機(jī)油概述之四機(jī)油的性能參數(shù)(下)
40℃運動粘度
40℃運動粘度是表達(dá)機(jī)油在常溫環(huán)境低剪切速度下潤滑性能的主要指標(biāo)。通??梢岳斫鉃椤俺乩滠噯訒r的機(jī)油粘度“。大部分潤滑油廠家都公布了此項指標(biāo)的具體數(shù)據(jù)。整體來看,此粘度從40cst-180cst之間各種款型都有,且和SAE粘度等級成典型線性邏輯關(guān)系。一般理解機(jī)油粘度越快接近或達(dá)到暖機(jī)工況時的粘度,對發(fā)動機(jī)的磨損將越小。所以我們也可以如此認(rèn)為,冷車啟動溫度時的機(jī)油粘度,最接近于暖機(jī)工況機(jī)油粘度(一般10-20之間),就能最快速到達(dá)正常潤滑粘度。法國魔特公司的經(jīng)典之作300V系列0W20款機(jī)油以40.1cst的超低粘度獲得該項目冠軍。此項指標(biāo)雖然不是SAE等級規(guī)則中的指標(biāo),但是我個人認(rèn)為對于南方用戶而言(假如你不打算駕車去寒冷的北方長期旅行的話),這可能是關(guān)乎你發(fā)動機(jī)磨損的最重要指標(biāo),因為你的發(fā)動機(jī)的磨損主要來自每次常溫冷車啟動的潤滑不足。
100℃運動粘度
由于曲軸箱內(nèi)需要潤滑的各個部位的工況不同,所以就要求機(jī)油在不同工況中都能表現(xiàn)出適當(dāng)?shù)恼扯群蜐櫥阅?。下圖為一般發(fā)動機(jī)暖機(jī)狀態(tài)曲軸箱內(nèi)各摩擦副的工況。
從上圖我們得知,在暖機(jī)工況下曲軸箱內(nèi)的機(jī)油溫度設(shè)計在100℃附近。所以100℃的機(jī)油粘度顯然是機(jī)油潤滑性能的核心指標(biāo)。這個指標(biāo)也是SAE粘度等級劃分的核心指標(biāo),是W后面數(shù)字的認(rèn)證指標(biāo)。所以大部分潤滑油制造商為了表達(dá)其產(chǎn)品并非性能指標(biāo)剛剛及格的大路貨,都公開發(fā)布了此指標(biāo)的具體測試結(jié)果,使得我們可以進(jìn)行非常清晰的對比各款型產(chǎn)品之間的細(xì)微性能差異。
SAE將機(jī)油在100℃的運動粘度從5.6cst-26cst區(qū)間進(jìn)行了分級。如下圖
如何確定SAE20還是30、40或者更高粘度最適合你?是季節(jié)氣溫還是駕駛方式呢?都不是,這個主要取決于你的發(fā)動機(jī)設(shè)計者在設(shè)計發(fā)動機(jī)之初對發(fā)動機(jī)各個組件之間設(shè)計的間隙。后面我們會再次詳細(xì)談到這個問題。
在每一組粘度等級內(nèi),更低粘度表達(dá)流動性更好,發(fā)動機(jī)噪音也小,也更加節(jié)能省油。此粘度指標(biāo)的冠軍得主是美國拓克石油公司的SR1系列5W20款機(jī)油,以7.37cst的好成績遙遙領(lǐng)先于排名第二的魔特公司大名鼎鼎300V高轉(zhuǎn)系列0W20的8.00cst。制造商宣稱其配方為合成基礎(chǔ)油和TORCO專利第二代MPZ組合。下圖為全部在售款型中錄得100℃運動粘度數(shù)據(jù)中最低粘度的6款機(jī)油。
如果暫不考慮其它因素的影響,理論上此項指標(biāo)表達(dá)了這幾款機(jī)油搭配美、日系發(fā)動機(jī),運轉(zhuǎn)噪音最低且最節(jié)省燃油。大家能夠注意到,有一款高溫低剪粘度8.18cst的機(jī)油進(jìn)入了SAEJ-300標(biāo)準(zhǔn)粘度5W20區(qū)間,SAE粘度等級卻標(biāo)明是5W40。這是因為SAE機(jī)油粘度標(biāo)準(zhǔn)并非只有100℃運動粘度一個指標(biāo)。下面我們來看另一項非常重要的機(jī)油性能指標(biāo)。
150℃高溫高速剪切動力粘度
150℃高溫高速剪切動力粘度可以表達(dá)機(jī)油在曲軸頸、凸輪軸等潤滑關(guān)鍵部位暖機(jī)狀態(tài)的潤滑性能。相對于100℃高溫低速剪切的運動粘度,高溫高剪切粘度更能準(zhǔn)確的表達(dá)曲軸箱內(nèi)關(guān)鍵潤滑機(jī)件的潤滑效果是否理想。不過,35個制造商中只有11個在其官方網(wǎng)站上公布了此參數(shù),而且款型占比不到全部在售的500多款的兩成。這和大部分制造商都愿意公布100℃高溫低剪粘度和40℃的低溫低剪粘度的情況形成了鮮明的對比。下圖為公布高溫高剪動力粘度的品牌。
許多用戶都希望同時擁有更低的高溫低剪運動粘度和更高的高溫高剪動力粘度。但是從已經(jīng)錄得高溫高剪切粘度的數(shù)據(jù)中,我們發(fā)現(xiàn)高溫高剪切的運動粘度與高溫低剪切動力粘度的線性關(guān)系比較明顯。在低運動粘度機(jī)油中很難找到高溫高剪切動力粘度很高的機(jī)油款型。不過,這也并不太重要,美、日系六大整車制造商近年來的發(fā)動機(jī)設(shè)計,在節(jié)能環(huán)保的大趨勢下朝著精密化更進(jìn)一步,多以5W30作為發(fā)動機(jī)暖機(jī)理想潤滑粘度,且接受小于3.0cP的高溫高剪粘度值,準(zhǔn)確的講應(yīng)該是不太在意這個值,對于這類發(fā)動機(jī)來講,2.8cP和3.5cP的油膜厚度基本上是沒有區(qū)別的。實驗室的數(shù)據(jù)表明大于2.6之后的無論數(shù)值多高都幾乎沒有磨損。說實在的,的確差別也太小了。但是德國大眾遇到一個問題,其裝車油規(guī)格TL-52167和它相應(yīng)的服務(wù)油VW502.00/505.00均規(guī)定使用符合SAEJ-300標(biāo)準(zhǔn)的5W40。但是特別要求機(jī)油的高溫高剪粘度值達(dá)到3.5cP才行。這樣一來,市場上只有粘度達(dá)到SAEnW50級機(jī)油才能滿足這個指標(biāo)用于大眾車型。鑒于大眾公司對潤滑油制造商的強(qiáng)大影響力,SAE為此專門成立一個工作組進(jìn)行了調(diào)查,最后以投票方式通過了在SAEJ-300(2007)標(biāo)準(zhǔn)中將40粘度的高溫高剪粘度標(biāo)準(zhǔn)從2.9cP提升到了3.5cP。這樣一來,低粘度機(jī)油為了遷就高溫高剪粘度只好適當(dāng)調(diào)高其他各個粘度,目前市場上高溫高剪粘度高于3.5cP的10W30機(jī)油也有不少,比如說美孚一號高里程系列10W30,安索OE系列、XL長效系列10W30,紅線10W30等都是專門提升了高溫高剪值的低粘度機(jī)油,其代價是將本來SAE30級粘度應(yīng)該具有的不高于50的40℃運動粘度,提升到了70cst附近,我個人認(rèn)為這是非常不值得的巨大代價。
我想大家也注意了到曲軸箱內(nèi)的摩擦副有不少高于200℃的情況,有些潤滑油制造商也給出了200℃高溫高剪切動力粘度的數(shù)據(jù)。不過由于給出該項指標(biāo)測試結(jié)果的機(jī)油款型實在太少,我很難對此作出什么分析結(jié)論。而且無論是怎樣的粘度值,我可以肯定的講,這個溫度下任何機(jī)油的動力粘度都會在2cp左右,而運動粘度也就2.5-3cst之間,差別都小到微乎其微了,所以我在此忽略了此性能參數(shù)。
機(jī)油消耗量
諾亞克法蒸發(fā)值是表達(dá)機(jī)油蒸發(fā)損失的重要指標(biāo)。這個指標(biāo)的計量單位可以簡單理解為當(dāng)油溫上升到248℃-249℃時每100克機(jī)油中損失了多少克(ASTM6375-99a標(biāo)準(zhǔn)測試)。但是這個指標(biāo)是特定環(huán)境下的指標(biāo),而發(fā)動機(jī)的設(shè)計每一款都不盡相同,所以用戶實際感受到的每千公里的機(jī)油消耗量與這個指標(biāo)并沒有線性邏輯關(guān)聯(lián)。更何況曲軸箱強(qiáng)制通風(fēng)并非是目前國內(nèi)中低端德系車主反應(yīng)的“燒機(jī)油”的主要原因。
大部分整車制造商的每千公里機(jī)油消耗量標(biāo)準(zhǔn)都十分的寬泛,大多都在每千公里0.5升左右,說白了你的汽車8000公里后即使機(jī)油一滴都沒有了,也是在制造商的機(jī)油消耗允許范圍內(nèi)的,所以說幾乎沒有實際約束力。我國84年出臺的標(biāo)準(zhǔn)是汽車在滿負(fù)荷狀態(tài)運轉(zhuǎn)時機(jī)油消耗量不得超過燃油消耗量的千分之三。換算成百公里油耗8升的汽車,千公里機(jī)油消耗量不得超過0.24L。應(yīng)該說這個標(biāo)準(zhǔn)還勉強(qiáng)能接受吧,不過遺憾在此標(biāo)準(zhǔn)是推薦標(biāo)準(zhǔn),至今沒有任何強(qiáng)制力。作為日、美系車的用戶,也許大部分人對這個指標(biāo)并不太在意,但對于不少德系車用戶而言,只能套用一句俗話,那真是“誰用誰知道”啊。
渦輪增加發(fā)動機(jī)各機(jī)件暖機(jī)工況溫度更高,為高缸壓配套設(shè)計的高剛性缸套一般是鑄鐵材質(zhì),所以這一類發(fā)動機(jī)在設(shè)計時通常給活塞環(huán)和活塞套之間預(yù)留更大間隙,以給鋁制活塞環(huán)預(yù)留更多高溫下的熱膨脹空間。在發(fā)動機(jī)冷車和走走停停過程中,由于活塞環(huán)溫度一直沒有起來,這個間隙就一直很大,機(jī)油消耗量就會大增,三元催化器壓力也大。雖然機(jī)油消耗量主要還是與發(fā)動機(jī)設(shè)計有關(guān),但是對于德系車用戶而言,盡量選擇諾亞克法蒸發(fā)值更低的機(jī)油款型,無疑是有所幫助的。畢竟在激烈駕駛時曲軸箱內(nèi)油溫可能從100℃迅速升高達(dá)150℃附近(從儀表板上的水溫儀指針上是看不出來變化的),說機(jī)油此時完全不蒸發(fā)也是不現(xiàn)實的。那么我們橫向?qū)Ρ纫幌逻@個指標(biāo)的數(shù)據(jù),發(fā)現(xiàn)其實主動在官網(wǎng)公布這個指標(biāo)測試結(jié)果的機(jī)油款型只有美國鵬斯、拓克、安索、紅線、、勝牌和俄羅斯盧克及中石油7家潤滑油公司的80多款機(jī)油。不過我們即使從這80多個數(shù)據(jù)中,也能看到范圍居然可以從4.3g到15g這么大跨度,而且和SAE粘度等級完全沒有任何線性邏輯關(guān)聯(lián)。
下圖分別是蒸發(fā)值小于6和大于14的幾款機(jī)油,雖然參考價值不大,也看看吧。說不定你已經(jīng)打算避開選用下面這些機(jī)油。
機(jī)油使用壽命
總堿值是機(jī)油中堿性的元素的總數(shù)。由于汽油在缸內(nèi)燃燒會產(chǎn)生少量硫化物殘留在汽缸壁表面,而硫化物本身具有弱酸性,所以一般來講潤滑油制造商的機(jī)油配方中都會添加弱堿性清潔分散劑來增強(qiáng)機(jī)油的清潔作用。所以總堿值是間接表達(dá)清潔分散添加劑含量的重要指標(biāo)。在北美地區(qū)著名的BITOG論壇,非常多的車友曬出自己的舊機(jī)油送到Blackstone實驗室分析殘留物成分的報告,用以判斷發(fā)動機(jī)內(nèi)部的健康狀況。而總堿值TBN則用來表達(dá)機(jī)油中剩余清潔分散劑含量的重要指標(biāo)。這個指標(biāo)通常用來衡量機(jī)油的使用壽命還有多少里程,同時TBN值下降的速度也可以衡量燃燒質(zhì)量。
目前市場上公布總堿值的機(jī)油款型達(dá)到了近150款,讓我們來看看那些宣稱長效機(jī)油的總堿值到底如何。排在前列的是不負(fù)眾望的,主打長效機(jī)油市場的安索,前10名里面居然囊括前8名。
美孚一號和大名鼎鼎的魔特300V也緊隨其后。
看看誰在最后面吧,大概你已經(jīng)知道為什么總有人非要5000公里換機(jī)油了吧,這些無一例外都是高粘度礦物質(zhì)機(jī)油。
但是值得注意的是,機(jī)油壽命的另一主要殺手是極低溫(約-30℃以下的氣溫)。極低溫使機(jī)油在發(fā)動機(jī)熄火后迅速粘稠,甚至可能使機(jī)油呈類似蠟狀,機(jī)油反復(fù)在極低溫和極高溫之間轉(zhuǎn)換,對機(jī)油的壽命影響很大。所以,表觀粘度更低的低粘度機(jī)油在冬季使用時壽命更有優(yōu)勢。同時,北方冬季的換油周期也比夏季更短。
接下來將介紹如何挑選機(jī)油。
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