現如今的汽車為什麼都使用低粘度機油,低粘度機油真的省油麼?

西門町拓海 2022/09/28 檢舉 我要評論

用低粘度機油真的會省油,現如今的汽車油耗如此之低,低粘度機油起到了很大一部分功勞。低黏度機油的優點很多,如低溫流動性好、降低發動機運行阻力、泵油壓力更低等等。所以低粘度機油普及是大勢所趨,而在未來所有的汽車品牌都會選擇使用低黏度機油。

當然低粘度機油并非全是優點,發動機高轉速運行時所能提供的保護是否充足一直存在爭議。黏度低所形成的油膜必然更薄,在發動機高溫、高負荷運行時更薄的油膜更容易產生破裂。而采用靜壓潤滑的部件,一旦油膜破裂,超大的接觸面積(比如如軸瓦,面接觸)直接發生摩擦,對摩擦面所造成的磨損是非常嚴重的。

當然這也并不是說低黏度機油的保護能力就一定差,畢竟評價一款機油在高溫高負荷下的保護能力也不能只看油膜厚度,基礎油質量、添加劑配方同樣重要。因為潤滑可以分為流體潤滑(流體動壓、靜壓潤滑,彈性流體動壓潤滑)、混合潤滑、邊界潤滑,流體潤滑與油膜厚度的關系相對緊密。而邊界潤滑則是更體現添加劑配方的優勢,因為邊界潤滑狀態下油膜厚度幾乎可以忽略不計。

什麼是邊界潤滑

可以簡單理解為流體潤滑狀態下所以形成的油膜厚度比較大,在這種狀態下水的油膜厚度高,保護性就越理想。流體潤滑狀態下油膜厚度/摩擦面表面粗糙程度綜合值=3(甚至更高),油膜厚度一般在1-100微米(彈性流體動壓油膜要薄一些)。而在邊界潤滑狀態下,油膜厚度/摩擦面表面粗糙程度綜合值=無限接近于0,油膜厚度在0.001-0.05微米左右。

此時的油膜厚度薄得可憐,此時負荷會主要作用在摩擦面表面上的微觀凸體,以及潤滑劑與摩擦表面所以產生的邊界潤滑劑膜。而流體潤滑膜所承受的載荷微乎其微,可以理解為完全不起作用的狀態。而邊界潤滑的性能強弱則更看添加劑配方,比如美孚玩的鉬流體,嘉實多的鈦流體吧啦吧啦,各大機油品牌都有自己的獨門添加劑配方。

現如今20黏度機油的添加劑配方已經遠比當年40黏度機油的配方更好,也就是說邊界潤滑更強大,從而在一定程度上彌補高溫、高負荷下油膜偏波的劣勢。當然廣大車友們日常駕車代步、買菜,有幾個能把溫度開到高位的?絕大部分車子連水溫表指針連刻度過半都做不到,所以高負荷、全負荷使用車輛的終究是極個別行為。

為什麼低粘度機油會普及

首先強調一下,現如今六大車系均在普及低粘度機油(10-20),所以沒必要吹噓這是日系車專利、日系發動機精度高了。一台機器是否能使用更低粘度的機油,所比拼的并不是精度,而是摩擦表面的面積。同樣的載荷用更大的接觸面積去承受,就能減少載荷對油膜的沖擊,自然就能把機油粘度給降下來。從理論上看只要接觸面足夠大,用豆油或花生油都可以。

實際上低粘度機油之所以普及也離不開高壓縮比、EGR、雙循環等技術的應用,當然這業都是由于環保、排放規則的制約。隨著壓縮比越來越高,同體積空氣被壓縮后產生的熱量越來越大;大量對EGR,降低燃燒室溫度、改善排放;阿特金森循環又是典型的低溫循環。所以說近20年來內燃機的發展趨勢并不僅僅是高壓縮比、增壓、小型化,也是低溫化的過程。

發動機運行溫度下降了,難道不降低機油粘度麼?低粘度機油并不是任何條件下都省油的,同理高粘度機油也并不是任何條件下豆費油的,可以這麼理解……

110℃ 40機油的黏度=90℃ 20機油的黏度

當然這并不是絕對、僅僅是個比喻,這里涉及到了不同車系發動機常規工況下的運行溫度概念。因為無論是多高檔次的機油,運動粘度總是會隨著溫度升高而降低的,也就是說110℃時40機油的運動粘度很可能已經稀到90℃時20機油的運動粘度。所以不是高黏度機油一定費油,關鍵要看「適合」,省油的關鍵在于發動機技術的升級,而低粘度機油僅僅是為了適合技術升級后的發動機罷了。

其次選擇什麼樣的機油往往經過綜合博弈后所做出的選擇,而并非是為了實現單個的目標。比如兼顧節油、環保、壓縮成本等諸多優勢,即便不可能面面俱到,但選擇往往會站在優勢更多的一方。低粘度機油先天流動性比高粘度機油更好,所以對機油泵的泵送壓力要求更低,所以更低功率的機油泵就可以普及,這就是成本上的優勢。所以低黏度機油的普及所實現的目的并非只有省油這一點。

低粘度機油到底省不省油?

低粘度機油當然可以省油,在低溫條件下黏度更低的機油流動性更好,能減少發動機運行時的阻力。而另一方面流動性更好對機油泵的泵油壓力要求更低,要知道機油泵也是從發動機來獲得運轉的動力,機油泵從發動機需求的力降低,那麼發動機的損耗就得到了減少,所以低粘度機油是省油的。

總而言之低粘度機油省油,所以現如今大多數汽車品牌都開始應用低粘度機油。內燃機低溫化是一種趨勢,機器溫度下降了機油粘度也要相應地下降。與過去的高黏度機油相比較,低黏度機油的流動性更好、發動機運行阻力更小(冷啟動時)。當然在高負荷運行時可能存在保護能力不足的問題,但問題是現如今有幾個朋友開車會把轉速拉到紅線附近呢?況且現如今機油的添加劑遠比過去得更好,邊界潤滑能力更強,在一定程度上彌補了低黏度機油的劣勢。

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