外文 | 关于汽车润滑油的测试

再增加一种引擎测试？

如你们所知，我认为我们可能对发动机油的发动机测试要求过高了。长期以来，我一直主张将当前的一些测试合并为一个能够测量更多参数的测试，不过我猜有许多石油和添加剂公司是支持这一做法的。我也知道，原始设备制造商会觉得他们的发动机是唯一可以测量相关参数的。例如，目前在 API CK-4 和 FA-4 中有五种不同的磨损测试。福特已与 API 柴油发动机油顾问小组联系，要求在混合油中添加另一项磨损测试。

当前，我们已经针对这个 API 类别进行了总共九个引擎测试，当然没有人想再添加一个测试。我们是如何走到这一步的?我们又将何去何从?让我们仔细分析这个情况，也许还会出来一两个想法。

福特的柴油发动机是一个6.7L的V-8，每个气缸有四个气门，于2011年推出。虽然这款发动机赢得了一些好评，性能也很好，但福特还是认为它可能存在着一些磨损问题。他们联系了DEOAP（柴油发动机顾问小组），要求增加一项旨在评估磨损问题的发动机测试，但DEOAP无法就是否建议润滑油标准小组推荐这个做法达成一致。福特直接向LSG提出要求，要求将福特6.7L 柴油磨损测试添加到API CK-4中作为一项附加测试，并在符合福特测试的机油上添加“PLUS”标签，但与DEOAP的情况一样，LSG 无法做出决定，由小组进行投票以确认其立场。

这个问题有好有坏。福特已经测试了许多机油，并确定一些当前的 CK-4 产品不符合其最低要求，一些油缺乏了适当的抗磨成分，即二烷基二硫代磷酸锌。

在 CK-4 的开发过程中也进行了相同的测试，并且与“通用”油应用问题有关。大多数车队都有柴油和汽油混合燃料的发动机，为避免误用，商店中一种多功能的油会比两种或多种油更受欢迎。CK-4特别指出，对于API SP的声明，必须满足这两个类别的所有规范。这意味着磷含量的限制必须为最大 0.08 wt% 才能满足SP。

CK-4最大限制为 0.12 wt%。但福特的 6.7L 发动机似乎需要更高含量的磷，因此福特不会同意为使用其发动机的客户提供通用机油。福特显然对推荐的机油很满意，包括它自己的机油 WSS-M2C171-F1。它将 0.10 wt% 的磷视为安全水准，并建议将其作为发动机的最低含量。

那么，有什么解决办法呢？

福特正试图摆脱化学限制，反而是进行测试以确认可接受的性能。DEOAP 和 LSG 对另一个测试持怀疑态度，而用户也被夹在中间。在当前的磨损测试中，两个是康明斯架构，一个是基于早期滚子从动件设计 (GM RFWT) 的非常古老的测试，第四个是使用沃尔沃/麦克发动机的环和衬垫的磨损测试，第五个是单一的气缸，使用 Caterpillar 硬件进行的实验室发动机测试。也许福特的测试将预测出与当前测试之一相同的性能。PC -12处于发展的雏形阶段，正在寻找较少的测试来预测磨损保护，福特发动机应该也包括在评估中。

似乎PC-12和CK-4 PLUS还不够，API SP/GF-6正在讨论一个额外的测试。福特再次提出了这个问题。福特是Sequence IX(低速点火前测试)背后的驱动力。Sequence IX通常被称为LSPI，用于测量在直接喷射汽油发动机中（特别是涡轮增压发动机中），发动机油对点火提前的影响。

汽油发动机的运行原理是燃料快速燃烧，这为车辆提供了最大的动力。根据压缩级别（压缩比），可以开发出更多的可用功率。对此的限制是燃料是否可以正常点燃。

点火提前是发动机爆震的专业术语。爆震是由于某些原因导致发动机汽缸在它本应点火之前先着火的结果，原因之一是燃料的辛烷值低于规定的辛烷值。如果这个数字太低，它就会在循环中过早燃烧。它可以是轻微的声音（敲击声），也可以更明显。其可以发出从隆隆声到毁灭性的声音！

如今的小型发动机，比如1.5L的DITC汽油发动机，可以提供令人印象深刻的功率。作为功率输出的衡量标准，发动机通常以每立方英寸的马力来评定。我的第一辆车是 1957 年产的雪佛兰，排量为 283 立方英寸，发动机输出大约 150 马力，即0.5 HP/立方英寸。汽油里程约为每加仑 15 英里。我现在用的是一辆3.5升(213立方英寸)V-6的2020年产本田Pilot，可提供 280 马力，即 1.3 HP/立方英寸。汽油里程约为 26 mpg，尽管标签上写着的是22 mpg。

通过对发动机进行涡轮增压可以获得更多动力。这个概念是迫使更多的空气进入气缸，意味着您可以添加更多的燃料以将燃料空气比保持在最有效的位置。燃油经济性更好，必然排放量就更低，该配置有着很多的优点。

不过，涡轮增压有一个缺点：支撑压缩机风扇的轴承会漏油。尽管量很小，但气缸中非常热的表面会将油变成沉积物，并保持热度。该热点导致会导致点火提前，油稀释也会增加沉积物的形成趋势。

Sequence IX 是使用福特 1.5 升涡轮增压 DITC 汽油发动机进行的测试。使用新的测试油，发动机会有一个操作周期的运行，并计算爆震发生的次数。这个数字很小，所以任何爆震都会使油失效。到目前为止，一切顺利。代表汽车行业的国际润滑油规范咨询委员会建议使用老化（使用过的）发动机油来运行 Sequence IX。

几家汽车制造商正式要求美国石油协会的润滑油小组开发 API SP 轻型发动机油规范的补充，要求增加老化油保护测试，防止低速点火提前造成的损坏。他们在来自福特公司ILSAC 主席 Michael Deegan 的信中说：“我们要求增补API SP目前的所有性能要求，以及满足老化油LSPI性能限制的要求。”

Deegan指出，API SN Plus、API SP和ILSAC GF-6规范都强调了润滑油的功能—新油能够在汽油直接喷射的情况下，保护涡轮增压发动机免受低速点火提前的影响。但他表示：“现在需要进一步保护以防止设备故障，这可能与润滑剂在其标准换油周期内的 Sequence IX 保护性能下降有关。”事实上，已发表的研究表明，低速点火提前造成损坏的可能性随着发动机油的老化而增加。

当然，福特也有关于这种变化的测试数据。它甚至制定了在标准化条件下老化油的协议。我不清楚通过的限制是相同的还是会有修改，也不清楚Sequence IX的这个版本（旧油）是否打算取代当前的新油版本。

从历史上看，发动机测试开发是由原始设备制造商发起的，因为有硬件和需要解决的问题。当原始设备制造商认为自身有一项测试时，他们会将其带到行业中并要求将该测试包含在一个类别里。通常，他们已经将测试要求包含在自己的规范中了，因此油品营销商和添加剂供应商都会争先恐后地满足新的测试和/或限制。

ASTM 的任务是标准化测试程序和制定测试限制，同时寻找和添加合适的参考油。最后，由API 开发用户语言，设置类别限制并引入新类别。不出所料，API、ASTM、ACC 和 ILSAC 的成员身份有显着重叠。这是很好的，因为与测试开发相关的问题是由所有人在不同的设置下讨论的（技术、营销和化学也都包括在内）。

我认为可能有一些方法可以简化流程，但需要一定的透明度才能实现有意义的改进。我所知道的一件事是，这些测试开发和包含在现有类别中的都是耗时且成本高昂的。我对 6.7L 测试的最佳猜测是——它将包含在 PC-12 中，计划于 2026 年或 2027 年推出。由于 PC-12 可能会有一些新的测试，所以应该会相当顺利。如果Sequence IX的改动被接受，那将会变得更加尴尬。因为无论如何，成本都可能会相当大。

根据我的消息源，PC-11 的开发使整个行业花费了大约 3.5 亿美元，最近完成的 API SP/GF-6 的引进耗资超过 4 亿美元。