[作者] Desmo (Ducati) [看板] Oil
[標題] 【文件】機油選用
[時間] 東吳機研站 Wed Nov 21 22:55:03 2001
───────────────────────────────────────
汽油引擎機油的選用
引言：
內燃機在今日世界中已經非常普遍，而在生活水準較高的社會幾乎
人人都會擁有一兩具這樣的機器。在台灣最常見的是奧圖循環的四
行程汽油引擎，利用進氣(吸入比例適當且混合均勻的燃油-空氣混
合氣)-壓縮(減少體積以增加混合氣壓力,可提高作功的效率)-爆炸(點
燃混合氣將化學能轉成機械能)-排氣(將燃燒後的廢氣排出以利下次
吸氣)四個步驟將存於燃油中的化學能轉為可以利用的機械能。為了
要維持引擎的工作,必須要有其他的輔助系統，如進排氣系統、冷卻
系統及潤滑系統等等。本文所介紹的就是潤滑系統的靈魂-機油。由
於機油必須定時更換，而各廠所生產的機油種類繁多，也有各種規
格，如何能使自己的引擎能在最少的機油花費及最好的保護間做選
擇，需要對機油本身有相當的認識。
機油最主要的功能就是減少摩擦。任何機械構造在運動時都會有摩
擦的產生。不管是在滑動(汽缸壁與活塞環)、滾動(各種減磨軸承)或
是在受壓嚙合的場所(如齒輪)，以微觀來看都可以看到金屬表面並
非光滑平整而產生摩擦。更甚者，當摩擦產生的熱累積到某個程度
時會將摩擦面上的部分金屬融化，使得相對運動更為困難。由於兩
金屬表面已有小部份融為一體，其相對運動困難程度相當於直接切
斷此部份的金屬晶體。當有機油存在時，金屬表面並非直接接觸而
是被一層油膜阻隔而幾乎沒有摩擦，僅有表面突出的部分有可能互
相接觸而產生摩擦。減少摩擦可大幅提高燃料使用效率，減低引擎
機件磨損。潤滑油另外有將摩擦產生的高熱、金屬碎屑微粒帶走以
及清潔引擎內部等等的功能。
公定標準：
好的機油必須要具備哪些條件？當然要具有高潤滑性(與黏度有極密
切的關係)及耐久性、耐高溫而不裂解、低溫下不凍結、耐酸性不氧
化以及清潔性佳等等特性。為了讓機油有一個共同的標準，許多單
位都做出努力，而其中最為人所知的就是API(American Petroleum
Institute)及SAE(Society of Automotive Engineers)兩個單位的標準，
而這些標準都可以於購買機油時在包裝上找到。
*API：
API為了因應逐漸增加效率及馬力的引擎設計而逐漸提高各種測試
的合格標準。汽油引擎的標準以S開頭按照字母的順序編號；現行
的標準是SJ級(但SH與SJ之間無SI級)。通常API標準的標示都
會有兩個如SH/CD，意思就是此機油如用在汽油引擎符合SH標準，
用在柴油引擎則符合CD標準。API的標準在汽油引擎來說非常簡
單：最新標準一定比舊標準還要嚴格。不過，標明符合SH標準的
機油不見得就過不了SJ標準，可能只是當SJ標準公佈時廠商沒有
送去再檢驗罷了(因為檢驗要交錢)。API會將機油的基本特性標示
在俗稱API甜甜圈的圓形標誌中，包括了API服務等級、SAE黏度
等級以及是否符合省油標準等等。符合省油標準的機油通常不會使
引擎的使用者感覺到省油，但是若整個國家大量使用此種類的機油
將達成省油的目標。
*SAE：
SAE僅僅提供黏度指數(viscosity index)範圍。這是很單純的物理性
質，且這樣的標準維持了很久且無變動的必要。單就黏度來說，愈
黏的油愈能保持較厚的潤滑油膜，也將會有較好的保護性。油品的
黏度一般來說會隨著溫度的上升而下降，保護性也跟著降低；溫度
低到冰點以下之後卻又有可能會凝固而無法啟動，故SAE每一級的
黏度都有高溫及低溫測試以符合高緯度冬季結冰以及一般運轉狀況
的溫度。SAE黏度指數若是只有一個如10-W(W指的是winter)稱為
單級機油，指的是符合SAE 10-W的低溫及高溫黏度；若是只有40
指的是符合SAE 40的高溫及低溫黏度；若是10W-40則為複級機油，
必須同時符合10W的低溫流動性以及40的高溫黏度的嚴苛標準。
簡單的看法是：數字愈大，黏度愈高。
為了達到SEA的標準，機油中通常都會添加一些改變黏度的化學物
質，使得此種機油在低溫較不易凝固，而在高溫時黏度又不至下降
到太低；而機油中消耗的最快的卻是其中的添加劑，所以雖然有各
種標準的存在，但是機油實際的的潤滑及耐用卻常常無法一眼就看
出來，必須要使用過才能確實知道。
在台灣的氣候很少會降到冰點以下，反而高溫的氣候以及市區塞車
等等狀況都較適合黏度比較大的機油。但是對於小型單汽缸的引擎
來說，過高的黏度會造成無力、抖動等等的問題，所以需要黏度較
低的機油。對於新引擎來說，需要黏度較低的機油以發揮其馬力，
而對於老舊引擎來說，較黏的機油可達到更好的保護效果。
合成油：
機油的製造方法是從基礎的石蠟油加入添加劑(礦物油)，或是將基
礎油以化學方法使得基礎油更為穩定後再加入添加劑(合成油)。故
此若是包裝上寫著all synthetic或是fully synthetic或是一些歐陸的
文字看起來類似這兩個字的話為全合成油；只寫著synthetic為部分
合成，或稱半合成油；沒寫的想當然應該就是礦物油了。由於合成
油的基礎油經過處理，更能抗氧化裂解，所以在新油時會比礦物油
有更佳的表現，而且使用里程也較礦物油長。在相同的使用狀況下，
全合成油一般可以使用比礦物油多一倍以上的里程數(所以別太早把
引擎裡的合成油換下來以避免浪費與污染)。
油田、公司與製造國的影響：
對於機油來說，基礎油的品質以及加工技術決定了其命運。基礎油
的品質愈好，製成的機油也較為耐用且性能較好。世界上最好的原
油來自英國的北海油田；最差的則是美國的阿拉斯加油田。
每個公司都有其獨特的技術；如果對於某方面的要求特別高，可以
看看各公司出品的機油哪一家的哪一個系列符合此特殊需要。有的
公司之間具有特殊的關係，例如美國的Pennzoil石油公司因為遭到
反托拉斯法裁決而分出兩家子公司Mobil以及STP。
製造國的技術與該國的工業技術息息相關。參考一下包裝上的製造
國，那可能與其品牌的來源國並不相同：例如Castrol的機油就至少
有英國、德國及義大利在生產。由於各國的民情不同，同一名稱而
不同製造國的機油可能有很大的表現差異。這種差異可以從自己的
使用中感覺到或是向用過的人詢問。若是有一款油在多國同時生產
且基礎油可能相同的話則選擇賽車活動較為盛行的國家所生產者，
因為當地消費者可能已經將油品做過一次的篩選。
四行程機車的機油：
台灣的四行程機車多為氣冷速克達，工作溫度較高，但是並無離合
器的問題，可以任意選用SH、SJ級的機油；若是排檔的四行程車
因為具濕式離合器，有時會因為機油級數太高而有離合器打滑的現
象發生，故需注意那些會發生此狀況的機油且避免選用。
二行程機油：
二行程引擎由於其潤滑並非循環式而是用後即排出，所以並不適用
以上的兩個公認標準(雖然SAE黏度可以測出來，可是因為其潤滑
形式特性使得其意義不大)，而大部分的二行程機油都不會標明符合
的標準。剩下的三個指標-基礎油、是否加工合成以及生產國-就成
了重要的選擇參考。當然，更好的方法是問問用過這種油的朋友效
果如何。
結論：
大部分機油在台灣的價格非常昂貴且不合理，從最便宜的礦物油50
元/US quarter到高級的賽車機油每公升超過千元都有人賣，但是在
美國當地1 USD/US quarter已經是很高級機油的價格。台灣普遍的
狀況是太愛惜自己的引擎。花大錢換所謂的高級機油，卻很少在開
車或騎車時拉高轉速發揮馬力，用到這些高級機油的優勢，使得高
級機油用起來與佳樂福賣的50元一罐機油沒太大的差別。如果要排
除過度保養的問題，必須要先做好心理調適：不過就是顆內燃機而
已，給予適當的保養以及適當的使用，年限到了就汰換。我認為這
樣才是使用物品正確的觀念。
參考資料：
1. 磨潤工程。李克讓編著。中國機械工程學會出版。P14-52；14-63；
14-64。
2.圖示機車修理手冊。劉兆勛譯。徐氏基金會出版。P247-265。
3.American Petroleum Institute網站公佈機油等級以及選用標準。
http://www.api.org/programs_services/quality/enginoil.htm
http://www.api.org/programs_services/quality/oilguide.pdf
以上的文章是我某一科的期末報告,版權所有請勿任意轉貼:P
關於SAE黏度規格的說明要多看幾遍才會懂...複級黏度機油
的邏輯有點難說明,但是有圖表就簡單了.
--
Shifting-the art of driving.
[作者] eqable (柔情鐵漢150) [看板] Oil
[標題] Re: 【文件】機油選用
[時間] 東吳機研站 Fri Nov 23 00:30:18 2001
───────────────────────────────────────
※ 引述《Desmo (Ducati)》之銘言：
: 汽油引擎機油的選用
: 引言：
........中間略
: *SAE：
: 單級機油，指的是符合SAE 10-W的低溫及高溫黏度；若是只有40
: 指的是符合SAE 40的高溫及低溫黏度；若是10W-40則為複級機油，
: 必須同時符合10W的低溫流動性以及40的高溫黏度的嚴苛標準。
: 簡單的看法是：數字愈大，黏度愈高。
一般而言，機車引擎運轉條件比汽車引擎嚴酷許多，例如機車引擎轉速高出汽車甚多，
引擎冷卻設備也比汽車少(空冷vs水冷)，所以機車引擎用的機油黏度最好不要太稀薄，
黏度高一點，對機車引擎的保護才會較佳，像5W機油就算滿稀了。
: 為了達到SEA的標準，機油中通常都會添加一些改變黏度的化學物
: 質，使得此種機油在低溫較不易凝固，而在高溫時黏度又不至下降
: 到太低；而機油中消耗的最快的卻是其中的添加劑，所以雖然有各
: 種標準的存在，但是機油實際的的潤滑及耐用卻常常無法一眼就看
: 出來，必須要使用過才能確實知道。
你說的沒錯，造成機油會劣化的主要原因就是機油成分中的添加劑會讓機油變質衰退，
所以一款合成機油的好壞關鍵處，就是它的配方好不好，添加劑品質夠不夠優。
但是高檔機油的配方和添加劑本來就比入門機油棒很多，自然價格也會比較高。
一款機油在高溫高轉速的潤滑效果好不好、耐不耐用或劣化的速度，
不只要它看是否為(全)合成機油，更要看它的配方和製程好不好。
: 在台灣的氣候很少會降到冰點以下，反而高溫的氣候以及市區塞車
: 等等狀況都較適合黏度比較大的機油。但是對於小型單汽缸的引擎
: 來說，過高的黏度會造成無力、抖動等等的問題，所以需要黏度較
: 低的機油。對於新引擎來說，需要黏度較低的機油以發揮其馬力，
: 而對於老舊引擎來說，較黏的機油可達到更好的保護效果。
對台灣機車這種小型單汽缸引擎,如果用黏度過低的機油，反而無法有效保護引擎，
這也是為什麼我不建議機車用5W黏度的機油。國產速克達用10W/40~15W/50的機油即可，
至於打檔車像FZR如用10W/60的高黏度機油，反而更能滿足其引擎在高轉速(10000rpm)
這種嚴苛運轉條件下的潤滑需求。
: 合成油：
: 機油的製造方法是從基礎的石蠟油加入添加劑(礦物油)，或是將基
: 礎油以化學方法使得基礎油更為穩定後再加入添加劑(合成油)。故
: 此若是包裝上寫著all synthetic或是fully synthetic或是一些歐陸的
: 文字看起來類似這兩個字的話為全合成油；只寫著synthetic為部分
: 合成，或稱半合成油；沒寫的想當然應該就是礦物油了。由於合成
: 油的基礎油經過處理，更能抗氧化裂解，所以在新油時會比礦物油
: 有更佳的表現，而且使用里程也較礦物油長。在相同的使用狀況下，
: 全合成油一般可以使用比礦物油多一倍以上的里程數(所以別太早把
: 引擎裡的合成油換下來以避免浪費與污染)。
雖然合成機油比礦物油耐用，抗衰退能力也比較強，
可是....
就像你上面曾經提到的，台灣的高溫氣候以及市區塞車走走停停的行車環境，
這對負責潤滑引擎的機油更是一大考驗，機油更容易劣化、衰退和積油泥，
因此跟地廣人稀的歐美國家比起來，台灣的車輛更需要縮短更換機油的里程，
以免讓失去潤滑功能的劣化機油傷害到引擎性能。
同一款機油，在美國可能可以用10,000公里，但是在台灣可能3,000公里就開始衰退了。
: 油田、公司與製造國的影響：
: 對於機油來說，基礎油的品質以及加工技術決定了其命運。基礎油
: 的品質愈好，製成的機油也較為耐用且性能較好。世界上最好的原
: 油來自英國的北海油田；最差的則是美國的阿拉斯加油田。
Yes,英國的北海原油在世界上算是數一數二的。
: 每個公司都有其獨特的技術；如果對於某方面的要求特別高，可以
: 看看各公司出品的機油哪一家的哪一個系列符合此特殊需要。有的
: 公司之間具有特殊的關係，例如美國的Pennzoil石油公司因為遭到
: 反托拉斯法裁決而分出兩家子公司Mobil以及STP。
: 製造國的技術與該國的工業技術息息相關。參考一下包裝上的製造
: 國，那可能與其品牌的來源國並不相同：例如Castrol的機油就至少
: 有英國、德國及義大利在生產。由於各國的民情不同，同一名稱而
: 不同製造國的機油可能有很大的表現差異。這種差異可以從自己的
: 使用中感覺到或是向用過的人詢問。若是有一款油在多國同時生產
: 且基礎油可能相同的話則選擇賽車活動較為盛行的國家所生產者，
: 因為當地消費者可能已經將油品做過一次的篩選。
就像Castrol RS 10W/60就有分好幾個地方作的，德國、法國、奧地利..等等都有作，
所以在精華區裡面，有的車友就認為德國作的RS 10W/60 效能比較突出。
.....(中略)
: 結論：
: 大部分機油在台灣的價格非常昂貴且不合理，從最便宜的礦物油50
: 元/US quarter到高級的賽車機油每公升超過千元都有人賣，但是在
: 美國當地1 USD/US quarter已經是很高級機油的價格。台灣普遍的
: 狀況是太愛惜自己的引擎。花大錢換所謂的高級機油，卻很少在開
: 車或騎車時拉高轉速發揮馬力，用到這些高級機油的優勢，使得高
: 級機油用起來與佳樂福賣的50元一罐機油沒太大的差別。如果要排
: 除過度保養的問題，必須要先做好心理調適：不過就是顆內燃機而
: 已，給予適當的保養以及適當的使用，年限到了就汰換。我認為這
: 樣才是使用物品正確的觀念。
是的，滿多機油在台灣的售價的確比較昂貴，主因是有經過機油廠商和通路商層層剝削
，但是藉著在機油版上，車友們的互相交流，哪家賣的比較便宜或是有特殊管道之類的
，還是有辦法買到比較便宜的機油。
不可否認的，有些機油也被人炒作成神油，造成其價格過高。但是隨著景氣下滑和
口碑機油的銷售量增加，很多原本賣太貴的機油也開始有降價的趨勢。
像是日本Speedmaster機油，因為潤滑性能優異，所以剛來台灣時，價格又貴又硬，
但是現在已經便宜多了，他們頂級的PRO RACING SPECIAL 5W-50 全合成機油，
在日本當地售價高達15,000元日幣(4L)，而台灣已經有店家只賣兩千元多元台幣了。
這樣還能說台灣機油太過昂貴嗎?
至於你說的「花大錢換所謂的高級機油，卻很少在開車或騎車時拉高轉速發揮馬力」
我認為話不能這麼說，
用車人可分兩種:
一種是是把車子當代步工具，車子能用就好，只回原廠作基本保養的一般用車人，
他們開車順順，不會去操車，他們應該不會捨得花大錢去買高檔機油吧?!
可是我相信會上機研BBS來討論的車友，是懂得發揮車輛性能又不甘於原廠機油，
想要在原廠油之外，找出潤滑性能更好，價格也合理的機油吧!
對車子很呵護，把車子當作自己的第二生命一樣，也希望車子引擎能保持再最佳狀態。
要在這邊貼post，也請考量東吳機研BBS車友的想法。
____________
後記:
我是個愛車的人，我很喜歡我自己的車，它們伴隨過我，跟我一起兜風出遊、上山下海
。就像寵物一樣，人和車相處久了，也會有感情的。我不忍心看到它們過著可憐的日子.
我對於你說的「..不過就是顆內燃機而已...年限到了就汰換...」這樣的話深表抗議!!
首先，車子是我的好伙伴，而不只是顆內然機而已！！
冥冥之中，萬物都有其生命，不是嗎?
其次，我不是有錢人，沒辦法說換車就換車，車子買了，當然是要盡力去保養它。
只要平常多花一點心思顧車，讓車子跑得順、用的久，這樣不但比去買一台新車省錢，
也能減少廢棄車輛而更環保。
寫了好久的 eqable 11/23
[作者] Wood (Wood) [看板] Oil
[標題] Re: 【文件】機油選用
[時間] 東吳機研站 Fri Nov 23 00:44:15 2001
───────────────────────────────────────
※ 引述《Desmo (Ducati)》之銘言：
: 大部分機油在台灣的價格非常昂貴且不合理，從最便宜的礦物油50
: 元/US quarter到高級的賽車機油每公升超過千元都有人賣，但是在
: 美國當地1 USD/US quarter已經是很高級機油的價格。台灣普遍的
: 狀況是太愛惜自己的引擎。花大錢換所謂的高級機油，卻很少在開
: 車或騎車時拉高轉速發揮馬力，用到這些高級機油的優勢，使得高
很大的因素是
美國汽車便宜
ㄍ一ㄥ爛了就換一輛
台灣貴呀
所以大家才會想用好一點的油
[作者] Desmo (Ducati) [看板] Oil
[標題] Re: 【文件】機油選用
[時間] 東吳機研站 Fri Nov 23 01:44:28 2001
───────────────────────────────────────
※ 引述《Earvin (紫色老巡弋)》之銘言：
: 問個問題：
: 一般正常運轉時不是考慮高溫黏度？
: 低溫黏度不是只有在引擎尚未到達工作溫度時參考其流動性？
: 不過在台灣5W跟10W差別不大倒是真的！
這個觀念很重要.就工作時的黏度來看,5W-50跟15W-50的黏度
相較如何?答案是一樣的!在一樣的SAE 50 100度攝氏量測的
標準範圍內.工作溫度要看後面的數字,前面的數字代表的是
在多少低溫之下仍然不結凍,而能提供冷車啟動的潤滑.
有W規格的複級機油一般都能在冷車(攝氏零度)時提供良好的
啟動潤滑,當然更低的號數,例如0W或5W能夠承受的低溫更低.
也就是說,如果在台灣一般的用車環境不是很在意早上起來在
攝氏10~20度的"低溫"下機油黏度有點大,引擎反應有點遲鈍,
其實用不著特別去找5W或是0W開頭的複級機油.
工作黏度方面,愈黏的機油拉轉愈慢,油耗愈大,馬力輸出也小.
FZR的例子我想主要不是機油...而是台灣機工加工廠的精密度
問題.比較高的工作黏度=>比較厚的油膜=>比較大的間隙還可
以不吃機油,或是少吃點機油.另外,SAE黏度是一個很粗略的指
標,流動指數範圍很廣.同樣符合50的油,可能一款在上限另一
款在下限.這也造成一些差別.
機油潤滑的嚴苛度不只是看轉速,而是看負荷與速度.摩擦功率
等於摩擦力乘上速度,而摩擦力取決於正向力跟摩擦係數.當磨
擦功率大於散熱功率的時候就發生熱累積,然後....過程略過,
最後導致局部磨損或是縮缸一類的事.所以這種估計還要加上
行程的因素以及爆炸壓力等等的因素來計算(有點複雜我也不會)
就冷卻來說,水冷提供了趨於恆定的工作溫度,使得引擎的平均
效率提高.但是誰說氣冷就一定比水冷的溫度要高?氣冷的問題
在於工作溫度變化範圍大,可是如果設計得當也可以達到控制溫
度上限的效果,不然初期的911不會做成氣冷(早有水冷技術).
最後...我前面貼的東西是當作給一般人的參考,不是針對東吳
機研的使用者.如果真是一個玩車的人,我想更該把機車有生命
的想法拋在腦後.機械就是機械,你怎麼對它,它就怎麼對你.我
只是提供了一些衡量與估算的準則而已(不見得準的準則),我們
自己也可以估算一下使用這些準則會得到多少利益再決定要不
要使用.
--
Shifting-the art of driving.