就比歐美要求要高in!」2004年除量要求1不變以u(píng)blishifg表論文多篇Allrightsreserved.夕卜,HC量及NOx量也均降低為原來(lái)的50%左右。
表1美國(guó)、歐洲及日本汽油機(jī)排放法規(guī)的最近進(jìn)展g/km法規(guī)實(shí)施時(shí)間COHCNOx美國(guó)階段I20002. 08)日本新長(zhǎng)期20051.150.050.05注:此排放法規(guī)為不大于此限值。
刖言2004~2005年對(duì)于全球工業(yè)界是十分重要的一年。首先,在排放法規(guī)方面美國(guó)要實(shí)行階段,歐洲2005要實(shí)行歐W,日本也要在2005年實(shí)行新長(zhǎng)期,這些對(duì)燃料和潤(rùn)滑油提出了新的要求。在潤(rùn)滑油方面美國(guó)在2004年出臺(tái)了GF-4/SM及CI-4+規(guī)格,歐洲于2004年10月底出臺(tái)了ACEA- 2004規(guī)格,日本在2005年出臺(tái)了DH-2/DL-1規(guī)格。因此對(duì)燃料、潤(rùn)滑油基礎(chǔ)油及添加劑產(chǎn)生了很大的影響??梢哉f2004~2005年是一個(gè)汽車排放及油品升級(jí)的新階段。
1排放法規(guī)發(fā)展的新階段2005年是汽車排放法規(guī)發(fā)展的一個(gè)新臺(tái)階,各地區(qū)都相繼出臺(tái)了新的排放法規(guī),并要在這兩年實(shí)行。
1.1世界汽油機(jī)排放法規(guī)的進(jìn)展11為了進(jìn)一步改善環(huán)境污染,發(fā)達(dá)國(guó)家都在出臺(tái)更加嚴(yán)格的汽油機(jī)排放法規(guī),表1中列出了美國(guó)、歐洲及日本的汽油機(jī)排放法規(guī)的最新進(jìn)展。
2005年的汽油機(jī)排放方面大體相同。而且,2004~2005年一氧化碳(CO)、碳?xì)浠衔铮℉C)及氧化氮(NOx)均降低為2000年的50%c左右。日本2000年1.2世界柴油機(jī)排放法規(guī)的進(jìn)展在出臺(tái)更嚴(yán)格汽油機(jī)排放法規(guī)的同時(shí),發(fā)達(dá)國(guó)家都在出臺(tái)更加嚴(yán)格的柴油機(jī)排放法規(guī),表2列出美國(guó)、歐洲及日本的柴油機(jī)排放法規(guī)的最新進(jìn)展。
2004年)美國(guó)柴油機(jī)排放指標(biāo)中的NOx下降50%,而微粒沒有變化。歐洲從歐I升級(jí)為歐W時(shí),NOx下降為原來(lái)的70%,但微粒卻下降為原來(lái)的20%,比美國(guó)嚴(yán)了很多。日本的NOx下降與歐洲差不多,而微粒下降為原來(lái)的40%.石油學(xué)院石油煉制專業(yè),多年從事石油添加劑等研究工作,已公開表2美國(guó)、歐洲及日本柴油機(jī)排放法規(guī)的最近進(jìn)展g/kW.;h法規(guī)實(shí)施時(shí)間微粒美國(guó)階段I美國(guó)階段美國(guó)階段I歐W歐V日本新短期日本新長(zhǎng)期注:此排放法規(guī)為不大于此限值。
美國(guó)到2007年實(shí)行階段I時(shí),NOx與微粒均下降一個(gè)數(shù)量級(jí)。歐W到歐V只有NOx下降為原來(lái)的60%.日本則重點(diǎn)對(duì)微粒制定了新的規(guī)范。
三星級(jí)柴油車微粒從不大于0.18g/kWh降為0.05g/kWh.四星級(jí)柴油車微粒僅為0.027g/kWh.但依然沒有美國(guó)的0. 2005美國(guó)要實(shí)行階段排放,2005歐洲要實(shí)行歐W,日本要實(shí)行新長(zhǎng)期,排放都到了新階段。
2燃料質(zhì)量發(fā)展的新階段為了配合排放的要求,燃料規(guī)格中關(guān)于各種可以影響排放組分的限制越來(lái)越嚴(yán),美國(guó)、歐洲和日本從2000年到2004~2005年起汽油與柴油均在硫含量等限制方面更嚴(yán)。
2.1汽油2.1.1美國(guó)新配方汽油與排放規(guī)格的配合表3列出美國(guó)新配方汽油與排放規(guī)格的配合。
表3中,雖然未列出2004年聯(lián)邦要求,但可以從加州要求看到聯(lián)邦要求的未來(lái)趨勢(shì),即進(jìn)一步降低了硫含量,減少芳烴和烯烴。許多OEM也訂出自己的燃料規(guī)格,還要求使用添加汽油清凈劑,并要求通過Ford. 2.3L的清凈性測(cè)試。
表3美國(guó)新配方汽油與排放規(guī)格的配合項(xiàng)目聯(lián)邦要求I聯(lián)邦要求加州要求實(shí)施日期硫含量/Lgg-不大于苯含量(體積分?jǐn)?shù)),%不大于芳烴含量(體積分?jǐn)?shù)),%不大于烯烴含量(體積分?jǐn)?shù)),%不大于氧含量(質(zhì)量分?jǐn)?shù)),%不小于1.2歐洲汽油與排放規(guī)格的配合表4列出歐洲汽油規(guī)格與排放的配合表4歐洲汽油規(guī)格趨勢(shì)(歐洲-EN228)適合的排放法規(guī)歐歐W實(shí)行日期硫含量/Lgg-1不大于苯含量(體積分?jǐn)?shù)),%不大于芳烴含量(體積分?jǐn)?shù)),%不大于烯烴含量(體積分?jǐn)?shù)),%不大于氧含量(體積分?jǐn)?shù)),%不小于從表4可見,歐洲同樣要求降低硫、芳烴、烯烴含量,各OEM汽油規(guī)格中還要求通過檢測(cè)汽油清凈性的M111試驗(yàn)。
2.2柴油2.2.1歐洲柴油與排放規(guī)格的配合13表5列出歐洲柴油規(guī)格與排放規(guī)格的配合。
表5歐洲柴油規(guī)格趨勢(shì)(歐洲-EN590)項(xiàng)目世界燃料規(guī)范3類(4類)適合排放法規(guī)十六烷值十六烷值指數(shù)多環(huán)芳烴PAH,%潤(rùn)滑性(HFFR)磨損直徑/Lm不低于不大于歐I無(wú)限制無(wú)要求歐無(wú)限制歐W歐W(歐V)美階段(美階段I)表5是歐洲柴油規(guī)格的指標(biāo),可見變化最大的滑性而使燃料泵磨損,因而要求加入潤(rùn)滑性改進(jìn)劑,是硫含量,2005年硫含量將降到50Lg/g.當(dāng)硫含通過HFFR泵的磨損試驗(yàn)。另外由于終餾點(diǎn)餾程量低于500Lg/g,特別是350Lg/g后,柴油缺乏潤(rùn)變窄,使柴油低溫流動(dòng)性變差,要求加入更好的中間餾分低溫流動(dòng)改進(jìn)劑(MDFI)。
2.2美國(guó)柴油規(guī)格與排放規(guī)格的配合局的要求修訂為D975-04B,其中規(guī)定了硫含量15Lg/g的柴油同時(shí)環(huán)保局要求2006年1月80%的出廠柴油硫含量要達(dá)到15Lg/g,國(guó)家度量衡委員會(huì)(NCWM)對(duì)優(yōu)質(zhì)柴油的定義2000年生效,其中規(guī)定硫含量不大于500Lg/g,2004年規(guī)定硫含量不大于50Lg/g,2006年6月起硫含量為不大于15Lg/g. 2.3日本燃料規(guī)格與排放規(guī)格的配合表6列出日本燃料與排放規(guī)格的配合。
表6日本JIS關(guān)于汽油和柴油硫含量指標(biāo)Lg/g油品時(shí)間汽油不大于柴油不大于從表6可見,在2004年年末,日本的汽、柴油均要求達(dá)到50Lg/g.綜上所述歐洲、日本、美國(guó)都要求在2004年使柴油的硫含量由350Lg/g左右降低到50Lg/g,這就使得柴油質(zhì)量升級(jí)到一個(gè)超低硫柴油的新臺(tái)階迫使石油工業(yè)要大大擴(kuò)大加氫脫硫能力。由于加氫脫硫的深度化使得柴油飽和度更高,再加上終餾點(diǎn)變輕,餾程變窄,致使煉廠原來(lái)用的柴油低溫流動(dòng)性改進(jìn)劑(MDFI)不起作用,就要求換為更加有效的,能適應(yīng)這種窄餾分、低終餾點(diǎn)、飽和度高的柴油。一方面大量的更換好的MDFI,另一方面則要求推出新一代的MDFI才能滿足要求。又由于大量脫硫使柴油潤(rùn)滑性變差,就要加大潤(rùn)滑性改進(jìn)劑的用量,也要求推出新一代的更有效的潤(rùn)滑性改進(jìn)劑。
汽油方面則要求廣泛使用能夠清潔噴嘴和進(jìn)氣閥,同時(shí)改善燃料室沉積物的新一代的汽油清凈劑。
這將使得燃料質(zhì)量在2004年上一個(gè)新臺(tái)階。
3內(nèi)燃機(jī)油發(fā)展的新階段為了滿足2004年美國(guó)第二階段排放,美國(guó)出臺(tái)了SM汽油機(jī)油規(guī)格。為了解決2002年CI- 4油滿足不了真正帶廢氣循環(huán)EGR發(fā)動(dòng)機(jī)的要求,出臺(tái)了CI- 4+柴油機(jī)油規(guī)格。歐洲為了滿足2005年歐洲W排放要求,于2004年10月底出臺(tái)了ACEA- 2004內(nèi)燃機(jī)油規(guī)格。
3.1美國(guó)內(nèi)燃機(jī)油規(guī)格的新發(fā)展3.1.1美國(guó)的GF-4/SM汽油機(jī)油規(guī)格2004年1月出臺(tái)了GF-4,并允許于7月底開始認(rèn)證,預(yù)計(jì)壽命約為5年。配套的SM因各方的爭(zhēng)論,推遲到2004年7月底才出臺(tái),允許于2004年11月30日認(rèn)證。表7列出了GF- 4主要不同的地方。
表7GF-3與GF-4的區(qū)別項(xiàng)目磷含量不大于不小于硫含量不大于報(bào)告平均凸輪磨損(程序W)/Lm不大于氧化試驗(yàn)程序IF氧化后低溫泵送性無(wú)燃料經(jīng)濟(jì)性(VIB),%16h老化96h老化16h老化96h老化不低于MHT-4清凈性沉淀物/mg不大于3的不大于120Lg降低到90Lg,提高了對(duì)抗磨性的要求。
苛刻的實(shí)驗(yàn)是用相當(dāng)于兩倍F苛刻度的IG取代了IF,大大提高了對(duì)油品氧化性能的要求。
同時(shí)又提出新的IG-A試驗(yàn),對(duì)試驗(yàn)后油品的低溫性能提出了要求。即G試驗(yàn)后廢油的低溫泵送gMRVk仍能達(dá)到原規(guī)格或最i近的fci度級(jí)2004年階段Bin5的排放指標(biāo)要求新出廠車輛在行駛約20萬(wàn)km后排放的NOx不大于0.07g/mile.為了保持后處理裝置的耐久性,要求潤(rùn)滑油的磷含量從GF-3的0.10%降為0.06%~ 0.08%,并首次提出對(duì)硫含量的限制為硫不大于◎卉IV則提高了平均磨損的指標(biāo)Up,別要求。
3?樣使用同樣的奶B試驗(yàn),但指標(biāo)提高了10%~15%,要求更高。從GF-3開始,Noack揮發(fā)度由GF- 2的20%~22%變?yōu)?5%,GF-4也沿用了此揮發(fā)度,因此迫使要使用更低粘度的油,如5W甚至0W油,這樣對(duì)基礎(chǔ)油的壓力很大。
MHT-4清凈性與GF-3?樣但沉淀物的指標(biāo)變嚴(yán),由不大于45mg降低為不大于35mg,總之GF- 4在硫、磷限制,抗磨性、抗氧性、節(jié)能性能及清凈性方面比GF- 3都要求更高。
SM規(guī)格經(jīng)過爭(zhēng)論后終于出臺(tái)。首先SM并無(wú)節(jié)能要求,因而不要求m節(jié)能實(shí)驗(yàn),其他試驗(yàn)要求在0W/ 30粘度級(jí)別時(shí)與GF-4要求一樣,但其他粘度級(jí)別則不需要IGA、不需要磷的高低限制、不需要對(duì)硫限制、沒有凝膠指數(shù)要求。MHT-4指標(biāo)與SL相同,為45mg而不是GF-4的35mg. 3.1.2美國(guó)在2004年出臺(tái)了CI- 4+規(guī)格美國(guó)柴油機(jī)排放原定在2004年實(shí)行第二階段要求,后來(lái)提前到2002年實(shí)現(xiàn)。因此相應(yīng)的美國(guó)OEM大多采用廢氣冷卻再循環(huán)(EGR)技術(shù)來(lái)滿足這一要求。同時(shí)在2002年推出了CI-4油品適應(yīng)帶EGR的發(fā)動(dòng)機(jī)。由于時(shí)間倉(cāng)促,CI- 4油品并沒有經(jīng)過實(shí)際EGR發(fā)動(dòng)機(jī)的行車試驗(yàn)。因而在后來(lái)的行車實(shí)驗(yàn)中,發(fā)現(xiàn)CI- 4油品并不能真正滿足實(shí)際使用的EGR發(fā)動(dòng)機(jī)的要求。
這是由于,實(shí)驗(yàn)用的發(fā)動(dòng)機(jī)與實(shí)際使用的發(fā)動(dòng)機(jī)有相當(dāng)大的差距。工業(yè)界經(jīng)過18個(gè)月的共同努力,終于發(fā)展了與實(shí)際行車實(shí)驗(yàn)符合的MackT- 11發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)。并在2004年6月底出臺(tái)了CI-4+規(guī)格。即通過CI-4的各種試驗(yàn)后還要通過MackT-11以增加油品的煙炱分散能力。同時(shí)剪切安定性要通過柴油噴嘴法90循環(huán)。2004年9月底可認(rèn)證。至此,這種CI- 4+的油才真正滿足了實(shí)際使用的EGR發(fā)動(dòng)機(jī)的需求,滿足了2002年(2004年)柴油機(jī)排放第二階段的要求。
2歐洲在2004年10月底出臺(tái)了2.1ACEA-2004轎車機(jī)油規(guī)格為了滿足即將在2005年開始實(shí)施的歐W排放,歐洲在2004年10月底出臺(tái)了ACEA-2004內(nèi)燃機(jī)油新規(guī)格。在轎車機(jī)油方面,首先是將分別適用于汽油機(jī)和柴油機(jī)的A類及B類合并為A/B類。但由于相當(dāng)多的OEM認(rèn)為原來(lái)的A類及B類仍然可以很好的保護(hù)汽車滿足歐W,而無(wú)需設(shè)定化學(xué)指標(biāo),因而仍然保留了原來(lái)的類別只是合并而已,但也有些OEM要更好的保護(hù)三元催化劑及微粒過濾器。因此新設(shè)了C類并加上了對(duì)硫、磷及灰分的限制。
目前,在ACEA-來(lái)是預(yù)留給直噴汽油機(jī),但它卻問題很多而不能推出。因此A4也被取消。B4為直噴柴油機(jī),但又要包括汽油機(jī),加上A3成為A3/B4,A5/B5保留。現(xiàn)將它們主要測(cè)定指標(biāo)的不同點(diǎn)列入表8中。
2004轎車發(fā)動(dòng)機(jī)油A/B類項(xiàng)目A1/B1-04A3/B3-04A3/B4-04剪切安定性(柴油噴嘴法)30循環(huán)30循環(huán)30循環(huán)高溫高剪切粘度/mPas2.93.5XW/20Y2.6>3.5>3.5揮發(fā)度(諾瓦克),%不大于151313高溫清凈性(TL5-JPL-4)中其他相同,粘度增長(zhǎng)不大于RL2160.8*RL2160.8*RL216燃料經(jīng)濟(jì)性(M111)比PL191改善不低于2.5無(wú)要求無(wú)要求清凈性(VW.,1.6TCD)不低于RL148RL148無(wú)要求中溫分散性(XLD11BTE)3%煙炱,100°C運(yùn)動(dòng)粘度不大于0.90*RL1970.50*RL1970.50*RL197活塞評(píng)分不小于RL197評(píng)分減去6點(diǎn)RL197RL197直噴柴油機(jī)清凈性(VW/DI)RL206活塞清凈性評(píng)分不小于減去3點(diǎn)活塞粘環(huán)指標(biāo)(第1和第2環(huán))無(wú)要求續(xù)表項(xiàng)目對(duì)任何的第2環(huán)的最大值閥系檫傷磨損(TL3M)磨損(OM602A),粘度增長(zhǎng),油耗低溫沉積物(VG)低溫黑油泥(M111)指標(biāo)全相同指標(biāo)全相同于API指標(biāo)全相同不低于油RL140注:*ASF為平均粘環(huán)因子。
04可以適用于XW/20油,是最節(jié)能的油,但其汽油機(jī)高溫清凈性(TU- 5)、柴油機(jī)中溫分散性(XUD11BTE)比其他三類要求都低。A3/B3在TU- 5清凈性,柴油機(jī)中溫分散性方面比A1/B1要求高,但無(wú)節(jié)能要求,也不適于直噴柴油機(jī)。A3/B4可適用于直噴柴油機(jī)。由于直噴柴油機(jī)清凈性VWDI比VW1.因此A3/B4也適用于A3/B3.最苛刻的是A5/B5,可以滿足所有類別要求還有節(jié)能。VWDI直噴柴油機(jī)清凈性要求也比A3/B4還苛刻。
為了更好的適應(yīng)汽油機(jī)的三元催化器和轎車柴油機(jī)的微粒過濾器的要求,出臺(tái)了與后處理裝置配伍的C類油。其性能水平大體上為A5/B5,只是加入了硫、磷及灰分的限制指標(biāo)?,F(xiàn)將它們之間的一些區(qū)別列入表9中。
表9C1、C2、C3類油不相同的地方項(xiàng)目高溫高剪切粘度/mPffs不低于硫含量,%不大于磷含量,%不大于硫酸鹽灰分,%不大于不小于燃料經(jīng)濟(jì)性(M111比RL191改善),%不小于直噴柴油機(jī)清凈性評(píng)分不低于RL206減去3點(diǎn)從表9可見,C1的硫、磷及灰分要求比C2、C3均要嚴(yán)格。C3與C2相比,高溫高剪切粘度要求高,并要求堿值為不小于6mgKOH/g,但燃料經(jīng)濟(jì)性就要求低一些為1. 0%.且只要求XW/30油,而且直噴柴油機(jī)VWDI清凈性評(píng)分也要求降低為B4水平而不是B5水平。由于揮發(fā)度要求比美國(guó)嚴(yán),因而I類油更用得少。
3.2.2ACEA-2004重負(fù)荷柴油機(jī)油規(guī)格16由于重負(fù)荷柴油機(jī)的發(fā)展,ACEA保留了E2- 96適用于老的發(fā)動(dòng)機(jī)。過去當(dāng)發(fā)展到E3后,歐洲OEM就分成兩派,一派以奔馳/MAN為首,發(fā)展E4(相當(dāng)于MBP228.5)到有化學(xué)元素限制的E6(大體相當(dāng)于MBP228.51)。其他的OEM貝IJ將E3發(fā)展到E5,然后到?jīng)]有化學(xué)元素限制的E7,現(xiàn)在既然發(fā)展出了E6、E7自然就取消了E3、E5.但奔馳自己發(fā)展了MBP228.51(E6)后,也推薦OEM MBP228.5(E4)因此也就保留了E4.所以ACEA-2004重負(fù)荷柴油機(jī)油規(guī)格包括了瓦2-96,瓦4- 04.實(shí)際上E6-04比E7-04的要求高。
評(píng)定項(xiàng)目剪切安定性,柴油噴嘴法留在規(guī)格內(nèi)硫含量不大于30循環(huán)磷含量,%硫酸鹽灰分,%不大于氧化試驗(yàn)PDSC誘導(dǎo)期/min不低于表10ACEA-2004重負(fù)荷柴油機(jī)油規(guī)格續(xù)表評(píng)定項(xiàng)目磨損試驗(yàn)煙炱引起粘度增長(zhǎng)拋光,活塞清凈性,廢氣渦輪沉積物煙炱引起的磨損煙炱引起缸套襯里,活塞環(huán)及軸承磨損2004潤(rùn)滑油新規(guī)格對(duì)基礎(chǔ)油的影響2004年歐、美、日燃料的硫含量均要求為50 Lg/g,這樣%來(lái)潤(rùn)滑油的硫含量對(duì)催化轉(zhuǎn)化器的影bUs強(qiáng)的抗磨劑,又由于硫磷的限制,使得傳統(tǒng)的抗磨劑3.3日本在2005年出臺(tái)了新柴油機(jī)油規(guī)格DH-2/DL-日本汽油機(jī)油與美國(guó)規(guī)格相同,只是出臺(tái)時(shí)間比美國(guó)晚,而其柴油機(jī)油比較特殊。日本于2004年發(fā)布了重負(fù)荷柴油機(jī)油規(guī)格DH- 2及輕負(fù)荷柴油機(jī)油DL-1的質(zhì)量指南,并在2005年5月發(fā)布正式規(guī)格。滿足低微粒排放車和帶有微粒過濾的汽車使用要求,DH- 2用于重負(fù)荷的大卡車和巴士,側(cè)重于延長(zhǎng)發(fā)動(dòng)機(jī)壽命,灰分限制于0. 9%~1.1%,TBN不小于5.5.DL-1用于輕型柴油車和柴油轎車,側(cè)重于燃料經(jīng)濟(jì)性,相當(dāng)于ACEAA1/B5的水平?;曳种笜?biāo)不大于0.6%,硫含量不大于0.5%,磷含量不大于0. 2004~2005年出臺(tái)的油品新規(guī)格對(duì)基礎(chǔ)油及添加劑帶來(lái)的巨大挑戰(zhàn)GF-4的影響面最大美國(guó)的汽油機(jī)油換代很快,2005年7月將取締GF- 3油,屆時(shí)大部分汽油機(jī)油將升級(jí)為GF-4,每年北美約有200萬(wàn)t(其中加拿大約5%)GF-4的油,日本汽油機(jī)油的一半會(huì)升級(jí)為GF- 4,每年約20萬(wàn)t再加上韓國(guó)等可能會(huì)在這3~4年內(nèi)GF-4將達(dá)到共約230~ 250萬(wàn)t的水平,復(fù)合劑約20萬(wàn)t,粘度指數(shù)改進(jìn)劑也約20萬(wàn)t,所以GF- 4影響面最大。
允許CI- -4及CF-4油共存,但EGR的發(fā)動(dòng)機(jī)將會(huì)逐漸增多,CI- 4+油將逐漸占主導(dǎo)地位,影響面僅次于GF-4. 2004C類轎車用油開始發(fā)展其對(duì)硫、磷限制的影響也會(huì)逐漸擴(kuò)大歐洲ACEAE6重負(fù)荷柴油機(jī)油、美國(guó)2007年的PC- 10及日本的DH-2/DL-1均有灰分限制,是為了使用微粒過濾器的柴油車使用的油,這都開始產(chǎn)生影響。響就不可忽視,因此美國(guó)2004年1月出臺(tái)的GF- 4首先提出了對(duì)硫含量的限制(0W,5W不大于0.5%,10W不大于0.7%),這樣一來(lái)原來(lái)以中東原油為主老三套加工的I類油就很難配制GF-4的油,同時(shí)GF-4節(jié)能要求進(jìn)一步提高,迫使使用更好的摩擦改進(jìn)劑和更低粘度的油,如5W甚至0W油,對(duì)基礎(chǔ)油的壓力很大,從GF- 3開始,Noack揮發(fā)度由GF-2的20%~22%變?yōu)?5%,GF-4也沿用了此揮發(fā)度,但由于采取了更低粘度的油,使得單純用I類油更加難以滿足此種需要。2003年美國(guó)、I類油用量占基礎(chǔ)油的52%,2002 ~2004進(jìn)口基礎(chǔ)油中I類油占41%,類油為25%,盡管美國(guó)的潤(rùn)滑油加氫生產(chǎn)類及類油的能力已經(jīng)超過了50%,比I類油生產(chǎn)能力大,由于GF-4的出臺(tái),這種改造I類油裝置為加氫的類及類油的趨勢(shì)還要加快,預(yù)計(jì)、類油的需求將達(dá)到60%,因而還需進(jìn)口。
歐洲由于揮發(fā)度要求比美國(guó)嚴(yán)。目前轎車發(fā)動(dòng)機(jī)油中占28%的5W/40及0W/40油無(wú)法使用I類油,柴油機(jī)油中用全合成及半合成約占30%,而且由于新規(guī)格的出現(xiàn)這種趨勢(shì)將大大增加。
大量的I類油在世界其他地區(qū)還在使用,但、類油的需求也逐漸增加,國(guó)內(nèi)已有三四套加氫潤(rùn)滑油裝置,而上海的類油加氫裝置將很快投產(chǎn)。
ZDDP用量減少,非硫磷抗氧、抗磨劑大幅度增加GF-4增加了潤(rùn)滑油的抗氧能力,使用IG代替F,其苛刻度相當(dāng)于兩倍F,MHT- 4清凈性的指標(biāo)變嚴(yán),由GF-3的不大于45mg變成GF-4的35mg,使得GF-4油比GF-3油抗氧能力大為增強(qiáng),就需要使用更強(qiáng)的抗氧劑,而由于硫磷的限制,使得ZDDP用量降低而又要提高抗氧能力,就要使用更多的非硫磷抗氧劑。
GF-4在WA程序的磨損指標(biāo)由GF-3的不大于120Lm變嚴(yán)為GF-4的90Lm就需要使用更ZDDP用量降低而又要提高抗磨能力,就要使用更多的非硫磷抗磨劑。
04轎車C類油也規(guī)定硫含量C1不大于0.得歐洲的轎車機(jī)油也要步GF- 4的后塵,減少ZD~DP用量,增加非硫磷的抗氧、抗磨劑,而且由于硫含量比GF-4要求更低,降低一倍以上使問題更突出。歐洲的重負(fù)荷柴油機(jī)油ACEAE6-04規(guī)定硫含量不大于0.3%,磷含量不大于0. 08%,首次在世界柴油機(jī)油規(guī)格中提出硫磷限制,這使得柴油機(jī)油配方中要開始限制ZDDP的用量而采用非硫磷的抗氧、抗磨劑。
ZDDP的用量減少而非硫磷抗氧抗磨劑用量的增加將使得油品成本增加。
4的新實(shí)驗(yàn)IG-A使某些粘度指數(shù)改進(jìn)劑難以達(dá)到要求由于發(fā)動(dòng)機(jī)的不斷進(jìn)步而使?jié)櫥涂寡踟?fù)荷增加,使得潤(rùn)滑油在實(shí)際使用期的最后低溫泵送性不合格。特別是低粘度油更嚴(yán)重,曾發(fā)生過燒車事故,因而才在GF-4中添加了E-A這個(gè)測(cè)試。這是在G試驗(yàn)后放出的廢油,測(cè)定其低溫泵送性(MRV),如果廢油粘度仍能留在原規(guī)格中或留在最靠近的高一粘度級(jí)別中就算合格。
潤(rùn)英聯(lián)的JGBensal181等人為此做了專門的研究。他們使用行車試驗(yàn),發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)(包括模擬IG延長(zhǎng)的F實(shí)驗(yàn),TU5實(shí)驗(yàn)等)發(fā)現(xiàn),無(wú)論基礎(chǔ)油是I類還是類,其影響不是主要的,在相同的復(fù)合劑體系下,粘度指數(shù)改進(jìn)劑是主要影響因素。他們考察了市面上常用的四種粘度指數(shù)改進(jìn)劑:VM-A異戊二烯苯乙烯共聚物;VM-B半結(jié)晶OCP;VM-C無(wú)定型OCP;VM-D聚甲基丙烯酸酯PMA.表11發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)后油品CCS比較項(xiàng)目油品編號(hào)粘度指數(shù)改進(jìn)劑類型異戊二烯苯半結(jié)晶OCP無(wú)定型OCP乙烯共聚物動(dòng)力粘度/mPas配制的油樣為5W/30,相同的復(fù)合劑為GF- 3/SL水平,發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)期間及完畢后隨時(shí)測(cè)定試驗(yàn)油的40°C運(yùn)動(dòng)粘度,低溫CCS及MRV,發(fā)現(xiàn)其40°C運(yùn)動(dòng)粘度及CCS走向均大體一致,如表11.但其泵送性能卻不一樣,如。
由可見,由VM-B半結(jié)晶OCP配置的油樣,低溫泵送性粘度異乎尋常的增加,甚至在40°C粘度,還在降低時(shí),MRV就超標(biāo),甚至出現(xiàn)屈服應(yīng)力。
其他三類粘度指數(shù)改進(jìn)劑走向大體相同,這就使得廣泛使用的半結(jié)晶OCP無(wú)法配制GF-4油品。
10廢油也要測(cè)MRV,因此與GA?樣,半結(jié)晶OCP會(huì)使其不合格,同時(shí)歐洲ACEA的E6- 04也要通過MackT-10,也會(huì)出現(xiàn)同樣的問題,這也使柴油機(jī)油要滿足EGR的發(fā)動(dòng)機(jī)而改變長(zhǎng)期使用剪切穩(wěn)定性好增稠能力強(qiáng)的半結(jié)晶OCP,這對(duì)粘度指數(shù)改進(jìn)劑是一個(gè)挑戰(zhàn)。
5柴油機(jī)油灰分的限制給清凈劑提出了新課題柴油機(jī)采用EGR及微粒過濾器來(lái)達(dá)到新的排放要求是許多OEM的選擇,為了不使過濾器堵塞,在歐洲ACEAE6提出硫酸鹽灰分不大于1. 0%,美國(guó)未來(lái)的PC-10也提出同樣指標(biāo),而日本的DH- 2提出灰分為0.9%~1.1%,DL-1提出不大于0.6%,而柴油機(jī)油中的灰分都是從清凈劑而來(lái),而所有的柴油機(jī)油均要求保持一定的堿值,這又是清凈劑中高灰分化的碳酸鹽所提供的,顯然不能降低,因此要求不降低堿值而減少灰分,而鈣鹽與鎂鹽相比,在同樣的堿值下鎂鹽的硫酸鹽灰分比鈣鹽小,因此鎂鹽就顯出優(yōu)越性,再加上E6、PC-10及DL-1都有硫磷限制,而許多清凈劑都含硫,因此不含硫的水楊酸鹽就受到2005年美國(guó)、歐洲、日本出臺(tái)的新規(guī)格對(duì)過去常用的基礎(chǔ)油和添加劑帶來(lái)很大的挑戰(zhàn),使它們處于大變革的前夜。
5小結(jié)在2004年美國(guó)要實(shí)行階段的排放,歐洲則于2005年實(shí)行歐IV,日本也要在2005年實(shí)行新長(zhǎng)期排放法規(guī)。
2005年柴油中含硫含量不超過50Ug/g.當(dāng)硫含量低于500Ug/g,特別是350%/g后,柴油缺乏潤(rùn)滑性而使燃料泵磨損,因而要求加入潤(rùn)滑性改進(jìn)劑。
在2004年,潤(rùn)滑油規(guī)格也上升到一個(gè)新階段。美國(guó)出臺(tái)了GF-4/SM,進(jìn)一步對(duì)磷進(jìn)行了限制,為0.06%0. 08%,首次提出了硫含量不超過0.5%.柴油機(jī)油方面出臺(tái)了CI- 4+,以滿足EGR發(fā)動(dòng)機(jī)的要求。10月歐洲出臺(tái)了ACEA- 2004新規(guī)格,也首次提出了對(duì)硫、磷,灰分的限制。2005年曰本出臺(tái)了DH-2/DL-1的規(guī)格,這些規(guī)格均提出對(duì)硫,磷,灰分的限制,是今后45年間主要使用的規(guī)格。
由于這些新規(guī)格的出現(xiàn),傳統(tǒng)的I類基礎(chǔ)油油受到限制,將會(huì)更多的使用非常規(guī)油,一直使用的ZDDP也將受到限制,將會(huì)大量使用非硫磷的抗氧、抗磨劑而導(dǎo)致油品成本的大幅增加。
由于對(duì)使用后油低溫泵送性的限制,半結(jié)晶OCP使用將有局限。
由于柴油機(jī)使用微粒過濾器而要求降低灰分,而清凈劑選擇不同金屬保持堿值又可降低灰分變?yōu)楸匾蚕M嗍褂貌缓蛄椎那鍍魟?/P>作者:佚名 來(lái)源:中國(guó)潤(rùn)滑油網(wǎng)