歐洲車用潤滑油ACEA規(guī)格的發(fā)展

林磊，盧文彤

(中國石化石油化工科學研究院，北京 100083)

歐洲車用潤滑油ACEA規(guī)格的發(fā)展

林磊，盧文彤

(中國石化石油化工科學研究院，北京 100083)

由于發(fā)動機技術(shù)、排放法規(guī)以及車速限制等方面的差異。歐洲車用潤滑油的規(guī)格與美國API規(guī)格、日本ILSAC規(guī)格存在明顯差異。歐洲共同市場汽車制造商協(xié)會CCMC(ACEA的前身)于1983年首次公布CCMC發(fā)動機油規(guī)格，1996年ACEA取代CCMC，發(fā)布新的車用潤滑油等級即分為A系列汽油機油規(guī)格、B系列小轎車用柴油機油規(guī)格以及E系列重負荷柴油車用柴油機油規(guī)格，至今，ACEA規(guī)格演變?yōu)锳/B系列汽油及柴油轎車發(fā)動機油規(guī)格、C系列尾氣處理兼容的小轎車發(fā)動機油規(guī)格以及E系列重負荷柴油機油規(guī)格。文章就歐洲車用潤滑油ACEA規(guī)格的發(fā)展演變進行具體介紹分析。

歐洲； 車用潤滑油；ACEA

1 歐洲汽車工業(yè)的特點

由于歐洲大陸石油缺乏，大部分原油需從國外進口，柴油、汽油的價格都要比美國貴，故而其汽車行業(yè)十分注重節(jié)能，還將車輛的燃油經(jīng)濟性放在首位，同時兼顧動力性和排放。為了節(jié)能，歐洲汽車壓縮比一般在9.5～10以上，使用辛烷值較高的無鉛汽油，同時由于動力性強、燃油經(jīng)濟性好，歐洲柴油小轎車的保有量在歐洲汽車保有量中占了很大比重，在法國、意大利等國柴油轎車在轎車中的比例甚至過半。

歐洲車用潤滑油的質(zhì)量要求比美國要嚴格，主要有以下幾點原因：歐洲車輛小型化明顯，單車潤滑油使用量少，但其比功率要比美國大30%左右；歐洲高速公路限速比美國要高得多，美國為110 km/h，意大利為130 km/h，法國為140 km/h。而德國則不限車速，車速可達200 km/h以上，由于歐洲共同體各國車輛可以相互自由通行，所以車速限值都比較高，發(fā)動機轉(zhuǎn)速也達到5000～6000 r/min；歐洲車輛潤滑油換油周期長，一般要求小轎車達到15000 km，貨車以及大型客車在非苛刻路況使用優(yōu)質(zhì)潤滑油以及低硫柴油的情況下其換油周期更是達到45000 km[1]。

2 歐洲潤滑油規(guī)格的發(fā)展歷程

歐洲實行統(tǒng)一發(fā)動機油規(guī)格標準之前采用美國API發(fā)動機油規(guī)格標準。因車輛設計、車速等多方面的因素，符合API規(guī)格的機油并不能滿足歐洲制造生產(chǎn)以及在歐洲行駛車輛的使用要求，歐洲共同市場汽車制造商協(xié)會CCMC(ACEA的前身)于1983年首次公布CCMC發(fā)動機油規(guī)格。該規(guī)格將汽油機油分為G1、G2、G3 3種規(guī)格，將柴油機油分為D1、D2、D3 3種規(guī)格，并將柴油轎車用機油單獨定義為PD1規(guī)格，這也是柴油轎車在歐洲汽車市場的重要地位造成的，從此便形成了歐洲獨特的發(fā)動機油規(guī)格標準。

1989年CCMC發(fā)展了G4、G5汽油機油規(guī)格和D4、D5柴油機油規(guī)格以及PD2轎車用柴油機油規(guī)格；1991年CCMC修訂G4、G5規(guī)格，增加M102E黑色油泥規(guī)格指標，并停止使用Ford Cortina汽油機油高溫清凈性評定項目；1993年CCMC商議發(fā)展G6、G7汽油機油規(guī)格和D6、D7柴油機油新規(guī)格以及PD3、PD4小轎車柴油機油新規(guī)格，但由于CCMC被ACEA(歐洲汽車制造商協(xié)會)所取代，沒有按照原定計劃執(zhí)行，ACEA決定發(fā)展和制定新的發(fā)動機油規(guī)格。ACEA于1994年開始起草，并于1995年4月、6月兩次公布ACEA規(guī)格標準，即把汽油機油分為TG0、TG1、TG2系列，柴油機油分為TD1、TD2、TD3(TD4)系列，小轎車柴油機油分為TPD0、TPD1、TPD2系列。1996年ACEA修改了CCMC的品質(zhì)等級，發(fā)布新的車用潤滑油等級即分為A系列汽油機油規(guī)格、B系列小轎車用柴油機油規(guī)格以及E系列重負荷柴油車用柴油機油規(guī)格。

圖1 歐洲潤滑油規(guī)格的發(fā)展歷程

ACEA規(guī)格基本每2年更新一次。它可以是在不改變油品性能的前提下，用新型發(fā)動機來替代舊發(fā)動機測試技術(shù)，也可以是發(fā)動機性能的改變。但無論如何，其變化都非常微小，其具體的更新歷程如表1所示。

表1 ACEA 規(guī)格的更新時間節(jié)點

以ACEA2008和ACEA2010規(guī)格為例，ACEA于2010年12月22日頒布新的發(fā)動機油規(guī)格ACEA2010，即自2010年12月22日起ACEA開始核發(fā)滿足新規(guī)格ACEA2010的油品認可。同時截止2011年12月22日以前，ACEA仍會核準針對舊規(guī)格ACEA2008的新配方核準，在2014年12月22日以前，市場上仍然允許銷售滿足ACEA2008的油品，也就是說2014年12月22日以前，消費者可以在市場上同時購買滿足舊規(guī)范ACEA2008或新規(guī)范ACEA2010的油品[2-3]。

3 歐洲潤滑油ACEA規(guī)格內(nèi)容的變更

3.1 ACEA自1996年至2015年其規(guī)格變化

ACEA規(guī)格自1996年至2015年變化歷程如表2所示。

表2 ACEA規(guī)格的更新明細

隨著ACEA規(guī)格的更新，實驗室模擬實驗與臺架試驗的內(nèi)容與指標也有所改變，1996年至2002年ACEA規(guī)格變化引起的實驗內(nèi)容及指標變化如表3。

表3 1996-2002年ACEA內(nèi)容更新

表3(續(xù))

3.2 ACEA規(guī)格內(nèi)容的更新

3.2.1 ACEA2004的內(nèi)容更新情況

隨著ACEA2004的頒布，之前實行的汽油轎車用機油標準A系以及柴油轎車用機油標準B系合并為一類，也就是說以后任何一個滿足ACEA小轎車規(guī)范的發(fā)動機油配方要同時覆蓋汽油發(fā)動機油和柴油發(fā)動機油的性能要求，柴油轎車的迅猛發(fā)展源于政府的激勵政策以及新技術(shù)的發(fā)展帶來的性能優(yōu)勢，也是ACEA合并A/B規(guī)范的推動力。同時，ACEA2004還引入了一類新的小轎車用發(fā)動機油標準C系，主要針對保護汽車尾氣后處理裝置[4]。

在ACEA2004規(guī)范中，主要包含A1/B1、A3/B3、A3/B4、A5/B5四個系列，刪除了舊規(guī)范中A2、B2的性能規(guī)范。與ACEA2002相比，發(fā)動機臺架試驗要求并沒有改變，僅僅是對A及B系規(guī)范的結(jié)合[3]。

A1/B1規(guī)格主要用于汽油及柴油發(fā)動機小轎車，油品具有較低的摩擦系數(shù)以及2.6～3.5 mPa·s的高溫高剪切黏度(HTHS)。本規(guī)范油品的使用應參照車輛使用手冊進行，可能不適用于某些車型。

A3/B3規(guī)格具有優(yōu)異的剪切安定性，適用于高性能汽油及柴油發(fā)動機小轎車。同時適合原廠商規(guī)定的長換油周期油品應用，以及適合于被發(fā)動機廠商定義為極苛刻工況下的應用。低黏度油品適合全天候使用。

A3/B4規(guī)格具有優(yōu)異的剪切安定性，適用于高性能汽油及直噴柴油發(fā)動機小轎車，同時可以覆蓋B3規(guī)格的性能要求。

A5/B5規(guī)格具有優(yōu)異的剪切安定性，適用于高性能汽油及柴油發(fā)動機小轎車長換油周期的要求。配方具有優(yōu)良的摩擦性能以及2.9～3.5 mPa·s的高溫高剪切黏度。

通過發(fā)動機臺架及其指標限值可以區(qū)分幾種規(guī)范的性能差異。汽油發(fā)動機臺架Peugrot TU5JP-L4，通過測定活塞環(huán)黏環(huán)、活塞漆膜以及40 ℃機油黏度增長來評價發(fā)動機高溫沉積控制及抗氧化能力。對于機油黏度增長A1/B1-04要比A3/B3要求低，但比舊規(guī)范中A2、B2的要求高，可見在抗高溫沉積和氧化方面，A1/B1-04要優(yōu)于A2-02、B2-02，但要比A3/B3-04差。A3/B3-04與A3/B4-04性能差異主要在于柴油機活塞清凈性方面，A3/B3-04要求進行一個渦輪增壓非直噴發(fā)動機試驗(VW 1.6 L TC Diesel)，而A3/B4-04則要求進行直噴發(fā)動機試驗(VW DI)。A5/B5-04在VW DI發(fā)動機臺架試驗的限值要求比A3/B4-04更高。此外，A1/B1-04與A5/B5-04均要求在臺架MB M111上進行燃油經(jīng)濟性的評價，且其限值指標一致。由此可見A1/B1-04及A5/B5-04要求配方具有較低的高溫高剪切黏度，相應的配方具有燃油經(jīng)濟性的要求，而A3/B3-04與A3/B4-04要求配方具有較高的高溫高剪切黏度，對于燃油經(jīng)濟性沒有要求；A1/B1-04及A3/B3-04適用于非直噴柴油轎車，而A3/B4-04及A5/B5-04適用于直噴柴油轎車。

ACEA C規(guī)范主要針對裝備了尾氣處理裝置的小轎車發(fā)動機，如DPF或者三元催化轉(zhuǎn)換器。該性能主要基于A/B規(guī)范要求的臺架試驗以及配方中對S、P元素含量以及硫酸鹽灰分含量的限制，見表4。

表4 ACEA 2004 C規(guī)范主要性能要求

C1規(guī)范具有優(yōu)異的剪切安定性，適用于裝備DPF或TWC等尾氣處理裝置的高性能汽油或柴油發(fā)動機小轎車。配方具有優(yōu)良的摩擦特性及大于2.9 mPa·s的HTHS。滿足該規(guī)范要求的油品可以延長尾氣處理裝置的壽命同時提供良好的燃油經(jīng)濟性。該油品性能相當于ACEA A5/B5-04，對配方中的硫、磷元素含量有最嚴格的限制，通常稱為“l(fā)ow SAPS”油品。

C2規(guī)范具有優(yōu)異的剪切安定性，適用于裝備DPF或TWC等尾氣處理裝置的高性能汽油或柴油發(fā)動機小轎車。配方具有優(yōu)良的摩擦特性及大于2.9 mPa·s的HTHS。滿足該規(guī)范要求的油品可以延長尾氣處理裝置的壽命同時提供良好的燃油經(jīng)濟性。該油品性能要求相當于ACEA A5/B5-04，另外對配方的元素含量有嚴格的要求，通常稱作“mid SAPS”。

C3具有優(yōu)異的剪切安定性，適用于裝備DPF或TWC等尾氣處理裝置的高性能汽油或柴油發(fā)動機小轎車。滿足ACEA C3規(guī)范要求的油品可以延長DPF及三元催化器的使用壽命。該油品性能要求相當于ACEA A3/B4-04，另外對配方的元素含量有嚴格限制，稱為“mid SAPS”油品。ACEA C3要求油品的HTHS大于3.5 mPa·s，與ACEA C1及C2比較，活塞清凈性(VW TDI)及燃油經(jīng)濟性(M111)要求較低。

ACEA C規(guī)范要求在保證潤滑油性能的同時降低配方的元素含量，在配方開發(fā)中同樣意味著新的添加劑技術(shù)的采用及配方成本的大幅提高。

在ACEA發(fā)動機油規(guī)范中，重負荷柴油發(fā)動機油分為E2-96 Issue5，E4-99 Issue3，E6-04及E7-04 四個性能規(guī)范，與ACEA2002相比，E3、E5被取消，增加了E6、E7兩個規(guī)范。

E2 Issue5是自1996年E2頒布以來的第五次頒布，由于其主要針對市場上的老舊車輛用油要求。在歐洲市場，一輛重負荷柴油車的使用壽命為100×104km左右，其使用周期約為10年，因此到2004年市場上仍有一定數(shù)量的老舊型號柴油車輛，E2規(guī)范的油品其性能要求沒有任何變化。

E4-99 Issue3在ACEA2004中是其自1999年首次頒布以來第三次頒布，與ACEA2002比較，其臺架要求沒有發(fā)生變化，但重新定義了E4的應用范圍，可以進一步用于某些裝備了EGR及SCR等尾氣后處理裝置的滿足歐Ⅲ、歐Ⅳ排放法規(guī)的車輛。同時滿足E4規(guī)范的發(fā)動機油品可以提供優(yōu)異的活塞清凈性、抗磨性能、煙炱分散性以及潤滑油熱氧化安定性。

E6是ACEA2004新增加的一個重負荷柴油發(fā)動機油規(guī)范。要求限制發(fā)動機油的元素含量(S、P以及硫酸鹽灰分)以適應發(fā)動機尾氣排放后處理裝置。與E4相比，E6增加了Mack T-10臺架試驗，該臺架搭載了一臺EGR發(fā)動機，主要評價在高煙炱含量下，發(fā)動機油對缸套、活塞環(huán)以及軸瓦磨損的保護性。E6剪切安定性試驗由30循環(huán)延長至90循環(huán)，要求更加嚴格。在高溫清凈性的評價指標上，E4或E6要比E5或E7高出很多，這也是E4、E6適用于超長換油周期的主要原因。該規(guī)范機油被推薦應用于滿足歐Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ及Ⅳ排放法規(guī)的高速重負荷柴油發(fā)動機，以及極苛刻的運行工況，強烈被推薦應用于裝在DPF的發(fā)動機以及應用超低硫(硫含量<50 μg/g)柴油的情況。

E7也是ACEA2004新增加的高負荷柴油機油品規(guī)范，與E6一致，同樣用Mack T-10試驗替代了Mack T-9試驗，同時采用更加苛刻的90循環(huán)的剪切安定性試驗。E7在活塞清凈性及缸套拋光方面可以向發(fā)動機提供有效的保護，同時具有優(yōu)異的抗磨損、控制渦輪增壓器沉積物、煙炱分散性能。該規(guī)范被推薦適用于滿足歐Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ以及Ⅳ排放法規(guī)的高速重負荷柴油發(fā)動機，以及苛刻的運行工況，如原廠商推薦的長換油周期規(guī)范。E7規(guī)范適用于裝載了EGR以及SCR后處理裝置的發(fā)動機，但其并不適用于裝載了DPF裝置的發(fā)動機。

3.2.2 ACEA2004-ACEA2012的規(guī)格更新

自2004年ACEA2004頒布至今先后經(jīng)歷ACEA2002、ACEA2007、ACEA2010、ACEA2012幾次更新。ACEA2012與之前的規(guī)范相比做了一下更新[5]：

A/B規(guī)格的分類延續(xù)了ACEA2004的分類，A1/B1-12相比之前，其蒸發(fā)損失的指標由原來的15%降至13%，在A/B規(guī)范的模擬實驗中增加了TBN實驗項目。由于生物質(zhì)燃料在歐洲的使用，A/B規(guī)范中還增加了相應的生物柴油的氧化性實驗(GFC-Lu-43A-11)以及低溫泵送試驗(CEC L-105)，另一方面隨著對元素含量限制的嚴格，A3/B3-12及A3/B4-12規(guī)范中對硫酸鹽灰分含量限值指標更加苛刻。在臺架試驗方面，黑色油泥試驗將由M271替代原來的M111；取消了活塞黏環(huán)和活塞清凈性試驗CEC L-46-T-93試驗，直噴柴油機活塞清凈性及黏環(huán)試驗的發(fā)動機有所更新，由原來的VW DI變?yōu)閂W TDI；磨損試驗CEC L-51-A-98(OM602A)被CEC L-099-08(OM646LA)取代；還增加了生物柴油對活塞清凈性、黏環(huán)以及油泥性能影響的評定試驗CEC L-104。

C規(guī)范中，從ACEA2007增加了C4規(guī)格，對蒸發(fā)損失的要求比C1、C2、C3都要嚴格，對油品種元素含量的要求更加嚴格。與A/B規(guī)范一致，也增加了生物柴油的氧化性試驗(GFC-Lu-43A-11)以及低溫泵送試驗(CEC L-105)。在臺架試驗方面，磨損試驗CEC L-51-A-98(OM602A)被CEC L-099-08(OM646LA)取代；中溫分散試驗CEC L-093-04(DV4T)取代CEC L-106(DV6C)，還增加了生物柴油對活塞清凈性、黏環(huán)以及油泥性能影響的評定試驗CEC L-104。

在重負荷柴油機油規(guī)范中，ACEA2007取消了E2規(guī)范，ACEA2008開始增加了E9規(guī)范，至今，分為E4、E6、E7、E9四個性能級別。

與ACEA2004相比，模擬實驗方面，E系列規(guī)范均增加了TBN試驗；氧化試驗的實驗時間有所延長，E7-12、E9-12的時間均由原來的最少35 min延長至65 min；E系列規(guī)范也增加了低溫泵送試驗CEC L-105。在臺架試驗方面，隨著E2規(guī)范的取消取消了CEC L-42-T-99(OM364LA)缸套拋光試驗；磨損試驗CEC L-51-A-97(OM602A)被CEC L-099-08(OM646LA)取代；增加了拋光試驗CEC L-101-08(OM501LA)；煙炱試驗增加了Mack T-11、Cummins M11；缸套磨損試驗中Mack T-12替代了Mack T-10。

3.2.3 ACEA2016規(guī)格的更新[6]

由于ACEA2016剛剛頒布，故將其內(nèi)容變化于此介紹。

自2016年12月1日起ACEA開始核發(fā)滿足新規(guī)格ACEA2016的油品認可。同時截止2017年12月1日以前，ACEA仍會核準針對舊規(guī)格ACEA2012的新配方核準。

在ACEA2016規(guī)范中仍分為A/B系列、C系列以及E系列三大類規(guī)范。

在A/B系列中，取消了A1/B1系列規(guī)范，即分為A3/B3-16、A3/B4-16、A5/B5-16三類規(guī)范。在模擬實驗方面，為A5/B5-16增加了100 ℃的高溫高剪切黏度試驗內(nèi)容；生物柴油的氧化安定性試驗調(diào)整為CEC L-109-16；在臺架試驗方面，增加了汽油直噴發(fā)動機清凈性試驗 CEC L-111-16(EP6CDT)；刪除了高溫沉積物、活塞黏環(huán)的評定試驗 CEC L-088-02(TU5JP-L4)；由于TU3M發(fā)動機備件不足，再下一規(guī)格中將引進程序ⅥB作為閥系磨損的替代試驗；黑色油泥的評定將通過Daimler M271試驗來進行；取消中溫分散性試驗CEC L-093-04(DV4TD)；生物柴油對活塞清凈性、活塞環(huán)黏環(huán)、油泥性能影響的評定試驗采用CEC L-104-16(OM646LA Bio)。

在ACEA2016規(guī)范中C系列規(guī)范增加了C5規(guī)范，主要為了深度改善燃油經(jīng)濟性，適應尾氣后處理裝置的使用，并為OEM使用低摩擦性能最小高溫高剪切黏度為2.6 mPa·s的油品提供保障。

對于C系列規(guī)范，在模擬實驗方面，增加了100 ℃的高溫高剪切黏度試驗內(nèi)容；生物柴油的氧化安定性試驗調(diào)整為CEC L-109-16；增加了汽油直噴發(fā)動機清凈性試驗 CEC L-111-16(EP6CDT)；由于TU3M發(fā)動機備件不足，再下一規(guī)格中將引進程序ⅥB作為閥系磨損的替代試驗；黑色油泥的評定將通過Daimler M271試驗來進行；取消中溫分散性試驗CEC L-093-04(DV4TD)；生物柴油對活塞清凈性、活塞環(huán)黏環(huán)、油泥性能影響的評定試驗采用CEC L-104-16(OM646LA Bio)。

在ACEA2016規(guī)范中重負荷柴油機油E系列規(guī)范仍然為E4、E6、E7、E9四個性能級別。

在模擬實驗方面，增加了100 ℃的高溫高剪切黏度試驗內(nèi)容；橡膠相容性試驗由CEC L-112-16取代CEC L-039-96；增加了生物柴油的氧化安定性試驗CEC L-109-16。在臺架試驗方面，取消了機油中煙炱含量試驗Mack T-11；增加了生物燃油對活塞清凈性以及發(fā)動機油泥性能影響的評定試驗CEC L-104-16(OM646LA Bio)。

4 總結(jié)

本文對歐洲車用潤滑油ACEA規(guī)格的發(fā)展以及內(nèi)容的更新做了較為具體的介紹分析， ACEA規(guī)格作為歐洲發(fā)動機填裝以及服務用油的最低質(zhì)量要求，對發(fā)動機油所需進行的模擬實驗、臺架試驗做出了具體規(guī)定，隨著發(fā)動機技術(shù)發(fā)展、排放法規(guī)的嚴格，ACEA規(guī)格隨之升級換代，以適應發(fā)動機性能的要求，并夯實各OEM開發(fā)企業(yè)發(fā)動機油標準的基礎。

[1] 盧成鍬，邱寅生，仇延生.歐洲車用潤滑油的特點[J].潤滑油，1996,11(2)：1-12.

[2] European Automobile Manufac-turers Association. ACEA 2008 Oil Sequences[S]，2008-12-28.

[3] European Automobile Manufac-turers Association．ACEA EUROPEAN OIL SEQUENCES 2010[S]，2010-12-22.

[4] European Automobile Manufac-turers Association．ACEAEUROPEAN OIL SEQUENCES 2004[S]，2004-11-01.

[5] European Automobile Manufac-turers Association．ACEA EUROPEAN OIL SEQUENCES 2012[S]，2012-12-14.

[6] European Automobile Manufac-turers Association．ACEA EUROPEAN OIL SEQUENCES 2016[S]，2016-12-01.

Development of the ACEA European Oil Sequences

LIN Lei, LU Wen-tong

(Sinopec Research Institute of Petroleum Processing, Beijing 100083, China)

Due to differences in engine technology, emissions regulations and speed limits and other aspects，obvious differences exist among the European automobile lubricating oil specification, API specification and ILSAC specifications in Japan. The CCMC European Oil Sequences were published in 1983 for the first time, and then were replaced by The ACEA European Oil Sequences in 1996. The ACEA European Oil Sequences for Service-fill Oils comprise 3 sets: A series for gasoline engines; B series for light duty diesel engines; and E series for heavy-duty diesel engines. Until now, The ACEA European Oil Sequences for Service-fill Oils comprise 3 sets: A/B series for gasoline and diesel engines; C series for catalyst compatibility oils for light van diesel and gasoline engines; and E series for heavy duty diesel engines. The development of The ACEA European Oil Sequences for Service-fill Oils are introduced in this paper.

European; automobile lubricating oil; ACEA

10.19532/j.cnki.cn21-1265/tq.2017.02.013

1002-3119(2017)02-0058-07

TE626.32

A

2016-12-12。

林磊，工程師，2010年畢業(yè)于北京交通大學機電學院載運工具與運用工程專業(yè)，畢業(yè)至今于石油化工科學研究院從事潤滑油油品評定工作。E-mail: linlei.ripp@sinopec.com