公路和非公路重載應(yīng)用目前可能繼續(xù)使用相同的機(jī)油規(guī)格。但也許有一個(gè)時(shí)間點(diǎn)，需要考慮一個(gè)專門(mén)的非公路性能規(guī)范，或是一些更適合該市場(chǎng)的獨(dú)特產(chǎn)品。這本身也帶來(lái)了一些挑戰(zhàn)。

 

有時(shí)候，重型發(fā)動(dòng)機(jī)的發(fā)展看起來(lái)就像一只緩慢而平穩(wěn)的烏龜，而乘用車發(fā)動(dòng)機(jī)的發(fā)展則像一只疾馳的野兔。但是，重負(fù)荷機(jī)油正穩(wěn)步朝著與輕負(fù)荷機(jī)油相同的方向發(fā)展，硫酸灰分是的焦點(diǎn)，尤其是在非公路應(yīng)用方面。

 

燃油經(jīng)濟(jì)性推動(dòng)

 

據(jù)雪佛龍重型原始設(shè)備制造商行業(yè)聯(lián)絡(luò)人呂德?特爾?雷爾稱：雖然不同機(jī)油規(guī)格側(cè)重的性能有所不同，例如，歐洲的ACEAE9規(guī)格比其他標(biāo)準(zhǔn)更加強(qiáng)調(diào)生物柴油的兼容性，事實(shí)上規(guī)格潤(rùn)滑油普遍趨勢(shì)都已朝著改善活塞清潔度、氧化控制和燃油經(jīng)濟(jì)性以及延長(zhǎng)排放間隔方向發(fā)展。

 

雷爾指出：現(xiàn)代重型發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的煙塵比用于發(fā)動(dòng)機(jī)測(cè)試的舊型號(hào)少。規(guī)范中對(duì)煙塵處理要求中一種更為現(xiàn)實(shí)的方法使配方設(shè)計(jì)人員能夠在延長(zhǎng)排放間隔的同時(shí)，提高燃油經(jīng)濟(jì)性和活塞沉積物控制。

 

全球?qū)Πl(fā)動(dòng)機(jī)油技術(shù)的需求即將出現(xiàn)飛躍發(fā)展。根據(jù)預(yù)測(cè)，在較發(fā)達(dá)的市場(chǎng)之外，隨著各國(guó)政府采用歐Ⅵ排放標(biāo)準(zhǔn)，2019年至2021年，新型重型和中型車的銷量將增長(zhǎng)178%。隨著中國(guó)和印度以及墨西哥采用等同于2010年美國(guó)法律規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)，這兩個(gè)國(guó)家市場(chǎng)將出現(xiàn)大幅增長(zhǎng)。

 

雪佛龍員工工程師肖恩?惠塔克表示：“一個(gè)明顯的變化是燃油經(jīng)濟(jì)性法規(guī)的持續(xù)實(shí)施。”。更嚴(yán)格的溫室氣體排放限制將要求改變發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)，并在目前市場(chǎng)基礎(chǔ)上進(jìn)一步開(kāi)發(fā)低粘度的機(jī)油。

 

近年來(lái)，潤(rùn)滑油配方設(shè)計(jì)人員通過(guò)降低粘度來(lái)提高燃油經(jīng)濟(jì)性。日本在2015年推出了JASODH-2F重型燃油經(jīng)濟(jì)性等級(jí)。北美和歐洲都選擇關(guān)注較低的高溫高剪切粘度（HTHS）機(jī)油。APIFA-4于2016年發(fā)布為SAEXW-30機(jī)油，其高溫高剪切粘度HTHS粘度限值為2.9至3.2兆帕。歐洲將在今年內(nèi)推出與HTHS系列相同的規(guī)格，ACEAF8和F11。

 

但總的來(lái)說(shuō)，與乘用車機(jī)油對(duì)低粘度機(jī)油的青睞相比，重負(fù)荷發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)油這方面需求頗為平淡。據(jù)雪佛龍公司稱，即使在北美，SAE5W-30也只占整個(gè)重型發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)油需求的2%。超過(guò)80%的市場(chǎng)是SAE15W-40，40級(jí)機(jī)油是世界上使用多的機(jī)油。

 

非公路應(yīng)用發(fā)展

 

燃油經(jīng)濟(jì)性對(duì)非公路應(yīng)用的影響較小，該領(lǐng)域的制造商和運(yùn)營(yíng)商懷疑低粘度的機(jī)油是否能為他們寶貴的投資提供足夠的保護(hù)。

 

“機(jī)器資產(chǎn)的耐久性和保護(hù)至關(guān)重要。卡特彼勒公司潤(rùn)滑油技術(shù)專家赫德?阿比阿?卡爾表示：“我們希望機(jī)器能永遠(yuǎn)使用，當(dāng)然它們必須經(jīng)過(guò)幾次大修，才能繼續(xù)生產(chǎn)?！?

 

她解釋說(shuō)，機(jī)油油膜必須能夠承受高剪切、高溫和高壓。它還必須足夠堅(jiān)固，能夠承受化學(xué)污染，防止灰塵顆粒造成部件磨損，這是非公路應(yīng)用的一個(gè)特殊問(wèn)題。每一個(gè)污垢顆粒經(jīng)過(guò)軸承都會(huì)留下一個(gè)標(biāo)記，如果這些機(jī)器在污垢中不工作，它們可以使用低粘度的機(jī)油，但實(shí)際操作環(huán)境并非如此。

 

在寒冷的氣候條件下，油膜可能會(huì)出現(xiàn)個(gè)別較薄的油孔。阿比阿?卡爾指出，當(dāng)大型發(fā)動(dòng)機(jī)在5到10攝氏度左右的溫度下啟動(dòng)時(shí)，有足夠的機(jī)會(huì)讓粘稠的機(jī)油繞過(guò)機(jī)油濾清器，從而使受污染的潤(rùn)滑油在機(jī)器中循環(huán)。

 

就卡特彼勒公司來(lái)說(shuō)，現(xiàn)在大多數(shù)工廠使用的是SAE10W-30APICK-4發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)油。她說(shuō)：“它的適應(yīng)性很強(qiáng)，可以在世界上任何地方使用，從非洲到南極洲。”。不過(guò)，她指出，客戶喜歡40級(jí)重油是因?yàn)樗鼈兊哪陀眯??！拔覀儠?huì)看到一個(gè)轉(zhuǎn)變，但這會(huì)很慢。越小的機(jī)器可能越容易出現(xiàn)改變?！?

 

粘度變化可能不會(huì)很快發(fā)生在非公路領(lǐng)域中，但從公路應(yīng)用開(kāi)始的微粒排放法規(guī)現(xiàn)在已經(jīng)盯上了北美市場(chǎng)的非公路運(yùn)營(yíng)。美國(guó)環(huán)境保護(hù)署制定的排放要求（簡(jiǎn)稱Tier4）從2011年開(kāi)始逐步對(duì)非公路車輛實(shí)施，2014年達(dá)到了嚴(yán)格的限值。

 

排放控制研究

 

為了達(dá)到Tier4標(biāo)準(zhǔn)，新設(shè)備開(kāi)始使用先進(jìn)的排放控制系統(tǒng)，如廢氣再循環(huán)、柴油顆粒過(guò)濾器和選擇性催化還原。這些系統(tǒng)需要對(duì)潤(rùn)滑油進(jìn)行更嚴(yán)格的檢查。對(duì)于燃料來(lái)說(shuō)，這意味著硫含量和微粒污染更低。對(duì)于潤(rùn)滑油來(lái)說(shuō)，需要較低水平的硫酸鹽灰分來(lái)保持排放系統(tǒng)正常運(yùn)行。

 

柴油微粒過(guò)濾器非常有效。這種裝置能捕獲98%的微粒，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)溫度合適時(shí)，這些微粒會(huì)周期性或持續(xù)燃燒。然而，柴油顆粒過(guò)濾器DPF的效率非常高，它們也能捕獲消耗的潤(rùn)滑油成分，這些成分可能會(huì)滑過(guò)燃燒室內(nèi)的活塞環(huán)。其中一些材料是不可燃的，留在過(guò)濾器后面，就像壁爐里的灰，產(chǎn)生堵塞，使柴油顆粒過(guò)濾器DPF不能正常工作。

 

雪佛龍北美商業(yè)部門(mén)經(jīng)理詹姆斯?布思表示：不同類型的金屬添加劑產(chǎn)生灰燼的速度不同。硫酸鹽灰分是不燃材料的總量之和，它與過(guò)濾器堵塞程度有直接關(guān)系。

 

硫酸鹽灰分來(lái)自潤(rùn)滑油添加劑包中的功能性金屬成分，顯著的是清凈劑，它通常是鈣和鎂基的，用于中和酸、控制活塞沉積物和提高發(fā)動(dòng)機(jī)整體清潔度。

 

抗磨化學(xué)成分是另一個(gè)影響因素，特別是鋅二烷基二硫代磷酸酯，這是一種性能和成本效益高的多功能添加劑，用于控制磨損和氧化穩(wěn)定性，在當(dāng)今市場(chǎng)上的大多數(shù)發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)油中使用。自20世紀(jì)70年代末以來(lái)，由于其所含的磷會(huì)毒害輕型排放系統(tǒng)中的催化劑，其在乘用車發(fā)動(dòng)機(jī)油中的含量一直受到限制。

 

為了使過(guò)濾器正常工作，必須定期清除柴油顆粒過(guò)濾器DPF中的灰分。對(duì)于卡車來(lái)說(shuō)，這個(gè)過(guò)程很簡(jiǎn)單。但對(duì)于非公路設(shè)備，這可能會(huì)破壞正常的保養(yǎng)過(guò)程。設(shè)備通常在偏遠(yuǎn)地區(qū)運(yùn)行，24小時(shí)，一周7天。這些機(jī)器必須調(diào)整運(yùn)行狀態(tài)以達(dá)到設(shè)施維修要求，在維修之前可能需要的時(shí)間冷卻，這對(duì)柴油顆粒過(guò)濾器DPF來(lái)說(shuō)是難以實(shí)現(xiàn)的。總之，清潔或更換柴油顆粒過(guò)濾器DPF可能會(huì)導(dǎo)致三天的停用。

 

雪佛龍公司稱，這是假設(shè)柴油顆粒過(guò)濾器DPF是可以清洗的，通常每個(gè)過(guò)濾器的成本約為700美元。一個(gè)新的過(guò)濾器投入運(yùn)營(yíng)費(fèi)用在3000到7000美元之間。

 

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