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機油添加劑(Additive)

機油添加劑是一種可溶解於基礎油的物質,添加於基礎油(base oils)後,可以顯著提升並改變潤滑油的化學及物理特性。

機油

改變化學特性的添加劑

  • 清淨劑(Detergents)
  • 驅散劑(Dispersants)
  • 抗氧化劑(Antioxidants)
  • 抗磨耗添加劑(Anti-Wear Additive)
  • 抗腐蝕添加劑(Corrosion inhibitors )

改變物理特性的添加劑

  • 機油黏度指數調節劑(Viscosity index modifier )
  • 流動點調節劑(Pour point modifier )
  • 磨擦特性調節劑(Friction characteristics modifier)

 

清淨劑(Detergents)
清淨劑主要用來保持引擎內部組件的清潔,尤其是可以清除高溫組件(如活塞環)附近於燃燒過後所產生的碳粒雜質,避免污垢囤積而影響引擎性能。此外,清淨劑的鹼性屬性亦可中和燃燒後的酸性物質,減少可能腐蝕引擎內部組件的可能性。

 

酸鹼中和過程:

 

驅散劑(Dispersants)
驅散劑的主要功用是將固態及液態雜質(例如 灰塵、水、燃燒產品及氧化物…等)驅散,避免雜質聚積而阻塞油道或是影響潤滑系統的運作。
不論是固態或液態雜質,驅散劑都會先將其包覆隔離,然後懸浮於機油,待機油流至濾清器時,再由機油濾清器吸收。
以下圖示,分別顯示固態及液態雜質為驅散劑包覆的過程。

 

固態雜質 :
液態雜質 :

 

抗氧化劑(Antioxidants)
一般來說,在高溫及含有氧氣的情況下,潤滑油即有逐漸老化的趨勢(氧化)。此類現象,更可能因為機油中含有燃燒後所產生的帶酸物質或其它不明金屬雜質而急遽加速惡化。一旦機油開始氧化,各類的雜質,諸如膠質、樹脂及油泥等無法溶解於機油的物質便會開始沈澱堆積,嚴重影響系統運作。雖說機油老化勢不可免,但在添加抗氧化劑以後,確實可有效減緩油品老化。

 

抗磨耗添加劑(Anti-Wear (AW) Additives)
借由適當的抗磨耗添加劑,即有可能在兩金屬表面間形成一層極薄的潤滑油層,避免金屬直接摩擦而造成磨損。

 

極壓劑(Extreme-Pressure Additives)
最老的極壓劑採用的是純硫磺,但現今的極壓劑及抗磨耗添加劑等作用在金屬表面間的磁性物質多半是由鋅、磷或硫磺等混合製成。
極壓劑不僅只使用於機油,在其它各類機械組件的潤滑油中,諸如變速箱,發動機,液壓系統及金屬加工油等,到處可發現它的身影。其作用方式與抗磨耗添加劑相似,都是附著在金屬表面間形成薄層油膜,避免金屬直接磨擦。

 

抗腐蝕添加劑(Corrosion inhibitors )
一般而言,腐蝕就是發生在金屬表面的一種化學現象。因此,只要隔絕金屬表面與酸性物質的接觸,就可避免腐蝕的發生。抗腐蝕添加劑正如同極壓劑般具有磁性,可形成保護膜,防止腐蝕。

 

調節劑(modifier )
藉由使用黏度指數調節劑(viscosity index modifier),可以有效的改變機油的黏度特性,並將單級機油,如SAE 10W 轉變為SAE 10W-40 複級機油(multi-grade oil)。

 

有關 黏度與溫度(Viscosity-Temperature) 的調節劑
以比喻的方式來說,此類調節劑的分子結構非常長,就如同纖維一般。溫度低時,分子收縮,因此也相對的降低機油內部的阻力,機油不致變的過於濃稠;溫度高時,分子膨脹而變得較為寬鬆,所形成的網狀結構可以有效減緩機油的流動速度,機油因此不會太快轉為稀薄,機油黏度較為穩定。

 

有關 剪應力穩定度(Shearing Strain Stability) 的調節劑
在高溫高轉速的情況下,機油在潤滑某些組件時承受極高的剪應力(如引擎的活塞環部位),此時,黏度指數調節劑的長分子有可能遭受徹底破壞,因而減損了機油的黏度。一旦分子被破壞,機油黏度便會永久改變,而再也無法提供引擎最適當的潤滑。
機油高溫剪應力的穩定度主要取決於黏度指數調節劑品質的好壞。

 

流動點調節劑(Pour point modifier )
在低溫的狀況下,即便是液態的機油也會因分子收縮阻力過大而無法流動,流動點事實上就是在測定液體可以開始流動的最低溫度,一般以攝氏 ℃ 表示。
添加流動點調節劑主要在降低機油的流動點,避免因氣候過於寒冷而無法發動引擎。

 

磨擦調節劑(Friction modifier )
在滑動速度較低的潤滑部位,當負荷增加溫度增高時,若油膜厚度不足,金屬面間會產生顫抖滑動的現象,因此需要加入磨擦調節劑以減少磨擦。
磨擦調整劑與抗磨耗及極壓添加劑相似,也是屬於極性物質,能在金屬間形成薄膜以減低磨擦。



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