歐洲重負荷發(fā)動機油規(guī)格最新進展

吳長或　于鎧誠　王棟　孫翔蘭　楊道勝

摘要：文章主要介紹歐洲目前廣泛使用的ACEA E系列以及主要OEM重負荷發(fā)動機油規(guī)格。概括了歐洲ACEA和各OEM重負荷發(fā)動機油規(guī)格所處的地位、關(guān)系、發(fā)展歷程等。報道了2012年12月ACEA出臺了最新E系列重負荷發(fā)動機油規(guī)格即ACEA E-2012規(guī)格，歐洲最重要的OEM奔馳于2012年推出的最新版本的重負荷發(fā)動機油規(guī)格V2012.1，通過分析比較，總體上奔馳V2012.1規(guī)格遠高于ACEA E-2012規(guī)格。對歐洲下一代重負荷發(fā)動機油規(guī)格進行了展望，未來歐洲可能增加生物柴油使用和燃料經(jīng)濟性的內(nèi)容。

關(guān)鍵詞：歐洲重負荷發(fā)動機油；規(guī)格；ACEA；奔馳

中圖分類號：TE626.3 文獻標(biāo)識碼：A

0 引言

歐洲OEM不僅有自己初裝油規(guī)格，而且有自己的售后服務(wù)油規(guī)格。1996年ACEA（歐洲汽車制造商協(xié)會）成立之初希望如同美國的API（美國石油協(xié)會）一樣，建立一個統(tǒng)一的歐洲服務(wù)油規(guī)格。雖然目前ACEA取得了一些進展，并且歐洲大多數(shù)OEM承認ACEA規(guī)格是他們服務(wù)油規(guī)格的基礎(chǔ)，但歐洲各OEM仍然使用自己的服務(wù)油規(guī)格和自己的認證體系。其中歐洲有重負荷發(fā)動機油品規(guī)格的OEM包括奔馳、沃爾沃卡車、Scania、DAF、Deutch、依維柯、MAN、MTU和雷諾。而奔馳制定的重負荷柴油機油規(guī)格在歐洲具有很大的影響力。奔馳重負荷柴油機油規(guī)格歷來是歐洲柴油機油規(guī)格之首，如果獲得奔馳重負荷柴油機油規(guī)格認證，再取得MTU、MAN、Deutch等OEM認證則很容易。沃爾沃卡車和Sca-nia重負荷發(fā)動機油規(guī)格是除奔馳以外的另外兩家在歐洲有一定影響力的規(guī)格，而其他規(guī)格影響力較小。ACEA規(guī)格重負荷發(fā)動機試驗只用奔馳一家，ACEA實驗室試驗要求及發(fā)動機試驗要求也力求與奔馳同步，而在考慮到減少氮氧化物產(chǎn)生煙炱帶來的問題時引入了美國API的相應(yīng)試驗。

1 ACEA與奔馳重負荷發(fā)動機油規(guī)格發(fā)展歷程

ACEA最早的E類規(guī)格就是以奔馳重負荷柴油機油規(guī)格為藍本，如：ACEA 1996的E1、E2、E3發(fā)動機試驗使用的是當(dāng)時奔馳227.0/1及美國API發(fā)動機試驗，其中包括磨損試驗用OM602A、清凈性和拋光試驗用OM364LA，同時考慮到為減少氮氧化物產(chǎn)生的煙炱而引入美國API的T8。之后ACEA所有改進就沿用這個模式。

1998年奔馳推出了MB229.5規(guī)格以滿足2000年的歐Ⅲ排放，ACEA 1999也是要滿足歐Ⅲ排放，因此推出了E4-1999，相當(dāng)于MB229.5，并使用當(dāng)時奔馳新的清凈性和拋光試驗的OM441LA代替E3使用的OM364LA。

奔馳當(dāng)時在滿足歐Ⅲ排放發(fā)動機配置上并不打算使用EGR，但有其他OEM如MAN、Scania等考慮使用EGR，所以ACEA在E4-1999的基礎(chǔ)上加入美國CH-4關(guān)于煙炱所產(chǎn)生問題的試驗T8E、1、9、M11，推出了E5-1999來滿足使用EGR的要求。然而當(dāng)時奔馳也考慮可能會使用EGR，并計劃于1999年前后推出與E5-1999相當(dāng)?shù)囊?guī)格MB229.4，但并未實現(xiàn)。

2003年，在關(guān)于滿足2005年歐Ⅳ排放使用的技術(shù)方面，歐洲OEM分歧又再次出現(xiàn)，以奔馳為首的主流派主張使用SCR，但由于歐洲OEM和美國的公司合并或聯(lián)盟，使得技術(shù)互相滲透而變成許多OEM包括奔馳也均有可能使用EGR，具體見圖1。

這些技術(shù)對潤滑油的要求各不相同，如：使用EGR主要需要考慮煙炱問題；而使用SCR就要考慮降低硫、磷含量；使用DPF就要降低灰分；使用催化DPF則也要考慮降低硫、磷含量。

2002年12月，奔馳推出了符合歐Ⅳ發(fā)動機排放的MB228.51，主要將MB228.5的規(guī)格加上降低硫、磷和灰分含量來滿足使用SCR加DPF或不加DPF的歐Ⅳ發(fā)動機，這就是歐洲的低SAPS重負荷柴油機油的來源。

ACEA 2004也是為滿足2005年歐Ⅳ排放而出臺的規(guī)格，其重負荷柴油機油方面設(shè)立了E2-1996、E4-2004、E6-2004、E7-2004。其中保留E2-1996是為了老發(fā)動機需要；E4就是MB228.5；E6-2004就是加上硫、磷及灰分限制的MB228.51。所以ACEA 2004仍是以奔馳規(guī)格為藍本。另外ACEA為了照顧一些使用EGR而不用SCR的OEM，將E5中美國CH-4試驗提高到CI-4的試驗升級為E7，取消了老的E3、E5，新的E7-2004相當(dāng)于MAN 3477和API CI-4水平。

同樣在2002年，奔馳發(fā)展一個轎車柴油發(fā)動機OM61l磨損試驗用于重負荷柴油機油上以替代OM602A，但是后來發(fā)現(xiàn)OM611有問題，于是2003年1月要求所有MB228.XX同時進行OM611DE22LA和OM602A試驗。奔馳希望最終用歐Ⅳ的發(fā)動機OM646LA來進行磨損試驗，但在2004年還不成熟。此外，代替OM364LA的OM441LA是一個歐Ⅱ的發(fā)動機，因此奔馳也力求將其更換，計劃用歐V的發(fā)動機OM501LA來代替，但當(dāng)時也未成熟。所以奔馳MB228.XX 2004仍然使用OM441 LA評定清凈性和拋光、使用OM602A和OM611 DE22LA來同時評定磨損。ACEA 2004同樣只用OM441 LA評定清凈性和拋光，但在評定磨損方面就沒有套用奔馳的辦法而只用OM602A。

2006年，奔馳為了與其伙伴美國的Detroit Diesel靠攏，為其使用冷卻EGR和DPF的OM460系列發(fā)動機發(fā)展了一個新規(guī)格MB228.31，為奔馳的全球規(guī)格邁出第一步。而MB228.31就是在MB228.3基礎(chǔ)上加上CJ-4的試驗，但有些試驗比CJ-4嚴格。此時OM646LA和OM501LA也逐漸發(fā)展成熟，在其MB228.XX 2007規(guī)格上已經(jīng)部分采用。

ACEA 200就是在這個基礎(chǔ)上發(fā)展，將OM646LA和OM501LA納入E4、E6、E7中，當(dāng)然也有其他一些修改，例如推出了新的E9-2008來滿足歐V排放要求。E9-2008主要規(guī)格與奔馳的MB228.31相近，使用奔馳的OM646LA評定磨損、用OM501LA評定清凈性和拋光，并納入了API CJ-4的試驗。ACEA 2010的E類則完全沒有任何改動。今后為滿足歐Ⅵ排放，奔馳和ACEA、CEC等主要發(fā)展OM646LA來評價生物柴油對潤滑油的影響。

2 ACEA 2012重負荷發(fā)動機油規(guī)格

2012年12月14日，ACEA正式頒布了其ACEA2012規(guī)格，并于2012年12月1日起生效。ACEA2010仍然可以注冊，但在ACEA 2012發(fā)布后1年即2013年12月14日后停止注冊，并于2014年12月14日被廢除。

ACEA E-2012分類仍然為E4、E6、E7和E9共4類。其中E4具有最高水平的發(fā)動機耐久性和適用于最苛刻的操作條件，但不適用DPF。E6具有最高水平的發(fā)動機耐久性和適用于最苛刻的操作條件，低SAPS，適用于先進后處理系統(tǒng)發(fā)動機，特別是DPF。E7由Ⅰ類基礎(chǔ)油調(diào)合，性能與已經(jīng)取消的E2相同，能提供有效的控制活塞清凈性和缸體拋光的發(fā)動機油，但不適用DPF。E9包含許多CJ-4要求，具有中SAPS，用于DPF和EGR/SCR聯(lián)用或共用的發(fā)動機上。ACEA 2012重負荷發(fā)動機油規(guī)格見表1。

ACEA 2012與ACEA 2010相比，在以下幾個方面進行了修訂：

（1）生物柴油試驗

增加模擬試驗來說明發(fā)動機油加生物柴油氧化后對泵送性能的影響，使用剛完成的低溫泵送性試驗CEC-L-105 LTPT進行測試。試驗方法主要是使用玻璃三口瓶，在試驗前加入5%B100生物柴油（80%菜籽油甲酯+20%大豆油甲酯），100μg/g的鐵，150℃下通空氣氧化72 h，試驗結(jié)束后測定其MRV是否通過原新油MRV的指標(biāo)。E規(guī)格均要求此試驗。

（2）橡膠相容性

ACEA 2010中的奔馳橡膠（AEM-VAMAC）使用奔馳方法測定，ACEA 2012的所有E系列中將使用新的同類奔馳橡膠（DBL-AEM），并且不使用奔馳方法而與其他橡膠材料一樣使用CEC-L-093方法，指標(biāo)苛刻度與其他橡膠基本相同。

（3）ACEA 2012在E6和E9中新添注明可以適用于歐VI發(fā)動機。

3 奔馳重負荷發(fā)動機油新規(guī)格分析

2012年3月21日，梅賽德斯-奔馳在德國發(fā)布了奔馳輕負荷和重負荷發(fā)動機服務(wù)油升級規(guī)格V2012.1。在奔馳重負荷發(fā)動機油方面，2012年版規(guī)格分類仍然按照2009年版分為MB226.9、MB228.0/.1、MB228.2/.3、MB228.31、MB228.5、MB228.51。奔馳2012版重負荷發(fā)動機油規(guī)格分別見表2、表3和表4。

2012年版規(guī)格實驗室試驗和發(fā)動機試驗與2009年版區(qū)別分別如下。

實驗室試驗及指標(biāo)區(qū)別如下：

（1）SAE級別，除MB 226.9外，其他規(guī)格可能增加SAE XW-30和0W-40。

（2）增加Daimler新油氧化試驗，試驗方法為250 g油樣在500 mL三口瓶中、160℃加入鐵催化劑通入空氣10L/h，試驗持續(xù)168 h，結(jié)果取3次試驗平均值。MB226.9、MB228.0/.1不要求此試驗。DIN 51453羰基紅外吸收峰指標(biāo)要求為MB228.2/.3、MB228.31、MB228.5、MB228.51分別為不大于60 A/cm、60 A/cm、25 A/cm、25 A/cm，其他指標(biāo)包括：100℃運動黏度、100℃運動黏度增加值、100℃運動黏度增長百分比，要求均為報告值。

（3）增加了MB的加入5%B100生物柴油氧化試驗，試驗方法與（2）相同，結(jié)果取3次試驗平均值。MB 226.9、MB 228.0/.1不要求此試驗。DIN 51453羰基紅外吸收峰指標(biāo)為MB228.2/.3、MB228.31、MB228.5、MB228.51分別為不大于120 A/cm、120A/cm、90 A/cm、90 A/era，其他指標(biāo)內(nèi)容及要求與（2）相同。

（4）增加CEC TDG-L 105低溫泵送試驗，指標(biāo)要求均為報告值。

（5）增加高溫腐蝕臺架試驗，使用改進ASTMD6594方法，需進行添加及不添加10%B100（由80%RME+20%SME組成）生物柴油試驗，其中MB 226.9、MB 228.0/.1不要求，MB228.2/.3、MB228.31中不加人生物柴油Pb增加量分別為不大于100μg/g和120μg/g，MB228.31中不加入生物柴油銅增加量不大于20μg/g、銅片評級不大于3，其他各指標(biāo)均為報告值。

（6）抗泡性試驗中，程序Ⅳ（150℃）ASTM D6082要求靜置1 min。

（7）橡膠相容性試驗?zāi)壳案鶕?jù)DBL 6674/6610/6615，但將使用ACEA 2012指標(biāo)及要求，對應(yīng)關(guān)系為：MB 226.9、MB 228.0/.1、MB228.2/.3、MB228.31、MB228.5、MB228.51分別對應(yīng)ACEA E9、ACEA E7、ACEA E7、ACEA E9、ACEA E4、ACEA E6。

發(fā)動機試驗及指標(biāo)區(qū)別如下：

（1）當(dāng)OM 646 DE22LA生物柴油試驗CEC TDG-L-104方法開發(fā)成功后增加到MB規(guī)格中，試驗指標(biāo)為：活塞清潔度、發(fā)動機油泥、環(huán)黏結(jié)、試驗后堿值、試驗后酸值、油耗、煙炱和100℃黏度增加百分比，除MB226.9不要求外，其他指標(biāo)要求均為報告值。

（2）使用OM 646 DE22LA CEC L-99-08試驗方法測試磨損，MB228.2/.3、MB228.31、MB228.5、MB228.51進氣口凸輪磨損指標(biāo)（8個凸輪平均值和最大值/μm）由2009版不大于110、110、100、100分別調(diào)整為不大于100、100、90、90，排氣口凸輪磨損指標(biāo)（8個凸輪平均值和最大值/μm）由2009版不大于140、140、120、120分別調(diào)整為不大于130、130、110、110，發(fā)動機油泥評分均值由2009年版不小于8.7、8.7、9.0、9.0分別調(diào)整為不小于8.8、8.8、9.1、9.1，MB226.9發(fā)動機油泥評分均值由2009年版不小于8.5調(diào)整為不小于8.6，其他指標(biāo)及要求與2009年版相同。

（3）OM 501 LA歐V（CEC L-101-09）試驗僅限于XW-30和OW-40黏度級別，MB228.0/.1、MB228.2/.3、MB228.31、MB228.5、MB228.51活塞清潔度平均值由2009版不小于14.0、17.0、17.0、26.0、26.0調(diào)整為不小于16.0、19.0、19.0、28.0、28.0，其他不變。

（4）增加OM 501 LA歐V燃料經(jīng)濟性試驗（戴姆勒室內(nèi)試驗，WHTC循環(huán)，與MB RL003 10W-40相對），MB RL003僅用于XW-30油品，除MB226.9和MB228.0/.1不要求外，其他指標(biāo)均要求報告值。

（5）Mack T-11（ASTM D7156）試驗中，MB228.31要求100℃運動黏度達到15.0 mm²/s時煙炱增量由2009年版不超過6.7/6.6/6.6調(diào)整為不超過6.7/6.6/6.5。

奔馳2012年版重負荷發(fā)動機油其他試驗及指標(biāo)要求與2009年版相同。

4 ACEA 2012重負荷發(fā)動機油規(guī)格與奔馳比較

盡管ACEA是以奔馳MB228.XX來發(fā)展其E系列，但仍然比相應(yīng)的奔馳規(guī)格稍低。在實驗室試驗及指標(biāo)方面差別如下：

（1）ACEA 2012僅要求剪切穩(wěn)定性、高溫高剪切黏度、Noack蒸發(fā)損失、硫酸灰分、磷含量、硫含量、抗泡性和高溫抗泡、堿值（ASTM D2896）、低溫泵送性、橡膠相容性，奔馳規(guī)格除要求這些指標(biāo)外還要求傾點、鋅含量、氯含量、堿值（ASTM D4739新油）、沉積物試驗（MTU DIN 51535）、奔馳MB 228.31要求煙炱油MRV（T11/1lA ASTM D6896）。

（2）在模擬氧化試驗方面，ACEA僅要求CEC L-85-99（PDSC）評價抗氧化性，而奔馳使用Daim-ler新油氧化試驗，并且還要求使用此方法評價生物柴油氧化試驗。

在發(fā)動機試驗及指標(biāo)方面差別如下：

（1）磨損，AECA E 2012使用OM646LA發(fā)動機試驗和Mack T-12評價磨損，并且ACEA引入Cummins ISM評價煙炱引起的磨損。而奔馳使用OM646 DE22LA，指標(biāo)不僅評定磨損還評定油泥、活塞清凈性、拋光性能、油品黏度增長的抗氧化性能以及煙炱性能，但奔馳僅MB 228.31要求API的發(fā)動機磨損試驗。此外奔馳還使用OM646 DE22LA評價生物柴油試驗（CEC TDG-L-104）。

（2）煙炱，AECA E 2012使用ASTM D5967（Mack T-8E）評價煙炱生成情況。AECA E9還要求Mack T-11評價煙炱生成情況，而奔馳僅MB 228.31要求此方法。

（3）拋光和清凈性，ACEA和奔馳均使用OM501LA歐V發(fā)動機（CEC L-101-09）評價此性能，但奔馳要求評價的指標(biāo)更多，并且奔馳還使用此發(fā)動機評價燃料經(jīng)濟性。

（4）奔馳MB 228.31要求的API CJ-4發(fā)動機試驗包括：Mack T-12 EGR、Mack T-11、CumminsISM EGR、程序ⅢF或ⅢG、Caterpillar C13、Cateroil-lar 1 N、滾動隨動桿磨損、空氣卷入試驗。

由此可見，奔馳規(guī)格仍然要高于相對應(yīng)的ACEA E類規(guī)格。

5 歐洲其他主要的重負荷發(fā)動機油規(guī)格

沃爾沃卡車與Scania重負荷發(fā)動機油向來是獨樹一幟，他們均要求必須使用他們的發(fā)動機的行車試驗。因此ACEA的試驗對于他們只是個人門，而最終將要求進行行車試驗。

Scania的LDF-2、LDF-3等規(guī)格在滿足ACEA E4、E6、E7、E9、API CJ-4基礎(chǔ)上再進行約13萬公里的行車試驗。沃爾沃卡車對于其VDS-3也要求在滿足ACEA E4、E6、E7、E9、API CJ-4基礎(chǔ)上再進行行車試驗，但要求15萬公里行車試驗。對于VDS-4可以不進行行車試驗，但需要在ACEA基礎(chǔ)上進行其內(nèi)部的發(fā)動機臺架試驗來代替行車試驗。

6 歐洲重負荷發(fā)動機油規(guī)格發(fā)展趨勢

歐洲未來重負荷發(fā)動機油規(guī)格發(fā)展首先考慮的是生物柴油。目前生物柴油在歐洲使用已經(jīng)相當(dāng)普遍，2010年歐洲消耗了約1100萬t FAME（脂肪酸甲酯）生物柴油，80%～90%的柴油中FAME含量達到了B7水平。但FAME比柴油重易于串入油底殼，并且其未飽和雙鍵易于氧化，這就對潤滑油抗氧化性能提出了更高要求。CEC一直在使用奔馳的OM646 LA發(fā)動機發(fā)展含生物柴油試驗——CECTDG-L-104，即OM646 LA Bio。而重負荷柴油機小組認為CEC將油泥與清凈性放在一起不現(xiàn)實，因此建議只測定其清凈性。

奔馳新規(guī)格采用OM 501 LA歐V發(fā)動機燃料經(jīng)濟性試驗，采用世界通用轉(zhuǎn)換循環(huán)（WHTC），試驗時間為90 min（3個循環(huán)各30 min），并有熱和冷啟動，每次測定一次試驗油樣和兩次參考油樣（為IOW-40的MB RL003），進行對比得出該油樣的燃料經(jīng)濟性。但15W-40參考油MB RL004僅用于XW-30油品，除MB226.9和MB228.0/.1不要求外，其他指標(biāo)均要求報告值。ACEA對于重負荷發(fā)動機燃料經(jīng)濟性試驗不準(zhǔn)備使用新的發(fā)動機試驗，而只考慮將與PC-11一樣降低某些類別的高溫高剪切黏度而已。