2024年3月12日发(作者：深圳华强北手机报价单)

s

w

-

Fm

bruw

ry

第

一

期

46

标准现在时

Standards

本文详细阐述了目前乘用车市场用油的推动因素以及最新

API

SP/GF-6

规格要求

，

与

SN/GF-5

规格进行对比

，

结合规格差异分

析油品件能需求进行产品设计

，

并进行了性能验证

。

SP/GF-6

规格分析及

油品性能要求

张杰孙瑞雨付丽雪

中国石化润滑油有限公司北京研究院

随着环境污染的日益严重

，

全

油耗法规

，

众多整车厂商都在加大

Petroleum

Institute

）

于

2020

年

5

月

球各市场开始推出各项节能减排措

力度实施发动机小型化的研发设计

正式发布最新规格

SP/GF-6

来解决

施

，

提升汽车碳排放标准

。

中国在

工作。

面对工信部制定的燃油耗要

新的乘用车技术带来的发动机润滑

2017

年底结合欧洲和美国等标准制

求指标值

，

业内普遍认为

，

要挑战

问题

，

该规格润滑油产品能够满足

定了国六标准

，

也被称为史上最严

5

L/100

km

的油耗红线

，

将让国内

国六车辆润滑使用需求⑶

。

的排放标准之一⑴

。

汽车产业集体承压

，

对于众多企业

近年来

，

我国经济持续快速发

来说

，

技术压力较大

。

业内普遍认为

,

SP/GF-6

发动机油规格

展

，

对石油资源需求不断增长

，汽

当前降低整车油耗的主要技术路线

分析

车保有量不断增加

。

汽车用汽柴油

有发动机小型化

、

车身轻量化以及

相比于

SN/GF-5

规格

，

SP/

消费占全国汽柴油消费比例的

55%

混合动力技术等

，

国内外整车厂商

GF-6

包含

4

个更新的发动机测试

左右

，

每年新增石油消费量

70%

以

也都在加大对小型化发动机的研发

（

程序川

H

、

程序

IVB

、

程序

VH

、

上被新增汽车消耗

，

由此带来的能

力度

。

然而通过缩小发动机体积

（

同

程序

VIE

）

,

3

个新的发动机测试

（

程

源紧张问题更加突出

。

为推动我国

时缩小排量

）

实现节能减排

，

也意

序

VIF

、

正时链条磨损试验

、

低速早

乘用车燃油经济性水平的持续改善

,

味着随之而来的性能衰减

，

因此

，

燃试验

）

，

并且正式将

XW-16

黏

2014

年

12

月

，

工业和信息化部发

整车厂商正在通过优化增压技术

、

度级别纳入规格之中

。

API

将

GF-6

布

《

乘用车燃料消耗限值

》

和

《

乘

燃烧技术和燃油喷射技术

，

保持小

用车燃料消耗评价方法及指标

》

，

型化发动机的动力水平

。

乘用车发

要求到

2020

年乘用车燃油消耗达到

动机技术趋向于小型化

、

轻量化的

作者简介

：

张杰

，

硕士

，

助理研究员

，

2014

年毕业于中国石油大学北京

）

（

匕学工艺专业,

5

L/100

km,

到

2025

年乘用车燃油

方向发展

，

加之后处理技术的应用

，

现从事内燃机油产品开发与应用工作

，已

消耗下降至

4L/100

km

[21

o

基本形成了目前乘用车技术格局

。

公开发表论文

2

篇

。

E-mail

：

@

为了应对日趋严格的排放和

API

（

美国石油学会,

American

标准现在时

Standards

规格划分为

GF-6A

和

GF-6B,

其

发动机缸体

、

活塞部位温度更高

，

外发动机转速更高

，

相对较低排量

中

GF-6B

主要包括

XW-16

黏度级

对发动机油产品的抗氧化性能和耐

的发动机达到更高转速

，

要求单位

别

，

具有更好的燃油经济性

。

SP/

久性能提出了比以往更高的要求

；

时间内发动机点火次数更多

，

活塞

GF-6

发动机油规格与

SN/GF-5

发

同时相比于程序

IIIG

台架试验发动

环运动频次增加

，

机油需要更加频

动机油规格主要差异见表

1

。

机

，

程序

IIIH

台架发动机压缩比更

繁地对发动机活塞环

、

气缸壁等部

在模拟试验方面

，

在最新颁布

高

，

发动机气缸内最大行程容积提

位进行冷却和润滑

。

因此综合上述

的

API

SP/GF-6

规格中

，

已经直接

高

，

导致热效率

、

压缩压力和燃烧

台架试验对比

，

台架试验的发动机

将

TOEST

MHT

这项模拟试验删除

，

压力均升高

，

GF-6

规格发动机油产

硬件变化对发动机油产品的抗氧化

主要原因为

：

首先行业内包括添加

品将面对更高温度和压力工况

；此

性能提出了更高的要求

。

剂公司和油公司认为该项模拟试验

与发动机台架的对应性较低

，并且

表

1

SP/GF-6

发动机油规格与

SN/GF-5

发动机油规格主要差异

汽车公司对删除该项模拟试验未提

SN/GF-5

SP/GF-6

出异议

，

此外

TOEST

MHT

模拟试

模拟试验

TOEST

MHT

验的重复性和再现性较差

，

对于复

合剂开发和油品开发来说试验困难

程序

IIIG

程序山

H

较大

，

但是

TOEST

33C

的模拟试验

程序

IVA

程序

IVB

并未取消,

主要是克莱斯勒汽车公

更新台架试验

司坚持进行该项模拟试验

，

原因是

程序

VG

程序

VH

该公司认为该项模拟试验与增压器

程序

VID

程序

VIE

沉积物具备一定的相关性

。

综合上述更新规格以及指标限

程序

VIF

值的对比

，

SP/GF-6

规格更加注重

新增台架试验

程序

IX

低速早燃现象的控制

、

对正时链条

的磨损保护

，

并且在抗氧化性能

、

程序

X

耐久性能和燃油经济性能方面相比

SN/GF-5

规格要求更为严格

，

满

表

2

高温氧化发动机试验

足

SP/GF-6

规格的油品在配方开

项目

程序

IIIG

程序

l

【

IH

_

二

发时应注重以上方面性能的提升和

考虑

。

发动机类型

BUICK

V6

（

电喷

）

Chrysler

Pentastar

V6

（

电喷

）

发动机排量

/L

3.8

3.6

SP/GF-6

性能需求与产品

设计

发动机压缩比

9

:

1

10.2

:

1

油品抗氧化性能

发动机转速

/

(

r-min'

1

)

3

600

3

900

GF-6

规格使用程序

HIH

替代

发动机扭矩

/(N-m)

250

250

程序

IIIG,

发动机参数以及规格指

试验时间

/h

100

90

标要求的变化见表

2

。

在程序

IIIH

台架试验设置中使

油温

/°C

150150

用了

Chrysler

3.6

L

发动机

，

相比于

指标要求

程序

IIIG

台架试验的

3.8

L

BUICK

运动黏度增长

(40°C,

100h)/%

W150

W100

发动机

，

排量变小

，

小排量发动机

活塞沉积物平均评分

M4.0M4.2

为了达到更好的动力输出

，获得相

热黏环

无无

同扭矩的同时

，

单位功率密度提高

，

凸轮和挺杆磨损

/ym

W60

N/A

w

w

o

-

m

F

b

w

u

r

r

第

uz

一

期

47

标准现在时

Standards

从发动机台架设定的指标限值

发现

，

程序

IIIH

台架对机油运动黏

度增长的要求为不大于

100%,

相

比于程序

IHG

不大于

150%

的指标

要求

，

性能要求提升

50%

以上

，

活

SP/GF-6

产品的开发设计

。

由于氧化性能要求的提升

，

配

方设计时通过增加抗氧剂的手段提

在节能台架设置上

，

燃油经济

性台架发动机改变较小

，

主要差异

集中于节能指标限值

：

程序

VID

老

升配方整体抗氧化性能

。

在抗氧剂

lil

选用上

，

由于

SP/GF-6

规格产品面

化时间为

100

h,

程序

VIE/VIF

老化

时间提高至

125

h,

程序

VIE

老化

时间以

0W-

20

黏度等级为例

，

程序

塞沉积物评分由原来不低于

4.0

提

对高温高压工况更多

，

选择酚型抗

氧剂和胺型抗氧剂复配组合能有效

高到不低于

4.2

。

由此可见

，

在

SP/

VIE

指标要求相比于

VID

提升

20%

以上

。

GF-

6

规格中

，

不仅发动机参数变化

带来了试验工况更加苛刻

，

同时指

标限值的加严也对油品的抗氧化性

提升油品抗氧化性能⑷

，

酚型抗氧

剂针对

100

°C

条件以下

，

对延长油

品氧化诱导期具有更好效果

，

胺型

在发动机运转过程中能量损失

大部分来源于摩擦功损失

。

两个摩

擦面之间的润滑状态分为流体润滑

、

提出了更高的要求

。

抗氧剂高温抗氧化性能更好

，

抗氧

在油品配方设计时

，

为了提升

油品的抗氧化性能

，

可以从两方面

耐久性也更好

，

二者复配使用可更

混合润滑和边界润滑

。

不同润滑状

态下的摩擦系数是不同的

。一般来

说

，

轴承主要处在弹性流体润滑状

态

，

阀系和活塞

/

缸套主要处在混

好满足

SP/GF-6

的规格要求

，

并且

复合使用对沉积物控制起到较好的

考虑

：

一是选择抗氧化性能更好的

基础油

，

二是对配方中的抗氧剂组

分进行平衡

。

基础油作为润滑油的

主要组成成分

，

通常占润滑油组成

协同作用

。

燃油经济性

在目前的发动机中

，

小排量发

动机具备更少的泵气损失和更小的

合-边界润滑状态

。

针对不同的润

滑方式

，

需要采用不同的方法来实

的

80%

以上

，

基础油的使用性能例

如抗氧化性能

、

低温性能以及黏温

现降低摩擦和改善燃油效率的目的

。

对于流体润滑,

通常选择低黏度的

性能对润滑油的性能影响较大

。

在

摩擦系数

，

可有效提升工作效率,

新一代发动机油产品为了配合发动

机达到更好的节油效果

，

在机油产

品开发过程中

，

更加关注润滑油产

s

w

-

F

m

b

r

u

w

r

润滑油

；

对于混合-边界润滑

，

通

常采用加入减摩剂的方法来降低摩

对比常用基础油性能基础上进行基

础油的选择

，

具体见表

3

。

根据以上基础油性能对比发现,

加氢基础油主要差异点在黏度指数

、

蒸发损失以及抗氧化性能方面

。

在

擦损失

。

因此在新一代

SP/GF-6

产

品设计过程中

，

将采用新型的减摩

品燃油经济性方面的性能特性

。

在

SP/GF-6

规格中对油品的节能性

能提出了新的要求

，

由程序

VIE

代

替

GF-5

规格中的程序

VID,

针对

剂组分应对燃油经济性台架的较高

第

-

期

48

lc

最新一代的

SP/GF-6

发动机油产品

要求

。

开发中

，

由于规格要求了更高的抗

氧化性能

，

因此选择加氢程度更高

、

黏温性能更好的加氢基础油应用于

LSPI

（

低速早燃

）

抑制

随着乘用车技术的发展

，

轻量

XW-16

黏度级别

，

增加程序

VIF

节

能台架

，

具体差异见表

4

。

化是发动机发展的重要方向之一,

表

3

不同类型基础油性能对比

项目

运动黏度

(

100%

：

)/(mm

2

.s-

1

)

传统基础油

5.174

31.48

加氢基础油

5.668

34.18

105

-15

深度加氢基础油

6.304

35.11

运动黏度(

40r)/(mm

2

-s-

1

)

黏度指数

倾点

8

90

-13

0.12

131

-18

3

(

硫)

/%

旋转氧弹

(150

°C)

/min

0.006

2

301

10.6

<0.01

341

8.4

240

11.9

蒸发损失

标准现在时

Standards

表

4

燃油经济性台架试验

（

XW-

20

黏度等级

）

项目

发动机类型

程序

VID

2008Cadillic

程序

VIE

2012Cadillic

3.6

程序

VIF

2012Cadillic

I

发动机排量

/L

发动机压缩比

试验时间

/h

3.6

10.2

:

1

155

3.6

10.2

:

1

10.2

:

1

197197

指标要求

程序

VID

（

XW-20

）

FEI

（

合计

）

/%

M2.6

M1.2

FEI2

（

老化

100

h

后

）

/%

程序

VIE

（

XW-20

）

FEI

（

合计

）

1%

FEI

2

（

老化

125

h

后

）

/%

M3.8

M1.8

程序

VIF

（

XW-16

）

FEI

（

合计

）

/%

FEI

2

（

老化

125

h

后

）

/%

M4.1

M1.9

而增压直喷技术则是发动机小型化

WOE-

后保证动力性能的重要技术手段

。

随着发动机的强化

，

其进气量

、

工

16

作能量密度增加

，

工作过程中缸压

峰值变大

，

低速大负荷情况下

，

随

机早燃发生的倾向性也相应增加

。

F

m

b

r

u

w

r

清华大学⑸对早燃爆震强度进行了

分类

，

分为正常燃烧过程

、

轻度爆

震和超级爆震

，

如图

1

所示

。

第

-

期

39

点火时刻

I

uz

Toyota

汽车公司曾经针对发动

机油配方组成与

LSPI

现象影响因素

做过研究⑹

。

LSPI

发生除了与发动

-

30

-20

-10

0 10

20

30

40

50

60

机硬件设计有关外

，

还与燃油质量

、

曲轴转角/

。

图

1

爆震分级定义⑸

润滑油组成以及添加剂组分有关

。

发动机油添加剂对

LSPI

发生频率的

影响如图

2

所示

。

况下考虑使用钙镁复配类型清净

剂进行配方开发

，

钳元素的增加对

复合剂

，

损失的清净性能部分使用

镁盐清净剂进行补偿

，

钳元素的加

入会对

LSPI

有较好的抑制性

。

图

2

的研究结果表明

，

机油添

加剂中

Ca

元素的含量越高

，

早燃

LSPI

发生有抑制作用

。

针对目前小排量发动机应用可

倾向性越严重

，

即清净剂设计时应

考虑降低

Cm

元素剂量

，

通常认为

正时链条磨损保护

程序

X

试验为正时链条磨损试

能带来的

LSPI

问题

，

满足

SP/GF-6

规格的汽油机油产品能够帮助发动

机缓解

LSPI

的发生

。

在进行配方设

1

400

mg/kg

是分界点

，

钙元素降

低的同时会带来高温清净性能的受

损

，

需进行清净剂的替代

，

通常情

验

，

采用

2012

版

2.0

L

Ford

Ecoboost

发动机

，

最大功率为

178

kW,

计时

，

优先选择钙元素含量较低的

最高转速为

5

500

r/min,

测试工况

s

w

-

Fm

bruw

ry

第

一

期

50

标准现在时

Standards

主要集中于中低转速及负荷

，

测试

时长为

216h,

主要是为发动机运转

过程中正时链条磨损带来的正时不

准而设置

。

为确保油品通过该项试验

，

可

通过配方中加入更强的抗磨剂组分

来对正时链条进行磨损保护

。

SP/GF-6

产品性能验证

中国石化润滑油有限公司针对

SP/GF-6

规格进行了相关金吉星系

列产品的开发

，

对比

API

标准规格

中的相关要求

，

产品具备很好的性

能表现

。

LSPI

抑制

金吉星

SP/GF-6

5W-30

产品

的

LSPI

抑制性见图

3

O

中国石化润滑油公司开发的金

吉星

SP/GF-6

5W-30

产品在

LSPI

抑制方面具有优异表现

。

API

SP/

GF-6

规格针对油品抑制

LSPI

性能

设置了程序

IX

发动机台架试验

，

其

中要求在点火试验每个试验循环过

程中

LSPI

次数发生不多于

8

次

，金

吉星

SP/GF-6

5W-30

产品实际试

验结果显示了更低的

LSPI

发生率

。

中国石化开发的

SP/GF-6

5W-30

产品在经过某乘用车实际发动机台

架验证发现

，

SP/GF-6

5W-3

0

产品

每

10

万次点火发生

LSPI

降低至

1

.44

次

，

相比于

SN/GF-5

规格产品

10

万次点火发生

LSPI

1.97

次

，

LSPI

抑制性提升

27%

。

抗氧化性能

金吉星

SP/GF-6

0W-20

产品

抗氧化性能见图

4

。

中国石化润滑油公司开发的金

吉星

SP/GF-6

0W-20

产品在抗氧

化性能方面显著提升

。

API

规定程序

IIIH

台架试验之后,

油品黏度增长

不超过

100%,

中国石化开发的

SP/

0.1

0.2

0.3

0

0.03

0.07

0.06

0.10

0.15

x1

x0.5

x1.5

e(Ca)/%

s(Mo)/%

s

(P)/%

相对含最

图

2

发动机油添加剂对

LSPI

发生频率的影响⑹

软

兴

8

萤

吟

M

6

峡

兴

W

4

牡

片

2

0

API

标准

金吉星

SP/GF-6

5W-30

产品

程序

IX

发动机试验

图

3

金吉星

SP/GF-6

5W-30

产品的

LSPI

抑制性

GF-6

0W-2

0

产品经过试验之后,

减少正时链条的延长率

，

防止链条

黏度增长率仅为

16%,

远远低于指

磨损

。

标要求

，

表现出较好的抗氧化性能

。

燃油经济性

正时链条磨损保护

金吉星

SP/GF-6

0W-20

产品

金吉星

SP/GF-6

0W-20

产品

燃油经济性见图

6

。

产品正时链条磨损保护性能见图

5

O

中国石化润滑油公司开发的

目前市场上大部分车辆均采用

金吉星

SP/GF-6

0W-20

产品采用

了正时气门技术

，

可以帮助车辆合

全新的摩擦改进剂

，

持续提升油品

理选择配气正时

，

目前驱动发动机

的燃油经济性

，

明显优于

API

SP/

配气结构的大部分采用正时链条

，

GF-6

程序

VIE

发动机台架中要求的

如果正时链条在使用过程中没有得

FEI2

标准指标要求

，

展示了强劲的

到很好保护

，

链条就会出现伸长

，

燃油经济性表现

。

严重时出现扯断现象

，

影响车辆的

配气效率

。

中国石化润滑油公司开

结束语

发的满足

SP/GF-6

规格产品在正时

面对新的排放法规和燃油经济

链条保护性上表现优异

，

能够大大

性法规的实施

，

以及乘用车发动机

标准现在时

Standards

技术的进步

，

API

SP/GF-6

规格的

00

发布

，

对汽油机油提出了更高的要

求

。

中国石化润滑油公司开发的

SP/

80

GF-6

油品在抗氧化性能

、

抗磨损性

60

能

、

燃油经济性等方面都相比于规

格要求具有更高的提升

，

尤其在低

40

速早燃

、

链条保护方面

，

SP/GF-6

规格油品能够对直喷发动机具有更

0

寸

20

好的保护

，

能够满足小惯量涡轮增

压缸内直喷发动机以及加装汽油机

API

标准

金吉星

SP/GF-6

0W-20

产品

颗粒捕集器

GPF

后处理装置的乘用

程序

IIIH

发动机试验

车润滑需求

。

在全面

六来临之际,

图

4金吉星

SP/GF-6

0W-20

产品抗氧化性能

中国石化润滑油公司为新一代发动

机提供更强劲的润滑保护

，

助力节

能减排

，

推动环境的持续改善

。

参考文献

O

08

[l|International

Lubricant

Specification

O

06

Advisory

Committee

・

Draft

2014

—

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AC

GF

—

6A

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O

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passenger

car

engine

oils:(b)

ILS

AC

GF

—

6B

recommendation

for

passenger

car

engine

oils[S].

2014.

|2]

李水云

，

隋秀华

.ILSAC

GF-6

汽油

API

标准

金吉星

SP/GF-6

0W-20

产品

机油规格的进展及挑战

[JJ.

合成润滑

程序X

发动机试验

材料,

2015,

42(1):28-31.

[3]

Wang

Z,

Liu

H,

Song

T,et

al.

图

5金吉星

SP/GF-6

0W-20

产品产品正时链条磨损保护

Relationship

between

super

—

knock

and

Pre

—

ignition[J].

International

Journal

of

Engine

Research,

2015,

16(2):166-180.

2

5

•

|4|Glenn

A.

Mazzamaro.

Ashless

22

Antioxidants

Enhance

Tomorrow,s

•

Engine

Oils[JJ.

Lubricants

World,

19

%

•

2001,(7/8)

:

28-30.

/

1

[5

]

K

o

s

u

k

e

Fujimoto,

Minoru

CM

UJ

z

l

6

•

Yamashita,

satoshi

Hirano,et

3

Oil

Development

for

Preventing

Pre

­

Ignition

in

Turbocharged

Gasoline

O

Engine.[

International

Journal

API

标准

金吉星

SP/GF-6

0W-20

产品

of

Engines,

2014,

(1)

：

2

785.

程序

VI

E

发动机试验

[6]

祝洪宇

，

闻元

，

林海洪

，

ILSAC

GF-6

技术规格性能分析就开发现状

图

6

金吉星

SP/GF-6

0W-20

产品燃油经济性

|J|.

润滑油

，

2016,

31(1):46-49.

w

w

o

-

m

F

b

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r

第

uz

一

期

51