赛车功率中的S制冷功率是什么意思思

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第一章&&&谁该阅读这本手册?——发动机拥有者
无论你是不是赛车手,这本手册都适合你。它是为所有发动机拥有者而写的。因此,不管你的发动机驱动的是赛车,摩托车,皮卡,客车或者游艇—这本手册都适合你。它描述了一种真正的赛车油在你的发动机里所做的工作,以及为什么这种机油比其它具有相同API级别和SAE粘度等级的机油性能和表现力更好的原因。
可能你正在使用那些本来是为轿车和卡车设计的,只是添加了一点额外的抗磨损剂就改变成为赛车准备的机油—然后贴上赛车油的标牌并以赛车油的名义销售。无论你是否处于这种情况,这本手册的内容对于你和你车队的成员都是有帮助和有用的。你们大家—车主,车手,车队队长,机械师—这本手册是为你们写的。
这本手册是一位在工程、设计和制造赛车油方面有近44年职业生涯的人为你所写的。和他的员工一起,Bob Lancaster,领导着今天世界上成长最快,影响深远的赛车油公司。
这本手册提供了对润滑、摩擦和磨损的概括性介绍,适用于所有类型的发动机。包括以下内容:
图1:Bob Lancaster(右)和Ed Mcculloch讨论润滑问题
还有其它的内容详细解释了我们的润滑技术。我们准备了一系列的产品和技术报告以及事实表单来提供关于润滑,摩擦和磨损的更细微的部分。
第二章&&&怎样为了马力而润滑
在我们开始讨论这个问题之前,需要回答很多赛车手首先会问到的关于发动机机油的问题。这就是:什么使得你们的机油更好?
简单的回答就是“我们放进去的就是你得到的。我们在机油里添加了MPZ,你就获得更大的马力输出。”在发动机中,机油需要执行四种基本功能—润滑,清洁,冷却和密封。只有润滑功能能够增加马力—并且只有在它被设计为增加马力时。
图2:发动机机油四种主要的功能
润滑是多功能的。机油被假定为可以减少摩擦和保护发动机部件免遭过度磨损。但是单单机油是不能有效完成这两种工作的。机油需要其它成分的帮助以增补基础油中的碳氢化合物(氢和碳)元素。工业上使用硫,磷和锌来提供磨损保护。
清洁功能是机油本身不能完成的。没有清洁剂和分散剂的帮助,机油不能保持发动机部件的清洁和清除残留的碳沉积物。工业上使用钙,镁和氮来完成清洁功能。到此为止,我们指出了添加到基础油中的六种元素。其中三中不能提升功率效率。
冷却和密封是由基础油来完成的,在这里不是要讨论的问题。因此,让我们集中注意力于大的机油公司在他们的发动机机油中使用的削弱功率的添加剂—与我们在自己的赛车油中使用的功率效率添加剂。
我们发现钙,镁和锌对于磨损保护是基本有效的,但是会削弱1-3%的发动机功率输出。我们还发现,当把磷酯添加到锌中,它降低发动机部件间摩擦的摩擦系数并且增加功率输出。当把钼添加到磷酯中,它更多地降低摩擦系数并更大地提升功率输出。
当机油含有磷酸锌时,磷吸附于热的铁和钢表面形成一种化学连接。结果是铁/磷化物加上锌。铁和铁之间摩擦的摩擦系数是0.51,而锌和锌之间摩擦的摩擦系数是0.75—增加了32%。那么为什么润滑剂工业还在发动机机油中使用磷酸锌添加剂呢?因为它是一种很好的抗磨损添加剂,相对便宜—并且可获得的量很大。但是你花钱却使得摩擦增加32%,也就是损失1-3%的马力。
功率输出还不是唯一的好处。我们称之为MPZ的钼,磷和锌的化合物对金属具有磁性吸附功能。MPZ在下两章有更多更详细的描述,你将看到我们怎样恢复损失的马力。
第三章&&&启动发动机时的磨损保护
磨损是由摩擦引起的表面金属永久性切除。
我们在MPZ中使用的磷脂是一种高极性元素,具有两种不同寻常的特性。它是热自引导的(吸附于热的地方)并且对铁和钢以及铁和钢的合金具有磁性吸附作用。金属变热时MPZ吸附于金属之上,冷却后驻留在原处。MPZ不会象大多数机油公司销售的机油那样被擦掉,冲洗掉或者燃烧掉。
MPZ在MPZ上的摩擦系数为0.44,表面的化学成分为铁,磷,钼和锌
图3:TORCO产品在磨损保护处的优势
因为MPZ膜不会像普通机油那样从发动机部件上流失,因此在下一次启动发动机时,它不会滴漏回曲轴箱,使得发动机部件失去保护。
许多汽车工程师宣称最严重的发动机磨损发生在启动发动机的时候。但那只是对于为客车和卡车制造的普通发动机机油而言是正确的。我们的赛车经验使我们对这一点不能认同。发动机部件的温度,负载,速度和压力等因素在启动发动机后对磨损有更多的影响。
图4:钻孔区域和活塞环区域加黑来显示最坏的磨损
所有使用磷酸锌润滑的发动机在启动时都得到了磨损保护。但使用MPZ,你能够得到多40%的更好的磨损保护。当磷酸钼被添加到磷酸锌和磷酯中,两种元素和磷一起吸附于热的铁和钢表面形成一种化学连接。结果是铁/磷化物加上钼和锌。
在第二章里,我们说明了锌和锌之间摩擦的摩擦系数是0.75—但是当磷酸钼和锌相结合时,摩擦系数降低到0.44,减少了41%。因此,MPZ使得所有铁和钢部件在相对滑动时比锌具有更小的摩擦。
当启动发动机时,摩擦减少40%,而且增加40%的磨损保护。这将在下一章里更详细地讨论。
第四章&&&启动发动机后的磨损保护
燃烧汽车燃料的客车和卡车发动机中的磨损与燃烧酒精,硝石甲烷和赛车汽油(通常使用氧化丙烯或一氧化二氮进行氧化)的赛车发动机相比,是一种不同的球类运动。
不同的燃料对曲轴箱中的机油有不同的效果。发动机转速对发动机部件的温度有影响,如汽缸上部和阀门传动部件。事实上,油膜所工作的发动机的每一部分都运转在不同的温度下,这意味着油膜在极热表面和较冷表面上有不同的厚度。因此,曲轴箱里的机油和汽缸下部的机油有不同的粘度—汽缸下部的机油和汽缸上部的机油粘度也不同。进气阀门的机油与排气阀门的机油粘度也是不一样的。
图7:放大的粗糙中心表面
图8:汽缸上部功率损失
图9:凸轮/连杆—磨损点
粘度在流体薄膜润滑方面有很重要的作用。如果在两个相对滑动的金属表面上的油膜太薄,表面金属(表面上的高点)就非常接近而造成接触。在热的表面上,如汽缸上部、排气阀门部件,油膜会很薄以至可能消失。这就是为什么当油膜(基础润滑)消失后,MPZ作为第二种润滑剂是如此重要的原因了。而油膜确实从发动机汽缸上部消失了。当油膜被活塞环从汽缸上刮掉后,只有非常少的油膜留下来。在进气冲程进来的燃料紧接着冲洗掉剩下的油膜;在功率冲程油膜被活塞环从汽缸壁上刮掉,剩下的油膜紧接着被燃烧掉。在另外两个冲程中,活塞环在没有保护的铁表面上滑行,这就是为什么赛车发动机75%的摩擦发生在活塞环在汽缸上部滑行时的原因。
图10:导致功率损失的重要原因
这里就是使用普通发动机机油,由于缺乏润滑而导致功率损失的地方。这里也就是MPZ磁性薄膜增加发动机马力输出的地方。
MPZ不会被活塞环从汽缸壁上刮掉
MPZ不会被燃料从汽缸壁上冲洗掉
MPZ不会从汽缸壁上被燃烧掉
MPZ磁性薄膜驻留在活塞环表面和汽缸壁上。这里没有铁和铁之间或者铁和钢之间的接触。活塞环上的MPZ和汽缸壁上的MPZ之间相互滑动。马力的获得是活塞在汽缸中上下运动时节省下的能量的结果。
当油膜从汽缸壁上被活塞环刮掉并被燃料冲洗掉,就产生一个高摩擦区,发动机中75%的摩擦产生于此。参见图11和图12。
图11:进气冲程
图12:压缩冲程
当油膜从汽缸壁上被活塞环刮掉并被燃烧掉,就产生另外一个高摩擦区,参见图13和图14。
图13:功率冲程
图14:排气冲程
当油膜在进气冲程被活塞环从汽缸壁上刮掉时,MPZ驻留在汽缸壁和活塞环表面。参见图15。MPZ在压缩冲程减少摩擦,参见图16。
图11:进气冲程
图12:压缩冲程
当油膜在功率冲程被燃烧掉时,MPZ驻留在汽缸壁和活塞环表面。参见图17。MPZ在排气冲程减少摩擦,参见图18。
图13:功率冲程
图14:排气冲程
尽管如此,这儿还有其它的因素。因为赛车发动机是由不同的机械师准备的,他们关于汽缸如何打磨的观点是不一致的—活塞环要有多大的张力,连杆要多长或者多短。这些问题对减少摩擦,增加功率输出都是有影响的。
图19:汽缸区域和活塞区域用黑色加深表示更严重的磨损。注意顶部的汽缸脊
MPZ增加1%到3%的功率输出,在500马力的发动机上,相当于增加5到15马力—在1000马力的发动机上相当于10到30马力。我们在下一章继续讨论这个问题。
第五章&&&关于摩擦的事实
摩擦是运动的阻力。
有很多种摩擦—流体摩擦,固体摩擦,滚动摩擦,滑动摩擦和粘性-滑动摩擦。这一章我们只讨论流体摩擦和固体摩擦。机油流体或者油膜内部的摩擦与它的粘度有关—粘度是机油阻止流动的阻力。或者换种说法,粘度是机油流动的能力。
低粘度机油比高粘度机油具有更小的流动阻力。它们更容易被泵吸并且在发动机分配通道中循环流动得更快。低粘度机油维持着更低的油压,但是油泵会在分配通道中泵送出更大容积的机油。
高粘度机油比低粘度机油具有更大的流动阻力。它们更难被泵吸并且在发动机分配通道中循环流动得更慢。高粘度机油维持着更高的油压,但是油泵泵送出更小容积的机油。
当机油温度升高时,机油粘度减小。所以机油内部的摩擦随着机油温度而变化。当通过降低机油粘度而减小流体摩擦时,可以得到明显的功率效率增加。但是不要仅仅为了增加功率输出而被误导去使用低粘度机油,因为低粘度机油在加热时,比高粘度机油产生的油膜更薄。这儿有个合适的点,当油膜变得太薄,在相对表面上的高点就会接触并开始相对滑动,增加摩擦。
图21:典型的阀门总成(进气或排气)
图22:在汽缸上部的马力损失
有人尝试使用磨损测试仪(设计为测试齿轮油和油脂)来描述发动机机油摩擦。大多数发动机机油都不能通过齿轮油测试,而这又是这种描述的目的—因此你会对魔术般的改良产生深刻的印象。一两滴眼镜蛇毒汁和劣质机油混合,就成为一种好的机油。这可能看起来很好,但它是一种虚假的试验,对描述发动机摩擦没有任何用处。
图23:负载
图24:四球比较试验。锌在钢表面与MPZ在钢表面比较
唯一有效的摩擦试验是在发动机动态试验台上进行的—并且即使是这些试验,如果不是在重复地输出相同马力和扭矩并使用相同机油的同一台发动机上进行的,也不是有效的。但这并不是全部—第一,动态试验的操作者必须用参考油建立基础线—然后每次试验使用同一种参考油。在进行发动机摩擦试验时,每一种要测试的机油必须和参考油进行比较。这很耗费时间并且很昂贵,因为必须在发动机上为参考油作9次拖拉,然后为试验机油作9次拖拉。如果有第二种机油要测试,还必须为参考机油再作至少9次的拖拉,以为第二种机油的测试重新建立基础线。
第六章&&&关于摩擦和磨损的神话
摩擦是运动的阻力—磨损是由阻力引起的金属表面永久性切除。
有些最好的减少磨损的材料却是最差的减少摩擦的材料,并且可能增加摩擦。同样的,有些最好的减少摩擦的材料可能在用于发动机中时根本就不能减少摩擦。
图25:在外太空使用的润滑剂可能在地球上根本就不起作用
在外太空使用的润滑剂可能在地球上根本就不起作用,而赛车是在地球上进行的。像PTFE一类的材料被称为具有最低的摩擦系数。但是PTFE制造商并不推荐在燃烧式发动机中使用它。为什么?因为它不耐热—它很脆而且会分解成黏性塑料残渣及腐蚀性氟气。
有销售商宣称根据PTFE保护发动机免受摩擦和磨损的理论,已将它出售给发动机所有者。这不过是个神话,即使是制造并以Teflon商标出售PTFE的DuPont公司都告诉人们去咨询他们的技术服务部门,不要在发动机中使用PTFE。
稀的机油总是比稠的机油更好地减少摩擦。并非如此!一种情况是在发动机总成。稀的机油不能作为赛车发动机的总成润滑油或者预润滑油。总成润滑油不仅要稠,而且必须以很高的粘附力水平驻留在原处。另一种情况是冬季级别的发动机机油。
图27:机油流动速率
尽管被误解的人们广泛使用,但并没有什么“重量(weight)”来表示机油粘度。“W”表示“冬天(Winter)”,不是重量(weight)。然而,有些公司标注机油为“0W”和“0W5”以试图将他们宣称的使用超低粘度可以增加功率输出的稀机油理论推向极端。在SAE手册中并没有像SAE 0W5 和SAE“0W” (所谓的0重)这样的粘度,它可能在裁缝机上工作得很好,但在赛车发动机上并不好。我们将在“关于多等级机油的直观想法”一章中进一步讨论这个问题。
第七章&&&为什么使用MPZ?
MPZ表示钼,磷和锌。我们将这三钟元素混合成一种摩擦和磨损减少剂,这可能是二战后自从清洁/抑制剂被开发以来最有效的润滑剂补充物。MPZ的发明始于1973年,那时节能是最重要的事情—并且燃油效率也是发动机制造厂的目标。通过提高润滑得到的燃油效率转换成功率效率就产生更多的马力。
我们用了近20年的时间研究获得更多马力的方法。通过我们对MPZ元素的现场使用经验,一种新型产品逐步被开发出来。这里就是为什么使用MPZ。
为什么使用钼?
钼在溶于机油的液体状态时,具有很低的摩擦系数。在今天所有用于发动机机油中作为抗磨损/减摩擦添加剂的油溶性材料中,钼具有最低的摩擦。然而,液体钼(钼二硫化磷)在机油处理水平上是很贵的,虽然它能有效减少发动机摩擦和磨损。当成本不是问题的时候,液体钼是最好的摩擦减少剂。
为什么使用磷?
磷酯是机油工业中神奇的润滑剂。由于高极性和热自引导能力,使它们具有独特的和不同寻常的特性。MPZ中的磷酯磁性吸附于铁和钢—特别是当这些金属温度极高时。它和铁和钢上的钼薄膜有很强的亲和力。
图29:机油工业磨损保护标准
为什么使用锌?
在制造低成本发动机机油和自动传动液时,可溶于机油的锌(锌二硫化磷)是一种最好的抗磨损/抗熔性添加剂。锌对MPZ中的磷酯反应很好—并且锌那可怜的减摩擦性能可以通过适量的磷酯得到转化。
总结一下为什么使用MPZ
MPZ的多功能特性如下:
磁性吸附于金属
低摩擦系数
极佳的抗磨损性能
热自引导性
长持久性能
以下是在我们的机油中MPZ的多功能优点:
更大的马力
启动发动机时更好的抗磨损保护
启动发动机后更好的抗磨损保护
阻止轴承腐蚀
阻止机油氧化
提高燃油效率
后三个优点是在客车和皮卡中使用我们的MPZ机油时获得的好处。
当磷酸锌添加到发动机机油中时,它改变了摩擦系数,从铁和铁之间的0.51到锌在铁表面的0.75。当锌在锌表面滑动时,摩擦急剧增加,功率输出实质性减少。这就是使用MPZ进行抗磨损保护与主要机油公司使用磷酸锌之间的主要区别。
当MPZ替换掉发动机机油中的磷酸锌时,减少41%的摩擦。MPZ替代锌沉积于铁表面,摩擦系数由0.75减少到0.44—这就是为什么MPZ赛车油增加马力的原因。但马力并不是唯一的好处。
MPZ在减少摩擦的同时减少磨损。当MPZ替代磷酸锌时,它减少将近40%的磨损。MPZ中的磷酸钼比锌具有更高的分子重量和更大的分子。这使钼在发动机零部件铁和钢的表面上占有优势。当磷酸钼和磷酯及磷酸锌相结合时,这些材料改变了发动机零部件铁和钢表面的阻力。因为润滑剂工业(全球范围)在发动机机油中使用磷酸锌作为抗磨损添加剂—锌和锌表面的阻力就是我们比较MPZ和锌时的参考。
铁和钢表面的阻力直接与润滑剂抗磨损成分中占优势的元素相关。当运动的发动机零部件(活塞环)在静止的发动机零部件(汽缸)上滑动时,摩擦系数取决于零部件表面相接触的元素。
(A)铁和铁表面的摩擦系数为0.51
(B)锌和锌表面的摩擦系数为0.75
(C)MPZ和MPZ表面的摩擦系数为0.44
当MPZ用来作为摩擦和磨损减少剂时,铁和磷酸反应形成磷化铁,同时钼和锌都化学吸附于铁表面。这就是为什么并不是所有的钼材料都产生相同的结果。
最常见的是二硫化钼。这是一种黑色粉末,用于油脂、钼外层和干性薄膜润滑剂。另外一种是氧硫化钼,是一种黄色/琥珀色粉末,主要用于油脂。这两种类型的钼都不溶于机油。
另外一种钼是油溶性钼/硫混合物,当铁和硫反应形成硫化铁时,它化学吸附于铁表面。
MPZ是磷酸钼,磷酯和磷酸锌组合而成的。这三种成分都是油溶性的—这就允许MPZ作为发动机机油的一部分,作用于发动机的高摩擦表面。没有其它的摩擦和磨损减少剂能够像MPZ一样工作。
第八章&&&怎么样选择正确的粘度等级?
传统是这样的,赛车中最常使用的粘度等级是SAE50。这种等级已经修改为5种多等级,是由SAE50在100℃测量时的粘度范围确定的。这些多等级是5W50,10W50,15W50,20W50和25W50。最常使用的是20W50。但有些销售者制造SAE 10W60,而我们制造SAE 25W60。在赛车中,有很多理由来说明为什么要选择正确粘度等级的机油。
图30:小型赛车是一种循环赛道赛车,在50年代早期使用SAE 20W50
这儿是一些会对你的选择产生影响的事情:
(1)燃料类型—是赛车汽油,酒精还是硝石甲烷?
(2)发动机是吸气式,涡轮增压还是超增压?
(3)氧化剂类型—是氧化丙烯还是一氧化二氮?
(4)什么样的比赛—发动机需要运转多长时间?
(5)机油多长时间更换?
下面是TORCO赛车油的推荐使用:
(1)SR-5R MPZ全合成赛车油:SAE 0W20,SAE 5W30,5W40,5W50和20W50
(2)SR-1R MPZ全合成赛车油:SAE 10W30,SAE 10W40,20W50和25W60
(3)TR-1R MPZ赛车油:SAE 10W40,20W50,50,60和70
图31:在Pro Stock拉力赛中,当MPZ提供超级磨损保护时,SAE 5W30和5W40提供最佳功率效率
你有一打的机油可选择,但实际只有9种粘度等级。以下是我们的推荐:
超增压,硝石甲烷
超增压,甲烷酒精
超增压,汽油
吸气式,酒精
吸气式,汽油
循环赛道,酒精
循环赛道,汽油
10W40,20W50(5W50)
普通型汽车加速赛,汽油
10W40(5W40)
氧化丙烯/汽油
一氧化二氮/汽油
公路耐力赛车,汽油
越野耐力赛,汽油
普通型汽车耐力赛
*在长距离200到500英里耐力赛中推荐使-用SR-5R MPZ全合成赛车油20W50。
当为了获得更多的马力时,推荐使用MPZ全合成赛车油:
吸气式,汽油
5W30(10W30,5W40)
吸气式,酒精
粘度在减少流体摩擦方面是很重要的因素,它还需要密封活塞环和阀门。为了减少摩擦,机油就得较稀—但是为了密封,机油又得较稠。为了同时减少摩擦并密封活塞环,就要求机油完成两种具有相反要求的功能。
上面推荐了我们三种赛车油系列应用于从初级改装到竞赛级各种粘度应用的一般标准。为了获得更好的发动机表现,如果可以应用更低的机油粘度,就不应该用高粘度的机油。如何进一步选择不同比赛类型更适合自己个性化的机油粘度,这取决于发动机改装程度,竞赛水平等因素。这里面最重要的考虑因素就是发动机功率,一般来说300匹马力是一个主要关注点。低于300匹马力的发动机适合使用较低粘度的机油,而高于300匹马力的发动机则适合使用较高粘度的机油。需要注意的是当做这种精细化粘度选择时,需要在比赛前的试车中去检验选择是否合适和正确。
第九章&&&关于多等级机油的直观想法
虽然粘度是润滑油最重要的特性,但很少有人真正理解粘度是什么—粘度是如何适用于机油的SAE等级。
赛车手仅需要知道粘度等级30,40,50,60和70。无需考虑0W,5W,10W,15W,20W和25W这些冬天等级,因为这些是汽车制造厂根据北美冰雪地带冬天的行使条件提出的低于零度时的粘度。
让我们来关注从30到70这些重要的粘度等级。
SAE 30就是SAE 30,不管“W”的前缀是什么—0W,5W或者10W。100℃下Centistokes粘度等级:最小9.3cSt,最大12.5cSt。
SAE 40就是SAE 40,不管“W”的前缀是什么—5W,10 W,15 W或者20W。100℃下Centistokes粘度等级:最小12.5cSt,最大16.3cSt。
SAE 50就是SAE 50,不管“W”的前缀是什么—5W,10 W,15 W,20W或者25W。100℃下Centistokes粘度等级:最小16.3cSt,最大21.9cSt。
SAE 60就是SAE 60,不管“W”的前缀是什么—10 W,15 W,20W或者25W。100℃下Centistokes粘度等级:最小21.9cSt,最大26.1cSt。
实际上没有SAE 70。虽然使用合成基础油时是可能的,但没有人有可能制造一种带“W”前缀的SAE 70。这种粘度被认为是70等级。按100℃下Centistokes粘度等级,最小为26.1cSt,没有最大值。
下表显示了每个SAE等级的最小和最大粘度要求。
SAE粘度等级
100℃下Centistokes粘度等级
*70等级没有最大粘度要求
多级机油和单级机油之间有什么区别呢?单级机油不能通过低温粘度测试。如果它确实符合以下的某一个”W”粘度,它就是多等级的。
单级机油将来会为赛车发动机所弃用。我们抛弃SAE 30和SAE 40是因为SAE 10W40可以做30或40所能做的任何事情—以及一些单级机油不能做的事情—如增加马力。如果赛车手不喜欢10W40,就用20W50。
除了不能通过下面的冬季粘度等级表所示的在-20℃时的零下温度粘度测试外,20W50可以做10W40能做的任何事情。
SAE冬天等级
最大Centipoise粘度温度(℃)最大值
正如这个粘度表所示,多等级粘度在6个不同的零下温度工作。当赛车油设计者制定一种配方时,他必须知道组成添加剂的每一种成分在100℃下的粘度。他必须对制成机油有一个在SAE等级里的目标粘度等级。一旦形成一种配方,执行混合过程的技师在每次混合产品的时候必需以正确的比例复制这个配方。100℃下的粘度就以加和减的方式记入机油质量控制参数表里。混合器里的机油在装瓶之前必须符合质量控制粘度要求。
从混合器到进入装瓶机的管道里,机油必须第二次符合质量控制粘度要求。
在装瓶操作过程中,另外一个样本进行第三次测试,并且所有三次粘度测试必须一致。这就是在制造过程中粘度有多么重要。在发动机中粘度同样重要,发动机零部件温度会变得很高,以至机油粘度变得很低而使机油不再起润滑剂的作用。不要在你的发动机中错误地使用机油粘度。
关于机油粘度最后要注意的是,机油工业里一些人使用多粘度好像它就等同于多等级。一种机油不能是多粘度的,但是通过符合SAE30,40,50或60以及某种低于零度的“W”的粘度要求,机油可以是多等级的。在一段时间,某些机油公司标注机油为SAE 10W,20W30就好像机油可以同时是10W和20W。这是不可能的,因为10W是在-20℃下测量的,而20W是在-10℃下测量的,这排除了多级粘度的理论。
机油粘度是无意义的属性,除非它与特别的温度相关。赛车手经常会错误地判断在曲轴箱里直接加入STP或其它粘度改良剂后发生的事情。STP比SAE 50发动机机油稠30到40倍。在标准的5夸脱曲轴箱里加入一罐STP会使SAE 30变成SAE 50。但这还不是全部。
一罐STP会增加流体摩擦并减少马力。这可以在动态试验台上得到证实。STP不能很快地和机油混合,因此它会即刻堵住机油泵的吸气端,使发动机熄火。
还有很多在SAE60机油中加入STP而导致硝石发动机毁坏的例子,这时粘稠的部分混合的机油和添加剂不能流到机油泵的吸气端。
第十章&&&MPZ全合成机油值这个价格吗?
如果你对增加马力或者耐力赛中的高温发动机感兴趣的话,我们的MPZ合成赛车油是你获得更大马力和更好抗磨损保护的最佳选择。通过机械方式提高1%-3%的马力需要花费成千上万美元。劳动力很昂贵,并且要花很长的时间进行动态试验来证明发动机在机械改变后确实增加了马力。
使用MPZ全合成赛车油,只需花费几升润滑油的价钱(取决于曲轴箱的容量)就能得到持续的马力增加。产生最大马力的粘度等级是SAE 5W30,5W40和5W50。因为全合成机油的寿命是普通机油的八倍,所以每次换油前你可以进行更多的比赛—并且在将它从赛车发动机里放出来之后,还可以在客车或皮卡上使用它再行驶3,000英里。
MPZ合成机油,没有其它的合成机油和它一样。市场上或许有一些具有相似基础油成分的合成机油-----但是没有一种具有和我们使用的MPZ配方一样的添加剂成分。MPZ是使我们的合成赛车油与其他公司不同的地方。为了更大的马力和更好的抗磨损保护,这是你最佳的投资。
第十一章&&&选择赛车油最有效的方法
所有的赛车手在做出决定之前都会对安装在他们赛车上的发动机,传动器和后轴作一番研究。顶级赛车队在动态试验台上测试发动机,然后在赛道上进行测试来确定发动机是按照他们预想的那样工作。
图37:发动机摩擦功率试验
选择赛车机油最有效的方法是使用多数顶级车队所使用的方法。在动态试验台上做机油比较试验。不要害怕问问题。向我们的技术服务人员咨询并要他们指出空白点。什么使得你们的机油比其它的油好?为什么我应该用你们的机油?这些问题可以引起一些对话。我们的技术人员与成千上万的赛车手交谈过。他们当中的很多人和我们一起分享他们在使用品牌机油时所体验到的润滑和润滑失效问题。
第十二章&&&如何为解决润滑问题寻求帮助?
电话我们。我们会听你的解释并帮助你找出你的润滑问题。我们在润滑剂失效的基础上建立起我们的生意。这并不奇怪。几乎我们所有的机油都是为解决由赛车手报告到我们这儿来的润滑问题而特别设计的,他们有发动机,传动器以及后端润滑失效的经历。
我们设计了特别的机油来解决硝石发动机的活塞划伤和擦伤—印第赛车中活塞环和插销失效—高速运转发动机中的阀门系统磨损—高连杆凸轮发动机中的阀门弹簧失效。
我们设计了在吹气式酒精和硝石发动机中改善活塞环密封以阻止过度燃料冲洗和泄漏的机油。最近,我们还设计了增加马力的机油。
图38:印第赛车的侧窗显示了水和机油的泵吸要求
我们的研究和开发在赛车手报告重复出现的润滑剂失效问题时启动。有时候那不是润滑剂问题而是润滑问题。润滑问题可能是由于使用了错误的粘度等级,干式润滑油箱系统的安装不合适,通过机油冷却器和机油过滤器时的流动阻力,油泵失效,单向阀故障,等等。
在长耐力赛车中的润滑失效经常是由于使用不耐热的机油。为此我们开发了一种防热的合成机油。它可以保护发动机在机油过热时不至自毁。贵的合成机油比任何赛车中所需要的消耗品的使用都便宜。
第十三章&&&贵的机油便宜,因为便宜的机油太贵
由于某些不知道的原因,赛车手愿意为他的赛车轮胎付钱—愿意为他的赛车燃料付钱—但对机油却会讨价还价。在某些情况下他想要无偿使用它,在另一些情况下,他想要机油厂家因为他使用机油而付钱。
免费的机油并不免费,便宜的机油也不便宜—如果机油不执行它的工作。你并不是总能得到付钱要买的东西。每个润滑剂厂家都在谈论质量和性能—好像质量和性能意味着同一件事。但他们并不是同一件事。质量是描述用于制造机油的材料的价值。性能是描述使用机油的结果。
质量材料和制造过程中的质量控制并不能确保好的性能—机油工业使用的发动机测试也不能。虽然赛车机油必须在粘度等级上与机油工业标准相一致,但要得到如TORCO机油一样的超级性能时,在化学添加剂和基础油成分上,它并不需要与机油工业标准相一致。
很明显,如果添加剂和基础油成分由机油工业标准所控制—所有的润滑剂就会相互复制—创新技术将会消失,所有的机油都是一样的了。这听起来可能吗?你最好相信,因为它已经发生了。机油公司为他们宣称在粘度和热中断—剪切力等等上更好的性能而互相控告。为什么?因为今天的机油工业标准要求所有的机油都是一样制造的。我们遵从联邦和州为粘度等级所制定的工业标准。我们同样遵从API服务标准。但是,我们并不遵从机油工业制定发动机机油,传动液和齿轮油的方法。我们不制造“我们也是这样的”润滑剂或者复制其它公司的产品。
我们的全合成机油相对于任何石油基础油(包括我们自己的)的技术优势就是这么简单。石油基础油是由原油提炼制成的产品。无论是谁提炼还是采用哪种提炼方法,石油基础油在高温时总是会分解。一些公司称之为热中断—而我们称之为裂化。当石油基础油的薄膜暴露在汽缸壁和活塞顶内表面热的金属表面上时,机油裂化成碳渣和非常稀的蒸馏物。这就是为什么发动机机油含有大量的清洁剂和分解剂来控制粘性的、焦油状碳渣,它们会转化为发动机沉积物和发动机油泥。
全合成机油不会裂化,形成蒸馏物,焦油和碳渣。合成机油耐热。这就是为什么它们被用于不能使用石油基础油的喷气式航空发动机的原因。合成机油中的清洁剂和分解剂寿命更长,因为它们几乎没有工作可做。
但这并不是全部。MPZ全合成机油不仅有长的寿命而节约费用的优点,而且MPZ在启动发动机时以及启动发动机后提供更好的抗磨损保护。
发动机中MPZ和合成基础油的重要性归结于性能上的优点:为赛车发动机提供更大的马力和更好的抗磨损保护—为客车发动机提供更好的燃油效率和更少的机油和机油滤芯的更换。
第十四章&&&已记录的由发动机润滑带来的功率和扭矩增加
经常会有由于采用润滑剂而获得额外功率和扭矩的声明。通常,这些声明都是自夸的,没有纪录的或者是没有采用独立的,没有偏见的或科学的方法用来获得试验数据以支持这些声明。
Torco最近选择了在高性能汽车发动机中评估几种“性能”润滑剂,目的是评价不同的润滑剂在影响发动机功率输出上有何不同。
为了进行试验,Torco选择了独立鉴定咨询公司---万能石化服务公司(Diversified Petrochemical Services Inc.),来建立进行性能试验的程序。根据咨询公司的建议,选择了加利福尼亚州威斯敏斯特市的Jackson Racing作为汽车试验场地。
Jackson Racing是本田VTEC发动机最新承认和试验性能的权威场地,而且Jackson赛车场进行的Dynojet型248E底盘动态试验是极端精确的并能产生可重复数据。
这个报告中的初步试验是使用Jackson Racing的测试设备和Oscar Jackson个人操作动态试验台。在每一个测量段落,由万能石化服务以及Tovatt工程公司(Tovatt Engineering)人员进行数据重复分析,监测,取样采集和机械服务。
咨询公司保证了试验的候选样本和试验车辆的安排。
试验用的汽车是一辆1994年的本田城市EX前轮驱动客车。在正常使用状态下,总共行驶了42,708英里。
这个报告中还包括关于福特F2000发动机测试结果的附加信息以提供性能结果信息,这可以在当机油在精确赛车发动机上进行评估时获得。
这些结果是在著名的马里兰州的水银赛车发动机工厂(Quicksilver RacEngines)进行汇集。这个试验使用一台4缸福特赛车发动机进行测试,发动机被放置在水银发动机工厂动态试验台上运行,以评价单独与使用的机油相关的性能改变。
水银赛车发动机公司的Sandy Shamlain先生独立操作并评估试验程序,使用的是他们赛车队的一台发动机,通过几次重复试验备份数据,用于可重复性和精度校验。
在赛车发动机实验室测试过程中发现的额外功率,然后被用于实际的赛车条件下。相关数据的重复再次反映了功率和扭矩的增加。
为什么进行试验?
“为什么进行广泛的性能试验?”是一个经常问的问题,必须先回答这个问题。
为高性能和竞赛汽车开发的Torco产品的性能特点通过试验得到了精确的记录。
Torco国际公司介入了大量的各种形式的车赛,总是记录精确的数据,这是提高产品性能的最好的方法。
知道实际条件和恶劣条件下Torco机油产品的性能也是非常有用的。Torco赛车机油的使用者并不是普通客车机油的使用者;Torco客户是典型的赛车参与者,在他们而言,更好的性能和耐久性是最重要的考虑因素。
车辆试验程序概括
车辆试验通过精确的试验程序进行概括。首先,汽车先热车,一系列(3次拖拉)作用于底盘动态试验台上,然后汽车被从试验台移走并进行通用适用性检查;轮胎压力合适,汽车进行全面的发动机调整,包括换上新的火花塞,新的OEM空气、燃油和机油过滤器。然后汽车放置在动态试验台上以常规性能转速运行。检查所有的动态性能,以提供合适的校准和操作。这一系列的校准被记录下来,作为性能试验的基准。
每一系列的记录包括5英里热车和热运转。动态试验台然后停止工作,然后启动记录的
拖拉。对于每一种候选润滑剂进行4个连续的拖拉,记录输出的功率并记录汽车功率输出的范围。
这个报告中公布的数据是两个最连续记录拖拉的平均值,并考虑了由于环境轻微变化而由计算机修正的结果。
所有的拖拉试验都是在同一天连续进行的,主要是为了试验的精确度和可重复性。
在进行下一系列的拖拉试验前,机油被置换,并安装新的机油过滤器。
精确的程序被重复进行,平均为25分钟。在系列试验之间,更换机油和过滤器。在耐久性试验时,不需要进行额外的服务工作。
粘度对功率的影响
必须注意,粘度对发动机的功率输出的测量结果有显著的影响。
发动机中的流体阻力是动态试验台读数显著变化的原因。因为这个,准确比较润滑剂的正确方法只能是直接比较它们有关相似的物理和碳氢化合物特性。
在不同的环境温度,发动机公差,机油流量和压力下使用正确粘度产品对于得到最好的性能是非常重要的。
发动机机油中的化学成分对润滑剂的摩擦特性有额外的作用。
这些成分在母体机油从发动机中去除后的一段时间对发动机性能仍然有影响。残余成分对发动机有轻微的影响,也影响活塞环密封,机械拉力和降低功率。
为了考虑这些因素,试验是在特殊的顺序下进行的,以尽可能消除偏差。
第一系列的报表显示了具有相同粘度的石油基础机油直接比较的结果。
这些试验结果表明,使用不同的机油,可以得到不同的最大和平均功率和扭矩,以及性能。
Jackson Racing的本田思域/VTEC发动机试验结果
Quicksilver Racing福特F2000赛车发动机动态试验结果
总结和结论
发动机功率和扭矩可以通过使用高性能的机油得到提高,即使是使用同样碳氢化合物构成的机油。(石油基础机油直接和其他的具有同样化学粘度特性的石油基础机油比较)。
产品的物理和化学组成对摩擦有影响,导致在操作发动机时更低的功率消耗。
摩擦的减少降低了磨损并连续改善效率,这是一个可测量的量。
增加的马力不仅是测试报告上可见的数字,而且还表现在单圈成绩和比赛结果上。一个典型的例子是一名叫Aaron Justus的美国F2000赛车手,在2000年,他完全掌控了竞争激烈的F2000方程式系列赛:创造了最快单圈成绩、最快排位赛成绩记录,赢得了大部分的公路和环型赛道的比赛,并且获得公路和环型赛道的冠军,也赢得了最多的奖金。Aaron的赛车在整个赛季中都有较大的性能优势,包括车手、技师、发动机制造商和润滑油各方面。系列赛中让Aaron将性能发挥到极致的润滑油就是Torco的全合成润滑产品,包括0W20、5W30全合成赛车机油、RTF全合成赛车传动液和MPZ磁性摩擦减少剂。
试验个人声明
Jackson Racing
“这是我参与过的最全面的机油试验。比较试验的结果是精确的。我个人完成了每个同样的暖机,每系列的动态试验台拖拉,目击了独立技术人员完成机油和过滤器的更换程序,没有其它改变”
“在进行初始试验时,我已经在很多不同的高性能发动机上操作了很多次机油比较动态试验,并且发现使用Torco机油可重复地提供额外的功率增加。”
“额外的功率是昂贵的,Torco润滑剂产生了可重复的额外的功率。”
“我拥有每种可用的机油,但是我在我自己的赛车中使用Torco机油”
Oscar Jackson
Jackson Racing
Westminister, California
Tovatt Engineering
“我参与的这次车辆试验是精确的,并且非常有趣。我操作VTEC本田赛车的机油和过滤器的更换工作,并且确定每次试验都是在同样条件下进行的。”
Ryan Tovatt
Tovatt Engineering
Huntington Beach, California
Quicksilver RacEngines
在我们的赛车发动机厂,我们每年制造很多发动机。我们同时耗费很长时间用于发动机开发。
我们发现改用Torco润滑剂使得我们可以仔细看到最早系列的动态试验结果,我们重复试验了很多次,结果表明在扭矩和功率上有连续的提高。
“在F2000上的试验非常明显,当我们发现使用Torco机油获得额外的功率时,很明显,所有的人都会使用Torco机油,否则只能是这一系列里面的失败者。”
Sandy Shamlain
Quicksilver RacEngines
Frederick, Maryland
Diversified Petrochemical Services Inc.
“我参与的试验在合理的工程程序下进行的。”
“我有着25年的润滑剂试验的经验。我认为这些结果是描述这些润滑剂的精确可信的评价。”
C.F. Real (注册润滑剂专家)
Diversified Petrochemical Services Inc.
Rancho Cucamonga, California
Torco还在继续着独立的性能证明。在另一份技术报告中,全合成机油与动力对比的问题将被讨论。接下来的技术更新文档将包括由佛罗里达中央大学使用较大排量发动机得出的独立测试结果。
第十五章&&&功率测试报告
中佛罗里达州立大学,工程系——MPZ赛车油功率测试报告
注意:本次测试完全是由中佛罗里达州立大学工程系Robert Hoekstra 博士独立研究完成的。
测试人:Robert Hoekstra 博士
本次对各种机油和MPZ添加剂进行的测试是在中佛罗里达州立大学发动机实验室中进行的。测试是为了确定在高性能发动机中MPZ是否减少摩擦,从而有效增加高速运转时发动机的扭矩和马力。此次测试仅限于功率测试,仅为确定当发动机工作于节气门大开并且使用工作于加速模式的功率计对发动机施加负载时高性能发动机的马力输出是否增加。
此次测试采用350 C.I. Chevrolet发动机,具体参数如下:6” Oliver杆、Callies 曲轴、2.1”宽钛进气口的Dart Sportsman 活塞头和1.6” 不锈钢排气阀门、14:1压缩、金刚石活塞、MSD 7AL点火、Weaver 4节干式油箱、压制(补偿)凸轮和Jessel 带驱动。
超级流动901(Super Flow 901)功率计在测试之前通过规定重量法校准并在拖拉之间归零。大气压、温度和湿度一定。所有功率拖拉都是从转/分。每种油进行4次拖拉然后取平均值。
350 ci Chevrolet
中佛罗里达州立大学
Super Flow 901
测试油品:
Pennzoil SAE 10W30
加入12盎司MPZ添加剂的Pennzoil SAE 10W30
美孚1号(Mobil 1)合成SAE 5W30
加入12盎司MPZ添加剂的美孚1号(Mobil 1)合成SAE 5W30
SR5 MPZ全合成赛车油SAE 5W30
测试结果1#——Pennzoil和加入MPZ的Pennzoil对比
Pennzoil SAE 10W30
546@7500转/分
421@5600转/分
加入MPZ的Pennzoil 10W30
555@7500转/分
428@5600转/分
测试结果2#——美孚1号(Mobil 1)和加入MPZ的美孚1号(Mobil 1)对比
美孚1号(Mobil 1)SAE 5W30
556@7500转/分
428@5500转/分
加入MPZ的美孚1号(Mobil 1)SAE 5W30
557@7500转/分
429@5600转/分
测试结果3#——Pennzoil和MPZ赛车油对比
Pennzoil SAE 10W30
546@7500转/分
421@5600转/分
SR5 MPZ全合成赛车油SAE 5W30
559@7400转/分
432@5500转/分
测试结果4#——美孚1号(Mobil 1)和MPZ赛车油对比
美孚1号(Mobil 1)合成SAE 5W30
556@7500转/分
428@5500转/分
SR5 MPZ全合成赛车油SAE 5W30
559@7400转/分
432@5500转/分
当MPZ加入到Pennzoil系列油中时,测试发动机的扭矩和马力输出显著增加。平均的扭矩和马力增加为1.05%。扭矩从421英尺o镑 (ft. lbs.)增加到428英尺o镑(ft. lbs.),或者说增加7英尺o镑(ft. lbs.);马力从546增加到555(增加了9hp)。
当用SR5 MPZ全合成赛车油替代Pennzoil 时,发动机的扭矩和马力输出显著增加。平均的扭矩和马力增加几乎为1.93%。扭矩从421增加到432(增加了11ftolbs);马力从546增加到559(增加了13hp)。
Pennzoil 、美孚(Mobil)和MPZ赛车油功率测试
50多年来,TORCO一直致力于生产最好的赛车油。直到现在,我们一直坚持进行功率测试,从而表明我们的产品仍然在竞争中胜出。这次功率测试采用460ci Ford发动机,这台发动机是特别为深度功率测试研究而制造的。每次测试进行10个拖拉,然后计算马力和扭矩的平均值以确保数据的可靠性。平均油盘温度、油压和水温也同时记入报告。所有拖拉都是从转/分。
460 ci Ford(福特)
Pettis Performance Hesparia CA(加州)
测试油品:
Pennzoil SAE 10W30(石油基础油)
美孚1号(Mobil 1)SAE 5W30(合成)
SR5 MPZ全合成赛车油SAE 5W30
测试结果1#——Pennzoil和MPZ赛车油对比
Pennzoil SAE 10W30
SR5 MPZ全合成赛车油SAE 5W30
测试结果2#——美孚1号(Mobil 1)和MPZ赛车油对比
美孚1号(Mobil 1)合成SAE 5W30
SR5 MPZ全合成赛车油SAE 5W30
紫冠(Royal Purple)和MPZ赛车油功率测试
我们从世界各地收到很多想要了解TORCO和其他品牌赛车油对比测试的要求。坦白地讲,我们在市场上很少见到能够比通常货架上摆放的产品产生更多马力的“赛车油”。不过,在过去几年中我们收到一些要了解我们产品与紫冠(Royal Purple)之间对比功率测试的要求。
下面的测试就是针对这方面的。我们的原则是测试具有相近粘度级别的机油并报告真实的比较结果。紫冠(Royal Purple)9和11是以超轻或轻型粘度赛车油在市场上销售,我们认为它们与我们的轻粘度SR5 MPZ全合成赛车油SAE 0W20有很好的可比性。
每次测试进行10个拖拉,然后计算马力和扭矩的平均值以确保数据的可靠性。平均油盘温度、油压和水温也同时记入报告。所有拖拉都是从转/分。
460 ci Ford(福特)
Pettis Performance Hesparia CA(加州)
测试油品:
紫冠(Royal Purple)“9”赛车油
紫冠(Royal Purple)“11”赛车油
SR5 MPZ全合成赛车油SAE 0W20
测试结果1#——紫冠(Royal Purple)“9”和MPZ赛车油对比
紫冠(Royal Purple)“9”赛车油
SR5 MPZ全合成赛车油SAE 0W20
测试结果2#——紫冠(Royal Purple)“11”和MPZ赛车油对比
紫冠(Royal Purple)“11”赛车油
SR5 MPZ全合成赛车油SAE 0W20
Renegade赛车产品公司——MPZ赛车油功率测试及报告
注意:本次测试完全是由Renegade赛车产品公司(Renegade Racing Products)的Toby Baptiste独立研究完成的。
测试人:Toby Baptiste,Renegade赛车产品公司(Renegade Racing Products)
Renegade赛车产品公司(Renegade Racing Products)位于肯塔基州的Lewisburg,主要生产赛车底盘和发动机。公司总裁Toby Baptiste在一台大缸体427 Chevy发动机上做完一些深度功率测试后,发给我们如下信息:
“我们使用不同的油的组合做了总共32次功率测试拖拉。有些拖拉本来是进行燃料比较的,不过这些信息却给出了有关油结果。我们将第一种组合设置为传统标准(许多赛车手在使用的),因为我们要显示传统和创新产品之间真实的区别。正如你将看到的,结果使我们吃惊,以至我有点不相信我所看到的。MPZ赛车油一次又一次向我们证明它确实是冠军的选择。”
“以Havoline 20W50作为参照(我们本已使用这种油很多年),在转/分的范围内我们建立了基本平均马力。我们所有最终数据都是基于每次测试功率拖拉的平均值(每部分24次拖拉)以及整个转速范围内的扭矩和马力平均值,这样就不会看到数据突变或波动。”
427 ci Chevrolet发动机
Renegade赛车产品公司,Lewisburg,KY
Super Flow
测试油品:
Havoline SAE 20W50(石油基础油)
TR1 MPZ赛车油SAE 20W50(石油基础油)
SR5 MPZ全合成赛车油SAE 20W50(全合成)
测试结果1#——Havoline和MPZ赛车油对比
Havoline SAE 20W50
TR1 MPZ赛车油SAE 20W50
测试结果2#——Havoline和SR5 MPZ全合成赛车油对比
Havoline SAE 20W50
SR-5 MPZ全合成赛车油SAE 20W50
“这向所有了解赛车运动的人证明,这是便宜的马力增加。当你仅仅改变一下用油就能获得多15.98镑的扭矩和高出17.31马力的动力时,并且还可以得到持续的发动机保护时,你能不吃惊吗?其它部分的功率测试又再次向我证明MPZ赛车油是冠军的选择。”
Toby Baptiste
Renegade Racing Products

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