通用發(fā)動機油可以同時為使用汽油或者柴油的車輛服務(wù),幾十年來一直是潤滑油市場的主要消費品。但是,有些人認為,最新推出的API CK-4和FA-4重型發(fā)動機油將對通用發(fā)動機油造成打擊,不過還有些人堅持認為通用發(fā)動機油仍具有市場活力。
創(chuàng)造出一種混合型的“通用”機油,這個想法出現(xiàn)在上世紀70年代,當時商業(yè)車隊運營商發(fā)現(xiàn)如果可以只攜帶一種產(chǎn)品,同時用于汽油和柴油發(fā)動機,不用擔心機油誤用的風險,這個想法實在令人心動。
于是,他們參考了美國軍隊于1964年生產(chǎn)通用機油的方法。美國石油學會組織允許在合格的產(chǎn)品上同時標上“C”柴油(重型)和“S”汽油(輕型)API環(huán)形logo,但是重型標志要標在前面,比如API CD/SE或者API CD/SF。到了上世紀90年代,汽車生產(chǎn)商最關(guān)注的是汽車尾氣排放和燃油經(jīng)濟性。那時,ILSAC GF-1汽油機油已經(jīng)出現(xiàn)在市場上,API CH-4柴油機油也整裝待發(fā)。
就在這時,一些汽車制造商開始游說反對使用通用油。他們擔心在重負荷柴油中添加高濃度的磷添加劑會損害排氣系統(tǒng)催化劑。然而,API繼續(xù)撥款授權(quán)通用油的使用。由于汽油機油有著明確的生產(chǎn)要求,柴油營銷者則可能免去或修改各種汽油的試驗程序。API1509號文件是檢驗機油是否合規(guī)的規(guī)則手冊,它說明了這個操作一直以來是怎樣執(zhí)行的:對于所有粘度等級,如果CH-4、CI-4和/或CJ-4類別優(yōu)于汽油機油級別,并且沒有API認證標志,那么為汽油機油級別制定的磷、硫和teost MHT用量限制規(guī)定就不適用。
然而,CJ-4對磷和硫的限制并不適用于CJ-4號油。要需要注意的是,這些柴油機油的配方主要用于柴油發(fā)動機,有些汽車發(fā)動機制造商建議使用汽油,針對這種發(fā)動機,柴油機油可能不能滿足其全部的性能要求。
API SM、SL和SJ機油也面臨著類似的規(guī)定——但API CK-4和FA-4機油的出現(xiàn)則徹底將大門堵死。1509號文件規(guī)定:“如果CK-4 或者FA-4上市,那么上述的規(guī)定就不適用了。”如果通用油要適用CK-4和FA-4,那么這類通用油就必須滿足所有API S類機油的要求。當API SP在2018引入時,無疑將具有相同的全覆蓋。
通用油是否可行?
這帶來的影響是廣泛而多樣的。首先要注意的一個問題是,汽車制造商是如何看待這些產(chǎn)品的。汽車行業(yè)國際潤滑油標準咨詢委員會(簡稱“ILSAC“)主要關(guān)注的是汽油發(fā)動機,他們聲稱:如果機油可以滿足所有條件,那么這種機油是可以投入使用的。
通常,ILSAC是傾向于那些滿足自己GF系列規(guī)范或API的“資源節(jié)約”指令的產(chǎn)品。對于重型發(fā)動機制造商來說,通用油的概念省卻了許多麻煩。
Greg Braziunas是北美戴姆勒卡車公司石油冷卻系統(tǒng)經(jīng)理,他稱:對汽油機油的要求主要與機油中磷的含量有關(guān)。作為全球發(fā)動機制造商,戴姆勒經(jīng)常與0.08含磷量的機油打交道。他聲稱已經(jīng)得出結(jié)論,試圖控制石油中某樣成分以增加機油的性能是不可取的。相反,判斷石油是否優(yōu)良不是基于其化學成分,而是看它的性能是否符合行業(yè)標準和戴姆勒內(nèi)部測試。
這突出了另一個問題:既然磷含量只有百分之0.08,通用油是否仍然可以為重型機器提供足夠的磨損保護?
某個添加劑供應(yīng)商稱,需要一種新的方法來確保CK-4/SN或FA-4/SN的性能,特別是在輕粘度等級方面。在降低像二烷基二硫代磷酸鋅(抗磨劑主要來源是磷)這樣的核心配方含量時,必須找其他東西代替它的功能。路博潤公司重型發(fā)動機潤滑油添加劑全球業(yè)務(wù)經(jīng)理Keith Corkwell指出,對燃油經(jīng)濟性和排放的要求催生了CK-4,特別是FA-4,同時也是直接導致了機油配方產(chǎn)生了變化。硬件上的變化,如氣缸內(nèi)壓力的增加、熱負荷升高、在較低/高的轉(zhuǎn)速下引擎自動降速,也對增強發(fā)動機保護和提供燃油效率提出了要求。
當你對通用機油提出這種額外要求時,毫無疑問,改變不可避免。發(fā)動機油是由基礎(chǔ)油、添加劑(通常提供的添加劑包)和粘度改進劑組成的混合物。一般來說,成品中含有的基礎(chǔ)油量超過80%,添加劑包和粘度改進劑則占剩下不到20%。
HDEO現(xiàn)在主要的重點是通過測定粘度提高燃油經(jīng)濟性。Corkwell指出如何簡單地通過降低高溫、高剪切速率粘度的油來對燃油經(jīng)濟性起到積極的作用。
隨著HTHS的粘度下降,燃油經(jīng)濟性提高了。只是一個小改變,從標準的API CK-4 SAE 15W-40改為5W-30可能會使燃油經(jīng)濟性上升1.5%,如果進一步改為FA-4 5W-30,那么燃油經(jīng)濟性能再上升百分之一。
調(diào)配出真正能同時滿足柴油和汽油性能的通用油是個很大的挑戰(zhàn)。配方不僅要通過所有測試的規(guī)范,同時也必須符合嚴格的化學限制。好消息是,自API CJ-4類別推出后的十年中發(fā)現(xiàn)了新的化學物質(zhì),所以技術(shù)上來說,配制出通用油是可行的。非金屬灰制造的耐磨部件加上一個“全方位”的配方既可以提高燃油經(jīng)濟性,又可以防止磨損和氧化,即使在低磷限制下,也可以讓一些API CK-4、FA-4產(chǎn)品達到SN的要求。
這一切為通用機油SAE 5W-30的繼續(xù)使用創(chuàng)造了機會。但有一個警告:這也會降低粘度,導致較高的波動性。
CK-4和SN都有Noack波動限制,這決定了它們可以使用的基礎(chǔ)油類型。API SN的波動上限是15%,CK-4是13%。
潤英聯(lián)工業(yè)聯(lián)絡(luò)顧問Bob Salgueiro指出,基料的選擇是粘度等級的關(guān)鍵。SAE 10W-30的配方可以滿足CK-4/SN或FA-4/SN,但仍然主要使用APIⅡ類基礎(chǔ)油,再加上一些Ⅱ+類或Ⅲ類基礎(chǔ)油滿足Noack波動限制。SAE 5W-30的配方也可以滿足這些要求,但可能會需要加一些Ⅲ類與Ⅲ+類或IV類(聚α-烯烴)基礎(chǔ)油,以滿足波動性和低溫性能限制的要求。
但是,傳統(tǒng)的基礎(chǔ)油,包括一些API II類和Ⅱ+基礎(chǔ)油,很難滿足SAE 5W-30通用油嚴格的波動限制。解決方法使是選擇III、IV類基礎(chǔ)油,它們在Noack波動限制13%的范圍內(nèi)波動,并且溫度在100攝氏度時,粘度為4 CST。不僅基礎(chǔ)油的波動率要低,添加劑也必須滿足類似的限制。這可能需要一些操作上的調(diào)整,主要通過使用滿足或接近相同的波動限制的稀釋油。
來自路博潤的Corkwell稱:制定真正符合柴油機和汽油機性能的通用油是可能的,但這很具有挑戰(zhàn)性。“通過添加劑和性能聚合物是可以實現(xiàn)通用油的配制。基礎(chǔ)油是一個關(guān)鍵的成分,我們會在較低粘度等級中增加使用III類基礎(chǔ)油。但磷水平與基礎(chǔ)油要求之間沒有聯(lián)系。”
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