油品知識

引擎潤滑油品的功用：現代的引擎油品已被工程師及化學家小心翼翼來發展以表現出幾項重要的功用。

• 1. 允許容易啟動-使引擎容易啟動不僅僅只依賴於電池的情況，點火系統，燃料品質，並且也依賴於機油的流動特性。假如油品在一開始溫度時太黏或太濃，則強迫性地帶動零件的移動即引擎曲柄軸的部分則無法即速的啟動且保持運作。因為低溫使所有油品加厚，所以在冬天要使油品變薄才能使曲柄軸在最低的預期溫度下有適當的速度運轉。它必須是液態的足以去快速的流過軸承以防磨損。
  2. 除此之外，油品必須在引擎達正常運作的溫度下變厚，以提供適當的保護。油品是否在曲柄軸箱中的溫度中使曲柄軸容易轉動是取決於其濃度。黏度是油品維持流動的一種工具。防止或液體磨擦是保持油品當在具負荷或壓力移動時從引擎表面被擠出。保持流動是油品分子結構的功用。由於這防護而反應到大部分在轉動曲柄的啟動器的拉動，所以為確保滿足不同曲柄軸則要使用不同的黏度油品，適當油品流動及高溫的保護。由於不同的溫度的黏度改變是廣泛地則要使用不同形式的油品。就是因為這個理由，一標準的發展以衡量不同溫度下其黏度的改變產生。這標準叫黏度指數(V.I.)。
  3. 一油品具有高黏度指數即表示無論在任何的溫度改變下其黏度改變很小。在今天，透過新提煉方法及特別的化學品添加劑，則有許多的高黏度指數的機油在低溫下可以微量到容易驅動曲柄軸，並且在高溫時產生較濃的油品而產生令人感到性能滿足。這些高黏度指數為人所知如“複數級”油品。通常他們也只有叫他們的名字如，全季使用因為在冬天或夏天都滿足。複數級及單數級油品由車輛製造業者所推薦。
• 1. 潤滑-引擎零件及避免摩損一旦引擎被發動了，油品就必須流動迅速且潤滑所有的已流經過的表面以避免金屬與金屬的接觸所造成的磨損，刻痕，或卡死引擎的零件。油膜在承軸及汽缸壁因受移動，擠壓及油品供給而易破損。這些油膜必須被不斷地補充藉由最佳的流動及適當的油品的分佈。
  2. 如先前所提，一油品的黏度必須低到足以使車子在發動時容易起動，而在運作後的高溫必須黏度高到足以確保最佳的引擎保護。一旦油品到達了正在移動的零件，它的功能是潤滑並且避免磨損在移動的表面。潤滑油工程師稱此為全罩式或流動力學潤滑。全罩式潤滑油產生表示移動的零件不斷地被油膜所隔離。而這保持零件隔離的決定性的因素是不同的運作溫度下的黏度。黏度必須高到足以去避免金屬的接觸。因為金屬在全罩式油膜下不能造成接觸，故磨損可被忽略除非在隔離的零件中的微粒子較厚於油膜才可能導致擦傷。曲柄軸承軸，相同的如連桿，凸輪軸及活塞銷，在正常的情況下必須全罩式油膜。
  3. 在一些情況之下，維持一不斷的油膜在移動的零件及間斷的金屬接觸介於高的點在滑動的表面那是不可能的。潤滑油工程師稱此為潤滑油的界線。在這些情形之下，負荷僅有部分的受到油膜的支持。油膜的破裂造成了嚴重的金屬的接觸。當發生了此種的情形，磨擦產生介於可能產生足夠的熱度去造成一個或兩個金屬接觸的融合及結合在一起的表面。除非藉由適當的添加劑的配方來中和可能導致的立即的卡死或破裂及表面的變粗糙。潤滑油隔界情況總是存在於引擎開始發動及常常發生在新的或重修後的引擎運作時。潤滑油隔界也常在活塞環的至高點發現，溫度高時，油品的供給則有限，並且可能活塞運作逆轉的發生。
• 1. 減少摩擦-在全罩式的油膜情形之下，一厚的油膜得以避免金屬接觸介於移動的零件。相對於這些潤滑的零件的移動需要足夠的力量以克服潤滑油流動的摩擦。油品的黏度必須相當高得以維持油膜不破損的情形，但不應高於必須的黏度，因為黏度太高則需要更大力量以克服流動的磨擦。
  2. 車輛製造商指出適當的油品黏度範疇是根據預期的大氣的溫度。這是確保潤滑油將可提供適當的但不過量黏度在正常的情況之下。當油品受污染，而其黏度也隨之而改變。當油品中有煤灰，污垢，氧化物或污泥時，其黏度增加；當摻合著燃料稀釋劑時其黏度就減少了。兩者黏度的改變皆對引擎具有部分的傷害。就是因為這樣的理由，受污染的程度在機油中必須被保持低度。如此才能完成最佳的更換機油及濾清器區間時間。
  3. 化學添加劑的量及形式成了較重要的效能的機油以減少在極端壓力情況的潤滑油邊界磨擦更勝於油品本身的黏度。適當的總添加劑的均衡在現代的機油是重要的以決定是否所有的潤滑油的情況的引擎都被滿足。這油品的配方可能均衡的機油的組合完成僅有透過更多的研究，及強調在實際引擎防水測試，兩者各別在實驗室及服務領域中運作。
• 具保護抗銹及抗腐蝕-在典型的情況，燃料燃燒而形成碳，氧化物及水。有種種的理由，造成燃料不完全燃燒。一些部分地燃燒汽油或柴油燃料經歷了複雜的化學變化在燃燒室時，並且在某些情況之下，形成了煤灰或碳。一些煤灰及部份燃燒的燃料透過排氣裝置排出並且形成了黑煙或有惡臭的氣味，特別是當燃料空氣的混合物相當的豐富或汽缸壁不著火的產生。
  1. 油污泥產生原因：部份的煤灰及未燃燒的燃料通過了環並且進入了曲柄軸箱傾向於與水混合而形成了污泥及清漆沈澱物在重要的引擎的零件。
  2. 沈澱物的形成也許會妨礙了油品的通過而減少了流量。清漆的形成妨礙了適當的清潔，限制了油品的流動及造成了重大的引擎零件的卡死及故障。這樣的結果快速的使零件損壞。水是一個問題。
  3. 對每一加侖燃料在引擎中的燃燒，超過一加侖水的產生。即使大部份的水形成水蒸氣並且由排氣裝置中排出，一些濃縮物在汽缸壁或排出通過了活塞環及至少是暫時性的有些水被陷入了曲柄軸箱。除了水及其副產品外從不完全燃燒的燃料中形成。
  4. 其他腐蝕的燃燒氣體也通過了活塞環並濃縮或溶解在曲柄軸的油中。再加上由正常氧化後的油品所形成的酸及潛在的銹蝕及腐化引擎的沈澱物形成成為重要的。引擎的壽命依靠著機油的能力去中和這些腐蝕物質的影響。感謝較多的研究，有效的油品溶解的化學元素已被發展。這些在機油生產製造時添加去改善重大的對引擎的保護。
• 1. 保持引擎零件清潔-在今天高品質配方的機油，其基本的物件不僅僅是保持引擎的清潔，並且也是避免污泥及清漆沈澱從而妨礙了正常的引擎的運作。引擎污泥的形成通常是低的引擎溫度下所形成的。引擎污泥沈澱物被形成是藉由液化的水，污垢及惡化的油品產品及不完全燃燒結合而成的。
  2. 污泥形成的原料通常是最初都很小濾油器無法過濾他們。他們是較小於在引擎最濃的油膜並且因此造成沒有磨損或損壞只要他們一直維持小並且容易驅散。然而，當他們的層級增加在油品使用時，他們通常傾向於合併成較大的一團並且油品的流動因而受限。污泥的形成藉由水蒸氣而使其更加惡化，在冷卻時的引擎運作下在曲柄軸箱中冷凝形成。污泥形成的原料在曲柄軸箱中油品累積相關於一些引擎的運作因素。
  3. 這些因素包括了如，豐富的空氣燃料的混合物在發動或當汽油發動機內關閉空氣活門時的卡住；隨著髒空氣清潔物運作；或點火裝置的不著火，增加了污泥在油品中累積比率的增加。直接的礦物油僅有非常有限的能力去保持這些污染物由凝結及形成一大團的污泥在引擎中。這工作現在的今天是由潔淨分散添加劑來擔任滲配在今天現代的機油中。這些添加劑保持重要的引擎清潔及油品污染物的懸浮的如此好的形式來移除他們更勝於傳統的僅使用一般的油品及過濾器的方式。潔淨劑或分散劑也是在引擎中避免清漆沈澱具有非常好的效果。
  4. 清漆形成的原料起化學反應或與氧氣結合在曲柄軸箱中而形成了複雜的化學元件。這些元件構成了使彼此與氧氣起反應及由於引擎熱度被烤乾形成了厚厚的一層在引擎更熱的零件上。液壓的過濾器，活塞環，及承軸被特別地敏感地清漆沈澱的形成。假如清漆形成的原料被允許去累積在這些區域，則引擎運作受損。引擎不能容納過量的污泥或清漆在敏感的零件。污泥沈澱物被收集在油品的幫浦濾網中，限制了油品的流動到重要的引擎零件及導致了快速的結構磨損。活塞環被卡住或遭猛擊是由於清漆的累積因而妨礙了引擎全動能的發展。污泥的或塞住的油品控制著活塞環讓過量潤滑油的移動從汽缸壁到活塞環上並且導致過量的油品的消耗。
• 減少燃燒室沈澱在潤滑油的性能表現中，一些油品必須達到活塞環的最頂端的部分以潤滑整個環及汽缸壁。油品然後即遭受到高溫及火焰來燃燒燃料並且部分的實際上真正的完全燃燒。在現代的提煉技術已產生了油品燃燒的清潔性在這些情況之下，只留下少之又少甚至無碳的殘餘。潔淨及分散添加劑在現代的機油中以保持活塞環的凹槽自由度，因而維持了其壓縮比及最少量的油品進入了燃燒室中，這不僅減少了油品的消耗且更重要的是保持燃燒室沈澱的最小化。
  過度的燃燒室沈澱對引擎的運作具不利的影響。沈澱物在火星塞上形成也許會造成阻塞而短路。他們因而形成了乒乓聲，敲擊聲或其他燃燒室不正常的現象減少了引擎的效能。因為這些沈澱物起作用如在熱隔板，活塞，火星塞，氣孔被不正常的冷卻而形成。這樣可能導致損害或甚至毀壞零件而使其必須過早的撤底的檢查。
  
  為避免過度的燃燒室的沈澱，機油必須完成兩項重要事項：
  1. 油品必須保持環的自由度以致於他們可以最少量的油品到達燃燒室燃燒。
  2. 部分的油品到達了燃燒室應被儘可能的燃燒完全。
• 1. 抑制煤灰-煤灰是柴油引擎燃燒後的副產品。是有關於黑色的碳粒子不能溶於潤滑的油品中，但可以被懸浮並且在更換油品時被移除。假如煤灰無法在油品中被驅離，它將造成油品變厚並且超出了其等級。除此之外，煤灰可能凝塊而形成粒子大到可能造成磨損及當煤灰的由油品中的負荷太高時，它穩定後而形成了污泥。凝塊的煤灰或太高的負荷使油品加厚可能導致較高的壓力在油品過濾器入口。這可能造成過濾器讓其通過而開放並且允許未過濾的油品的通過。
  2. 機油的抗煤灰配方能分散大量的煤灰而不使油品加厚。好的煤灰分散停止了較大的分子的凝塊，避免磨損的擴大及污泥存在而形成。近來在柴油引擎的抗煤灰配方被嚴重的考量，是由於新的嚴格的美國環境保護中介(EPA)排氣規定。他們強制柴油引擎的製造商去降低有害的排氣物從新皂柴油引擎中。為達到如此，設計者必須妨礙燃料的噴射時機但因而不幸地減少了燃燒的效能及增加煤灰產物，有時多到有500%如此多的產生。美國EPA法規影響了所有新的或新建立的引擎在北美的銷售，當製造商配銷或重新了裝備或引擎於全世界時。

• 冷卻引擎零件

  1. 許多人認為引擎冷卻僅是透過液體在冷卻系統中流動而完成的。這事實上僅有大約60%是由液體冷卻的。它僅冷卻引擎上方—汽缸頭，汽缸壁，及氣閥。
  2. 曲柄軸箱，主要及連接用接桿承軸，凸輪軸及它的承軸，正時齒輪，活塞，及許多其他元件在較低的引擎零件的部位是直接地依賴於機油專門必要的冷卻，所有這些零件已有一定的溫度限制範圍不準超過。一些可容許相當高的溫度相較於其他的，諸如主要及連接接桿承軸，必須運轉在相對地低溫以避免無法運行。這些零件必須獲充足的冷卻油以在中途攔截到溫度並帶回去曲柄軸箱藉由大氣的空氣來移去溫度而達到冷卻。

  為保有這冷卻流程的運作，大量的油必須不斷地流動到承軸及其他引擎零件。若油供給是中途插入，這些零件溫度快速地上升從增加的摩擦及燃燒的溫度。承軸的損壞通常是稱為”燒壞的承軸”因為溫度的上升太高足以熔掉承軸金屬。
  當僅有少量的油被需求在任一時刻並且充填以提供潤滑性，機油幫浦必須循環許多公升的油每分鐘為了達成潤滑性。
  不斷的循環大量的機油在整個引擎及流過熱引擎零件是那麼重要。這導致了一種可能透過使用大容量機油幫浦及以傳遞適當的油量處理。這些機油傳遞不能適當的運作則他們可能被部份的或完全的由沈澱物所阻塞。
  當這發生，機油不能循環或冷卻適當地則可能導致引擎提早損壞。這是另一理由為什麼機油及濾心更換在污染物變成太高之前。
  適當的冷卻也需求在曲柄軸箱的油液位置從不被允許在油量桿測試之後低於 "加油" 線時才換油。

• 密封燃燒壓力活塞環，環表面，及汽缸壁的表面並不是完全的平順。假如在顯微鏡的檢視之下，這些表面所呈現的是高峰和低谷的形式。因為這個理由，環從來無法避免高燃燒及壓縮壓力脫離而進入了低壓的區域的曲柄軸箱，並且因而減少了引擎的動能及效能。機油填滿這些高峰及低谷的環及汽缸壁的表面並且幫助了壓縮器及燃燒壓力的密封。因為油膜在這些點是相當薄，一般是低於0.025mm的厚度，它不能補償對存在於過度的磨損的環，環凹槽及汽缸壁。當如此的情況已存在了，油品的消耗會更高。它也許也會消耗較高當在新的或重修後的引擎直到高峰和低谷在這些表面完全的平順足以允許油品去形成最佳的密封性。
• 無泡沫因為有許多零件在引擎中不停的動，空氣在曲柄軸箱中不斷地與油品攪拌在一起。這樣就產生了泡沫，僅是空氣泡沫也許有或沒有破所形成的。這些空氣泡泡正常地上升到空氣表面並且破掉，但是水及部份其他的污染物下降往往在此時產生，並且產生了泡沫。泡沫不是好的熱的傳導物，所以假如過度的泡沫的形成，引擎冷卻將遭受損害因為熱將不被驅散。泡沫也無法承受太多的負荷及避免調水瓣的過濾器及承軸磨損。這是因為泡沫中包含著空氣並且空氣容易被壓縮。在另一方面，油品在空氣中是不能被實質壓縮的。