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發(fā)動機油面臨更多挑戰(zhàn)

未來將推動添加劑供應(yīng)商開發(fā)性能極佳的低硫酸鹽灰分、低硫磷元素的發(fā)動機油添加劑，來保持燃油經(jīng)濟性、保護發(fā)動機性能和減少排放之間的平衡。

原始設(shè)備制造商的要求

原始設(shè)備制造商的要求對當(dāng)今轎車發(fā)動機油提出的要求可以總結(jié)為；換油周期達到20000至30000公里，優(yōu)異的磨損保護，保持發(fā)動機的清潔，與尾氣后處理裝置的兼容性和燃油經(jīng)濟性等。目前SAE 5W-30粘度級別的潤滑油可以滿足這些要求，對于將來，原始設(shè)備制造商將對轎車發(fā)動機潤滑油提出更加苛刻的限制。

       即使使用生物燃料，他們也希望保持現(xiàn)有的換油周期、磨損保護性和發(fā)動機清潔性。此外，潤滑油還必須能夠顯著地改善燃油的經(jīng)濟性，同時保持與尾氣后處理裝置的兼容性。這些要求在粘度級別為SAE 5W-20或0W-20的潤滑油中會有所體現(xiàn)。這些油品配方中加入的添加劑，含有極少量的硫酸鹽灰分、磷元素和流元素，將其簡寫為SAPS。

       潤滑油耐久性是一個關(guān)鍵因素，因為原始設(shè)備制造商正在為它們的發(fā)動機瘦身，并且采用渦輪增壓技術(shù)以保持強勁的動力輸出。

       在市場上，可以看到越來越多的生物燃料在使用，所有這些情況的改變都將巨大的壓力推給了發(fā)動機和潤滑油生產(chǎn)商。因此，我們必須把工作重點放在潤滑油上，以確保它們能夠滿足耐久性的要求。

       發(fā)動機變得越來越小，因而，最重要的一點就是要增加磨損保護?？s小的發(fā)動機產(chǎn)生較大的扭矩意味著更高的負荷作用在較小的軸承上，對潤滑油膜的強度來說，這也是一個挑戰(zhàn)，需要增加更高的耐磨損性能。Lubrizol公司對此做了預(yù)計：如果動力輸出增加百分之十的話，軸承應(yīng)力將增加百分之三十九。

       另一個需要考慮的因素是，更多的發(fā)動機通過渦輪增壓來維持動力輸出。渦輪增壓技術(shù)對潤滑油質(zhì)量提出了更高的要求，設(shè)備的關(guān)鍵部位是渦輪增壓器常規(guī)的一些失效模軸承卡死和渦輪軸失效。此外，渦輪增壓會加速潤滑油的氧化和降解，形成沉積物，以致柱塞發(fā)動機的主要通道。

       此外，生物燃料使用量的增加也會嚴重影響潤滑油的性能。生物燃料將持續(xù)成為燃料庫中的一個重要組成部分。如果潤滑油被生物燃料稀釋，油泥、氧化物和活塞沉積物都會顯著增加。研究顯示，提高潤滑油的質(zhì)量可以防止這些可能出現(xiàn)的問題。

       近期原始設(shè)備制造商表達了他們對生物燃料的擔(dān)憂，在不久的將來會通過建立生物燃料保護措施來改變潤滑油的規(guī)范。舉例來說，最新的ACEA（歐洲汽車制造協(xié)會）規(guī)范中包括一些生物燃料的測試以確保其保護性作用的存在。在未來，這種情況將會持續(xù)下去。例如，未來ACEA（歐洲汽車制造協(xié)會）轎車規(guī)格可能包括寶馬MB 646BIO、寶馬MB M 271EVO和標(biāo)致PSA DV6的測試以解決對生物燃料質(zhì)量的擔(dān)憂。

降低排放

       歐洲的標(biāo)準(zhǔn)于1991年實施，隨后汽油和柴油發(fā)動機氮氧化物排放標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)一直在穩(wěn)步下降?，F(xiàn)在執(zhí)行歐V的標(biāo)準(zhǔn)，顯著地降低了柴油發(fā)動機轎車的顆粒物排放。2005年推出了歐IV標(biāo)準(zhǔn)時，行業(yè)內(nèi)出現(xiàn)的一個變化是，廣泛地應(yīng)用了尾氣后處理（如柴油微粒過濾器）。這就導(dǎo)致了低硫酸鹽灰分、低硫磷元素潤滑油的研發(fā)。當(dāng)前，尾氣排放限制變得越來越嚴格，進一步投資生產(chǎn)低硫酸鹽灰分、低硫磷元素的潤滑油勢在必行。

       來自原始設(shè)備制造商和政府監(jiān)管機構(gòu)的另一個明確信息是，降低二氧化碳的排放目標(biāo)在全球范圍內(nèi)都是非常重要的。在歐洲，原始設(shè)備制造商的目標(biāo)是到2015年他們所有的車輛滿足每公里130克的一氧化碳排放量的限制，到2020年達到每公里95克的排放目標(biāo)是他們當(dāng)前考慮的重點。

提高燃油經(jīng)濟性

       多年來，潤滑油的配方中已經(jīng)考慮了燃油經(jīng)濟性的目標(biāo)。用油趨勢在這方面已經(jīng)發(fā)生了明顯的轉(zhuǎn)變，使用了粘度較低的SAE 0W-20和SAE 5W-20潤滑油，因為這些潤滑油不僅可以提高燃油經(jīng)濟性，同時有助于減少一氧化碳的放量。

       問題是，潤滑油能夠持續(xù)提升燃油經(jīng)濟性嗎？能提高多少呢？縱觀目前在市場上出售的不同粘度潤滑油在使用中呈現(xiàn)的燃油經(jīng)濟性水平，一個典型的潤滑油ACEA C3 5W-30，與常規(guī)潤滑油相比，燃油經(jīng)濟性平均提高百分之二，而一個典型的潤滑油ACEA  C2 5W-30則可以提高百分之二點七。

       據(jù)報道，已經(jīng)開發(fā)出SAE 0W-20潤滑油，預(yù)計燃油經(jīng)濟性平均可以提高約百分之四，該產(chǎn)品的潛在優(yōu)勢是非常大的。

       然而，需要記住的是，這不僅僅是一個個例，以現(xiàn)有的技術(shù)應(yīng)用到SAE 0W-20配方中，可以得到最大的燃油經(jīng)濟性。例如，將目前的低硫酸鹽灰分、低硫磷元素技術(shù)應(yīng)用到SAE 0W-20潤滑油中，燃油經(jīng)濟性可以提高約百分之三點五。然而，如果對技術(shù)進行了優(yōu)化并重新制定了添加劑配方，則可以更加顯著改善SAE 0W-20潤滑油的燃油經(jīng)濟性。

       當(dāng)然，燃油經(jīng)濟性也不能孤立地來看待。還必須考慮潤滑油的耐久性，在大眾VW TDI發(fā)動機上試驗表明，優(yōu)化的添加劑技術(shù)改善了活塞清凈性。

       另一個要考慮的因素是磨損問題。當(dāng)使用粘度較低的潤滑油時，需要考慮潤滑管理問題，磨損將成為關(guān)注的重點。低粘度的潤滑油會產(chǎn)生更多的邊界潤滑問題，增加了深層次磨損的可能性?？梢宰鲆恍┕ぷ鱽砀淖冞@種情況，例如，目前正研究的一些先進的清凈劑、分散劑和抑制劑配方，可以將潤滑狀態(tài)返回到流體動力區(qū)域，提高潤滑油的耐磨性能。

基礎(chǔ)油的影響

       為了了解實際使用中所需要的系列配方，路博潤公司在研究模型中比較了不同組合方式的基礎(chǔ)油、粘度指數(shù)改進劑、復(fù)合添加劑以及單劑的作用，預(yù)測得出潤滑油的物理特性，包括運動粘度、冷啟動粘度、高溫高剪切粘度（HTHS）及揮發(fā)度。

       在第一個模型中，路博潤工作人員研究了以API III類油為基礎(chǔ)油，加入低硫酸鹽灰分、低硫磷元素的添加劑以及高粘度指數(shù)改進劑，旨在滿足原始設(shè)備制造商發(fā)動機設(shè)計的性能要求。

       配方研發(fā)者制定了高溫高剪切粘度、揮發(fā)度或冷啟動粘度。如果沒有粘度方面的限定，可能系列配方就非常寬松。然而，如果同樣的配方被限定于粘度為SAE5W-20的潤滑油上，揮發(fā)度小于百分之十三，系列配方數(shù)目會顯著減少。如果粘度被限SAE0W-20的潤滑油上，并且一個典型的原始設(shè)備制造商指定的Noack揮發(fā)度小于百分之十一的話，則完全沒有滿足條件的配方。

       為了重新制定系列配方，路博潤采用更高粘度指數(shù)的基礎(chǔ)油。例如，采用PAO作為基礎(chǔ)油，在某種程度上可以重新制定出配方。這將需要更多的工作，來全面優(yōu)化基礎(chǔ)油的作用。

       新的發(fā)動機技術(shù)和更嚴峻的操作環(huán)境要求開發(fā)出新的發(fā)動機潤滑油。這種趨勢將推動高質(zhì)量基礎(chǔ)油需求的增加，優(yōu)化低硫酸鹽灰分、低硫磷元素添加劑，來平衡燃油經(jīng)濟性和發(fā)動機制造商想得到保護發(fā)動機的要求。