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ACEA标准中的后处理系统兼容性要求

纳克
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摘要:润滑油和ACEA在现代发动机的发展过程中扮演了至关重要的角色,润滑油更被视为保障EGR、DPF、SCR等后处理设备运作和功能的关键所在。就着ACEA标准2016年更新,本期我们来厘清一下后处理设备、ACEA标准和润滑油配方之间的关系。
前言:

润滑油和ACEA在现代发动机的发展过程中扮演了至关重要的角色,润滑油更被视为保障EGR、DPF、SCR等后处理设备运作和功能的关键所在。就着ACEA标准2016年更新,本期我们来厘清一下后处理设备、ACEA标准和润滑油配方之间的关系。
 
当汽车行业中的新技术诞生并普及之后,它们就变成了规范,以至于人们常常忘记当初它们被开发出来的原因。润滑油的演变也遵循相同的模式,从50年前相对简单的润滑油,发展成为当今的高性能配方油。
 
 
 
润滑油在现代发动机的发展过程中扮演了至关重要的角色。随着发动机的功率密度和工作温度不断升高,制造商们决定采用后处理设备以使发动机的运作变得更清洁、更精简,而这对润滑油的性能提出了新的要求。
 
尤其对于燃烧后设备或后处理设备——如废气再循环(EGR)、柴油颗粒过滤器(DPF)和选择性催化还原(SCR),润滑油被视为保障其运作和功能的关键所在。
 
而欧洲汽车制造商协会(ACEA)——一家代表15家欧洲最重要的汽车、厢型车、卡车和公交车辆制造商的机构,在其过程中发挥了同样重要的作用。
 
 
ACEA机油序列标准是润滑油制造商研发产品的核心参考标准,使用该标准制造商可以确保其产品与欧洲最先进的发动机技术兼容并满足关键的性能指标。
ACEA机油序列标准最初于1996年发布,用以代替此前使用的CCMC标准。目前为止共更新过9次,第10次更新已于于2016年12月发布。
 
就着ACEA标准的2016年更新,我们来厘清一下后处理设备、ACEA标准和润滑油配方之间的关系。
 
ACEA标准涵盖排放要求
 
发动机技术、机油配方和后处理设备之间的联系变得越来越错综复杂,而造成这一趋势的主要原因是汽车尾气排放的环境法规变得愈加严格。
 
 
尽管ACEA机油序列标准直到1996年才推出,但排放法规的影响在上世纪70年代中期就已出现,当时席卷欧美并造成燃油和润滑油短缺的第一次石油危机刚刚过去。
 
首次就汽车排放和污染所造成的健康环境问题发起行动的是美国环保署(EPA),它倡议杜绝使用含铅燃料。其他国家紧随其后,日本早在1976年就推出了自己的排放法规。对汽车制造商而言,兼顾减排和提升燃油经济性和发动机效率成为了越来越重要的市场诉求,为了达到法规要求或规避罚款,制造商们不断推进发动机技术的发展。
 
1994年的一辆车可能具备以下参数:39.6千瓦/升的功率密度、189克/公里的二氧化碳排放和15,000公里的换油周期(使用10W-40润滑油)。而到2014年,越来越严格的全球环境法规和日益增长的润滑油需求可能对同一辆车的参数造成巨大影响。
 
功率输出密度可能加倍并达到79千瓦/升,二氧化碳排放下降约35%,达到124克/公里,换油周期没有改变,但润滑油的等级变成了5W-30。在该车型仍在生产的同时,下一代车型的参数已经计划好了,它的油耗将达到35公里/升(100英里/加仑),二氧化碳排放水平可能低至74克/公里。
 
排放、效率和润滑油设计
 
然而减少排放并不仅仅是高效发动机的一项功能。燃烧后尾气处理系统——包括柴油颗粒过滤器(DPF)、废气再循环(EGR)等都是目前的常用设备,而且在驾驶过程中受到随时监控以调节空气和燃油混合物的比例和点火时间,从而对二氧化碳、氮氧化物、颗粒排放物和其他污染物进行管理。
 
 
不可避免的是,尾气处理系统也会对机油的配方造成影响。在现代的机油配方里,硫酸盐灰分、磷和硫等机油燃烧副产物已大大减少,因为它们可能堵塞柴油颗粒过滤器。现代的低SAPS润滑油可以和尾气过滤系统完美协作,共同提升发动机的效率并延长其寿命。
 
此外,高效燃烧和涡轮系统的使用正在不断提升输出功率、发动机内压力和工作温度,这使润滑油的工作环境变得更加苛刻和艰难。
 
为了解决这一问题,润滑油从基础油搭配简单添加剂的形式发展成如今的复杂配方,从而得以适应广泛的气候、工况和设备参数。
 
在过去20年内,这种技术进步产生了一个直接的结果,即老式配方的淘汰,因为它们的设计参数再也无法和现代设备兼容了。但是许多现代润滑油可以向下兼容,即和采用传统技术的车辆兼容。
 
在这个转变的过程中,ACEA一直扮演着促进润滑油配方发展的核心角色。它负责阐述其成员公司的需求,并将其转换成许多欧洲润滑油制造商参考的重要规范。最重要的是,它成功规划了与现代和未来的发动机与后处理技术兼容的润滑油发展蓝图。
 
ACEA 2016中针对未来排放目标所做的改变
 
由于ACEA的法规体系经常发生变动,因此它采用了一种字母与数字结合的命名体系,不仅可以清晰表示标准版本,还具备高度的灵活性,在必要之时可以轻松加入新的“序列”和规范。关于ACEA命名体系,请阅读《ACEA标准的基本知识》。
 
而针对汽车排放问题,2004年的ACEA首次引入“C”级机油序列,以适应采用后处理设备(柴油颗粒过滤器和三元催化器等)车辆不断增长的趋势。这些机油也被称为低SAPS机油,旨在通过降低硫酸盐灰分、磷和硫的成分以避免堵塞尾气过滤系统。
 
而到了2016年,ACEA又引入了全新的“C5”序列,并废除了A1和B1序列。
 
在今天,提升燃油经济性、降低排放和提升车辆效率的诉求依然强大,恐怕甚至强于多年前ACEA标准诞生之时。
 
路博润承诺通过其先进的润滑油研发技术、严谨的测试流程和丰富的商业知识,帮助全行业实现上述目标。
 
延伸阅读:三元催化剂(TWC)
 
三元催化器(TWC)是镀有铂、钯和铑的蜂窝状结构。作为排放系统的重要部分,TWC 的主要作用是通过氧化燃烧副产品减少尾气排放的浓度。TWC 是以其减少的三种尾气排放物而命名的,分别为一氧化碳、碳氢化合物(未燃烧气体)和氮氧化物(产生烟尘的污染物)。在这些尾气排放物通过催化剂的蜂窝状过滤器时,由此产生的化学反应将危险的排放物转化为无害的二氧化碳、水和氮气。
 
润滑油添加剂技术能够延长 TWC 的使用寿命,因此也在满足排放标准中扮演了重要角色,此外添加剂技术还可为发动机组件提供足够的抗磨保护。近年来,随着全球监管机构的法规制定越来越严格,要求 OEM 厂商证明其技术不仅在实验室测试条件下有效,而且在最终用户的实际应用中同样有效,所以满足这些标准已经变得更具挑战性。
 
如果尾气中包含钝化催化剂表面的物质,日积月累,则会出现 TWC 中毒这种有害情况。润滑油需要帮助减缓这类危害,在车辆使用年限不断增加的情况下,尤其是在超过100,000英里界限后,继续保证 TWC 正常发挥作用。
 
 
 
 
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