作为发动机“血液”的发动机油是确保发动机正常运转的关键“部件”。随着全球化石燃料的日益枯竭和空气污染的日益严重，环境保护和节约能源成为影响汽车工业及其他行业发展的主要因素。各大设备原厂商(OEM)利用先进的汽车及发动机技术，以减少排放、提高燃油经济性，各国车辆燃油经济性标准不断提高。美国提出2017-2025阶段轻型车燃油经济性目标约为5.5 L/100km，日本提出到2020年汽车辆平均燃油经济性提高至约4.93 L/100k——欧盟提出到2020年实现4.2 L/100 km的燃料经济性目标，中国也提出到2020年新增乘用车平均燃油消耗目标达到5 L/100km。
提高汽车燃料经济性的途径主要是通过强化发动机设计、优化动力总成、提高燃料质量及提高润滑油的燃油经济性等来实现。润滑油的黏度对发动机燃油经济性及整机可靠性起着至关重要的作用。尤其是近年来一方面，随着发动机强化指标越来越高（升功率、升扭矩逐渐升高），发动机热负荷和机械负荷急剧升高，另一方面，在整车轻量化发展趋势下，发动机结构设计越来越紧凑。因此，如何在不影响发动机整机可靠性的前提下，最大限度地优化润滑油的黏度成为当前需要研究的重要课题。
使用低黏度的润滑油可减少发动机的摩擦功率损失，从而节省燃料的消耗，低黏度润滑油被认为是当前机动车获得更好的燃料经济性能的一个重要因素。国际汽车工程师协会（SAE）继2013年对SAE J300增加了SAE 16黏度等级后，2015年1月对SAE J300再次进行更新，新增了两个更低黏度等级油品类别，即SAE 8和SAE 12，可见，低黏度等级发动机油的发展潜力巨大。
表1 SAE J300发动机油黏度等级分类
|
SAE 黏度等级 |
CCS,mPa.s 最高 |
MRV,mPa.s 最高 |
100℃运动黏度，mm2/s |
HTHS(150℃) mP·s，最低 |
|
|
最低 |
最高 |
||||
|
0W |
6200(-35℃) |
60000(-40℃) |
3.8 |
- |
- |
|
5W |
6600(-30℃) |
60000(-35℃) |
3.8 |
- |
- |
|
10W |
7000(-25℃) |
60000(-30℃) |
4.1 |
- |
- |
|
15W |
7000(-20℃) |
60000(-25℃) |
5.6 |
- |
- |
|
20W |
9500(-15℃) |
60000(-20℃) |
5.6 |
- |
- |
|
25W |
13000(-10℃) |
60000(-15℃) |
9.3 |
- |
- |
|
8 |
|
|
4.0 |
＜6.1 |
1.7 |
|
12 |
|
|
5.0 |
＜7.1 |
2.0 |
|
16 |
|
|
6.1 |
＜8.2 |
2.3 |
|
20 |
|
|
6.9 |
＜9.3 |
2.6 |
|
30 |
|
|
9.3 |
＜12.5 |
2.9 |
|
40 |
|
|
12.5 |
＜16.3 |
3.5(0W/5W/10W-40) |
|
40 |
|
|
12.5 |
＜16.3 |
3.7(15W/20W/25W-40,40) |
|
50 |
|
|
16.3 |
＜21.9 |
3.7 |
|
60 |
|
|
21.9 |
＜26.1 |
3.7 |
国内，SAE xW-30低黏度油品在乘用车中的应用已非常普遍，更低黏度油品如SAE 5W-20和0W-20发动机油已经逐步被一些OEM所使用。在国外，更低黏度油品如SAE xW-16也已逐步市场化。
xW-16、xW-20、xW-30等低黏度油品的使用使得基础油、黏指剂等的选择十分重要。发动机油常用黏指剂类型包括乙丙共聚物(OCP)、苯乙烯－双烯（HSD）、聚甲基丙烯酸酯（PMA）等。对低黏度油品，乙丙共聚物(OCP)型黏指剂的应用将变得越来越困难，聚甲基丙烯酸酯（PMA）型黏指剂因其基础油相容性好、低温性能优异、剪切稳定性好、节能效果突出及易于功能化改性等优点，是低黏度节能型发动机油的首选黏指剂。聚甲基丙烯酸酯（PMA）型黏指剂在发动机油中的典型应用如表２所示。
表2 API SN/GF-5发动机油
|
黏度等级 加量 % |
0W-20 |
5W-30 |
|
III类混合基础油 |
86.6 |
85.1 |
|
PMA黏指剂 |
4.5 |
6.0 |
|
复合剂 |
8.6 |
8.6 |
|
降凝剂 |
0.3 |
0.3 |
|
V100℃，mm2/s |
7.47 |
10.38 |
|
V40℃，mm2/s |
34.65 |
50.86 |
|
VI |
191 |
199 |
|
CCS( -30/35℃)，mPa.s |
5870( -35℃) |
5700( -30℃) |
|
MRV(/35℃), mPa.s |
12900 |
13800 |
|
HTHS(150℃)， mPa.s |
2.95 |
3.22 |
需要指出的是，聚甲基丙烯酸酯（PMA）型黏指剂的单体组成、制备工艺、分子量及分子量分布、微观结构变化等都是影响其在发动机油中应用的重要因素。
