2016版ACEA轻负荷发动机油规格简介
2018-06-21包冬梅杨超刘颖
包冬梅,杨超,刘颖
(中国石油大连润滑油研究开发中心,辽宁 大连 116032)
0 引言
欧洲汽车制造商协会(ACEA)为欧洲的OEM以及他们生产的车辆设立了润滑油的最低性能标准。ACEA发动机油系列标准是于1996年发布,用以替代之前使用的CCMC标准。目前,ACEA标准共更新过10次,基本上是每隔2年左右更新一次,第10次更新已于2016年12月1日正式发布实施。驱动ACEA标准制定发展的几大因素,一是OEM技术的发展,发动机硬件技术的不断升级;二是节能排放法规要求的日益严苛,迫使OEM采用更先进的发动机技术和后处理装置来满足越来越严苛的节能环保法规要求;三是用新的试验替代过时的试验,以应对当前的发动机技术和生物燃料对润滑性能影响的需要。
ACEA-2012版规格在2017年12月1日前仍然可以注册,但是在2018年12月1日前将被废除。与2012版ACEA规格相比,2016版发生了较大的变化,除了新增试验和替代试验之外,2016版轻负荷发动机油序列发生了结构性的变化,废除了A1/B1规格,推出了期待已久的C5规格。
AECA规范在发动机油领域是一项重要的规范,欧洲其他OEM规格都是以满足ACEA为先决条件,其重要性也在与日俱增。特别是对中国市场而言,我国引进的发动机技术包括欧洲、美国和日本等,而发动机油规格是参照API规范制定的,因此ACEA规格以其更严苛的性能要求和更广泛的适用性,受到国内高端润滑油市场的青睐。
本文主要讨论一下2016版ACEA规格与2012版ACEA规格的一些关键变化。
1 ACEA- 2016版序列变化
ACEA A/B系列发动机油属于常规灰分润滑油,对配方中的硫、磷含量无限制要求,不适用于带有先进后处理装置的发动机的润滑。ACEA C系列属于低硫、低磷、低硫酸盐灰分(低SAPS)润滑油,对配方中的硫、磷和硫酸盐灰分有限值要求,与发动机尾气后处理装置具有良好的兼容性,满足现代发动机GDI和T-GDI等最新发动机技术和后处理装置适应性要求。
ACEA-2016废除了A1/B1,保留了A3/B3、A3/B4、A5/B5。A3/B3要求高温高剪切黏度大于3.5 mPa·s,常见机油黏度有5W-40/10W-40/15W-40,适用于不带先进后处理装置的各类汽油发动机和轻负荷柴油发动机;A3/B4要求高温高剪切黏度大于3.5 mPa·s,油品碱值要求不小于10 mgKOH/g,适用于不带先进后处理装置的高性能汽油发动机和轻负荷柴油发动机,可以满足众多OEM的性能要求,油品黏度范围广泛,常见包括XW-30/XW-40,产品性能涵盖A3/B3;A5/B5主要用于使用低黏度润滑油而设计的发动机润滑,要求高温高剪切黏度要求在2.9~3.5 mPa·s。
ACEA-2016 C系列保留了C1、C2、C3、C4,增加了C5规格要求。C1为“低SAPS”要求的低黏度发动机油,高温高剪切黏度不小于2.9 mPa·s,具有优异的燃油经济性,由于其超低的硫、磷及硫酸盐灰分限值,目前还没有OME要求使用C1发动机油;C2属于“中等SAPS”要求的低黏度发动机油,高温高剪切黏度不小于2.9 mPa·s,具有较高的燃油经济性要求,已被多家OEM(如标致雪铁龙)作为装机和服务油使用;C3是典型的“中等SAPS”的高黏度发动机油,高温高剪切黏度不小于3.5 mPa·s,具有一定燃油经济性要求,符合大多数OEM的性能要求,目前该系列发动机油应用非常广泛;C4“低SAPS”要求的高黏度发动机油,高温高剪切黏度不小于3.5 mPa·s,具有一定的燃油经济性要求,较少被OEM使用;C5是增加的新规格,取代A1/B1,其原因在于常规灰分润滑油已不适用于使用低黏度机油(HTHS黏度低于2.9 mPa·s)的现代发动机技术及先进的后处理装置需求。在此之前,C系列规格中没有能满足HTHS低于2.9 mPa·s的低黏度发动机油产品。C5性能要求基于C3标准要求,在燃油经济性上提出了更高的限值要求,燃油经济性比C3提高2%,使得C5成为唯一满足用于使用低黏度机油而设计的汽油和轻负荷柴油发动机的润滑。C系列规格间的主要理化指标差异见表1。
表1 C系列主要理化指标差异
2 实验室试验及指标变化
ACEA-2016版实验室试验及指标要求在ACEA-2012版基础上,推出了一些新的要求及新的测试,主要差异变化如表2所示。
表2 实验室试验及指标变化
增加了100 ℃时的HTHS黏度,这是因为100 ℃这个温度与发动机燃油经济性的关联要比150 ℃时的HTHS更高。这项要求对A3/B3、A3/B4系列没有要求,对A5/B5和所有C系列为报告要求。
CEC L-109氧化试验开发完成,替代了GFC-Lu-43A-11生物柴油氧化试验,用于测试生物柴油引起的氧化问题,对A/B系列和C系列均有此项目要求。
ACEA-2012版中CEC L-039-96密封测试所用密封件材料已经过时,已不能满足现代发动机的使用要求。现代发动机已开始采用新的弹性密封材料以满足欧盟《化学品注册、评估、授权和限制法规》(简称REACH法规)的要求。因此,ACEA-2016版引入了新的CEC L-112试验,采用OEM厂商当前使用的新的弹性体密封材料,替代当前的橡胶相容性测试。
剪切稳定性、高温高剪切黏度、Noack蒸发损失、总碱值、硫、磷、硫酸盐灰分、氯含量和抗泡性能等方面均沿用了ACEA-2012版的指标要求。
3 发动机台架测试及指标变化
在发动机台架试验方面:TU3阀系磨损试验从ACEA-2016版中删除,保留了低温油泥试验(ASTM D6593程序VG)、黑油泥试验(Daimler M271)、磨损试验(MOL46LA)、直喷柴油机清净性试验(VW TDI)等测试项目和指标要求;同时推出了新的试验替代过时的试验,以应对当前的发动机技术和生物燃料对润滑性能影响的需要。新的台架测试和替代试验如表3所示。
表3 ACEA-2016新增台架试验及要求
ACEA-2016版废除了TU5高温沉积物和机油氧化增稠试验。其原因在于已无法再继续提供用于该试验的发动机硬件。由EP6汽油发动机活塞清净性试验代替了TU5氧化试验。EP6是涡轮增压直喷(TGDI)发动机,用于评估发动机油控制油泥、涡轮增压器和活塞沉积物的能力。TGDI发动机被越来越多的OEM采用,用于改善整车的燃油经济性。由于TGDI发动机的技术特点,更需要发动机油能够提供更好的保护。
一直用于测试直喷柴油发动机润滑油分散污染物和燃烧副产物能力的标致DV-4轻型柴油发动机测试已被淘汰,已被满足欧Ⅴ排放标准的标致DV6发动机测试所替代。DV4使用1.4 L的轻型柴油发动机,而DV6使用的是1.6 L的,用于测试烟炱含量5.5%时引起的黏度增长。
CEC L-104 OM646LABio用于测试生物柴油对发动机的影响,评估油底壳、活塞的积炭和油泥等沉积物的情况,以确保实车使用生物柴油的时候,能够保持发动机清洁。
在ACEA-2016版中CEC L107还没有开发完成,在试验开发过程中遇到了一些不可预见的问题。目前,ACEA-2016规范将继续依赖当前的M271油泥试验。
TU3阀系磨损试验被从ACEA-2016版中删除,主要原因也是由于TU3的硬件供应问题,已无更多的试验件来满足发动机测试的需求,以及与现代发动机阀系设计的相关性越来越有限。
VG试验作为API和ILSAC规范更新的一部分,当前也遇到了硬件可用性问题。一个新的VH正在开发之中,以替代VG试验。
M111燃油经济性试验和VW TDI试验预计会持续到2017年末或是更远。但是由于有限的硬件可用性,这两项试验迟早会遭遇与TU3和TU5相同的命运。
4 结束语
ACEA-2016废除了A1/B1,增加了C5,同时引入了许多新的测试,新的测试和新的发动机技术推动了油品性能的提升。
2016年,我国乘用车销量首次超过了2400万辆,其中欧系车占据了约三分之一的市场份额,欧系车的工作温度更高、功率密度也更高。而我国的乘用车发动机油执行的是美国API规格,API规格是针对美国的车辆特点需求开发设计的,不能完全代表欧系车的性能特点,它们之间既有共同之处,又有所差异。因此必须要关注欧洲ACEA发动机油规格的发展变化,开发生产最适合欧系车的发动机油,使之与最新的发动机技术相匹配。
参考文献:
[1] 黄文轩.欧洲发动机油技术规格解读[J]. 石油商技,2011, 29(5):69-75.
[2] 吴长域. 2012版ACEA轻负荷发动机油规格简介[J]. 合成润滑材料,2013,40(4):11-13.