建立時間: 2004-08-05 20:15:29

顛覆舊迷思－－機油低溫流動性

 

宋惠榮

在維持低溫性能上，黏度調整劑的選擇可能比流動點降低劑更重要

過去二十年來，低溫泵動性一直被視為是引擎機油一項重要的性能。直到最近，這項要求被發現僅只適用於新油上，因為在引擎機油的使用壽命中，低溫性能會受到如燃燒的副產品與氧化等因素而破壞，反而是某些黏度調整劑在維持舊油的低溫性能上，似乎比流動點降低劑更為有效

對引擎機油來說，沒有一項功能要比能使機油保持足夠的流動性來得重要，因為在嚴寒的冬天氣溫下，引擎機油必須保證能很輕易地被泵動而流到各潤滑部位上。

目前評定引擎機油在低溫泵動性能的試驗都僅用在新油的測試上。但是引擎機油的低溫性能在曲軸箱內的整個使用壽命中可能會受到一些因素的影響而有顯著的改變，諸如添加了不相容的機油、油的揮發性、受到燃燒後的產物污染、或氧化與受熱劣化等因素都可能影響引擎機油的低溫性能。雖然新油的低溫泵動性能夠符合要求，但不能保證在下一次換油前它仍能保持它應有的性能。

從最近業界制定的規格中，已明顯反映出車廠對引擎機油在使用壽命中低溫流動性能的關切。低溫下的流動問題，原來一直認為只要在摻配中調配入精選的流動點降低劑就可以改善，然而最近流變專家的研究卻有了新發現，認為黏度調整劑在機油的使用壽命期間，對低溫流動性能要遠比流動點降低劑有更大的影響力。

 

標緻 TU5 測試性能

取用完全相同性能的添加劑，加上兩種不同的黏度調整劑(A 與B)和兩種不同的基礎油(X 與Y)， 調配出四種SAE 10W-40黏度的引擎機油。在標準的標緻TU5引擎測試程序下，待機油老化後再透過幾項實驗室測試來檢查他們的低溫行為。這些試驗包括標準的業界測試，如以TP-1溫度數據為基準的迷你旋轉黏度計(MRV TP-1)與冷啟動模擬器(CCS)。但是事實上，簡單的燒杯傾流測試(Beaker Pour test)就足以看出油樣間的相對流動性能，而且這是最好的方式。

在燒杯傾流測試中，四種新油在-30℃時都表現極佳的流動性。在燒杯傾倒時，十秒內即開始流動。但在使用老化後的舊油在低溫下的流動行為卻出現了顯著的不同。在試驗中加有黏度調整劑A的油在-25℃時仍可流動；當燒杯傾倒時，不到六秒的時間，油已開始流動。但添加黏度調整劑B的油已出現黏糊狀且不易流動；傾倒燒杯超過三分鐘，油才有流動的跡象。

 

計程車隊測試

研究小組以九台裝有4.6升V- 8汽油引擎的計程車組成一個測試車隊，來評估不同的黏度調整劑在實際使用狀況下對油的低溫泵動性的影響。三組ILSAC-3 品質等級，黏度SAE 5W-30的油由相同的成分調配而成，唯一不同的是黏度調整劑(B 與C)與流動點降低劑 (PPD)。其中兩組油已調配出最佳的低溫性能，而第三組油故意只加入正常PPD劑量的一半。

每一組油各放入三部車內進行10000哩的運轉後，取出油樣來檢驗。三組新油在未使用前都符合SAE5W-30的要求。在-35℃下進行燒杯傾流測試，正常PPD濃度的新油在傾倒七秒內開始流動，而PPD含量僅一半的新油也如預期的流動的較慢。但實驗再一次證實，使用過老化的油在流動性能上顯現出非常大的不同。在燒杯傾流測試中，兩組含黏度調整劑C與正常PPD劑量的油在十六秒內開始穩定的流出。而含調整劑C但PPD劑量較低的油在老化後低溫下的流動性能並未受很大的影響。相對的，含黏度調整劑B的油卻表現出非常差的低溫流動性。燒杯傾倒四分鐘後，油才緩緩移動。在另一個分開的試驗中，曾努力想改善它較差的低溫性能，但也未能成功。這顯示黏度調整劑的化學機制對於舊油來說，對其在低溫下的流動性比PPD更具影響力。

 

黏度調整劑的選擇是關鍵的

很清楚的是，引擎機油在使用壽命中，其低溫性能會有意想不到的變化。而新油在低溫時性能的表現並不足以保證在放入引擎內使用過後，仍然可維持相同的效果。

黏度調整劑的化學機制在保持機油低溫泵動性能上扮演一個主要的角色，某些調整劑的特性幾乎不會受到油的老化過程所影響，但相反的，某些調整劑卻可能在油老化的初期即開始失去其保持低溫流動的性能。

當機油在引擎內因使用而逐漸老化時，低溫下欲保持油的流動性能，黏度調整劑的效用要遠比流動點降低劑重要得多。而且想彌補含PPD但不含黏度調整劑的機油在低溫下的缺點也是不容易的。潤滑油製造商需要特別留意黏度調整劑的選擇，以確保引擎機油在使用壽命中，能夠長期提供可靠的低溫特性。