為什麼日系發動機可以用0W-20甚至0W-8?

最近20粘度的本田機油門鬧騰得沸沸揚揚,很多朋友問,日系的車為什麼都推薦20的油,這麼低的粘度會不會有啥問題,這個話題,略複雜,索性開篇說說。我把所有內容分成三個章節,分別為硬體差異、造車理念和油品差異,分別細說。

這個問題想簡單回答的話也很簡單,就是主機廠經過了產品驗證,認為低粘度的機油可以滿足發動機的使用要求,僅此而已。

但這話等於廢話,那麼第二句話就是:不是所有的發動機都可以使用低粘度的油品,具體選油請參考車輛保養手冊。

還是廢話,那第三句是:只有特定車型才能用低粘度的油。

還是廢話,那麼終極問題將是:為什麼這些特定車型能用20甚至更低粘度,而其它車不能。

本章粗淺的解釋此事!

油是個附屬件,我們一輩子的工作都在圍繞著硬體轉,而低粘度和硬體是正相關的,主要是由不同發動機硬體差異造成的,說人話就是發動機不一樣,可這還是廢話,到底發動機有什麼差異?這才是內核。既然是內核,那麼就一定有很多是不能示人的,或者絕對機密的,因此本文只不過是冰山一小角,但見微知著,我想足以解決很多人的問題了,要是說的不對,你們也別挑理,我也沒幹過主機廠的工程師,我連自己的潤滑油還搞不好呢。

上乾貨:

1加工精度的差別

目前發動機零部件加工精度都可以到+/-0.002,雖說很高,但不同發動機製造商的加工水平差別依然很大,不要小看這一點,大家看到的很多的日系發動機零部件的加工精度都非常高,有的像鏡面一樣光滑,這樣做的目的其實很簡單,就是為了降低摩擦,減少磨損,尤其是高摩擦的凸輪軸。精度的提高取決於一個國家機械製造的水平,和很多因素有關,我們就不細說了。

凸輪軸是發動機內部零件壓力最大的部分,摩擦阻力極大,其加工精度直接影響到動力的發揮,其表面的光滑度決定了摩擦阻力的大小,摩擦阻力大不僅影響動力輸出,還直接影響凸輪軸的壽命和發動機的油耗。日系汽車製造商通過精密的加工工藝把凸輪軸頸處理的如鏡面一樣光滑,極光滑的軸頸表面對潤滑油的粘度要求大大降低,因此這種硬體自然可以對機油的粘度放鬆要求。

2裝配緊密度

有了很好的加工精度,裝配要是不行,那也白搭,在這方面,咱們的日系發動機的裝配能力一流,據小道消息,很多日系的主機廠都是低溫安裝,這樣安裝出來的發動機,其運動間隙回到常溫的時候就會變得非常小,因此也就避免了燒機油之類的事情,不知道這個消息靠譜不靠譜,但不管怎麼說,較小的間隙可保證油壓有充足的保證、並確保高速運轉的可靠性,間隙也保證了不必使用高粘度的潤滑油產品。

3發動機傳遞扭矩

日系發動機都是以經濟性見長,很長一段時間內,渦輪增壓都不是它的菜,他們主要挖掘自吸的潛力,這樣一來整機的動力性方面就沒那麼大,因此軸瓦以及各零部件承受的力量都會少,而作為高粘度油優勢的的高強度油膜存在的意義就不明顯了,因此日系車是最早從30油品粘度降低到20,16甚至12的。這也是造車理念的差別,下一章咱們重點說說這個因素。

4減少摩擦的硬體

滾子搖臂,現在的乘用車大部分的發動機都是雙頂置凸輪軸,過去,凸輪軸都是直接驅動液壓滾柱,但現在很多都變成通過滾子搖臂來驅動,這樣一來,以前的那種典型的滑動摩擦則直接變成滾動摩擦,依靠滾動摩擦,阻力和對油膜的要求都遠遠小於滑動摩擦。這一點,現在國內很多的發動機也都已經採用了,並非日系專用,解決了苛刻部位的潤滑以後也為降低粘度鋪平了道路。

5塗層和零部件表面處理

這項技術也不算是有多先進的技術,過去用於賽車,現在很多民用車也正逐步使用,且其應用範圍有越來越大的趨勢,如活塞環、活塞裙部、凸輪、挺柱等,而圖層更是多樣,如DLC(類金剛石),CrN(氮化鉻)以及在這些圖層上引申出來的更多的其它的變種圖層,還有一些樹脂圖層,這些圖層的目的都是為了盡最大可能的減少磨損,減輕油品的壓力,這樣更能適應低粘度的。典型的如Si-DLC塗層。現在不僅是日系發動機,很多歐洲發動機也在使用這項技術。

其次為表面處理工藝,這項工藝本身是一個老工藝,但新的處理工藝會讓它煥發新的光輝,如等離子噴塗技術就可以讓摩擦副表面有更多可選擇的化學物質,用以增加表面的抗磨性從而為油品減少粘度作準備。

6軸承材質

曲軸是發動機內關鍵的摩擦副,在發動機強度越來越大的今天,曲軸承受的應力也越來越大,尤其是近幾年,連日系的發動機廠家都上了渦輪增壓,這就帶來了更大的挑戰,因此在不斷優化曲軸滑動軸承的設計以外,還需要對軸承的材質進行挑選,這樣才能確保高功率以及發動機小型化以後到來的挑戰。

除此以外,還需要做更進一步的表面處理,有的甚至在其表面設置數百微米厚的包覆層(鋁合金),這樣就會對傳統的Al—Sn—Si—Pb系合金要進行整改,減少Pb,增加其他的金屬以增強其硬度,有時為了防止高溫膠和,還會加入更多的Si元素。

當然這只是一種方法而已,各家發動機廠可能會有不同的高招,但不論如何,曲軸材質的改變也是大勢所趨。而這一點對於能否適用低粘度的產品也很重要,畢竟軸瓦的潤滑也是很關鍵的因素。

另外的趨勢是使用聚合物塗層的軸瓦,在軸瓦的表面增加聚合物塗層幫助軸瓦在剛剛啟動時最大程度的減少磨損,同時也能最大程度上減少軸瓦的磨損和耐疲勞性,這樣也是從硬體上幫助解決低粘度油的問題,可以說在這些硬體上,大家所做的努力都是為了使用低粘度油品鋪路,從而達到提高燃油經濟性的終極目的。

7潤滑系統設計

為了優化整個潤滑系統,很多潤滑油路對要進行了重新的設計,如曲軸和連桿大小瓦設計,新增了油凹槽和油道降低阻力,也增加潤滑,更能促進低粘稠度機油的適應性。

大部分發動機對活塞進行冷卻的方法是通過在活塞的裙部直接噴射機油降低活塞的溫度。而很多日系發動機則採用「內冷油道活塞」,即在活塞的內部設置一條環形的冷卻油道對活塞進行冷卻,相比前者對活塞的冷卻效果更均勻,同時大幅降低油的噴射量,減少刮油環的工作強度。

8冷卻系統設計

冷卻液按理說怎麼和潤滑系統扯上關係呢,實際上,冷卻系統是關係最大的。

缸體的冷卻效果很關鍵,氣缸上蓋和缸體的冷卻液夾層讓發動機溫度更均勻,消除局部過熱部位,如局部溫度過高會導致機油受熱粘度下降,這樣如果溫度不過高,油品的壽命和燃油經濟性就都可以體現。

現在很多的渦輪增壓也同樣需要水冷卻,這也決定了冷卻液作為一項關鍵組分,有的發動機甚至專門設置了機油的冷卻器,同樣也是為了降低機油溫度的,這一點日系發動機做的簡直是像極致在努力,這一點非常關鍵。我們在油品章節也會提到這一個關鍵因素。當然事物有利就有弊,前一陣子東風本田就是太看重冷卻性了,導致了發動機保溫能力反而變差,按網友的說法就是發動機的水溫一直上不來,這也不行,物極必反,否極泰來。所以東本才敢說,沒事,燃油稀釋也不是個事,這要是大眾發動機,估計早趴窩了,話說回來,大眾也不可能出這事,人家機油還不夠呢。

總結:

以上只列舉了8種硬體的改變,但實際上還有很多的調整都在不斷的進行中,有很多黑土也不知道。所以我想通過本篇告訴大家的是:不要簡單的認為就只有加工精度和裝配度這種很簡單的理由就可以判定日系發動機可以使用低粘度的發動機油,這太片面了,這只是冰山一角。

以上的各種調整說到底都是在為減少摩擦作準備,也就是為了燃油經濟性,不要以為1.5T的發動機就都是一樣的,裡面的內核差距很大,但我們外行都看不見,能不能用低粘度的油主要還是取決於發動機,因此大家還是老實的參考發動機保養手冊。


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