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機油精-新配方!「無用說」只對一半

API SP時代,硫/磷 用量受限,拿什麼抗磨/抗氧化?


Q1. 什麼是機油精?

A1. 機油精又稱為「機油添加劑」,通常由高分子有機化合物、金屬鹽類、有機酸類、界面活性劑等多種成分組成,藉此降低摩擦、抗磨損、抗氧化、清潔和保護機件等,幫助機油或引擎延長壽命、提高性能。


引擎機油的設計,不外乎在基礎油與添加劑做文章,常用的添加劑,包括分散劑(Dispersant)、清潔劑(Detergent)、抗氧化劑(Antioxidant)、抗磨劑(Anti-wear agent)、抗腐蝕劑(Corrosion inhibitor)、增稠劑(Viscosity index improver)、消泡劑(Defoamer)、極壓劑(Extreme pressure agent)。將其中幾項獨立成市售商品,所是所謂的機油精。



Q2. API SP規範,保護觸媒、保護環境?

A2. 有的,隨著API SP時代的來臨,諸如ACEA、ILSAC等認證單位都對「低硫、低磷、低灰份」提出更嚴格的要求,隨之,硫、磷含量較高的三大抗摩劑,用量再次被限縮(SN時代已開始要求)。它們分別是:

ZDDP:二烷基二硫代磷酸鋅(zinc dialkyl dithiophosphate)

DBP:磷酸二丁基酯(di-n-butyl phosphate)

TBP:磷酸三丁基酯(tri-n-butyl phosphate)


ZDDP被燃燒時,會生成有腐蝕性的「硫酸鋅」,DBP和DBP被燃燒時則會產生「二氧化碳」、「一氧化碳」和「硫氧化物」,這些都會毒害觸媒轉化中鉑、鈀及銠等貴金的物質,所以這類配方的抗摩表現優異,但礙於機油認證規範越來越重視環保,所以因機油自然損耗量中所流竄到觸媒的有害物質,越來越受到重視。 點我連結>知識補充:吃機油對觸媒的影響


Q3. 所以,機油添加劑不是沒用,而是舊時代產品被新規範限用?

A3.是的,從環保角度而言,這麼說是合理的。


Q4. API SP時代之後,機油添加劑或油精都用什麼配方?

A4. 有鑑於ZDDP、DBP、TBP…因燃燒後會產生硫化物、磷化物而限縮用量,製造商們陸續改採新的配方來彌補劑量的不足,其中比較有趣的當屬「有機鉬」和「富勒稀(碳60)」



Q5. 鉬元素在車用添加劑的應用,有什麼變革?

A5. 鉬元素在引擎潤滑的應用,起先從「鉬粉」開始,讓車主自行添加於機油中,確實能帶來很好的保護力、並降低老舊引擎的噪音,但因為早年沒有奈米科技,鉬粉的粒徑偏大,所以容易因鉬粉沉澱,形成油泥(油泥還有其它因素,不全因鉬粉沉澱),所以只建議低殘值老車遇到大修引擎時採用。


為了「運用」鉬元素的保護性和「規避」沉澱、發泡的缺點,汽車製造商將鉬元素以塗層的方式附著在活塞的動力衝擊面。



鉬添加劑是指添加在機油中的鉬化合物,用來提升機油的抗摩擦性和抗氧化性能。

鉬添加劑運用於引擎添加劑的變革,調查如下


第一代:鉬粉末

以摩擦學為基礎,純粹將原料(鉬粉)添加在機油中,形成比基礎油更強韌數倍的保護膜。然而,這種做法除了要注意鉬粉用量,避免過多沉澱,還容易使機油產生泡沫。


第二代:二硫化鉬問世

第二代鉬添加劑是二硫化鉬。初期的二硫化鉬只消除了泡沫這個問題,但因為當時還沒有奈米科技,所以較粗的粒子,依然容易沉澱,導致濾網阻塞。


第三代:鉬原料奈米化

將鉬奈米化,混合於主劑中,這種做法有效改善了濾網阻塞的問題。


第四代:液化鉬應用

使用高溫、高壓…等步驟所得到的液態純鉬,所以一舉闢除奈米鉬懸浮液會不會沉澱、堵塞的疑慮。液態鉬的成分可以是有機鉬化合物和無機鉬化合物。



第五代:有機鉬應用

有機鉬常以鉬酸鹽和鉬酸酯作為原料之一,雖然它們本身是無機物質,但可以通過化學反應轉化為碳-鉬鍵的有機鉬化合物,這些有機鉬化合物通常具有較好的溶解性和穩定性,適合作為添加劑使用。





Q7.富勒稀應用在引擎機油的用意?

A7.富勒烯又稱之為巴克球,是奈米碳的一種。比鑽石硬、比鋼強韌,強大的機械性能讓它被廣泛應用於各種領域。

此外,富勒稀因具有高抗氧化性和滲透性,被奉為「美容護膚業的黑金」。反觀,過去在機油中常見的抗氧化劑:酚類(BHA、BHT)和磷酸酯類(TBP),因抗氧化能力有限、對高溫和極端壓力的適應能力較差。


Q8. 酚類和磷酸酯類抗氧化劑,燃燒後會產生有害物質嗎?

A8. BHA和BHT常被添加到食品、化妝品和塑料等產品中抗氧化。在適當濃度和溫度下使用,不應該產生有害物質。然而,一些研究表明,當BHA和BHT與高溫烹飪或烤燒肉類等食物一起使用時,可能會產生多環芳香烴等有害物質,長期使用可能與導致過敏、免疫紊亂和癌症。


Q9.富勒稀(fullerene)燃燒後會產生有害物質嗎?’

A9.作為一種碳材料,富勒稀燃燒生成物就只是二氧化碳和水,也就是說一般燃燒使富勒稀產生出有害物質。同時,富勒稀具有良好的化學穩定性和高溫穩定定性,可以抵禦高溫和化學侵蝕,因此在機油中當作抗氧化藥劑時,其熱穩定性和化學穩定性非常好。


Q9.支持富勒稀應用的學派權威

A9.支持富勒烯應用於引擎潤滑的學派領袖有三位:

1. Dr. James Linden

,現任綠光醫藥(GreenLight Medicines)的CEO,曾在通用汽車、福特汽車、戴姆勒克萊斯勒擔任技術顧問。

Dr. James Linden ,現任綠光醫藥(GreenLight Medicines)的CEO
Dr. James Linden

2. Dr. Tomasz Wierzbicki

波蘭工程科學院的榮譽教授。專門從事奈米材料的研究。他認為,在合適的條件下,富勒稀球可以成功應用於引擎潤滑。

Dr. Tomasz Wierzbicki

3. Dr. James Tien

麻省理工(MIT)和倫斯勒理(RPI) 的BEE學位。邁阿密大學工程學院院長。並在貝爾電話實驗室和蘭德公司擔任過領導職務。


Dr. James Tien 田中光

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