Auto >> Fordonsteknik >  >> Motor

Vad är nytt inom syntetisk oljeteknik?


Konstgjorda syntetiska oljor har sett världen genom flera energikriser Se fler bilder på bilmotorer. GeoStock/Getty Images

Innan vi kan ta itu med det som är nytt inom syntetisk motoroljeteknologi bör vi först se till att vi vet vad syntetiska oljor är. Mineraloljor eller konventionella motoroljor kommer från marken, som det som bubblar upp i oljefält från Texas till Saudiarabien. Å andra sidan är syntetiska oljor konstgjorda. Varje företag har en egen process för att skapa dessa oljor som de inte är angelägna om att avslöja.

Om det fanns två pölar ren motorolja på golvet, en pöl mineralolja och en pöl syntetisk, skulle det vara nästan omöjligt att skilja dem åt. Som ExxonMobil tekniska rådgivare Kevin Chinn sa under en telefonintervju, "Du skulle halka på dem båda." Om två fordon vid 10 000 miles (16 093 kilometer) efter deras senaste oljebyte tömdes, skulle skillnaderna mellan fordonet som använder mineralmotorolja och det som använder syntetisk olja vara uppenbara:Mineraloljan skulle vara märkbart tjockare.

Syntetiska oljor har funnits ett tag; Amoco sålde en så tidigt som 1929. Under andra världskriget avancerade tyskarna syntetisk oljeteknik när allierade styrkor strypte landets oljeförråd. På 1950- och 1960-talen tog syntetisk olja fart för att möta stridsflygens högpresterande behov. Sedan, precis när bränslekrisen på 1970-talet tog fäste, kom Mobil1 syntetiska oljor som lovade att öka bränsleekonomin på marknaden för personbilar.

Trots det uppsving som den senaste bränslekrisen gav, tog det lite tid för syntetiska motoroljor att få dragkraft på fordonsmarknaden. Vändpunkten kom när biltillverkarna började förstå fördelarna med syntetmaterial – som färre utsläpp och längre sträckor mellan oljebytena – och rekommenderade att de skulle användas i nybyggda bilar.

Därefter ska vi titta på hur syntetiska material skiljer sig från mineraloljor och lära oss innebörden bakom några av termerna som används av motoroljetillverkare.

Innehåll
  1. The Science of Synthetic Oils
  2. Bra, bättre, bäst:Syntetiska oljor idag
  3. Framtiden för syntetiska oljor

>Vetenskapen om syntetiska oljor

Den största skillnaden mellan syntetisk motorolja och konventionell motorolja finns i deras molekylära struktur. I en mineralolja kommer molekylerna från organiska, naturliga material, och som vi vet är naturen inte alltid konsekvent. Det kan ibland finnas några udda molekyler i mineraloljor. Syntetiska oljor, å andra sidan, skapades av forskare i ett labb. Molekylerna är enhetliga och de ställer upp som bra soldater inuti din motor.

Det finns tre grundläggande delar till syntetisk motorolja:

  • Basoljan
  • Prestandatillsatser, som finns i pulverform
  • Bäraroljan som sprider dessa pulveriserade prestandatillsatser genom basoljan

Det finns några termer som kommer med syntetiska oljor som du bör känna till:

  1. Viskositetsindex: Detta mäter temperaturens inverkan på oljans viskositet, eller oljans tjocklek och förmåga att skydda motorn. När olja värms upp blir den tunnare; när den svalnat blir den tjockare. Om oljan är för tunn eller för tjock kan oljan inte göra sitt jobb ordentligt. Ett högt viskositetsindex innebär att oljan inte förändras för mycket, oavsett vilken temperatur inuti motorn kan vara. I en perfekt värld skulle oljans viskositet inte förändras alls och skulle ge optimalt skydd under alla förhållanden.
  2. Totalt basnummer: "Basen" i detta sammanhang är motsatsen till "syra". Det totala bastalet mäter oljans förmåga att motstå syrauppbyggnad i motorn.
  3. NOACK Volatilitetsnummer: Flyktiga föreningar är instabila och tenderar att förångas när de utsätts för värme, och detta test mäter den tendensen. När temperaturen stiger förångas mindre molekyler och lämnar efter sig större molekyler som kan göra oljan trögare och mindre trögflytande. Ju lägre NOACK volatilitetssiffra, desto bättre; det betyder att färre molekyler försvinner, vilket innebär färre påfyllningar i den lokala smörjbutiken.

I alla dessa tester presterar syntetiska oljor bättre än sina mineraloljemotsvarigheter, tack vare dessa enhetliga molekyler. Visst, labbtester är bra, men hur fungerar dessa oljor i den verkliga världen? Låt oss utforska fördelarna med syntetisk olja på nästa sida.

Fischer-Tropsch-processen

Vi nämnde att syntetiska oljor tog fart under andra världskriget, när Tyskland hade låg olja. Detta berodde delvis på Fischer-Tropsch-processen, som förvandlar kol - en resurs som Tyskland hade i överflöd - till syntetiskt bränsle eller olja. De använde det oftast för välbehövligt bränsle, men arbetet av Franz Fischer och Hanz Tropsch flyttade processen att skapa syntetiska oljor in i framtiden.

>Bra, bättre, bäst:Syntetiska oljor idag

Motoroljemarknaden verkar idag på tre nivåer. Mineraloljor anses vara bra; att blanda mineraloljor och syntetiska oljor är bättre; och rent syntetiska oljor anses vara de bästa. Det finns ingen standarddefinition av syntetisk olja i USA:Vissa syntetiska oljor använder faktiskt syntetiska oljor som bas, medan andra använder en högraffinerad mineralolja som bas.

De bästa syntetiska oljorna gör bara små framsteg nuförtiden, medan de nedre stegen på motoroljestegen förbättras snabbt. De största skillnaderna finns i tillsatserna i syntetiska oljor. Som ett exempel har specialmotoroljeföretaget Royal Purple hittat ett sätt att öka filmhållfastheten hos syntetisk olja, som skyddar där metall kommer i kontakt med metall inuti motorn.

Några av fördelarna med syntetmaterial inkluderar:

  • Bättre bensinkörning
  • Längre tid mellan oljebyten
  • Bättre start i kallt väder
  • Möjlighet att rensa bort slammiga avlagringar i motorn

Det finns inte många nackdelar med att använda syntetiska oljor, men de finns. Syntetiska oljor kostar cirka 6 till 10 gånger priset på konventionella motoroljor. För att göra saken värre kommer syntetiska oljor att rensa ut de avlagringar som kan hålla ihop en svag tätning. Detta kan leda till en motoroljeläcka som kan orsaka otaliga säkerhetsproblem och kosta dig mycket pengar att åtgärda också.

Medan vi håller på bör vi slå hål på några myter om syntetisk olja:

  • Du kan inte byta tillbaka till mineralolja efter att ha använt en syntetisk olja: Du kan byta så ofta du vill, utan att det skadas.
  • Syntet är för dyra: De skyddar också en motor bättre och behöver bytas mer sällan, vilket kan göra utgifterna för oljan värda de få extra dollarna.
  • Endast högpresterande och ultralyxiga bilar behöver syntetmaterial: Vilken bil som helst kan använda och dra nytta av syntetisk oljas tillsatser och längre tid mellan oljebyten.
  • Syntetiska skador på tätningar: "En syntetisk olja kommer inte att skapa en läcka", säger David Canitz, teknisk servicechef på Royal Purple, "men den kommer att hitta några marginaltätningar på grund av bristande underhåll."

Läs vidare för att lära dig om framtiden för marknaden för syntetisk motorolja.

Syntetiska tester med hög stress

Bland andra hårda tester testas Mobil1 syntetisk olja i det som vissa förare kan anse som det värsta tänkbara scenariot:Las Vegas taxibilar. Varför Las Vegas? Sommardagarna är extremt varma, vinternätterna är mycket kalla, körningen är inget annat än stopp och start på den ofta låsta Las Vegas Strip, och taxibilarna sätter cirka 200 miles (321,9 kilometer) på vägmätaren varje dag. Om en syntet kan stå emot den typen av missbruk, tror Mobils ingenjörer, kan den förmodligen prestera bra i en genomsnittlig bil.

>Framtiden för syntetiska oljor


När syntetisk oljeteknologi fortsätter att utvecklas kommer denna lilla droppe olja att kunna göra mycket mer. John Foxx/Getty Images

De senaste åren var målet för bilindustrin att bygga större, snabbare och kraftfullare fordon. Det håller på att förändras under det tjugoförsta århundradet, eftersom oro för konsumenter, regeringar och industrier går mot ökad effektivitet och minskade utsläpp, särskilt i USA, Europa och Japan.

Men gör inga misstag:Hästkrafter är fortfarande viktigt. Moderna motorer kan avge enorma krafter, och antalet ökar (till exempel Bugatti Veyron har över 1000 hk). Men frågan håller på att bli en om effekttäthet, eller behovet av att bygga mindre, mer effektiva motorer som kan öka effekten. Det är en av rollerna för smörjmedel framöver. Syntetisk olja av hög kvalitet kan göra det möjligt för tillverkare att minska storleken på oljetråget som krävs för motorn, köra motorn vid högre temperaturer och även använda turboladdare.

När bilar går mot att använda alternativa bränslen ändrar tillverkarna av syntetisk olja sin omfattning. Elfordon behöver till exempel inte motorolja, men de kommer med smorda lager och eventuella växellådor skulle också behöva smörjas. Till och med kraftverket som genererar elektriciteten som laddar fordonen kommer att behöva syntetiska oljor av industriell kvalitet för de rörliga delarna av dess maskineri.

Eftersom regeringen kräver förbättringar av utsläppen kommer oljetillverkarna att ha gjort betydande investeringar för att genomföra de nödvändiga förändringarna - till tiotals miljoner dollar i forskning och testning. Men även om framtiden för fordonsindustrin fortfarande är lite av ett mysterium, verkar framtiden för syntetiska oljor vara säker.

>Mycket mer information

Relaterade HowStuffWorks-artiklar

  • Så fungerar oljeraffinering
  • Så fungerar bensin
  • Så fungerar bilmotorer
  • Så fungerar dieselmotorer
  • Vad är den strategiska petroleumreserven?
  • Vad är skillnaden mellan bensin, fotogen, diesel, etc.?
  • Vad är oljeskiffer?

Fler bra länkar

  • Royal Purple
  • Mobilolja
  • Castrol Syntec
  • Populär mekanik:Syntetisk eller mineralolja?

>Källor

  • Allen, Mike. "Motorolja:syntetisk vs. icke-syntetisk." Populär mekanik. April 2007. (5 februari 2009)http://www.popularmechanics.com/automotive/how_to/4213451.html
  • Allen, Mike. "Syntetisk eller mineralolja? Sätter rekordet (äntligen)." PopularMechanics.com. 21 november 2007. (5 februari 2009)http://www.popularmechanics.com/automotive/how_to/4232672.html
  • Canitz, David. Tech Services Manager, Royal Purple. Telefonintervju. 6 februari 2009.
  • Chin, Kevin. ExxonMobil Lubricants and Specialties, globalt flaggskepp PVL teknisk rådgivare. Telefonintervju. 11 februari 2009.
  • Kör idag. "Syntetisk olja sparar gas." 18 april 2008. (5 februari 2009)http://www.drivingtoday.com/kpix/news_this_week/2008-04-18-3933-driving/index.html
  • Motormekanik, integrerad publicering. "Viskositetsindex." (9 februari 2009)http://www.tpub.com/content/engine/14105/css/14105_37.htm
  • Mobil 1. "Mobil1 EP Field Testing." (13 februari 2009)http://www.mobiloil.com/USA-English/MotorOil/Videos/TV.aspx?videoID=007
  • Mobil1. "Myter avslöjas." (13 februari 2009)http://www.mobiloil.com/USA-English/MotorOil/Videos/TV.aspx?videoID=007
  • MobilOil.com. "Varför syntetmaterial." (5 februari 2009)http://www.mobiloil.com/USA-English/MotorOil/Synthetics/Why_Synthetics.aspx
  • Ändrad Mag, via RoyalPurple.com. "Sanningen om syntetisk olja." (5 februari 2009)http://www.royalpurple.com/modified-mag.html
  • Murphy, Debbie. "Syntetisk eller konventionell olja?" autoMedia.com. (5 februari 2009)http://www.automedia.com/Synthetic_or_Conventional_Oil/ccr20050201so/1
  • Newman, Ed. "Tio myter om syntetisk smörjning." National Oil and Lube News, via SmartSynthetics.com. (5 februari 2009)http://www.smartsynthetics.com/articles/ten_myths_about_synthetic_lubrication.htm
  • RedLineOil.com. "Syntetiska motoroljor." (5 februari 2009)http://www.redlineoil.com/pdf/4.pdf
  • Schubert, Paul, et al. "Fischer-Tropsch bränslen och smörjmedel I:Tyskland 1923-1939." Fischer-Tropsch.org. (9 februari 2009)http://www.fischer-tropsch.org/