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坦孚大讲堂 | 关于机油知识,这一篇就够了!必须收藏!

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文章出处:未知责任编辑:TANFOIL人气:-发表时间:2019-04-01 14:52

机油(汽车发动机润滑油)的构成是什么?

 

 

机油的构成,其实也不是那么复杂,主要由两部分:基础油和添加剂。这就好像「龙珠」中的悟天和特兰克斯的合体:

机油的添加剂旨在加强机油的几大功能:润滑功能、清洁功能、冷却功能和抗氧化功能等。其成分大致如下,在后面我们会详解。

 

机油添加剂成分比(部分)

 

虽然添加剂很重要,但添加剂到底不是机油的主体,基础油占了整瓶机油85%左右的重量,所以,我们先来讲基础油。

基础油是怎么分级的?
矿物质和合成的区别是什么?

 

 

早在1919年美国就成立了为基础油制定标准的组织——美国石油协会(API),当时它由近400家从事石油勘探、运输、炼油和销售的企业组成,目标是为了规范整个成品油的质量,此后他们将机油的基础油分为五类:

 

基础油的分类

 

矿物质基础油(一类和二类)的天生劣势在于它是直接从天然资源中提炼的机油,有些杂质也在所难免。而全合成机油是全人工合成的,相当的纯净。不过近年来随着工艺的提升,矿物质机油杂质含量已经很少了,但在整体稳定性上,终究要低全合成机油一档。如果还是以「悟天克斯」为例,矿物质、半合成和全合成之间的关系大概是这样的:

 

其中,有个例外,就是壳牌公司利用其专利技术XHVI(加氢异构化生产超高黏度指数)使此系列机油达到了类似四类PAO型全合成机油的性能。所以,壳牌公司坚持认为此机油包装上注明「合成机油」(三类)才对。此后,其他公司为了区分壳牌的「合成机油」在四类和五类基础油的机油包装上打上了「全合成」、「100%合成」或「full synthetic」的字样。

 

严格意义上全合成机油指的是100%用四类基础油PAO(聚a-烯烃)或者五类基础油(人工合成的酯类)的产品。

 

此外,我要提醒购买五类基础油的车主,论润滑性能,酯类是最好的。但酯类基础油遇水不稳定,易腐蚀,对油封及涂料的相容性差,并且生产成本较高。所以,购买了五类基础油的朋友,在保存时一定要注意密封。

5W-40到底是什么?机油粘度怎么看?

 

 

机油产业的历史可以追溯到20世纪初,当时整个行业未有健全的标准,急需一个能表述机油品质和作用的标准。于是从1911年开始,SAE(美国汽车工程师协会)着手解决这个问题,并发布了SAE J300,今天我们能使用各种级别的润滑油来应对不同的车型、天气、地区,都始于这里。

 

SAE 复合分级的定义

 

最早的SAE标准是单级标准,只能描述机油在高温下的粘度情况,显然这是远远不够的,此后出现了复合分级,也就是加入了关键的「W」(Winter),最终形成了我们今天看到的「5W-40」的形式。

 

「W」其实代表的就是低温,Winter

 

以「5W-40」为例,表示此机油适合(非必须,非限制,而是适合)在-35 ℃~40 ℃的环境中使用。此外,一般认为「W」前的数字越小,机油的低温流动性越好;「W」后的数字越大,高温的粘稠性越好。

 

此处,注意两点:

1. SAE等级是一个普适性的认同,不代表该机油的全部粘度属性;

2. 请根据购车时,随车赠送《车主手册》的推荐,选择对应SAE的粘度,购买机油。

 

API标准又是什么?是SM还是SN?

 

 

除了SAE(美国汽车工程师协会)为润滑油制定标准,此前提到的美国石油协会除了为基础油制定了标准还制定了API标准。此标准注重的是润滑油的加速能力、降噪能力、长效性能和TBN含量等方面。

 

API分级(部分依据)

 

汽油发动机所用的机油一般表示为SJ、SL、SM和SN,其中S代表汽油机油,J、L、M和N表示其品质等级。其中,区分各个级别重要指标就是锌和磷。对这两种元素的限制,是为了通过减少汽车尾气中重金属含量,降低PM2.5带来的污染。

 

所以,我觉得大家不必太纠结API的等级,无论是SL还是SM都能用。如果你和我一样有一颗保护环境的心,那就选购SN。

还有好多标准?每个车企的标准都是什么?

 

 

此前,我们已经提到了两个意义深远的标准——SAE标准和API标准,除了这两个机构标准外,世界上还有许多国家或联盟都有自己的标准,比如国际通用的ILSAC、日本的JASO和欧洲的ACEA等。

 

润滑油标准和测试方法(机构或国家)

 

我希望大家能稍微了解一下其中ILSAC标准和ACEA标准,因为ILSAC与API标准有对应关系,你能理解API标准,也就懂了ILSAC标准的皮毛。

而ACEA标准是此后各大主机厂(车企)经常使用机油标准,所以作为知识储备,也需要你提前了解。

接下来就要来看各大主机厂使用的机油标准了,由于文章长度的限制,我只列举几个,详情请关注我此前的文章。

 

  • 大众系

大众在国内的油品规格主要是VW502.00/505.00、VW502.00/505.01和VW504.00/507.00。目前在国内VW502.00/505.00标准的粘度主要有0W-40、5W-40两种。VW502.00/505.01也包括0W-40、5W-40,而VW504.00/507.00现在在国内油品的粘度主要是5W-30的。

  • 宝马系

宝马现在在国内主要推荐的油品规格是Longlife-01(相当于ACEA A3/B4),在此基础上,宝马会增加一些自己的发动机测试要求。通常是A3/B4规格的合成油,推荐的粘度有5W-30、0W-40、5W-40。另外注意,只有满足ACEA A3/B4标准的油品才可以,普通的API规格和ILSAC规格的5W-30产品是不能用的。

 

 

  • 奔驰系

奔驰现在在国内的主要规格是MB 229.3和MB 229.5比较多一些,这两个规格的标准都是A3/B4的。国内奔驰用油的粘度主要包括0W-40、5W-40会比较多一些,但是最新的也有5W-30的粘度级别了。奔驰和宝马一样,也要选择满足ASEA A3/B4的产品,如果是柴油机选择C3的规格。

  • 通用系

通用的规格主要有两个:Dexos 1和Dexos 2。Dexos 1用在汽油发动机上;Dexos 2是汽柴通用的(主要是在欧洲的规格)。目前上海通用推出的发动机主要用的油品是Dexos 1。目前Dexos 1在国内主推的是5W-30粘度,相对于普通的SN或者是ILSAC GF-5,Dexos 1的油品在保护性方面要更强一些,但是燃油经济性方面稍微差点。车主在选油的时候,最好是选择有Dexos 1标准的油品。如果没有的话,那也一定要选择满足SN或者是是ILSAC GF-5的5W-30的产品来使用。

  • 丰田和雷克萨斯

除了5W-40以外,其他三个产品全部是要求满足ILSAC GF-5的,这也可以理解丰田车为什么省油。但是丰田车的这几个粘度规格不是所有发动机都可以用的,具体使用要参照车主手册,因为丰田公司对不同发动机推荐的油品粘度也是不一样的。

  • 本田和讴歌

  • 日产和英菲尼迪

  • 现代和起亚

机油标准标定的是哪些性能?

 

 

我先谈「标准」的原因,是担心大家没耐心看,因为接下来就让我们看看这些标准到底主要标定了什么?比较理论,但希望你能了解。

 

  • 100℃运动粘度(100CST)

选油的首要指标,用来表现一款油的真正粘度。由于曲轴箱内需要润滑的各个部位的工况不同,所以就要求机油在不同工况中都能表现出适当的粘度和润滑性能。100℃的机油粘度显然是机油润滑性能的核心指标。SAE将机油在100℃的运动粘度从5.6cst-26cst区间进行了分级。如下图:

100CST的数值越高,说明在100°时的粘度就越大,这也就是为什么涡轮增压发动机会推荐使用30、40的机油,因为涡轮增压发动机的温度在高速运转时会达到约400℃,如果粘度低的机油,就好像流水,不能起到为发动机内部件润滑的效果了。而相对的,日系车推荐20的机油,因为日系汽车一般是自吸,发动机温度相对较低,不需要、有时甚至不要去用粘度过高的机油。

 

所以,100CST参数是一个没有好坏的指标,但却是选择最适合你发动机的机油很重要的参数。正确做法是:对应你的发动机型号(车主手册),再参照上面的参数去寻找适合的机油。

 

  • 150℃高温高速剪切动力粘度(HTHS)

150℃高温高速剪切动力粘度可以表达机油在曲轴颈、凸轮轴等润滑关键部位暖机状态的润滑性能。相对于100℃高温低速剪切的运动粘度,高温高剪切粘度更能准确的表达曲轴箱内关键润滑机件的润滑效果是否理想。

发动机曲轴箱内工作温度

 

许多车主都希望同时拥有更低的高温低剪运动粘度和更高的高温高剪动力粘度。但通过实验我们发现高温高剪切的运动粘度与高温低剪切动力粘度的线性关系比较明显。在低运动粘度机油中很难找到高温高剪切动力粘度很高的机油款型。这个参数对德系车的消费者特别重要:因为德系车一般推荐30粘度油,而HTHS就必须达到3.5以上。

 

  • 总碱值(TBN)

TBN指的是机油中碱性的元素的总数。由于汽油在缸内燃烧会产生少量硫化物残留在汽缸壁表面,而硫化物本身具有弱酸性,所以一般来讲润滑油制造商的机油配方中都会添加弱碱性清洁分散剂来增强机油的清洁作用。所以,总碱值是间接表达清洁分散添加剂含量的重要指标。TBN值越高,机油的长效性越好,使用的公里数就越长。

 

  • 倾点(低温流动值Pour Point)

北方车主冬季用油的重要参考指标,能表现出一款油耐低温的极值。倾点是表达机油在低温环境下能够流动的最低温度。由于倾点与泵送粘度的测试结果线性关系紧密,而泵送粘度几乎鲜有公布,所以理论上讲机油倾点才是机油能够影响到发动机能否正常启动的主要指数。

 

为达到标准,机油添加剂都做了些什么?

 

 

其实基础油的技术已经相当成熟,提神机油性能的重任更多时间落在了机油添加剂上,特别是为了达到以上提到的某些标准时,那么机油里的添加剂到底有哪些呢?

 

  • 清净剂(Detergent)

引擎在高温操作时会产生漆膜(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。

 

  • 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,机油中必须添加分散剂,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分凿成磨损。

 

  • 抗氧化剂(Anti-Oxidant)

机油在引擎的高温下,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。

 

  • 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。

 

  • 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-Ferrous Metal)和合金(Alloy)零件免于硫份和有机酸之腐蚀。

粘度指数改进剂(Viscosity Index Improver)

基础油受限于原油之本质,其黏度指数只能藉加工工艺改善至一定程度之后便须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。

 

  • 降凝剂(Pour Point Depressnat)

又称倾点下降剂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,加上3℃便是倾点,机油中或多或少都会有一些蜡的成份(蜡虽然在基础油炼制时已经去除,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。

 

  • 抗磨损添加剂(Anti-Wear Additive)

引擎在高温高压的情况下会出现所谓的边界润滑(Boundary Lubrication)的情况,也就是金属活动面在高热膨胀的情况下,将油膜挤开,而形成金属与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,而产生一层保护膜来保护金属使之在彼此接触时免于磨损。

 

  • 消泡剂(Anti-Foaming Agent)

机油在引擎内被反复的搅动,自然会产生泡沫,而有泡沫的地方就是没有油膜的地方,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。

 

  • 染色剂(Dye)

作用一:识别用,如汽车之自动变速箱油(ATF:Automatic TransmissionFluid)均染成红色,以便漏油时有利辨识维修;

作用二:行销广告用,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外,并可用以广告其润滑油中之基础油精练程度高,颜色淡,才有可能染色。

30秒学会选购机油?就是那么简单!

 

 

写到这里,不少人又要看不下去了,那么我就教你一种「最快最稳」选购机油的方法:打开你的《车主手册》(或叫《保养手册》),翻到机油那一页,Bingo!恭喜你选对了!

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