目前的法规正在促使原始设备制造商设法提高他们车队的燃油经济性以及减少二氧化碳气体排放，未来的法规也会延续这些要求。因此，提高燃油经济性将会是未来动力系统设计的关键目标。
在过去，机油添加剂主要从两方面来提高燃油经济性。其一，添加剂在提高燃油经济性的同时，不会对机油性能造成负面影响，而且能够在换油周期内保持机油的耐用性，这些都有利于发动机的使用。其二，可以研发适合各家润滑油公司和原始设备制造商的特定新型添加剂技术和机油配方，根据他们的需求提高一定的燃油经济性。
而现在，燃油经济性更多的是依靠低粘度润滑油或者超低粘度润滑油，以及新型硬件来改善。
想要提高燃油经济性，其实最好的方法就是双管齐下，同时改进发动机和润滑油。但是，仅仅把燃油经济性视为唯一的目标是不够的。
我们应该把未来的机油的所有性能要求都考虑在内，并且牢记化学品限制并非决定润滑油性能的唯一要素。
遵守法规的要求
润滑油行业在未来的十年里，甚至在更久的将来会面临诸多挑战。所有地区都尚未能完全落实减排。即便在过去十年里，二氧化碳的绝对减排达到了25%左右；而在未来的十年中，绝对减排有望达到40%至50%。
目前，欧盟对燃油经济性的要求十分严格。在2020年之后，如果汽车制造商不能达到二氧化碳排放的限制要求，那么它们将面临巨额罚款。针对商用车的二氧化碳限制法规还在筹划当中，而针对卡车的法规将发展得比商用车更加完善。到时候，所有与燃油经济性有关的汽车部件和润滑油成分都将得到严格的控制。
在欧盟、美国和中国这三个主要地区，各种法规以及违规之后的处罚还在讨论阶段。中国可能首先会在一些大城市执行这些法规，并且在某些城市只允许使用全电动车。
提高燃油经济性的配方
降低润滑油粘度是减少燃料消耗的方法之一。可是，粘度降低会导致磨损增加。
举个实地试验作为例子，有10辆装载低粘度齿轮油的卡车，它们的总里程为50万公里。齿轮油的粘度越低，齿轮的磨损越大，即便这时候齿轮的状态仍能满足原始设备制造商的要求。
理论上来讲，重新设计硬件可以弥补使用低粘度润滑油的损失，但是新配方的添加剂加剂量增加了之后，也会增加润滑油的粘度。原始设备制造商、添加剂生产商以及润滑油生产商必须全程紧密合作，确保能够研发出具有可靠性能的产品。
奔驰的新一代自动变速箱就是这种合作成功诞生的结果。奔驰与润滑油供应商紧密合作，研发出来的产品能够使用目前全球范围内粘度最低的自动传动液，节省了1.5%的燃油经济性。简单地来说，低粘度就等于省燃料。但是，最适宜的粘度值还待研究，而根据特定发动机或车型来配置润滑油仍然困难重重。
雅富顿的一项测试显示，一台使用了SAE 0W16机油的汽车节省了1.8%的燃料。而另一台汽车使用了高温高剪切粘度较低的机油，它的燃油经济性下降了。
不过，要想提高燃油经济性，润滑油的粘度并非越低越好。而且，低粘度机油只适用于那些被设计成需要较低粘度机油的新型发动机中。
在过去二十年里，汽车的发展方向是更大、更舒适、更安全以及性能更好。与此同时，汽车的燃油经济性也得到了明显的改善。这得益于新型的硬件设计、部件小型化，以及新品种润滑油的出现。
润滑油与添加剂的作用
影响燃油经济性的因素有两个：一个是润滑油，它直接影响了燃油经济性；另一个是硬件的优化，在这里润滑油只是起辅助作用。新一代润滑油不仅能提高燃油经济性，而且能适应即将面世的各种硬件的改变，这些改变反映在ACEA（欧洲汽车制造协会）和原始设备制造商对润滑油的要求之中。
燃油质量在各个地区都备受重视；在全球范围内，生物燃油的使用率一直在增加。然而只靠一个汽车部件并不能实现最大的燃油经济性，因此，我们应该把整个动力系统考虑在内，包括车轮轴承、轮毂等等。
原始设备制造商进行了各种硬件优化来满足所需的燃油经济性，其中几种硬件需要使用新型润滑油和添加剂，因此它们只有在新的润滑油和添加剂技术出现之后才能投入使用。我们必须满足市场对新型添加剂的化学成分的需求。为了实现这个目标，需要使用有效的研发手段。因为只有使用DoE（实验设计）等统计方法，才能研发出理想的产品。除此之外，测试也十分重要。
有效的筛选测试、部件检验和实地试验对未来的产品研发十分重要，它们都应该被纳入新型润滑油的研发策略之中。
图表3显示了在利用润滑油或者使用硬件来提高燃油经济性的时候，各种添加剂成分分别对这两种情况的作用。虽然抗磨剂不能直接改善燃油经济性，但是在使用低粘度基础油的时候，需要认真筛选抗磨剂的种类，这样才能应对磨损增加的情况。
使用钢制活塞可以提高燃油经济性，这是因为这种活塞能够让燃烧压力增大，从而提高性能。
可是，这样一来，油液和冷却液就会变热，导致活塞环槽处形成较多的沉淀物。因此，提高润滑油的抗氧化性能十分关键。雅富顿的测试显示，使用了新一代抗氧化剂之后，机油的寿命延长了三分之一。
涡轮增压器在现代发动机技术中起着重要的作用。使用涡轮增压器能够提高发动机的性能，在实现发动机小型化的同时增加发动机的输出。
涡轮增压有利于减少废气排放，但是使用涡轮增压时需要注意沉淀物。基础油成分对涡轮增压器和活塞的沉淀情况有着巨大的影响。衡量基础油质量的一个重要方法就是诺亚克挥发损失测试。沸点较低而且粘度较小的基础油成分可以在发动机中转为气相，导致涡轮增压器、活塞和油雾分离器处出现沉淀。
卡诺循环阐述了内燃机的最大理论效率。额外的能量损失来自于硬件的摩擦。活塞环和汽缸套之间产生的摩擦较多。减少这种钢面之间的摩擦对于提高燃油经济性来说极为关键。SRV摩擦磨损实验和销盘试验都能有效地测定出这种摩擦。
滑动轴承也具有较多的摩擦损失，因此需要设法降低。有一个办法是把曲轴上的滑动轴承换成滚子轴承。虽然这样能够减少摩擦损失，但是也会导致燃烧压力增加，使得摩擦也增加了。
电动车很有可能成为未来个体出行的乘用车。我们很难预测未来电动车的接受程度究竟有多广。但是需要注意的是，欧盟计划到2030年禁止装有传统内燃机的车辆进行登记。
因此，越来越多的电子电气元件将会与润滑油扯上关系。这些元件主要来自于变速箱、车轴等传动系统中，也有的来自发动机。
有些前所未见的需求需要润滑油来实现。较高的燃烧压力、发动机的进气量增加、高温等现象引发了数年未见的情况。
这些情况提高了低速早燃现象的发生概率。如果不能有效地控制这些情况，那么发动机将会受到严重破坏。在所有能够提高燃油经济性的方法当中，原始设备制造商和消费者都最为重视换油周期的延长，并且都希望产品的价格能够有所下降。原始设备制造商希望商用车机油的换油周期能够从原来的9万公里增加到12万公里；手动变速箱油的换油周期从原来的30万公里增加到50万公里；齿轮油的换油周期从原来的50万公里增加到80万公里。实现这些目标需要严格选择润滑油的成分。
（节选自《润滑油情报》杂志2017年7月刊）
本文来源于《润滑油情报》杂志，如需了解更多提高燃油经济性润滑油新配方，欢迎来电索刊：020-87766826、37674321。
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