ILSAC和ACEA润滑油技术规格对比分析及发展趋势

祝洪宇，闻元，邓伟，林海洪，孙宇良，付陈玲

(重庆长安汽车股份有限公司，重庆 401120)

0 前言

车用润滑油技术规格的发展依赖于汽车制造商、添加剂公司及相关标准委员会3方的共同推动，目的是为了满足日益严苛的车辆润滑及环保要求。目前，国际上使用最广的润滑油技术规格为美国的API(美国石油学会，American Petroleum Institute)规格、ILSAC(国际润滑剂标准化及认证委员会，International Lubricant Standardization and Approval Committee)规格和欧洲的ACEA规格。每年相关机构都会收集汽车OEM的要求以及环保法规等要求对现行的标准进行评估，并根据评估结果决定是否更新标准。

每次新版本标准的颁布都代表了润滑油质量的一次进步，同时也反映了发动机技术和法规方面的变化趋势，因此对比分析不同版本间的变化点对于深入学习润滑油技术知识以及了解未来润滑油的发展趋势都有着重要意义。

1 ILSAC机油规格

1.1 ILSAC机油规格发展介绍

ILSAC规格是美国汽车制造商协会(AAMA)和日本汽车制造商协会(JAMA)联合一些大的润滑油和添加剂公司共同成立，对润滑油产品规格进行认证的机构，其认证委托美国石油学会(API)发布。该机构目前已经制订了汽油机油的GF-1、GF-2、GF-3、GF-4和GF-5等5个规格。简单来说，ILSAC的“GF-X”规格是在达到API相应质量等级的基础上，增加了节能要求(GF-5除外)，来满足日益严格的节能和排放法规的要求(ILSAC与API规格关系见表1)。

表1 ILSAC规格发展及与API关系

1.2 ILSAC不同规格对比分析

表2列举了ILSAC 2010规范中市场上主要使用的3个规格GF-3、GF-4和GF-5的性能差异。

GF-4与GF-3相比，在理化性能方面:降低了油品的硫、磷含量，以此来保证润滑油对排放系统的保护性，从而确保满足新的排放法规要求(车辆在运行1.93×107m后的NOx的排放量不超过0.04 mg/m)。

台架评定方面:(1)更好的抗高温氧化和抗磨性能。由程序ⅢG代替了程序ⅢF，从而在评定油品的高温氧化和抗磨损性能方面提高了试验的高温氧化苛刻度、凸轮挺柱磨损试验精度以及高温沉积物的区分度，另外在高温沉积物的模拟实验TEOST MHT中对通过指标也进行了加严;(2)更好的磨损保护。程序ⅣA的“平均凸轮磨损”通过指标相比GF-3提高了;(3)更好的燃油经济性。针对不同黏度级别的节油率指标，GF-4相比GF-3都进行了相应的提高，而且取消了关于总节油率的要求(具体内容见表2)。

GF-5与GF-4相比，在理化性能方面:(1)增加了润滑油与水和E85乙醇汽油(乙醇含量为85%的汽油)的相容性要求，从而保证润滑油与生物燃料的兼容性;(2)更好的排放系统保护性。通过进一步降低硫含量，来保证对排放系统的保护性;(3)增加了与橡胶件的相容性要求，从而保证润滑油与橡胶零部件更好的兼容性。

台架评定方面:(1)增加了磷保持力台架试验(程序ⅢGB)，来确保更少的磷进入排放系统，从而保护排放系统耐久性;(2)更好的抗高温氧化能力。通过提高程序ⅢG中“平均活塞沉积物评分”的通过指标，提升油品的抗高温氧化能力和清净性;(3)抗低温油泥能力。通过提高程序VG中“摇臂罩油泥评分”和“机油滤网堵塞”通过指标，提高润滑油的抗低温氧化能力;(4)用程序ⅥD代替程序ⅥB，提高燃油经济性测试的准确率及节油效果(具体指标见表2)。

表2 ILSAC性能要求对比

续表2

2 ACEA机油规格

2.1 ACEA机油规格发展介绍

ACEA是欧洲汽车制造协会(Association des Constructeurs Europeens)的缩写，总部设在比利时的布鲁塞尔，是欧洲汽车制造业对于汽车用润滑油的检验认证标准。ACEA是在检验认证标准CCMC的基础上发展而来，20世纪90年代由于欧洲大量的汽车制造业厂商的重组，因此从1996年1月以后，原本老的欧洲润滑油检验认证标准CCMC的规范标准由ACEA所取代。以前只要原则上在欧洲有设厂的公司，即可加入CCMC的会员并参加认证。现在则要求一定要在欧洲生产制造的汽车才有资格参加ACEA的会员和认证，代表了润滑油的世界先进技术标准。

ACEA标准中以“A”表示汽油机油，“B”表示轻负荷柴油机油，“C”表示轻负荷发动机机油，“E”表示重负荷柴油机油。从2004年开始，ACEA取消了单独的“A”和“B”系列，将其合并形成“AX/BY”系列，该系列适用于轻负荷汽/柴油发动机。与此同时，ACEA还引入“C”系列机油，该系列机油对配方中硫、磷及硫酸盐灰分进行降低(即要求低SAPS)，使润滑油与尾气处理装置具有良好的兼容性。颁布C系列规范的主要原因是从2005年开始欧洲执行新的欧Ⅳ排放标准，各OEM厂商采用了各种排放控制技术，其中小轿车的尾气处理装置主要是由三元催化转化器(TWC)+颗粒捕集器(DPF)组成，而润滑油中的硫、磷可能使三元催化转化器中的催化剂中毒，灰分可能会沉积在颗粒捕集器上面，缩短DPF的使用寿命。表3是ACEA轻负荷发动机油质量等级规范发展历程及主要区别。

表3 ACEA轻负荷发动机油质量等级规范发展历程及主要区别

2.2 ACEA不同版本规格对比分析

2012年12月14日，ACEA正式颁布了它的ACEA 2012规格。由于欧洲市场上生物柴油的大量应用，所以这次规格的出台加强了生物柴油对润滑油的影响。与2012版相比主要体现在如下5个方面:

(1)增加生物柴油发动机实验CEC-L-104 OM646 LA Bio。由于标准发布时该台架还未完成，所以ACEA 2012规格将此发动机实验列入规格，并注明方法还在发展一旦成熟就要进行实验。在ACEA 2012规格中其指标只是报告其评分，该实验只适用于轿车机油的A3/B4、A5/B5和所有C系列。

(2)增加生物柴油氧化后油品的泵送性要求。使用刚完成的CEC-L-105 LTPT(低温泵送性试验)，在实验前加入5%B100生物柴油(80%菜籽油甲酯+20%大豆油甲酯)，100×10－6的铁，150℃通空气氧化72 h，实验结束后测定其 MRV(低温泵送黏度)是否通过新油MRV的指标。除A3/B3不要求此实验而外，其余A/B、C和E规格均要求此实验。

(3)增加生物柴油氧化后对油品黏度的影响(即GFC实验)。通过对比纯柴油与含有26%的B10生物柴油的燃油在170℃通空气的条件下，144 h后的黏度变化情况来考评润滑油对生物柴油的适应性。目前此实验列入A5/B5和所有C系列的标准要求，但由于许多反对意见认为此实验太苛刻且代表性不强，后期ACEA可能利用CEC-L-109氧化试验取代GFC的氧化实验。

(4)针对黑色油泥试验，在ACEA 2012规格中规定仍然可以使用M271 EVO或者是以前的M271实验的数据，但是取消了ACEA 2010规格中可以使用M111数据的规定，这使得一些有M111数据的老配方将不能满足ACEA 2012规格中的黑油泥的要求从而不能声称满足ACEA 2012的规格。该变化适用于所有A/B和C系列。

(5)针对橡胶适应性试验，在ACEA 2010中规定所有规格中的奔驰橡胶(AEM-VAMAC)使用奔驰方法测定;但在ACEA 2012中规定，将使用新的奔驰橡胶DBL-AEM并且将不使用奔驰方法而与其他橡胶材料一样使用CEC L-093方法。该变化适用于所有系列。

2.2.1 2012版A1/B1与2010版A1/B1差异

在理化性能方面:(1)提高了蒸发损失通过指标，从而减少了正常情况下的机油消耗及进入排气系统的数量，在一定程度上降低了润滑油对排气系统的影响;(2)增加生物柴油氧化后油品的泵送性影响(具体内容见第2.2节(2))。

台架评定方面:(1)在润滑油的中温分散性评定方面，虽然通过指标未发生变化但实验方法和实验台架发生了变化，将由PSA的新台架DV6C代替原台架DV4TD，DV6C相比DV4TD发动机排量由1.4 L提高到1.6 L，最大功率由70 kW提升到112 kW，最大扭矩也由160 N·m提升到了240 N·m，相应地发动机的机械负荷及热负荷也随之增加，导致发动机生成沉积物的倾向更大，如此一来就要求进一步提高润滑油的分散能力。但是考虑到DV4D仍然可以进行而目前DV6尚不能供应，因此只是将DV-6列为替代实验，同时没有规定通过指标，此实验将适用于所有轿车机油的A/B和C类;(2)更好的磨损保护。在磨损实验中提高了进气凸轮和排气凸轮的通过指标，进而提高润滑油对凸轮的润滑能力;(3)更好的高温清净性。在“直喷柴油机活塞清净性及环粘结”评价项目中，提高了活塞清净性和环粘结的通过指标，提升了润滑油的抗高温氧化和清净能力(具体指标见表4)。

表4 A1/B1不同版本性能对比

2.2.2 2012版A3/B3与2010版A3/B3差异

在润滑油的中温分散性评定发面，将由新的台架DV6C代替原台架DV4TD(具体指标见表5)。

表5 A3/B3不同版本性能对比

2.2.3 2012版A3/B4与2010版A3/B4差异

在理化性能方面:增加生物柴油氧化后油品的泵送性的影响(具体内容见第2.2节(2))。

台架评定方面:(1)在润滑油的中温分散性评定发面，将由新的台架DV6C代替原台架DV4TD，从而提高润滑油的分散能力;(2)更好的抗氧化性和清净性。在磨损评价项目中针对“活塞清净性评分”和“平均油泥评分”两个项目，其通过指标由“报告”变化为具体的指标要求，进一步加强对润滑油抗氧化性和清净性的能力;(3)增加了对生物柴油与润滑油兼容性的关注。通过试验CEC L-104监测润滑油在生物柴油影响下的清净性和抗氧化能力，虽然未提出具体指标，但证明欧洲OEM已经开始关注生物燃料对润滑油抗氧化性能清净性的影响，估计在以后新版本的标准中将会确定具体的通过指标(具体指标见表6)，另外A5/B5、C1、C2、C3、C4中也增加了相关内容(具体指标见表7—9)。

表6 A3/B4不同版本性能对比

2.2.4 2012版A5/B5与2010版A5/B5差异

在理化性能方面:(1)增加GFC-Lu-43A-11试验方法，目的在于考评润滑油与生物柴油的适应性(具体内容见第2.2节(3));(2)增加生物柴油氧化后油品的泵送性的影响(具体内容见第2.2节(2))。

台架评定方面:(1)在润滑油的中温分散性评定方面，将由新的台架DV6C代替原台架DV4TD，从而提高润滑油的分散能力(具体内容见第2.2.1节);(2)同A3/B4一样，通过在磨损评价项目中将“活塞清净性评分”和“平均油泥评分”两个项目中的通过指标由“报告”变化为具体的指标要求，从而提高对润滑油抗氧化性和清净性的要求;(3)通过试验CEC L-104监测润滑油在生物柴油影响下的清净性和抗氧化能力，同A3/B4一样并未提出具体指标要求(具体指标见表7)。

表7 A5/B5不同版本性能对比

2.2.5 2012版C1、C2与2010版C1、C2差异

在理化性能方面:(1)增加GFC-Lu-43A-11试验方法，目的在于考评润滑油与生物柴油的适应性(具体内容见第2.2节(3));(2)增加生物柴油氧化后油品的泵送性的影响(具体内容见第2.2节(2))。台架评定方面:(1)在润滑油的中温分散性评定发面，将由新的台架DV6C代替原台架DV4TD，从而提高润滑油的分散能力(具体内容见第2.2.1节)，从而提高了润滑油的分散能力;(2)通过试验CEC L-104监测润滑油在生物柴油影响下的清净性和抗氧化能力，同A3/B4一样并未提出具体指标要求(具体指标见表8)。

表8 C1、C2不同版本规格对比

2.2.6 2012版C3、C4与2010版C3、C4差异

除了第2.2.5节的描述外，还在磨损评价项目中将“活塞清净性评分”和“平均油泥评分”两个项目中的通过指标由“报告”变化为具体的指标要求，从而明确对润滑油抗氧化性和清净性的能力的要求(具体指标见表9)。

表9 C3、C4不同版本性能对比

3 ILSAC、ACEA技术规格发展趋势

随着增压技术、直喷技术、生物燃料的大量应用以及燃油经济性要求的不断提高，除了要满足基本的润滑要求外还需要润滑油在一定程度上解决新技术带来的低速早燃、积碳增多等问题。为此相关的标准委员会组织汽车OEM以及润滑油和添加剂公司共同制定并发布新版的标准规范。

3.1 ILSAC技术规格发展趋势及主要变化点

据了解，ILSAC新版的技术规格计划于2016年3月提出，在2016版的ILSAC规格中将增加一个新的润滑油型号“GF-6”，“GF-6”将在燃油经济性以及由缸内直喷、涡轮增压发动机引起的低速早燃(简称LSPI)和沉积物增加方面进行改善。GF-6与GF-5相比其主要变化点为:

(1)ILSAC GF-6将可能分为ILSAC GF-6A和ILSAC GF-6B两个规格;

(2)ILSAC GF-6相比GL-5将在沉积物、抗氧化性、油泥控制和燃油经济性方面有所提高，具体的内容如表10所示。

表10 ILSAC 2016技术规格主要变化点

(3)ILSAC GF-6B相比ILSAC GF-6A将加入0W-16和5W-16或更低的黏度等级，并在燃油经济性方面提出更高的要求。

3.2 ACEA技术规格发展趋势及主要变化点

同时，ACEA也将于2014年底推出新版的技术标准，新规格的变化重点主要是燃油经济性、沉积物控制以及生物燃料的兼容性方面，其主要变化点如表11所示。

表11 ACEA 2014乘用车润滑油技术规格主要变化点

4 结束语

由ILSAC和ACEA新规格的主要变化情况可以看出，未来一段时间内润滑油规格的变化将主要围绕以下3个方面:

(1)生物柴油对润滑油的影响;

(2)日益严苛的发动机工况对润滑油的影响;

(3)润滑油在节能排放方面的改善。

结合润滑油规格的变化趋势，低黏度、合成型润滑油的应用也将成为未来的一种趋势。

【1】ACEA European Oil Sequences［S］，2008．

【2】ACEA European Oil Sequences［S］，2010．

【3】ACEA European Oil Sequences［S］，2012．

【4】API15092010．

【5】包华辉．ACEA 2008 C系列轻负荷发动机油［C］//2010大连润滑油技术经济论坛，2010．

【6】赵军民，程华．欧洲发动机油最新规范ACEA 2004［J］．润滑油，2006(2):1－7．