低黏度發(fā)動(dòng)機(jī)油發(fā)展趨勢(shì)分析

張春輝，劉紅

(中國(guó)石化潤(rùn)滑油有限公司，北京 100085)

0 引言

據(jù)聯(lián)合國(guó)組織統(tǒng)計(jì)，交通排放占全球碳排放的14%，而汽車作為交通工具一直是碳排放的大戶，以我國(guó)為例，汽車碳排放占全國(guó)碳排放總量的7.5%，汽車使用和制造過(guò)程中的碳減排，任重而道遠(yuǎn)。

雙碳目標(biāo)下，汽車電動(dòng)化發(fā)展迅速，但燃油發(fā)動(dòng)機(jī)和混合動(dòng)力發(fā)動(dòng)機(jī)仍將在未來(lái)十幾年占據(jù)主要地位。圖1列出了全球未來(lái)十年汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃，到2030年全球新能源汽車占比超過(guò)傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)汽車，達(dá)到54%，而這其中混合動(dòng)力占據(jù)新能源汽車中的50%。在全球機(jī)動(dòng)車保有量的不斷增加，碳減排和石油資源不斷減少的多重壓力下，全球各國(guó)相繼出臺(tái)更為嚴(yán)苛的燃油經(jīng)濟(jì)性法規(guī)及排放法規(guī)，不斷提升車輛的燃油經(jīng)濟(jì)性和降低排放成為全球汽車制造商共同追求的目標(biāo)[1-5]。

發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)以及配套油品技術(shù)的發(fā)展仍將是燃油經(jīng)濟(jì)性和可持續(xù)發(fā)展的重要關(guān)注點(diǎn)和技術(shù)發(fā)展的方向，汽車和油品行業(yè)仍在致力于新技術(shù)開(kāi)發(fā)以降低油耗和排放。在車輛燃油經(jīng)濟(jì)性的眾多影響因素中，提升發(fā)動(dòng)機(jī)效率，減少摩擦損失尤為重要。有研究表明，汽車燃料燃燒釋放的能量中大約有20%～25%被零部件間的摩擦所消耗，這也促使主機(jī)廠和汽車制造商尋求降低摩擦損失的方法[6]。通過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)的技術(shù)升級(jí)來(lái)提髙1%燃油經(jīng)濟(jì)性的成本約為1150 美元，采用動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)的優(yōu)化來(lái)提髙1%燃油經(jīng)濟(jì)性的成本約為1450 美元，而采用低黏度發(fā)動(dòng)機(jī)油來(lái)提髙1%燃油經(jīng)濟(jì)性的成本約為80 美元。由此可見(jiàn)，使用低黏度發(fā)動(dòng)機(jī)油是最經(jīng)濟(jì)和最易達(dá)到的途徑之一[7]。另一方面，隨著發(fā)動(dòng)機(jī)加工工藝精細(xì)化水平的提高，以及新的改善邊界潤(rùn)滑的涂層技術(shù)使用，使得發(fā)動(dòng)機(jī)可以適用更低黏度的發(fā)動(dòng)機(jī)油，這也進(jìn)一步促進(jìn)了發(fā)動(dòng)機(jī)油向低黏化發(fā)展。

圖1 全球汽車發(fā)展趨勢(shì)(數(shù)據(jù)來(lái)源：HIS Market)

文章以北美、歐洲、日本和中國(guó)四個(gè)地區(qū)為例，從發(fā)動(dòng)機(jī)油行業(yè)規(guī)格、原始設(shè)備制造商(OEM)規(guī)格及用油情況兩個(gè)角度分析發(fā)動(dòng)機(jī)油低黏化趨勢(shì)，并提出低黏度發(fā)動(dòng)機(jī)油面臨的挑戰(zhàn)。

1 國(guó)外市場(chǎng)發(fā)動(dòng)機(jī)油低黏化趨勢(shì)

國(guó)外市場(chǎng)發(fā)動(dòng)機(jī)油低黏化趨勢(shì)主要是由OEM主導(dǎo)，而OEM的技術(shù)發(fā)展和要求也帶動(dòng)了行業(yè)規(guī)格的不斷更新。國(guó)外市場(chǎng)低黏度發(fā)動(dòng)機(jī)油的應(yīng)用情況見(jiàn)表1。

表1 國(guó)外市場(chǎng)發(fā)動(dòng)機(jī)油低黏化趨勢(shì)

由表1可知，在發(fā)動(dòng)機(jī)油低黏化趨勢(shì)上，日本走在最前、歐洲次之、北美稍顯落后。本節(jié)將針對(duì)上述現(xiàn)象加以分析。

1.1 國(guó)際行業(yè)規(guī)格發(fā)展看轎車發(fā)動(dòng)機(jī)油的低黏化趨勢(shì)

美國(guó)汽車工程師協(xié)會(huì)(SAE)建立的發(fā)動(dòng)機(jī)油黏度分類體系始于1911年，以SAE J300命名。SAE一直致力于制定最新的發(fā)動(dòng)機(jī)油黏度標(biāo)準(zhǔn)，以滿足市場(chǎng)的需求。2011年，本田提出了希望在SAE J300中加入超低黏度機(jī)油等級(jí)的請(qǐng)求；2013年，SAE黏度分類工作組把SAE 16級(jí)別機(jī)油加入其J300機(jī)油黏度標(biāo)準(zhǔn)，2015年，更低黏度的SAE 12級(jí)別機(jī)油和SAE 8級(jí)別機(jī)油也加入到標(biāo)準(zhǔn)中。目前最新的版本為SAE J300-2015，是行業(yè)內(nèi)公認(rèn)的發(fā)動(dòng)機(jī)油黏度分類準(zhǔn)則[8]。

目前北美發(fā)動(dòng)機(jī)油質(zhì)量規(guī)格API/ILSAC，其最高規(guī)格為SP/GF-6，其中在GF-6規(guī)格內(nèi)分兩個(gè)類別，其中GF-6A包括0W-20及更高黏度等級(jí)的產(chǎn)品，GF-6B則是專門(mén)為0W-16低黏度發(fā)動(dòng)機(jī)油設(shè)立的規(guī)格，確保燃油經(jīng)濟(jì)性得以改善[9]。

日本一直是沿用ILSAC 規(guī)格和API 規(guī)格。盡管ILSAC GF-6B性能標(biāo)準(zhǔn)適用于現(xiàn)有的0W-16油品，但日本OEM仍致力于使用更低黏度油品，日本OEM早在2013年就在制定有關(guān)0W-8黏度產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)，希望將這類超低黏度發(fā)動(dòng)機(jī)油產(chǎn)品用于油電混動(dòng)車型[10]。目前已有正在使用0W-12甚至是更低的0W-8的汽車制造商，所以有必要制定適用于更低黏度的發(fā)動(dòng)機(jī)油規(guī)格以及相匹配的發(fā)動(dòng)機(jī)臺(tái)架評(píng)定方法。基于上述需求，日本汽車制造商協(xié)會(huì)(JAMA)和日本石油協(xié)會(huì)(PAJ)成立了日本汽車標(biāo)準(zhǔn)組織(JASO)，負(fù)責(zé)研究新的燃油經(jīng)濟(jì)性測(cè)試方法，并制定相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)。經(jīng)過(guò)兩年多的努力，于2019年10月完成了低黏度汽油機(jī)油規(guī)格(JASO M364)以及相應(yīng)的兩個(gè)燃油經(jīng)濟(jì)性發(fā)動(dòng)機(jī)臺(tái)架評(píng)定方法(JASO M365、JASO M366)。符合JASO M364的發(fā)動(dòng)機(jī)油被歸類為GLV-1，該標(biāo)準(zhǔn)適用于四沖程汽油發(fā)動(dòng)機(jī)[11-13]。目前主流日本OEM，如豐田、本田、日產(chǎn)的0W-16及以上黏度級(jí)別的機(jī)油執(zhí)行API/ILSAC規(guī)格，0W-16以下黏度級(jí)別的機(jī)油執(zhí)行GLV-1規(guī)格，且都在行業(yè)規(guī)格的基礎(chǔ)上增加OEM內(nèi)部的一些驗(yàn)證試驗(yàn)。

歐洲目前執(zhí)行的是歐Ⅵ排放法規(guī)，而且正在討論制定歐Ⅶ排放法規(guī)，預(yù)計(jì)最快會(huì)在2025年生效。更加嚴(yán)苛的排放法規(guī)也會(huì)促使低黏度發(fā)動(dòng)機(jī)油在歐洲的應(yīng)用。歐洲汽車制造商協(xié)會(huì)(ACEA)于2021年4月30日發(fā)布了最新的ACEA歐洲汽油車和輕型柴油車發(fā)動(dòng)機(jī)油規(guī)格。其中黏度分類執(zhí)行最新版的SAE J300-2015，但從150 ℃高溫高剪切黏度看，仍然要求不小于2.6 mPa·s，可見(jiàn)黏度等級(jí)要求是xW-20[14-15]。

綜上，從國(guó)際行業(yè)規(guī)格來(lái)看，無(wú)論是發(fā)動(dòng)機(jī)油黏度標(biāo)準(zhǔn)SAE J300-2015，還是國(guó)際通行的質(zhì)量規(guī)格都在向更具燃油經(jīng)濟(jì)性的低黏度高質(zhì)量方向發(fā)展。

1.2 國(guó)外市場(chǎng)低黏度油品應(yīng)用情況

為滿足日益嚴(yán)格的CO2排放法規(guī)要求，全球范圍內(nèi)市場(chǎng)采用更低黏度油品的采用已成為主流趨勢(shì)。目前，在北美乘用車機(jī)油市場(chǎng)上不同黏度級(jí)別發(fā)動(dòng)機(jī)油占比見(jiàn)圖2。

由圖2可知，5W-30仍然是最常見(jiàn)的黏度等級(jí)，在當(dāng)前所售機(jī)油中占了40%的份額。對(duì)新車而言，5W-20和0W-20將是最廣泛推薦的黏度等級(jí)。展望未來(lái)十年，5W-30很可能會(huì)快速下降，而0W-20等級(jí)的使用可能會(huì)大幅增長(zhǎng)。5W-20會(huì)有所下降，但這一等級(jí)可被視為是最終更多使用0W-20的過(guò)渡等級(jí)。0W-20目前占20%左右份額，銷量預(yù)計(jì)會(huì)進(jìn)一步上漲，到2025年會(huì)成為最普遍使用的黏度等級(jí)，并在未來(lái)十年內(nèi)達(dá)到機(jī)油銷量的一半。據(jù)預(yù)測(cè)，在這一時(shí)期內(nèi)，0W-16將繼續(xù)是一個(gè)小眾的黏度等級(jí)，還沒(méi)有明確的跡象表明在北美會(huì)有更多OEM車廠使用該等級(jí)，除非已售車輛中有一大部分要求使用該等級(jí)。

目前，歐洲市場(chǎng)上不同黏度汽油機(jī)油的占比見(jiàn)圖3。

圖3 歐洲市場(chǎng)不同黏度發(fā)動(dòng)機(jī)油市場(chǎng)占比

總體來(lái)看，歐洲服務(wù)油市場(chǎng)夏季還是主要以xW-30和xW-40為主，其中xW-30的油占比會(huì)更高一些，xW-20的油也在增長(zhǎng)，但取代xW-30和xW-40還需要一段時(shí)間。從歐洲OEM的趨勢(shì)來(lái)看，為了提高燃油經(jīng)濟(jì)性，向低黏度油品發(fā)展的勢(shì)頭已不可阻擋，并且歐洲各大主流OEM已經(jīng)研究使用更低黏度(如0W-12)機(jī)油的可行性。

日本低黏化汽油機(jī)油已經(jīng)走在了世界前列，對(duì)整個(gè)汽車行業(yè)的發(fā)展起到了積極的促進(jìn)作用，可為借鑒。在日本國(guó)內(nèi)，超低黏度發(fā)動(dòng)機(jī)油已在豐田、日產(chǎn)和本田三家主流日本OEM實(shí)現(xiàn)應(yīng)用。不同黏度發(fā)動(dòng)機(jī)油市場(chǎng)占比如圖4所示。

圖4 日本市場(chǎng)不同黏度發(fā)動(dòng)機(jī)油市場(chǎng)占比

2 中國(guó)市場(chǎng)發(fā)動(dòng)機(jī)油低黏化趨勢(shì)

2020年第七十五屆聯(lián)合國(guó)大會(huì)上，我國(guó)提出了“碳達(dá)峰”和“碳中和”的理念，并承諾將在2030年實(shí)現(xiàn)“碳達(dá)峰”，在2060年實(shí)現(xiàn)“碳中和”[16]。在可持續(xù)發(fā)展的大背景下，我國(guó)也制定了日趨嚴(yán)苛的車輛節(jié)能和排放法規(guī)。2020年10月27日，我國(guó)發(fā)布了《節(jié)能與新能源汽車技術(shù)路線圖2.0》。同時(shí)，《GB 18352.6-2016 輕型汽車污染物排放限值及測(cè)量方法(中國(guó)第六階段)》要求自2020年7月1日起，所有銷售和注冊(cè)登記的輕型汽車應(yīng)符合國(guó)Ⅵ排放法規(guī)。節(jié)能和排放法規(guī)的實(shí)施也在一定程度上促進(jìn)了低黏度節(jié)能發(fā)動(dòng)機(jī)油在國(guó)內(nèi)的應(yīng)用。

2.1 國(guó)內(nèi)行業(yè)規(guī)格情況

國(guó)外的發(fā)動(dòng)機(jī)油行業(yè)規(guī)格體系比較完善，中國(guó)目前主要是借鑒國(guó)外的行業(yè)規(guī)格，具體來(lái)看國(guó)內(nèi)發(fā)動(dòng)機(jī)油市場(chǎng)主要執(zhí)行API/ILSAC規(guī)格，但也有一部分執(zhí)行ACEA規(guī)格。現(xiàn)行有效的《GB 11121-2006 汽油機(jī)油》也是主要參考API/ILSAC規(guī)格和SAE J300黏度分類規(guī)則，但該標(biāo)準(zhǔn)最高質(zhì)量規(guī)格僅到SL/GF-3，黏度等級(jí)最低為0W-20。目前國(guó)標(biāo)正在修訂過(guò)程中，修訂后的國(guó)標(biāo)最高質(zhì)量規(guī)格將與API/ILSAC的SP/GF-6一致，并且將0W-16黏度級(jí)別也納入到新國(guó)標(biāo)中。

2.2 國(guó)內(nèi)OEM規(guī)格情況

中國(guó)的車企分為兩類，一類是合資品牌，如上汽大眾、上汽通用、廣汽豐田、東風(fēng)本田等，這類車企的用油情況主要受合資中的國(guó)外車企影響。另一類是自主品牌車企，如長(zhǎng)城、長(zhǎng)安、比亞迪等，這類車企選油用油的自主權(quán)較大，但也主要參考國(guó)際上主流的發(fā)動(dòng)機(jī)油規(guī)格和黏度級(jí)別。下面針對(duì)國(guó)內(nèi)主要的合資品牌和自主品牌OEM的低黏度發(fā)動(dòng)機(jī)油應(yīng)用情況進(jìn)行介紹。

中國(guó)與北美車企的合資品牌主要是上汽通用和長(zhǎng)安福特，其中通用汽車和福特汽車這兩家車企均在API/ILSAC規(guī)格基礎(chǔ)上制定了各自的OEM發(fā)動(dòng)機(jī)油規(guī)格。通用汽車最新的發(fā)動(dòng)機(jī)油規(guī)格為dexos1 Gen3，于2021年4月推出，其中已經(jīng)把xW-16黏度級(jí)別納入進(jìn)來(lái)，但目前國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)上還沒(méi)有對(duì)應(yīng)的產(chǎn)品。目前國(guó)內(nèi)上汽通用新車的裝填油推薦使用0W-20黏度級(jí)別，售后油為0W-20和5W-30黏度級(jí)別。福特汽車最新的發(fā)動(dòng)機(jī)油規(guī)格為M2C96x-A1，包含xW-20和xW-30黏度級(jí)別，其中裝填油推薦5W-30黏度級(jí)別，售后油推薦0W-20和5W-30黏度級(jí)別，國(guó)內(nèi)也已經(jīng)開(kāi)始使用0W-20黏度級(jí)別油品。

中國(guó)與歐洲車企的合資品牌有代表性的是上汽大眾、北京奔馳、華晨寶馬、神龍汽車，這些歐洲車企都在ACEA規(guī)格的基礎(chǔ)上制定了各自的OEM發(fā)動(dòng)機(jī)油規(guī)格。大眾汽車推薦的潤(rùn)滑油黏度等級(jí)一般較高，主要是xW-30和xW-40黏度級(jí)別。2017年大眾汽車推出最新的低黏度發(fā)動(dòng)機(jī)油標(biāo)準(zhǔn)VW 508.00/509.00，黏度等級(jí)為0W-20，適用于全球服務(wù)油市場(chǎng)。從2019年開(kāi)始，為滿足不斷提升的發(fā)動(dòng)機(jī)排放標(biāo)準(zhǔn)，上汽大眾生產(chǎn)的發(fā)動(dòng)機(jī)初裝機(jī)油逐漸切換為0W-20機(jī)油，EA211發(fā)動(dòng)機(jī)以及EA888發(fā)動(dòng)機(jī)在切換成0W-20機(jī)油的同時(shí)，機(jī)油加注口蓋上會(huì)有“0W-20機(jī)油”字樣標(biāo)識(shí)。奔馳汽車最新的低黏度發(fā)動(dòng)機(jī)油規(guī)格為MB 229.71和MB 229.72，黏度級(jí)別分別為xW-20和0W-20，適用于全球裝填和服務(wù)油市場(chǎng)，其中中國(guó)市場(chǎng)已經(jīng)開(kāi)始使用滿足MB 229.71規(guī)格的0W-20黏度級(jí)別發(fā)動(dòng)機(jī)油。寶馬汽車最新的低黏度發(fā)動(dòng)機(jī)油規(guī)格為BMW LL-14 FE+和BMW LL-17 FE+，黏度級(jí)別均為xW-20，其中BMW LL-14 FE+適用于歐洲和美國(guó)的服務(wù)油市場(chǎng)，BMW LL-17 FE+適用于歐洲、北美和中國(guó)的服務(wù)油市場(chǎng)，目前國(guó)內(nèi)市場(chǎng)已經(jīng)開(kāi)始使用滿足BMW LL-17 FE+規(guī)格的0W-20黏度級(jí)別油品。PSA集團(tuán)最新的低黏度發(fā)動(dòng)機(jī)油規(guī)格為PSA B71 2010，黏度級(jí)別為0W-20，適用于歐洲的服務(wù)油市場(chǎng)。針對(duì)國(guó)內(nèi)市場(chǎng)，合資公司神龍汽車推薦使用C5 0W-20發(fā)動(dòng)機(jī)油。

中國(guó)與日本車企合資品牌主要有一汽豐田、廣汽豐田、東風(fēng)本田、廣汽本田、東風(fēng)日產(chǎn)，其中豐田、本田、日產(chǎn)三家日本OEM發(fā)動(dòng)機(jī)油規(guī)格主要參考API/ILSAC和JSAO規(guī)格，并且在日本已經(jīng)有極為豐富的低黏度發(fā)動(dòng)機(jī)油使用經(jīng)驗(yàn)。如豐田和本田在日本已經(jīng)開(kāi)始使用0W-16和0W-8黏度級(jí)別的發(fā)動(dòng)機(jī)油，日產(chǎn)也已開(kāi)始使用0W-20和0W-16黏度級(jí)別的發(fā)動(dòng)機(jī)油產(chǎn)品。對(duì)于中國(guó)市場(chǎng)，豐田合資品牌目前使用的最低黏度級(jí)別油品為0W-16，本田合資品牌也已經(jīng)使用0W-16黏度級(jí)別油品，甚至開(kāi)始使用超低黏度的0W-8油品，日產(chǎn)合資品牌相對(duì)保守，目前還在使用0W-20黏度級(jí)別油品。可見(jiàn)日本OEM使用超低黏度油品已十分普遍，因此可以說(shuō)日本OEM引領(lǐng)著低黏度發(fā)動(dòng)機(jī)油的發(fā)展。

對(duì)于國(guó)內(nèi)自主品牌，0W-20黏度級(jí)別油品也已經(jīng)普遍應(yīng)用，但更低黏度級(jí)別油品還未見(jiàn)應(yīng)用。例如長(zhǎng)城、長(zhǎng)安和比亞迪汽車目前的裝填油和售后油都已經(jīng)開(kāi)始采用0W-20黏度級(jí)別，并且也有意向更低黏度的油品過(guò)渡，0W-16和0W-12將是未來(lái)研究與應(yīng)用的方向。

2.3 中國(guó)市場(chǎng)低黏度發(fā)動(dòng)機(jī)油應(yīng)用

近幾年，在OEM、油品供應(yīng)商主導(dǎo)，加上消費(fèi)者自身對(duì)燃油經(jīng)濟(jì)性的重視與認(rèn)同，低黏度等級(jí)發(fā)動(dòng)機(jī)油在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上的銷售和應(yīng)用增速顯著。

2018年前，0W-20油品在市場(chǎng)上很難見(jiàn)到，中國(guó)市場(chǎng)占有率幾乎為零， 近兩年在領(lǐng)先的OEM和以中國(guó)石化、中國(guó)石油為代表的國(guó)內(nèi)外高檔潤(rùn)滑油供應(yīng)商的合力推動(dòng)下，占比迅速上升。2020年國(guó)內(nèi)市場(chǎng)0W-20油品的占比約為3%詳見(jiàn)圖5。從圖5也可以看出，與歐美及日本市場(chǎng)相比，中國(guó)市場(chǎng)的5W-40油品占比還處于比較高的比例，這或許是由于中國(guó)市場(chǎng)上超過(guò)十年的老舊車占據(jù)一定的比例，維修廠及終端客戶傾向于使用高黏度油品，應(yīng)對(duì)舊車發(fā)動(dòng)機(jī)間隙加大，降低磨損等因素。

圖5 中國(guó)市場(chǎng)不同黏度發(fā)動(dòng)機(jī)油市場(chǎng)占比

Kline(克萊恩)公司也表示自2004年以來(lái)，隨著消費(fèi)者越來(lái)越重視燃油經(jīng)濟(jì)性，市場(chǎng)需求持續(xù)向低黏度等級(jí)發(fā)展；低黏度等級(jí)的發(fā)動(dòng)機(jī)油，特別是0W油品的需求，近些年出現(xiàn)了顯著增長(zhǎng)。其對(duì)不同黏度發(fā)動(dòng)機(jī)油市場(chǎng)銷量做了如下統(tǒng)計(jì)及預(yù)測(cè)，詳見(jiàn)表2。

從表2中可見(jiàn)，2019年中國(guó)市場(chǎng)消費(fèi)量最大的是10W油品，估計(jì)為477.2 kt，占2019年總量的41%。 5W油品的需求緊隨其后，總量為441.0 kt，占總量的34%。 0W油品排名第三，市場(chǎng)份額約為14%。 Kline預(yù)計(jì)0W油品預(yù)計(jì)將保持增長(zhǎng)勢(shì)頭，在2029年占比第二大，為32%。而高黏度油品尤其是40、50黏度級(jí)別油品將大幅度下降。

表2 2019-2029年中國(guó)市場(chǎng)不同黏度等級(jí)轎車發(fā)動(dòng)機(jī)油消費(fèi)量

3 發(fā)動(dòng)機(jī)油低黏化的挑戰(zhàn)

綜上分析可見(jiàn)，全球范圍發(fā)動(dòng)機(jī)油的低黏化快速發(fā)展最主要的驅(qū)動(dòng)因素來(lái)自于國(guó)家政策指導(dǎo)下的OEM引領(lǐng)推動(dòng)，加之行業(yè)倡導(dǎo)， 潤(rùn)滑油生產(chǎn)商積極促進(jìn)，市場(chǎng)對(duì)低黏度油品逐步認(rèn)同并快速發(fā)展，來(lái)自于終端汽修廠及個(gè)人消費(fèi)者的認(rèn)同，其對(duì)于低黏度油品實(shí)際使用中體會(huì)到的燃油經(jīng)濟(jì)性效果也促進(jìn)了低黏度油品的進(jìn)一步快速應(yīng)用。當(dāng)然油品低黏化帶來(lái)的節(jié)能效果的同時(shí)，也給潤(rùn)滑油設(shè)計(jì)帶來(lái)挑戰(zhàn)。

3.1 挑戰(zhàn)與應(yīng)對(duì)

低黏度的機(jī)油可以減少發(fā)動(dòng)機(jī)的摩擦損失，提高燃油經(jīng)濟(jì)性。然而如果一味地降低黏度，則會(huì)給發(fā)動(dòng)機(jī)帶來(lái)一系列的難題。低黏度發(fā)動(dòng)機(jī)油面臨的主要挑戰(zhàn)和應(yīng)對(duì)措施見(jiàn)表3。

表3 發(fā)動(dòng)機(jī)油低黏化面臨的挑戰(zhàn)和應(yīng)對(duì)措施

首先降低機(jī)油黏度會(huì)導(dǎo)致油膜厚度減小，機(jī)油的耐磨能力下降，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)造成零件刮傷，引起故障，所以機(jī)油自身需要提供更強(qiáng)的磨損保護(hù)性能。同時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)硬件方面，油壓和油泵需要在使用低黏度機(jī)油時(shí)進(jìn)行調(diào)整，甚至發(fā)動(dòng)機(jī)摩擦副的配合公差和表面處理工藝也是使用低黏度機(jī)油時(shí)必須考慮的因素。發(fā)動(dòng)機(jī)硬件和低黏度油品相互匹配，才能充分發(fā)揮低黏度油品的節(jié)能效果，同時(shí)保持對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的有效保護(hù)[17-18]。其次，目前國(guó)內(nèi)外車企都在研究混動(dòng)策略，推出新的混動(dòng)車型，而低黏度發(fā)動(dòng)機(jī)油將會(huì)成為混動(dòng)車型的配套用油，因此還需要考慮混動(dòng)車型的使用工況和用油需求，如發(fā)動(dòng)機(jī)頻繁啟停產(chǎn)生的磨損問(wèn)題，長(zhǎng)時(shí)間電機(jī)驅(qū)動(dòng)導(dǎo)致機(jī)油溫度偏低，產(chǎn)生的機(jī)油乳化和燃油稀釋問(wèn)題等[10]。再次，超低黏度油品的出現(xiàn)對(duì)基礎(chǔ)油的選擇也是一項(xiàng)巨大的挑戰(zhàn)。由于超低黏度和超低蒸發(fā)損失的要求，迫使?jié)櫥蜕a(chǎn)企業(yè)要選擇使用更低黏度、更高黏度指數(shù)、更低蒸發(fā)損失的高質(zhì)量基礎(chǔ)油，Ⅲ類加氫基礎(chǔ)油、PAO、CTL、GTL、酯類油等將有望得到更廣泛地應(yīng)用。從上述分析可以看出，低黏度發(fā)動(dòng)機(jī)油需要合適的硬件進(jìn)行適配，并且對(duì)基礎(chǔ)油和添加劑性能有較高要求。

3.2 中國(guó)石化低黏度油品開(kāi)發(fā)及標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)

中國(guó)石化潤(rùn)滑油有限公司作為潤(rùn)滑油行業(yè)的領(lǐng)軍企業(yè)，與國(guó)內(nèi)外主流OEM保持著緊密合作，從新發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)階段就與OEM開(kāi)展油品同步開(kāi)發(fā)，目前0W-20黏度級(jí)別產(chǎn)品的應(yīng)用覆蓋了國(guó)內(nèi)外絕大多數(shù)OEM，長(zhǎng)城金吉星SP/GF-6 0W-16油品已在豐田汽車配套應(yīng)用,2021年底符合最新JASO GL-1規(guī)范的0W-8 油品完成開(kāi)發(fā)并得到豐田認(rèn)可；除了OEM配套低黏度開(kāi)發(fā)外，中國(guó)石化也積極推進(jìn)低黏度油品在終端市場(chǎng)上的應(yīng)用，2015年中國(guó)石化率先推出長(zhǎng)城金吉星0W-20市場(chǎng)油，2020年推出長(zhǎng)城金吉星0W-16市場(chǎng)油油品。 2020年中國(guó)石化低黏度0W-20油品整體銷量占比超過(guò)20%，詳見(jiàn)圖6。

圖6 中國(guó)石化不同黏度發(fā)動(dòng)機(jī)油銷量占比

此外，中國(guó)石化潤(rùn)滑油公司也在積極推進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)油國(guó)標(biāo)修訂，建立低黏度發(fā)動(dòng)機(jī)油燃油經(jīng)濟(jì)性評(píng)價(jià)團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)方法，從行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的角度保障低黏度發(fā)動(dòng)機(jī)的發(fā)展與應(yīng)用。

4 結(jié)語(yǔ)

節(jié)能減排的要求進(jìn)一步推動(dòng)著汽車行業(yè)提高燃油經(jīng)濟(jì)性，北美、歐洲、日本和中國(guó)的主流OEM都在向低黏度發(fā)動(dòng)機(jī)油過(guò)渡；發(fā)動(dòng)機(jī)油市場(chǎng)低黏化趨勢(shì)美、歐、日、中同向發(fā)展，只是實(shí)現(xiàn)應(yīng)用的速度不盡相同；0W-20將很快成為主導(dǎo)，步伐會(huì)越來(lái)越快。開(kāi)發(fā)0W系列低黏技術(shù)發(fā)動(dòng)機(jī)油目前已經(jīng)成熱點(diǎn)，潤(rùn)滑油生產(chǎn)企業(yè)應(yīng)當(dāng)充分考慮低黏度發(fā)動(dòng)機(jī)油與發(fā)動(dòng)機(jī)硬件相互適應(yīng)，配套技術(shù)和測(cè)試技術(shù)同步發(fā)展； 在雙碳目標(biāo)及日漸凸顯的能源危機(jī)之下，汽車行業(yè)與潤(rùn)滑油等相關(guān)行業(yè)需要不斷協(xié)同并系統(tǒng)化推進(jìn)，共同應(yīng)對(duì)能源消耗和碳排放的挑戰(zhàn)。