- 深度了解--汽車機油機油黏度知識
- 來源：賽斯維傳感器網 發(fā)表于 2010/6/21
機油黏度知識
許多朋友會問黏度的問題: 15W-50, 10W-40,5W-40, 5W-50, 10W-50, 0W-30,0W-40,20W-50, 10W-60.....這些幾乎已是市面上常見的機油黏度級數, 到底哪種級數適用?哪種黏度耐操又能發(fā)揮性能?
接下來簡略介紹一下何謂"級數"
W為WINTER的簡稱,W前的數字代表機油低溫時流動指數,W后面的數字代表高溫時的黏度,數字愈大代表黏度愈高,而黏度指數是隨溫度變化而改變,越高溫會變的越稀薄.
在臺灣,低于5℃的機會幾乎沒有,各家廠牌黏度指數促進劑品質和品牌也各不相同,所以眾家車友關心0℃黏度到底是多少?其實并沒有標準答案
目前各大油廠紛紛推出0W-40,0W-30機油,標榜流動性佳,超低啟動磨耗等,但這類油在臺灣這種5℃都很難達到的氣候根本沒多大用處,雖然其低溫流動性極佳,但是這個問題在臺灣根本不用考慮,有人說0W-40ㄉ油加速比較快,其實不是這么回事,用10W-40一樣有這樣的效果.
在臺灣如果用此類產品,充其量不過是追求新鮮,浪費金錢而已,一定有人會問:那10W-40會不會比10W-50,10W-60,5W-50爛呢?20W-40應該是很爛的機油了吧?
其實不同黏度等級機油是用于不同的工作環(huán)境中.
舉例來說,在高緯度國家(如瑞典,挪威,丹麥,德國等北歐國家,或大陸型氣候國家,如美國內陸,中國高緯度省分等等)冬季平均溫度相當低,-20℃在當地是家常便飯,只要一波冷氣團,汽車就動彈不得,所以0W,5W的機油對于他們而言是相當需要的. 若是用15W啟動就變得相當困難,甚至結冰,會造成汽缸的磨損,所以低流動點機油之所以推出,完全是適應緯度高國家冬天的需要. 那么,有人也會問那么后面的高溫號數是否也以此觀念探討呢?
沒錯,我們以MOBIL 5W-50為例,美國內陸在夏天的溫度是相當高的,在外國行車環(huán)境如此優(yōu)秀的環(huán)境下,換一次機油至少也要
挺個兩季,所以在氣候季溫差相當明顯的國家中,自然有黏度號數差距大的機油產生,而為了要讓黏度范圍變大,必須添加更多添加劑,而這些添加劑往往是不利潤滑的它必須同時適用極高溫與極低溫環(huán)境,所以在臺灣這種溫差變化不大的地區(qū),黏度范圍太大之機油真的是大材小用.
機油分類
礦物油:
大致說來,市面上非常"俗"的機油大多是礦物油,此類油在罐子上,都沒有清楚的標示,或是以英文"multi-grade"帶過,其意指"復級機油"之意,價格多在百元下,此類油是直接由地下原油挖出加以提煉,加上添加劑而成,主要成分為碳氫化合物,油品分子結構有許多支鏈,在潤滑過程中易受剪力,離心力拉扯而斷裂,故在激烈操駕之下,此類油不能提供完整潤滑,也易裂解變質,但是在添加劑的作用下,仍然有保護引擎的基本功能
半合成油:
(英文: SYNTHETIC,SEMI SYNTHETIC, 或德文SYNTHESE)其基礎油為兩種油類做比例性添加,再加入特定的添加劑提升其油質與穩(wěn)定性,不過制造廠商需要注意的是參配比例的拿捏,所以在選擇半合成油時,最好選擇知名廠商的產品較有保障.
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,也就是說全部在實驗室中經由化學變化(如加氫)制造出來的"油",成品我們通稱為"合成基礎油"..但是必須聲明,它跟我們所謂"油"是絕對不相同的物質,照理應該叫做"人工脂",因為制作它的目的與用途和傳統(tǒng)用潤滑油相同,且顏色相近,所以我們以全合成"油"相稱,用以代替原油潤滑.. 其必須再添加各種添加劑(如抗氧化劑,消泡劑,清凈分散劑,抗極壓劑,黏度指數促進劑等)后,才能稱為全合成油.
機油主要可分為基礎油和添加劑兩個成份：
基礎油又可分為四類：
(1)礦物油（Mineral )：
為從原油中提煉而成的。此種基礎油因受限于原油先天性質、原油的來源、煉制技術、成本等等在黏度指數、流動點和氧化穩(wěn)定度方面便有一定的限制，要靠添加劑來改善。
(2)合成油 ( Synthetic )：
就是把礦物基礎油用酯類(Easter)或聚烯類(PAO-Poly-Alfa-Olefine) 來取代再和添加劑摻配，就是合成機油。而若是基礎油全用酯類或聚烯類取代，便稱為全合成機油（Full-Synthetic Oil)。若只有用部份則稱半合成機油（Partial-Synthetic Oil)。
(3)植物油 (Vegetable )：
顧名思義是從植物所提煉而成的。如黃豆油（soybeam oil)，蓖麻油（Castoroil)而 castor oil使用較廣因為它能夠在鐵或鋼的表面形成一層薄膜，現(xiàn)在有些試驗性的賽車用油采用某些植物油的成分。
(4)動物油( Animal ):
通常用在齒輪的潤滑上。如抹香鯨油（Sperm oil)有非常良好的抗磨和抗壓的特性。它用于多數的有限度滑動的差速器。
至于真正發(fā)揮機油功能的添加劑，則為了配合不同的基礎油的化學特性而稍做調整外，其功效是完全相同的。
合成油對礦物油比較的優(yōu)點是：
1.較高的氧化穩(wěn)定度。
2. 較低之流動點，較寬之溫度適應范圍。
3. 與同一級之礦物油相比，有較高的黏度指數。
4. 同黏度指數之礦物油相比，有較高的抗剪力，在高負荷、高轉速、高溫、高壓的情況下， 其分子結構較不易被剪力破壞而失去良好的黏度指數。
缺點：
1. 高昂的價格。
2. 化學特性屬于瞬間分解，所以請勿超過換油時間太久，免得機油特性迅速劣化傷害引擎。相對其上礦物油較之合成油有低廉的價格，漸進劣化特性的優(yōu)點。
添加劑
添加劑的種類可分為下列幾種：
1.清凈劑 (Detergent)：
引擎在高溫操作時會產生結膠 (Vanish)和積碳 (Carbon)的現(xiàn)象，這些必須靠機油中的清凈劑來清除 ,其成分為金屬鹽類。
2.驅散劑（或稱分散劑 Dispersant): 引擎在低溫操作時，如非高速長時間行駛，會產生所謂的油泥（Sludge)，為防止其產生，機油中必須添加驅散劑，將油泥均勻的分散在機油中，避免油泥沉積在機油濾清器、汽門推桿及活塞環(huán)上，造成潤滑油路不順，而致使未被潤滑的部份造成磨損。
3.抗氧化劑 (An8ti-Oxidant):機油在引擎的高溫高壓下，特別容易與空氣造成氧化反應，機油氧化之后，顏色會加深，黏度會提高，因而增加機油幫浦及引擎的負荷，同時氧化之后產生的有機酸也會腐蝕引擎的零件，因此保持機油的氧化穩(wěn)定性是很重要的，尤其是在極高溫的渦輪引擎。
4.防銹添加劑 (Anti-Rust Additive): 為防止引擎的金屬零件生銹，理所當然必須添加防銹劑，此種添加劑的成份均含有一極性基(Polar Radical),利用分子間的極性吸附于金屬表面，保護金屬免受空氣、水分及鹽分侵蝕而生銹。
5.抗腐蝕添加劑 (Anti-Corrosion Additive): 與防銹添加劑一樣，但前者用于保護鐵族金屬 (Ferrous Metal)之零件，而后者則用于保護非鐵金屬(Non-FerrousMetal) 和合金(Alloy)零件免于硫份和有機酸之腐蝕。
6.黏度指數改善劑 (Viscosity Index Improver): 基礎油，受限于原油之本質，其黏度指數只能借提煉制程改善至一定程度，之后便需靠黏度指數改善劑了，也因為黏度指數改善劑的發(fā)明才有復級黏度的機油產生。
7.流動點抑制劑 (Pour Point Depressnat): 所謂流動點就是測定某一特定油料，當其開始不能流動的那一點溫度，便是流動點。機油中或多或少都會有一些蠟的成分 ( 蠟雖然在基礎油煉制時已經用溶劑消除，但仍然不能達100%)，而這些蠟在低溫一旦成為晶體固結時，會阻止機油的流動；為了使引擎在冬天能夠順利啟動，必須在機油中添加抑制劑，使流動點降低，阻止蠟份結晶，而適應寒冷的氣候。
8.抗磨損添加劑 (Anti-WarAdditive):引擎在高溫高壓的情況下會出現(xiàn)所謂的介面潤滑(BoundaryLubrication)的狀況，也就是金屬活動面在高熱膨脹的情況下，將油膜擠開而形成金屬P金屬之間的直接摩擦，為防止這種情況產生，必須添加抗磨損添加劑，這種添加劑在接觸金屬時，便發(fā)生化學作用，而產生一層保護膜還保護金屬，使之在彼此接觸時免于磨損。
9.消泡劑(Anti-Foaming Agent): 機油在引擎內被反覆的攪動，自然會產生泡沫，而有泡沫的地方便是沒有油膜的地方，引擎便失去保護，而另一方面，有泡沫的地方，同時也代表與空氣的接觸面增大了，也加速其氧化，因此需添加消泡劑，以避免泡沫之產生。
10.染色劑(Dye):
其功用有二：
第一為識別用：如汽車之自動變速箱油(ATF:Automantic TransmissionFluid)均染成紅色，以便漏油時有利辨識維修。
第二為行銷之廣告用：例如日本的二行程機油大部分都染成淡藍色或紅色，除了美觀之外，并可用以廣告其潤滑油中之基礎油精煉程度高、顏色淡，才有可能染色。
11.堿性添加劑 (Alkaline Additive)或總堿價提升劑(Total BaseNumber Booster):其作用在于提高潤滑油中堿性物質的劑量。其功效即是中和燃料（汽油、柴油）中所含之硫份因燃燒后產生的酸性硫化物，免得汽缸內壁（Cylinder Wall)及活塞環(huán)（Piston Ring)等被這些酸性物質所腐蝕。
12.極壓添加劑（Extreme PressureAdditive):多為硫化物、氯或磷之添加劑，在發(fā)生介面潤滑時，能給予金屬良好的保護。如市面上常有些潤滑油或油精的廣告宣稱在轉動的金屬上能構承受多大的壓力，此類便多半是靠極壓添加劑的功用。
13.乳化劑（Emulsifying Agent）：乳化劑的目的在使?jié)櫥椭械乃之a生乳化現(xiàn)象，防止水分和金屬表面接觸而產生腐蝕作用。常見的乳化劑有菜子油，牛油，金屬皂鹽等等。
14.中度極壓添加劑（Mid Extreme pressure improver）：一般為極性化合物，對金屬表面不起化學作用，但分子的一端附著于金屬表面上。所以能承受的負荷里礦物油高，也可以稱做油性劑（oiliness agent）
15.完全極壓添加劑（Full extremepressure agent）： 大多數完全極壓添加劑多含有硫磺，氯化磷的化合物。是適合添加在負荷高且摩擦速度快的潤滑油上，但是只有在遇到重負荷的時候，極性油膜被破壞產生高溫，而此高溫時完全極壓添加劑才會發(fā)生作用而形成化合物，而在摩擦面之間形成一層固體潤滑劑，代替已經破壞的液體油膜。
一般極壓添加劑都有緩和液體油膜被破壞的效果，故有稱為油膜增強劑（Film strenth improver）。
認識API
API作業(yè)分類標志和證明標記，提供了汽、柴油車引擎機油的品質 選用識別，API標志系由國際車廠、引擎制造商、潤滑油業(yè)者所共同制定的油品性能要求；目前全球有500家以上的公司自愿參與API在市場中不定期抽樣檢測的活動，以確保API標志的可信度。
非常多的機油大都沒有標示“API甜甜圈”標示，是不是這也是他們可以賣得比較便宜的原因?其實這是很有可能的，因為要取得API認證、在外包裝上標示“API甜甜圈”也是要付費的！除了認證手續(xù)費之外，為了取得認證所必須做的多項引擎測試那才是更花錢的事兒，因此，有些油公司可能就把這手續(xù)給省了！
會員們可能有所不知，其實，每當API推出一個新的機油規(guī)格，各家機油廠商要推出新規(guī)格機油之前，真正在執(zhí)行新規(guī)格所要求的各項引擎測試的，并不是機油廠商自己，而是供應它們所需添加劑的添加劑生產商，機油公司只是把未來要摻配新規(guī)格機油要用的基礎油(BaseOil)送到添加劑公司來，添加劑公司就會依照自家的技術調出一個〝完整配方″，然后去進行各項所需測試，測試通過之后，就會把測試報告送給機油生產廠商看，機油廠商認可之后，就開始向添加劑廠商購買添加劑，開始在自家的摻配場生產新機油�！ �
當添加劑廠商開始在和機油廠商談論新規(guī)格、新配方時，未來此一配方是否需要API認證，將來每年添加劑的采購量，統(tǒng)統(tǒng)都是新配方添加劑的價格〝制動因素″，如果機油廠商無須添加劑公司將新機油送交API認證，那采購添加劑的價格肯定會低一點，成品機油的價格當然也就比較有競爭力，不過，要提醒消費者的是，API認證乃是品質保證，因為除了有公信力的API-美國石油學會檢驗過新油的品質之外，標示有“API甜甜圈”的機油，也會不定時、不定點有API人員抽檢市售成品機油的品質，一旦有一罐不過關，API就會立刻收回認證，因此有“API甜甜圈”標示的機油，才有真正的品質保障，沒有“API甜甜圈”的，您就只能相信生產廠商的品牌和信譽啰！
而目前市面出現(xiàn)許多號稱符合API SX等級或超越APISX等級的油品事實上都沒有API認證,只不過是廠商玩文字游戲罷了,請大家多多注意!
有些車用機油的確具有節(jié)省燃油（Fuel）的效果，換上這一型的車用機油，不只是油門踩踏起來感覺輕快、加速反應迅捷，而且真的能讓車子的油耗表現(xiàn)進步，節(jié)省汽油或柴油的燃料花費。
有API甜圈標示，表示有經過API認證
這一型的車用機油之所以能替車子達成省油效果，靠的是三項主要因素：
第一，是在功能性添加劑里多摻配了一項“FrictionModifier--摩擦改善劑”，這種添加劑能降低活動零組件之間的摩擦，摩擦少了、運動阻力小了，引擎無須花費力氣對抗摩擦，運轉起來自然較為省力，省力就不費油，因此能達成較佳的油耗表現(xiàn)。
其次，是機油本身的黏度，黏度如果太高，機油就會太稠，會造成流動性變差，不但機油本身不容易迅速抵達需要潤滑保護的部位，而且也形成較多的阻力，因此具有節(jié)約燃油效果的機油，其黏度一定不能太高。
第三，就是機油幫浦把機油從油底殼打到汽缸頭所需要耗費的能量消耗，同樣的，流動性愈佳的機油阻力愈小，需要耗費的能量愈小，當然也就愈能節(jié)省燃油。
第二項和第三項其實可以說是一體兩面的，只是要細分的話，除了機油的低溫黏度要低一點、以節(jié)約車輛啟動的能量、增加機油的流動性之外，在高溫黏度也不要太高，免得油膜黏度太高，又增加機油幫浦的負荷，轉成能源的過度消耗，因此，購買機油時，除了選擇低溫黏度夠低的機油之外，在復黏度范圍的選取上，也盡量別挑黏度范圍太寬的機油。
機油是否具有節(jié)約燃油的效果，當然不能空口說白話，也不能光靠摻配摩擦改善劑這種添加劑就可以聲稱有“Energy Conserving-節(jié)約能源”的效果，堪稱是機油規(guī)范制定龍頭的“API-美國石油學會”就設計了一項API Sequence VI A測試，只要機油廠商將機油送檢，能夠通過此項省油測試的，API就會正式認證，并同意該款機油在其API甜甜圈（APIDonut）標示的下半部注明上“Energy Conserving”字樣，有了API的認證，表示該款機油的確已經通過嚴謹的省油測試，至少會有比一般機油節(jié)省1.1%燃油的較佳油耗表現(xiàn)。
需要提醒消費者的是，當我們在購買機油時，最好一定要選有API甜甜圈標示者，有這個標示的機油，才表示它的確已送API認證通過，品質才有保障。有些機油只在外包裝上標示“符合API SJ”、甚至“超越API SJ”，這些都沒有保障，所仰仗的，只有您對該品牌的信任程度而已！其次，是省油的效果，即使您用了有API甜甜圈標示著Energy Conserving字樣的機油，也不保證絕對有至少1.1%的省油效率，因為每個人實際駕車的狀況，都會有出入，不可能像實驗室里那般嚴謹、可以控制所有的變數；因此，用上這種具省油效果的機油之后，很可能節(jié)約燃油的效果相當不錯，也可能覺得不怎樣，這些都應該心里有數，大體來講，不需要重負荷、不大需要常爬坡走山路、經常行駛高速公路者，其省油效果會比較明顯。
當您在更換機油時，要如何去選擇一款優(yōu)良產品；好機油必須具備那些基本性質，它是由哪些原料組成的.
較稀的機油摩擦系數低，引擎啟動瞬間能提供較快的潤滑效果，減少磨損，且能使引擎轉速提升快，有助于加速性，不過氣密性較差，并不是號數越低越好。
有渦輪增壓裝置的車輛，在選擇機油時最好指定Turbo專用油，以有效潤滑及加強渦輪增壓器的散熱效果。
機油的功能
１．潤滑作用：
引擎只要是處于運轉的狀態(tài)下，內部機件便會產生摩擦，轉速愈 快，摩擦就愈激烈，例如活塞部份，溫度更可高達攝氏兩百多度以上，此時如果沒有機油的存在，溫度便會高到將整個引擎燒掉。機油的第一項功用就是利用油膜覆蓋于引擎內部金屬表面，以減少金屬之間的摩擦阻力。
２．散熱作用：
汽車引擎本身的散熱，除了靠冷卻系統(tǒng)以外，機油也是一個重要角色，因為機油會流經引擎內部各處，可帶走機件摩擦產生的熱，而距離冷卻系統(tǒng)較遠的活塞部份，也可經由機油獲得一些冷卻效果。
３．清潔作用：
引擎長期運轉產生的碳與燃燒剩下的殘渣，會附著于引擎內部各處，如果未經適當的處理，便會影響引擎的功能，尤其這些東西積在活塞環(huán)與進、排氣門等處，會產生積碳或黏著性物質，引起爆震、頓挫不順、耗油加大，這些現(xiàn)象都是引擎的大敵。機油本身具有清凈分散作用，可以不使這些碳與殘渣堆積在引擎內部，讓它們形成小顆粒，而懸浮在機油里。
４．密封作用：
雖然活塞與汽缸壁之間有活塞環(huán)來提供密封作用，但因金屬表面并不是非常平整，所以密封程度并不會很完好，假使密封作用不佳的話，引擎動力必定降低，所以機油可在金屬之間產生薄膜，提供引擎良好的密封作用，提高引擎運轉效率。
５．防蝕、防銹作用：
汽車經過一段時間的行駛，機油內或多或少會自然生成種種腐蝕性的氧化物，尤其是這些腐蝕性物質中的強酸，更容易對引擎內部機件造成侵蝕；同時燃燒所生成的水分，雖然大部分會隨廢氣被帶走，但還是有少許水分殘留下來，于是也會損害引擎。所以機油中的添加劑便有防蝕、防銹的功用，以保護引擎不受這些有害物質的傷害。
全合成油定義
就拿中油的9000SJ來說.依照中油的說法，9000SJ是屬于嚴格定義的全合成油，也就是它的基礎油是用PAO和酯基混合調配而成，價格高是必然的。
現(xiàn)在市面上很多標示100% Synthtic或Fully Synthetic的機油實際上并不是真正的全合成機油，而是用所謂的Group III基礎油。(Q8,BP,楓葉..等)，也就是加氫裂解(Hydro Cranking)的基礎油，成本較低。
因為制程的進步使得這類GroupIII基礎油的物性大幅進步，在各方面的表現(xiàn)直追傳統(tǒng)的全合成油，再加上API在95~96年間取消了對于全合成油的認定標準，所以這些使用GroupIII基礎油的廠商可以在瓶身打上全合成機油的字樣而不致于違法。
所以現(xiàn)在我們才可以在市面上買到這么多種便宜的"全合成油"。但是這些便宜的"全合成油"并不是真正的全合成。
機油壓力涵義:
引擎內潤滑狀況的判斷，應以機油“流量”的大小，而非機油“壓力”的大小.
因為機油pump不是“壓縮機”，機油pump打出的油量(公升/分鐘)與引擎轉數成正比(但機油pump有泄壓閥防止油壓太高，故壓力升高到某一極限值后即不再升高)，pump打出的機油，一路通過oil-filter及引擎內油道一直到潤滑部位，機油在上述的流動過程會有“阻力”存在，這個“流動的阻力”就形成了機油壓力。
所以，當機油粘度越高(越粘)時，機油流動的阻力會越大，油壓隨之提高(但機油流量可能反而較少)，粘度越低時阻力越小油壓當然較低(但機油流量可能比高粘度機油為多)，這個現(xiàn)象，有安裝油壓/油溫表的人就知道，早上冷車啟動時(油溫低--粘度高)油壓都很高(愛車75PSI)
，經過一段時間行駛后，油壓就慢慢降下來，同樣為怠速情形下我的車油壓最低時為15psi(油溫提高粘度降低)，
以同樣的引擎rpm情形下，75psi與15psi時的引擎內部機油流量(或稱流速)是差不多的，差異就在機油粘度。
由此可知機油壓力大小與機油粘度息息相關，反而與機油品質關系不大，我們應該注意的是機油壓力的“穩(wěn)定度”而非壓力大小，亦即如果(一樣的油溫及引擎rpm)油壓不正常提高，則須注意是否油道有阻塞，
反之油壓不正常降低則注意機油量是否不足、機油劣化、pump損壞、oil-filter阻塞等等，所以機油粘度的選擇太高太低都不好----適當就好.
如果說，要從機油壓力看出機油品質的話，亦須從壓力“穩(wěn)定度”來看，紀錄新油剛換上時的油壓，到數千公里后再來比較與新油是否有差異，注意要在rpm/油溫相同的情況下比較。
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