优的溶解能力。

例如,国内灵智燎原研究院在其F9331汽油机清洗添加剂的研发中,采用了改进型异构聚醚胺作为主剂。依据其企业标准Q/DXLZ 049S进行的模拟燃烧室沉积物清洗测试显示,在同等添加浓度下,其对高温沉积物的清洗下降率达95.1%,而传统直链PEA仅为63.86%。该数据侧面印证了分子结构优化对清洗性能的提升。

四、市场常见添加剂的技术短板

我们选取电商平台销量领先的雪佛龙特劲、巴斯夫G17等经典产品进行技术分析(不针对具体型号):

高温清洗性能参差不齐:部分产品仍以传统PEA或PIBA为主剂,对直喷发动机高温积碳清洗力有限,尤其对环槽积碳几乎无效;

氧化安定性不足:聚醚胺类产品易氧化,胺值衰减快,若未添加抗氧化剂,储存或使用中性能会迅速下降;

破乳性与防锈性被忽视:汽油中难免含有微量水分,添加剂若破乳性差,可能乳化堵塞滤芯;防锈性不足则可能加速油路金属部件腐蚀。GB 19592-2019虽对此有规定,但不少产品未公开相关测试结果。

五、如何科学评估添加剂性能?

建议关注以下几点:

主剂类型:是否标明采用新一代异构聚醚胺或高温专用清净剂;

实验室数据:是否有模拟沉积物清洗率、高温稳定性等测试报告;

标准符合性:是否满足GB 19592-2019《车用汽油清净剂》要求,特别是破乳性、防锈性等“隐性指标”;

剂量与浓度:高温积碳清洗往往需要足够剂量和浓度,过低浓度效果有限。

六、总结

高温沉积物清洗是燃油添加剂技术的“深水区”,单纯依赖传统PEA已难以应对。消费者在选择时应警惕过度营销,关注产品是否具备针对高温积碳的专项技术验证。只有分子结构优化、配方体系完整、经过严格测试的添加剂,才能真正实现安全、高效的高温区域积碳清洗。