润滑”一词,要解决的是经典力学的摩擦问题,如今我们拥有相对论与量子力学,但几千年来的生活也未能摆脱摩擦的束缚。所以实际上,润滑油的起源和路边停得到处都是的轮子没有两样,人类在文明的起始就已经点亮了这一路天赋树。
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从植物油到矿物质油
至少在公元前17世纪,古埃及就出现了使用橄榄油来搬运巨石的记载,而到了公元前14世纪,人类甚至能用动物的油脂对战车轮轴进行润滑,但受限于对食物的需求,一直到中世纪才能稳定的从动植物当中提取润滑物质。近代文明的爆发始于次工业革命,而现代意义上的润滑油,也跟随着石油产量的井喷得到新生。
Peter Kalm
1747年,31岁的冒险家Peter Kalm接受了瑞典皇家科学院的一项任务:旅行至北美进行冒险,并带回有助于瑞典农业发展的作物。不过第二年他所绘制的一幅地图却使他以另一种方式被铭记。地图里的地方,后来被称为油泉之春。1859年Edwin L. Drake在这里建立起口商业油井,有趣的是这口油井在一个多月以后就被明火点燃毁坏,Drake不得不进行重建,在今天看来,那却是人类文明史上的一道火光。
Edwin L. Drake
Drake的油井打开了石油纪元,加速了人类使用矿物油的进程,然而当时的产品看似优越,却富有争议:未经处理的原油不能展现出良好的润滑性能,甚至无法与大多数动物脂肪产品相比。
美国,宾夕法尼亚州,油泉之春
彼时一个准备进入卡尔斯鲁厄大学的德国少年,在26年后成为了转折点。作为意义上台汽油机汽车的发明者,Karl BenZ开始了汽车市场病毒式的扩张。繁荣的汽车业对润滑的需求也一样繁荣。这个阶段溶剂精制的基础油成为了最hao的选择,加上各厂商的积极改良,矿物油最终占领了全世界——事实上这段时间里,诞生了许多知名的机油厂商,比如耳熟能详的壳牌、埃克森美孚、嘉实多,比如BP、Motul、胜牌等等等等。意义上的台汽车来自奔驰,当时整个行业未有健全的标准,设计师们时有苏东坡时有李清照,不同润滑油之间风格迥异。全球化的进程中厂商之间没有统一的标准,就得付出极大代价。于是从1911年开始,SAE(美国汽车工程师协会)着手解决这个问题,并发布了SAE J300,今天我们能使用各种级别的润滑油来应对不同的车型、天气、地区,都始于这里。
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SAE如何对机油分级?
当时润滑油能够承受的最gao工作温度也就在100℃左右,而润滑油的粘度特性随温度升高却是下降的,环境温度过高会导致润滑油过稀,无法形成有效的油膜对零部件进行润滑保护。因此,选定100℃作为基准温度对润滑油的粘度进行测试,具有一定的参考意义。
粘度又是怎么测试的呢?工程师们使用的是粘度计,让润滑油流经特定的管道,测试所需时间,量化这个过程的参数就叫做运动粘度。对于普通人而言这个参数不易理解,而且实际上粘度差别不大时,润滑油区别也未必有那么大,所以SAE最终对其进行了分级。
粘度与温度的关系