适用于配备汽油颗粒捕集器车辆的发动机油

汽油机颗粒捕集器（GPF）是汽车行业的新生事物。第一款安装了GPF的量产汽车是2014年上市的梅赛德斯奔驰S500，此后，GPF被广泛应用于全球汽车品牌和车型中。

GPF的普及主要有以下三个方面的原因：

第一，汽油缸内直喷（GDI）发动机的普及。GDI发动机通过直接向汽缸中注入燃油实现更高的燃油效率和动力，但其缺点是，与进气道喷油（PFI）发动机相比，GDI发动机会产生更多的碳质颗粒。

第二，除颗粒物质量（PM）外，还引入了颗粒物数量（PN）限值作为汽车颗粒物排放的衡量标准。该标准目前适用于轻型柴油和GDI发动机，但不适用PFI发动机。从影响健康的角度看，颗粒物数量比颗粒物质量更具相关性。

• 欧六实际驾驶排放标准（RDE）的实施。未安装GPF的大多数GDI发动机都不能满足该标准的PN限值要求，因此GPF已成为欧洲GDI发动机的标配。

未来中国和欧洲法规的变化将使GPF很快成为所有汽油车的标准配置，包括PFI和混合动力汽车。

GPF由陶瓷材料制成，并包含贯穿整个过滤器的纵向通道。这些通道的壁面上有许多小孔并在两端交替封口。该结构迫使过滤器进气口处的尾气通过有小孔的通道壁到达排气口。这样一来，尾气中携带的颗粒将通过下列三种方式被通道壁截留：

布朗扩散

截留

惯性

除了捕获燃烧产生的颗粒外，尾气中携带的发动机油产生的颗粒也会被GPF截留，并在通道壁上形成灰分层，从而影响发动机的性能，我们将在下文中详细探讨该问题。

由于颗粒物尺寸最低限值还将进一步降低，即从23纳米降至10纳米，因此，下一代GPF需要进一步提升过滤效率。不幸的是，由于发动机油产生的颗粒物大多数在10纳米至23纳米范围内，这就会使GPF更容易被机油灰分堵塞。

所有机油的粘度都为0W-20，但其灰分含量从0.79到1.32重量百分比不等。通过改变清净剂的结构，特别是机油中钙和镁的含量，就可以改变灰分含量。在整个测试过程中，我们对GPF堵塞情况不断进行监测（通过背压），并每隔10000公里测量一次机油消耗量，每隔50000公里测量一次GPF集灰量。最后，我们通过一系列补充的分析技术找到过滤后灰分积留的位置，对GPF的灰分捕集情况有了详细且全面的了解。

测试结果与预期一致：机油的灰分含量越高，GPF捕集的灰分也越多，而灰分含量越低，捕集的灰分也越少。捕集灰分的增加导致排气背压升高。具体来说，背压的升高是由于GPF通道壁上的灰分层较厚，以及堵塞在GPF通道末端的灰分层较长所导致的。

测试结束时，我们测量了各发动机的相对动力下降和燃油效率，结果表明，与高灰分机油相比，使用低灰分机油的发动机在动力方面高了4.5%，在油耗方面低了5.5%。