趙江

（中國石化潤滑油有限公司）

為應對日益嚴重的能源危機，各國相繼出臺了相應的汽車排放和節(jié)能政策法規(guī)以促進節(jié)約能源。有關研究表明，汽車燃料燃燒釋放的能量中大約有20%～25%被零部件間的摩擦所消耗，這也促使發(fā)動機廠家和汽車廠家尋求降低摩擦消耗的方法。低黏度潤滑油技術的使用，可以有效降低各摩擦副之間的摩擦磨損，改善燃油經(jīng)濟性，而且其成本要遠遠低于其他方法。隨著發(fā)動機加工工藝越加精細，以及新的改善邊界潤滑技術的使用，使得發(fā)動機對潤滑油黏度的要求越來越低，這也進一步促進了發(fā)動機油向低黏化的發(fā)展。

1 國內發(fā)動機油低黏化發(fā)展和節(jié)能法規(guī)

從2004—2014年，隨著經(jīng)濟的發(fā)展，我國汽車產(chǎn)銷量持續(xù)快速增長，尤其是2009年以來，我國持續(xù)成為全球最大汽車產(chǎn)銷國。至2014年，我國汽車產(chǎn)量已突破2 300萬輛，在2014年底，全國民用機動車保有量達到2.64億輛，其中，汽車達1.54億輛，平均每百戶家庭擁有25輛私家車。如圖1和圖2所示。

汽車保有量的不斷攀升，導致我國石油消耗量日益升高。近年來，我國石油及天然氣能源開采量的月度同比增長比例持續(xù)低于汽車制造業(yè)的增長，換而言之，我國能源的自給供應量難以維持日益增長的汽車能源需求量，由此導致石油對外依存度不斷升高。數(shù)據(jù)顯示，早在2009年，我國原油對外依存度就已突破50%的警戒線，至2012年，該數(shù)據(jù)升至56.4%，2014年更是高達59.5%。

為了延緩能源危機的出現(xiàn)，我國相繼頒布了一系列節(jié)能環(huán)保相關的政策法規(guī)，包括對汽車燃油消耗量的限值規(guī)定。自2004年頒布我國第1項旨在控制汽車燃料消耗量的強制性國家標準GB19578—2004《乘用車燃料消耗量限值》開始，到目前為止，我國已經(jīng)頒布了4個階段的燃油消耗量限值規(guī)定，第五階段標準的制定工作也已經(jīng)開展。其中，前2個階段采用按質量分組的單車燃料消耗量評價體系。第三階段標準開始不再以單一車型為評價對象，而是引入“企業(yè)平均燃料消耗量目標值”的概念，將汽車企業(yè)作為整體進行評價。相比第二階段消耗量標準，已公布的第三階段消耗限值下降了20%，其中大排量汽車限值下降了30%。第四階段標準沿用第三階段標準采用的“車型燃料消耗量限值+企業(yè)平均燃料消耗量目標值”的評價體系，分別加嚴單車燃料消耗量限值和企業(yè)平均目標值要求，通過對單車和企業(yè)同時考核，實現(xiàn)2020年國產(chǎn)乘用車平均油耗降至5.0 L/100 km的《節(jié)能與新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃（2012—2020年）》目標。

2 節(jié)能潤滑油的要求及發(fā)展趨勢

隨著世界各地日趨嚴格的排放和節(jié)能法規(guī)的相繼出臺，發(fā)動機廠和汽車廠對各摩擦部件減摩性能的要求越來越高。而在改善燃料油消耗和排放的途徑中，通過潤滑油配方技術來改善燃油經(jīng)濟性的成本要遠遠低于其他方法，如改變發(fā)動機設計、改善燃料品質等，所以將節(jié)能內燃機油作為裝車油的OEM廠商越來越多，燃油經(jīng)濟性已經(jīng)成為目前發(fā)動機生產(chǎn)廠、汽車生產(chǎn)廠和潤滑油生產(chǎn)廠共同關注的重要內容。

同時，人們對轎車發(fā)動機油節(jié)能規(guī)格的關注要高于重負荷柴油發(fā)動機油，這主要是由于在轎車中，由處于邊界潤滑狀態(tài)的閥系產(chǎn)生的摩擦損失約占25%左右，通過降低閥系的摩擦損失可以達到顯著的節(jié)能效果。另外，轎車常常處于低速、低載荷運行狀態(tài)，由發(fā)動機產(chǎn)生的摩擦損失占有很大比例（約65%），所以通過內燃機油改善燃油消耗效果明顯；而重負荷柴油發(fā)動機常常處于中高載荷狀態(tài)，汽車的主要能量損失來自于風阻和輪胎滾動阻力，發(fā)動機潤滑油性能的改變對其燃油消耗影響較小，因此目前內燃機油行業(yè)組織建立或采用的節(jié)能臺架試驗均是針對汽油機油的。

為了滿足日趨苛刻的節(jié)能要求，國內外對潤滑油黏度與燃料經(jīng)濟性之間的關系進行了大量研究[1-3]，結果表明，降低油品黏度可以提高發(fā)動機輸出功率，有利于發(fā)動機燃油經(jīng)濟性的改善。但這并非意味著油品黏度越低，油品的燃油經(jīng)濟性就越好。發(fā)動機油黏度過低導致無法形成有效油膜，從而造成發(fā)動機部件磨損加劇，摩擦阻力增大，燃油消耗增加。因此，只有在發(fā)動機所要求的最低極限黏度以上，在保證發(fā)動機部件正常潤滑的條件下，才可以通過降低油品黏度的方式來提高發(fā)動機的燃油經(jīng)濟性。

另一方面，隨著發(fā)動機技術的不斷發(fā)展，例如涂層技術的應用，使得發(fā)動機正常潤滑所需的潤滑油黏度越來越低，從而也就造成了發(fā)動機油向低黏度發(fā)展的趨勢。目前，ILSAC正在進行的GF-6標準的制定過程中，也加入了黏度更低的0W-16級別。同時，受日益嚴格的節(jié)能法規(guī)的影響，各汽車公司都開始關注低黏度發(fā)動機油的節(jié)能效果，日本更是早在2008年就已經(jīng)推出了0W-20黏度級別的機油。種種跡象表明，為了提升發(fā)動機油的燃油經(jīng)濟性，其低黏化的發(fā)展趨勢是必然的。

3 低黏度潤滑油的市場應用情況及OEM需求

目前各國根據(jù)其汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展狀況及經(jīng)濟水平的差別，使用的發(fā)動機油規(guī)格也各不相同。在全球范圍內隨著新技術和節(jié)能、減排的發(fā)展，伴隨油品質量級別提高的綜合性能提升，以及黏度降低的趨勢異常明顯。

3.1 國際市場

在極度追求節(jié)能效果的日本，0W-20機油早在2008年前就已經(jīng)出現(xiàn)。目前SN/GF-5 0W-20是日本市場份額最高的產(chǎn)品，甚至在新車上使用更低黏度的產(chǎn)品（無API認證）。法規(guī)方面，日本已經(jīng)提出了至2020年的輕型汽車燃料經(jīng)濟性標準，預計到2020年，乘用車平均燃料經(jīng)濟性水平達到20.3 km/L，與2009年的16.3 km/L相比，燃料消耗量下降約20.3%。這也進一步促進了日本市場潤滑油低黏化的發(fā)展趨勢。

受汽車公司影響，北美市場中低黏度潤滑油的應用也越發(fā)普遍。目前，美國OEM廠推薦用油中，XW-20、XW-30低黏度發(fā)動機油已成為主流產(chǎn)品。

歐盟于2009年通過強制性的法律手段取代自愿性的CO2減排協(xié)議，在歐盟范圍內推行汽車燃料消耗量和CO2限值要求和標示制度，要求到2015年和2020年乘用車CO2排放分別達到130，95 g/km的目標。而低黏度發(fā)動機油的使用，有利于減少CO2的排放，這也推動了歐洲汽車公司對低黏度油品的關注與開發(fā)。

美國汽車工程師協(xié)會SAE頒布的J300黏度規(guī)范已于2013年進行修訂，將SAE 20等級的黏度下限由5.6 mm2/s修改為6.9 mm2/s，并且新增了SAE 16等級。2014年12月，XW-8和XW-12等級已由EOVC（機油黏度分級特別工作組）批準通過，并于2015年1月成為正式的SAE黏度等級。這一改變也預示了發(fā)動機油會向更低黏度發(fā)展的趨勢。

3.2 國內市場

長期以來，中國乘用車發(fā)動機油市場以5W-40黏度發(fā)動機油的使用為主。近幾年，隨著國家對節(jié)能環(huán)保的日益重視，5W-30機油的占有率迅速增長，在與傳統(tǒng)5W-40平分市場的同時，成為新車市場的首選。同時，國家發(fā)布了異常嚴苛的新的乘用車燃料消耗限值要求，以及各種節(jié)能指導措施，汽車企業(yè)進一步通過低黏度機油作為其整車節(jié)油的措施之一，國內包括合資公司及自主汽車品牌，大量啟動以節(jié)能為目的的XW-20黏度發(fā)動機油的開發(fā)和市場推廣。受政策和企業(yè)引導的終端車主也開始表現(xiàn)出對具有更優(yōu)節(jié)能效果的低黏度機油的關注。預計在未來10年中，40，50高黏度級別油品的市場占有率將逐漸下降，而20，30低黏度油品的市場占有率將持續(xù)上升。

根據(jù)調查，在國內汽車生產(chǎn)廠家中，部分日系合資公司已經(jīng)在使用SN/GF-5 0W-20機油產(chǎn)品，并計劃在3年內完成5W-30向0W-20黏度裝填油的過渡；歐美系合資公司已經(jīng)著手準備中國市場的0W-20產(chǎn)品；自主品牌公司也已經(jīng)開始關注發(fā)動機油節(jié)能，并探討SN/GF-5 0W-20的應用可能；國內車企機油配件的推薦已經(jīng)集中在5W-30黏度；更低黏度的機油已經(jīng)開始在OEM領域使用或開發(fā)。

對于SN級別機油的市場銷售中，黏度進一步降低，5W-30機油占比約80%。預計3年內，SN質量級別中0W-20產(chǎn)品的份額將提升至20%。之前，我國市場上僅有殼牌銷售SN/GF-5 0W-20產(chǎn)品。2015年，長城潤滑油推出J700F 0W-20的產(chǎn)品，極大的提升了國內潤滑油品牌的行業(yè)競爭力。同時，在OEM產(chǎn)品中，長城潤滑油5W-20級別的產(chǎn)品早已作為配套用油應用于現(xiàn)代、悅達起亞、北京奔馳-戴克等品牌車型上，產(chǎn)品性能也已得到實踐認可，完全可以滿足相應發(fā)動機的使用需求，無需擔心使用低黏度油品可能出現(xiàn)的磨損加劇情況的發(fā)生。

4 結語

1）汽車保有量的不斷攀升，導致我國石油消耗量日益升高，我國原油對外依存度已接近60%，能源短缺問題已逐漸顯現(xiàn)。2）為了應對日益嚴重的能源短缺問題，我國頒布了控制汽車燃料消耗量的強制性國家標準，分4個階段逐步降低乘用車燃油消耗量。3）在保證發(fā)動機部件正常潤滑條件下，降低油品黏度可以有效提高發(fā)動機的燃油經(jīng)濟性，且發(fā)動機技術的不斷革新也促進了發(fā)動機油向低黏化發(fā)展。4）為了滿足節(jié)能減排的要求，歐、美、日等國家相繼推出了更低黏度的發(fā)動機油產(chǎn)品。5）在國內市場，5W-30產(chǎn)品的市場占有率迅速增長，已與傳統(tǒng)的5W-40產(chǎn)品平分市場。并且為了適應國家發(fā)布的異常嚴苛的新的乘用車燃料消耗限值要求，以及各種節(jié)能指導措施，國內包括合資公司及自主汽車品牌，大量啟動以節(jié)能為目的的XW-20黏度發(fā)動機油的開發(fā)和市場推廣。受政策和企業(yè)引導的終端車主也開始表現(xiàn)出對具有更優(yōu)節(jié)能效果的低黏度機油的關注。