這兩天碰到一個案例,一家銷售某德國潤滑油的門店碰到了客戶投訴,客戶反應使用他們5w-40的合成機油后,車輛有噪音變大的問題,再更換成另外一個品牌的5w-40機油后,噪音變小,恢復正常,因此對德國品牌機油質量有所懷疑。該機油在該門店只遇到過這么一起客戶體驗不好的反饋。
經過了解,客戶車輛是邁銳寶,比較新,車況良好。查了下資料,邁銳寶原廠是5w-30的機油,門店銷售的是5w-40的合成機油,所以是粘度上出了偏差,并不是油有什么問題。
高粘度的機油在啟動時機油泵送性能不如低粘度機油,發動機內部阻力會有一定程度的增加,并且由于很多車上使用了用機油壓力進行控制的可變氣門升程和正時技術,所以會導致一定程度的發動機噪音變大或者輸出功率下降,尤其是在較新車輛的上比較明顯。只要恢復使用5w-30粘度級別的機油,問題自然解決。
那么怎么解釋更換了另外一個品牌5w-40機油以后,噪音減小的問題呢?
先看一下,SAE J300標準對粘度等級劃分的標準,注意,粘度等級和API,
ACEA和主機廠個各種認證標準都沒有關系,只表示機油的粘度。
20粘度機油,100攝氏度粘度介于6.9-9.3之間,
30粘度機油,100攝氏度粘度介于9.3-12.5之間,
40粘度機油,100攝氏度粘度介于12.5-16.3之間,
可以看到三個粘度等級的數值區間是連續的。因此,很可能出現不同品牌機油,30和40機油粘度差異非常小的情況,也存在30和40粘度差異可能非常大的情況。這就解釋了為什么換了另外一個品牌5W-40機油后,噪音降低的原因。舉例:如果原廠5w-30的100度粘度靠近上線,另外一個品牌5w-40的100度粘度靠近下線,兩者雖屬于不同粘度級別,但實際差別微乎其微;相反,5w-30粘度靠近下線,而5w-40粘度靠近上線,則兩者差異非常大。
驗證油品是否有問題,首先要在機油的適用范圍內考慮,不能光看一個單獨案例,需要全面觀察。門店因為對機油品牌和機油本身不了解,經常出現一有投訴就懷疑人生的情況。提醒各位經銷商注意。
在這個問題上引申開了聊一下,目前20,30,40機油出現的爭議。日系,美系車最近一年開始大量推廣使用xw-20的機油(以下統稱20機油),德系車新車出廠基本還堅守xw-30的底線(以下統稱30機油)。以前說過,日美系車使用低粘度機油是被美國的CAFE要求逼的,一切為了油耗;德系車堅守5w-30的底線也是被逼的,因為他們大面積使用渦輪增壓和缸內直噴技術。目前日本車也開始跟隨使用這兩項技術,機油消耗過大的問題也越來越多出現,大家可以自行在網上搜索。
翻箱倒柜找到了一份文件,是2016年1月在德國斯圖加特的世界摩擦學大會上,一家德國潤滑油公司做報告的PPT,節選了一部分出來跟大家分享,下面我們來一起看圖說話。
圖中紅色曲線代表20機油,綠色代表50機油,
當發動機轉速低于1500轉時,20機油表現出比50機油更高的曲軸扭矩輸出,
1500轉速以上時,50機油的曲軸扭矩輸出遠高于20機油。
結論:低粘度機油能在高速/低負荷時改善燃油經濟性,但在低速/高負荷時增加磨損
發動機機械損失:90%是粘度損失,10%是邊界摩擦損失。就是說,大部分機械損失是因為克服機油粘度造成的阻力而造成的,真正用于克服摩擦阻力的損失并不大。這個計算結果是針對于新發動機的。在老發動機上,這個比例不適用。在新車上使用高粘度機油或者使用任何會導致機油粘度增加的添加劑都會導致低速狀態下的油耗上升,發動機的動力輸出下降。但由于老舊車輛內部摩擦阻力占比增加,使用高粘度機油或者抗摩劑產品會有一定補償和改進作用。
不考慮機油粘度,只看機油的高溫高剪切HTHS數值,試驗表明該數值在2.9以上時能提供合適的抗磨損保護(對應30機油,見第一張圖),但在2.3-2.6之間時(對應16-20機油,見第一張圖),邊界摩擦損失和粘度損失在平衡區域,兩者都能兼顧,理論上為機油粘度設定的最佳區間。
看到這里,初步映象是日美車系的20機油比德系的30機油選擇更加均衡,更加科學合理。但是,沒說但是之前,前面說的都是廢話。
下圖是另外一個測試,高頻循環往復測試,該測試模擬活塞在氣缸套內的高頻往復運動,來測試潤滑油的抗磨損能力。圖中測試對比了16(粉色)和40(藍色)兩個粘度的機油。16機油的HTHS=2.5cP,40機油的HTHS=4.0cP, 該測試測試了新機油和臟機油兩種狀態下的磨損情況,為了模擬臟機油,加入了0.1%的10微米石英砂粉末,0.1%的4微米氮化硅粉末,使用20-40微米過濾孔徑的機油濾清器。結論是:在新機油狀態下,兩種機油的抗磨損能力差異不大,但機油變臟以后,16機油的抗磨損能力大幅度下降,遠不如40機油。
歐系車經過多年的摸索,使用渦輪增壓和缸內直噴技術,將發動機體積不斷小型化,功率輸出不斷提高。這是目前內燃發動機的發展趨勢。
上圖中,05款沃爾沃XC90 裝配V8發動機,4.4升排量,315馬力,440牛米扭矩,氣缸壓力12.6 bar;16款沃爾沃XC90 裝配T6發動機,2.0升排量,316馬力,400牛米的扭矩,而氣缸壓力達到了25.5 bar。在功率和扭矩幾乎沒有變化的情況下,將排量縮小了一倍,氣缸壓力提高了一倍。而柯尼塞格Agera超跑的
5.0升雙渦輪增壓發動機,1000馬力,扭矩是1100牛米,氣缸壓力為28bar。也就是說歐洲車在不斷地向超跑車的技術指標上靠攏。在這種技術條件下,歐系車算了一筆賬,使用20機油相對30機油來說,可能會有1-2%的油耗改善,對于美國政府和汽車廠來說,這1-2%能帶來巨大的政治和經濟利益(車廠避免被政府罰款),對于個人車主來說,節省的費用實際非常有限,如果由于車輛缺乏足夠的潤滑抗磨損保護而造成損壞時,維修費用將比燃油節省的費用高出幾十倍。所以歐系車目前還是堅守30機油底線。
潤滑油添加劑巨頭路博潤一直在倡導和推動盡快推出ILSAC GF-6機油認證,但由于20和30之爭議,該標準在2017年底之間不被討論。
日本車企向SAE協會申請在J300標準加入8,12兩個更低的粘度等級,SAE已經受理并承認,見第一張圖。這兩種機油基本都是全合成配方的機油,但不適合用于渦輪增壓車,只用在小型油電混合車型上。
由于發動機缸套超硬質涂層技術PTWA, LDS APS越來越多被應用,粗糙度可以達到RVK最大溝深10微米,最淺溝深RPK0.1微米,對于機油的抗磨損保護要求可以適當降低,未來德系車也會向20機油方向發展,有報道稱,大眾有計劃在未來跟嘉實多在新車型上合作使用20機油。
由于日系,美系車通過減重和使用各種可變正時和氣門升程技術降低油耗的空間已經不大,他們也開始走上了歐系渦輪增壓和缸內直噴的技術路線。如果OEM配套機油廠繼續像給德系車配套那樣犯錯誤,把日美系也變成了燒機油車,所有做非OEM品牌機油的經銷商們,請抓住機會。恭喜發財。
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