于軍，曹聰蕊，程亮，萬書曉

(1.廣研德孚科技發(fā)展(深圳)有限公司，廣東 深圳 518100；2.愛思開能源潤(rùn)滑油(天津)有限公司，北京 100022；3.廣東石油化工學(xué)院，廣東 茂名 525000)

0 引言

黏度指數(shù)改進(jìn)劑是潤(rùn)滑油中使用量最大的添加劑之一，因能夠有效改進(jìn)潤(rùn)滑油的黏溫性能、拓展發(fā)動(dòng)機(jī)油的應(yīng)用場(chǎng)合、降低用戶使用復(fù)雜性而成為多級(jí)發(fā)動(dòng)機(jī)油中不可或缺的一部分，該劑對(duì)潤(rùn)滑油的高低溫流變性能和發(fā)動(dòng)機(jī)油的整體性能水平都有非常大的影響。

目前市場(chǎng)上用于發(fā)動(dòng)機(jī)油的黏度指數(shù)改進(jìn)劑分為二大類，一類是碳?xì)漕愷ぶ竸?，主要有線性結(jié)構(gòu)的乙丙共聚物OCP結(jié)晶型、乙丙共聚物OCP無定型、星形結(jié)構(gòu)的氫化苯乙烯異戊二烯共聚物HSD、以及聚異丁烯(PIB)或戊二烯丁二烯橡膠SBR雙烯結(jié)構(gòu)黏指劑；另一類為含氧的酯類黏指劑，包括帶有支鏈的聚甲基丙烯酸酯(PMA)和梳狀結(jié)構(gòu)的新型黏指劑(Comb),見圖1。

圖1 黏度指數(shù)改進(jìn)劑種類

OCP結(jié)構(gòu)黏指劑具有良好的增稠能力、剪切穩(wěn)定性一般、低溫性能相對(duì)較差，但由于其成本最低，因而成為發(fā)動(dòng)機(jī)油中應(yīng)用最為廣泛的一類黏度指數(shù)改進(jìn)劑。

HSD型黏指劑為“星狀聚合物”結(jié)構(gòu)，具有剪切穩(wěn)定性好、增稠能力強(qiáng)、低溫性能好的特點(diǎn)。與OCP相比，HSD增稠能力較強(qiáng)，有助于降低黏指劑的用量；由于其低溫性能好，在調(diào)制多級(jí)油時(shí)可以適當(dāng)提高基礎(chǔ)油中重組分的加量，不但有利于改善油品的蒸發(fā)損失，也增加了基礎(chǔ)油選擇上的靈活性，但HSD的成本要高于OCP。

PMA由于其自身結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，具有優(yōu)異的低溫性能、良好的增稠能力，但其成本比HSD還高，在內(nèi)燃機(jī)油中的應(yīng)用程度受到一定限制。

聚異丁烯(PIB)的氧化穩(wěn)定性相對(duì)較好，剪切穩(wěn)定性和稠化能力較強(qiáng)，但其低溫性能較差；SBR黏指劑雖具有優(yōu)異的剪切穩(wěn)定性和良好的低溫性能，但其增稠能力較差。這二類黏指劑的應(yīng)用范圍相對(duì)較小，尤其在發(fā)動(dòng)機(jī)油中的應(yīng)用有限。

各類黏指劑的剪切穩(wěn)定性指數(shù)(SSI)通常的范圍是：PMA為35～45，PIB為15～25，OCP為20～50，HSD為15～30。剪切穩(wěn)定性差的黏指劑在使用中黏度容易下降，對(duì)磨損、油耗等使用性能影響較大，但由于燃油經(jīng)濟(jì)性對(duì)于黏指劑的SSI也有要求，不同應(yīng)用類型的汽油機(jī)油和柴油機(jī)油要求使用適合SSI的黏指劑與之匹配。

綜上，乙烯丙烯共聚物(OCP)和苯乙烯雙烯共聚物(HSD)因在剪切穩(wěn)定性和增稠能力等方面具有明顯優(yōu)勢(shì)而被廣泛應(yīng)用于發(fā)動(dòng)機(jī)油中。現(xiàn)代的發(fā)動(dòng)機(jī)油除了注重新油的高、低溫黏度外，對(duì)于新油的高溫高剪切黏度(HTHS)、蒸發(fā)損失以及使用過程中的油品低溫性能(MRV)變化都有要求。即便新油的技術(shù)指標(biāo)相近，但油品應(yīng)用過程中由于添加劑性能的衰變以及油品的不斷氧化和被污染等影響，發(fā)動(dòng)機(jī)油的換油周期不盡相同。在油品質(zhì)量衰變的過程中，不同類型和質(zhì)量的黏度指數(shù)改進(jìn)劑對(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)油的剪切、低溫性能乃至燃油經(jīng)濟(jì)性都具有關(guān)鍵性的影響。

針對(duì)市場(chǎng)應(yīng)用情況，本文主要對(duì)這兩類黏指劑在發(fā)動(dòng)機(jī)油中的應(yīng)用情況及性能特點(diǎn)進(jìn)行論述。

1 OCP與HSD的技術(shù)要求及實(shí)測(cè)值

上世紀(jì)70年代，國(guó)際上具有代表性的黏指劑如EXXON公司的ECA9291，其剪切穩(wěn)定性指數(shù)(SSI，柴油噴嘴法)為50左右，乙烯含量為40%～50%，基本上是無定型的高聚物。為了適應(yīng)發(fā)動(dòng)機(jī)日益苛刻的工況， OCP的SSI需要不斷降低，當(dāng)這種無定型OCP的SSI降低至25以下時(shí)，其增稠能力明顯變差，且還會(huì)因黏指劑加入量的增加而導(dǎo)致清凈性能降低。

上世紀(jì)80年代，有人將OCP的乙烯含量提高到70%以上，開發(fā)出了半結(jié)晶型的OCP，使得在改善剪切穩(wěn)定性的同時(shí)，改進(jìn)了增稠能力，低溫性能也變好。潤(rùn)英聯(lián)公司相應(yīng)地推出了Infineum V8800、V8700、V8600廣泛的用在國(guó)外的含蠟量低的基礎(chǔ)油中。但如果OCP的結(jié)晶性太強(qiáng)，可能出現(xiàn)的問題是雖然其增稠能力和低溫性能會(huì)改善很多，但其SSI很難達(dá)到25以下，并且很難與含蠟基礎(chǔ)油中的降凝劑進(jìn)行配伍，使得油品的降凝變得困難。

上世紀(jì)末，針對(duì)國(guó)內(nèi)的基礎(chǔ)油(如大連基礎(chǔ)油)含蠟高的特點(diǎn)，開發(fā)出了將乙烯集中在OCP的中間，丙烯在OCP的兩端的結(jié)晶型產(chǎn)品，最大程度地降低了OCP對(duì)于傾點(diǎn)及低溫性能的干擾。這種OCP比起半結(jié)晶型的OCP增稠能力和低溫性能都得到很大的改善。

1.1 關(guān)于OCP黏度指數(shù)改進(jìn)劑的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)

國(guó)內(nèi)目前對(duì)OCP類型黏指劑有較為成熟的質(zhì)量指標(biāo)，表1列出了石化行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)于OCP質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的限制。其中對(duì)于乙丙共聚物的結(jié)構(gòu)性狀沒有加以區(qū)分，只對(duì)其基本性能進(jìn)行了規(guī)范。

表1 OCP黏度指數(shù)改進(jìn)劑的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)(SH/T 0622-2007)[1]

表1(續(xù))

黏度指數(shù)改進(jìn)劑的加入引起基礎(chǔ)油或發(fā)動(dòng)機(jī)油的高低溫性能變化是黏指劑的重要指標(biāo)。在100 ℃高溫條件下油品的黏度增長(zhǎng)即為黏指劑的稠化能力。而發(fā)動(dòng)機(jī)油的低溫性能通常采用低溫表觀黏度(CCS)和低溫泵送性(MRV)來測(cè)試，低溫性能好的乙丙共聚物黏度指數(shù)改進(jìn)劑(OCP)對(duì)多級(jí)油低溫表觀黏度和低溫泵送性帶來的影響較小。為了體現(xiàn)乙丙共聚物黏度指數(shù)改進(jìn)劑對(duì)多級(jí)油低溫表觀黏度的影響，在2007版本的標(biāo)準(zhǔn)中增加了對(duì)于T614A、T615高檔黏度指數(shù)改進(jìn)劑的低溫表觀黏度指數(shù)的測(cè)試，具體的測(cè)試方法是在HVI150基礎(chǔ)油中加入10%的OCP黏指劑,加熱到60～70 ℃，攪拌均勻，按照GB/T 6538方法測(cè)定加劑前后試樣在-20 ℃下CCS的差值與加劑前后100 ℃運(yùn)動(dòng)黏度之差的比值。低溫表觀黏度指數(shù)的數(shù)值越小說明其低溫性能越好。表2是乙丙共聚物黏度指數(shù)改進(jìn)劑T614A與T613及進(jìn)口的低溫性能好的產(chǎn)品低溫表觀黏度指數(shù)的比較數(shù)據(jù)，說明不同牌號(hào)黏指劑的低溫表觀黏度指數(shù)差異比較大，相應(yīng)地在調(diào)合發(fā)動(dòng)機(jī)油時(shí)會(huì)引起不同的低溫黏度增加[2]。

表2 OCP黏度指數(shù)改進(jìn)劑的低溫表觀黏度指數(shù)比較

市場(chǎng)上曾有一些關(guān)于OCP低溫性能MRV出現(xiàn)問題以及該劑對(duì)于降凝劑的感受性差的報(bào)道。表3是OCP黏指劑在不同基礎(chǔ)油及降凝劑中的降凝度的測(cè)定結(jié)果，不同牌號(hào)乙丙共聚物黏度指數(shù)改進(jìn)劑在不同基礎(chǔ)油中對(duì)于降凝劑的感受性有所不同，T613對(duì)于降凝劑的感受性要好于T614。

表3 降凝度參數(shù)測(cè)定結(jié)果 ℃

表4 國(guó)內(nèi)外乙丙共聚物黏度指數(shù)改進(jìn)劑的主要結(jié)果

表4是同期檢測(cè)的國(guó)內(nèi)外乙丙共聚物黏度指數(shù)改進(jìn)劑的結(jié)果，結(jié)果表明差異化的國(guó)產(chǎn)OCP黏度指數(shù)改進(jìn)劑的稠化能力與剪切穩(wěn)定性指數(shù)基本與進(jìn)口產(chǎn)品相當(dāng)。

就低溫性能而言，一般認(rèn)為結(jié)晶型OCP比半結(jié)晶型OCP好，而半結(jié)晶型OCP要優(yōu)于無定型OCP。

1.2 關(guān)于HSD黏度指數(shù)改進(jìn)劑的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)

HSD型黏指劑的特點(diǎn)是與含蠟基礎(chǔ)油和降凝劑不相互干擾，其SSI可實(shí)現(xiàn)低于25。典型產(chǎn)品為潤(rùn)英聯(lián)公司的SV系列黏指劑，如SV260、SV250和SV200等，其SSI分別為25、15和5。SV系列產(chǎn)品的增稠能力比相同SSI的OCP要高得多。隨著高性能發(fā)動(dòng)機(jī)油的需求量不斷提升，HSD黏指劑越來越成為發(fā)動(dòng)機(jī)油不二的選擇，有企業(yè)對(duì)于HSD黏指劑的質(zhì)量進(jìn)行了規(guī)范，詳見表5。

表5 氫化苯乙烯異戊二烯共聚物HSD的質(zhì)量指標(biāo)

表6 潤(rùn)英聯(lián)HSD的實(shí)測(cè)結(jié)果

表6所示SV系列干膠的典型數(shù)據(jù)表明，HSD黏指劑具有優(yōu)異的剪切穩(wěn)定性，而且增稠能力也很強(qiáng)。相同SSI的產(chǎn)品，其增稠能力約為OCP黏指劑的二倍，這也意味著在相同基礎(chǔ)油組成中，HSD黏指劑用量甚至有可能比OCP的用量減少一半。

需要說明一點(diǎn)的是，黏指劑的SSI越小，意味著剪切穩(wěn)定性越好，相應(yīng)的其高溫高剪切黏度(HTHS)就越高。然而當(dāng)今發(fā)動(dòng)機(jī)油的節(jié)能臺(tái)架(程序VI)對(duì)于高溫高剪切黏度(HTHS)的要求并不是越高越好，SSI過小HTHS過高可能導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)油的燃料經(jīng)濟(jì)性變差。實(shí)際應(yīng)用中需要根據(jù)添加劑方案進(jìn)行合理匹配，以便以最優(yōu)成本實(shí)現(xiàn)最佳的燃油經(jīng)濟(jì)性。

2 相同SSI下HSD與OCP的性能差異

剪切穩(wěn)定性指數(shù)SSI是黏指劑重要的選用依據(jù)。贏創(chuàng)EVONIK公司用相同SSI的兩種不同的OCP和HSD黏指劑分別調(diào)制0W-20發(fā)動(dòng)機(jī)油，并進(jìn)行了剪切及高低溫性能測(cè)試，主要結(jié)果見表7。

表7 不同黏指劑在發(fā)動(dòng)機(jī)油中的的性能對(duì)比

高乙烯含量OCP在MRV測(cè)試中出現(xiàn)了屈服應(yīng)力超標(biāo)和動(dòng)力黏度卡邊的問題，使用該油品的發(fā)動(dòng)機(jī)可能會(huì)因油底殼的氣縛失效和流動(dòng)受限失效而導(dǎo)致潤(rùn)滑油不能順利進(jìn)入氣缸需要潤(rùn)滑的部位(見圖2示)。低乙烯含量OCP出現(xiàn)的問題則是CCS卡邊，使用該油品的發(fā)動(dòng)機(jī)冷啟動(dòng)可能出現(xiàn)困難，這也是不希望看到的結(jié)果。HSD雖然以最低的加量加入，但其100 ℃運(yùn)動(dòng)黏度卻是最高的，并且未在CCS和MRV等低溫性能方面出現(xiàn)卡邊或超標(biāo)的問題，證明了HSD不僅具有較好的稠化能力，其低溫性能也相當(dāng)優(yōu)秀。如果考慮將三個(gè)油品的100 ℃運(yùn)動(dòng)黏度調(diào)整到基本一致，HSD的加量還可以進(jìn)一步降低，在加量上有優(yōu)勢(shì)。

圖2 氣縛失效和流動(dòng)受限失效

3 HSD和OCP在不同黏度級(jí)別油品中的性能

HSD型黏指劑SV261與OCP型黏指劑T615的SSI相當(dāng)，根據(jù)它們各自的增稠能力及基礎(chǔ)油黏度，調(diào)制了四種不同黏度級(jí)別的油品，具體方案和典型數(shù)據(jù)見表8。

表8 兩種黏指劑在不同級(jí)別基礎(chǔ)油中的添加量和典型數(shù)據(jù)

表8(續(xù))

結(jié)果表明，不同的基礎(chǔ)油組合方案中SV261較T615有更高的100 ℃運(yùn)動(dòng)黏度和更低的低溫黏度(CCS)。使用T615為黏指劑時(shí)，為保證合適的低溫性能，通常需要使用更多的輕組分基礎(chǔ)油，這不僅使調(diào)合后的油品黏度偏低，還對(duì)油品的高溫高剪切黏度和蒸發(fā)損失有一定影響；當(dāng)使用SV261時(shí)，因其具有較好的低溫性能，調(diào)合基礎(chǔ)油黏度可以高一些以保證較好的油膜強(qiáng)度，加入SV261黏指劑后CCS的結(jié)果要好于使用T615調(diào)制油品的結(jié)果，進(jìn)一步說明SV261對(duì)CCS的影響較小，具有較好的低溫性能，在復(fù)合內(nèi)燃機(jī)油功能添加劑后，可以保證在低溫性能上有較大的調(diào)整空間。

調(diào)制不同級(jí)別的發(fā)動(dòng)機(jī)油時(shí)對(duì)于高低溫流變性的要求有所不同，對(duì)于剪切的要求也不同(主要包括高溫高剪切和柴油噴嘴剪切)，Ⅰ類、Ⅲ類、全合成PAO等基礎(chǔ)油調(diào)制的不同黏度級(jí)別的油品對(duì)于黏指劑的感受性不一定完全相同，不同黏度級(jí)別的油品因黏指劑的用量不同表現(xiàn)出的性能也不盡相同，見表9。

表9 二種黏指劑在15W-40 CI-4柴油機(jī)油中的高低溫黏度

表9(續(xù))

表9為采用上述這兩種黏指劑調(diào)制15W-40 CI-4柴油機(jī)油的高低溫黏度數(shù)據(jù)。結(jié)果表明，采用T615和SV261黏指劑均可調(diào)制出高低溫性能合格的15W-40 CI-4產(chǎn)品，在二種方案的100 ℃運(yùn)動(dòng)黏度基本相當(dāng)?shù)那疤嵯?黏指劑SV261的加量比T615的加量減少約13%， SV261的方案節(jié)省了近40%的降凝劑，基礎(chǔ)油的重組分加量可提高36%。因此，盡管SV261黏指劑自身成本較高，二種方案的綜合成本相差并不大。

4 國(guó)際添加劑公司對(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)油黏指劑的使用要求

發(fā)動(dòng)機(jī)油通常由基礎(chǔ)油(70%～90%)、黏指劑(0.5%～25%)、功能添加劑(5%～15%)三部分組成，黏度級(jí)別跨度越大的油，黏指劑的加量一般也會(huì)越高?？梢哉f黏指劑在調(diào)整發(fā)動(dòng)機(jī)油的高低溫流變性能過程中發(fā)揮出了重要作用，高效的黏指劑一方面可以提高高溫工況下的油膜厚度，對(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)提供充分的磨損防護(hù)。另一方面機(jī)油的黏度保持要持久，不能因?yàn)闄C(jī)械的運(yùn)轉(zhuǎn)剪切作用使得機(jī)油的黏度發(fā)生永久損失，這就要求黏指劑的剪切穩(wěn)定性指數(shù)(SSI)要適中，太高的剪切穩(wěn)定性指數(shù)可能對(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)的節(jié)能效果有不利影響。表10和表11分別為部分典型乘用車和商用車發(fā)動(dòng)機(jī)油添加劑對(duì)于黏指劑的類型及剪切穩(wěn)定性指數(shù)SSI的要求。

表10 部分典型的乘用車發(fā)動(dòng)機(jī)油所采用黏指劑匯總

表10(續(xù))

從以上各公司乘用車發(fā)動(dòng)機(jī)油用黏指劑的應(yīng)用情況來看，具備節(jié)能效果并且滿足國(guó)際潤(rùn)滑劑標(biāo)準(zhǔn)化及認(rèn)證委員會(huì)(ILSAC) GF-3/GF-4規(guī)格產(chǎn)品所選擇的OCP型黏指劑SSI都比較大，在35-50之間，或者選擇使用SSI較高的HSD黏指劑。而歐洲乘用車由于柴油轎車普及度高，發(fā)動(dòng)機(jī)功率密度大，對(duì)油品性能和黏指劑的SSI要求也比較高，一般都推薦使用SSI為25或更低的HSD/SBR等雙烯共聚類黏指劑。

表11 典型的商用車發(fā)動(dòng)機(jī)油黏指劑匯總

從典型商用車發(fā)動(dòng)機(jī)油用黏指劑推薦情況來看，不管采用什么類型的黏指劑，SSI都不超過25。說明柴油機(jī)油對(duì)黏指劑的剪切穩(wěn)定性要求高。個(gè)別OEM規(guī)格油品推薦的黏指劑SSI只有10，表明普通的OCP型黏指劑已不能滿足OEM規(guī)格對(duì)油品超高性能的要求。

需要明確的是，黏指劑作為發(fā)動(dòng)機(jī)油的重要組成部分，對(duì)于特定規(guī)格的油品是不能隨便替換的，必須替換時(shí)也是要遵循一定的替換規(guī)則。歐洲規(guī)格發(fā)動(dòng)機(jī)油普遍對(duì)臺(tái)架試驗(yàn)后油品的低溫泵送性能的要求高，更換了不合適的黏指劑會(huì)直接影響發(fā)動(dòng)機(jī)油的性能，因此不推薦替換黏指劑。

5 關(guān)于發(fā)動(dòng)機(jī)油低溫性能的探討

近年來，隨著發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展，車用發(fā)動(dòng)機(jī)油的使用工況日趨苛刻，國(guó)外曾有報(bào)道在使用5W-30試驗(yàn)油在運(yùn)行過程中的MRV TP-1較新油有了較大程度的增長(zhǎng)并且超出了泵送性的指標(biāo)要求，在低溫冷啟動(dòng)過程中車輛的主軸和軸瓦出現(xiàn)損壞[3]；在康明斯ISC系列裝有廢氣再循環(huán)EGR的渦輪增壓柴油發(fā)動(dòng)機(jī)上采用CF-4 15W-40曾進(jìn)行過行車試驗(yàn)，發(fā)動(dòng)機(jī)油運(yùn)行7500 h后，其MRV值過大到無法檢測(cè)，試驗(yàn)油隨后出現(xiàn)了黏度明顯增加以及磨損金屬含量的增高的現(xiàn)象[4]。為此，人們不得不對(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)在用油的低溫泵送性及其保持性進(jìn)行關(guān)注，著力解決在用油低溫邊界泵送性的問題。

在高檔發(fā)動(dòng)機(jī)油中規(guī)定了采用ASTM D4684、ASTM D5133試驗(yàn)方法測(cè)試新油的低溫泵送性能MRV、凝膠溫度及凝膠指數(shù)，API CI-4油品規(guī)格中除規(guī)定測(cè)試新油還要求對(duì)Mark T-10A臺(tái)架試驗(yàn)的75 h在用油要測(cè)定-20 ℃的 MRV-TP1(指標(biāo)為不大于25 Pa·s)； API CJ-4油品規(guī)格中也規(guī)定對(duì)于Mark T-11A臺(tái)架試驗(yàn)的180 h在用油進(jìn)行-20 ℃下的MRV-TP1測(cè)試(測(cè)試結(jié)果應(yīng)不大于25 Pa·s)[5]。這兩種規(guī)格的高檔柴油機(jī)油采用ASTM D4684 MRV TP1測(cè)試舊油邊界泵送溫度。鑒于發(fā)動(dòng)機(jī)舊油中的煙炱等對(duì)于MRV的測(cè)試會(huì)產(chǎn)生一定的影響，ASTM D6896規(guī)定了在低溫下測(cè)定發(fā)動(dòng)機(jī)在用油的屈服應(yīng)力和表觀黏度的方法，明確了在用油MRV測(cè)試過程中的油樣處理方式[6]。

發(fā)動(dòng)機(jī)油中的基礎(chǔ)油、黏度指數(shù)改進(jìn)劑和降凝劑及其匹配決定了發(fā)動(dòng)機(jī)油的低溫性能。

不同類別基礎(chǔ)油中的正構(gòu)烷烴含量也不盡相同，隨著溫度下降，基礎(chǔ)油中的正構(gòu)烷烴等高熔點(diǎn)烴類開始出現(xiàn)結(jié)晶而不斷析出，呈板狀或針狀的蠟晶互相結(jié)合在一起形成“石蠟結(jié)晶網(wǎng)絡(luò)”。嚴(yán)格來說，這種油品凝固析出的石蠟結(jié)晶均勻分布在油液中，導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)油失去流動(dòng)性。對(duì)于一些蠟含量相對(duì)較低的I類基礎(chǔ)油，當(dāng)溫度降低時(shí)，雖然結(jié)晶析出現(xiàn)象并不突出，但因其分子中雜環(huán)狀結(jié)構(gòu)較多，在低溫下的黏度很大，直到因過于黏滯而喪失流動(dòng)性[7]。發(fā)動(dòng)機(jī)油的低溫流動(dòng)性問題一般需要通過黏度指數(shù)改進(jìn)劑和降凝劑與基礎(chǔ)油的合理匹配加以解決。

5.1 黏指劑對(duì)在用油的邊界泵送性的影響

有文獻(xiàn)中介紹了分別添加具有相同SSI的半結(jié)晶和無定型的OCP型黏指劑的5W-30汽油機(jī)油經(jīng)過16093 km的行車試驗(yàn)后的MRV-TP1的對(duì)比測(cè)試結(jié)果，為了盡可能減少影響因素，該油品采用了相同的基礎(chǔ)油和功能添加劑。詳見表12[8]。

表12 含不同類別黏指劑發(fā)動(dòng)機(jī)油行車試驗(yàn)前后油樣的高低溫性能

數(shù)據(jù)表明半結(jié)晶和無定型OCP調(diào)制油品的新油的MRV均合格且半結(jié)晶OCP略優(yōu)于無定型OCP的結(jié)果，經(jīng)過16093 km的行車后無定型OCP配制的樣品2及樣品3的MRV結(jié)果均滿足指標(biāo)要求(60 Pa·s),但半結(jié)晶OCP配制的樣品1卻超過邊界泵送性的指標(biāo)要求且出現(xiàn)屈服應(yīng)力，說明半結(jié)晶的OCP使在用油油中低溫泵送性不能滿足要求。

此外，不同的乙烯丙烯含量的乙丙共聚物OCP對(duì)MRV的影響也是不同的。將不同乙烯含量OCP加入行車試驗(yàn)油中，測(cè)試其MRV和屈服應(yīng)力[9]，詳見表13，低乙烯含量的OCP比高乙烯含量OCP對(duì)MRV的影響小，高乙烯含量OCP加入到行車試驗(yàn)油中，由于與基礎(chǔ)油的“蠟結(jié)晶”發(fā)生了交互作用，其MRV由原來的79000增大到無法檢測(cè)，出現(xiàn)了較大的屈服應(yīng)力。

在采用半結(jié)晶型及高乙烯含量的乙丙共聚物OCP調(diào)合高檔發(fā)動(dòng)機(jī)油時(shí)除要保證新油滿足規(guī)格要求外，必須對(duì)于油品的內(nèi)在質(zhì)量加以關(guān)注，其中低溫邊界泵送性能MRV是可能引起發(fā)動(dòng)機(jī)部件短期過度磨損的原因之一。氫化苯乙烯雙烯類型黏度指數(shù)改進(jìn)劑HSD的SSI及低溫性能較乙丙共聚物OCP均有一定優(yōu)勢(shì)，目前尚無關(guān)于HSD對(duì)在用油低溫性能負(fù)面影響的報(bào)道。

表13 在用油乙丙共聚物黏指劑的乙烯含量對(duì)于MRV的影響

5.2 降凝劑對(duì)于在用油低溫邊界泵送性能的影響[9]

降凝劑對(duì)于氧化后油品的低溫泵送性的影響程度較黏度指數(shù)改進(jìn)劑要小。用不同黏指劑調(diào)配的發(fā)動(dòng)機(jī)油進(jìn)行行車試驗(yàn)，試驗(yàn)后的廢油中加入不同的降凝劑以考察其低溫泵送性。結(jié)果見表14。

試驗(yàn)結(jié)果表明，在MRV黏度大于400 Pa·s及屈服應(yīng)力為105 Pa的三種沖洗油中分別補(bǔ)加一定量的降凝劑，均可使MRV黏度降低到32～34 Pa·s，屈服應(yīng)力降為零。優(yōu)化合理的降凝劑品種和加量可克服由于降凝劑降解引起的MRV TP-1和屈服應(yīng)力升高。

表14 沖洗油中降凝劑對(duì)于MRV的影響

表15中二組油樣除降凝劑的加量不同外其他組成完全相同，采集了每種試驗(yàn)油二輛車的試驗(yàn)結(jié)果。

表15 行車試驗(yàn)油的降凝劑加量對(duì)MRV的影響

對(duì)于油樣A而言，0.1%加量的PPD1降凝劑不足以解決油樣12800 km的MRV的增長(zhǎng)問題，在用油有明顯的MRV增長(zhǎng)以及屈服應(yīng)力，當(dāng)降凝劑的加量為0.3%時(shí)MRV則未曾出現(xiàn)明顯的MRV增長(zhǎng)；油樣B的PPD2的加量由0.1%增加到0.3%時(shí)，MRV未降反升。

綜上，優(yōu)化的降凝劑體系和適當(dāng)?shù)慕的齽┘恿繉?duì)于控制在用油的MRV的增長(zhǎng)也是比較重要的，只要降凝劑與黏指劑復(fù)配合理可有效解決由于降凝劑降解引起的MRV TP-1和屈服應(yīng)力升高的問題。如果有條件監(jiān)測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)油的低溫性能變化，可以通過補(bǔ)加降凝劑的方法保持發(fā)動(dòng)機(jī)油的低溫性能，保證機(jī)油在低溫條件下順利到達(dá)潤(rùn)滑部位。

6 結(jié)束語

發(fā)動(dòng)機(jī)油不斷向高檔化和低黏度化發(fā)展，需要稠化能力、剪切穩(wěn)定性、低溫性能更好的高性能黏度指數(shù)改進(jìn)劑。目前市場(chǎng)上普遍應(yīng)用的T614和T615乙丙共聚物黏度指數(shù)改進(jìn)劑，很難在保證一定的增稠能力和剪切穩(wěn)定性指數(shù)SSI的同時(shí)還滿足高低溫流變以及低黏度節(jié)能的需求，無疑氫化苯乙烯雙烯黏度指數(shù)改進(jìn)劑HSD是比較好的選擇，如果能夠?qū)崿F(xiàn)該劑生產(chǎn)成本的降低，勢(shì)必會(huì)有強(qiáng)勁的市場(chǎng)需求。