眾所周知機油最重要的作用就是給發(fā)動機進行潤滑。而實際上,機油不僅僅提供潤滑這一個作用,同樣起到冷卻、清潔、密封、防銹蝕等作用。
潤滑:發(fā)動機由很多部件構(gòu)成,伴隨著部件的搖擺運動、旋轉(zhuǎn)運動,部件在其接觸面上產(chǎn)生相對旋轉(zhuǎn)和滑動。而發(fā)動機各個部件如圖一所示,要求在不同的溫度環(huán)境下保持設(shè)計性能,所以發(fā)動機機油也同樣要求在不同的溫度下發(fā)揮其作用。高中物理告訴我們:運動部件之間由于正壓力和動摩擦系數(shù)而產(chǎn)生摩擦力,并隨著相對運動產(chǎn)生磨損。而機油作用就是在這些運動部件之間形成油膜,降低動摩擦系數(shù),進而降低摩擦力,減少部件間磨損。同時,由于機油壓本身由機油提供,所以機油也是油壓機的循環(huán)油。
冷卻:由于燃燒和摩擦發(fā)生的熱量,通過機油的循環(huán)傳遞到溫度較低的部件,或者通過機油冷卻器(油冷)進行散熱。
清潔:機油由于熱和氧化作用、發(fā)動機不完全燃燒等產(chǎn)生的氮化物,炭黑等可以部分溶于機油并通過更換排出發(fā)動機,所以機油一定程度上是發(fā)動機積碳的始作俑者同時也是積碳及油泥的清潔工。
密封:保持氣缸和氣缸壁之間的密閉性,防止氣缸內(nèi)廢氣進入曲軸箱;為機油泵及液壓氣門的微小空隙進行適度密封,維持容積效率。
防銹:機油附著在部件表面,隔絕空氣及水分,防止部件氧化;同時通過內(nèi)部循環(huán)中和被燃燒廢氣污染并氧化的部分機油,為活動部件提供相對清潔的潤滑介質(zhì)。
機油分類
根據(jù)原料(基礎(chǔ)油)種類進行區(qū)分
礦物機油的基礎(chǔ)油來源于原油,是由石油經(jīng)過減壓蒸餾得到的粗制油(雜質(zhì)較多,清潔性差)。但是全合成及半合成機油的基礎(chǔ)油,除了需要對粗制油進行進一步提純精制(去除雜質(zhì))外,還需要經(jīng)過蒸餾,分解,然后經(jīng)過分子級別重組,再加入添加劑進行性能優(yōu)化。高溫穩(wěn)定性更好,清潔度更高,機油使用壽命也比礦物機油更長,如果按照同樣的換油周期來計算,全合成機油可以為發(fā)動機提供更好的保護,有效延長發(fā)動機的使用壽命。
機油品級及規(guī)格
SAE粘度等級
近些年來由于環(huán)保壓力,機油也向著低粘度、可以長時間使用等方向發(fā)展,但是其基本特性比如:低溫啟動性、油泥防止、積碳防止、耐磨性、耐腐蝕性等,無論如何也不能被降低,因為這些特性直接影響到發(fā)動機的性能及耐久度。而這些性能中低溫啟動性及高溫抗磨損性尤為重要,低溫狀態(tài)下粘度過高則容易造成啟動困難,高溫時粘度過低則無法形成有效油膜導致發(fā)動機異常磨損。不同的發(fā)動機對機油粘度要求也不同,所以美國機動車工程學會(SAE)對機油劃分出不同的粘度等級。然后根據(jù)不同廠商所提供的產(chǎn)品的測試結(jié)果,給產(chǎn)品標定粘度級別。
低溫環(huán)境下機油對發(fā)動機的影響,主要是啟動性和可泵性。發(fā)動機啟動時,是由啟動電機帶動發(fā)動機轉(zhuǎn)動,當發(fā)動機達到一定轉(zhuǎn)速時進行噴油、點火,然后發(fā)動機自己維持怠速轉(zhuǎn)速。如果此時機油粘度過高,會對起動機產(chǎn)生較大阻力,導致啟動困難。而此時的粘度特性通過Cold-Cranking Simulator(低溫啟動性仿真試驗)進行測試。另一方面,機油可泵性是指,機油泵能否給機油加壓至標準壓力范圍。如果啟動時粘度過高,則可能機油在管路內(nèi)流動不暢或者飛濺行程過短,不能順利到達需要潤滑的表面或者部分表面的油量不足,導致無法充分潤滑。此時的粘度特性通過Mini-Rotary Viscometer(微型旋轉(zhuǎn)粘度計)來測定。而高溫耐磨性,主要影響曲軸軸瓦(滑動軸承)、渦輪軸承等,高速、高溫部件的壽命。此時的粘度通過高溫高剪切粘度(High Temperature High Shear)測試獲得。
API機油品級
API(American Petroleum Institute:美國石油學會)所規(guī)定的石油相關(guān)產(chǎn)品的規(guī)格,機油用過兩個英文字母表示,第一個字母表示測試分類,第二額字母表示分級。汽油機開頭為S,柴油機開頭為C,等級則由英文字母排列順序表示,越靠后級別越高。以汽油機為例:最新等級是2010年發(fā)布的SN等級,在此之前SM(2004)、SL(2001)、SJ(1997)這三個品級標準繼續(xù)使用,SA-SH(1992)等品級標準廢止。同時柴油機最新標準為CK-4,之前的CJ-4、CI-4、CH-4同時有效,CA-CG-4等級標準廢止。
所有經(jīng)過等級認證的產(chǎn)品會有API等級標識,此標識包括API等級(最上方),SAE粘度等級(中間),如果有Resource Conserving則表示同時經(jīng)過燃油經(jīng)濟性認證(ILSAC,GF-5等級認證)。
注意:SN等級不一定是全合成機油,不要用API等級去區(qū)分全合成、半合成還是礦物機油!
ILSAC機油品級
ILSAC( International Lubricant Standardization and Approval Committee:國際潤滑油標準化認證委員會)所規(guī)定的車用機油規(guī)格。
說起這個組織的成立,其實就是用來補充API分級的,80年代開始各個廠家的技術(shù)發(fā)展側(cè)重于節(jié)油和環(huán)保,但是API分級并不能完全滿足廠商們對機油的要求,所以福特、克萊斯勒、通用集團聯(lián)手JAMA(日本自動車協(xié)會),在1992年成立了ILSAC,將各個廠商在環(huán)境面的訴求(油耗、排放等)直接反應(yīng)在機油分級中。在1994年發(fā)布第一個等級標準,目前為止最新等級為GF-5(2010年發(fā)布),據(jù)說明年(2017)年會推出GF-6等級。
ACEA(歐洲汽車工業(yè)協(xié)會)品級
ACEA也是側(cè)重于環(huán)境的品級,成立背景是因為當年美國和日本搞ILSAC的時候歐洲的廠商貌似并不是很認可也不加入該組織,所以自己搞個組織。ACEA品級從1996年開始使用,除日本和美國的廠商之外的主要生產(chǎn)廠家都已經(jīng)加入了該組織。品級構(gòu)成主要分四大塊,A(小型汽油機),B(小型柴油機),C(汽油機和搭載顆粒物回收裝置(DPF)的柴油機),E(大型柴油機),各個類別下再進行細分。目前ACEA貌似沒有ILSAC應(yīng)用廣泛(但是ACEA規(guī)范比較嚴格,從環(huán)境保護及發(fā)動機保護的觀點來看是比較實用的),不過隨著汽車市場全球化戰(zhàn)略的推廣以及越來越嚴苛的環(huán)保法規(guī),相信同時滿足API、ILSAC、ACEA,的通用機油產(chǎn)品會越來越多。
此外還有日本JASO(日本自動車協(xié)會)標準(離生活比較遠暫不介紹)、各個汽車廠家自己的OEM標準等(大多數(shù)廠家自己的標準并不對外公開)。
該怎么選合適的機油?
機油品級
2010年之后的新車選SN等級(渦輪增壓的選全合成機油)
2004年-2010年的車可以選用SM等級(渦輪增壓的盡量選SN級別的全合成機油)
2004年以前的車可以選SL等級(渦輪增壓的盡量選SN級別的全合成機油)
注意:所有帶有渦輪增壓的發(fā)動機都建議選擇全合成機油。
機油粘度
新車根據(jù)行車指導手冊選擇,10萬公里以后可以考慮選擇高一個粘度的機油,比如原來是10W-20的可以選擇10W-30的機油(更換機油粘度會對油耗產(chǎn)生負面影響,但是一般情況下變動值不會超過0.5L/100KM,如果更換機油粘度后發(fā)動機性能異?;蛴秃漠惓U埣皶r進行檢測)。
經(jīng)過發(fā)動機內(nèi)部改造的發(fā)動機(更換活塞、連桿、高凸輪、強化氣門彈簧的),根據(jù)部件提供廠家的技術(shù)指導選擇機油粘度和等級(建議高溫高剪切粘度3.5