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用低粘度机油真的会省油,现如今的汽车油耗如此之低,低粘度机油起到了很大一部分功劳。低黏度机油的优点很多,如低温流动性好、降低发动机运行阻力、泵油压力更低等等。所以低粘度机油普及是大势所趋,而在未来所有的汽车品牌都会选择使用低黏度机油。
当然低粘度机油并非全是优点,发动机高转速运行时所能提供的保护是否充足一直存在争议。黏度低所形成的油膜必然更薄,在发动机高温、高负荷运行时更薄的油膜更容易产生破裂。而采用静压润滑的部件,一旦油膜破裂,超大的接触面积(比如如轴瓦,面接触)直接发生摩擦,对摩擦面所造成的磨损是非常严重的。
当然这也并不是说低黏度机油的保护能力就一定差,毕竟评价一款机油在高温高负荷下的保护能力也不能只看油膜厚度,基础油品质、添加剂配方同样重要。因为润滑可以分为流体润滑(流体动压、静压润滑,弹性流体动压润滑)、混合润滑、边界润滑,流体润滑与油膜厚度的关系相对紧密。而边界润滑则是更体现添加剂配方的优势,因为边界润滑状态下油膜厚度几乎可以忽略不计。
什么是边界润滑
可以简单理解为流体润滑状态下所以形成的油膜厚度比较大,在这种状态下水的油膜厚度高,保护性就越理想。流体润滑状态下油膜厚度/摩擦面表面粗糙程度综合值=3(甚至更高),油膜厚度一般在1-微米(弹性流体动压油膜要薄一些)。而在边界润滑状态下,油膜厚度/摩擦面表面粗糙程度综合值=无限接近于0,油膜厚度在0.-0.05微米左右。
此时的油膜厚度薄得可怜,此时负荷会主要作用在摩擦面表面上的微观凸体,以及润滑剂与摩擦表面所以产生的边界润滑剂膜。而流体润滑膜所承受的载荷微乎其微,可以理解为完全不起作用的状态。而边界润滑的性能强弱则更看添加剂配方,比如美孚玩的钼流体,嘉实多的钛流体吧啦吧啦,各大机油品牌都有自己的独门添加剂配方。
现如今20黏度机油的添加剂配方已经远比当年40黏度机油的配方更好,也就是说边界润滑更强大,从而在一定程度上弥补高温、高负荷下油膜偏波的劣势。当然广大车友们日常驾车代步、买菜,有几个能把温度开到高位的?绝大部分车子连水温表指针连刻度过半都做不到,所以高负荷、全负荷使用车辆的终究是极个别行为。
为什么低粘度机油会普及
首先强调一下,现如今六大车系均在普及低粘度机油(10-20),所以没必要吹嘘这是日系车专利、日系发动机精度高了。一台机器是否能使用更低粘度的机油,所比拼的并不是精度,而是摩擦表面的面积。同样的载荷用更大的接触面积去承受,就能减少载荷对油膜的冲击,自然就能把机油粘度给降下来。从理论上看只要接触面足够大,用豆油或花生油都可以。
实际上低粘度机油之所以普及也离不开高压缩比、EGR、双循环等技术的应用,当然这业都是由于环保、排放规则的制约。随着压缩比越来越高,同体积空气被压缩后产生的热量越来越大;大量对EGR,降低燃烧室温度、改善排放;阿特金森循环又是典型的低温循环。所以说近20年来内燃机的发展趋势并不仅仅是高压缩比、增压、小型化,也是低温化的过程。
发动机运行温度下降了,难道不降低机油粘度么?低粘度机油并不是任何条件下都省油的,同理高粘度机油也并不是任何条件下豆费油的,可以这么理解……
℃40机油的黏度=90℃20机油的黏度
当然这并不是绝对、仅仅是个比喻,这里涉及到了不同车系发动机常规工况下的运行温度概念。因为无论是多高档次的机油,运动粘度总是会随着温度升高而降低的,也就是说℃时40机油的运动粘度很可能已经稀到90℃时20机油的运动粘度。所以不是高黏度机油一定费油,关键要看“适合”,省油的关键在于发动机技术的升级,而低粘度机油仅仅是为了适合技术升级后的发动机罢了。
其次选择什么样的机油往往经过综合博弈后所做出的选择,而并非是为了实现单个的目标。比如兼顾节油、环保、压缩成本等诸多优势,即便不可能面面俱到,但选择往往会站在优势更多的一方。低粘度机油先天流动性比高粘度机油更好,所以对机油泵的泵送压力要求更低,所以更低功率的机油泵就可以普及,这就是成本上的优势。所以低黏度机油的普及所实现的目的并非只有省油这一点。
低粘度机油到底省不省油?
低粘度机油当然可以省油,在低温条件下黏度更低的机油流动性更好,能减少发动机运行时的阻力。而另一方面流动性更好对机油泵的泵油压力要求更低,要知道机油泵也是从发动机来获得运转的动力,机油泵从发动机需求的力降低,那么发动机的损耗就得到了减少,所以低粘度机油是省油的。
总而言之低粘度机油省油,所以现如今大多数汽车品牌都开始应用低粘度机油。内燃机低温化是一种趋势,机器温度下降了机油粘度也要相应地下降。与过去的高黏度机油相比较,低黏度机油的流动性更好、发动机运行阻力更小(冷启动时)。当然在高负荷运行时可能存在保护能力不足的问题,但问题是现如今有几个朋友开车会把转速拉到红线附近呢?况且现如今机油的添加剂远比过去得更好,边界润滑能力更强,在一定程度上弥补了低黏度机油的劣势。