先前的一篇文章討論到Audi 引擎吃機油,覺得這問題很有趣,也值得研究。不過,既然是討論,也就代表正確答案還未被確定。我非常希望有內燃機的專業人員可以出聲來給車主上個課,免得這些疑慮長年困擾許多車主。
各位如果願意花時間看看先前的討論內容,請到這裡。我特別要推崇夾森大的一系列文章,頗具知識性,可以當作各位車主的一個參考資料。我將夾森大的文章連結整理如下,方便各位點閱。有些文章是在 ACT上的,也許需要先註冊才能閱讀。
夾森大文章 1
夾森大文章 2
夾森大於ACT文章
我也對夾森大的觀點作了些粗淺的研究,上來跟大家分享一下。希望夾森大與各位有興趣的話,可以加入一些更專業的意見,讓這個問題的討論能更為清楚。
在此斗膽先開始解釋夾森大的觀點:Turbo引擎吃機油可視為一個現象,而只要是機油的消耗量在原廠建議的容許範圍內,都是可以接受的。爬文的結果,大致上得到 1500 km 消耗 1L是原廠容許範圍。
夾森大指出機油的蒸散是因為區軸箱內溫度升高所導致的正常現象,所以當 PCV 閥開開關關的結果,會使得這些被蒸散的機油氣與燃燒後溢入區軸箱的廢氣,一起被帶入進氣岐管內回到燃燒室燃燒。因此,所被消耗的機油有降低燃燒室溫度以減少爆震的作用,可視為此類引擎的特性。
小弟對此消耗機油的推論存有疑問,所以希望能尋找一些資料來討論這樣的消耗機油方式是否是原廠的好意,而非瑕疵。因為小弟並非內燃機專業人員,只對一些簡單機械有些粗淺認識,所以只能花費有限的時間,盡力去找具有公信力的相關研究報告,再去整理分析。不過因為網路上資料繁瑣,無法一一細讀,只能擷取一些個人認為重要的資訊上來討論。內容必有缺陷,還請專家不吝指正!
我粗略的分析結果,1500 km 消耗 1L 的機油是不合理的。
我想先由機油成分開始吧:
機油的成分包含基礎油 (base stock),此基礎油包含合成酯類,該酯類含有 5-50% 的R-OH 官能基。R表示 CxHy 碳鏈,可為直鏈、分枝、或環狀。R的長度可能為 2-20 個碳。此基礎油另包含 15% (重量比)以上的氧、氮、或鹵素,10 ppm以下的金屬物,以及約 50 ppm的酸(許多文獻文字寫的是酸,但是符號寫的是 KOH,也就是氫氧化鉀。氫氧化鉀應該是強鹼,有點奇怪,這點容小弟以後再查清楚)。
除了基礎油,機油另包含添加物。機油內常用的添加劑,不是單純的長碳鏈碳氫化合物,而是結構變異很大的各類化合物。添加物可能包含(至少一種,但我猜應該有三、 四種以上)分散劑、金屬介面活性劑、防鏽劑、抗氧化劑、流動點下降劑、抗泡劑、抗磨損劑、摩擦力調整劑、黏度調整劑。
以上的基礎油會與另一基礎油混合,其第二基礎油為以下物質的一種或多種的混合物:
礦物油、聚烯烴、矽油、聚丁烯、聚烯甘油、磷酸酯、雙酯、聚正丁烯、乙烯丁烯聚合物等。
以上請參考:Exxon 之合成油美國專利
另外一篇由北科大的教授所發表的文章也可供參考:以美國黃豆油發展生質潤滑油基礎油之研究
機油的蒸汽壓,可以參考Total 網站資料。
不過只知道蒸汽壓,比較難算出蒸發速度,所以我們再去找找American Petroleum Institute 針對各等級油品的測試標準。
文件內容拉拉雜雜寫了一大堆,我只提與此討論相關的重點:
1. 蒸發損失 (evaporation loss) 的標準測試方式是將油溫維持在 250度C,60 分鐘後,測量油量減少量。這個測試值應是由稱為 ASTM D5800測試規範後所換算出來的消耗比例。以SM等級的機油來說,規範值必須小於 15%。
2. 回過頭來看看機油的蒸汽壓。以Total網站上查到的數值來看,我們有興趣的是平均油溫在120 度C時,機油的蒸發損失速度有多快 (為什麼是 120度C?因為夾森大說這些 turbo車的油溫都在 100 – 120 度C範圍內。不過小弟的NA車只有最高到 90度C)?可是因為 ASTM D5800並沒有測試 120度C的資料,所以我自作聰明地拿表內的 230 度C與120度C的資料來比較一下,大概得出120度C的蒸汽壓是230度C時的1/400到1/2000。
3. 假如我們取個平均,就說是1/1000吧。因為蒸汽壓直接線性對應到蒸發速率(以 Langmuir Evaporation Equation為基礎。此equation從網路上查得,但是為求慎重,小弟會再進行確認),所以我估計120度C的機油蒸發速率約是250度C時的1/1000,應該也不會差太多。所以,此機油在120 度C下蒸發60分鐘約會損耗 15% 的1/1000。這個數字,是 0.015%。也就是說,每使用一小時,機油大約損失 0.015%。
4. 最後,我們假設區軸箱內的原始機油量是 5L,則損失1L是20%。如果在 120度C正常油溫的狀況下,我們約莫要使用1000個小時才會消耗掉這個量。1000個小時是多久呢?如果一天開車4小時,我們得開250天才能達到這個數量。如果平均時速只有20km/hr,要開20,000 km 才會到達這個數字。如果平均速度 80 km/hr,那要開 80,000 km 才會有這種機油消耗量。
計算至此的結論是,1500km 吃掉 1L 機油是不合理的。
以下引用夾森大的一小段話與夾森大與各位大大共勉之:
“有很多人因為片面的資訊而造成以偏概全的觀念,有多少人看過小弟在這之前針對機油消耗所做的一些分析?...歡迎大家提出來討論,有人可以拿到完整的資料嗎?...我也拿不到,但是我不會在資料不完全的情況下去做任何的決定以及推斷,與大家共享...”
我本身沒有化學的背景,看到一堆什麼化學鍵的頭就大了,或許您是這方面的專家,感謝您願意花時間將一些我弄不通的東西找出一些蛛絲馬跡...really appreciated...
首先我必須小小的更正某些statement~~~
Tape wrote:
夾森大指出機油的蒸散是因為區軸箱內溫度升高所導致的正常現象,所以當 PCV 閥開開關關的結果,會使得這些被蒸散的機油氣與燃燒後溢入區軸箱的廢氣,一起被帶入進氣岐管內回到燃燒室燃燒。因此,所被消耗的機油有降低燃燒室溫度與保護汽缸壁的作用,所以這屬於正常現象
如果機油真的是因為上述的原因消耗掉的,確實可能以此降低燃燒室的溫度,但是這一點都沒有保護氣缸壁的效果,降低燃燒室的溫度,主要目的是降低爆震的機率,整個引擎的運作,最大的藝術就在此,如何榨出性能,而又不發生爆震,小弟認為...若是基於設計團隊刻意所為,或許我們可以視為"特性",正常與否,我不敢妄下定論.
Tape wrote:
機油的成分包含基礎油 (base stock),此基礎油包含合成酯類,該酯類含有 5-50% 的R-OH 官能基。R表示 CxHy 碳鏈,可為直鏈、分枝、或環狀。R的長度可能為 2-20 個碳。此基礎油另包含 15% (重量比)以上的氧、氮、或鹵素,10 ppm以下的金屬物,以及約 50 ppm的酸(許多文獻文字寫的是酸,但是符號寫的是 KOH,也就是氫氧化鉀。氫氧化鉀應該是強鹼,有點奇怪,這點容小弟以後再查清楚)。
關於這段話,基本上確實有酯類的基礎油,但是那跟我們現在正在使用的機油不一樣(VW 504/507),我印象中酯類的基礎油生產專利似乎不是Exxon Mobil,有點模糊了,需要再查查...而且酯類的基礎油印象中有油封箱容性的問題,我需要再找找資料...
Tape wrote:
2.回過頭來看看機油的蒸汽壓。以Total網站上查到的數值來看,我們有興趣的是平均油溫在120 度C時,機油的蒸發損失速度有多快 (為什麼是 120度C?因為夾森大說這些 turbo車的油溫都在 100 – 120 度C範圍內。不過小弟的NA車只有最高到 90度C)?
關於這段,我想再說明一下,確實...NA引擎的油溫大多在80~90度,我們討論的這顆2.0TFSI (engine code:CDNC)我最高看到119度,車友的美規335,據他的說明,油溫可以達到130~140度.
其實我的論點是由Audi這次提供針對機油消耗的solution所反推回來的,相信這個推論依然相當的粗糙,但總是個開始...^^...還希望有能力把證據補全的先進們能不吝指正...
由於我們不可能會知道Audi在ECU裡頭動了什麼,所以先撇開ECU不談,針對目前我所知道的,新的PCV閥裡面有多加了一段不鏽鋼的攔截網,其作用就是攔截更多的油滴並回收到曲軸箱,但是我們不知道到底有多少油滴會被吸入PCV閥,機油的正確蒸發量也是我很想知道的(因為我不會,也估算不出來)...
夾森 wrote:
GOOD JOB!!...(恕刪)
Jason 大,保護汽缸壁那段我改掉了。若有其他錯誤請繼續指正。
不過請Jason大想想,如果吸機油油氣是故意的,那 Audi 何苦要幫你們改善狀況呢?
如果吸機油油氣有益引擎效率或是壽命,那現在不吸了不就沒保障了嗎?
這整個邏輯我還是搞不清楚,所以我的解讀到目前為止還是原廠在隱瞞設計上的瑕疵。
原廠不會拿石頭砸自己的腳嗎?
當他們標榜他們的車只要 15,000 km 進廠保養一次,就把 1,500 km 加一罐機油是正常的說法打了一巴掌。
如果說吃機油是正常的,他們就不會說添加機油是免費的。(何時 Audi 曾說主動要送車主東西了?正常保養時所換的五罐機油是免費的嗎?這種作法不像是我認識的 Audi。)
Tape wrote:
1.蒸發損失 (evaporation loss) 的標準測試方式是將油溫維持在 250度C,60 分鐘後,測量油量減少量。這個測試值應是由稱為 ASTM D5800測試規範後所換算出來的消耗比例。以SM等級的機油來說,規範值必須小於 15%。
2.回過頭來看看機油的蒸汽壓。以Total網站上查到的數值來看,我們有興趣的是平均油溫在120 度C時,機油的蒸發損失速度有多快 (為什麼是 120度C?因為夾森大說這些 turbo車的油溫都在 100 – 120 度C範圍內。不過小弟的NA車只有最高到 90度C)?可是因為 ASTM D5800並沒有測試 120度C的資料,所以我自作聰明地拿表內的 230 度C與120度C的資料來比較一下,大概得出120度C的蒸汽壓是230度C時的1/400到1/2000。
3.假如我們取個平均,就說是1/1000吧。因為蒸汽壓直接線性對應到蒸發速率(以 Langmuir Evaporation Equation為基礎。此equation從網路上查得,但是為求慎重,小弟會再進行確認),所以我估計120度C的機油蒸發速率約是250度C時的1/1000,應該也不會差太多。所以,此機油在120 度C下蒸發60分鐘約會損耗 15% 的1/1000。這個數字,是 0.015%。也就是說,每使用一小時,機油大約損失 0.015%。
4.最後,我們假設區軸箱內的原始機油量是 5L,則損失1L是20%。如果在 120度C正常油溫的狀況下,我們約莫要使用1000個小時才會消耗掉這個量。1000個小時是多久呢?如果一天開車4小時,我們得開250天才能達到這個數量。如果平均時速只有20km/hr,要開20,000 km 才會到達這個數字。如果平均速度 80 km/hr,那要開 80,000 km 才會有這種機油消耗量。
計算至此的結論是,1500km 吃掉 1L 機油是不合理的。
Tape大,關於這段精彩的論述,似乎有一個變因您沒有考慮進去,就是曲軸箱的負壓狀態,由於有負壓狀態的因素,曲軸箱的廢氣才會被吸入燃燒室,您查到的蒸氣壓應該都是在1atm底下做的測試,但是當壓力小於1atm時呢?...相信大多數的人都知道,此時沸點會降低,但是降到多低?...@@"...莫宰羊...Orz
其實我也有點懷疑關於引擎油溫的量測,因為其終究是將溫度sensor放在某一個點量測出來的溫度,相信大家都同意,剛從渦輪迴流的機油溫度跟剛從機油濾心出來的溫度肯定不一樣,但是該怎麼取捨?...@@"
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