七、磨耗(wear)
在汽车引擎的润滑系统中,磨耗成为问题的是:
1) 活塞环与汽缸壁,
2) 凸轮与挺杆或摇臂,
3) 连杆轴承与主轴承。在汽车引擎的润滑系统中,机油泵和过滤器的性能是很重要,把滤去杂质的机油不断的泵送至润滑部位,发挥润滑和冷却的作用,使机件的磨损减低至最少。
要使机油泵发挥其功能,机油的流动性和消泡性要好,且引擎机油中有添加高碱性金属清净剂防止活塞环的腐蚀磨耗颇有效。活塞环与汽缸壁间是流体润滑为主,只要使用适宜黏度且高温氧化稳定性好的引擎机油就可,问题是在于腐蚀磨耗。
其中活塞环多有镀铬,已少有腐蚀磨耗的问题。轴承的润滑油是流体润滑,只要黏度适宜磨耗的问题较少,但是高温腐蚀问题不可忽视。
最后成为问题的是汽门驱动(valve train)系统。此部分的润滑是属于接口润滑(boundary lubrication),易发生擦损(scuffing)、点蚀磨损(pitting)。此一问题不能只靠引擎机油来解决,尚需考虑与磨耗面材质的改进问题。
SM级车用机油的山G试验结果,凸轮与挺杆之平均磨损最高为60μm。
八、复黏度引擎机油之特性
复黏度引擎机油是用较低黏度之基础油与高分子量的黏度指数改善剂(viscosity index improvers)掺配调制而成。常用者有聚甲基丙烯酸酯(Polymethacrylate)、聚异丁烯(Polyisobutylene)、乙烯丙烯共聚物(Ethylene-Propylene Copolymer)、苯乙烯-异戌间二烯共聚物(Styrene-Isoprene)等,其分子量在数万至100万之间。由于低黏度基础油与高分子量聚合物的结合,复黏度引擎机油具有种种特性。
- 剪力稳定性(Shear stability)
把复黏度引擎机油加以机械剪断或音波剪断时,高分子添加剂的主链会被切断,于是短时间内黏度会下降(如10W-30→10W-20),其稳定性受添加剂分子量的影响很大,分子量越高越容易断。 - 非牛顿性(一时黏度下降)
矿油通常被认为是非牛顿性流体,而复黏度机油则显示了典型的非牛顿性,剪断速度变大时,其表观黏度(Apparent viscosity)会缓慢逐渐下降,最后会接近基础油黏度。这是因添加于复黏度机油的高分子量聚合物取向(orientation)于剪断方向而发生的现象。除去剪断力,会恢复原来的黏度。如果添加的是同型的高分子量聚合物时,分子量越低,一时的黏度下降就越少。
九、低温起动性
由于早晨的气温较低(至少比中午温度低6-7℃),以往早晨冷车起动成为一个问题。现在,汽车的燃料系统和点火系统已经改为计算机控制系统,汽油与空气的混合比例由电子喷油装置控制(设有冷起动系统)且采用电子点火装置,在低温的早晨起动车子比以往容易得多。低温起动之问题在于磨擦面的润滑。当起动马达起动之同时,也带动了需润滑的装置(如正时齿轮、曲轴、连杆、活塞、凸轮轴、汽门驱动系统、机油泵、燃油泵、点火分电盘轴、冷却水泵、冷却风扇、发电机、自动变速机器等),此时,起动阻力(磨擦损失)很大,此时,前一天引擎熄火当时各润滑部位表面留下的一层润滑油膜,须足够减低起动阻力,而引擎起动时所需的极限黏度(Limiting)通常为5000 Centipoise,相当于15W机油之黏度
再者,影响摇转特性(Cranking characteristics)的不是曲轴箱中的引擎机油,而是前一天引擎熄火当时留下于汽缸壁上的机油。虽然起动了引擎,是否能在极短时间内把机油泵送至各润滑部位?此是所谓的机油的低温泵送特性。油因氧化黏度变稠流动性变差,造成润滑不完整导致磨损。由于汽车引擎的汽缸壁与活塞之间的摩擦阻力占引擎的全摩擦阻力的70%,是造成起动时的过大摩擦阻力的主要原因。
低温泵送的问题,分为
1) 机油是否经由吸油端滤网继续流入机油泵的现象—气结(air binding)
2) 吸油管部的阻力太大而发生机油泵未能吸入足够的机油的现象—空化作用(cavitation),这与机油的劣化程度和维护保养水平也有关联。此些问题与低温起动性能有密切的关系。低温起动性能是SM级车用机油新要求性能,低温起动性能好较为省燃油。














