发动机油面临更多挑战

未来将推动添加剂供应商开发性能极佳的低硫酸盐灰分、低硫磷元素的发动机油添加剂，来保持燃油经济性、保护发动机性能和减少排放之间的平衡。

原始设备制造商的要求

原始设备制造商的要求对当今轿车发动机油提出的要求可以总结为；换油周期达到20000至30000公里，优异的磨损保护，保持发动机的清洁，与尾气后处理装置的兼容性和燃油经济性等。目前SAE 5W-30粘度级别的润滑油可以满足这些要求，对于将来，原始设备制造商将对轿车发动机润滑油提出更加苛刻的限制。

       即使使用生物燃料，他们也希望保持现有的换油周期、磨损保护性和发动机清洁性。此外，润滑油还必须能够显著地改善燃油的经济性，同时保持与尾气后处理装置的兼容性。这些要求在粘度级别为SAE 5W-20或0W-20的润滑油中会有所体现。这些油品配方中加入的添加剂，含有极少量的硫酸盐灰分、磷元素和流元素，将其简写为SAPS。

       润滑油耐久性是一个关键因素，因为原始设备制造商正在为它们的发动机瘦身，并且采用涡轮增压技术以保持强劲的动力输出。

       在市场上，可以看到越来越多的生物燃料在使用，所有这些情况的改变都将巨大的压力推给了发动机和润滑油生产商。因此，我们必须把工作重点放在润滑油上，以确保它们能够满足耐久性的要求。

       发动机变得越来越小，因而，最重要的一点就是要增加磨损保护。缩小的发动机产生较大的扭矩意味着更高的负荷作用在较小的轴承上，对润滑油膜的强度来说，这也是一个挑战，需要增加更高的耐磨损性能。Lubrizol公司对此做了预计：如果动力输出增加百分之十的话，轴承应力将增加百分之三十九。

       另一个需要考虑的因素是，更多的发动机通过涡轮增压来维持动力输出。涡轮增压技术对润滑油质量提出了更高的要求，设备的关键部位是涡轮增压器常规的一些失效模轴承卡死和涡轮轴失效。此外，涡轮增压会加速润滑油的氧化和降解，形成沉积物，以致柱塞发动机的主要通道。

       此外，生物燃料使用量的增加也会严重影响润滑油的性能。生物燃料将持续成为燃料库中的一个重要组成部分。如果润滑油被生物燃料稀释，油泥、氧化物和活塞沉积物都会显著增加。研究显示，提高润滑油的质量可以防止这些可能出现的问题。

       近期原始设备制造商表达了他们对生物燃料的担忧，在不久的将来会通过建立生物燃料保护措施来改变润滑油的规范。举例来说，最新的ACEA（欧洲汽车制造协会）规范中包括一些生物燃料的测试以确保其保护性作用的存在。在未来，这种情况将会持续下去。例如，未来ACEA（欧洲汽车制造协会）轿车规格可能包括宝马MB 646BIO、宝马MB M 271EVO和标致PSA DV6的测试以解决对生物燃料质量的担忧。

降低排放

       欧洲的标准于1991年实施，随后汽油和柴油发动机氮氧化物排放标准数据一直在稳步下降。现在执行欧V的标准，显著地降低了柴油发动机轿车的颗粒物排放。2005年推出了欧IV标准时，行业内出现的一个变化是，广泛地应用了尾气后处理（如柴油微粒过滤器）。这就导致了低硫酸盐灰分、低硫磷元素润滑油的研发。当前，尾气排放限制变得越来越严格，进一步投资生产低硫酸盐灰分、低硫磷元素的润滑油势在必行。

       来自原始设备制造商和政府监管机构的另一个明确信息是，降低二氧化碳的排放目标在全球范围内都是非常重要的。在欧洲，原始设备制造商的目标是到2015年他们所有的车辆满足每公里130克的一氧化碳排放量的限制，到2020年达到每公里95克的排放目标是他们当前考虑的重点。

提高燃油经济性

       多年来，润滑油的配方中已经考虑了燃油经济性的目标。用油趋势在这方面已经发生了明显的转变，使用了粘度较低的SAE 0W-20和SAE 5W-20润滑油，因为这些润滑油不仅可以提高燃油经济性，同时有助于减少一氧化碳的放量。

       问题是，润滑油能够持续提升燃油经济性吗？能提高多少呢？纵观目前在市场上出售的不同粘度润滑油在使用中呈现的燃油经济性水平，一个典型的润滑油ACEA C3 5W-30，与常规润滑油相比，燃油经济性平均提高百分之二，而一个典型的润滑油ACEA  C2 5W-30则可以提高百分之二点七。

       据报道，已经开发出SAE 0W-20润滑油，预计燃油经济性平均可以提高约百分之四，该产品的潜在优势是非常大的。

       然而，需要记住的是，这不仅仅是一个个例，以现有的技术应用到SAE 0W-20配方中，可以得到最大的燃油经济性。例如，将目前的低硫酸盐灰分、低硫磷元素技术应用到SAE 0W-20润滑油中，燃油经济性可以提高约百分之三点五。然而，如果对技术进行了优化并重新制定了添加剂配方，则可以更加显著改善SAE 0W-20润滑油的燃油经济性。

       当然，燃油经济性也不能孤立地来看待。还必须考虑润滑油的耐久性，在大众VW TDI发动机上试验表明，优化的添加剂技术改善了活塞清净性。

       另一个要考虑的因素是磨损问题。当使用粘度较低的润滑油时，需要考虑润滑管理问题，磨损将成为关注的重点。低粘度的润滑油会产生更多的边界润滑问题，增加了深层次磨损的可能性。可以做一些工作来改变这种情况，例如，目前正研究的一些先进的清净剂、分散剂和抑制剂配方，可以将润滑状态返回到流体动力区域，提高润滑油的耐磨性能。

基础油的影响

       为了了解实际使用中所需要的系列配方，路博润公司在研究模型中比较了不同组合方式的基础油、粘度指数改进剂、复合添加剂以及单剂的作用，预测得出润滑油的物理特性，包括运动粘度、冷启动粘度、高温高剪切粘度（HTHS）及挥发度。

       在第一个模型中，路博润工作人员研究了以API III类油为基础油，加入低硫酸盐灰分、低硫磷元素的添加剂以及高粘度指数改进剂，旨在满足原始设备制造商发动机设计的性能要求。

       配方研发者制定了高温高剪切粘度、挥发度或冷启动粘度。如果没有粘度方面的限定，可能系列配方就非常宽松。然而，如果同样的配方被限定于粘度为SAE5W-20的润滑油上，挥发度小于百分之十三，系列配方数目会显著减少。如果粘度被限SAE0W-20的润滑油上，并且一个典型的原始设备制造商指定的Noack挥发度小于百分之十一的话，则完全没有满足条件的配方。

       为了重新制定系列配方，路博润采用更高粘度指数的基础油。例如，采用PAO作为基础油，在某种程度上可以重新制定出配方。这将需要更多的工作，来全面优化基础油的作用。

       新的发动机技术和更严峻的操作环境要求开发出新的发动机润滑油。这种趋势将推动高质量基础油需求的增加，优化低硫酸盐灰分、低硫磷元素添加剂，来平衡燃油经济性和发动机制造商想得到保护发动机的要求。