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Vol.068 如何打造一款顶级润滑油?

这是一台汽车引擎,启动时,内部燃烧温度可达 2000℃ ,其中的凸轮轴每分钟要和其他部件接触 32000 次,活塞在气缸内每分钟可上下 10000 个来回,并给曲轴施加相当于 10 吨重物产生的压力。

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润滑油是如何保护引擎的?如何打造一款顶级润滑油?

引擎内看似光滑的金属部件,在微观上依然十分粗糙。钢与钢之间的滑动摩擦系数可达 0.1,也就是说,如果你想水平拉动一块钢,用的力必须大于钢块重力的 10% 。

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减少这个摩擦力的关键就是润滑。

利用机油泵和油管,润滑油可在发动机中循环流动,通过压力润滑和飞溅润滑两种方式在金属部件表面形成油膜,使激烈的固体摩擦变为温和的液体摩擦,摩擦系数可从 0.1 降至 0.05 。

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润滑油的成分包括 80% 的基础油和 20% 的添加剂。

基础油可分为矿物、半合成、全合成三类,利用原油通过不同的工序生产而成。

其中,全合成油的性质最稳定,不容易被氧化,使用寿命也最长,是车用润滑油的首选。

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基础油很大程度上决定了润滑油的粘度指标。

什么是粘度?

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根据牛顿的粘性流体流动模型,液体的流动是许多极薄的流体层之间的相对滑动。

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假设在流体表面上有一块面积为 A 的平板,在力 F 的拉动下以匀速 U 运动,此时各个流体层之间就会产生内摩擦力, 从而向下牵动其他流体层滑动。

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各个流体层滑动的速度呈线性分布,也就是说,任意一个流体层的速度 u 与其所在高度 h 的比值,都等于平板的速度 U 与流体整体高度 H 的比值,这个比值称为“切应变率”。

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此外,由于平板匀速运动,那么它受到的摩擦力就等于拉动平板的力 F ,这个力与平板面积 A 的比值称为“切应力”。

把切应力除以切应变率,就是流体的动力粘度,动力粘度再除以流体的密度,就得到“运动粘度”。

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对润滑油来说,运动粘度越大,越粘稠,摩擦力越大,形成的油膜就越厚。

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根据润滑油在不同条件下的粘度大小,美国汽车工程师协会(SAE)将润滑油分成了低温型和高温型两类,共 14 个等级,数字越大,粘度也越高。

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而今天市面上更常见的是多级润滑油,比如这款嘉实多极护,瓶身上就标有两个等级数值,这是为什么?

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多级润滑油是为了适应引擎不断变化的运转情况,比如低温启动时,由于引擎本身动力不足,润滑油的运动粘度要尽可能低,以减小摩擦损失,改善起动性能。

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而高速运转时,运动粘度要足够高,维持油膜厚度,保证润滑效果。

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除了粘度,润滑油还必须具备其他性能指标,这就要靠各种添加剂了。

比如防锈剂可以保护金属表面,防止水和酸的腐蚀;

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分散剂可以分散润滑油中的金属磨屑、尘土、汽油燃烧产生的炭粒等沉积物,防止其沉积在金属表面导致磨损或让机油变稠;

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抗磨剂可以利用自身或分解产物在摩擦表面形成保护膜,从而降低摩擦系数、减少磨损。

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抗磨剂对润滑油非常重要,尤其在高温高压情况下,也能保证金属部件不直接接触磨损,在这方面,嘉实多极护就采用了钛流体强化技术。

通过在润滑油中添加氧化钛这类纳米颗粒,当油膜承受高压时,纳米颗粒可以承受一定的压力分离两个摩擦面,同时在压力作用下沉积在金属部件上,形成一层保护膜,使表面更光滑。

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在极端压力下,嘉实多极护将变得更为强韧,有效减少金属间的直接接触,降低摩擦,当压力下降时又自然恢复到自由流动的状态。

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测试表明,与不含钛流体强化技术的润滑油对比,嘉实多极护可减少 20% 影响动力发挥的金属间摩擦。

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此外,嘉实多极护超豪系列产品 更经过了严苛赛事的测试,从 F1 到世界耐力锦标赛,即便面对高马力的超跑、赛车,依然可以爆发出强劲性能,让每个驾驶者都能体验“极限由我 激发高昂表现“的快感。

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  • Mar 29, 2020. By parozhao
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