历史车库-【机油概述之五如何挑选机油】

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机油概述之五如何挑选机油

如何选择机油

即使你耐着性子看完了以上内容，了解了机油的分类及性能参数，我想你也许并不能确定，到底什么机油才是最适合你的。是的，接下来我就要告诉大家选择机油的常用思路，并对大家经常听到的一些“看似很有道理”的说法做出我的解释。而这些的确需要你提前理解机油分类及性能参数。

【说法一】0W30、0W40相比10W30、10W40的油膜更薄，粘度更低，不适用夏天市区行驶用。

我们先换个角度来看机油配方，是如何被润滑油制造商的化学工程师设计出来的。首先，由于日、美系的发动机设计者通常将乘用车汽油发动机的暖机工况温度设定在100摄氏度附近，对润滑油的要求是在100摄氏度时的机油粘度为10附近。所以也可以这么说，根据SAE等级规则，发动机在设计之初就选择了100℃机油高温低速剪切粘度为10附近的nW30级机油作为标准润滑油。显然暖机粘度为10的油膜厚度，与发动机内部机件的设计间隙是密不可分的。再说的具体一些，即使你在寒冬腊月从哈尔滨的漠河一直开到四季如夏的三亚，无论你的发动机里面装的是0W30，还是5W30或10W30，其实你的发动机暖机工况温度一直都是在100℃附近，机油粘度都是10附近，所以这三个粘度的润滑性能对你这趟旅行而言，处在什么季节和气温下都没有任何差别。事实上在全合成机油的设计之初，0W30、5W30、10W30三者都是机油的设计者在暖机粘度为10的基础油上增加各类添加剂改进其他方面性能指数而得到的配方。在加入各种添加剂后，暖机粘度会略有偏离，但是会在10的附近。常常听到车友说“我的车应该使用厂家手册上的10W30或者5W30，如果使用0W30,肯定不行，因为0W30粘度更低，油膜太薄了，不适用于我的车。”这样理解是不对的。我换一种容易记忆的方法来表达：W后面的数字，通常是发动机的设计者决定的。无论你选择什么款型的机油，W后面的粘度保持与原厂保养手册上的推荐值一致，通常而言是最合适的选择。不过我要告诉你的是，发动机在暖机工况下的磨损是极低的，因为这是发动机设计者最为理想的润滑状态，可以确保活塞经历亿万次往复运动仍然保持良好运转。所以也有很多车友，为了满足其他性能指标而选择更低或更高的高温低剪粘度，只要不偏离设计粘度太多也是可以的。

【说法二】5W40比5W30油膜更厚，所以更加适合夏天激烈驾驶使用。

我举个例子，许多车友都认为原厂推荐5W30机油的日系车型，如果夏天经常激烈驾驶者更倾向于使用粘度更高油膜更厚的5W40。但实际情况是，现在早就不是风冷时代了，发动机在前后两个冷却液温度传感器的监控下，由车载电脑经过计算对冷却液泵和主电子扇发出适当的指令，以保证正常行驶情况下的暖机工况油温稍微低于100℃。但在激烈驾驶条件下，可能较多时候期处在100℃略微高一些，那么活塞环（暖机工况在230℃-250℃）的热膨胀也多一些，缸套与活塞环间隙就会变小，尤其是铸铁缸套搭配铝质活塞环的发动机，全铝发动机则表现并不明显。这个时候应该适当降低高温高剪粘度到2.6-2.9cP附近，且高温低剪粘度到8.8cst或者9cst点多更加合适。这样有两个好处，一方面更低粘度在相同油压下的流速更快，散热性能更优；另一方面更薄的油膜适合更小间隙的润滑。而高温高剪粘度低于2.9cP，高温低剪粘度低于9.3cst就进入SAE20区间了，所以真正懂车的日系车迷往往这个时候会选择高温低剪粘度靠近9的0W20或5W20粘度的机油，但也不会选择粘度低于9.3太多的0W20或5W20款型。总之，我们要看具体情况下的机油粘度值而非简单用SAE等级来决定用油款型。

【说法三】发动机90%的磨损来源于冷车启动时的磨损。这个说法是正确的。

既然在100℃机油动态粘度为10的状态下，经历亿万次活塞往复也能运转良好，那么到底发动机是怎么磨损的呢？其实答案是显而易见的。当发动机并未被动态粘度为10的机油润滑的时候，就会造成磨损。所以，有人说发动机90%的磨损来源于冷车启动，这种说法是正确的。我们回顾一下机油在40℃的动态粘度，一般是在40-180之间。也就是说，即使是常温启动粘度低至40cst的魔特300V，也远远高于正常润滑粘度10cst附近。而冬季低温下的表观粘度更加高得多。这么高的粘度是绝对无法让发动机得到良好润滑的。所以说，目前地球上根本没有在冷车启动时能够粘度为10而暖机后粘度仍然是10的机油。也可以这么说希望能更容易被理解：不断改进发动机材料与制造工艺以设计出能够使用更低粘度机油的精密发动机，是引擎机械工程师的追求；而设计出能够在冷车和暖机状态下机油粘度都接近引擎设计者的暖机工况设计粘度，是润滑油化学工程师的梦想。不过这两件事情都是非常复杂的大工程。

【说法四】0W20、0W30等低粘度机油是冬季用的机油，而不适合夏季使用。

所以说一般情况下，发动机磨损状态主要是和机油升温到100℃之前的高粘度运转时间长短有关。而气温越低，整个升温所需要的时间就越长；机油粘度越高，达到理想润滑粘度的时间久越长。油温快速上升以较短时间达到理想润滑粘度，不仅发动机磨损小，油耗低，也能保护昂贵的三元催化器。从这点看，南方地区的汽车发动机磨损速度总体来讲好于北方也是客观的。而0W30、0W40相比5W30、5W40能够更快到达理想粘度，不过显然0W20能为冷车启动提供更好的保护，大部分0W20的100℃运动粘度在8-9.3之间，这说明在机油温度早在80℃附近时机油就已经达到理想润滑粘度10附近。有意思的是，即使你不了解0W20的卓越性能，其实它的市场售价也已经很好的向消费者证明了它的性能。所以，现在我们应该得到一个全新的结论：对于日、美系车型而言，0W20是更高档次的全季节机油，而非所谓的冬季用机油。

【说法五】德国大众系发动机需要使用粘度更高的机油。

我们早就注意到这个说法。我们已经知道日、美系发动机设计的理想润滑工况是100℃是机油运动粘度为10附近的SAE5W30机油。而5W40机油在100℃的运动粘度只能下降到12-16附近区间，但德国大众坚持其全系发动机的装车油规格TL-52167和它相应的服务油VW502.00/505.00均规定使用5W/40，且高温高剪切粘度不低于3.5，并导致SAEJ300（2007）规则提升SAE40的高温高剪切粘度范围，所以我们可以理解大众系发动机的理想润滑工况应该是110℃-130℃附近机油运动粘度为10附近的SAE5W40机油。也就是说，大众系发动机的曲轴箱内设计油温是高于日、美系的。除开近三年在油价飞涨和大排气量税费大增的背景下的涡轮回归潮，在2008年之前的差不多十年间，我们可以看到全球市场上在售的非豪华品牌量产A级车、B级车、C级车中，VW几乎是唯一一家坚持采用废气涡轮增压发动机的整车制造商（除开其它车厂搭载废气涡轮增压发动机的个别车型），并且是与不采用废气涡轮增压的自然吸气发动机共平台生产。这并不代表其他日美系车厂缺乏涡轮增压发动机的技术，实际上日系三大厂在涡轮增压的技术方面一直保持良好竞争力，但在主打品质稳定和经济实惠上普遍尝到甜头后，担忧涡轮的日常维护繁琐和更多养护费用支出会导致其核心用户体验“更少的照护”被削弱，所以对涡轮增压的搭载采取了更为谨慎的态度。

【说法六】涡轮增压的发动机由于曲轴箱内温度高，对高温高剪切时的油膜厚度要求更高，所以如果不使用高粘度机油就会导致发动机磨损加剧。

以我对发动机机油的了解，我不能确定这种说法是对的。我们很容易理解VW对5W40机油的钟爱，在共EA113平台生产涡轮增压和非涡轮增压发动机时，共平台带来的降低成本优势，主要表现在对差异料数量的控制。换而言之就是同平台生产的不同型号发动机，在设计上越多共用组件成本就越低。废气涡轮增压发动机在暖机工况下冷却液温度相比自然吸气发动机是相差不大的，但是油温会明显增高些。而且涡轮增压的缸压很高，为了保证缸套强度采取封闭式冷却道的铸铁缸体设计也是可以理解的。同时更加可以理解与EA113的1.8T共平台生产的自然吸气发动机，当然不可能是开发式冷却道的全铝发动机。而EA888平台的1.8T和2.0T缸压进一步提升，也肯定是封闭式冷却道的铸铁缸体；最后甚至连国产的EA111平台的小排量也是铸铁的。我们不在此评论铸铁与全铝发动机的优缺点，我们只是要讲，这就需要活塞环和缸套之间设计更大的间隙以确保活塞环在高温膨胀后不会在缸套内卡住，而更大的间隙在市区走走停停时，虽然冷却液温度上升很快（电脑在油温不足时会控制冷却液温度在高位以帮助油温更快达到暖机设计温度），但是由于缸内燃烧并不激烈，活塞环温度未必就能上得来。如此一来北方冬天的拥堵就成了一个小活塞环在一个大缸套里面往复运转，机油的粘度过低不可避免的导致机油消耗量大幅增加。实际上你驾驶一部大众EA113或EA888系车型长途高速行驶几千公里发动机不熄火，机油消耗量远远没有市区行驶几千公里所消耗的机油量那么多。所以VW系坚持采用高粘度机油并非因为高温高剪切下油膜厚度不足导致磨损加剧，而更可能是为了减少市内走走停停环境下的机油消耗。尤其值得注意的是，德国大众在SAE40基础上提出了150℃高温高剪切粘度不小于3.5。而来自实验室的数据表明，高温高剪的动力粘度只有低于2.6cP时才会导致明显的磨损加剧现象，而高于2.6之后无论数值多高磨损都非常小。而且在2.6附近是最节省燃油的。所以说那些追求2.6cP以上的高温高剪动力粘度以增加机油抗磨性能的说法，是没有任何依据的。那么这就不得不让人怀疑VW系的气门油封设计上，也存在设计间隙较大或者一定里程的磨损后间隙过大的可能。因为缸套和活塞环之间的润滑是飞溅润滑，而在气门油封的上面就是凸轮轴和摇臂轴承都是高温压力润滑，（此时机油动力粘度2.5-3.5cP左右，而常温水的动力粘度是1cP，冰水的动力粘度是1.6cP，这么讲你可以理解此时的机油够“稀”了吧，这个粘度主要用途是散热），一旦气门油封有较大间隙，压力润滑下的高温低粘度机油消耗量相比一般的从活塞环间隙处损耗机油的量则大得多。所以，VW系涡轮增压车型用户在拥堵路况较多的情形下，采用SAE0W50级的机油应该会对机油消耗量的减少有所帮助。可能VW公司会觉得我这个猜测是不对的，那么我也只能这么回答：谁叫你揣着明白装糊涂，就是不肯向自己的用户公开设计缺陷呢。面对自己用户烧机油的抱怨，死咬着机油消耗量0.5L/1000km的厂标有什么好处，像丰田那样认个错真的不丢分。

【说法七】冬季启动原地热车能减少机油在低温高粘度下对发动机的磨损。

这是错误的。很多人有一个爱惜汽车的“好习惯”，早上起来启动发动机后原地热车1分钟甚至几分钟。有两个观点支持着他们坚持这种习惯，一个是冷车启动时机油都聚集在油底壳，在没有被泵送到各个机件上之前是没有机油来帮助润滑的，这时的磨损最大，所以不能立刻行驶致使磨损加剧。某品牌的半合成润滑油在广告中声称其机油含有磁性物质可以使机油在启动前附着在发动机各机件表面，“未启动，先保护”的广告词更加深了消费者的这种认识。实际上我们现在都能理解了，粘度在10附近的机油才有真正意义的润滑作用，而达到粘度10之前的过程越久磨损就越大。所以磨损最小化的有效方法其实是提升冷车启动怠速值，车厂都会经过反复调试后在行车电脑中设定好这个值。适当提升冷车启动怠速的转速值，可以提升油压使机油更快速到达各机件；缸内更激烈的燃烧能快速提升活塞环的温度，减小活塞环和缸套间的间隙；同时快速提升冷却液温度以辅助机油能最快达到暖机工况的粘度10附近。

另一种观点则认为原地热车升温更快。这里有个基本概念的问题，冷却液温度和油底壳温度以及活塞环温度并非完全线性关系，水温快速上升并不代表活塞环温度也上来了。激烈驾驶时油温升到130℃，活塞环到达230℃可能水温也才90℃附近（车载电脑可以控制水泵满负荷工作，电子扇转速在最高档来散热），而冷车走走停停时水温可能在100℃附近，而油温只有100℃附近，活塞环可能还不到200℃（车载电脑可能会关闭水泵和电子扇以保持较高水温来辅助发动机快速升温）。其实保持低速行驶状态，让变速箱，方向机、刹车泵等部件温度同步上升可以更加帮助发动机更快速升温，所以更鼓励做法是以低速行驶替代停在原地让行车电脑通过提升怠速来暖机。德国宝马公司为了进一步提升低速行驶过程中的暖机速度，在新一代的5系中采用了可关闭的进气格栅设计。车载电脑会在冷启动时关闭进气格栅，使冷空气无法通过水箱散热网和发动机壳体。我相信这个提升冷车暖机效率的设计是一个趋势，将应用于更多车型。

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2012-05-21

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