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    深度了解--汽车机油机油黏度知识--科诺迪机电

    帖子创建时间:  2012年06月12日 11:22 评论:1 浏览: 457 投稿

     

    机油黏度知识

    许多朋友会问黏度的问题: 15W-50, 10W-40,5W-40, 5W-50, 10W-50, 0W-30,0W-40,20W-50, 10W-60.....这些几乎已是市面上常见的机油黏度级数,
    到底哪种级数适用?哪种黏度耐操又能发挥性能?


    接下来简略介绍一下何谓"级数"

    W为WINTER的简称,W前的数字代表机油低温时流动指数,W后面的数字代表高温时的黏度,数字愈大代表黏度愈高,而黏度指数是随温度变化而改变,越高温会变的越稀薄.


    在台湾,低于5℃的机会几乎没有,各家厂牌黏度指数促进剂品质和品牌也各不相同,所以众家车友关心0℃黏度到底是多少?其实并没有标准答案



    目前各大油厂纷纷推出0W-40,0W-30机油,标榜流动性佳,超低启动磨耗等,但这类油在台湾这种5℃都很难达到的气候根本没多大用处,虽然其低温流动性极佳,但是这个问题在台湾根本不用考虑,有人说0W-40ㄉ油加速比较快,其实不是这么回事,用10W-40一样有这样的效果.


    在台湾如果用此类产品,充其量不过是追求新鲜,浪费金钱而已,一定有人会问:那10W-40会不会比10W-50,10W-60,5W-50烂呢?20W-40应该是很烂的机油了吧?

    其实不同黏度等级机油是用于不同的工作环境中.


    举例来说,在高纬度国家(如瑞典,挪威,丹麦,德国等北欧国家,或大陆型气候国家,如美国内陆,中国高纬度省分等等)冬季平均温度相当低,-20℃在当地是家常便饭,只要一波冷气团,汽车就动弹不得,所以0W,5W的机油对于他们而言是相当需要的.
    若是用15W启动就变得相当困难,甚至结冰,会造成汽缸的磨损,所以低流动点机油之所以推出,完全是适应纬度高国家冬天的需要.
    那么,有人也会问那么后面的高温号数是否也以此观念探讨呢?
    没错,我们以MOBIL 5W-50为例,美国内陆在夏天的温度是相当高的,在外国行车环境如此优秀的环境下,换一次机油至少也要挺个两季,所以在气候季温差相当明显的国家中,自然有黏度号数差距大的机油产生,而为了要让黏度范围变大,必须添加更多添加剂,而这些添加剂往往是不利润滑的它必须同时适用极高温与极低温环境,所以在台湾这种温差变化不大的地区,黏度范围太大之机油真的是大材小用.



    机油分类
    矿物油:
    大致说来,市面上非常"俗"的机油大多是矿物油,此类油在罐子上,都没有清楚的标示,或是以英文"multi-grade"带过,其意指"复级机油"之意,价格多在百元下,此类油是直接由地下原油挖出加以提炼,加上添加剂而成,主要成分为碳氢化合物,油品分子结构有许多支链,在润滑过程中易受剪力,离心力拉扯而断裂,故在激烈操驾之下,此类油不能提供完整润滑,也易裂解变质,但是在添加剂的作用下,仍然有保护引擎的基本功能


    半合成油:
    (英文: SYNTHETIC,SEMI SYNTHETIC, 或德文SYNTHESE)其基础油为两种油类做比例性添加,再加入特定的添加剂提升其油质与稳定性,不过制造厂商需要注意的是参配比例的拿捏,所以在选择半合成油时,最好选择知名厂商的产品较有保障.


    全合成油:
    (英文: 100%SYNTHETIC,FULLY SYNTHETIC, 或德文VOLLSYNTHESE,VOLLSYNTHETISCHES),全合成的意思是全部合成物,也就是说全部在实验室中经由化学变化(如加氢)制造出来的"油",成品我们通称为"合成基础油"..但是必须声明,它跟我们所谓"油"是绝对不相同的物质,照理应该叫做"人工脂",因为制作它的目的与用途和传统用润滑油相同,且颜色相近,所以我们以全合成"油"相称,用以代替原油润滑.. 其必须再添加各种添加剂(如抗氧化剂,消泡剂,清净分散剂,抗极压剂,黏度指数促进剂等)后,才能称为全合成油.


    机油主要可分为基础油和添加剂两个成份:
    基础油又可分为四类:


    (1)矿物油(Mineral ):


    为从原油中提炼而成的。此种基础油因受限于原油先天性质、原油的来源、炼制技术、成本等等在黏度指数、流动点和氧化稳定度方面便有一定的限制,要靠添加剂来改善。


    (2)合成油 ( Synthetic ):

    就是把矿物基础油用酯类(Easter)或聚烯类(PAO-Poly-Alfa-Olefine) 来取代再和添加剂掺配,就是合成机油。而若是基础油全用酯类或聚烯类取代,便称为全合成机油(Full-Synthetic Oil)。若只有用部份则称半合成机油(Partial-Synthetic Oil)。



    (3)植物油 (Vegetable ):

    顾名思义是从植物所提炼而成的。如黄豆油(soybeam oil),蓖麻油(Castoroil)而 castor oil使用较广因为它能够在铁或钢的表面形成一层薄膜,现在有些试验性的赛车用油采用某些植物油的成分。



    (4)动物油( Animal ):


    通常用在齿轮的润滑上。如抹香鲸油(Sperm oil)有非常良好的抗磨和抗压的特性。它用于多数的有限度滑动的差速器。
    至于真正发挥机油功能的添加剂,则为了配合不同的基础油的化学特性而稍做调整外,其功效是完全相同的。

    合成油对矿物油比较的优点是:
    1.较高的氧化稳定度。
    2. 较低之流动点,较宽之温度适应范围。
    3. 与同一级之矿物油相比,有较高的黏度指数。

    4. 同黏度指数之矿物油相比,有较高的抗剪力,在高负荷、高转速、高温、高压的情况下, 其分子结构较不易被剪力破坏而失去良好的黏度指数。

    缺点:
    1. 高昂的价格。
    2. 化学特性属于瞬间分解,所以请勿超过换油时间太久,免得机油特性迅速劣化伤害引擎。相对其上矿物油较之合成油有低廉的价格,渐进劣化特性的优点。

    添加剂
    添加剂的种类可分为下列几种:
    1.清净剂 (Detergent):
    引擎在高温操作时会产生结胶 (Vanish)和积碳 (Carbon)的现象,这些必须靠机油中的清净剂来清除 ,其成分为金属盐类。
    2.驱散剂(或称分散剂 Dispersant): 引擎在低温操作时,如非高速长时间行驶,会产生所谓的油泥(Sludge),为防止其产生,机油中必须添加驱散剂,将油泥均匀的分散在机油中,避免油泥沉积在机油滤清器、汽门推杆及活塞环上,造成润滑油路不顺,而致使未被润滑的部份造成磨损。

    3.抗氧化剂 (An8ti-Oxidant):机油在引擎的高温高压下,特别容易与空气造成氧化反应,机油氧化之后,颜色会加深,黏度会提高,因而增加机油帮浦及引擎的负荷,同时氧化之后产生的有机酸也会腐蚀引擎的零件,因此保持机油的氧化稳定性是很重要的,尤其是在极高温的涡轮引擎。
    4.防锈添加剂 (Anti-Rust Additive): 为防止引擎的金属零件生锈,理所当然必须添加防锈剂,此种添加剂的成份均含有一极性基(Polar Radical),利用分子间的极性吸附于金属表面,保护金属免受空气、水分及盐分侵蚀而生锈。
    5.抗腐蚀添加剂 (Anti-Corrosion Additive): 与防锈添加剂一样,但前者用于保护铁族金属 (Ferrous Metal)之零件,而后者则用于保护非铁金属(Non-FerrousMetal) 和合金(Alloy)零件免于硫份和有机酸之腐蚀。
    6.黏度指数改善剂 (Viscosity Index Improver): 基础油,受限于原油之本质,其黏度指数只能借提炼制程改善至一定程度,之后便需靠黏度指数改善剂了,也因为黏度指数改善剂的发明才有复级黏度的机油产生。
    7.流动点抑制剂 (Pour Point Depressnat): 所谓流动点就是测定某一特定油料,当其开始不能流动的那一点温度,便是流动点。机油中或多或少都会有一些蜡的成分 ( 蜡虽然在基础油炼制时已经用溶剂消除,但仍然不能达100%),而这些蜡在低温一旦成为晶体固结时,会阻止机油的流动;为了使引擎在冬天能够顺利启动,必须在机油中添加抑制剂,使流动点降低,阻止蜡份结晶,而适应寒冷的气候。
    8.抗磨损添加剂 (Anti-WarAdditive):引擎在高温高压的情况下会出现所谓的介面润滑(BoundaryLubrication)的状况,也就是金属活动面在高热膨胀的情况下,将油膜挤开而形成金属P金属之间的直接摩擦,为防止这种情况产生,必须添加抗磨损添加剂,这种添加剂在接触金属时,便发生化学作用,而产生一层保护膜还保护金属,使之在彼此接触时免于磨损。

    9.消泡剂(Anti-Foaming Agent): 机油在引擎内被反覆的搅动,自然会产生泡沫,而有泡沫的地方便是没有油膜的地方,引擎便失去保护,而另一方面,有泡沫的地方,同时也代表与空气的接触面增大了,也加速其氧化,因此需添加消泡剂,以避免泡沫之产生。
    10.染色剂(Dye):
    其功用有二:

    第一为识别用:如汽车之自动变速箱油(ATF:Automantic TransmissionFluid)均染成红色,以便漏油时有利辨识维修。
    第二为行销之广告用:例如日本的二行程机油大部分都染成淡蓝色或红色,除了美观之外,并可用以广告其润滑油中之基础油精炼程度高、颜色淡,才有可能染色。

    11.碱性添加剂 (Alkaline Additive)或总碱价提升剂(Total BaseNumber Booster):其作用在于提高润滑油中碱性物质的剂量。其功效即是中和燃料(汽油、柴油)中所含之硫份因燃烧后产生的酸性硫化物,免得汽缸内壁(Cylinder Wall)及活塞环(Piston Ring)等被这些酸性物质所腐蚀。
    12.极压添加剂(Extreme PressureAdditive):多为硫化物、氯或磷之添加剂,在发生介面润滑时,能给予金属良好的保护。如市面上常有些润滑油或油精的广告宣称在转动的金属上能构承受多大的压力,此类便多半是靠极压添加剂的功用。
    13.乳化剂(Emulsifying Agent):乳化剂的目的在使润滑油中的水分产生乳化现象,防止水分和金属表面接触而产生腐蚀作用。常见的乳化剂有菜子油,牛油,金属皂盐等等。
    14.中度极压添加剂(Mid Extreme pressure improver):一般为极性化合物,对金属表面不起化学作用,但分子的一端附着于金属表面上。所以能承受的负荷里矿物油高,也可以称做油性剂(oiliness agent)
    15.完全极压添加剂(Full extremepressure agent): 大多数完全极压添加剂多含有硫磺,氯化磷的化合物。是适合添加在负荷高且摩擦速度快的润滑油上,但是只有在遇到重负荷的时候,极性油膜被破坏产生高温,而此高温时完全极压添加剂才会发生作用而形成化合物,而在摩擦面之间形成一层固体润滑剂,代替已经破坏的液体油膜。

    一般极压添加剂都有缓和液体油膜被破坏的效果,故有称为油膜增强剂(Film strenth improver)。


    认识API

    API作业分类标志和证明标记,提供了汽、柴油车引擎机油的品质 选用识别,API标志系由国际车厂、引擎制造商、润滑油业者所共同制定的油品性能要求;目前全球有500家以上的公司自愿参与API在市场中不定期抽样检测的活动,以确保API标志的可信度。

    非常多的机油大都没有标示“API甜甜圈”标示,是不是这也是他们可以卖得比较便宜的原因?其实这是很有可能的,因为要取得API认证、在外包装上标示“API甜甜圈”也是要付费的!除了认证手续费之外,为了取得认证所必须做的多项引擎测试那才是更花钱的事儿,因此,有些油公司可能就把这手续给省了!   
    会员们可能有所不知,其实,每当API推出一个新的机油规格,各家机油厂商要推出新规格机油之前,真正在执行新规格所要求的各项引擎测试的,并不是机油厂商自己,而是供应它们所需添加剂的添加剂生产商,机油公司只是把未来要掺配新规格机油要用的基础油(BaseOil)送到添加剂公司来,添加剂公司就会依照自家的技术调出一个〝完整配方″,然后去进行各项所需测试,测试通过之后,就会把测试报告送给机油生产厂商看,机油厂商认可之后,就开始向添加剂厂商购买添加剂,开始在自家的掺配场生产新机油。  
    当添加剂厂商开始在和机油厂商谈论新规格、新配方时,未来此一配方是否需要API认证,将来每年添加剂的采购量,统统都是新配方添加剂的价格〝制动因素″,如果机油厂商无须添加剂公司将新机油送交API认证,那采购添加剂的价格肯定会低一点,成品机油的价格当然也就比较有竞争力,不过,要提醒消费者的是,API认证乃是品质保证,因为除了有公信力的API-美国石油学会检验过新油的品质之外,标示有“API甜甜圈”的机油,也会不定时、不定点有API人员抽检市售成品机油的品质,一旦有一罐不过关,API就会立刻收回认证,因此有“API甜甜圈”标示的机油,才有真正的品质保障,没有“API甜甜圈”的,您就只能相信生产厂商的品牌和信誉啰!


    而目前市面出现许多号称符合API SX等级或超越APISX等级的油品事实上都没有API认证,只不过是厂商玩文字游戏罢了,请大家多多注意!

    有些车用机油的确具有节省燃油(Fuel)的效果,换上这一型的车用机油,不只是油门踩踏起来感觉轻快、加速反应迅捷,而且真的能让车子的油耗表现进步,节省汽油或柴油的燃料花费。

    有API甜圈标示,表示有经过API认证  
    这一型的车用机油之所以能替车子达成省油效果,靠的是三项主要因素:
    第一,是在功能性添加剂里多掺配了一项“FrictionModifier--摩擦改善剂”,这种添加剂能降低活动零组件之间的摩擦,摩擦少了、运动阻力小了,引擎无须花费力气对抗摩擦,运转起来自然较为省力,省力就不费油,因此能达成较佳的油耗表现。   

    其次,是机油本身的黏度,黏度如果太高,机油就会太稠,会造成流动性变差,不但机油本身不容易迅速抵达需要润滑保护的部位,而且也形成较多的阻力,因此具有节约燃油效果的机油,其黏度一定不能太高。
    第三,就是机油帮浦把机油从油底壳打到汽缸头所需要耗费的能量消耗,同样的,流动性愈佳的机油阻力愈小,需要耗费的能量愈小,当然也就愈能节省燃油。   
    第二项和第三项其实可以说是一体两面的,只是要细分的话,除了机油的低温黏度要低一点、以节约车辆启动的能量、增加机油的流动性之外,在高温黏度也不要太高,免得油膜黏度太高,又增加机油帮浦的负荷,转成能源的过度消耗,因此,购买机油时,除了选择低温黏度够低的机油之外,在复黏度范围的选取上,也尽量别挑黏度范围太宽的机油。   

    机油是否具有节约燃油的效果,当然不能空口说白话,也不能光靠掺配摩擦改善剂这种添加剂就可以声称有“Energy Conserving-节约能源”的效果,堪称是机油规范制定龙头的“API-美国石油学会”就设计了一项API Sequence VI A测试,只要机油厂商将机油送检,能够通过此项省油测试的,API就会正式认证,并同意该款机油在其API甜甜圈(APIDonut)标示的下半部注明上“Energy Conserving”字样,有了API的认证,表示该款机油的确已经通过严谨的省油测试,至少会有比一般机油节省1.1%燃油的较佳油耗表现。   
    需要提醒消费者的是,当我们在购买机油时,最好一定要选有API甜甜圈标示者,有这个标示的机油,才表示它的确已送API认证通过,品质才有保障。有些机油只在外包装上标示“符合API SJ”、甚至“超越API SJ”,这些都没有保障,所仰仗的,只有您对该品牌的信任程度而已!其次,是省油的效果,即使您用了有API甜甜圈标示着Energy Conserving字样的机油,也不保证绝对有至少1.1%的省油效率,因为每个人实际驾车的状况,都会有出入,不可能像实验室里那般严谨、可以控制所有的变数;因此,用上这种具省油效果的机油之后,很可能节约燃油的效果相当不错,也可能觉得不怎样,这些都应该心里有数,大体来讲,不需要重负荷、不大需要常爬坡走山路、经常行驶高速公路者,其省油效果会比较明显。

    当您在更换机油时,要如何去选择一款优良产品;好机油必须具备那些基本性质,它是由哪些原料组成的.
    较稀的机油摩擦系数低,引擎启动瞬间能提供较快的润滑效果,减少磨损,且能使引擎转速提升快,有助于加速性,不过气密性较差,并不是号数越低越好。
    有涡轮增压装置的车辆,在选择机油时最好指定Turbo专用油,以有效润滑及加强涡轮增压器的散热效果。

    机油的功能


    1.润滑作用:   

    引擎只要是处于运转的状态下,内部机件便会产生摩擦,转速愈 快,摩擦就愈激烈,例如活塞部份,温度更可高达摄氏两百多度以上,此时如果没有机油的存在,温度便会高到将整个引擎烧掉。机油的第一项功用就是利用油膜覆盖于引擎内部金属表面,以减少金属之间的摩擦阻力。


    2.散热作用:  

    汽车引擎本身的散热,除了靠冷却系统以外,机油也是一个重要角色,因为机油会流经引擎内部各处,可带走机件摩擦产生的热,而距离冷却系统较远的活塞部份,也可经由机油获得一些冷却效果。


    3.清洁作用:  

    引擎长期运转产生的碳与燃烧剩下的残渣,会附着于引擎内部各处,如果未经适当的处理,便会影响引擎的功能,尤其这些东西积在活塞环与进、排气门等处,会产生积碳或黏着性物质,引起爆震、顿挫不顺、耗油加大,这些现象都是引擎的大敌。机油本身具有清净分散作用,可以不使这些碳与残渣堆积在引擎内部,让它们形成小颗粒,而悬浮在机油里。


    4.密封作用:   

    虽然活塞与汽缸壁之间有活塞环来提供密封作用,但因金属表面并不是非常平整,所以密封程度并不会很完好,假使密封作用不佳的话,引擎动力必定降低,所以机油可在金属之间产生薄膜,提供引擎良好的密封作用,提高引擎运转效率。


    5.防蚀、防锈作用:  


    汽车经过一段时间的行驶,机油内或多或少会自然生成种种腐蚀性的氧化物,尤其是这些腐蚀性物质中的强酸,更容易对引擎内部机件造成侵蚀;同时燃烧所生成的水分,虽然大部分会随废气被带走,但还是有少许水分残留下来,于是也会损害引擎。所以机油中的添加剂便有防蚀、防锈的功用,以保护引擎不受这些有害物质的伤害。    


    全合成油定义
    就拿中油的9000SJ来说.依照中油的说法,9000SJ是属于严格定义的全合成油,也就是它的基础油是用PAO和酯基混合调配而成,价格高是必然的。


    现在市面上很多标示100% Synthtic或Fully Synthetic的机油实际上并不是真正的全合成机油,而是用所谓的Group III基础油。(Q8,BP,枫叶..等),也就是加氢裂解(Hydro Cranking)的基础油,成本较低。

    因为制程的进步使得这类GroupIII基础油的物性大幅进步,在各方面的表现直追传统的全合成油,再加上API在95~96年间取消了对于全合成油的认定标准,所以这些使用GroupIII基础油的厂商可以在瓶身打上全合成机油的字样而不致于违法。

    所以现在我们才可以在市面上买到这么多种便宜的"全合成油"。但是这些便宜的"全合成油"并不是真正的全合成。


    机油压力涵义:
    引擎内润滑状况的判断,应以机油“流量”的大小,而非机油“压力”的大小.
    因为机油pump不是“压缩机”,机油pump打出的油量(公升/分钟)与引擎转数成正比(但机油pump有泄压阀防止油压太高,故压力升高到某一极限值后即不再升高),pump打出的机油,一路通过oil-filter及引擎内油道一直到润滑部位,机油在上述的流动过程会有“阻力”存在,这个“流动的阻力”就形成了机油压力。



    所以,当机油粘度越高(越粘)时,机油流动的阻力会越大,油压随之提高(但机油流量可能反而较少),粘度越低时阻力越小油压当然较低(但机油流量可能比高粘度机油为多),这个现象,有安装油压/油温表的人就知道,早上冷车启动时(油温低--粘度高)油压都很高(爱车75PSI)
    ,经过一段时间行驶后,油压就慢慢降下来,同样为怠速情形下我的车油压最低时为15psi(油温提高粘度降低),
    以同样的引擎rpm情形下,75psi与15psi时的引擎内部机油流量(或称流速)是差不多的,差异就在机油粘度。
    由此可知机油压力大小与机油粘度息息相关,反而与机油品质关系不大,我们应该注意的是机油压力的“稳定度”而非压力大小,亦即如果(一样的油温及引擎rpm)油压不正常提高,则须注意是否油道有阻塞,


    反之油压不正常降低则注意机油量是否不足、机油劣化、pump损坏、oil-filter阻塞等等,所以机油粘度的选择太高太低都不好----适当就好.
    如果说,要从机油压力看出机油品质的话,亦须从压力“稳定度”来看,纪录新油刚换上时的油压,到数千公里后再来比较与新油是否有差异,注意要在rpm/油温相同的情况下比较。
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