汽油機油美國API規(guī)格

1、汽油機油美國api規(guī)格汽油機油美國api規(guī)格 2010年09月12日汽油機油美國api規(guī)格 汽油機油的質(zhì)量和使用性能主要是伴隨著汽油機的設(shè)計和駕駛工礦的變化以及環(huán)保節(jié)能的要求情況而不斷發(fā)展的。1947年以前，一直沒有基于燃料類型的發(fā)動機油分類規(guī)格，直到1952年api才發(fā)布了第一個分別用于汽油機油和柴油機油的發(fā)動機油規(guī)格，汽油機油分為ml、mm、ms三個規(guī)格，柴油機油分為dg、dm、ds三個規(guī)格。第一個字母m和d分別代表汽油機油和柴油機油，第二個字母則代表使用規(guī)格。對汽油機油來說，l代表輕負(fù)荷，m代表中負(fù)荷，s代表重負(fù)荷；而柴油機油g、m、s相應(yīng)代表輕、中、重負(fù)荷。 美國在1964年到1993

2、年30年時間內(nèi)，汽油機油出現(xiàn)了sc、sd、se、sf、sg、sh五個規(guī)格，變化頻繁，升級換代速度很快。sd汽油機油主要應(yīng)環(huán)保要求減少廢氣排放，安裝正壓排氣閥(pcv)而發(fā)展起來的。4年后，由于高速公路普及，車速提高，油溫升高，環(huán)保要求更嚴(yán)，汽油機油質(zhì)量要求有較大的提高，出現(xiàn)se級油，并維持了8年時間。由于汽車發(fā)動機向小型化(46缸)發(fā)展，加上美國公布共同平均燃料經(jīng)濟性(cafe)節(jié)能法，要求換油期達(dá)到(2.48.0)104km(15年)，為解決油品高溫氧化、節(jié)能、環(huán)保等問題，推出了sf規(guī)格標(biāo)準(zhǔn)油品，并維持了8年之久。se與sf都必須通過msd、d、d和l-38四個臺架試驗。1988年，西歐和美

3、國均發(fā)現(xiàn)汽車在高溫高速 和低溫低速發(fā)復(fù)變化行駛條件下，易產(chǎn)生大量黑色油泥，堵塞油路問題，為此推出了sg規(guī)格，評定臺架由原d、d換成條件更苛刻的e、e，并且要進(jìn)行caterpillar ih2試驗(五過一即可)。由于sg級油品較sf油品質(zhì)量提高幅度較大，研制難度也較大，同時也由于評定五過一即可，質(zhì)量波動較大，再加上對節(jié)能要求日益嚴(yán)格，美國汽車制造商協(xié)會(aama)和日本汽車制造商協(xié)會(jama)合作成立了國際潤滑油標(biāo)準(zhǔn)與審查委員會(ilsac)，在1990年制定嚴(yán)格的gf-1標(biāo)準(zhǔn)，并于1993年實施。1993年，apj在sg基礎(chǔ)上提出了sh級油標(biāo)準(zhǔn)，以滿足節(jié)能達(dá)到ec-水平(節(jié)能2.7以上)的要

4、求。1995年，api提出了sj級油規(guī)格，ilsac也提出了相當(dāng)?shù)膅f-2規(guī)格，要求節(jié)能達(dá)到ec-水平(節(jié)能3.2以上)。slgf-3規(guī)格在1996年提出，2000年6月頒布，2001年7月1日開始執(zhí)行，2001年底強制執(zhí)行。所以，目前美國主要品牌的汽油機油都已執(zhí)行slgf-3規(guī)格，在slgf-3規(guī)格中，節(jié)能要求達(dá)到ec水平(節(jié)能3.8)。美國一代發(fā)動機油新規(guī)格的執(zhí)行(使用)時間通常為5年左右，所以目前美國在用的汽油機油規(guī)格就只有sj/gf-2和slgf-3兩種，sa至sh 8種規(guī)格都已先后廢棄不用。2002年美國已經(jīng)考慮和計劃gf-4規(guī)格。api汽油機油分類見表3-4。 為定義汽油發(fā)動機油的

5、質(zhì)量，api提供了程序低溫中速擦傷磨損、程序低溫沉積與銹蝕和程序高溫氧化三個試驗。以上三個試驗均采用oldsmobile 1958發(fā)動機。程序采用desoto 1958發(fā)動機評定高溫高速擦傷磨損。程序v采用lincoln 1957發(fā)動機或clr單缸發(fā)動機評定生成油泥和不溶物的傾向。這一體系在1955、1960、1968年分別作了修訂。19691970年，api聯(lián)合sae和astm建立了一個分類系統(tǒng)，該分類不僅包括了當(dāng)時的從sa到sd的四個系統(tǒng)，還包括由于發(fā)動機設(shè)計、操作工況、試驗程序等改變而可能產(chǎn)生的潤滑油質(zhì)量規(guī)格的發(fā)展。 api所使用的環(huán)形標(biāo)志建立于1983年。它綜合了用戶對發(fā)動機油的質(zhì)量和

6、性能的要求。標(biāo)志的上部標(biāo)明油品的api質(zhì)量級別，中央標(biāo)志為油品的sae粘度級別，下部則標(biāo)明油品的節(jié)能特性。如果油品比使用參比油節(jié)省燃料1.5以上則標(biāo)明ec-，節(jié)省燃料2.7以上則標(biāo)明ec-。只有通過權(quán)威認(rèn)證的產(chǎn)品才能使用這個標(biāo)志。目前，api分類系統(tǒng)中從sa到sh都已經(jīng)被淘汰。 ilsac也有自己的分類規(guī)格：gf-1、gf-2、gf-3。gf-1、gf-2兩個規(guī)格分別執(zhí)行于1993年和1996年。2001年推出了gf-3規(guī)格，其程序試驗中l(wèi)-38使用無鉛汽油代替了加鉛汽油。另外，球銹蝕試驗(ballrust test。)代替程序d，程序f代替無配件的程序b，程序vg代替2000年底淘汰的ve，

7、程序a(nissan ka24e)則用于評價低溫閥系磨損，用來代替ve的磨損性能評價，程序b代替via，節(jié)能要求達(dá)到ec-水平(節(jié)能3.8)。sl/gf-3比sjgf-2的抗氧化性能更好，揮發(fā)性更低，低溫分散性更好，能為發(fā)動機提供更加清潔有效的潤滑，更有效地延長發(fā)動機壽命，在高低溫條件下都能順利啟動，改善對高溫沉積物的控制能力，也提高了燃料經(jīng)濟性。另外，原定在2004年推出gf-4規(guī)格的計劃要推遲，其程序試驗中g(shù)將代替f，程序c代替b，增設(shè)了程序試驗，對油品的抗氧化能力、抗磨損能力以及燃料經(jīng)濟性和燃料經(jīng)濟耐久性等將會有更嚴(yán)格的要求。 api slilsac gf-3等新規(guī)格的開發(fā)有許多原因。其

8、原因之一是sj的臺架試驗開始作廢，oem亦無法維持其零部件供應(yīng)，因此需要取代舊的規(guī)格。同時也是改善機油質(zhì)量以提高燃料經(jīng)濟性，改善排放系統(tǒng)耐久性的需要。gf-3的程序b不僅增加了新油節(jié)約燃料的指標(biāo)，也加入了用后油的節(jié)約燃料指標(biāo)，不同的粘度級別指標(biāo)不同。同時，為了防止催化轉(zhuǎn)化器污染，要求gf-3采用磷含量不大于o.10的規(guī)格，這和gf-2磷含量指標(biāo)一樣。工業(yè)界還開發(fā)了測定排放對催化劑效率實際影響的試驗，即機油對排放系統(tǒng)保護(hù)性試驗(opest)。 從gf-l到gf-3規(guī)格的發(fā)展過程及趨勢看，便可知升級的目的如上所述。根據(jù)美國汽車制造商協(xié)會要求，推出的新產(chǎn)品在gf-2基礎(chǔ)上必頹改進(jìn)以下4個方面： 一是

9、改進(jìn)燃料經(jīng)濟性和燃料經(jīng)濟耐久性：滿足平均燃料經(jīng)濟性規(guī)定要求；減少行駛期間燃料消耗；保護(hù)不可再生的自然資源；減少二氧化碳排放；節(jié)省消費者成本。 二是改進(jìn)排放系統(tǒng)保護(hù)能力：滿足所規(guī)定的降低排放和長期排放要求，使機油在排放系統(tǒng)表現(xiàn)的負(fù)面影響減至晟小。 三是改進(jìn)高溫沉淀、抗泡/充氣和節(jié)能性能。 四是使油泥、漆膜、腐蝕和氧化的同等控制。 美國目前市場上銷售的汽油機油幾乎全部為sj/gf-2級別。美國允許發(fā)許可證的汽油機油僅有sjgf-2和sl/gf-3質(zhì)量級別。目前美國主要品牌的汽油機油都已執(zhí)行sl/gf-3規(guī)格，slgf-3是目前美國檔次最高的汽油機油。api sl/ilsacgf-3延期到2001年

10、才投放市場有很多影響的因素，主要問題是程序f氧化性實驗進(jìn)展緩慢。成品發(fā)動機的設(shè)計使用帶滑輪的凸輪挺桿，實驗發(fā)動機改裝平挺桿，盡管在f和現(xiàn)場測試中使用低磨損油，但磨損還是很嚴(yán)重。通過更換硬件，最終解決了磨損嚴(yán)重的問題。美國通用汽車公司、美國西南研究院等組成專家組解決氧化性問題，修改了換油條件和操作條件以提高氧化性，測試最終被接受。 表3-5、表3-6是gf-3發(fā)動機臺架試驗要求和模擬臺架試驗要求。 api sl/ilsac gf-3將取代api sj/ilsac gf-2成為在北美api及ilsac的下一代的節(jié)約燃料型的汽油機油規(guī)格。 美國化學(xué)學(xué)會(acs)的石油添加劑產(chǎn)品鑒定書起草綱(papt

11、g)與llsac以及apl的轎車發(fā)動機油(pceo)生產(chǎn)商成員一起正在研究確定gf-4規(guī)格的內(nèi)容。其中，添加劑生產(chǎn)商、汽車制造商和潤滑油生產(chǎn)商最關(guān)心的內(nèi)容有兩項：一項是新機油gf-4的磷含量，因為這是新機油會嚴(yán)重影響保護(hù)上一代汽車發(fā)動機的大事；另一項是新機油gf-4的使用年限，因為過去的成本分析表明，汽車制造商和實驗室試驗者與潤滑油和添加劑生產(chǎn)商所承擔(dān)的成本效益差別很大。一般是汽車制造商和實驗室試驗者的效益較好，而潤滑油和添加劑生產(chǎn)商得不到效益。新油品的使用年限越短，這個差別越大。因此，acs的paptg建議在gf-4油品的規(guī)格說明書中要反映使用年限。paptg認(rèn)為，一般ilsac規(guī)格的油品使

12、用年限是5年。 對llsac gf-4的主要推動力是tier 的排放規(guī)定，tier 的排放規(guī)定要求車輛在運行193080km時nox的排放量不超過0.0435gkm。這個規(guī)定將在確保發(fā)動機油排放體系的適應(yīng)性的同時，對發(fā)動機油的磷含量和硫含量(磷含量和硫含量能使催化劑中毒)進(jìn)行了限制。目前正在努力開發(fā)一種排放體系適應(yīng)性的試驗。 tier 的排放規(guī)定將在2004年車型上生效。屆時2004年車型占有很大的比例，要求必須達(dá)到較嚴(yán)格的排放標(biāo)準(zhǔn)，即車輛在運行193080km時必須保持nox的最大排放量為0.0435g/km的低排放性能要求(與以前的160900km要求相比)。因為這些車輛的排放體系將要滿足

13、jlsac gf-4油品的要求，而ilsac gf-4油品要有較低的磷含量和硫含量，將要在2004年初在市場上應(yīng)用，這就意味著ilsac：gf-4油品標(biāo)準(zhǔn)要按原計劃安排在2004年完成。 對ilsac gf-4的主要要求與排放體系的適應(yīng)性、燃料效率和增加氧化安定性有關(guān)。由于在一些領(lǐng)域的評價和試驗還在進(jìn)行，可能在幾個月內(nèi)還不能完成。對ilsac gf-4油品規(guī)劃得太早了。雖然目前有關(guān)ilsac gf-4規(guī)格還沒有詳實的介紹，然而有些情形已經(jīng)很明朗。有關(guān)2004年車型的排放體系正在(有的已經(jīng))研究，它要求發(fā)動機油有較低磷含量和硫含量。ilsac gf-4的早期草案是：提出磷含量最大為0.05和硫含

14、量最大為0.5的目標(biāo)。有一些車輛制造商需要更低的磷含量和硫含量的油品，但另外一些車輛制造商指出他們生產(chǎn)的車輛需要磷含量大于0.05和硫含量大于0.5的油品，但是不以犧牲發(fā)動機耐久性和油品的使用壽命為代價。對提高燃料效率和保持老化油品的燃料效率的需求將需要一種新的發(fā)動機測試試驗。程序c就是本著這一目標(biāo)而發(fā)展起來的。它可能包括一個較長的老化循環(huán)。此外，還有更高的燃料啟動性的要求。提高ilsac gf-4油品的氧化安定性將用新的程序g試驗來保證。程序g試驗是由通用公司和位于得克薩斯州圣安東尼奧的美國西南研究院的獨立試驗研究室、perkin elmer公司聯(lián)合開發(fā)的。在ilsac gf-4的草案中，計

15、劃程序g試驗的苛刻度是目前程序f的兩倍。增加了程序試驗。程序試驗是一種新增加的評定廢氣三元催化轉(zhuǎn)化器失效的試驗，它主要測試潤滑油中的磷元素含量對三元催化轉(zhuǎn)化器的負(fù)面影響。 其他和ilsac gf-4有關(guān)的在性能上的改進(jìn)，包括在程序g試驗結(jié)束時的泵送性要求、更嚴(yán)格的磨損保護(hù)要求。這兩者都是程序g試驗的一部分。而其他性能要求，如油品的揮發(fā)性，則必須和目前的ilsac gf-3標(biāo)準(zhǔn)一致。 另外，根據(jù)來自獨立潤滑油制造商協(xié)會(ilma)的最新消息，美國和日本的汽車制造商要求推遲執(zhí)行g(shù)f-4油品規(guī)格。ilsac決定將原定于2004年使用gf-4油的期限推遲1218個月。目前廣泛認(rèn)為僅用30個月的時間來發(fā)

16、展gf-4略顯倉促，而在一般情況下油品的升級需要7年的時間。 雖然阻礙gf-4發(fā)展的原因有多個，但一致認(rèn)為阻礙gf-4發(fā)展的主要因素為：gf-4油品在滿足保護(hù)新車型排放控制系統(tǒng)的同時能否保護(hù)現(xiàn)有轎車發(fā)動機尚未確定。汽車制造商堅持磷含量為0.05的gf-4油品要能夠做到反向兼容，而潤滑油和添加劑公司卻認(rèn)為這不大可能，而且是不現(xiàn)實的。另一個阻礙gf-4發(fā)展的因素來自油品氧化和發(fā)動機磨損試驗。ilsac原計劃于2002年8月開始進(jìn)行通用汽車公司g程序的正交試驗，但由于資金問題延遲到2002年度的秋季或冬季才開始了這項試驗。 為確定gf-4油品的磷含量和使用年限，acs的paptg提出了三種方案：第一

17、種方案是推遲兩年(直到2006年第1季度)提出gf-4規(guī)格，這樣能夠比較容易地得到降低磷含量(0.05)的一致意見。第二種方案是修改打算在2004年第1季度提出的gf-4規(guī)格，磷含量仍為0.10，其他建議的指標(biāo)不變。這樣做會減少磷含量規(guī)格的認(rèn)證費用，但可能要對配方指南作一些修改，反向兼容性和其適用性以后再作決定。第三種方案是打算把在2004年第1季度提出的gf-4規(guī)格中的磷含量改為0.085，然后在2008年第1季度再提出磷含量為0.05的gf-5規(guī)格。這三種方案都有助于發(fā)動機油品配方開發(fā)者得到gf-4油效益中的合理份額。 從汽油機油規(guī)格發(fā)展的歷程看，主要經(jīng)歷了從sc、sd到se、sf，再到s

18、h(gf-1)兩次較大的變化，油品質(zhì)量有較大幅度的提高。汽油機油規(guī)格今后發(fā)展主方向?qū)⑹敲绹?、日本協(xié)商提出的gf系列規(guī)格。其主要的臺架試驗以美國臺架為主，同時接納了日本和歐洲部分臺架。對未來的汽油機油的質(zhì)量要求：基本質(zhì)量要達(dá)到apiilsac要求；為提高燃料經(jīng)濟性，油品應(yīng)向著低粘度方向發(fā)展；在摩擦改進(jìn)劑的選擇上，不同的閥系統(tǒng)有差別：滑動挺桿-摩擦改進(jìn)劑有效；滾動挺桿-摩擦改進(jìn)劑無效；選擇深度精制的基礎(chǔ)油：在排放控制上，采用低硫燃料以適應(yīng)脫氧化氮催化劑；采用低磷油料以適應(yīng)三效尾氣轉(zhuǎn)化催化劑的要求：采用低氯油料解決二惡英問題。 美國的潤滑油市場成品油約為800104t/a，內(nèi)燃機油約占4550，汽油機油比柴油機油略多。內(nèi)燃機油是價格十分敏感的產(chǎn)品，與世界其他地區(qū)相比美國的大多數(shù)產(chǎn)品都在相當(dāng)?shù)偷膬r格水平。對于汽油機油，90是礦物油的sjgf-2成品油，只有5左右為全合成或半合成油品，還有很小部分是較低檔次的。 節(jié)能油占了轎車用汽油機油市場主要部分，同時繼續(xù)被所有汽車廠商推薦使用，因為它們關(guān)心的是美國規(guī)定的cafe。 其發(fā)動機油各