2022版ACEA重负荷发动机油规格变化简介

王欣，王林春，刘文辉，徐进宝，王天儒

(1.中国石油上海润滑油产品设计分公司，甘肃 兰州 730060；2.中国石油上海润滑油产品设计分公司，上海 201800)

0 引言

欧洲汽车制造协会(ACEA)发动机油序列规范推动着全球润滑油技术的发展。ACEA规格作为欧洲发动机初装以及服务用油的最低质量要求，对发动机油的理化性能、所需进行的模拟实验、台架试验做出了具体规定，随着发动机技术发展、排放法规的严格，ACEA规格随之升级换代，以适应发动机性能的要求，并夯实各OEM开发企业发动机油标准的基础。在新一代ACEA轻型车规格发布一年多之后，ACEA 2022重负荷柴油发动机油规格在5月1日正式发布。文中将主要讨论2022版ACEA重负荷柴油发动机油规格与2016版规格的一些关键变化。

1 ACEA规格发展历程

ACEA于1995年由欧洲共同市场汽车制造商委员会(CCMC)改组而成，共代表总部位于欧洲的15家汽车、货车、卡车和公交车制造商(OEM)[1]。ACEA 规格基本每两年更新一次，驱动ACEA标准制定发展的几大因素，一是OEM技术的发展，发动机硬件技术的不断升级；二是节能排放法规的日趋严格，迫使OEM采用更先进的发动机技术和后处理技术来满足越来越严格的节能环保法规要求；三是用新的试验代替过时的试验，以应对当前的发动机技术和生物燃料对润滑性能的影响[2-3]。为了反映这些不断变化的需求，ACEA决定对发动机油序列标准进行定期升级，以保证标准能够反映当前发动机油的最低性能要求。ACEA发动机油序列标准最初于1996年推出，经过多年发展，已经成为全球许多发动机油的性能标准。但无论如何，其变化都非常微小，其具体的更新历程[4]如表 1 所示。

表1 ACEA规格更新明细

随着 ACEA2004 的颁布，之前实行的汽油轿车用发动机油标准 A 系以及柴油轿车用发动机油标准 B 系合并为一类，也就是说以后任何一个满足 ACEA 小轿车规范的发动机油配方要同时覆盖汽油发动机油和柴油发动机油的性能要求，柴油轿车的迅猛发展源于政府的激励政策以及新技术的发展带来的性能优势，也是ACEA合并A/B规范的推动力。同时，ACEA2004还引入了一类新的小轿车用发动机油标准C系，主要针对保护汽车尾气后处理装置，如三元催化转化器[5-6]。而在ACEA发动机油规范中，重负荷柴油发动机油为E系列。经过多年发展，其规格油品[7]详见表2。

表2 ACEA规格油品品种

2 ACEA 2022重负荷柴油机油规格概述

升级后的ACEA 2022重负荷柴油机油包括4个规格，分别是E4-2022、E7-2022、E8-2022、E11-2022。

E4-2022、E7-2022为高灰型，灰分要求不大于2.0%。E4推荐用于满足欧Ⅰ-Ⅴ排放要求，且驾驶条件极其严苛(例如根据制造商建议显著延长换油周期)的高功率柴油机，适用于没有柴油颗粒捕集器(DPF)以及部分废气再循环(EGR)和部分装有选择性催化还原(SCR)后处理系统的发动机；E7推荐用于满足欧Ⅰ-Ⅴ排放要求，且驾驶条件严苛(例如根据制造商建议延长换油周期)的高功率柴油机，适用于没有DPF以及大多数EGR和大多数装有SCR后处理系统的发动机。

E8-2022、E11-2022属于低灰型产品，产品灰分含量小于1%。E8推荐用于满足欧Ⅰ-Ⅵ排放要求，且驾驶条件极其严苛(例如根据制造商建议显著延长换油周期)的高功率柴油机，适用于带或不带DPF的EGR和装有SCR后处理系统的发动机，使用低硫燃料的车辆；E11推荐用于满足欧Ⅰ-Ⅵ排放要求，且驾驶条件严苛(例如根据制造商建议延长换油周期)的高功率柴油机，适用于带或不带DPF的大多数EGR和大多数装有SCR后处理系统的发动机，使用低硫燃料的车辆。具体见表3。

表3 ACEA 2022重负荷柴油机油规格概述

ACEA 2022重负荷柴油发动机油规格相对于2016版有几个方面的变化：(1)保留高灰分的E4、E7，以满足现保有车辆的使用要求；(2)对于中低灰分的E6、E9，分别升级为E8和E11；(3)引入Volvo T-13、COAT(the caterpillar oil aeration test)台架评定E8和E11的氧化安定性及空气卷入性；(4)用OM471发动机替代OM501LA发动机评定柴油机油对缸套抛光和活塞清净性的影响；(5)对部分模拟测试也进行了更新。包括增加发动机氯含量的跟踪、加严橡胶相容性与抗泡性的限值，以及拓展高温抗泡性到所有级别。

发动机台架变化见表4。

表4 ACEA 2022重负荷柴油机油规格发动机台架变化

3 ACEA 2022重负荷柴油机油规格变化解读

(1)OM501LA的替代

随着主要硬件的停产和剩余备件库存的耗尽，经典的活塞清净性测试OM501LA将会很快结束其使用寿命，因此奔驰只能开发一套新的标准OM471。首先在硬件设计上，OM471更能代表最先进的引擎技术，比如钢活塞、高压共轨喷射系统、不对称废气涡轮增压器[8]，以及基于SCR、EGR和DPF的符合欧Ⅵ排放标准的后处理系统。在测试苛刻程度上，OM471引入启停概念，测试时长增加至600 h，是OL501LA的2倍。因此OM471会对发动机油有更高的要求，旨在长换油期内为发动机提供持续的保护，这也是E4、E8适用于超长换油期的主要原因。而E7和E11分别采用Cat.1N和Cat.C13替代OM501L，且限制与API CK-4保持一致，台架试验通过标准[9-10]见表5。

表5 OM471/Cat.1N/Cat.C13发动机台架试验通过标准

(2)Volvo T-13及COAT的引入

新版本引入Volvo T-13氧化稳定性测试，该试验采用了马克公司和沃尔沃动力总成部分联合研制的新发动机Mack MP8，是带有EGR和可变截面涡轮增压系统(VGT)的六缸四冲程柴油发动机，试验在转速1500 r/min、载荷为2200 N·m、机油温度为88 ℃的条件下运行360 h，在运行过程中通过EGR和VGT控制系统精确控制进气歧管中CO2的含量和进气歧管的压力。试验结束后通过分析机油的氧化、硝化、活塞/缸套磨损、轴瓦腐蚀以及机油损耗等情况来考察油品的热稳定性能[11]。Volvo T-13氧化稳定性测试强化E8、E11这两个级别油品的抗氧化性、抗腐蚀性和黏度增长控制，其限制与API CK-4一致，台架试验通过标准[12]见表6。

表6 Volvo T-13发动机台架试验通过标准

由于现代发动机运行工况苛刻、热负荷高、用油量少，一些发动机油系统中，机油在油底壳中的循环频率加快，停留时间变短，因而造成油底壳中油品的空气难以消散。充气机油可循环至液压激活部件，对发动机正时特性和发动机运行产生不利影响。因此，COAT空气卷入测试被引入E8和E11，该试验基于Cat.C13发动机，采用高速空转无负载模式并使用微动技术测量空气卷入体积，以控制直接喷射涡轮增压柴油发动机机油充气带来的风险，其限制与API CK-4一致，台架试验通过标准[13]见表7。

表7 COAT发动机台架试验通过标准

(3)Mack T-12和OM646LA Bio的限制更改

由于E8和E11中引入了Volvo T-13，可以取代Mack T-12中的铅含量，用于评估与氧化相关的腐蚀磨损性能。因此，E8和E11这两个级别中Mack T-12只保留了磨损的参数，而且，E8的磨损限制比2016版E6中严格了一些，与E11(2016版E9一致)保持一致；而E7中Mack T-12参数不变，保持与ACEA 2016一致，台架试验通过标准见表8。

表8 Mack T-12发动机台架试验通过标准

OML646LA Bio主要用于评价在生物燃料存在时发动机活塞清净性。在新规格中，E8、E11其限制相比于E6、E9进一步加严，强化了对活塞的保护。

4 总结

新发布的ACEA重负柴油机油规格变化不是很大，E4、E7除了活塞清净性台架分别更新为OM471和Cat.1N外基本没有变化。新增的E8、E11由于新的Volvo T-13、COAT台架测试的引入，对性能要求有了显著的提升，但这是建立在引入API台架的基础上，Volvo T-13是非常考验油品抗氧化性能的，是API CK-4最重要的试验，加上这个试验，表明E8标准的油，基本可以覆盖API CK-4标准，加之欧洲发动机本来对活塞清净性要求苛刻(E8采用的奔驰新开发的OM471台架)所以其将成为目前最高级的油品。而E11保留了原来的ISM台架(也是API的台架)，增加了Cat.C13、COAT、Volvo T-13等大量API 的台架，删除了OM501LA，就更像CK-4，或者说基本等于CK-4。

总而言之，未来ACEA 2022重负荷柴油发动机规格对市场的影响应该不大。未来可能是E8规格的油品可以兼容CK-4产品，或者CK-4的油品兼容E11，表现出与欧美标走向大统一的倾向。对于中国市场而言，中国自主的柴油机油规格D1很大概率也会在今年发布，而且会写入中国的GB 11122规范作为强制性标准执行，可能比此次ACEA重负柴油机油规格更新对中国柴油机油市场影响更大。