汽机油的更新换代往往由如下三个因素驱动:1. 环保法规的要求。这包括尾气排放处理方面的要求,具体涉及到发动机油与后处理系统的兼容性问题。各国政府对环保的日益重视,各项环保法规对于排放的要求也越加严苛,从而要求油品与尾气排放处理系统的兼容性。另一方面是新型燃料的问题,即更为清洁的燃料使用的问题,这点涉及到发动机油与清洁燃料的相容性方面。 2. 燃油经济性。原油价格日渐攀升以及对各国对温室气体的排放控制,使得燃油经济性成为发动机油开发时的关注重点。3. 油品各项物化性能的提升。汽车制造商采用新型发动机技术,通常增加压缩比 (CR) 以达到更大的功率和燃油经济性,使得同样发动机排量的功率不断提升,导致发动机的工作温度更高,从而给发动机油造成更大的氧化压力。这三个因素,持续地驱动着发动机油的质量不断向更高等级提升。下面我们来详细探讨一下最新的SN/GF-5汽机油是如何应对三个方面的挑战的。
一、环保法规对油品的要求
在与后处理兼容性问题上,GF-5要求提高排放系统的耐久性,同时不削减对发动机的磨损保护。鉴于ZDDP分解后,其中的磷元素将会对尾气排放处理系统的催化剂造成毒化,很多OEMs要求提升磷元素保持力(即降低磷元素的分解速度),从而延长催化剂寿命。这一诉求主要通过程序IIIGB(ASTMD7320)来实现。该实验要求磷的保持度达到79%,即经过一段时间的运行,发动机旧油当中的磷含量仍旧保持在新油的79%以上,这意味着更少的磷分解,从而减轻对催化剂的毒化。挑战是更少的磷分解意味着对ZDDP对发动机的磨损保护方面会有所欠缺,添加剂公司通过在现有的ZDDP类型进行筛选或者重新开发新型的ZDDP来满足这一需求。
在清洁燃料方面,E85乙醇汽油(即85%乙醇和15%汽油的混合燃料)相对传统汽油,具有较低的二氧化碳排放。因此在GF-5标准中,针对E85乙醇汽油可能导致的乳化等问题做出了测试要求,GF-5的油品能够满足与E85乙醇汽油的具有良好的相容性。
二、车辆燃油经济性方面的要求
鉴于美国环保局EPA对车辆燃油经济性已经从立法方面提出要求,西方国家的政府对此也提出了更高的要求。因此GF-5在这一点上相较于GF-4的要求有了较大的提高。
该级别的油品通过程序VID(ASTM7589)实验,与标准油相比,证实具备改善燃油经济性的能力。
三、油品各项物化性能的提升。
GF-5油品为应对更高的发动机保护要求,在如下几个方面均在原有的GF-4基础上有所提升。
1.活塞清净性方面的提升。程序IIIG(ASTM D7320)中,GF-5的油品对于沉积物控制评分上要求更为严格。
2.发动机油泥控制能力的提升。程序VG(ASTM D6593)中,在发动机油泥评分,摇臂盖油泥评分,滤网油泥的百分比上均有更为苛刻的要求。
3.保护涡轮增压器的需要。在针对涡轮增压器应用的场合,需要通过TEOST 33C的评定要求。在此尤其需要指出的是,基于SN当中只有Resource Reserving(资源节约)型的粘度等级油品有这一要求,但是其他粘度等级并无此项评定要求。因此,向客户推荐涡轮增压保护的油品时,建议推荐GF-5的油品。
此外还有与密封性能(橡胶相容性)与泡沫性能的提升要求。
四、下一代油品的开发方向
API 标准顾问团调研了全球的OEM,从而决定2015/2016年的下一代新标准中他们的关注所在。
△ILSAC内部已经开始初步讨论下一代标准;
△基于支持ILSAC/油品和ASTM程序的原则,几乎所有的OEM都对新标准表示支持,但要求列出特定的标准变化,以便他们有更多的时间进行准备;
△需要考虑新标准的全球适用性;
△关注新型发动机测试的发展和资助基于燃油经济性的考虑,采用低粘度等级油品的趋势仍在继续,但是由于燃料稀释问题,采用汽油直喷技术涡轮增压发动机可能会暂时中止该趋势。在不影响发动机持久性的前提下,我们能把粘度降低到多少。
新一代油品最终的各项技术指标同样是受到前述三大因素的驱动得来的,具体如何,我们将拭目以待。
雅富顿化工(苏州)研发中心 杨沙