欧洲车用润滑油ACEA规格的发展

欧洲汽车工业的特点

　　由于欧洲大陆石油缺乏，大部分原油需从国外进口，柴油、汽油的价格都要比美国贵，故而其汽车行业十分注重节能，还将车辆的燃油经济性放在首位，同时兼顾动力性和排放。为了节能，欧洲汽车压缩比一般在9.5～10以上，使用辛烷值较高的无铅汽油，同时由于动力性强、燃油经济性好，欧洲柴油小轿车的保有量在欧洲汽车保有量中占了很大比重，在法国、意大利等国柴油轿车在轿车中的比例甚至过半。

　　欧洲车用润滑油的质量要求比美国要严格，主要有以下几点原因:欧洲车辆小型化明显，单车润滑油使用量少，但其比功率要比美国大30%左右;欧洲高速公路限速比美国要高得多，美国为110km/h，意大利为130km/h，法国为140km/h。而德国则不限车速，车速可达200km/h以上，由于欧洲共同体各国车辆可以相互自由通行，所以车速限值都比较高，发动机转速也达到5000～6000r/min;欧洲车辆润滑油换油周期长，一般要求小轿车达到15000km，货车以及大型客车在非苛刻路况使用优质润滑油以及低硫柴油的情况下其换油周期更是达到45000km。

欧洲润滑油规格的发展历程

　　欧洲实行统一发动机油规格标准之前采用美国API发动机油规格标准。因车辆设计、车速等多方面的因素，符合API规格的机油并不能满足欧洲制造生产以及在欧洲行驶车辆的使用要求，欧洲共同市场汽车制造商协会CCMC(ACEA的前身)于1983年首次公布CCMC发动机油规格。该规格将汽油机油分为G1、G2、G3 3种规格，将柴油机油分为D1、D2、D3 3种规格，并将柴油轿车用机油单独定义为PD1规格，这也是柴油轿车在欧洲汽车市场的重要地位造成的，从此便形成了欧洲独特的发动机油规格标准。

   1989年CCMC发展了G4、G5汽油机油规格和D4、D5柴油机油规格以及PD2轿车用柴油机油规格;1991年CCMC修订G4、G5规格，增加M102E黑色油泥规格指标，并停止使用Ford Cortina汽油机油高温清净性评定项目;1993年CCMC商议发展G6、G7汽油机油规格和D6、D7柴油机油新规格以及PD3、PD4小轿车柴油机油新规格，但由于CCMC被ACEA(欧洲汽车制造商协会)所取代，没有按照原定计划执行，ACEA决定发展和制定新的发动机油规格。ACEA于1994年开始起草，并于1995年4月、6月两次公布ACEA规格标准，即把汽油机油分为TG0、TG1、TG2系列，柴油机油分为TD1、TD2、TD3(TD4)系列，小轿车柴油机油分为TPD0、TPD1、TPD2系列。1996年ACEA修改了CCMC的品质等级，发布新的车用润滑油等级即分为A系列汽油机油规格、B系列小轿车用柴油机油规格以及E系列重负荷柴油车用柴油机油规格。

   ACEA规格基本每2年更新一次。它可以是在不改变油品性能的前提下，用新型发动机来替代旧发动机测试技术，也可以是发动机性能的改变。但无论如何，其变化都非常微小，其具体的更新历程如表1所示。

　　以ACEA2008和ACEA2010规格为例，ACEA于2010年12月22日颁布新的发动机油规格ACEA2010，即自2010年12月22日起ACEA开始核发满足新规格ACEA2010的油品认可。同时截止2011年12月22日以前，ACEA仍会核准针对旧规格ACEA2008的新配方核准，在2014年12月22日以前，市场上仍然允许销售满足ACEA2008的油品，也就是说2014年12月22日以前，消费者可以在市场上同时购买满足旧规范ACEA2008或新规范ACEA2010的油品。

欧洲润滑油ACEA规格内容的变更

1．ACEA自1996年至2015年其规格变化

   ACEA规格自1996年至2015年变化历程如表2所示。

　 随着ACEA规格的更新，实验室模拟实验与台架试验的内容与指标也有所改变，1996年至2002年ACEA规格变化引起的实验内容及指标变化如表3。

2.ACEA规格内容的更新

●ACEA2004的内容更新情况

　　随着ACEA2004的颁布，之前实行的汽油轿车用机油标准A系以及柴油轿车用机油标准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。在ACEA2004规范中，主要包含A1/B1、A3/B3、A3/B4、A5/B5四个系列，删除了旧规范中A2、B2的性能规范。与ACEA2002相比，发动机台架试验要求并没有改变，仅仅是对A及B系规范的结合。A1/B1规格主要用于汽油及柴油发动机小轿车，油品具有较低的摩擦系数以及2.6～3.5mPa?s的高温高剪切黏度(HTHS)。本规范油品的使用应参照车辆使用手册进行，可能不适用于某些车型。A3/B3规格具有优异的剪切安定性，适用于高性能汽油及柴油发动机小轿车。同时适合原厂商规定的长换油周期油品应用，以及适合于被发动机厂商定义为极苛刻工况下的应用。低黏度油品适合全天候使用。

   A3/B4规格具有优异的剪切安定性，适用于高性能汽油及直喷柴油发动机小轿车，同时可以覆盖B3规格的性能要求。

   A5/B5规格具有优异的剪切安定性，适用于高性能汽油及柴油发动机小轿车长换油周期的要求。配方具有优良的摩擦性能以及2.9～3.5mPa?s的高温高剪切黏度。

　　通过发动机台架及其指标限值可以区分几种规范的性能差异。汽油发动机台架PeugrotTU5JP－L4，通过测定活塞环黏环、活塞漆膜以及40℃机油黏度增长来评价发动机高温沉积控制及抗氧化能力。对于机油黏度增长A1/B1－04要比A3/B3要求低，但比旧规范中A2、B2的要求高，可见在抗高温沉积和氧化方面，A1/B1－04要优于A2－02、B2－02，但要比A3/B3－04差。A3/B3－04与A3/B4－04性能差异主要在于柴油机活塞清净性方面，A3/B3－04要求进行一个涡轮增压非直喷发动机试验(VW 1.6L TCDiesel)，而A3/B4－04则要求进行直喷发动机试验(VW DI)。A5/B5－04在VW DI发动机台架试验的限值要求比A3/B4－04更高。此外，A1/B1－04与A5/B5－04均要求在台架MB M111上进行燃油经济性的评价，且其限值指标一致。由此可见A1/B1－04及A5/B5－04要求配方具有较低的高温高剪切黏度，相应的配方具有燃油经济性的要求，而A3/B3－04与A3/B4－04要求配方具有较高的高温高剪切黏度，对于燃油经济性没有要求;A1/B1－04及A3/B3－04适用于非直喷柴油轿车，而A3/B4－04及A5/B5－04适用于直喷柴油轿车。

   ACEA C规范主要针对装备了尾气处理装置的小轿车发动机，如DPF或者三元催化转换器。该性能主要基于A/B规范要求的台架试验以及配方中对S、P元素含量以及硫酸盐灰分含量的限制，见表4。

   C1规范具有优异的剪切安定性，适用于装备DPF或TWC等尾气处理装置的高性能汽油或柴油发动机小轿车。配方具有优良的摩擦特性及大于2.9mPa?s的HTHS。满足该规范要求的油品可以延长尾气处理装置的寿命同时提供良好的燃油经济性。该油品性能相当于ACEA A5/B5－04，对配方中的硫、磷元素含量有最严格的限制，通常称为“low SAPS”油品。

   C2规范具有优异的剪切安定性，适用于装备DPF或TWC等尾气处理装置的高性能汽油或柴油发动机小轿车。配方具有优良的摩擦特性及大于2.9mPa?s的HTHS。满足该规范要求的油品可以延长尾气处理装置的寿命同时提供良好的燃油经济性。该油品性能要求相当于ACEA A5/B5－04，另外对配方的元素含量有严格的要求，通常称作“mid SAPS”。

   C3具有优异的剪切安定性，适用于装备DPF或TWC等尾气处理装置的高性能汽油或柴油发动机小轿车。满足ACEA C3规范要求的油品可以延长DPF及三元催化器的使用寿命。该油品性能要求相当于ACEA A3/B4－04，另外对配方的元素含量有严格限制，称为“mid SAPS”油品。ACEA C3要求油品的HTHS大于3.5mPa?s，与ACEA C1及C2比较，活塞清净性(VW TDI)及燃油经济性(M111)要求较低。

   ACEA C规范要求在保证润滑油性能的同时降低配方的元素含量，在配方开发中同样意味着新的添加剂技术的采用及配方成本的大幅提高。

　　在ACEA发动机油规范中，重负荷柴油发动机油分为E2－96 Issue5，E4－99 Issue3，E6－04及E7－04四个性能规范，与ACEA2002相比，E3、E5被取消，增加了E6、E7两个规范。

   E2 Issue5是自1996年E2颁布以来的第五次颁布，由于其主要针对市场上的老旧车辆用油要求。在欧洲市场，一辆重负荷柴油车的使用寿命为100×104km左右，其使用周期约为10年，因此到2004年市场上仍有一定数量的老旧型号柴油车辆，E2规范的油品其性能要求没有任何变化。

   E4－99 Issue3在ACEA2004中是其自1999年首次颁布以来第三次颁布，与ACEA2002比较，其台架要求没有发生变化，但重新定义了E4的应用范围，可以进一步用于某些装备了EGR及SCR等尾气后处理装置的满足欧Ⅲ、欧Ⅳ排放法规的车辆。同时满足E4规范的发动机油品可以提供优异的活塞清净性、抗磨性能、烟炱分散性以及润滑油热氧化安定性。

   E6是ACEA2004新增加的一个重负荷柴油发动机油规范。要求限制发动机油的元素含量(S、P以及硫酸盐灰分)以适应发动机尾气排放后处理装置。与E4相比，E6增加了Mack T－10台架试验，该台架搭载了一台EGR发动机，主要评价在高烟炱含量下，发动机油对缸套、活塞环以及轴瓦磨损的保护性。E6剪切安定性试验由30循环延长至90循环，要求更加严格。在高温清净性的评价指标上，E4或E6要比E5或E7高出很多，这也是E4、E6适用于超长换油周期的主要原因。该规范机油被推荐应用于满足欧Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ及Ⅳ排放法规的高速重负荷柴油发动机，以及极苛刻的运行工况，强烈被推荐应用于装在DPF的发动机以及应用超低硫(硫含量＜50μg/g)柴油的情况。

   E7也是ACEA2004新增加的高负荷柴油机油品规范，与E6一致，同样用Mack T－10试验替代了Mack T－9试验，同时采用更加苛刻的90循环的剪切安定性试验。E7在活塞清净性及缸套抛光方面可以向发动机提供有效的保护，同时具有优异的抗磨损、控制涡轮增压器沉积物、烟炱分散性能。该规范被推荐适用于满足欧Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ以及Ⅳ排放法规的高速重负荷柴油发动机，以及苛刻的运行工况，如原厂商推荐的长换油周期规范。E7规范适用于装载了EGR以及SCR后处理装置的发动机，但其并不适用于装载了DPF装置的发动机。

●ACEA2004－ACEA2012的规格更新

　　自2004年ACEA2004颁布至今先后经历ACEA2002、ACEA2007、ACEA2010、ACEA2012几次更新。ACEA2012与之前的规范相比做了一下更新:

   A/B规格的分类延续了ACEA2004的分类，A1/B1－12相比之前，其蒸发损失的指标由原来的15%降至13%，在A/B规范的模拟实验中增加了TBN实验项目。由于生物质燃料在欧洲的使用，A/B规范中还增加了相应的生物柴油的氧化性实验(GFC－Lu－43A－11)以及低温泵送试验(CEC L－105)，另一方面随着对元素含量限制的严格，A3/B3－12及A3/B4－12规范中对硫酸盐灰分含量限值指标更加苛刻。在台架试验方面，黑色油泥试验将由M271替代原来的M111;取消了活塞黏环和活塞清净性试验CEC L－46－T－93试验，直喷柴油机活塞清净性及黏环试验的发动机有所更新，由原来的VW DI变为VW TDI;磨损试验CEC L－51－A－98(OM602A)被CEC L－099－08(OM646LA)取代;还增加了生物柴油对活塞清净性、黏环以及油泥性能影响的评定试验CEC L－104。

   C规范中，从ACEA2007增加了C4规格，对蒸发损失的要求比C1、C2、C3都要严格，对油品种元素含量的要求更加严格。与A/B规范一致，也增加了生物柴油的氧化性试验(GFC－Lu－43A－11)以及低温泵送试验(CEC L－105)。在台架试验方面，磨损试验CEC L－51－A－98(OM602A)被CEC L－099－08(OM646LA)取代;中温分散试验CEC L－093－04(DV4T)取代CEC L－106(DV6C)，还增加了生物柴油对活塞清净性、黏环以及油泥性能影响的评定试验CEC L－104。

　　在重负荷柴油机油规范中，ACEA2007取消了E2规范，ACEA2008开始增加了E9规范，至今，分为E4、E6、E7、E9四个性能级别。与ACEA2004相比，模拟实验方面，E系列规范均增加了TBN试验;氧化试验的实验时间有所延长，E7－12、E9－12的时间均由原来的最少35min延长至65min;E系列规范也增加了低温泵送试验CEC L－105。在台架试验方面，随着E2规范的取消取消了CEC L－42－T－99(OM364LA)缸套抛光试验;磨损试验CEC L－51－A－97(OM602A)被CEC L－099－08(OM646LA)取代;增加了抛光试验CEC L－101－08(OM501LA);烟炱试验增加了Mack T－11、Cummins M11;缸套磨损试验中Mack T－12替代了Mack T－10。

●ACEA2016规格的更新

　　自2016年12月1日起ACEA开始核发满足新规格ACEA2016的油品认可。同时截止2017年12月1日以前，ACEA仍会核准针对旧规格ACEA2012的新配方核准。

　　在ACEA2016规范中仍分为A/B系列、C系列以及E系列三大类规范。

　　在A/B系列中，取消了A1/B1系列规范，即分为A3/B3－16、A3/B4－16、A5/B5－16三类规范。在模拟实验方面，为A5/B5－16增加了100℃的高温高剪切黏度试验内容;生物柴油的氧化安定性试验调整为CEC L－109－16;在台架试验方面，增加了汽油直喷发动机清净性试验CEC L－111－16(EP6CDT);删除了高温沉积物、活塞黏环的评定试验CEC L－088－02(TU5JP－L4);由于TU3M发动机备件不足，再下一规格中将引进程序ⅥB作为阀系磨损的替代试验;黑色油泥的评定将通过Daimler M271试验来进行;取消中温分散性试验CEC L－093－04(DV4TD);生物柴油对活塞清净性、活塞环黏环、油泥性能影响的评定试验采用CEC L－104－16(OM646LA Bio)。在ACEA2016规范中C系列规范增加了C5规范，主要为了深度改善燃油经济性，适应尾气后处理装置的使用，并为OEM使用低摩擦性能最小高温高剪切黏度为2.6mPa?s的油品提供保障。

　　对于C系列规范，在模拟实验方面，增加了100℃的高温高剪切黏度试验内容;生物柴油的氧化安定性试验调整为CEC L－109－16;增加了汽油直喷发动机清净性试验CEC L－111－16(EP6CDT);由于TU3M发动机备件不足，再下一规格中将引进程序ⅥB作为阀系磨损的替代试验;黑色油泥的评定将通过Daimler M271试验来进行;取消中温分散性试验CEC L－093－04(DV4TD);生物柴油对活塞清净性、活塞环黏环、油泥性能影响的评定试验采用CEC L－104－16(OM646LA Bio)。

　　在ACEA2016规范中重负荷柴油机油E系列规范仍然为E4、E6、E7、E9四个性能级别。在模拟实验方面，增加了100℃的高温高剪切黏度试验内容;橡胶相容性试验由CEC L－112－16取代CEC L－039－96;增加了生物柴油的氧化安定性试验CEC L－109－16。在台架试验方面，取消了机油中烟炱含量试验Mack T－11;增加了生物燃油对活塞清净性以及发动机油泥性能影响的评定试验CEC L－104－16(OM646LA Bio)。

总结

   ACEA规格作为欧洲发动机填装以及服务用油的最低质量要求，对发动机油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。