发动机油的发展趋势

趋势1:降低排放
对比国五标准,现行欧洲汽车尾气排放国六标准,将商用车辆和公共汽车颗粒物排放量降低了约67%,氮氧化物排放量降低了80%。欧洲议会已明确,从2021年开始,所有新车每公里二氧化碳排放量最高不超过95克。到2020年,95%的车辆必须满足这一条件。

为了降低排放,这个目标设的很高。然而,要实现这个目标,必须对发动机油进行改进。低性能的发动机油,通常不符合废气排放标准。不达标的机油,在燃烧的过程中会产生很多的颗粒,这些颗粒通常会堵塞过滤器,严重降低发动机的使用寿命。颗粒也会在活塞头和阀门上形成沉积物,影响燃烧过程,损害发动机。

废气排放量取决于发动机油的灰分物质含量。依据实验室检测的发动机油硫酸盐含量(主要是添加剂中的磷和硫)水平,机油可分为低、中、高SAPS油(SAPS =硫酸盐灰分、磷、硫)。某些汽油发动机,甚至使用“无灰”机油。

虽然添加大量的硫和磷,可以防止氧化和磨损,但为了降低排放,仍要将这些物质减少到最低限度。为了满足低SAPS油的标准,例如更长的换油周期,更少的摩擦和良好的抗磨性能,机油供应商不得不研发全新的添加剂,并选择最佳的基础油。

趋势2:降低燃料和润滑油的消耗

发动机应该以节省燃料和机油的方式运转。机油消耗的典型表现之一是,由于高温引起的基础油的蒸发。但是,机油的蒸发程度也取决于油本身的性质。基础油类型,粘度和添加剂等因素都会有影响。挥发性高的发动机油更容易变稠,用途和性能更容易受到影响。气缸和刮油环不太适合高粘度的润滑油。 随着燃料油消耗的增加,发动机油消耗也会增加。较厚的油也会降低摩擦性能,增加燃料消耗。

机油的蒸发损失越低,其粘度就越稳定,燃料和机油的消耗量就越低。蒸发损失测试的是250°C下机油在60分钟内的蒸发程度。好的发动机油,蒸发损失是很低的,ACEA(欧洲汽车制造协会)机油引擎分类E6,E7和E9中,重型商用发动机油的蒸发损失≤13%。

趋势3:粘度越来越低

SAE级0W20和0W30发动机油或商用车辆用5W30发动机油并不少见。甚至SAE 0W16和0W12的发动机油也已经开始使用。对于混合动力汽车,市场上有一种粘度等级为0W8的油在使用,而且正朝着粘度越来越低的趋势发展。原则上,机油的粘度等级越低,发动机的运转越好,经济性越强。然而,机油的粘度越低,就越难形成一个流体动力的、稳定的油膜,以尽可能防止运动部件之间的机械接触,并保护它们的表面不受磨损。

在此背景下,发动机油的HTHS(高温高剪切)粘度扮演着一个重要角色。HTHS(高温高剪切粘度)测量的是在高剪切应力影响下的动力粘度,用毫帕·秒表示。降低HTHS粘度会降低能量消耗,节省燃料,因为机油的“内摩擦”降低了。然而,如果HTHS粘度降低太多,油膜就会变得太薄,耐磨性就会产生风险。设定HTHS的下限,应确保发动机油本身在高剪切力和高油温下能给大端轴承提供足够的润滑。为了进一步平衡相对运动金属表面的粗糙度和润滑膜形成的连续性,一些用来减少摩擦的添加剂,例如钼,会添加到一些油中。这些添加剂通常会用于赛车发动机油中以减轻磨损。

结论:创造具有低HTHS粘度,高粘度指数,低蒸发损失和高抗磨性能的高效发动机油是势在必行的。只有在一系列油液分析的帮助下才能研发出合适的油。

趋势4:混合动力车和电车

混合动力车

混合动力汽车是靠电驱动的,电池可以充电,同时,还有个烧汽油的发动机。混合动力汽车的发动机转速几乎可以一直保持2500转左右,最佳运转效率可超过35%,然而传动的发动机,最佳运转效率不超过20%。这些发动机最初设计的是用传统的机油。现在越来越多的混合动力车开始使用特种油。混合动力发动机通常运行速度相对较低,相应地,所以使用的油的粘度等级也较低,粘度一般在SAE 0W8到0W20之间。在电池的帮助下,油会被预热,所以几乎没有冷启动。

然而,混合动力汽车发动机油的长期测试结果还没有。所以,建议定期监测发动机机油,对系统的耐久性进行评估,以确定最佳换油间隔。

纯电动车

纯电动汽车也需要润滑油,但不需要发动机油。电动发动机的驱动齿轮,需要使用齿轮油或传动油。动力转向装置和悬架通常由服或多用途液压油驱动。电池也需要变压器油或者含水防冻液来冷却。 这就是电动车和内燃机车的主要区别。

油液分析的新使命

在汽车行业中,通过油液分析通常用来确定合理的换油间隔、检测损坏原因以及预防损坏或磨损。然而,除了这些传统的职责之外,油液分析正在不断增加新的功能。这些都是随着机油的发展而变化的,机油粘度越来越低,但同时又必须保持耐磨性。无论是为混合动力车或纯电动车开发的润滑油,还是为传统的内燃机研发的节能、低粘度机油,都需要用到油液分析。新发动机的开发是为了降低尾气排放,减少燃料和润滑油的消耗。在研制的新的机油时,油液分析就成为一项重要的监测工具,特别是在长期使用中,它可以帮助我们更好地了解润滑油和使用该润滑油的发动机。

总之,油液分析在提高人们的环保意识方面发挥着越来越重要的作用。

文章来自:https://www.linkedin.com/pulse/engine-oils-vehicles-current-trends-oil-analysis-paul-weismann/

编译:Sherry Yue