當(dāng)問起一個風(fēng)冷發(fā)動機的例子時，許多人會提到保時捷911Carrera，它以其頂級的風(fēng)冷平六缸發(fā)動機（即所謂的“Boxer”發(fā)動機）而聞名。保時捷的扁平六缸風(fēng)冷發(fā)動機的最終版本被許多人稱為“風(fēng)冷911s”，在1998型號年之后因采用水冷發(fā)動機而停止了生產(chǎn)。它是最后一種使用風(fēng)冷發(fā)動機生產(chǎn)的消費汽車之一。

 

相比之下，航空業(yè)同時使用了風(fēng)冷和水冷發(fā)動機，甚至在飛機活塞發(fā)動機的情況下更偏愛風(fēng)冷。航空業(yè)采用的這種首選冷卻方法暗示了航空發(fā)動機油中無灰分散劑普遍存在的原因。

 

蓖麻油由于其良好的潤滑性而在航空時代初期成為飛機油的首選油。在1925-1935年左右，這些油被廢棄，轉(zhuǎn)而使用礦物油。當(dāng)時，這些機油不含任何添加劑，與當(dāng)今的發(fā)動機相比，機油消耗量極高，發(fā)動機需要定期補充。

 

諸如無灰分散劑之類的添加劑有助于減少機油消耗。但是在研究無灰分散劑在航空發(fā)動機油中的重要性之前，重要的是要了解什么是無灰分散劑。無灰分散劑有助于防止金屬沉積物在發(fā)動機中形成，這會引起預(yù)燃并可能對發(fā)動機造成災(zāi)難性的損害。無灰分散劑的作用是將累積的灰分從發(fā)動機組件中分散出去，以防止堆積和過度磨損。

 

飛機所有者和飛行員協(xié)會（AOPA）指出：“無灰分散劑油中含有添加劑，有助于清除碎屑并將其帶到過濾器或濾網(wǎng)。”AOPA進一步指出：“鑒于飛機發(fā)動機的相對較高磨損以及經(jīng)過氣缸環(huán)和氣門的燃燒酸和其他污染物的數(shù)量，這是非常重要的質(zhì)量。”實際上，無灰分散劑的作用是圍繞不需要的碎屑，以防止其沉降并造成磨損和其他損害，例如提前點燃。

 

飛機活塞發(fā)動機在許多方面都偏離了現(xiàn)代汽車發(fā)動機的設(shè)計和構(gòu)造，最明顯的是在其動力帶上。汽車發(fā)動機的紅線通常約為每分鐘6,000-7,000轉(zhuǎn)（rpm），一次很少以峰值功率運行超過幾秒鐘，而飛機發(fā)動機通常以2700rpm的速度輸出峰值功率并以此速度運行。對于大多數(shù)飛機來說，其操作水平較高端的是那些第二次世界大戰(zhàn)（WWII）飛機，其峰值在3200轉(zhuǎn)。

 

另一個不同之處是設(shè)計這些類型的發(fā)動機的總體目標(biāo)。當(dāng)前，汽車工業(yè)致力于通過減小尺寸來提高燃料效率，并為駕駛員和乘客提供便利。相反，飛機發(fā)動機專注于可靠性和簡單性。洛克希德星座就是一個很好的例子，這是一架二戰(zhàn)飛機，盡管采用了四引擎設(shè)計，但仍被稱為“最安全的三引擎飛機”，因為海外飛行經(jīng)常導(dǎo)致一架引擎沿途死亡。

 

第二次世界大戰(zhàn)中的水冷式發(fā)動機主要是V12型設(shè)計，而風(fēng)冷式發(fā)動機則采用放射狀單星或雙星設(shè)計，每星有七個或九個氣缸。第二次世界大戰(zhàn)期間的功率密度提高迅速；飛機發(fā)動機排量為20至50升，通常是渦輪增壓的，最初是由德國提供的，然后由盟國進行增壓。與當(dāng)今無鉛和無硫的100辛烷相比，當(dāng)時使用的燃料的額定辛烷值等于或低于90辛烷，但戰(zhàn)爭期間增加到100辛烷，甚至高達150辛烷。

 

通過注入水甲醇，這些發(fā)動機達到了約50馬力/升的增壓，在長達90秒的時間內(nèi)達到了50％以上的增壓。如今，批量生產(chǎn)的汽油乘用車發(fā)動機可以輸出100-150HP/L，這是本世紀(jì)以來發(fā)動機技術(shù)的明顯進步。第二次世界大戰(zhàn)期間困擾雙方戰(zhàn)斗的問題是，即使沒有敵方接觸，發(fā)動機的可靠性也是如此。由于維護工作量的有限和跳過，形成的添加劑有限以及由此引起的預(yù)點火，造成了嚴重的問題，從而形成了積炭和沉積物。這是合成機油和功能性添加劑的實際誕生。德國空軍使用的基礎(chǔ)油是二酯與聚乙烯油的無灰混合物7與極壓/抗磨添加劑“MesulfolII”（一種硫載體）混合。1944年，美國空軍在P-38，P-47，P-51和B-25?中開始使用Prestone（硬質(zhì)合金）生產(chǎn)的無灰聚丙二醇。兩種機油概念都在第二次世界大戰(zhàn)后退役，但聚亞烷基二醇（PAG）具有一些自動洗滌劑和分散劑的功能。

 

從1960年代的汽車發(fā)動機到現(xiàn)在的汽車發(fā)動機之間的比較顯示出一些明顯的變化和進步，而兩個飛機發(fā)動機之間的比較顯示了兩個外觀非常相似的發(fā)動機。

 

盡管有將近50年的使用年限，但兩種發(fā)動機的構(gòu)造還是比較相似，最顯著的區(qū)別是1996年增加了燃油噴射。

 

汽車和航空發(fā)動機之間的比較對于理解為什么無灰分散劑在航空發(fā)動機油中仍然很普遍，但是在討論汽車發(fā)動機油時卻很少提及。谷歌搜索“無灰分散劑”將產(chǎn)生幾乎完全與飛機發(fā)動機和飛機發(fā)動機油有關(guān)的結(jié)果。新車中的先進技術(shù)旨在使發(fā)動機盡可能保持原始狀態(tài)，以盡可能長地從油箱中擠出更多英里，更不用說電動汽車不需要發(fā)動機油了。但是，較舊的飛機活塞發(fā)動機設(shè)計更適合于1960年代的汽車發(fā)動機，這些發(fā)動機依賴于發(fā)動機中殘留的一些沉積物，并且被設(shè)計為在其整個生命周期內(nèi)都不會在“新”條件下運轉(zhuǎn)。

 

因此，汽車制造商傾向于建議使用具有復(fù)雜添加劑包的全合成和中級SAP（硫酸灰分<<0.80％。）或低SAP?（硫酸鹽灰分<0.50％），而飛機制造商通常會批準(zhǔn)這種油。使用兩種更基本的油：純凈礦物油和無灰分散礦物油。SAP代表硫，灰和磷。直質(zhì)礦物油（APII-III組）本質(zhì)上是從煉油廠出來的油，通常推薦用于新飛機活塞發(fā)動機的磨合期。

 

據(jù)退休的AeroShell潤滑專家BenVisser所說，“用于使氣缸達到規(guī)格的舊硬鉻，實際上必須磨損零件，磨損掉的顆粒作為研磨劑使用。”進入磨合期后，建議進行更改，以防止不必要的額外積累。大多數(shù)飛機制造商建議在侵入后，在純凈的礦物油上使用無灰分散劑油，以沖洗掉其他金屬顆粒和污染物。

 

盡管這些無灰油在飛機活塞發(fā)動機中具有很強的持久性，但對無灰分散劑油（電動飛機）的長期耐久性仍存在潛在的挑戰(zhàn)。2014年，克勞斯·奧爾曼（KlausOhlmann）的兩座e-Genius飛機打破了七項世界紀(jì)錄。在這些記錄中，有142.7英里/小時（229.7公里/小時）的速度記錄和313英里（504公里）的總飛行速度。當(dāng)考慮所有飛機時，這些結(jié)果并不是開創(chuàng)性的，但要知道e-Genius僅使用帶有單個電池作為電源的電動機就完成了這些壯舉，因此這完全是另一項成就。為了使這項壯舉更加令人印象深刻，e-Genius僅消耗了在同一次旅行中由燃油驅(qū)動的兩座飛機消耗的能量的五分之一。這些結(jié)果對于電動飛機的未來是有希望的，但是它們對飛機用油意味著什么呢？

 

德國斯圖加特大學(xué)的電子天才說，它像滑翔機一樣具有未來感，但是還存在其他更復(fù)雜的電子飛機概念。從全電動到混合動力飛機，電氣化作為對未來的展望是航空業(yè)的“時尚”。Eviation為九名乘客提供了通勤飛機“愛麗絲”，預(yù)計航程為600英里�？罩锌蛙嚬�司為更多的乘客提出了電子風(fēng)扇X，其中一個發(fā)動機被2兆瓦的電動機取代。NASAX-57的試驗型全電動飛機配備了用于巡航的大型翼梢電動馬達和12架帶有可折疊螺旋槳起飛的小型電動馬達。

 

垂直起降（VTOL）是另一組電動飛機。他們專注于區(qū)域空中交通，并通過“城市空中出租車”將城市中心連接起來，因為他們只需要一個降落墊即可。例如：CityAirbus，戴姆勒Velocopter，BOEINGNEXT和Liliumjet。

 

顯然，世界正在朝著電子技術(shù)轉(zhuǎn)移。這項技術(shù)已經(jīng)在汽車工業(yè)中占有一席之地，諸如雪佛蘭Volt，日產(chǎn)Leaf，豐田PriusPrime和特斯拉的汽車家族，汽車銷量在逐年增長。諸如e-Genius之類的飛機也證明了可以與航空界共享這項技術(shù)，但這并不意味著電動飛機的問世，意味著飛機發(fā)動機油的消亡。

 

根據(jù)通用航空新聞，通用航空飛機的平均壽命為50年，制造的平均年份為1970年。相比之下，消費汽車的平均壽命只有12年，因此汽車的平均壽命為12歲，平均生產(chǎn)日期為2008年。從理論上講，這意味著新功能或新法規(guī)的強制實施將持續(xù)到2032年。這使得改變航空技術(shù)變得更加困難，無論好壞。對于航空發(fā)動機油，這可以防止技術(shù)（例如帶有復(fù)雜添加劑包的全合成油）在飛機上變得司空見慣，盡管當(dāng)前全球?qū)μ娲�燃料和更嚴格的排放�?biāo)準(zhǔn)產(chǎn)生了興趣，但它也有助于無灰分散劑得以持續(xù)存在。

 

顯然，航空業(yè)與電氣化競爭的目標(biāo)是實現(xiàn)CO2中性運輸，在這種情況下，航空業(yè)領(lǐng)先于汽車工業(yè)。ASTMD7566是常規(guī)噴氣燃料的關(guān)鍵規(guī)范，目前有七個附件，它們指定了可持續(xù)航空燃料（SAF）的不同途徑，就生物質(zhì)資源和工藝而言，允許來自不同來源的高達50％的可持續(xù)航空燃料體積。這可以是內(nèi)燃機的藍圖。寶馬最近宣布已批準(zhǔn)100％可再生柴油燃料，稱為HVO100。HVO100是烴基柴油的化學(xué)副本。保時捷促進了以CO2制成的合成燃料或電子燃料的開發(fā)和氫使用可再生能源。另一選擇是將燃料與33％（體積）的氫化廢食用油混合，以生產(chǎn)石油化學(xué)柴油，這是大眾汽車公司提出的稱為R33BlueDiesel的提議。

 

在過去的半個世紀(jì)中，飛機發(fā)動機的力學(xué)基本保持不變，而汽車發(fā)動機的力學(xué)則有了很大的發(fā)展。盡管存在發(fā)展差異，但預(yù)計未來幾年電氣技術(shù)將滲透到這兩個行業(yè)中。盡管這可能會減少飛機發(fā)動機機油的使用，但是具有簡單活塞發(fā)動機設(shè)計的老式飛機的持久性很可能導(dǎo)致無灰分散劑航空發(fā)動機機油的持久性。無灰分散劑油在未來幾年可能不會看到許多新的發(fā)展和改進，但是像它們所服務(wù)的飛機一樣，它們可能會存在很多年。