“全合成”和“半合成”的机油,究竟是什么东西?

大家在买机油的时候,或者在听到一些与机油相关的资讯时,是不是除了看标号以外,还会听说过“全合成”和“半合成”这些词语。按照正常人的发展观,很容易便会以为,机油的发展史肯定是从矿物油、半合成、全合成这么一路发展过来的。我们先不说对与错,一如既往地,咱们用历史发展的角度为大家梳理一下“合成机油”的历史,相信大家看完此文后,便会对这类说辞有一个自己的判断。毕竟这类道听途说的机油知识,往往会影响大家对于用车、养车的某些观念,例如该不该“5000公里换一次机油”等等。



图:看看这三瓶机油,知道哪个是半合成,哪个是全合成吗?



我们上一篇关于机油的发展史文章里介绍过,从石油的蒸馏物里发现了润滑油,而这种最早从石油中获得的润滑油,一般称为矿物基础油。而合成油这个概念真不是近些年才诞生的产物,而是在1877年由法国化学家Charles Friedel(查尔斯·弗里德尔)与合作伙伴James Mason Crafts(詹姆斯·梅森·克拉夫茨)生产出合成烃油,“合成油”这个概念开始登上历史舞台。

看到这里得出一个判断:过去的机油是矿物油,所以才要5000公里一换,现在的机油都是全合成油,可以10000公里换。这是一个历史认知问题。


1913年,德国科学家Friedrich Bergius(弗里德里希·贝尔吉斯)发明了“用煤尘生产合成油”的加氢工艺。1925年同样是德国科学家的Franz Fisher(弗兰兹·费舍尔)和Hans Tropsch(汉斯·托普希)发明了“将一氧化碳和氢气的混合物转化为液态碳氢化合物”的工艺。


在德国科学家发明“合成油”的4年之后(1929年),Standard Oil(标准石油公司)尝试将“合成润滑油”商业化,但因为需求低下以及成本等因素,Standard Oil对“合成润滑油”的商业化尝试宣告失败。虽然合成机油的商业化失败了,但Standard Oil的研究员F.W. Sulivan(F·W·苏利文)根据自己的研究,在2年后(1931年)发表了关于“烯烃聚合形成液体产品的工艺”的论文。



图:Standard Oil作为石油巨头,怎么可能没发现合成润滑油的存在,只不过那个时候没有多少发动机采用合成润滑油,主要就一个原因,太贵了!



与此同时,德国I.G. Farben AG(法本公司,大型化工和制药企业)旗下的化学家Dr. Hermann Zorn(赫尔曼·佐恩博士)开始研发一种“既有天然石化油特性的同时,还不易在低温下冻结”的润滑油,最后的成果是在30年代末到40年代初的时候,就有超过3500种酯类物被制造出来。后来在二战期间,纳粹德国空军和美国陆军航空队先后开始使用合成润滑油。

这里再次说明,那些吹嘘“全合成机油”是近十年才出现的论调,完全站不住脚。很多消费容易被各种商业宣传带偏,最大的问题在于对于历史发展的无视所致,再例如电池车,1832年发明、1882年商业化、1900年已经满大街......竟然这些年还有一堆带风向的跟你说:电动车是21世纪的新事物!居心叵测了!



图:二战时期,由于纳粹德国面临重重封锁,石油等“战略物资”无法进口,所以该国的空军就开始采用烯烃/乙烯两种成分混合的润滑油,来替代矿物油。



图:美国这边则是因为发现了合成润滑油的优点,如冬天容易启动、能够减少油泥沉积等原因,所以开始采用聚乙二醇成分的润滑油。图中这名飞行员,便是AMSOIL(安索)的创始人:Al Amatuzio(阿尔·阿马图齐奥)。



第一款真正的车用“合成”机油由1966年由AMSOIL(安索)研发,并于1972年获得了API(美国石油学会)的认证,成为第一款API认证的合成机油。1973年Mobil(美孚)推出全世界第一款车用“全合成”机油:“Mobil 1”(美孚一号)。


看清楚时间节点了吗?1966年开始、在1973年,一种古老的润滑油形式终于完成了商品化进程,开始成为众多润滑油的一种选择。



图:图中产品为AMSOIL的半合成机油。另外,现在半合成机油是矿物油和全合成机油之间的过渡产物,只为“降本增效”。记住,是先有合成润滑油,才有后面的半合成机油。



图:美孚对使用美孚一号机油的车辆做过高速公路巡航测试,最后得出的结果是这款机油能够撑到1,9200km左右才需要换油。可想而知,全合成机油刚推出的时候,给那时的人们带来很大震撼。



1995年,SAE(国际汽车工程师协会)和API(美国石油学会)在各自的规范文件里剔除了合成油的定义,间接引发了Castrol(嘉实多)和Mobil(美孚)关于“合成基础油”的骂战,最后嘉实多胜诉。



图:嘉实多在1998年,开始以氢化裂解工艺制成的API III类基础油替代原配方中的PAO(聚α烯烃),并宣称此物为“合成润滑油”。这个举动直接触及美孚的核心利益(当时世界上最大的PAO基础油供应商),美孚认为只有PAO或者酯类基础油才能称为“合成”润滑油,并向美国投诉嘉实多的“虚假广告”行为。最后美国相关部门在1999年认定嘉实多胜诉。不过在进入21世纪之后,美孚开始在部分合成机油产品当中使用API III类基础油。



讲完合成油的历史,现在小编就给大家介绍一下“合成油”本身。“合成机油”可以理解为“使用了人工合成的基础油”,主要成分为聚α烯烃或二羧酸酯等。由于合成油属于人工合成的产物,我们不能把它与石化油直接划上等号,而是属于化工原料。换言之,合成油并非提炼出来的产物,而是人工制造的产物。另外,如果基础油为全部合成,那就叫“全合成”,如果基础油为部分合成(矿物油和合成油互相勾兑),则为“半合成”。最后,往这些基础油再加入20%的各种添加剂,就成为了我们日常生活中见到的灌装机油产品了。


全合成的优点就是:能够提供比矿物油更强的养护性能,例如极端工作温度的低温和高温粘度性能、更好的黏度指数,以及更优的剪切稳定性等等,还能抵抗氧化、热分解和减少油泥的问题。所以全合成机油能够延长发动机的使用寿命,并且全合成机油的换油周期,理论上确实要比半合成和矿物油都要长(基本在7500km以上)。



图:目前市面上销售的机油,绝大多数都是全合成机油。不过我们也不要太迷信大品牌,首先大品牌的造假成本低,而且小众品牌不等于防护性能差。如果想避开“假机油”的问题,除了仔细甄别大品牌的机油以外,还可以留意一下小众品牌的机油。至于所谓“原厂机油”,真的看看就好了,第三方不会比“原厂”差,而且这所谓“原厂机油”,都是车企在外面找人代工。如果车企能够搞出机油,那就真的很牛13了。



小编发现,现在无论是在修理厂/4S店,还是在网上,目前市面上销售的机油,绝大多数为全合成机油,半合成和矿物油反而比较少,这是为什么呢。原因很简单:性价比。前面提到,在合成油刚研发出来的时候,它的研发制造成本很贵。所以为了省钱,MOTUL(魔特)就将矿物油以及合成油按比例勾兑,发明了“半合成机油”,半合成机油的好处就是在拥有全合成机油部分养护性能的同时,还能节省成本。

所以:半合成机油出现的时间是要比矿物油和全合成机油都要晚的,它是一种在不降低基本性能的前提下的折中方案,也得到了一大批机油厂商的支持,于是成为了某个历史阶段的特色商品。



图:由Petronas(马石油)推出的Syntium 800 10W-40半合成机油。现在半合成机油已经不多见。


如果在日常用车养车环境下,仪表板上的Trip显示多少公里才去换油呢?这个问题相信是所有车主车友最疑惑、又最想了解的,也是存在歧义最大的。

有些人说“全合成时代了,10000公里一换能省钱”,有人说“一般不激烈驾驶的,15000没问题”、还有些来自4S店的老师傅发文说“20000公里一换符合车厂指引”,等等。到底该信谁说的?


这类科普类的文章,我们编辑部不代表任何一方利益,经验而已,仅供参考吧:

如果是大城市用车,经常堵车缓慢驾驶的,Trip行驶至5000公里时,如果平均时速低于25 kph的车友,建议你们5000公里一换;

如果是城市用车,Trip行驶至5000公里时,平均时速30 kph上下的,可以到7500公里一换;

如果经常长途、高速居多的,行驶至5000、或者7500公里看看平均时速,超过40 kph的,10000公里换一次也无妨。

至于那些15000、20000的说法,我们一律视为“想你的机械早点Down机,少了换机油的消费一次过赚回来”。同理可推,那种说尾牙油、波箱油一辈子不用换的。


来条简单的数学题就容易理解了:


1:出趟5000公里的远门,一天不停地跑12个小时,拉平均的时速为80 kph,5天多就可以跑完5000公里,也就是大概62个小时就能搞定,引擎跑这5000公里路,实际工作时间为62个小时,即使算上停车Cool down的时间,也不超过70个小时就能干掉5000公里。


2:同样地,在城市上下班,处处堵车,上下班总共就20公里要耗时三个小时,大概要750小时,也就是说,这5000公里,你的发动机运转了750小时。


1和2两个极端的例子对比下来,两者引擎的运转时间相差10倍,大概就能明白个中原由了吧?取表显的“平均时速”来判断何时换油,其实是较为科学的,主要判断引擎运转时间多寡决定换油时间,而且也是有富余、对保护引擎更好的一种思路。


发动机什么时候换机油、该换什么机油,最关键一点是看引擎运转时间而不是傻瓜式地看行驶里程数!

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