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日系车普遍使用20黏度机油,是因为日系发动机精密度更高么?

文章来源: 时间:2022/02/02

在当今这个节能减排的时代,20黏度机油相信朋友们一定不会陌生,而最早普及20黏度机油的的确是日系车。所以也就产生了日系发动机精密度高,所以能使用20黏度机油的说法;恰巧前些年就已大量普及涡轮增压技术的欧美车系都或多或少的面临烧机油的困扰,所以日系发动机精密度更高就莫名其妙的成为了最正确的认知!



后来一些朋友发现德系车缸壁上有网纹状缸线(珩磨线),所以也就产生了更离谱的解读,那就是把网纹状缸线比喻成一个个的小储油罐,因为德系发动机精度不够,就只能依靠这些网状纹理储存机油起到足够的润滑能力,发动机缸壁上的网纹状珩磨线居然成为了精度低的证据?这得多奇葩,其实只要到铁工厂观摩个3、5天,很多牵扯润滑的问题都能轻易搞清楚!



加工精密度由机床决定



决定零部件精度的关键在于机床,这并不是什么玄学,能不能打造出高精度的零部件拼得可不是钳工的手感,而是要看机床;也就是说随着机床的发展,工人的手艺对加工精度的影响越来越小;机床的雏形期(15世纪中旬)、生产期(18世纪中旬)时,影响零部件精度的关键还在于操作者;但随着时间轴到了19世纪,机床发展进入到了精密化时期、半自动化时期、全自动化时期后,零部件精度则由设备决定!



所以各位朋友不要把精加工当成玄学,有足够好的机床、加工出来的产品没理由精度不够,那么为什么会产生日系发动机精密度高的说法呢?日本有精森机,但德国也有德马吉啊(DMG),后来两家合资组成DMG精森机,德国还有哈默机床;那为啥日系发动机精度更高呢?而在纳米级精加工层面美国与英国的机床最强,只不过这个层面应用得相对少一些;无论德国、日本都有可以实现高精度加工的机床,那为啥日系发动机精度就非得更高?不高不行?精度高不高是有相关标准的,不是靠嘴说!



发动机对加油黏度的选择与加工精度关系不大,更多是设计层面的问题!



发动机选择什么样黏度的机油与工艺基本没什么关系,毕竟现在五大车系所采用的设备哪个不是高精度的?真正决定发动机选择什么样黏度机油的关键在于设计!



汽车发动机内部有很多滑动轴承,比较主要的是曲轴的主轴承以及连杆大头轴承,当然其它的轴承还有许多;当今内燃机的润滑方式是什么?以压力润滑为主,也可以理解为静压润滑!那什么是静压润滑?理解起来其实很简单,静压润滑就是利用外界所提供的压力将润滑油给强行挤压进各个零部件的缝隙之中,比如曲轴与轴瓦之间。从而避免了金属之间的直接接触,零部件之间由于有润滑油的填充起到支撑、隔离的作用,所以只存在液体摩擦!



静压润滑供油压力、油膜所承受的负荷是关键



说到底静压润滑(静压轴承)是依靠外界压力将润滑油(机油)强行挤压进各个零部件的间隙中,间隙中的油起到支撑、以及隔离的作用,也就是我们常说的油膜;一些经常暴力使用的车子或一些老旧车辆为什么会出现抱瓦?原因就是起到支撑、隔离作用的油膜破裂,使得本该是只存在液体摩擦的零部件间出现直接接触(金属摩擦),而导致这种问题的原因无外乎两点,机油压力不足或油膜破裂!



机油压力不足不过多解释,而造成油膜破裂的根本原因是什么?可能有的朋友会说是机油太稀了、机油太久不更换了等等,而本质在于零部件相接触间的油膜承受不住运行时的负荷,导致油膜破裂;那么这种问题该如何解决?在用户端最简单的方式就是使用更高黏度的机油,行程的油膜更厚、抗负荷能力更强,但会小幅度提高油耗、机油泵是否能提供充足的泵油压力也是个问题!



而在主机厂研发端呢?因为这几年节能减排的压力,不能提高机油黏度、甚至为了刷出更低的油耗,还得降低机油黏度(比如这几年20黏度机油几大车系都在推动普及),这时候该如何解决?增大零部件间的接触面积就可以了(比如轴瓦与曲轴间),零部件间接触面积增大了、零部件间油膜面积也等于增加了!运行时同样的负荷作用于小面积的油膜上可能会导致油膜破裂。而更大的油膜面积则会分摊负荷,从而减少了对油膜的破坏!



若理解有困难,不妨思考下物理课中的压强概念,同样的压力,接触面积越小、压强越大,接触面积越大、压强越小;所以在静压润滑体系中,所承受负荷的油膜面积与供油压力才是核心;所以从本质上一台发动机是不是能使用更低黏度低机油,关键看主机厂想如何去设计它、有着哪些需求?所以本质上是设计问题,而不是工艺问题,所以不要把任何问题都往精度上考虑,上述这些不是什么高深的知识、仅仅是机械设计层面最基础的知识罢了!谈精度几大汽车强国哪个会差?基本都在输出高精度机床,纵然会分出高下,那也仅仅是99分与98分的差异。



发动机缸壁上的网纹



如上图所示发动机缸套上的网状纹理,很多朋友认为德系发动机缸套上有网纹,是同于储存机油,所以证明德系发动机精度低,他们认为日系发动机缸套上是完全光滑的;说这种纹理设计是用于储存机油没有问题,这种设计的确是用于储存机油,但若以此来证明精度不够则是大错特错!因为无论是哪个车系的缸套上都有网状纹理,也包括所谓精度最高的日系车!



这同样是工业设计中的常识问题,但凡牵扯到滑动摩擦的金属部件间、必然会设计出网状的表面结构,目的就是在于存油;如上图经过珩磨的缸套表面都会形成网状纹理,即便是日系发动机的缸套上同样有这样的网状纹理,只不过说德系发动机缸壁上有网纹的朋友似乎没有仔细观察日系发动机的缸套表面吧?一样有网状纹理,所以用这个来区分精度的高低完全是无中生有!



现在是工业发达了、都有珩磨机了,极大的提高了加工效率,而更高端的则是用激光进行珩磨(如上图所示);在过去设备不这么发达完善的时候,给金属表面上纹都是由高级钳工采取手工的方式上纹,上世纪8、90年代在工厂工作的朋友可能都会看过手工上纹的过程(类似燕子形状的纹理),这本就是工业制造中最基本的作业方式,怎么就成了德系发动机独有的设计了?如下图,这就是钳工手工操作的刮花工艺,钳工玩刮刀是咋回事懂了么?目的有两点,一是储油起到润滑作用,其二通过痕迹深浅判断部件磨损程度,双刀流组成燕子形状,什么叫大工匠啊?这就叫工匠,钳工没五级这活真是下不来!这么原始、存粹的刮花工艺咋就成了德系发动机独有技术了?



所以日系发动机率先使用20黏度机油与加工精度没有任何关系,别把啥事都往加工精度上扯,这更多是理念与设计的问题、而不是工艺问题;所以现如今五大车系都普及了20黏度的机油,若用精度论来解释、难道其它车系发动机的精度在短短的几年间就赶上了日系发动机?那过去那么多年怎么就赶不上呢?有些问题只要不想骗自己,那么拿脚后跟都能想明白!实际上日系性能机时代40黏度的机油也没少用,只是很多朋友宁愿相信日系车过去也是在用低黏度机油罢了。鄙人车子上的VQ37一直用40黏度,过去日系那些高转速发动机哪个不用40黏度?现在STI下道至少也是50黏度!



说到底20黏度的机油之所以得以普及,主要是受制于油耗上的限制;20黏度更加适合当今的情况,因为过去的NEDC循环太适合欧美系涡轮增压刷低油耗,所以在设计方面也没考虑到用更低黏度机油;而现如今WLTC循环太严格了,增压的优势被削弱,所以大家开始一起用20黏度(如上图大众汽车也开始使用20黏度机油);20黏度机油除了减少发动机运行时的运阻,还能降低机油泵的泵油压力,毕竟机油泵的运转也是从发动机处去取力的!



20黏度机油所需的泵油压力要更低,这也减少了对发动机动力的损耗,其次用了压力更小的机油泵对成本的压缩也是一种促进,所以现在很多推荐使用20黏度机油的车型或许还真用不了40黏度的机油;说到底日系车企真正的优势是材料学、装配工艺、企业管理理念、成本控制、更低的成本(对比德国工业),至于工艺(精度)可以说五大车系谁都不差!


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