潤滑油和ACEA在現(xiàn)代發(fā)動機的發(fā)展過程中扮演了至關重要的角色,潤滑油更被視為保障EGR、DPF、SCR等后處理設備運作和功能的關鍵所在。就著ACEA標準2016年更新,本期我們來厘清一下后處理設備、ACEA標準和潤滑油配方之間的關系。
當汽車行業(yè)中的新技術誕生并普及之后,它們就變成了規(guī)范,以至于人們常常忘記當初它們被開發(fā)出來的原因。潤滑油的演變也遵循相同的模式,從50年前相對簡單的潤滑油,發(fā)展成為當今的高性能配方油。
潤滑油在現(xiàn)代發(fā)動機的發(fā)展過程中扮演了至關重要的角色。隨著發(fā)動機的功率密度和工作溫度不斷升高,制造商們決定采用后處理設備以使發(fā)動機的運作變得更清潔、更精簡,而這對潤滑油的性能提出了新的要求。
尤其對于燃燒后設備或后處理設備——如廢氣再循環(huán)(EGR)、柴油顆粒過濾器(DPF)和選擇性催化還原(SCR),潤滑油被視為保障其運作和功能的關鍵所在。
而歐洲汽車制造商協(xié)會(ACEA)——一家代表15家歐洲最重要的汽車、廂型車、卡車和公交車輛制造商的機構,在其過程中發(fā)揮了同樣重要的作用。
ACEA機油序列標準是潤滑油制造商研發(fā)產品的核心參考標準,使用該標準制造商可以確保其產品與歐洲最先進的發(fā)動機技術兼容并滿足關鍵的性能指標。
ACEA機油序列標準最初于1996年發(fā)布,用以代替此前使用的CCMC標準。目前為止共更新過9次,第10次更新已于于2016年12月發(fā)布。
就著ACEA標準的2016年更新,我們來厘清一下后處理設備、ACEA標準和潤滑油配方之間的關系。
ACEA標準涵蓋排放要求
發(fā)動機技術、機油配方和后處理設備之間的聯(lián)系變得越來越錯綜復雜,而造成這一趨勢的主要原因是汽車尾氣排放的環(huán)境法規(guī)變得愈加嚴格。
盡管ACEA機油序列標準直到1996年才推出,但排放法規(guī)的影響在上世紀70年代中期就已出現(xiàn),當時席卷歐美并造成燃油和潤滑油短缺的第一次石油危機剛剛過去。
首次就汽車排放和污染所造成的健康環(huán)境問題發(fā)起行動的是美國環(huán)保署(EPA),它倡議杜絕使用含鉛燃料。其他國家緊隨其后,日本早在1976年就推出了自己的排放法規(guī)。對汽車制造商而言,兼顧減排和提升燃油經(jīng)濟性和發(fā)動機效率成為了越來越重要的市場訴求,為了達到法規(guī)要求或規(guī)避罰款,制造商們不斷推進發(fā)動機技術的發(fā)展。
1994年的一輛車可能具備以下參數(shù):39.6千瓦/升的功率密度、189克/公里的二氧化碳排放和15,000公里的換油周期(使用10W-40潤滑油)。而到2014年,越來越嚴格的全球環(huán)境法規(guī)和日益增長的潤滑油需求可能對同一輛車的參數(shù)造成巨大影響。
功率輸出密度可能加倍并達到79千瓦/升,二氧化碳排放下降約35%,達到124克/公里,換油周期沒有改變,但潤滑油的等級變成了5W-30。在該車型仍在生產的同時,下一代車型的參數(shù)已經(jīng)計劃好了,它的油耗將達到35公里/升(100英里/加侖),二氧化碳排放水平可能低至74克/公里。
排放、效率和潤滑油設計
然而減少排放并不僅僅是高效發(fā)動機的一項功能。燃燒后尾氣處理系統(tǒng)——包括柴油顆粒過濾器(DPF)、廢氣再循環(huán)(EGR)等都是目前的常用設備,而且在駕駛過程中受到隨時監(jiān)控以調節(jié)空氣和燃油混合物的比例和點火時間,從而對二氧化碳、氮氧化物、顆粒排放物和其他污染物進行管理。
不可避免的是,尾氣處理系統(tǒng)也會對機油的配方造成影響。在現(xiàn)代的機油配方里,硫酸鹽灰分、磷和硫等機油燃燒副產物已大大減少,因為它們可能堵塞柴油顆粒過濾器。現(xiàn)代的低SAPS潤滑油可以和尾氣過濾系統(tǒng)完美協(xié)作,共同提升發(fā)動機的效率并延長其壽命。
此外,高效燃燒和渦輪系統(tǒng)的使用正在不斷提升輸出功率、發(fā)動機內壓力和工作溫度,這使?jié)櫥偷墓ぷ鳝h(huán)境變得更加苛刻和艱難。
為了解決這一問題,潤滑油從基礎油搭配簡單添加劑的形式發(fā)展成如今的復雜配方,從而得以適應廣泛的氣候、工況和設備參數(shù)。
在過去20年內,這種技術進步產生了一個直接的結果,即老式配方的淘汰,因為它們的設計參數(shù)再也無法和現(xiàn)代設備兼容了。但是許多現(xiàn)代潤滑油可以向下兼容,即和采用傳統(tǒng)技術的車輛兼容。
在這個轉變的過程中,ACEA一直扮演著促進潤滑油配方發(fā)展的核心角色。它負責闡述其成員公司的需求,并將其轉換成許多歐洲潤滑油制造商參考的重要規(guī)范。最重要的是,它成功規(guī)劃了與現(xiàn)代和未來的發(fā)動機與后處理技術兼容的潤滑油發(fā)展藍圖。
ACEA 2016中針對未來排放目標所做的改變
由于ACEA的法規(guī)體系經(jīng)常發(fā)生變動,因此它采用了一種字母與數(shù)字結合的命名體系,不僅可以清晰表示標準版本,還具備高度的靈活性,在必要之時可以輕松加入新的“序列”和規(guī)范。關于ACEA命名體系,請閱讀《ACEA標準的基本知識》。
而針對汽車排放問題,2004年的ACEA首次引入“C”級機油序列,以適應采用后處理設備(柴油顆粒過濾器和三元催化器等)車輛不斷增長的趨勢。這些機油也被稱為低SAPS機油,旨在通過降低硫酸鹽灰分、磷和硫的成分以避免堵塞尾氣過濾系統(tǒng)。
而到了2016年,ACEA又引入了全新的“C5”序列,并廢除了A1和B1序列。
在今天,提升燃油經(jīng)濟性、降低排放和提升車輛效率的訴求依然強大,恐怕甚至強于多年前ACEA標準誕生之時。
路博潤承諾通過其先進的潤滑油研發(fā)技術、嚴謹?shù)臏y試流程和豐富的商業(yè)知識,幫助全行業(yè)實現(xiàn)上述目標。
延伸閱讀:三元催化劑(TWC)
三元催化器(TWC)是鍍有鉑、鈀和銠的蜂窩狀結構。作為排放系統(tǒng)的重要部分,TWC 的主要作用是通過氧化燃燒副產品減少尾氣排放的濃度。TWC 是以其減少的三種尾氣排放物而命名的,分別為一氧化碳、碳氫化合物(未燃燒氣體)和氮氧化物(產生煙塵的污染物)。在這些尾氣排放物通過催化劑的蜂窩狀過濾器時,由此產生的化學反應將危險的排放物轉化為無害的二氧化碳、水和氮氣。
潤滑油添加劑技術能夠延長 TWC 的使用壽命,因此也在滿足排放標準中扮演了重要角色,此外添加劑技術還可為發(fā)動機組件提供足夠的抗磨保護。近年來,隨著全球監(jiān)管機構的法規(guī)制定越來越嚴格,要求 OEM 廠商證明其技術不僅在實驗室測試條件下有效,而且在最終用戶的實際應用中同樣有效,所以滿足這些標準已經(jīng)變得更具挑戰(zhàn)性。
如果尾氣中包含鈍化催化劑表面的物質,日積月累,則會出現(xiàn) TWC 中毒這種有害情況。潤滑油需要幫助減緩這類危害,在車輛使用年限不斷增加的情況下,尤其是在超過100,000英里界限后,繼續(xù)保證 TWC 正常發(fā)揮作用。
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