HTHS黏度-日文wiki - 機車

日文維基的機油條目比中文詳細就不在話下了
而其中有一條專門針對車輛用HTHS的介紹是中文wiki沒有的
提到機油的黏度就不能不提HTHS
下面就來翻譯一下日文wiki的內容
為了顧及原文原意，可能翻得比較生硬，多多包涵
下面"HTHS黏度的必要性這一段"
如果有"一定要看HTHS嗎?看動黏度不行嗎?"這樣的疑問，那就值得一讀


https://ja.wikipedia.org/wiki/HTHS%E7%B2%98%E5%BA%A6

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HTHS黏度(HTHSV)是指車輛用引擎機油的高溫高剪切性（High Temperature High Shear
Viscosity）

概要
諸如10W-30、5W-50這樣的有多種SAE黏度、黏度指數(VI)的多級機油，為了提升VI而會添
加稱為黏度指數提升劑的高分子聚合物（VII・Viscosity Index Improver，Viscosity
Modifier。代表的化合物有PMMA、COC環狀烯烴共聚物、苯乙烯環狀烯烴共聚物、PIB聚異
丁烯)。這些聚合物在基礎油中鬆散的像交織般的雜線的方式溶解，雖然油溫變高的同時
油的黏度也降低，這團"雜線"膨脹讓流動阻力增加，抑制了黏度的下降。但是油在滑動區
的狹小間隙受到剪切作用，聚合物會朝著流動方向排列，引起黏度下降。輕微的剪應力在
油溫下降的同時黏度會回復(暫時的剪切)，但剪切嚴重的情況，聚合物被破壞會產生永久
性的黏度下降(二次剪切)。這就是所謂的俗稱"過熱"的現象，對於像跑賽車場這樣的嚴酷
條件，會有擦傷、過大磨耗及油壓下降等問題。
(除此之外，油在狹小間隙高速地流動時的發熱，還有汽油料的混入或汽油稀釋都是潤滑
油黏度下降的因素。)

(註：流體流速越高溫度越高， Ek=mv^2/2=3kT/2 )

因為這些事情，設想即使使用10W-50這樣的高黏度多級機，嚴酷的剪切作用下黏度會下降
到只有10W-30這樣的情況，可能無法再維持所要求的50番的高溫動黏度。此外，劣化的聚
合物是污泥產生的因素，會污染引擎機油，進而污染引擎內部。有鑑於此，在150℃的高
溫下，就決定以HTHS黏度規定做為受到剪切影響狀態下的實際黏度的評定項目。測量讓轉
子旋轉所需要的扭矩的TBS黏度計就被拿來使用。TBS法規定在ASTM D4683，在日本則納入
石油學會法JPI-5S-36-91。

除了TBS法的HTHS黏度試驗機以外，還有測量油的剪切穩定性實驗，歐洲廣為使用的
Rabenfield法，以及使用毛細管式黏度計的Capillary法、ASTM D4741規定的Taperd-Plug
法，其它還有超音波所使用的聲波實驗、柴油噴射器所使用的Bosch法等等被採用。此外
，測試耐熱性的方法，則有在金屬板上淋上加熱的油觀察顏色的填板測試(暫翻)，以及油
在試管加熱的熱管測試等等。

HTHS黏度可說是高溫高剪切情況下的下降狀態的黏度，對於高溫高速滑動面的有效黏度。
HTHS高的情況滑動面的磨耗量較少，可以對應高負載狀態。相反的黏性阻抗增加，油耗變
差。目前日美的車輛製造商以0W-20或5W-20的低黏度節能機油為主流，這些油的HTHS也在
2.6m-2.8mPa‧s左右的低黏度水準。雖然HTHS黏度越低越能貢獻油耗，但低於2.6mPa‧s
磨耗量會急遽增加，故以現在的規格xW-20的下限值是2.6mPa‧s。為此，要開發節能油，
150℃時的HTHS要確保在2.6mPa‧s以上，同時一般被認為對油耗影響很大的100℃時的
HTHS如何去降低也是很重要的。要降低則基礎油及黏度指數提升劑的選擇很重要。在這點
上也看得到潤滑油廠商出很多專利。另外添加劑廠商提供的資料也牽涉到100℃的HTHS與
油耗的關係。


HTHS黏度的必要性
通常按照日本法定速度來開的話，HTHS並不重要。因為在路上用法定速度以下行車的穩定
油溫在80℃，而所謂過熱發生的條件一般認為是超過120℃。但是，即使不在HTHS黏度會
發生問題的高負載條件下使用，HTHS高的油不只耐熱、耐剪切，綜合來看可以維持良好的
潤滑性能，也是在耐磨耗安全邊際、長壽命選擇上的判斷基準。油的負荷與黏度的影響可
用Stribeck曲線來表示
(參考https://reurl.cc/qmZdgE)
但油在高溫時黏度下降，到了油膜破裂金屬表面直接摩擦的地步，混合潤滑(註：乾磨擦)
狀態的範圍增加促進磨耗。一般而言提高潤滑油黏度油膜比較難破裂，所以黏度高對耐磨
性是有利的，但是黏度高則滑動阻力大，對於節能、拉轉反應都比較負面。假設以相同特
性的基礎油來說，5W-30與10W-40的兩支來比，當然10W-40的油膜比較強韌，但油耗面就
比較不利。但是以良好的基礎油、添加劑混合的油，5W-30的耐熱性、耐剪切也有可能比
10W-40好，這是可以用HTHS值來判斷的。此外，相同特性的基礎油5W-50與15W-50來比的
話，大致上15W-50的40℃、100℃動黏度、HTHS黏度都比較偏高。但是引擎剛啟動後(冷啟
動)是5W-50的油比較快循環，所以單純要說哪一方對引擎磨耗的對策比較有利，是很難說
的。

例如，VI低的礦物基礎油添加多量的高分子添加劑混合成的10W-40，與VI高的合成基礎油
加少量的高分子添加劑做成的5W-30來比較的話，SAE高溫側(100℃)黏度是10W-40的礦物
油比較高，對於150℃下則是5W-30合成基礎油可以維持較高的黏度，這是因為10W-40礦物
油(在150℃時)聚合物受到剪切，造成黏度降低的關係。

(但是把HTHS提高到超出需求，對油耗不利，所以還是要慎重考慮相對應的用途)


後面不重要了


規格別HTHS黏度規定
這邊有列出SAE黏度W-oo各數值規定的HTHS
可以點進去自己看


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總結

其實只要充份的知道自己的騎乘需求，不一定非要一味挑高HTHS的油
像我這種已經不太熱血的騎法，HTHS太高對我反而不適合
若要讓我一句話來做結尾，那就是

「凡事剛剛好就好」

謝謝收看

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