我们现在一般都是用的冬夏通用机油。以型号15w40为例:w前面的这个15决定了这款机油的低温流动性和启动粘度。这个数字越小低温流动性就越好,比如:10w40比15w40低温流动性好,5w40比10w40低温流动性好。
这些型号40的机油在发动机水温起来以后(假设水温80度,机油100度)发动机正常运转的时候粘度值是差不多的。美国汽车工程师学会(SAE)就是根据100度机油温度划分的20,30,40,50……等等这些粘度级别。为什么要这样划分型号呢?请看下节介绍:100度运动粘度
100度运动粘度SAE认为,发动机热车正常行驶的时候水温在80度左右,相对应的机油温度在100度左右。正常行驶的时候我们的车上机油温度百分之九十以上时间都是在这个温度附近,所以这个100度机油运动粘度指标高低就决定了我们的车是否省油的一个关键数据。(一般机油官网都有这个数据)
另外,因为有发动机热管理系统,所以我们的发动机从冬天的黑龙江开到海南水温高低差别也不会相差太大,比方说你在黑龙江冬天开车水温80度左右,把车开到海南岛水温也会在80度左右。同样,与水温同步起伏的机油温度也同样如此。所以说你冬天用啥机油,夏天照样可以使用。下图是我们所用机油字母“w”后面的数字所对应的车辆正常运转时候的机油粘度:
以天锦国三车为例:说明书上面介绍必须使用30,40夏季粘度等级的机油。也就是说热车正常行驶的时候,国三天锦发动机热车需要的机油粘度在9.3/16.3厘斯(运动粘度单位1cst=1平方毫米mm2/秒)范围之内。
这样车辆正常行驶的时候油膜质量(机油压力)是有保证的。低于这个数值油膜质量没法保证,发动机可能会损坏。高了则会费油,毕竟在浆糊里面划船肯定没有在水里划船轻松。如果把20w50机油比作浆糊的话,那么我选择15w40机油就相当于在水里划船了。
所以,这台车根据使用手册来说可以这样选择机油粘度:新车的时候选择10w30的机油,车旧了可以选15w40的机油(广东区域)。相对比以前使用的20w50机油来说不仅改善了低温启动性能,而且节油的同时也保证了润滑效果。
粘度指数好的机油粘度是既要低温流动性好,又要高温粘度足够。机油高温有多稀,低温有多稠这二者(机油40摄氏度粘度和机油100摄氏度粘度)之间的关系名词叫:粘度指数。粘度指数越高就说明这个机油高低温粘度变化越小(大白话:一般指高温下机油不会变得很稀)。
下图是壳牌R4CI-4;15W40机油粘度指数,它的粘度指数是139。矿物油粘度指数超过110就很牛逼的了(壳牌号称半合成的机油实际上也是矿物基础油)。足以证明这款机油的优秀。
150℃摄氏度 高温高剪切粘度HTHS比如,活塞环在缸壁上面刮的时候,不能刮的太过于干净,否则就没有润滑效果,这个指标叫高温高剪切粘度,也可以叫高温油膜强度。这个油膜强度不能太低,太低的话机件磨损就会大。这个粘度也不能太高,太高的话燃油经济性就会差。
所以在SAEJ300(美国汽车工程师学会机油标准)标准里面我们会看到40摄氏度和100℃摄氏度机油运动粘度是一个粘度范围,而这个高温高剪切粘度只有一个最低强度要求。前者要求油膜厚度,后者要求油膜强度。也可以这样理解:40度和100度运动粘度指标主要指的是压力润滑部位(比如曲轴轴径润滑);高温高剪切动力粘度主要指的是摩擦润滑部位(比如活塞环和缸壁之间)。
高温不变稀,低温不变稠就是好机油!大白话总结一下:高温不变稀,低温不变稠就是好机油!但是优秀的机油还要具备下面的条件:在很高的温度下(比如150度)机油飞溅到的光滑表面,即使我们把表面的油擦掉,剩下的油膜也能保证润滑。比如活塞环刮缸壁,气门在气门导管里的运动,凸轮轴的凸轮和挺杆座的摩擦。
通过数据对比我们看到20w50的机油高温运动粘度大,实际上高温下对于车辆的润滑保护并不15w40强,早些年,机油粘度指数普遍较低,车辆的热管理差,机械加工精度低等等的情况下对于需要压力润滑部位的机油压力就是主要需求(比如轴瓦部位,增压器轴承等)。
对于当时容易随温度升高而变稀的机油来说,使用更高粘度的机油是保证发动机高温下的机油压力和足够润滑是首要条件。而今随着机油质量等级的提高,优秀的热管理技术的实现以及机械加工技术的进步等,对于需要压力润滑的需求已经不那么重要了。
同时,随着升功率的提升,单位接触面积越来越小,承力部位压强也越来越大,对于机油性能要求比较高的地方是活塞环背部,凸轮轴凸轮部位,气门等高温高剪切部位。所以,低黏度高剪切值的机油是现在的主要发展方向。大家可以看到国内发动机的标杆康明斯对于机油压力的要求是只需要勉强够就行,同时机油API质量等级要求足够高。