發動機潤滑油使用100年

日本 株式会社住本科學研究所  住本守央
澳門 均安環保科技有限公司  陸世安
福州 住本守央環保研究所有限公司  林秋

摘要：    新潤滑油使用到報廢，廢油中有99%是好的可再利用的油分子，如果利用機油透析機隨時隨地把僅有的1%廢物用固體的形式提取出來，並及時補充消耗掉的化學物質，這樣，潤滑油有可能使用100年。
與傳統更換機油的方法對比，機油透析的方法成本低廉，不但每年可節約大量的機油，而且還因為機油的油性一直在優良狀態下既可保護各摩擦面使得發動機的動力輸出如同新發動機。既保證車輛正常行駛，又可節省燃油而減少尾氣有害物的排放。該方法既簡單又經濟。在澳門特區政府將 “京都議定書”申請適澳的今天，推薦此真正環保節能減排的計畫，實在有利全球控制溫室氣體排放，防止全球暖化。

關鍵字：機油透析  不純物  膠質狀清溶液油分子  膠質狀濁溶液油分子  有用摩擦粒子

1．前言
一些人認為，人的血液之所以能一直使用是因為人體自身有造血功能。不斷去除雜質，添加消耗掉的物質無疑可以延長潤滑油的使用壽命，可這畢竟不能與有造血功能的人體相比，潤滑油是一種消耗品，就像衣服如果你精心維護穿得會更耐久，但並不能永遠使用下去，即使有自身造血功能的人體，也會因為某些器官、功能的老化而逐漸衰退。
其實，人如果能一直能保養為青少年那樣朝氣蓬勃的血液，人可以活到500歲。同理，經過4000多萬年埋藏在地下演化而來的石油中提取到的堅固的碳氫化合物機油分子是一種“寬帶”，在這個“寬帶”內的潤滑油分子就能符合發動機所需要潤滑條件。通過近50年的業績分析，這種潤滑油既可以很好地保護發動機各摩擦面，又能使用100年以上。

2. 機油透析機的工作過程

機油透析機的工作過程

人的腎臟工作原理是利用腎臟不斷地抽取人的血液總量的20%進行消毒、過濾、造血等作用，利用概率可達到占99%以上的血液得到透析和清潔。血液在腎臟的幫助下，把有用的物質保護下來的同時，把有害或多餘的物質通過尿道排泄出去，把消耗掉的物質補充進去，血液健康，人自然就會少病和長壽。
機油透析機的工作原理就是模仿人的腎臟工作原理，也是分流抽取機油總量的20%進行透析後使之概率達到99%以上的油分子得到養護，同時把消耗掉的化學物質及時地補充進去；機油透析機的過濾精度為1µ，把機油中大於1µ的不純物以固體的形式提取出來後排泄出去。

3． 透析機理
3．1．機油劣化過程
新的潤滑油大多處在真溶液狀態，一小部分在膠質狀清溶液的油分子狀態，所謂真溶液我們定義為油分子的大小在0.0012µ以下時，油分子與油分子之間處在絕對的單個排列，且油分子運動極快，流動性和散熱性都非常好，在電子顯微鏡下才能看見它們，它是最理想的散熱媒介。
在外界不純物的誘因作用下，油分子大小會變質並逐步長大，在0.0012µ～0.13µ我們定義為膠質狀清溶液油分子，膠質狀清溶液油分子之間相互吸附力極小，對細小不純物沒有足夠的吸附力，不容易形成團，清溶液要用超倍顯微鏡下才能確認其粒子，油分子的集合體呈透明狀態，能進行自由移動和起媒介作用，但油分子運動比真溶液下油分子運動慢。
隨著潤滑油分子在外界不純物的影響下不斷的劣化著，膠質狀清溶液油分子與不純物相互碰撞次數多且體積長大，由多個油分子和不純物組成更大的團，油分子變得臃腫，這時的油變成膠質狀濁溶液油分子數量增多。0.13µ～幾十µ之間的顆粒我們定義為濁溶液的顆粒，它們的運動比清溶液慢或不運動，需要通過真溶液或清溶液的油分子為媒介讓濁溶液油分子進行布朗運動，散熱性、流動性極差，用普通的顯微鏡就能確認。

3．2．油分子變臃腫的過程
機油被劣化後的膠質狀油分子逐漸增多，這種膠質狀油分子的比重和油分子的比重是一樣，不會沉澱卻漂浮，一旦遇到物體下沉就將其捕捉，其混合物的比重與油分子變化不大，繼續漂浮而不沉澱，形成柵狀體。不純物的砂、鐵粉、塵埃、水滴和碳粉等的比重都大於油，它們勢必會沉澱，遇到柵狀體又被捕獲，這種柵狀體慢慢長大成膠質團，其比重比油還是沒有增加多少，仍漂浮於油中。可是，離心精濾器對比重差別不大的油來說是失效的，這樣，混入潤滑油中的不純物數量越來越多，顆粒物大小也越來越大，傷害摩擦面的物質越來越多，更糟糕的事這時的油流動性和散熱性都越來越差，機油的散熱滿足不了高速相對摩擦所產生的熱量，摩擦面的燒傷與拉傷在所難免。
在不純物的物理和化學作用下，機油的分子與不純物不斷地碰撞相互接觸並吸引，使油從膠質狀清溶液狀態向膠質狀濁溶液的變化就是潤滑油劣化過程，這樣，阻止機油的劣化首先從提取不純物開始。所以，延續 潤滑油的生命如同需要人的腎臟功能的支持那樣進行潤滑油透析。

3．3．膠質狀濁溶液油分子不容易燃燒卻容易積碳，而且容易傷害摩擦面
舉例說明，一個立方厘米的木頭可以切割成千個立方毫米的木頭，當千個立方毫米的木頭全部燒成灰時，1立方厘米的木頭才開始表面燒焦。
與不純物結合後的油分子團變大後，在高溫下這樣的油分子團比單個油分子難燒，易產生積碳。堅硬的積碳造成氣門和活塞環密封不嚴，氣密性變差，有效壓縮比下降，燃燒情況變差。

真溶液和膠質狀清溶液的油分子在高溫高壓下表現出的特性為要不一起參與潤滑，要不就一起被燃燒或蒸發，不會有油分子燃燒不良被烤成積碳的現象。但是，膠質狀濁溶液的油分子加上不純物因體積過大則不容易被燃燒掉或因流動性太差停留在工作位置上容易烤成積碳。

被機油透析機提取出的不純物和劣化的油分子

3．4．透析潤滑油可保護發動機的整體
無論表面如何光滑，人類能加工出的最精密粗糙度只能接近於1µ，油分子的大小卻為2.87埃，1µ的表面與油分子對比是3333倍的關係，柔性的油分子隨意充斥著摩擦面的凹處卻無法承受力量的擠壓，被迫讓位於凹凸不平的“山峰”使其相互咬合而切削。如果在凹穀處充斥著一些顆粒大小在0.1µ～0.001µ之間的任何物質的話，這些顆粒能傳遞力，並使上下摩擦面避免接觸。這種顆粒大小的粒子我們定義為有用摩擦粒子。
有用摩擦粒子的自然表現形式是容易積聚在物體表面，在物體分子運動作用下，粒子表現出無序的運動，雖然本身不能漂浮到摩擦面上，但是在油分子為媒介使粒子漂到各個表面上。當運動到物體表面時由於無反作用的推力存在，有用摩擦粒子就擠入摩擦面的凹穀內，凹谷內的有用摩擦粒子濃度逐漸增多，可承受力的傳遞，其像滾動軸承的作用，避免上下摩擦副之間的直接接觸，是一種減磨劑。

有用摩擦粒子吸附於凹槽內

足夠多時可承受力的傳遞，起滾動軸承的作用，避免上下摩擦面之間的直接接觸
實際工作中可以假定5µ以上的顆粒物稱為有害摩擦粒子，它的大小比光鏡面的粗糙度大，它夾在上下運動副之間必然會傷害摩擦面。1~5µ之間的顆粒物介於有用和有害之間的物質。
在高溫高壓下，碳氫化合物的潤滑油分子鏈被蒸發出一些氫元素使炭暴露後潤滑油整體變黑，然而，變黑的潤滑油還是屬於潤滑油的“寬帶”範疇，其油性基本上保持在新油的狀態。所以，變黑的潤滑油還是很好用的潤滑油，它與膠質狀濁溶液的潤滑油已經在物理上油性變差和化學上抗氧化等方面的劣化有本質上的不同。
膠質狀濁溶液狀態下的油分子和不純物組成的團是變質狀態下臃腫的潤滑油分子大團，其流動性和散熱性都差，在高溫高壓下因燃燒不良形成堅硬而面積大的積碳，有些積碳團的體積大於摩擦表面的粗糙度且堅硬，因而積碳也容易傷害到摩擦面。

因此，打散油分子與不純物的相互吸引，阻止膠質狀濁溶液的生長，並把隨時隨地混入潤滑油中的不純物及時地提取出來，以及局部產生的高溫熱量有足夠的時間被油分子充分地散熱掉，然後補充消耗掉的化學物質添加劑，這就是潤滑油透析的仿生學機理。

4．與傳統方法對比有哪些好處呢？
4．1．活塞、氣缸套等摩擦面的磨損量對比

閩A-Y0374柴油機在無清洗情況下所拍攝到的，可以看出機油在機油透析機養護下的柴油機內部無積碳、無垢

閩A-Y0374車的氣缸套磨損很少，可看到原花紋

在更換氣缸套的過程中發現，活塞環以下的柴油機內部均無積碳無污垢，氣缸套和活塞磨損均勻，氣門的配合面磨合也良好，這些都是修車師傅從來沒見過的精細磨合面，請見圖5、圖6和圖7。

特別是氣缸套的上下死點處的磨損量接近於相等，見附件1，這也說明瞭活塞環因沒有積碳使活塞一直緊貼著氣缸套面做均勻的傳遞力的工作。

圖6 閩A-Y0374車的柴油機氣門配合面非常的均勻

據福建省石油產品品質監督檢驗站的檢驗報告，揭示了28輛公交大巴連續使用11個月的發動機油的油性如同新油一樣。見表1所示。

在表1中所檢驗的油在50號機油中大約含20%的15W-40的機油。

2008年2月25日，打開閩A-16239重型貨車（載重量35噸）的柴油引擎後發現機體內各零部件非常乾淨，見圖7所示。目前，福建運傑物流有限公司的所有車輛（22輛）都採用機油透析機的管理。

圖7 閩A-16239貨車在機油透析機管理下的柴油引擎曲軸（無清洗的清潔情況）

4．2．公車輛尾氣排放對比
對福州的20路、10路和福州~長樂短途區間的公交大巴進行了機油透析的養護，機油透析後的發動機均出現動力上升、節省燃料、減少尾氣排放等現象。
福州~長樂的短途大巴每天走行300公里，機油透析中的車輛至少節省3升/天，而，閩A-Y5357與閩A-Y5369自機油透析的前後每天的燃料節省都在20升左右，同理，這兩輛車的每天尾氣排放量也減少了
20升/天*3.2立方米/升（尾氣排放係數）=64立方米/天。
對20路和10路公交大巴的一些車輛進行尾氣檢測時，我們都能發現機油透析後的尾氣排放量與傳統更換機油方法的車輛對比均有大幅度減少，以下為20路公交大巴尾氣檢測結果：

5．結果
通過機油透析機養護後的機油，機油中所殘留的有害物質減少到接近於零，柴油機的各摩擦副表面逐步磨合為光鏡面，燃燒室的氣密性提高，因而完成燃燒做功輸出，在動力維持在新發動機的水準上，尾氣排放量符合新車標準，可節約燃油5~10%(隨著發動機的使用，磨損加劇，燃燒室氣密性下降，本來要造成燃料消耗增加) ，活塞環以下均沒有積碳發生，消耗磨損極低，發動機維修量也隨之大幅度減少，發動機的使用壽命則大幅度延長等等。
這個不但可以節約機油，又能節約燃料，個別遠程運輸車輛，在連續使用機油透析機養護下節省燃油超過10%，真是利國利民的節能環保項目。
在日本到目前為止，無更換新機油下，原本很難處理的船舶柴油機油的使用壽命大多連續使用了30多年而無更換。在中國的福州，已經有30多輛大車連續使用1年多無更換機油的實際例子。

參考文獻：
1 「燃料及び潤滑油清浄システムによるエンジンの信頼性向上について」（財）発電設備技術検査協会のBT・Avenue28号2003年5月23日発行　住本守央
2 「新技術新製品開発への挑戦」1962年「シッピングジャーナル」刊、住本守央
3 「機械に腎臓機能を持たせると、廃油も出ずに機械が長持ちます」日刊工業新聞社発行「トリガー」2000年9月号（第19巻第9号）　住本守央
4 「じん臓模倣の清浄技術による含油廃水中の油回収と廃水ゼロシステム」（社）日本水環境学会　水環境学会誌第23巻第1号　東忠則　木村功
5 「わかる内燃機関」日新出版株式会社1990年4月30日　広安博之