日系车为何使用0W-20机油?
当然是为了省油啦,但要做的不只是降低粘度这么简单。

日系汽车对于机油方面的动向要求,由图片所知在1996年的时候,各个日系车厂商已经制定了低粘度机油,包括现在的大家熟知的0W-20。中国现在大概有十多年的差距,那么为什么会这样出现这种问题呢?

在日本的汽车润滑油市场,包括出光都是与各大汽车厂商合作,其实润滑油的开发主导权是在各大汽车厂商手上,所以必须根据客户的要求去开发。而日本汽车性价比较好、省油,所以他们对润滑油的要求一直是省油,粘度会一直朝着低粘度的方向发展。
具体来说1996年的时候,日产、马自达、铃木、三菱,包括丰田,本田已经在日本采用0W-20,中国没有普及使用原因在于中国的汽车制造技术、工艺上达不到日本本土生产的要求。
2013年的时候有了0W-16这款更加低粘度的机油,现在本田车友可能了解,在4S店里面他们可能看到0w-16的这款低粘度的油。

日系最先要求把0W-16这样更低粘度的油加入到新的粘度规格里面,以前最低的粘度只有到0W-20,在2015年的时候本田更是推出了0w-12和0W-8的机油。
目前出光已经在日本开发完毕,得到了本田的认证。这款0w-8超低黏度的机油用在本田最新的飞度混合动力车型上面。

结论如箭头所示,各大日系厂商要求润滑油厂商,生产并制定更加低粘度的机油满足他们所推崇的燃油经济性。
出光在日本帮丰田、本田、日产做代工的原厂油基本上都是一种铁罐,因为日本比较讲究资源节省,铁桶可以回收再利用。当然质感,包括外观也会比塑料桶好很多。
既然各大日系厂商已经要求去订做更低粘度的机油,那应该怎么去开发呢?开发思路主要是低粘度,因为只有低粘度才会有燃油经济性。但是在开发的过程中会面临三个问题,就是粘度越低,耐磨性能也会降低,然后也会增大境界润滑领域,还有橡胶材料的适应性。

其中第一点耐磨性能降低,当机油的粘度降低,油膜会越来越薄,越薄的油膜在发动机运转的过程中很容易被挤压、被切断,造成硬性摩擦。
第二点。境界润滑领域的扩大,这个境界润滑领域是指,在某种特殊或者是极端条件下,两个物体之间的润滑油已经没有油膜,接近于硬金属和硬金属之间的直接磨擦。但是它还有一点点的间隙,就是润滑油添加剂在保护金属壁。但是这种境界润滑领越大,可能产生直接摩擦的概率也会越高,所以就要尽量避免。
最后橡胶材料适应性降低,发动机里除了金属元器件零部件以外,还有好多橡胶密封的材料。润滑油产品属于石化类的原油产品,橡胶与石化类的一些添加剂会发生反应,最后会造成橡胶的蓬松或老化。

在开发低粘度机油的过程中会被迫增加一些添加剂,而这些添加剂的会腐蚀橡胶材料,这些材料会比预期更快的老化或者是膨胀,影响整个密封效果。所以就不得不改变配方,放弃性价比比较好的添加剂,换成对橡胶保护层性能更好的。
在低粘度主导的开发目标下,有两个开发方式,一个就是美孚、壳牌、嘉实多等大型燃油厂商,他们采取的开发方式,就是开发一种万能的添加剂包。就像方便面里的调味料包,只要冲个开水,然后加这个包进去,就会有一定的汤味出来。采用这种方式的理由很简单,就是可以大量量产,成本比较低。

但出光对于丰田、本田等厂商,主要负责是定向开发,所以性能要求指标非常严,并不是统一的。比如日产在开发的时候讲究润滑油的润滑性,因为日产最先开始做一些涡轮增压车型,讲究一些运动性。

本田讲究润滑油的正发损失性,因为本田有一些欧洲的技术人员,所以他们也会注意到欧洲的技术动向考虑。丰田最为严苛,因为丰田的要求既要省油,而且要增加换油里程数,这样的话可以提升整个丰田车的耐久、实用性。

实际进入操作的时候,有两个武器,除了正常机油要求的一些分散剂、金属清净剂、抗氧化剂、消泡剂等等,还有低粘度和低摩擦这两个理论手段。主要是采用性能更好的基础油和添加一些粘度指数改进剂来增加整个润滑油性能,达到更低的粘度。另外还有一点就是,在可能出现境界摩擦领域扩大这种情况下,需要增加一些抗磨剂和一些摩擦调整剂。

那是不是把油润滑油粘度调的越低越好?在开发的过程中,需要注意哪些问题呢?
首先是斯特里贝克曲线,是德国的一位科学家叫做斯特里贝克,他对于发动机里面的润滑领域,做了一些摩擦方面的研究,得出这样一个曲线,大家可以简单地理解为是一个函数。前面部分,这个函数是减函数,也就是说随着数字的增加而减少,后半部是一个增函数,随着数值的增大而增大。

如果简单地一味的按照摩擦定律,一味的降低粘度,模具部分的摩擦反而会增大,效果反而会不理想。而轴承内部分粘度越低,省油效果就越好。

在气阀门结构部分粘度越小,反而摩擦会增大,但是组成部分粘度降低确实也会省油,那一个增一个减的情况下到底是增还是减呢?绿色是正常情况下,蓝色那条是一味采取低粘度手段,而不去调整摩擦系数的情况下。

一味的低粘度,反而会增加某些方面的摩擦,达不倒省油效果。那就是另外一个思路,减少摩擦。这样的话两个部分加起来实现了对整个发动机摩擦的减少,这样才会实现真正的低粘度加低摩擦,才能实现真正的省油效果。
得出这个结论就是说明,0W-20这款机油表面上粘度是低了,但如果没有低摩擦的处理的话,整个润滑油的性能其实达不到。市面上有一些厂商也会做0W20的产品,但实际上没有原厂省油的原因,就在这个地方。

在根据客户的要求完成整个机油配方设计以后,会拿到客户那去先做台架测试,整个车发动机运转一下。然后会做实际测试车测试,最后会去进一步的配方优化。还要跟客户确认两个方面,一个就是气阀结构方面,还有就是应用设计,这两个点确认完以后才可以判断具体的是否适应。

这个图片是马自达的创驰蓝天技术发动机,出光是第一个运用自主配方技术给马自达开发出独家机油的。当时在开发的过程中,客户给提出了各种各样的要求,但是有时候没有达到要求。后来出光提出除了润滑油方面,在发动机方面也应该有所修正,最后经过双方妥协,马自达改变了一些气阀结构和一些有氧泵设计。

整个气门结构呢,日系厂商现在有两种主流方式。一种就是日产所采用的摇臂式,另外一种就是现在丰田和本田正在大规模生产的顶置凸轮轴。摇臂式的气阀门结构、链条、凸轮器进气门,这三者之间并不是直接的接触,需要通过一个摇臂。控制方法就是在凸轮轴转的过程中,桃形的地方会顶置一个遥感,遥感开启,关闭气门,他是非直接接触的。顶置凸轮轴的方式就是凸轮轴在正时链条控制的情况下直接通过桃尖那部分控制,其他结构直接顶着气阀门。


一个是直接一个是非直接,为什么搞这么复杂呢?其实是这样的。最好的方式就是现在丰田本田采用的这种直接接触,可以减掉好多零部件,还可以减少成本,另外就是效率高,没有转换过程中的损失。但是它有不好的地方,就是它导致整个发动机高度变高,高度变高了以后整个发动机装在汽车里面以后,汽车的重心会变高,不利于转弯时的重心控制。而像日产现在采用了这种摇臂式的就是间接式的。虽然他增加了面积,但是它可以不用把凸轮轴放在上面中部。
