探討未來發(fā)動機(jī)機(jī)油的研發(fā)之路

殼牌全球解決方案的Karin Haumann在采訪中分享了關(guān)于新型PC-12發(fā)動機(jī)機(jī)油的見解，并探討了替代燃料對其研發(fā)過程的影響。

八月，殼牌Rotella在俄亥俄州鮑靈格林舉辦的全美拖拉機(jī)拉力錦標(biāo)賽上贊助了Koester Racing車隊(duì)的迷你改裝拖拉機(jī)，并在現(xiàn)場接受了記者訪問。殼牌全球解決方案的OEM技術(shù)經(jīng)理Karin Haumann接受了SAE的采訪，介紹了公司即將推出的12類（PC-12）重型柴油發(fā)動機(jī)機(jī)油。PC-12發(fā)動機(jī)機(jī)油目前正在研發(fā)中，預(yù)計(jì)于2027年1月1日獲得使用許可。在售的CK-4和FA-4類別機(jī)油均于2016年推出。

美國石油學(xué)會（API）新類別開發(fā)小組主席Haumann表示，由于發(fā)動機(jī)技術(shù)在不斷進(jìn)步，且2027年起將實(shí)施更嚴(yán)格的排放法規(guī)，因此有必要開發(fā)新類別的發(fā)動機(jī)機(jī)油。她還指出，“隨著柴油發(fā)動機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展，機(jī)油需要具備更出色的抗氧化和抗磨損性能，能夠承受更高的溫度，并能提高發(fā)動機(jī)的燃油經(jīng)濟(jì)性。”此外，潤滑油生產(chǎn)商必須遵守更嚴(yán)格的磷和硫酸鹽灰分限值，否則可能會損害排放控制系統(tǒng)，進(jìn)而影響燃油經(jīng)濟(jì)性。

SAE：PC-12發(fā)動機(jī)機(jī)油的開發(fā)進(jìn)度如何？

Karin：在符合新要求和性能標(biāo)準(zhǔn)方面，PC-12已基本完成開發(fā)。目前，我們正在進(jìn)行發(fā)動機(jī)測功機(jī)測試，確保新測試的結(jié)果精確且可重復(fù)，同時我們還在驗(yàn)證基礎(chǔ)油的互換性，并根據(jù)各種指南進(jìn)行交叉參照驗(yàn)證。明年，我們將進(jìn)入為期12個月的技術(shù)展示期，這是API流程的一部分，在此期間機(jī)油營銷商將進(jìn)行測試并向我們提供性能反饋。我們將根據(jù)這些反饋，確定機(jī)油的最終性能限值。隨后是API強(qiáng)制規(guī)定的1年等待期，在此期間所有公司都可以開展測試。整個開發(fā)過程預(yù)計(jì)還需兩年左右，目前我們正在開展候選機(jī)油的實(shí)地試驗(yàn)及其他相關(guān)工作。

SAE：在PC-12類別下，現(xiàn)有的FA-4機(jī)油如何兼容？

Karin：PC-12機(jī)油分為兩個子類別：PC-12a（向后兼容）和PC-12b（對應(yīng)FA-4），二者的要求略有不同。PC-12b僅適用于不再產(chǎn)生5-6%煙炱的現(xiàn)代發(fā)動機(jī)，因此降低了對煙炱處理的要求。此外，PC-12b還將包含xW20機(jī)油。這樣一來，5W20或0W20機(jī)油就可以在理論上以新標(biāo)號獲得許可，目前名稱暫定為FB-4，但還有待確定，我們暫且稱之為FB-4。FB-4與FA-4相似，只是規(guī)定了更低的機(jī)油粘度。我預(yù)計(jì)這些機(jī)油短期內(nèi)不會進(jìn)入北美市場。我們還在開展未來驗(yàn)證，因?yàn)樵擃悇e預(yù)計(jì)將持續(xù)到2040年。未來的OEM可能會使用這些機(jī)油，到時候我們就不必再開發(fā)新的機(jī)油類別了。

SAE：0W20和5W20機(jī)油目前已在歐洲市場應(yīng)用，這對北美市場有什么影響？

Karin：是的，也正因如此，我們才推出這些新機(jī)油。幾十年來，歐洲和北美市場的發(fā)動機(jī)機(jī)油需求都各自發(fā)展，存在差異，而戴姆勒卡車北美（DTNA）、戴姆勒和現(xiàn)已并入傳拓（Traton）的納威司達(dá)（Navistar）等公司在這兩個市場都開展了業(yè)務(wù)。它們都打算推出適用于兩個市場的單一機(jī)油，以提高效率。此外，它們還在開發(fā)同時適用于兩個市場的發(fā)動機(jī)。因此，我們的目標(biāo)是幫助他們開發(fā)兩大市場通用的機(jī)油。但挑戰(zhàn)依然存在，因?yàn)閮傻氐囊螽吘共煌?，我們也不希望企業(yè)為了迎合所有需求而過度調(diào)配機(jī)油，這樣反而得不償失。不過，我們確實(shí)看到，OEM現(xiàn)在希望在出廠時使用低粘度的5W30 FA-4機(jī)油，甚至在未來可能會使用5W20 FA-4機(jī)油。因此，我們目前正全力支持這一工作。

SAE：氫內(nèi)燃機(jī)發(fā)展勢頭向好，這對你們的業(yè)務(wù)有何影響？

Karin：殼牌會一如既往地全力支持OEM的發(fā)動機(jī)研發(fā)，并與其共同開發(fā)與發(fā)動機(jī)配套的機(jī)油。發(fā)動機(jī)制造商開始研發(fā)新機(jī)型時，通常會在現(xiàn)有機(jī)油的基礎(chǔ)上開展工作。目前，他們?nèi)栽诖_定新機(jī)油將面臨的挑戰(zhàn)或特殊需求。因此，我們會與OEM保持密切協(xié)作，為他們提供不同的候選機(jī)油，并借助現(xiàn)有產(chǎn)品支持他們開展測功機(jī)測試，同時評估是否需要提供額外的技術(shù)支持。不過，這些新項(xiàng)目短期內(nèi)不會影響行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。但不論何時，我們都會盡全力支持OEM，協(xié)助他們推進(jìn)產(chǎn)品研發(fā)。

SAE：可再生燃料是否會納入PC-12機(jī)油類別？

Karin：在PC-12類別開發(fā)之前，我們首先組建了新類別評估小組（NCET），之后過渡到新類別開發(fā)小組（NCDT）。在評估階段，我們與OEM密切協(xié)作，明確他們的需求與目標(biāo)。我們會討論：“目標(biāo)是什么？需要什么？不需要什么？你們想實(shí)現(xiàn)哪些性能目標(biāo)？是否有必要新增類別？”等問題。在評估過程中，我們也研究了可再生燃料及其性能的評估方法。然而，經(jīng)過討論，我們一致認(rèn)為目前該技術(shù)尚不成熟，不值得納入標(biāo)準(zhǔn)。總之，我們不會將可再生燃料納入PC-12機(jī)油類別。

根據(jù)發(fā)動機(jī)制造商在這一問題上的普遍處理方式，以及API文件的指引，如果需要使用替代燃料，建議先咨詢OEM。而OEM的建議通常只是縮短換油周期。實(shí)際上，很多問題都是與具體發(fā)動機(jī)相關(guān)的。比如他們的發(fā)動機(jī)硬件具體如何與某種類型的燃料相適應(yīng)？就像變速箱機(jī)油一樣，該問題的針對性較強(qiáng)。也就是說，他們會繼續(xù)這樣處理這個問題，直到行業(yè)確定了替代燃料的一些關(guān)鍵特性。到那時候他們會說：“這個技術(shù)值得關(guān)注，需要測試，我們會推行這個技術(shù)?！钡切袠I(yè)目前還沒有走到這一步。

SAE：當(dāng)PC-12類別于2027年1月開始實(shí)施時，您認(rèn)為行業(yè)會有何反應(yīng)？

Karin：我希望行業(yè)能夠輕松采納。但現(xiàn)行FA-4機(jī)油推廣速度緩慢的原因在于許多車隊(duì)和組織采用的是混合車隊(duì)，且應(yīng)用場景復(fù)雜，而且他們經(jīng)常會選擇通用程度最低的機(jī)油。哪一款機(jī)油可以潤滑所有發(fā)動機(jī)？如果車隊(duì)中有無法使用FA-4機(jī)油的非公路設(shè)備或老舊卡車，而且他們知道FA-4發(fā)動機(jī)也可以使用CK-4機(jī)油，那么他們通常會選擇在所有設(shè)備上都直接使用CK-4機(jī)油。不過，目前OEM正與車隊(duì)客戶合作，向他們介紹使用FA-4機(jī)油的好處。實(shí)際上，有些車隊(duì)能夠輕松使用FA-4機(jī)油，因?yàn)樗麄兊乃熊囕v都很現(xiàn)代化，且全是公路用車，車隊(duì)中的卡車使用壽命也都在五年以下。目前，F(xiàn)A-4的使用率增加主要得益于時間的推移、教育的普及以及車隊(duì)的更新?lián)Q代。然而，如你所知，許多現(xiàn)役發(fā)動機(jī)都是老舊產(chǎn)品。

SAE：殼牌的研發(fā)工作主要在哪里開展？

Karin：對于殼牌的特定產(chǎn)品，美國休斯敦的技術(shù)中心主要負(fù)責(zé)PC-12機(jī)油的研發(fā)，而德國漢堡的技術(shù)中心則專注歐洲市場的機(jī)油研發(fā)。兩個技術(shù)中心密切合作，致力于尋找可以互補(bǔ)的研發(fā)領(lǐng)域。我們的歐洲同事與我們保持緊密聯(lián)系，因?yàn)槲蚁肓私鈿W洲市場OEM的具體需求、面臨的問題以及需要改進(jìn)的地方。這樣一來，我們也會在PC-12的研發(fā)中盡力滿足這些需求。

SAE：殼牌在研發(fā)過程中如何考慮賽車或拖拉機(jī)牽引賽等因素？

Karin：我不確定我們是否會為Koester Racing的應(yīng)用專門開發(fā)升級版機(jī)油。顯然Koester會有一些特殊需求，這通常是由殼牌賽車部門負(fù)責(zé)的獨(dú)立項(xiàng)目。但與Koester的合作對我們來說也非常重要，因?yàn)檫@涉及到對機(jī)油性能的終極壓力測試。盡管使用的配方可能略有不同，但都是基于我們在Rotella系列中使用的核心化學(xué)配方，只是在某些方面進(jìn)行了調(diào)整，以滿足他們的特定需求。通過與Koester合作，我們能獲得他們對機(jī)油性能的反饋，這對我們來說極為寶貴。就像測功機(jī)測試一樣，其本質(zhì)是將跑10萬英里的自然過程加速，并在200小時內(nèi)完成。這種比賽也類似，它完美展現(xiàn)了我們可以做到這一點(diǎn)，因此對我們來說始終具有重要價(jià)值。