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创造出一种混合型的“通用”机油,这个想法出现在上世纪70年代,当时商业车队运营商发现如果可以只携带一种产品,同时用于汽油和柴油发动机,不用担心机油误用的风险,这个想法实在令人心动。
于是,他们参考了美国军队于1964年生产通用机油的方法。美国石油学会组织允许在合格的产品上同时标上“C”柴油(重型)和“S”汽油(轻型)API环形logo,但是重型标志要标在前面,比如API CD/SE或者API CD/SF。到了上世纪90年代,汽车生产商最关注的是汽车尾气排放和燃油经济性。那时,ILSAC GF-1汽油机油已经出现在市场上,API CH-4柴油机油也整装待发。
就在这时,一些汽车制造商开始游说反对使用通用油。他们担心在重负荷柴油中添加高浓度的磷添加剂会损害排气系统催化剂。然而,API继续拨款授权通用油的使用。由于汽油机油有着明确的生产要求,柴油营销者则可能免去或修改各种汽油的试验程序。API1509号文件是检验机油是否合规的规则手册,它说明了这个操作一直以来是怎样执行的:对于所有粘度等级,如果CH-4、CI-4和/或CJ-4类别优于汽油机油级别,并且没有API认证标志,那么为汽油机油级别制定的磷、硫和teost MHT用量限制规定就不适用。
API SM、SL和SJ机油也面临着类似的规定——但API CK-4和FA-4机油的出现则彻底将大门堵死。1509号文件规定:“如果CK-4 或者FA-4上市,那么上述的规定就不适用了。”如果通用油要适用CK-4和FA-4,那么这类通用油就必须满足所有API S类机油的要求。当API SP在2018引入时,无疑将具有相同的全覆盖。
这带来的影响是广泛而多样的。首先要注意的一个问题是,汽车制造商是如何看待这些产品的。汽车行业国际润滑油标准咨询委员会(简称“ILSAC“)主要关注的是汽油发动机,他们声称:如果机油可以满足所有条件,那么这种机油是可以投入使用的。
通常,ILSAC是倾向于那些满足自己GF系列规范或API的“资源节约”指令的产品。对于重型发动机制造商来说,通用油的概念省却了许多麻烦。
Greg Braziunas是北美戴姆勒卡车公司石油冷却系统经理,他称:对汽油机油的要求主要与机油中磷的含量有关。作为全球发动机制造商,戴姆勒经常与0.08含磷量的机油打交道。他声称已经得出结论,试图控制石油中某样成分以增加机油的性能是不可取的。相反,判断石油是否优良不是基于其化学成分,而是看它的性能是否符合行业标准和戴姆勒内部测试。
这突出了另一个问题:既然磷含量只有百分之0.08,通用油是否仍然可以为重型机器提供足够的磨损保护?
某个添加剂供应商称,需要一种新的方法来确保CK-4/SN或FA-4/SN的性能,特别是在轻粘度等级方面。在降低像二烷基二硫代磷酸锌(抗磨剂主要来源是磷)这样的核心配方含量时,必须找其他东西代替它的功能。路博润公司重型发动机润滑油添加剂全球业务经理Keith Corkwell指出,对燃油经济性和排放的要求催生了CK-4,特别是FA-4,同时也是直接导致了机油配方产生了变化。硬件上的变化,如气缸内压力的增加、热负荷升高、在较低/高的转速下引擎自动降速,也对增强发动机保护和提供燃油效率提出了要求。
当你对通用机油提出这种额外要求时,毫无疑问,改变不可避免。发动机油是由基础油、添加剂(通常提供的添加剂包)和粘度改进剂组成的混合物。一般来说,成品中含有的基础油量超过80%,添加剂包和粘度改进剂则占剩下不到20%。
HDEO现在主要的重点是通过测定粘度提高燃油经济性。Corkwell指出如何简单地通过降低高温、高剪切速率粘度的油来对燃油经济性起到积极的作用。
随着HTHS的粘度下降,燃油经济性提高了。只是一个小改变,从标准的API CK-4 SAE 15W-40改为5W-30可能会使燃油经济性上升1.5%,如果进一步改为FA-4 5W-30,那么燃油经济性能再上升百分之一。
调配出真正能同时满足柴油和汽油性能的通用油是个很大的挑战。配方不仅要通过所有测试的规范,同时也必须符合严格的化学限制。好消息是,自API CJ-4类别推出后的十年中发现了新的化学物质,所以技术上来说,配制出通用油是可行的。非金属灰制造的耐磨部件加上一个“全方位”的配方既可以提高燃油经济性,又可以防止磨损和氧化,即使在低磷限制下,也可以让一些API CK-4、FA-4产品达到SN的要求。
这一切为通用机油SAE 5W-30的继续使用创造了机会。但有一个警告:这也会降低粘度,导致较高的波动性。
CK-4和SN都有Noack波动限制,这决定了它们可以使用的基础油类型。API SN的波动上限是15%,CK-4是13%。
但是,传统的基础油,包括一些API II类和Ⅱ+基础油,很难满足SAE 5W-30通用油严格的波动限制。解决方法使是选择III、IV类基础油,它们在Noack波动限制13%的范围内波动,并且温度在100摄氏度时,粘度为4 CST。不仅基础油的波动率要低,添加剂也必须满足类似的限制。这可能需要一些操作上的调整,主要通过使用满足或接近相同的波动限制的稀释油。
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