公路和非公路重載應(yīng)用目前可能繼續(xù)使用相同的機油規(guī)格。但也許有一個時間點，需要考慮一個專門的非公路性能規(guī)范，或是一些更適合該市場的獨特產(chǎn)品。這本身也帶來了一些挑戰(zhàn)。
有時候，重型發(fā)動機的發(fā)展看起來就像一只緩慢而平穩(wěn)的烏龜，而乘用車發(fā)動機的發(fā)展則像一只疾馳的野兔。但是，重負荷機油正穩(wěn)步朝著與輕負荷機油相同的方向發(fā)展，硫酸灰分是最新的焦點，尤其是在非公路應(yīng)用方面。
燃油經(jīng)濟性推動
據(jù)雪佛龍重型原始設(shè)備制造商行業(yè)聯(lián)絡(luò)人呂德?特爾?雷爾稱：雖然不同機油規(guī)格側(cè)重的性能有所不同，例如，歐洲的ACEAE9規(guī)格比其他標(biāo)準(zhǔn)更加強調(diào)生物柴油的兼容性，事實上最新規(guī)格潤滑油普遍趨勢都已朝著改善活塞清潔度、氧化控制和燃油經(jīng)濟性以及延長排放間隔方向發(fā)展。
雷爾指出：現(xiàn)代重型發(fā)動機產(chǎn)生的煙塵比用于發(fā)動機測試的舊型號少。最新技術(shù)規(guī)范中對煙塵處理要求中一種更為現(xiàn)實的方法使配方設(shè)計人員能夠在延長排放間隔的同時，提高燃油經(jīng)濟性和活塞沉積物控制。
全球?qū)ψ钚掳l(fā)動機油技術(shù)的需求即將出現(xiàn)飛躍發(fā)展。根據(jù)預(yù)測，在較發(fā)達的市場之外，隨著各國政府采用歐Ⅵ排放標(biāo)準(zhǔn)，2019年至2021年，新型重型和中型車的銷量將增長178%。隨著中國和印度以及墨西哥采用等同于2010年美國法律規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)，這兩個國家市場將出現(xiàn)大幅增長。
雪佛龍高級員工工程師肖恩?惠塔克表示：“一個明顯的變化是燃油經(jīng)濟性法規(guī)的持續(xù)實施。”。更嚴(yán)格的溫室氣體排放限制將要求改變發(fā)動機設(shè)計，并在目前市場基礎(chǔ)上進一步開發(fā)低粘度的機油。
近年來，潤滑油配方設(shè)計人員通過降低粘度來提高燃油經(jīng)濟性。日本在2015年推出了JASODH-2F重型燃油經(jīng)濟性等級。北美和歐洲都選擇關(guān)注較低的高溫高剪切粘度（HTHS）機油。APIFA-4于2016年首次發(fā)布為SAEXW-30機油，其高溫高剪切粘度HTHS粘度限值為2.9至3.2兆帕。歐洲將在今年內(nèi)推出與HTHS系列相同的規(guī)格，ACEAF8和F11。
但總的來說，與乘用車機油對低粘度機油的青睞相比，重負荷發(fā)動機機油這方面需求頗為平淡。據(jù)雪佛龍公司稱，即使在北美，SAE5W-30也只占整個重型發(fā)動機機油需求的2%。超過80%的市場是SAE15W-40，40級機油是世界上使用最多的機油。
非公路應(yīng)用發(fā)展
燃油經(jīng)濟性對非公路應(yīng)用的影響較小，該領(lǐng)域的制造商和運營商懷疑低粘度的機油是否能為他們寶貴的投資提供足夠的保護。
“機器資產(chǎn)的耐久性和保護至關(guān)重要?？ㄌ乇死展緷櫥图夹g(shù)專家赫德?阿比阿?卡爾表示：“我們希望機器能永遠使用，當(dāng)然它們必須經(jīng)過幾次大修，才能繼續(xù)生產(chǎn)。”
她解釋說，機油油膜必須能夠承受高剪切、高溫和高壓。它還必須足夠堅固，能夠承受化學(xué)污染，防止灰塵顆粒造成部件磨損，這是非公路應(yīng)用的一個特殊問題。每一個污垢顆粒經(jīng)過軸承都會留下一個標(biāo)記，如果這些機器在污垢中不工作，它們可以使用低粘度的機油，但實際操作環(huán)境并非如此。
在寒冷的氣候條件下，油膜可能會出現(xiàn)個別較薄的油孔。阿比阿?卡爾指出，當(dāng)大型發(fā)動機在5到10攝氏度左右的溫度下啟動時，有足夠的機會讓粘稠的機油繞過機油濾清器，從而使受污染的潤滑油在機器中循環(huán)。
就卡特彼勒公司來說，現(xiàn)在大多數(shù)工廠使用的是SAE10W-30APICK-4發(fā)動機機油。她說：“它的適應(yīng)性很強，可以在世界上任何地方使用，從非洲到南極洲。”。不過，她指出，客戶喜歡40級重油是因為它們的耐用性。“我們會看到一個轉(zhuǎn)變，但這會很慢。越小的機器可能越容易出現(xiàn)改變。”
粘度變化可能不會很快發(fā)生在非公路領(lǐng)域中，但從公路應(yīng)用開始的微粒排放法規(guī)現(xiàn)在已經(jīng)盯上了北美市場的非公路運營。美國環(huán)境保護署制定的排放要求（簡稱Tier4）從2011年開始逐步對非公路車輛實施，2014年達到了最嚴(yán)格的限值。
最近Tier4對消費者產(chǎn)生了深遠的影響，尤其是大型企業(yè)，如建筑業(yè)和采礦業(yè)的企業(yè)傾向于更新設(shè)備。
排放控制研究
為了達到Tier4標(biāo)準(zhǔn)，新設(shè)備開始使用先進的排放控制系統(tǒng)，如廢氣再循環(huán)、柴油顆粒過濾器和選擇性催化還原。這些系統(tǒng)需要對潤滑油進行更嚴(yán)格的檢查。對于燃料來說，這意味著硫含量和微粒污染更低。對于潤滑油來說，需要較低水平的硫酸鹽灰分來保持排放系統(tǒng)正常運行。
柴油微粒過濾器非常有效。這種裝置能捕獲98%的微粒，當(dāng)發(fā)動機溫度合適時，這些微粒會周期性或持續(xù)燃燒。然而，柴油顆粒過濾器DPF的效率非常高，它們也能捕獲消耗的潤滑油成分，這些成分可能會滑過燃燒室內(nèi)的活塞環(huán)。其中一些材料是不可燃的，留在過濾器后面，就像壁爐里的灰，產(chǎn)生堵塞，使柴油顆粒過濾器DPF不能正常工作。
雪佛龍北美商業(yè)部門經(jīng)理詹姆斯?布思表示：不同類型的金屬添加劑產(chǎn)生灰燼的速度不同。硫酸鹽灰分是不燃材料的總量之和，它與過濾器堵塞程度有直接關(guān)系。
硫酸鹽灰分來自潤滑油添加劑包中的功能性金屬成分，最顯著的是清凈劑，它通常是鈣和鎂基的，用于中和酸、控制活塞沉積物和提高發(fā)動機整體清潔度。
抗磨化學(xué)成分是另一個影響因素，特別是鋅二烷基二硫代磷酸酯，這是一種性能和成本效益高的多功能添加劑，用于控制磨損和氧化穩(wěn)定性，在當(dāng)今市場上的大多數(shù)發(fā)動機機油中使用。自20世紀(jì)70年代末以來，由于其所含的磷會毒害輕型排放系統(tǒng)中的催化劑，其在乘用車發(fā)動機油中的含量一直受到限制。
為了使過濾器正常工作，必須定期清除柴油顆粒過濾器DPF中的灰分。對于卡車來說，這個過程很簡單。但對于非公路設(shè)備，這可能會破壞正常的保養(yǎng)過程。設(shè)備通常在偏遠地區(qū)運行，一天24小時，一周7天。這些機器必須調(diào)整運行狀態(tài)以達到設(shè)施維修要求，在維修之前可能需要一天的時間冷卻，這對柴油顆粒過濾器DPF來說是難以實現(xiàn)的。總之，清潔或更換柴油顆粒過濾器DPF可能會導(dǎo)致三天的停用。
雪佛龍公司稱，這是假設(shè)柴油顆粒過濾器DPF是可以清洗的，通常每個過濾器的成本約為700美元。一個新的過濾器投入運營費用在3000到7000美元之間。
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【本文節(jié)選自《潤滑油情報》雜志2020年5月刊，如需了解更多重型發(fā)動機油發(fā)展趨勢，歡迎來電索刊：020-87766826、87766563、87766589?！?/div>
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