機油從以前就被稱為引擎的「血液」,因為它必須在高溫、高壓、高速摩擦的嚴苛環境中,同時肩負潤滑、清潔、防鏽、冷卻與密封等多項任務。本文以活塞與汽缸為中心,用具體數字說明引擎內部有多嚴苛,並提醒騎士養成定期檢查機油量、按時更換機油的習慣。
機油自古以來就被稱為引擎的「血液」,因為它必須在運轉中的引擎內,於極為嚴苛的環境下承擔各式各樣的任務。到底有多嚴苛?
機油最主要的功用,當然是讓引擎內部互相摩擦的零件獲得「潤滑」,此外還有吸附髒污的「清潔」、防止金屬零件生鏽的「防鏽」、吸收爆發(燃燒)產生熱量的「冷卻」,以及避免能量洩漏的「密封」等多重角色。
因此,無論引擎的設計多麼優秀、使用多麼昂貴的材質,只要沒有機油,別說發揮性能,甚至很快就會損壞。這也正是機油被稱為「機車血液」的原因。
燃燒室高達2000℃,活塞間隙比頭髮還細
機車引擎(內燃機)會將汽油與空氣的混合氣吸入燃燒室,由活塞壓縮後,再由火星塞點火燃燒(爆發)以產生動力。

先看燃燒室內的溫度,爆發時大約會達到2000℃。不過,活塞與汽缸受到與火焰之間的空氣層(絕熱邊界層)保護,活塞頂部約為300~400℃,活塞側面與汽缸壁則約為140~250℃。
雖然比燃燒溫度2000℃低得多,但只要引擎在運轉,就會一直維持這樣的高溫。
為了不讓混合氣爆發的壓力外洩,活塞與汽缸之間的縫隙(活塞間隙)被設計得非常狹窄。依引擎類型略有差異,氣冷引擎約為0.05~0.07mm,水冷引擎則約為0.03mm。
光聽數字可能很難有感覺。一般影印紙的厚度約為0.09mm,日本人頭髮的平均粗細為0.07~0.08mm。

而且活塞上還裝有與汽缸密合的活塞環。換句話說,機油是塗佈在比影印紙或頭髮更窄的縫隙中,在高溫下持續替不斷摩擦的活塞環與汽缸提供潤滑。
活塞速度最高約93km/h,其他部位同樣嚴苛
那麼它們摩擦的「速度」有多快?這裡有個稍微專業的名詞,叫做「活塞速度」,也就是活塞移動的速度,會依引擎類型與轉速而改變,可用下列簡單公式求得。
【活塞速度(m/s)=轉速(rpm)÷60×行程(m)×2】
以Honda「Rebel 250」為例,當引擎轉到最大馬力轉速9500rpm時,活塞速度為17.4m/s。「每秒17.4公尺」聽起來沒什麼概念,換算成時速約為62km/h。
不過,這個公式算出的其實是「平均活塞速度」。活塞做上下運動,在最上方(上死點)與最下方時速度為零。受爆發壓力影響,活塞從上死點被往下推、曲軸轉動約80度時,就會達到「最高活塞速度」,大約是平均值的1.5倍。

因此,若將「Rebel 250」油門全開(9500rpm),最高活塞速度約為93km/h。也就是說,汽缸與活塞環是在時速60~90公里的條件下互相摩擦;若沒有機油潤滑,不只是很快磨耗,活塞還會立刻燒結在汽缸上,導致引擎損壞。
在引擎潤滑中,活塞與汽缸只是最具代表性的部位。汽缸頭內,凸輪軸高速旋轉並壓下進、排氣門,因此凸輪軸軸承與氣門接觸處都需要潤滑,氣門與支撐它的氣門導管同樣靠機油潤滑。
此外,曲軸箱內連接活塞與曲軸的連桿,以及曲軸的軸承都承受極大的力量,也必須潤滑。現行多數機車(部分哈雷戴維森除外)的變速箱都與曲軸箱一體收納在引擎外殼內,變速箱齒輪同樣由機油潤滑。

這些部位雖然不像活塞頂部那麼熱,但都會受到燃燒(爆發)熱量傳導而長時間處於高溫,變速箱齒輪嚙合處等也承受強大的力量。正因為機油在這樣的環境中仍能發揮作用,引擎才能運轉;沒有機油,引擎轉眼間就會損壞。
機油量要常檢查,也要按時更換
近年的四行程引擎雖然處在如此嚴苛的環境,機油消耗量卻相當少,不會肉眼可見地減少。
不過,一旦引擎出現某些問題(例如「機油上竄」、「機油下滲」,或因引擎外殼破損造成漏油等),機油量就可能急遽減少。
當機油低於規定量,機油泵無法順利吸取機油,「油壓」就會下降,儀表上的機油警示燈隨即亮起(四行程引擎車款)。
但監控油壓的感知器多半設置在引擎底部的油底殼附近,因此警示燈亮起時,機油量其實已經大幅減少,引擎上方的汽缸頭等處可能沒有獲得足夠的機油,也就是說可能已經受損。

所以,雖然機油「幾乎不會減少」,仍應養成日常檢查機油量的習慣。尤其是長途旅行等要騎乘較長距離時,建議每次出發前都檢查一遍。
另外,即使油量充足,機油也會隨行駛里程與時間逐漸「劣化」,造成油膜斷裂等潤滑性能下降的情形。因此務必遵守車廠指定的里程進行換油(縮短週期也沒問題)。機油就是如此重要的存在!
編輯觀點
這篇文章雖是日本媒體針對騎士的基礎知識解說,但對台灣讀者同樣很有參考價值。台灣是全球機車密度最高的市場之一,通勤用的125cc速可達與街車數量龐大,許多車主習慣「有空再換油」,甚至等到車況異常才處理。文中以活塞間隙比頭髮還細、活塞速度最高可達約93km/h等數據,把抽象的潤滑概念具體化,相當適合用來提醒車主重視保養。
文中也提到機油警示燈亮起時,油量可能早已大幅下降,這點值得特別注意。台灣不少小排氣量車款與老車,儀表上未必配備完整的警示功能,加上夏季高溫、塞車與短程頻繁啟停,都會加速機油劣化。因此遵守原廠建議的換油里程,必要時縮短週期,並在長途出遊前檢查油量,是最實際有效的做法。
另一方面,台灣的機車保養店與連鎖通路普及,換油價格親民、取得容易,也讓定期保養成為可行的習慣。對車廠與機油品牌而言,如何用淺顯易懂的方式傳遞這類知識,不只能提升品牌形象,也有助於推動車主建立正確的保養觀念,延長車輛壽命並減少故障。
原文出處:エンジンの中は“猛烈”に過酷!? オイルは大切(大変)!! その理由(ワケ)とは
原文記者:伊藤康司
原文圖庫:https://bike-news.jp/photo/482355
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