[闲聊] HTHS黏度-日文wiki

楼主: iondrag (大侠最爱隔日冲)   2021-02-09 01:04:47
日文维基的机油条目比中文详细就不在话下了
而其中有一条专门针对车辆用HTHS的介绍是中文wiki没有的
提到机油的黏度就不能不提HTHS
下面就来翻译一下日文wiki的内容
为了顾及原文原意,可能翻得比较生硬,多多包涵
下面"HTHS黏度的必要性这一段"
如果有"一定要看HTHS吗?看动黏度不行吗?"这样的疑问,那就值得一读
https://ja.wikipedia.org/wiki/HTHS%E7%B2%98%E5%BA%A6
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HTHS黏度(HTHSV)是指车辆用引擎机油的高温高剪切性(High Temperature High Shear
Viscosity)
概要
诸如10W-30、5W-50这样的有多种SAE黏度、黏度指数(VI)的多级机油,为了提升VI而会添
加称为黏度指数提升剂的高分子聚合物(VII・Viscosity Index Improver,Viscosity
Modifier。代表的化合物有PMMA、COC环状烯烃共聚物、苯乙烯环状烯烃共聚物、PIB聚异
丁烯)。这些聚合物在基础油中松散的像交织般的杂线的方式溶解,虽然油温变高的同时
油的黏度也降低,这团"杂线"膨胀让流动阻力增加,抑制了黏度的下降。但是油在滑动区
的狭小间隙受到剪切作用,聚合物会朝着流动方向排列,引起黏度下降。轻微的剪应力在
油温下降的同时黏度会回复(暂时的剪切),但剪切严重的情况,聚合物被破坏会产生永久
性的黏度下降(二次剪切)。这就是所谓的俗称"过热"的现象,对于像跑赛车场这样的严酷
条件,会有擦伤、过大磨耗及油压下降等问题。
(除此之外,油在狭小间隙高速地流动时的发热,还有汽油料的混入或汽油稀释都是润滑
油黏度下降的因素。)
(注:流体流速越高温度越高, Ek=mv^2/2=3kT/2 )
因为这些事情,设想即使使用10W-50这样的高黏度多级机,严酷的剪切作用下黏度会下降
到只有10W-30这样的情况,可能无法再维持所要求的50番的高温动黏度。此外,劣化的聚
合物是污泥产生的因素,会污染引擎机油,进而污染引擎内部。有鉴于此,在150℃的高
温下,就决定以HTHS黏度规定做为受到剪切影响状态下的实际黏度的评定项目。测量让转
子旋转所需要的扭矩的TBS黏度计就被拿来使用。TBS法规定在ASTM D4683,在日本则纳入
石油学会法JPI-5S-36-91。
除了TBS法的HTHS黏度试验机以外,还有测量油的剪切稳定性实验,欧洲广为使用的
Rabenfield法,以及使用毛细管式黏度计的Capillary法、ASTM D4741规定的Taperd-Plug
法,其它还有超音波所使用的声波实验、柴油喷射器所使用的Bosch法等等被采用。此外
,测试耐热性的方法,则有在金属板上淋上加热的油观察颜色的填板测试(暂翻),以及油
在试管加热的热管测试等等。
HTHS黏度可说是高温高剪切情况下的下降状态的黏度,对于高温高速滑动面的有效黏度。
HTHS高的情况滑动面的磨耗量较少,可以对应高负载状态。相反的黏性阻抗增加,油耗变
差。目前日美的车辆制造商以0W-20或5W-20的低黏度节能机油为主流,这些油的HTHS也在
2.6m-2.8mPa‧s左右的低黏度水准。虽然HTHS黏度越低越能贡献油耗,但低于2.6mPa‧s
磨耗量会急遽增加,故以现在的规格xW-20的下限值是2.6mPa‧s。为此,要开发节能油,
150℃时的HTHS要确保在2.6mPa‧s以上,同时一般被认为对油耗影响很大的100℃时的
HTHS如何去降低也是很重要的。要降低则基础油及黏度指数提升剂的选择很重要。在这点
上也看得到润滑油厂商出很多专利。另外添加剂厂商提供的资料也牵涉到100℃的HTHS与
油耗的关系。
HTHS黏度的必要性
通常按照日本法定速度来开的话,HTHS并不重要。因为在路上用法定速度以下行车的稳定
油温在80℃,而所谓过热发生的条件一般认为是超过120℃。但是,即使不在HTHS黏度会
发生问题的高负载条件下使用,HTHS高的油不只耐热、耐剪切,综合来看可以维持良好的
润滑性能,也是在耐磨耗安全边际、长寿命选择上的判断基准。油的负荷与黏度的影响可
用Stribeck曲线来表示
(参考https://reurl.cc/qmZdgE)
但油在高温时黏度下降,到了油膜破裂金属表面直接摩擦的地步,混合润滑(注:干磨擦)
状态的范围增加促进磨耗。一般而言提高润滑油黏度油膜比较难破裂,所以黏度高对耐磨
性是有利的,但是黏度高则滑动阻力大,对于节能、拉转反应都比较负面。假设以相同特
性的基础油来说,5W-30与10W-40的两支来比,当然10W-40的油膜比较强韧,但油耗面就
比较不利。但是以良好的基础油、添加剂混合的油,5W-30的耐热性、耐剪切也有可能比
10W-40好,这是可以用HTHS值来判断的。此外,相同特性的基础油5W-50与15W-50来比的
话,大致上15W-50的40℃、100℃动黏度、HTHS黏度都比较偏高。但是引擎刚启动后(冷启
动)是5W-50的油比较快循环,所以单纯要说哪一方对引擎磨耗的对策比较有利,是很难说
的。
例如,VI低的矿物基础油添加多量的高分子添加剂混合成的10W-40,与VI高的合成基础油
加少量的高分子添加剂做成的5W-30来比较的话,SAE高温侧(100℃)黏度是10W-40的矿物
油比较高,对于150℃下则是5W-30合成基础油可以维持较高的黏度,这是因为10W-40矿物
油(在150℃时)聚合物受到剪切,造成黏度降低的关系。
(但是把HTHS提高到超出需求,对油耗不利,所以还是要慎重考虑相对应的用途)
后面不重要了
规格别HTHS黏度规定
这边有列出SAE黏度W-oo各数值规定的HTHS
可以点进去自己看
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总结
其实只要充份的知道自己的骑乘需求,不一定非要一味挑高HTHS的油
像我这种已经不太热血的骑法,HTHS太高对我反而不适合
若要让我一句话来做结尾,那就是
“凡事刚刚好就好”
谢谢收看
作者: Jamie (Jamie)   2021-02-09 04:26:00
推 找到自己骑乘方式合适的油比较重要
作者: NoNameWolf (A Wolf With No Name)   2021-02-09 07:16:00
感谢翻译
作者: Noxus (煞气a肥宅)   2021-02-09 10:09:00
作者: HsihHan (希汉)   2021-02-09 10:53:00
黏度提升剂越高级 基础油VI越好 SSI (剪切稳定度)越好这数据直接影响到换油间隔 但可惜是用$$$堆出来的
作者: ESTARRIOL (VETCH)   2021-02-09 10:59:00
要不要放到WiKi上啊,让更多人可以找到
作者: NEX4036 (Ryotsu)   2021-02-10 15:26:00
作者: snowsp (冬雪神兵)   2021-02-11 07:36:00
印象中有些厂牌有表示没用粘度提升剂

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