揭開機油的秘密:功用與成分解析

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機油的重要性及選擇指南, Image-1

最後更新時間:2023年6月5日

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機油有哪些功用?

機油在車輛運作中扮演著重要的角色,它負責潤滑引擎內部的移動零件,減少摩擦和磨損,同時還能有效降低引擎的溫度。適當的機油選擇和定期更換,對車輛的長期運行和維護來説至關重要。機油的主要功能為潤滑、密封、冷卻、清潔及防鏽。

(一) 潤滑作用

引擎機油在活塞、汽缸、曲軸、凸輪軸等引擎各部分的金屬表面所形成的油膜,可將兩個零件的摩擦面隔開,從而達到減小摩擦的作用並預防零件磨損。

(二) 密封作用

引擎活塞與汽缸、活塞環與活塞環溝間都有一定的間隙,使之能自由活動。機油在活塞與汽缸之間形成強韌的油膜油封,防止燃燒氣體與壓縮空氣穿越至曲軸箱,保持引擎效率正常發揮,同時阻止廢氣竄入曲軸箱,汙染和稀釋機油。

(三) 冷卻作用

引擎機油不斷地循環於需潤滑的機件部份,同時冷卻引擎的各部份,以防止腐蝕或過熱。

(四) 清潔作用

機油能夠讓燃燒時所產生的積碳或油泥不會囤積在引擎內部,並藉由循環流動帶回油底殼中,形成無害的微粒子,浮游在機油中,因此讓引擎內部時常保持清潔。

(五) 防鏽抗腐蝕作用

燃料燃燒後會產生水,雖然大多數以水蒸氣形式蒸發,但仍有一部分凝結在汽缸壁或通由活塞環進入曲軸箱,使引擎機件生鏽。而燃料燃燒後所產生酸性物質以及機油氧化產生的酸,會使機件腐蝕。因此機油的防銹性和抗腐蝕性,能防止因燃燒所產生的水或酸性物質而造成的生鏽、腐蝕情形,達到防銹和抗腐蝕作用。

(六) 緩衝減震

當引擎啟動時氣缸口壓力急劇上升,突然加劇活塞、活塞銷、連桿和曲軸軸承上的負荷,這個負荷經過軸承的傳遞潤滑,吸收衝擊並減小振動,起到緩衝的作用。

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機油有哪些成分?

機油基本由兩種主要成分:基礎油和添加劑。基礎油是潤滑油的主要成分,通常佔機油總體積的大部分。它可以是礦物油(從原油提煉而來)或合成油(通過化學合成或加工的人工油)。基礎油的選擇根據所需的黏度、溫度範圍和性能要求。添加劑則是向機油中添加的化學物質,可彌補或改善基礎油性能方面的不足,是機油的重要組成部分。

基礎油分類

1993年美國石油學會 (American Petroleum Institute, API) 為使車用機油使用基礎油之品質有所依循,因此制訂了 API Base Oil Interchangeability Guidelines 基礎油互換性指南。

(一) 直餾油

由原油 (Crude Oil) 直接真空分餾出來的潤滑基礎油稱為直餾油。直餾油無法直接用來生產工業用的潤滑油,因為其含有大量雜質、酸性物質與不飽和烴;酸性物質會侵蝕機件、不飽和烴則會使潤滑油快速氧化,氧化的基礎油具有酸性、且會形成油泥。

直餾油必須經過精煉過程才能成為工業潤滑油脂的基礎油。精煉過程分為有傳統式(溶劑)與非傳統式(氫化)兩種,皆是去除瀝青、去芳香烴、脫臘、去除異質化物的流程,只是使用的方法不同。

(二) 合成油

從小分子單元聚合反應而成的。絕大多數的合成油都是以某種烴類為初級原料,雖然烴類可從非原油或天然氣中裂解獲得,但其為合成油提煉的相對主要來源,因此合成油的成本及供應都與石油市場非常密切。

基礎油的合成油,有分為合成烴、合成酯、聚二醇、矽油、氟化油、磷酸酯、聚醚等等。合成烴(Synthetic Hydrocarbon)是目前最普遍且用於車輛潤滑油上的合成油。合成烴的特色具有分子量較統一的優勢,揮發率較低且穩定。目前最普遍的合成烴是聚-α -烯烴 (Polyalphaolefin, PAO) (Group IV)。

(三) Group V - 酯(Ester)

酯(Ester)是醇與酸的酯化反應產物,一般工業潤滑油脂所使用的合成酯油常被稱為有機酯,表示該酯油是以碳基酸製作的,以有別於以無機酸,例如磷酸、氮酸、硼酸、硫酸製成的無機酯(例如磷酸酯)。

  1. 有機酯是含義廣泛的統稱,以有機酯為主的基礎油沒有統一的特性。工業用有機酯潤滑油具有耐高溫、抗壓性強、易溶解各種添加劑、黏度指數極高的特性,但也有可能腐蝕某些橡/塑膠材質(需視實際應用搭配)。
  2. 基於高黏度指數的特點,某些需要在較大溫度變化範圍內工作的機件便會選用有機酯油。同黏度的有機酯油形成的油膜厚度厚於礦物油或 PAO,因此在高速或高溫應用下, 有機酯油相當受到歡迎。有機酯油常被製成高溫或高速軸承潤滑脂,以及高溫鏈條油。

(四) Group VI - PIO

原本欲取代 PAO,但效果不彰,且成本高,已幾乎不使用。

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