米澜润滑油基础知识(九)

[2021-03-11]

工程师  罗耀辉 

(五十三)

问:米澜选择各类基础油的原因?  l -----V 类基础油有何不同?

答:这个分类中的(API ATIEL )第类基础油属于用常规溶剂精制法生产的基础油,而第二类要用加氢工艺生产,利用低分子烯烃齐聚生产的合成烃油(PAO)属于API 类基础油,API  V 类基础油实际上是以酯类油为主的非烃型合成油基础油,也可能涵盖某些环保型基础油,它的具体理化性质尚待明确,  I类常规基础油的理化性质较一般,粘度指数在95105之间,烯烃含量较 高,视原油种类和加工深度,基础油中芳烃达4%~30%,硫含量较高,蒸发损失波动范围在18%~35%,曲轴箱低温粘度(CS粘度)的波动范围在1300-----1500之间。此外,具有一定的氧化安定性。这类基础油目前大量用于调制各种润滑油品,但是,由于燃料经济性和环保立法等要求使设备制造商对油品提出了更高要求,因此,这类基础油的使用已开始减缓,有的油品例如SJCH4以上油品,以及10w30多级以上跨度多级油品,以及性能优越的工业润滑油中,已经无法满足了。预计,这类基础油在今后十几二十年内,将从目前占基础油总量70%递减至仅占40%左右或以下。II二类加氢工艺所得基础油共同的特点是硫含量很低,芳烃含量较常规基础油低,一般在10%以下,有的只有5%左右,故饱和烃含量可达90%~95%,且饱和烃中含有一定比例的异构烷烃,这点是常规基础油所少见的。加氢基础油中的类油粘度指数可高达145,而类一般为120,此类基础油的曲轴箱低温动力粘度远低于类基础油,可以在少加粘度指数添加剂(有时可以不加)的情况下调制大跨度多级油品,而且类基础油的蒸发损失率也优于类基础油。这二类基础油对于抗氧剂的感受性较好,所调制的油品氧化安定性优良,可以满足长寿命油品的使用要求。

IV类PAO基础油中几乎不含芳烃、硫、氮等化合物,饱和烃含量达100%,而且含有较多异构烷烃,所以油的倾点远低于类基础油,粘度指数高的油(VI125以上)倾点可达-65℃,且蒸发损失率也稍优于类基础油。尽管类基础油的价格约为类基础油的3倍以上,但是在优秀的油品生产中仍占有一定绝对势。

在高档油品市场中闯占有很大的份额。

但是,有一种现象值得注意,在价格一性能取联合观察中,发现PAO类基础油与类加氢基础油除了倾点指标较低(-50℃)、优越于IV类基础油外,在蒸发损失率,曲轴箱低温动力粘度几个主要理化性质方面二者非常接近。故有人预计,类加氢基础油的是今后基础油的主要发展方向,而且类基础油在加氢工艺的开发中尚有一定潜力,以便得到倾点较低的油。另外,由于在技术上,类和类油的加氢工艺几乎可以互相转换,生产类油的工艺可以改进为生产类基础油,故类基础油将是今后加氢基础油发展的重点。

据以上分析,世界润滑油基础油的生产正向着以加氢方法生产Il类基础油的方向发展,即使作为优质基础油原料的石蜡基油,为了适应油品质量更高的要求。逐步改为利用加氢异构化方法生产。

(五十四)

问:今天说一下“HTHS”

答:发动机润滑油为何关注发动机润滑油最重要的指标之一HTHS,精准服务一车一油你懂的,因在各个级别的汽油机油和柴油机油要求差距较大,有的要求高些有的要求低些, 高温高剪切粘度(HTHS)具有什么重要意义?

其一,它对发动机的燃油经济性和耐久性以及温室效应都有着非常重要的影响。

这个影响简单来说:

1.较高的高温高剪切粘度(HTHS)机油可以更好的保护发动机的运动部件,从而延长发动机的使用寿命。

2.较低的高温高剪切(HTHS)粘度的机油可以有效地减少汽车对加剧温室效应气体的排放。

3.较低的高温高剪切粘度(HTHS)机油可以有效地降低燃油的消耗。

其二,节能减排作为全球性命题,越来越受到各国政府的关注。特别是近些年来,我国政府对这方面尤为重视,通过频繁出台相关政策,力求在最短的时间内达到并超过欧美发达国家的现行标准。

以上两点就是检测高温高剪切的重要意义。

行业规范也在不断顺应发动机制造商的诉求。美国石油学会(API)于201612月首次将柴油机油标准拆分成两类:API CK-4API FA-4,其中新发布的API FA-4适用于HTHS粘度降至3.2- 2.9 cP的机油。欧洲汽车制造商协会(ACEA)最近更新了ACEA 2016油品序列标准,并计划在下一次更新时发布与APIHTHS粘度相似的新标准。

HTHS重型发动机油的发展趋势既能带来机遇,也会带来挑战。为了使低HTHS润滑油为硬件提供持续耐久的保护,我们需要采用全新的添加剂技术。其中,添加剂和功能聚合物对于成品油的整体配方至关重要。

(五十五)

问:重负荷车辆齿轮油国家标GL-5标准更新了!修订哪里?大家过来看一下。

答:目前GB 13895-1992 是重负荷车辆齿轮油(GL-5)的强制国家标准,制定于1992年,距今已有二十多年,随着节能环保、燃油经济性等方面要求的不断提高,齿轮油市场应用已发生了诸多变化,GB 13895-1992已无法跟上国内车辆齿轮油的更新换代和质量升级。

由中国石化润滑油公司主导修订       

GB13895-2018《GL-5重负荷车辆齿轮油》国家标准于20187月正式发布,于201921日正式实施。较旧国标相比,GB13895-2018版有以下方面的提升。

1、有效提升油品剪切安定性剪切安定性评价为新增项目,规定20h 剪切试验后油品100℃的运动黏度仍在黏度等级范围内。因市场上存在采用大分子(剪切性能差)的黏指剂调合油品的情况,此类油品使过程中黏度下降较快,不利于提供充足的油膜保护。增加此项目,规范市场行业用油混乱的现状,提升整体水平有一定推动作用。

2、提升低温性能         

新标准修订要求列出油品低温下表观黏度的具体数值,更好的区分不同油品低温性能差异,有效提升低温性能。

3.提升承载能力和热氧化安定性

由于国家经济结构的调整,物流行业发展迅猛。客户更关心舒适性、可靠性、低维护成本和更长的保养周期。这就需要油品具有更好的承载能力、热氧化安定性。

4、黏度等级扩展

国内市场上重负荷车辆齿轮油以多级油为主,删除GB 13895-1992标准中市场无应用的75W单级油黏度级别;

增加75W-9080W-11080W-14085W-110110五个黏度级别;

细分黏度级别,满足市场需求:75W-9080W-9080W-11080W-14085W-90 85W-11085W-14090110140

行业变化催生了国标GL-5的更新来保障市场秩序, 我们已完成齿轮油配方的评估更新,来应对即将到来的法规升级。

(五十六)

问:ACEA发动机油规范

答:ACEA发动机油序列规范在推动全球润滑油技术发展的过程中扮演着重要角色。许多OEM在汽车使用手册中将其列为保养换油时必须满足的最低质量标准。此外该标准还是大多数OEM制定规范时的性能参考标准。

下面就介绍ACEA发动机油序列标准的背景,帮助大家更好地了解这套规范。

ACEA发动机油序列标准最初于1996年推出,经过多年发展,已成为全球许多发动机油的性能标准。比起ACEA序列标准,许多人更加熟悉API标准,并且很多人也不理解众多ACEA标准间的区别,不知道对不同汽车类型应该推荐哪些标准。

在选择某款润滑油所参考的性能标准时,必须理解ACEA各级、各类标准之间的区别。此外,当技师向客户描述油品的特点时,深入理解规范也能帮助他们更好地介绍产品的价值和优势。

ACEA是什么机构?

欧洲汽车制造商协会(ACEA)成立于1991年,共代表总部位于欧洲的15家汽车、面包车、卡车和公交制造商(OEMACEA还经常和其他行业机构 [如欧洲汽车研发委员(EUCAR]、欧洲各国的国家制造商协会和全球的其他制造商协会开展紧密合作。

ACEA的宗旨是定义并倡导成员公司的共同利益、政策和地位,与其他机构展开对话,并通过其成员公司提供技术与法规专业知识,以帮助政府制定法规和政策。

ACEA成员公司

定义保养用油的性能标准 ACEA的一项工作是制定并发布一系列标准,以规定用于保养的发动机油的最低性能标准,这些标准就是著名的ACEA机油序列标准。该标准是由ACEA和两大行业机构共同制定的:

ATIEL,一家代表润滑油制造商的机构

ATC,代表添加剂行业的技术委员会 这三家机构共同制定ACEA机油序列标准中的具体的测试要求。而测试程序则由多家标准机构共同制定并监督,其中最主要的机构是协调欧洲理事会(CEC)。

庞大的OEM数量、丰富的燃油种类和巨大的人口差异,欧洲是世界上最多元、最复杂的汽车市场之一。制定一套满足所有应用要求的最低性能标准是不可能的,因此ACEA机油序列标准包含多项标准,每一项都针对不同的性能要求或应用和工作循环。

法规变化同样会引起汽车硬件和后处理系统的变化,从而对润滑油提出更高的需求。为了反映这些不断变化的需求,ACEA决定对机油序列标准进行定期升级,以保证标准能够反映当前机油的最低性能要求。ACEA标准的术语——级别

ACEA机油序列标准共分为三个级别,每个级别涵盖该级别机油所应用的发动机大类:

ACEA A/B ——用于汽油和轻型柴油发动机

ACEA C ——用于带有后处理系统的汽油机和轻型柴油机

ACEA E ——用于重型柴油发动机

2004年前,AB级为相互独立的级别,当时的润滑油厂商可以宣称一款机油达到了某个汽油机用油的性能级别,而不用提及在柴油机中的性能表现,反之亦然。而在2004年更新的标准中,A级和B级合并成为汽油和轻型柴油机共用的级别。同时还引入了全新的C级,用于兼容汽油机和轻型柴油机的尾气处理器中的催化剂。这种油品也称为低SAPS润滑油,即含有较少硫酸盐灰分、磷和硫的润滑油。与专为汽油发动机设计的API SILSAC性能标准不同的是,所有的ACEA乘用车和轻型车润滑油标准都同时涵盖汽油机和柴油机,这对ACEA A/BC级润滑油的配方和性能产生了重大影响。

ACEA标准的术语——类别

每个级别中都包含多个类别,用数字标注,用以反映不同的性能要求。

2012年的ACEA标准中,3个级别共包含12个类别:

ACEA A/B系列: A1/B1A3/B3  A3/B4    A5/B5

ACEA C   系列:C1    C2   C3   C4   C5

ACEA E系列:E7  E4  E9  E6

每个类别都包含针对该类别的粘度测试、实验室测试、台架测试和发动机测试要求。有时候一款机油可能满足多个类别的要求。

满足多个ACEA标准的案例

一款机油可能同时满足ACEA A3/B4ACEA A3/B3的要求,因为这种差异是由油品的性能和物理特性造成的。然而,这款满足了ACEA A3/B4的机油既不能满足ACEA A1/B1,也不能满足ACEA A5/B5的要求,因为粘度差异决定了这些类别无法互相覆盖。

 每个ACEA类别的一些关键物理特性

1. HTHS指的是油品在高温高剪切率(150°C106s-1)情况下的粘度,采用CEC L-036-90测试测得

2. TBN指的是根据ASTM D2896测试测得的总碱值

3. 硫酸盐灰分采用ASTM D874测试测得

4. 磷含量采用ASTM D5185测试测得

5. 硫含量采用ASTM D5185测试测得

年号和版次

每项ACEA机油序列标准都会标注年号,有时候还标注版本号,例如:

ACEA C3-10

ACEA C3-12

ACEA E9-08

ACEA E9-08 第2

ACEA E9-12

年号是一个两位数的参考数字,表示该严格程度的该类别标准发布的年份。年号的更改意味着该类别加入了全新的测试、参数或限值,以反映当时的性能要求。

需指出,年号和版本号只供行业内部使用,不得用于面向消费者的宣传信息或产品包装等。

举例——年号变更

2010年发布的标准中,C3类别的年号为10,代表2010年。这意味着与2008年发布的C3类别相比,标准的严格程度有所改变。而到了2012年,要求又有了变化,因此类别名称变成了C3-12

有时候还会在年号后面加上一个行政发行号,以表示更新的只是技术要求而非标准的严格程度,通常发生于发动机测试更新到最新版本,但严格程度不变的情况,或是测试严格程度改变后要求限值也发生改变的情况。

举例——增加版本号

ACEA E级中有一个增加版本号的例子。2010年版本只修改了要求,但没有改变标准的严格程度。因此所有ACEA E级标准都加上了一个版本号。比如,E9-08变成了ACEA E9-082版。08表示该严格程度是2008年发布的,而第2版则表示2010年的要求有所改变。

研发可取得ACEA认证的发动机油

ACEA、ATCATIELCEC都是欧洲发动机润滑油质量管理体系(EELQMS)中的标准。该体系旨在维持发动机润滑油性能的质量以及测试和报告的标准。