吳長彧,高輝,馬爽,孫曉婷,王瑞華

(中國石油大連潤滑油研究開發(fā)中心,遼寧大連 116023)

2009年及2010年美國最新內(nèi)燃機油規(guī)格進展

吳長彧,高輝,馬爽,孫曉婷,王瑞華

(中國石油大連潤滑油研究開發(fā)中心,遼寧大連 116023)

環(huán)保、節(jié)能、延長換油期是推動內(nèi)燃機油規(guī)格升級換代的主要動力。最近兩年,美國內(nèi)燃機油新規(guī)格集中推出。文章主要介紹美國 2009年及 2010年最新推出的內(nèi)燃機油規(guī)格,其中包括將于 2010年 10月 1日開始認證的 ILSAC GF-5及API SN規(guī)格、通用公司推出的全球統(tǒng)一的汽油機油規(guī)格和柴油轎車機油規(guī)格、2009年美國分別推出的四沖程游艇用油規(guī)格和鐵路機車用油規(guī)格。

ILSAC GF-5;API SN;通用統(tǒng)一輕型車發(fā)動機油規(guī)格;鐵路機車油規(guī)格;四沖程游艇用油規(guī)格

Abstract:Engine oil specificat ions,w hich continue undergoing a period of dram atic change m ainly as a result of em issions, fuel econom y and durability,w ere updated frequently in Am erica from 2009 to 2010.The new specifications introduced in this article include ILSAC GF-5 and AP ISN licensed on O ct.1st,2010,G M dexo s introduced by G M recently,rai lw ay locomotive oil specification and FC-W oil specificat ion approved in 2009.

Key words: ILSAC GF-5;AP ISN;GM dexos;rai lw ay locomotive oil specificat ion;FC-W o il specification

0 引言

內(nèi)燃機油廣泛用于汽車、內(nèi)燃機車、施工機具、船舶等移動式和其他固定式內(nèi)燃式發(fā)動機的潤滑。而排放、節(jié)能、延長換油期是推動內(nèi)燃機油規(guī)格升級換代的主要動力,為滿足日益苛刻的排放及節(jié)能要求,迫使發(fā)動機必須采取相應(yīng)的技術(shù),而發(fā)動機技術(shù)的提高對內(nèi)燃機油的性能提出新的要求,從而推動油品規(guī)格不斷向前發(fā)展。

汽車工業(yè)發(fā)展至今,已形成了一些普遍認同的汽車發(fā)動機油規(guī)格標準體系[1],即美國石油學會(API)、美國汽車工程師學會 (SAE)和美國材料試驗協(xié)會(AST M)共同制定的 API發(fā)動機油質(zhì)量規(guī)格標準和與之緊密相連的由美國汽車制造商協(xié)會(AAMA)和日本汽車制造商協(xié)會 (JAMA)聯(lián)合成立的國際潤滑材料標準化及審查委員會 ( ILSAC)制定的發(fā)動機油質(zhì)量規(guī)格標準,以及歐洲汽車制造商協(xié)會(ACEA)聯(lián)合其他有關(guān)單位制定的ACEA發(fā)動機油質(zhì)量規(guī)格標準。此外大的OEM公司還單獨制定適合自己的發(fā)動機油規(guī)格標準。其他行業(yè),如船舶、鐵路機車等大的行業(yè)組織也相應(yīng)制定各自的發(fā)動機油行業(yè)標準。

最近兩年,美國內(nèi)燃機油新規(guī)格層出不窮。在汽車發(fā)動機油方面最重要事件就是推出了 ILSAC GF-5及API SN規(guī)格,并將于 2010年 10月 1日開始認證。美國柴油機油最高規(guī)格仍然是 2006年推出的 CJ-4[2],由于該規(guī)格油品使用效果良好,近年不會有大的更新,預(yù)計下次更新時間將在美國實施新排放法規(guī)的 2015年。通用公司推出了全球統(tǒng)一的汽油機油規(guī)格和柴油轎車機油規(guī)格,這對 API來說,是一個挑戰(zhàn)。此外,美國還于 2009年分別推出了四沖程游艇用油規(guī)格和鐵路機車用油規(guī)格。這些規(guī)格的推出,不僅對美國,也對全球 OEM和潤滑油行業(yè)將產(chǎn)生較大影響。

1 I LSAC GF-5規(guī)格

經(jīng)過近 4年努力,API于 2009年 12月 19日投票正式通過了由 ILSAC提出的 GF-5規(guī)格。GF-5第一批認證將于 2010年 10月 1日拿到,OEM在2010年 4季度推出的 2011款車也能夠用上符合 GF -5規(guī)格油品。GF-5規(guī)格的推出是艱難的,盡管第 11次協(xié)議終于達成一致,但這個協(xié)議是在最初規(guī)定的最后期限 1年后才達成。

1.1 GF-5規(guī)格指標及其與 GF-4比較

為了與 GF-4比較,將 GF-5規(guī)格分為以下三部分:

(1)完全沿用 GF-4的實驗和指標

A 理化性能及實驗室實驗指標:粘度要求SAE J300、凝膠指數(shù)、磷含量、揮發(fā)度、高溫沉積物TEOSTMHT試驗、過濾性試驗 EOWTT和 EOFT、剪切穩(wěn)定性、高溫抗泡性、球銹蝕試驗(BRT)。

B 發(fā)動機實驗和指標:程序ⅢG A、ⅣA和程序Ⅷ。

(2)使用 GF-4的實驗,但某些指標變嚴

A 理化性能實驗指標:將抗泡性實驗由 GF-4的靜置 10 min改為 1 min;10W-30油硫含量由不大于 0.7%減少到不大于 0.6%,其他粘度等級油硫含量與 GF-4相同。

B 程序ⅢG和程序ⅤG指標變嚴。

(3)增加的新實驗和指標

A 增加了 5個實驗室新試驗。

B 增加了ⅥD發(fā)動機試驗取代ⅥB來評定油品的燃料經(jīng)濟性。

GF-5及其與 GF-4[3-6]的詳細規(guī)格指標比較見表 1,表 2,表 3,表 4。

表1 GF-5和GF-4粘度要求

表2 GF-5和GF-4發(fā)動機試驗

表3 GF-5和 GF-4理化性能指標

表4 GF-5橡膠相容性試驗

1.2 GF-5規(guī)格指標分析

在油品粘度方面,歷來 ILSAC GF-X涵蓋 0W -XX、5W-XX和 10W-XX,其實由于節(jié)能要求而絕大多數(shù)只能涵蓋 0W-20、0W-30、5W-20、5W-30和 10W-30粘度等級,GF-5更加明確提出只涵蓋此 5個粘度規(guī)格,其他粘度規(guī)格由 API SN制定。

在發(fā)動機試驗方面,ⅢG和VG實驗指標變嚴,ⅥD試驗代替以前ⅥB。

ⅢG的活塞沉積物加權(quán)評分標準由不小于 3.5修改為不小于 4.0。

ⅤG試驗指標將平均發(fā)動機油泥評分從 GF-4中≥7.8提高到≥8.0,平均搖臂罩油泥評分從≥8.0提高到≥8.3,將油濾網(wǎng)油泥面積從≤20%減少到≤15%。

在燃料經(jīng)濟性試驗方面,采用新的發(fā)動機試驗ⅥD代替以前的ⅥB,并且采用更高的指標要求,而ⅥD矩陣試驗結(jié)果表明比ⅥB苛刻許多,某一油品如果在ⅥB中燃料經(jīng)濟性改善 0.5%,而在ⅥD中大體上僅改善 0.3%。

而在ⅢG的活塞沉積物加權(quán)評分與ⅥD的燃料經(jīng)濟性改善指標方面,二者是互相關(guān)聯(lián),如果提高ⅢG的活塞沉積物評分,必然使ⅥD的燃料經(jīng)濟性改善下降,反之亦然,新規(guī)格在這兩個方面均有提高,必然加大發(fā)動機油配方的研發(fā)難度。

在理化指標方面比 GF-4增加了 5個新實驗:

(1)增加了磷揮發(fā)度試驗 (程序ⅢGB),要求在ⅢG試驗完畢后油中磷含量仍然不小于新油磷含量的79%。

(2)增加可用 ROBO模擬試驗代替ⅢGA試驗。

ROBO試驗是 RohMax公司于 2003年開始開發(fā),并最終發(fā)展為 GF-5接受的模擬試驗,可代替ⅢGA進行老化油低溫性能試驗,AST M授予方法號為AST M D7528。GF-5試驗開發(fā)小組使用 34個GF-4油 (包括 4個 AST M參考油)進行了 3個AST M矩陣試驗,測試 ROBO模擬試驗和ⅢGA相關(guān)性,其粘度增長、低溫泵送性 (MRV TP-1)、揮發(fā)量和傅里葉紅外分析羰基生成物相關(guān)性結(jié)果見圖 1、圖 2、圖3、圖 4。

由此可見,ROBO模擬試驗在粘度增長、低溫泵送性和揮發(fā)物揮發(fā)量方面與ⅢGA相關(guān)性均較好,但傅里葉紅外分析其羰基生成物則相差懸殊。此外ROBO試驗對某些添加劑如不同粘度指數(shù)改進劑與ⅢGA關(guān)聯(lián)較差。抽真空使得試驗條件苛刻,不同實驗室苛刻度有所不同。盡管如此,ROBO試驗大部分試驗指標與ⅢGA具有很好的關(guān)聯(lián)性。

(3)增加 TEOST 33C模擬增壓渦輪沉積物試驗,沉積物≤30 mg(0W-20油不適用此試驗),以前 GF-2曾經(jīng)采用了此試驗作為油品清凈性的評定手段,但在 GF-3時發(fā)現(xiàn)它太苛刻不能代表油品清凈性,因此發(fā)展了中等高溫的 TEOSTMHT加以代替,故在 GF-3和 GF-4中被取消。盡管試驗關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)缺乏,由于某些OEM堅持,在 GF-5中又引入了此試驗作為測定增壓渦輪沉積物試驗。

(4)增加了 10%水 +10%E85乙醇汽油乳化試驗,要求分別在 0℃和 25℃條件下 24 h均無水分出。

(5)增加了橡膠密封材料配伍性試驗。

這些試驗的引入必然對添加劑配方帶來更多和更高的要求。

1.3 GF-5規(guī)格對市場的影響

首個 GF-5規(guī)格認證于 2010年 10月開始實施,1年之后將強制實施。預(yù)計到 2012年美國所有新車和 80%現(xiàn)有車輛將使用 GF-5規(guī)格油品。GF -5油的推出使得所有配方都要重做,將掀起新一輪實驗浪潮,所有試驗一次通過需要約為 18萬美元,工業(yè)界為此將付出大約 1億美元左右。

GF-5規(guī)格最主要指標是提高了燃料經(jīng)濟性要求。為達到指標要求,許多OEM已經(jīng)推薦使用低粘度等級油品 5W-20代替 5W-30,其中福特和豐田汽車將 5W-20發(fā)動機油列入服務(wù)油清單,一些豐田汽車發(fā)動機還推薦使用 0W-20發(fā)動機油,本田汽車也主要推薦使用 5W-20油品,但寶馬和通用汽車仍然使用5W-30油。預(yù)計到2016年 SAE 0W-20和0W-30油品所占美國市場份額將超過 10%。

此外,GF-5規(guī)格刺激了Ⅲ類基礎(chǔ)油需求。0W -20油是由Ⅲ類基礎(chǔ)油或者Ⅱ、Ⅳ類基礎(chǔ)油混調(diào)而成;0W-30油品更多用Ⅲ類基礎(chǔ)油調(diào)制,雖然需要一定 PAO來調(diào)整揮發(fā)性和低溫啟動性能。因此Ⅲ類基礎(chǔ)油需求將進一步提高。目前Ⅱ、Ⅲ類基礎(chǔ)油供應(yīng)均不是問題,據(jù)美國國家石化協(xié)會 (NPRA)報道,2010年上半年美國基礎(chǔ)油的生產(chǎn)能力比2009年提高了 6%,主要是增加了Ⅱ、Ⅲ類油及環(huán)烷基油的生產(chǎn)裝置,Ⅱ、Ⅲ類油的生產(chǎn)能力從 2009年的 510萬 t/a增加到 2010年上半年的 534萬 t/a。

GF-5對于潤滑油公司來說將越來越多使用低溫性能更好和揮發(fā)度更低的基礎(chǔ)油,對添加劑公司來說需要考慮使用氧化性能更好、磷揮發(fā)性更低、與密封材料配伍性好和更加節(jié)能的添加劑和大量的實驗開發(fā)費用。

2 API SN規(guī)格

2010年 4月 23日,API在電話會議上通過了API SN及 SN+節(jié)能規(guī)格。但福特、通用和克萊斯勒等汽車公司表示反對, ILSAC棄權(quán),由于他們不是API投票成員,所以API SN及 SN+節(jié)能規(guī)格仍然獲得通過。

自 ILSAC成立以來,GF-1/SH、GF-2/SJ、GF -3/SL、GF-4/S M規(guī)格都是一致的,從未出現(xiàn)OEM反對 SH、SJ、SL、S M規(guī)格的事。此次API帶“S”的汽油機油規(guī)格遭到OEM反對,在API規(guī)格制定歷史上還是頭一次,具體原因如下。

歷來 GF-X=API XX+節(jié)能,這次在 GF-5= API SN+節(jié)能這一點上沒有分歧。

分歧在于, ILSAC GF-X聲稱涵蓋 0W-XX、5W-XX和 10W-XX,其實由于節(jié)能要求而只涵蓋0W-20、0W-30、5W-20、5W-30和 10W-30粘度等級,而 GF-5更加明確提出只涵蓋此 5個粘度規(guī)格,其他粘度規(guī)格由 API SN制定規(guī)格,另外這次API SN取消了許多 GF-5要求的試驗,具體不同見表5。

表5 API SN與 I LSAC GF-5區(qū)別

許多試驗在以前的APIXX級別中都是和 GFX相同,而API SN和 GF-5有如此多的試驗不同。因此OEM才表示反對, ILSAC成員,特別是美國的三大汽車公司強烈要求API SN要完全復(fù)制 GF-5規(guī)格要求。

API在正式回答 ILSAC成員們的信中解釋了所有不同:API規(guī)格不僅是美國、日本和韓國使用,也是全球性規(guī)格,需要適合全球需要,某些國家并不使用OEM規(guī)格,而普遍使用API規(guī)格,這些地區(qū)要達到 ILSAC成員國的水平是需要時間的;此外,API SN +節(jié)能 =GF-5就已經(jīng)充分考慮了 ILSAC的要求,而現(xiàn)在的問題是沒有節(jié)能要求的粘度級別并不包含在 GF-5規(guī)格中,因此也就不能照搬 GF-5規(guī)格要求。API在具體試驗方面的解釋如下:

(1)關(guān)于 IIIGA或 ROBO試驗,在 ILSAC要求的5個粘度以外,API還增加了所有 0W-XX、5WXX和 10W-XX執(zhí)行此要求,但對于更高粘度級別,目前沒有數(shù)據(jù)表明存在同樣的問題。

(2)磷保持性是一個重要的要求,但在美國、日本和韓國以外的地區(qū),添加劑水平并不容易達到。

(3)磷含量限制也很重要,但全球市場上還有許多要求比 GF-5高的磷含量要求來保證發(fā)動機不受磨損,如美國有許多混合車隊需要汽、柴兼有的API規(guī)格,它們粘度高,柴油機 OEM要求更高磷含量來保護發(fā)動機,所以API SN在其他粘度上不設(shè)限制,否則汽、柴兼有的 API規(guī)格很難滿足柴油機OEM的要求。

(4)硫含量設(shè)定限額如果應(yīng)用到所有粘度,則將導(dǎo)致使用Ⅰ類油為主的地區(qū)很難達到要求。

(5)對于 TEOST 33C試驗,例如 ILSAC已經(jīng)在GF-5中認識到 0W-20就不能用此試驗,而其他粘度并沒有 TEOST 33C與渦輪積炭有關(guān)聯(lián)的證據(jù)。

(6)乳化試驗在其他地區(qū)需求的發(fā)展還需要時間。

(7)對于抗泡試驗,由于在 GF-5中的粘度都比較小,改為靜置 1 min沒有問題,但有數(shù)據(jù)表明這個要求在高粘度油中存在問題。

以上是API正式的回答。事實上ⅢGA并不適用于高粘度油;硫、磷含量和磷揮發(fā)性全面推廣為時尚早;TEOST 33進入 GF-5是沒有數(shù)據(jù)支持的,不過由于某些 ILSAC成員堅持才勉強納入 GF-5;關(guān)于與乙醇汽油混對的乳化試驗, ILSAC成員通用公司堅持要納入API SN中,但在自己剛出臺的全球新規(guī)格中卻沒有列入。

總之,API SN的通過使新規(guī)格升級更加理性化,同時也使 SN產(chǎn)品可以趕上 2010年 10月 1日推出的時間表。

3 通用統(tǒng)一的輕型車發(fā)動機油規(guī)格

通用公司在支持 ILSAC GF系列規(guī)格的同時,一直致力于為自己車型開發(fā)全球統(tǒng)一發(fā)動機油規(guī)格。其主要理由是 GF規(guī)格主要針對北美和日本生產(chǎn)車型,而歐洲市場則主要使用ACEA和OEM的規(guī)格。通用自己認為對于在全球擁有 18個發(fā)動機制造工廠、20多種不同規(guī)格發(fā)動機的通用來說,多種發(fā)動機油規(guī)格導(dǎo)致了大量重復(fù)測試。

通用推出全球統(tǒng)一的輕型車發(fā)動機油規(guī)格 dexos,由 dexos 1和 dexos 2兩個規(guī)格構(gòu)成,其中 dexos 1將用于全球 2011年款汽油轎車,2010年 3～4月將用于初裝油,2010年 8～9月將用于服務(wù)油。dexos 2是專為歐洲轎車(包括汽油和柴油)發(fā)動機設(shè)計,將在歐洲用于 2010年款各種轎車,已于 2009年 3～4月用于初裝油,2009年 8～9月用于服務(wù)油。

3.1 規(guī)格指標來源

通用的 dexos規(guī)格來源于三方面

(1)GF-5的實驗和指標

A.理化性能實驗只采用了球銹蝕和 GF-4中的抗泡性試驗,對于 dexos 1采用了 GF-5的 SAE J300的 5個粘度,即 0W-20、0W-30、5W-20、5W -30和 10W-30。

B.主要采用其發(fā)動機實驗包括ⅢGA、ⅢGB、Ⅷ、ⅤG、ⅥD,但是ⅢG指標由 GF-5的WPD≥4.0提高到≥4.5。

(2)ACEA C3-07實驗和指標

A.理化性能全面采取 ACEA C3-07的實驗和指標,包括諾亞克揮發(fā)度、高溫高剪切粘度、柴油噴嘴剪切穩(wěn)定性、堿值、硫酸鹽灰分、硫、磷含量、氯含量、密封橡膠件配伍性 (包括 GF-5的美國橡膠件和歐洲ACEA橡膠件)以及初裝油需要的腐蝕性試驗,在粘度等級方面 dexos 2采用了歐洲常用的 0W -30、0W-40、5W-30和 5W-40。

B.發(fā)動機實驗采用了 ACEA C3-07的 TU5JP -L4沉積性實驗、TU3MS磨損實驗、M 111S黑油泥實驗、M 111燃料經(jīng)濟性實驗,在 dexos 2中還加上柴油機油所需的DV4TD中溫分散性實驗、VW D I直噴柴油機清凈性實驗和OM646LA拋光實驗。

(3)通用的內(nèi)部發(fā)動機實驗

試驗包括 OPI汽油發(fā)動機油釋放試驗、OPI汽油機空氣卷入試驗、RNT閥系磨損試驗,dexos 2中還加上柴油機油釋放試驗。

在這些實驗的基礎(chǔ)上有的指標變嚴。Dexos詳細規(guī)格、測試方法及指標列于表 6。

表 6 通用統(tǒng)一輕型車發(fā)動機油規(guī)格試驗方法及指標

續(xù)表

3.2 通用發(fā)動機油規(guī)格與其他主要油品規(guī)格的比較

dexos是基于ACEA C3-07制訂的,分為 dexos 1和 dexos 2兩種。

在實驗室指標方面,對于主要使用 API、 ILSAC的北美和其他地區(qū)來說,dexos 1相當苛刻,主要表現(xiàn)為:揮發(fā)度為≤13%,比 GF-5的≤15%還低,只有Ⅲ、Ⅳ類油才能滿足要求;硫含量也比 GF-5苛刻;提出了 GF-5沒有的堿值及硫酸灰分要求;剪切穩(wěn)定性使用ACEA-07的柴油噴嘴法,這將要求粘度指數(shù)改進劑的剪切穩(wěn)定性要和歐洲一樣好。此外 dexos 1和 dexos 2在 ACEA C3-07基礎(chǔ)上增加了氯含量要求,橡膠配伍性則要同時滿足美國和歐洲的橡膠要求。

在發(fā)動機試驗方面,dexos由 ACEA、 ILSAC和G M內(nèi)部發(fā)動機試驗 3個部分組成。首先要滿足 ILSAC GF-5要求。此外,dexos 1在 GF-5的ⅢG沉積物WPD評分上由≥4.0提高≥4.5,無疑增加了燃料經(jīng)濟性ⅥD實驗的壓力,而且在 GF-5基礎(chǔ)上增加了 TU5高溫清凈性試驗、TU3MS磨損試驗、M111燃料經(jīng)濟性實驗以及M111黑油泥試驗;dexos 2在ACEA C3-07基礎(chǔ)上增加了ⅢG和ⅢGA,并增加磷保持性試驗ⅢGB,在低溫油泥和黑油泥試驗的VG和M111中使用了特殊燃料 SVG N2。通用對空氣卷入也特別重視,以前只在 API的柴油機油規(guī)格中才有通用柴油發(fā)動機的 EOAT(D6894)試驗,而dexos中增加了通用內(nèi)部使用的汽油發(fā)動機空氣卷入試驗,同時增加了 RNT閥系磨損和發(fā)動機油釋放試驗,這些都比ACEA C3-07苛刻。

因此 dexos 1是比 GF-5提高很多的規(guī)格,dexos 2是比ACEA C3-07也苛刻的規(guī)格。

3.3 通用統(tǒng)一輕型發(fā)動機油規(guī)格對市場的影響

通用汽車公司最近推出了自己的全球統(tǒng)一的輕型車發(fā)動機油規(guī)格 dexos,其中 dexos 1將用于全球2011年款汽油轎車 (歐洲除外),2010年 3～4月用于初裝油,2010年 8～9月將用于服務(wù)油。Dexos 2將用于歐洲有大量柴油轎車市場的所有輕型車。

Dexos 1規(guī)格的推出,對主要以API規(guī)格為主的北美市場影響較大,首先美國的發(fā)動機油市場已經(jīng)習慣于使用單一的 API- ILSAC油品,對于大宗的GF-X產(chǎn)品,許多油品經(jīng)銷商特別是快速換油中心都是散裝進貨,大罐儲存。而 dexos這種大宗產(chǎn)品的推出就要改變?nèi)绹鴵Q油的基礎(chǔ)設(shè)施,因此相應(yīng)大大增加了經(jīng)營成本。

在價格方面,dexos 1將更加昂貴。Dexos 1需要使用的APIⅡ+類、Ⅲ類甚至Ⅳ類基礎(chǔ)油,對成品油成本影響較大,例如目前 4 mm2/s的Ⅲ類基礎(chǔ)油比Ⅱ類油價格高 80美分/加侖,而Ⅳ類油 (PAO)與Ⅱ類油的價格差額更大。在添加劑方面也會大幅度提高用量而增加成本。附加了這樣多的規(guī)范和測試要求更將大幅度增加額外的開發(fā)成本。對于快速換油中心和油品銷售商來說,他們可能不會預(yù)先購置此類產(chǎn)品。

在市場推廣方面,通用此前曾表示將批準多家供應(yīng)商供應(yīng) dexos 1,以解決推廣問題。但對于潤滑油供應(yīng)商來說,dexos 1不僅成本比 GF-5高很多,而且認證費用為每個油品每年繳納 1000美元,4年需再認證一次,同時需繳納認證使用費 0.36美元/加侖。認證使用費遠遠超出了 API,目前 API成員認證費用為 1050美元/年,非 API成員為 1250美元/年,而對于每年銷售量超過 100萬加侖的公司,超出部分才需繳納 0.0015美元/加侖的使用費。對于小的油公司來說是個負擔。

對于 dexos 1初裝油不成問題,但是服務(wù)油對市場的影響目前大家都在觀察。因為盡管 2009年通用在美國輕型車銷售量占 25%,但是轎車銷售并不好,水平也不是很高,55%是靠銷售皮卡來維持產(chǎn)量,要市場接受這些并不高檔的車使用這樣昂貴的油,前景如何只能拭目以待。

如果通用成功讓市場接受此規(guī)格,等于它自己毀掉由其一手發(fā)起的 ILSAC,其他OEM也會效仿。目前,克萊斯勒和福特已經(jīng)指明發(fā)動機工廠初裝油使用自己的油品。根據(jù)克萊斯勒初裝油情況,MS 6395發(fā)動機油規(guī)格在 ILSAC標準要求之外,還要求10萬英里拉斯維加斯出租車行車試驗。福特初裝油規(guī)格除保留 GF規(guī)格要求外,也需要更多的測試。全球其他地區(qū)OEM,如奔馳、寶馬、寶石捷、奧迪、豐田、本田以及尼桑等目前在美國全部放棄他們自己的規(guī)格而使用 ILSAC-API規(guī)格,那么他們都將有機會向北美市場推薦自己的油品規(guī)格。盡管通用表示將繼續(xù)積極參與 ILSAC在北美和日本汽車公司關(guān)于GF系列發(fā)動機油規(guī)格的工作,但它已經(jīng)在其 2011款車的用戶手冊中只推薦 dexos 1,取消推薦 ILSAC GF-5,此行動表明它在實行去 ILSAC化。

美國的市場及基礎(chǔ)設(shè)施是否能接受 dexos 1,目前下結(jié)論為時尚早。截至 2010年 6月,有幾個國際大油公司尚未申請 dexos認證,就很能說明問題。

歐洲是一個易于接受OEM規(guī)格油品的市場,但是通用在歐洲的轎車OPEL和 SAAB屬于中等級別轎車,不能與奔馳、寶馬、寶石捷、奧迪等高級轎車相提并論,如果要歐洲接受增加那樣多的 API附加臺架試驗費用的 dexos 2,市場能否接受尚不明朗。不過通用在歐洲轎車份額很小,2009年約占歐洲市場的7.5%,所以影響不大。

dexos 1被確定為通用全球的規(guī)格,目前已經(jīng)出現(xiàn)在一些新興市場中,如中國和印度,通用雖然在美國申請破產(chǎn)法保護,但在這些國家影響力卻很大,可以要求市場服務(wù)油也要使用 dexos 1而影響市場,通用已經(jīng)安排將于 2010年 7月在中國推廣 dexos 1。與傳統(tǒng)規(guī)格相比,dexos 1的引進代表了更高性能水平,可能推動這些市場朝更高性能水平發(fā)展。

4 游艇用四沖程發(fā)動機油新規(guī)格

一直以來,小功率弦外機市場占有率很少,直到2004年,美國首次制定了小功率四沖程游艇用發(fā)動機潤滑油規(guī)格,主要適用于裝備有船尾發(fā)動機和舷內(nèi)發(fā)動機的游艇。而目前游艇用發(fā)動機高負載、高轉(zhuǎn)速、潮濕工作環(huán)境和催化裝置應(yīng)用等均對發(fā)動機油提出更高要求。2009年 5月 5日,美國國家船舶制造協(xié)會(NMMA)在華盛頓召開的船舶立法會議上,簽署了新的適用于裝有催化裝置的游艇四沖程發(fā)動機油規(guī)格——FC-W油品規(guī)格,并于 2009年 9月1日開始生效。

原有規(guī)格等同于汽油機油 SG規(guī)格,新 FC-W規(guī)格等同于更高級別的 S M規(guī)格,主要關(guān)注催化劑中毒問題,在原規(guī)格基礎(chǔ)上增加了 5個方面要求,見表7。

表7 新老FC-W油品規(guī)格的比較

新油品規(guī)格較之以前的老規(guī)格嚴格了很多,這必將促進游艇使用配置催化轉(zhuǎn)化器的四沖程發(fā)動機,使環(huán)境更清潔。但新規(guī)格沒有對乙醇燃料做出任何規(guī)定,因為使用乙醇燃料的船用發(fā)動機數(shù)量較少。

新規(guī)格認證程序與原規(guī)格一致,需要在指定實驗室進行測試,測試結(jié)果送往NMMA進行審查,只有通過審核的潤滑油才能進行注冊,注冊費用為1500＄ /a。

5 鐵路內(nèi)燃機車六代油規(guī)格

早在 1997年 12月,美國 EPA就制定了限制鐵路內(nèi)燃機車尾氣排放標準,但當時指標較溫和。2004年又制定了鐵路內(nèi)燃機車和內(nèi)陸船用低硫柴油指標,要求 2007～2011年使用柴油硫含量不超過500μg/g;2012～2014年進一步降低到不超過 15 μg/g。2008年 3月,EPA重新制訂了鐵路內(nèi)燃機車發(fā)動機排放指標,見表 8。

表 8 鐵路內(nèi)燃機車發(fā)動機排放指標 g/bhp·h

這對發(fā)動機油產(chǎn)生了較大影響,隨著油品升級,堿值越來越大,低硫柴油的使用導(dǎo)致燃燒室灰分沉積顯著增加,2008年9月LMOA(美國鐵路機車維修者協(xié)會)報道了過剩灰分沉積物堵塞廢氣渦輪的濾網(wǎng)和閥系,使其不能正常運轉(zhuǎn)的事故。另一方面, OEM采取一系列降低排放的措施,如延遲點火結(jié)合改進冷卻進氣系統(tǒng)、增加噴嘴壓力和噴油速度、增加壓縮比和降低潤滑油消耗等,導(dǎo)致煙炱顯著增加,原來四、五代油的煙炱分散能力不夠。因此有必要推出降低堿值和增加分散性的新油品規(guī)格來滿足階段3排放要求。

2009年 5月 4日,LMOA召開會議,重申將在2009年推出鐵路內(nèi)燃機車六代油規(guī)格,這是繼 1989年推出五代油后的大事。歷代鐵路內(nèi)燃機車用油規(guī)格見表9。

表9 歷代鐵路內(nèi)燃機車用油規(guī)格

第六代油規(guī)格不僅適用于內(nèi)燃機車,也適用于柴油發(fā)電的發(fā)動機和內(nèi)陸船用發(fā)動機。至于滿足階段4排放,OEM可能采用 EGR、SCR和DPF,這將需要低灰、低硫、磷的第七代油。我國目前主要沿用美國第四代油品規(guī)格。

6 美國發(fā)動機油驅(qū)動力的發(fā)展趨勢

燃料經(jīng)濟性及碳排放將有可能排在 NOx、微粒和 HC排放的前面,成為未來美國發(fā)動機油發(fā)展的主要驅(qū)動力。2010年 4月 1日,美國政府頒布了全國性輕型車公司平均燃料經(jīng)濟性(CAFé)新標準和第一個輕型車公司平均尾氣 CO2排放標準,并將兩個標準進行了統(tǒng)一,規(guī)定 2016年款的所有在美生產(chǎn)的轎車和輕型卡車必須達到 35.5英里/加侖的新的公司平均燃料經(jīng)濟性(CAFé)標準,比現(xiàn)行 25英里/加侖標準提高了 42%。同期,公司平均尾氣 CO2排放將從 2012年款的 295克/英里變嚴至 2016年款的 250克/英里。并且在醞釀重負荷柴油車的CAFé。為了提高發(fā)動機燃料經(jīng)濟性,最有效解決方法仍然是對車輛發(fā)動機進行改進,這些都無疑將對發(fā)動機油的發(fā)展產(chǎn)生影響。

[1]張淑華.國內(nèi)外發(fā)動機油質(zhì)量規(guī)格標準的發(fā)展[J].潤滑油,2003,18(增刊):32-39.

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Up da te of Am e rican Eng ine O il Sp ec ifica tion in2009and2010

WU Chang-yu,GAO Hui,MA Shuang,SUN Xiao-ting,WANG Rui-hua
(PetroChina Dalian Lubricating O ilR&D Institute,Dalian 116023,China)

TE626.32

A

2010-06-03。

吳長彧(1981-),男,工程師,碩士,2006年畢業(yè)于天津大學化工學院化學工藝專業(yè),一直從事潤滑油信息研究工作,現(xiàn)為《潤滑巡禮》雜志編輯。

1002-3119(2010)06-0033-10