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[保養維修] 分享 - 機油精"間"相容性測試
   adaplant (阿達 不累)

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高雄市 小港區 來自 無垠繁華
發表於 2016-5-2 02:29 AM 
既上次的輕量化普立盤比較報告,還有葉子板 LED 燈之後,
大家應該都知道我雖然不太愛改車,但就是個偏執狂吧... (笑)

[主角"們"]:


[直接進入結論]:
(這年頭,很多人都很懶... 尤其懶人包,只想很快看到結果,我也順應潮流,但這樣其實對閱讀的人本身是不好的。)

密力鐵不適合跟濃縮機油精混和使用.
( 3M、強生已確定不適合,但其他的濃縮機油精,我也不建議。)


特別懶得看國中版科學方法過程的人,看到這裡就可以了。
= = = = = = = = [分 隔 線] = = = = = = = =

想要看「觀察」、「假設」、「實驗」、「求證」這個過程的同好,
(所以我才說這是國中版本的科學方法,呃,是我那個時代的國中,現在如何我不知道。)

可以繼續陪我耗時間看下去,我花了一點時間做這些實驗,也花了一點時間寫這篇文章。


[緣起]:

機油精,效果眾說紛紜,各廠各家各派的效果實際如何見仁見智。網路上文章很多,大家可以自行選擇你想看、想相信的,所以機油精的效果在此不多作贅述。

而每一家機油精都會宣稱自己的油精跟各種機油都相容。
但每一支跟機油都相容,是否代表機油精之間也都相容呢?

會做這個實驗的起因是這瓶:


我在更換機油時都會添加機油精(MetroStar 原廠機油交換量 4.3L,每次回廠保養都是只加 4L,另外 0.3L 就是加機油精),之前常使用的機油精是 BN 系(BN 氮化硼,超奈魔瓷鑽油精)跟 3M濃縮機油精,由於我用的機油精是機車汽車都用同一瓶混合油精,所以有用部分10-40W基礎機油調和稀釋。然後按照每次要更換機油的車種,倒出適當體積,再添加機油調整。

這次剛買了 密力鐵跟強生機油精,便倒了一些到準備更換機油的容器裡,剛混合好的時候,跟原來的調和機油精顏色沒什麼不同,但隔天倒出來時就是上面那瓶的樣子。我還不信邪再混一瓶作再現性測試,隔天的結果一樣。便促成了我想進行這項實驗的動機。

照片:
右邊是基礎機油、超奈魔瓷鑽油精、3M濃縮機油精。
左邊是加入密力鐵、強生機油精充分混合後,過了一天之後的樣子。
剛剛充分混合好之後的樣子就像右邊那瓶這樣沒什麼異狀。


[觀察]
首先,顏色變化劇烈,再來是本來混合均勻分布的油精,分層,而且有極度黏稠的聚集物,看起來大部分的 BN分子都被沾附在黏稠的聚集物內。

[假設]
密力鐵 或 強生機油精,會與原有的調和機油精不相容,其中可能有化學變化,導致兩個現象:

1. 顏色變化(官能基/發色團改變,使其可見光吸收波長紅移)
2. 極性改變(導致相溶性變差,才發生分層、溶解度差)

但這類的油精都是混合物,所以難以判定其變化是哪一支化合物發生反應。
那只能就現有的油精去做相容性測試。

[實驗]與[求證]

首先,編號: (不然一直打全名很累)
3:3M超濃縮機油強化劑
J:Johnsen's強生機油精
M:Militec-1密力鐵
B:SuperNanometer超奈魔瓷鑽油精

先做兩兩相容性測試,有四個樣本,要取出兩種相混,那就是國中數學的四中取二。
C(n,m)=n!/[m!*(n-m)!],這是 n件中取出m件有幾種可能,取出的順序不影響結果。
C(4,2)=4!/[2!*(4-2)!]=(4x3x2x1)/[2x1*(2x1)]=6,會有六種樣品,
哪六種呢?
3+J,3+M,3+B,J+M,J+B,M+B
(左邊是先加入瓶內的樣品,右邊是後加入的,未充分混合前上層的就是右邊。)
混合比例為 1:1 (重量比)。誤差 5%以內

未充分混合前,不開閃燈:


未充分混合前,開閃燈:



未充分混合前的樣品裡面,其中 3+M 這瓶有很明顯的介面變化:
(3M濃縮機油精 在下層,密力鐵在上層)


充分混合後,有比較明顯的分野,加上前面密力鐵跟 3M 的顏色變化,
所以我在這個階段把樣品分成兩群來看:

沒有密力鐵的:


有密力鐵的:


充分混合後靜置一天後觀察其變化:
沒有密力鐵這組看起來沒什麼不同。

有密力鐵這組,有濃縮機油精的兩個樣品拿起來觀察時感覺有點異樣,
所以我就搖搖確認一下,所以並沒有拍到靜置一天後的照片
(所以 J + M 那組才會有嚴重的氣泡)



所謂的異樣究竟是什麼呢?

3+M 的靜態照片:



3+M 的動態影片:
看動態應該會比較清楚發生什麼事情:


J+M 的靜態照片:



J+M 的動態影片:


好,這裡我們可以發現,密力鐵跟這兩種濃縮機油精,各自充分混合後,
3 + M 這組在初期就發生明顯的顏色變化,靜置一天後,則是產生極度黏稠的膠狀物質。
而 J + M 這組沒有顏色變化,但靜置一天後同樣發生極度黏稠膠狀物質的生成。

在這裡已經可以初步推論,密力鐵不適合與濃縮機油精混用,其混用後產生膠狀物質,可能堵塞機油濾芯,或黏著於機件等死角上,若高溫可能產生結焦而損壞引擎內零件,後果不堪設想。

而其他的四組呢?

首先兩者都是濃縮機油精的 3+J 動態影片:



大致均勻相溶,因為本身黏度高的關係,所以氣泡動作緩慢,但是跟上面形成膠質的那種還是大相徑庭。


至於其他有加 BN 系列的三個呢?
M+B 的動態影片:


均勻相溶,沒有聚集物。
而 3 + B 跟 J + B 的相溶情形跟上面的 M + B 差不多,
只是濃縮機油精的黏度較高,所以混合溶液的流動性較差一點,
但依然是均勻相溶,沒有膠質聚集物。


截至目前的相容性測試結果,大部分都是有密力鐵的部分有問題,
雖然是集中在密力鐵與濃縮機油精,不過跟原來前面那一團團的聚集物相比,
還是得找出到底是誰跟誰混合後會出現這樣的情形。

所以利用 3+M 、 J+M 、 M+B  這三瓶樣品去混合出
3+M 混 J+M (份量比: 3 + 2*M + J )
3+M 混 M+B (份量比:3 + 2*M + B)
J+M 混 M+B (份量比:J + 2*M + B)
(重新分裝混合前,先盡可能充分搖晃攪拌混合均勻,再分裝出來混合,避免膠質部分比例不均。)

然後,或許有些人會有疑問,這些都是純機油精混合,並不代表在機油裡面也會這樣。
欸?話是這樣問的嗎?

那就來加點機油試試唄,機油與樣品的混合比例大約為 1:1。

分裝混合後,充分混合前:



分裝混合後,充分混合後:



靜置兩天/一週後:
(因為工作忙也就沒空看這些,所以時間上較零散。)

先來看未加機油的部分,可以看到最上層有黏稠狀膠質。


先來看 3+M & J +M 的部分,這就是密力鐵混合兩種濃縮機油精的結果:
產生黏稠的難溶性膠質,與其他部分形成分層。





而 3+M & M+B 的部分

同樣也有黏稠的難溶性膠質在上層,與其他部分形成分層。而 BN 則幾乎均勻混合在下層溶液中。


而 J+M & M+B 的部分
也是黏稠的難溶性膠質在上層,與其他部分形成分層。而 BN 則大部分均勻混合在下層溶液中,有部分混入黏稠膠質內。



添加機油的部分,則是在上層靠近瓶蓋的部分有黏稠狀膠質,而有 BN 的部分則沈在溶液中較下方的部分,分散度很差。



至於靠近瓶蓋口的黏稠,有多黏稠呢?大概像流動性稍微高一點的黃油這樣:

3+M & J+M & oil
這一瓶看起來顏色很均勻,實際上現場肉眼看的時候,還是可以稍微分辨出上層是流動性較差的部分,而下層的流動性較好,只是氣泡速度差異性不像前面的影片這麼明顯,所以就沒拍。


而 3+M & M+B & oil
這瓶就有明顯分層,靠近瓶蓋部分有較明顯的黏稠膠質。而下層有 BN 的部分流動性較好,而且倒過來的時候還可以維持這個分層不變。



而 J+M & M+B & oil
這瓶的分層更明顯,一共有三層,靠近瓶蓋部分是明顯黏稠膠質,第二層則是稍微黏稠的部分。而下層有 BN 的部分流動性較好,一樣倒過來的時候分層順序不變,而靠近瓶口的部分膠質比前一瓶明顯,由於被機油略微稀釋,就很難整塊夾出來(一夾就穿過)。



或許會有人納悶,那前面那些沒有密力鐵的 3+J、 3+B 、J+B,不加機油試試嗎?
當然有,但並沒有出乎意料的結果,不過還是貼張照片給大家看看。

這些是混合均勻靜置一週後,依然均勻。搖晃觀察也是均勻的:



但是!
我一直想到剛開始看到的那個畫面:
BN 分子被膠狀物包覆聚集,在上面的實驗裡都沒有看到這樣的景象。

推測原因是因為後面的兩兩各自再相混時,
膠狀物已經形成了,所以 BN 加入時已經難以進入膠狀物的分佈裡面。

那就利用前面加了機油的 3+J、3+B、J+B,來添加密力鐵做測試。
並且重新驗證前面的一些推測與假設。

未均勻混合前:


均勻混合後:


靜置 1 個小時後:
( 最右邊那瓶,我沒關好瓶蓋在第二次劇烈搖晃混合的時候失手打翻,所以損失了一些。)


密力鐵跟 3M、強生濃縮機油精,在機油中,上層還是會產生黏稠狀膠質,重點是 3M濃縮機油精跟密力鐵混合會產生分子結構上的變化,產生肉眼可明顯觀察到的顏色變化:


而密力鐵跟對 BN 系機油精的分散並不影響,但與 3M 濃縮機油精產生的變化在這裡還是觀察得到。上層的黏稠膠質部分並不明顯,但肉眼觀察時還是大概分辨得出來有部分較黏稠的膠狀物在最上層。


而密力鐵對強生機油精會形成黏稠狀膠質,是前面的實驗我們已經知道的。但在這裡就更明顯可以看到,若 BN系分子在膠狀物形成前就均勻分佈在溶液中,等膠狀物形成時則會較容易使 BN 聚集於黏稠塊狀的膠狀物內,形成不均勻不分散的不相溶狀態。而其形成的膠質對 BN 分子的作用力較大,因此形成BN聚集於膠狀物內的現像。
如果膠狀物形成後才與 BN 分子混合,則 BN 分子僅附著於膠狀物表面,而非包埋於膠狀物的塊狀聚集裡面。



然後用上面這瓶 J+B & oil + M
倒入一些另外一瓶的 3+B & oil + M
就得到了  3+J+M+B & oil (簡單說全混,也就是我一開始觀察到該現象的組成。)
均勻混合靜置一天後就得到了我當初看到的結塊聚集、變色現象:




[昇溫測試]
這個部分我一直在想,做了到底有何意義,
因為在一般環境的靜態條件下,混合後的異常就不會想用了。
加熱後會有什麼不一樣嗎?
以我對這類化合物的認識,應該不會有什麼不同。不過我們還是來試試看好了...

熱源:可調溫熱風槍
設定溫度:110°C
加熱時間:30分鐘。


設定在 110°C 是考慮我的汽車引擎的水溫節溫設定就在這附近... XD

第二個考量是這樣溫度高一點,加熱時間可以少一點,
我不想花太多時間在這上面,總不可能一熱放一天。

第三個原因是這些機油類在 150°C 以下都相對穩定,
不會有什麼變化,最多就是黏度下降、流動性變高。


[3+J+M+B & oil]
先拿全混的出來試試,加熱前:


加熱後:


加熱後流動性變高,結膠的部分與溶液的溶解度也提升,
所以在劇烈搖晃混合後,可以看到暫時的均勻現象,
但壁上較冷的部分還是結塊。


然而,很可惜的,冷卻後恢復原狀,結塊、聚集,不均勻。


這樣的混合異常結果,不建議使用於引擎內。
可能堵塞機油濾芯、機油道,
甚至在上引擎室(凸輪區)滯留結塊,長期高溫下可能結焦,損壞零件。

[3+J+M & oil]
加熱前:

加熱後:


這一組沒什麼改變,差別在於加熱後的黏度降低,
但流動性還是比冷的機油差一點。
(畢竟這裡面只有一半不到的機油)
而冷卻後與加熱前相比,並沒有什麼不同。

[3+B+M & oil]
這一組就是有變色,但 BN 分子在溶液中分散均勻的那瓶。
加熱前:(BN分布均勻)

加熱後:(BN有一點像煮大骨湯的雜質這樣聚集... )

加熱後(開閃燈明顯 )


搖晃後又恢復均勻,冷卻後一樣均勻:


[結論]:

1. Militec-1密力鐵與 3M超濃縮機油強化劑 ,混合時造成顏色上的劇烈變化,推測其分子結構改變。並形成部分黏稠的膠質。

2. Militec-1密力鐵與 Johnsen's強生機油精,混合時形成較黏稠的塊狀膠質。

3. 建議:
密力鐵勿與濃縮機油精合併使用。使用前請先進行小量的混合測試,均勻混合後若無異狀,請靜置一天後觀察無異狀再使用。



= = = [後記] = = =

1. 實驗期間:12天,然後,沒想到這篇居然寫了五個小時...
2. 在發現這個現象之前,我已經趁換變速箱油時把密力鐵加進變速箱裡了,我的天啊...
3. 結果整罐 16oz 的密力鐵,我只用了大概 4~6oz 在變速箱,剩下的都試在這個實驗裡,一滴不剩了...

= = = [編輯註記] = = =
2016.05.02 補上 加熱結果


 
   tepen (暴龍)

重機
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新北市 板橋區 來自 白堊紀末期
發表於 2016-5-2 04:32 AM 
超用心的實驗
先加5分 (01梗)
啥?沒分可以加
嗯~~~~~那就算了


 
   海鴨不傻

重機
文章 705
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桃園縣 平鎮市 
發表於 2016-5-2 08:44 AM 
佩服佩服。
專業的實驗精神!!


 
   ro00118 (龍爵)

150cc
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其他 來自 福爾摩斯
發表於 2016-5-2 08:55 AM 
可惜沒 力魔 二硫化鉬 引擎強效潤滑劑的測試
實驗精神給5分^_^


 
   湘鴻

Focus ST
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新竹市 來自 新竹
發表於 2016-5-2 10:11 AM 
加分加分..讚..
從來沒想過會有這種問題
以往只想到機油+油精 確沒想過油精+油精的問題
受教了,下次用油精真的要注意


   bankbankjp (hako)

250cc
文章 395
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臺北市 松山區 
發表於 2016-5-2 10:32 AM 
感謝摟~~看來添加劑真的還是不要亂加


 
無頭像
   kraitman (krait)

90cc菜籃族
文章 174
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臺南市 北 區 來自 台南
發表於 2016-5-2 10:41 AM 
看完此文章的確有參考價值!

但是我個人認為還有環境問題需要加入討論!

機油及油精都是在靜態混合.並沒有加熱~引擎溫度也應該考慮!

機油或油精直接加入引擎不去驅動我想也會黏稠固化~也許需要混合加熱試看看!


 
   adaplant (阿達 不累)

重機
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高雄市 小港區 來自 無垠繁華
發表於 2016-5-2 10:57 AM 
ro00118 發表:
可惜沒 力魔 二硫化鉬 引擎強效潤滑劑的測試
實 ...

就我的印象,強生機油精有使用 MoS2 。(早期我的第一台機車就是用這個...)
▲Y拍上易油網的資訊說明
▲易油網上的資訊說明

但在官網上並沒有這樣的註明:
http://www.johnsens.com/index.php/products/detail/4624-oil-treatment
[MSDS]
[Data Sheet]


 
   adaplant (阿達 不累)

重機
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高雄市 小港區 來自 無垠繁華
發表於 2016-5-2 11:10 AM 
kraitman 發表:
看完此文章的確有參考價值!
但是我個人認為還有環境問題需要加入討論!
機油及油精都是在靜態混合.並沒有加熱~引擎溫度也應該考慮!
機油或油精直接加入引擎不去驅動我想也會黏稠固化~也許需要混合加熱試看看!

這個問題很好!

我剛開始規劃實驗的時候有考慮過測試溫度變化,
一直到快接近完成時,我還在考慮要不要做升溫測試。
(其實最後三瓶樣品我有留,確實有準備做這個測試。不過其結果意義不大,樣品量也不足以支持作溫度差異的測試。)


然而,根據我在某服務業面對客戶的經驗,
在使用前已發生顏色劇烈變化、結膠不溶物,
就不可能繼續投入使用。


除非提出完整證明加熱後:
1. 這些異常消失。
2. 效果更好。(不然無意義)
3. 除了依出貨各規格進行分析外,還需要進一步更多的分析結果證明。
(這些儀器大部分在我身邊有,但不能作。這是業外興趣,自己做到國中等級的測試無妨。要送測的話,這一堆測下來,可能十幾萬以上吧。)
(另外,我故意把測試階段停留在國中實驗層級的原因,是各位朋友可以自己測試驗證,重複實驗的再現性,並依此方法進行其他種類機油精的相容性測試,這才是網路上資訊公開、經驗分享的意義。不然要動到百萬儀器,那不是一般人能做的等級。)

即使證明加熱後沒有問題,然後效果可以提升10%(這是假設),
你要顧客買回去後先加熱再添加嗎?

也許會有人說:反正倒進去之後引擎會熱啊。

加熱前就是結塊不均勻的狀態,要顧客這樣把東西倒進引擎裡???

不便,一定被打槍,
而且結塊這種現象的負面觀感太嚴重。
一定不會有好結果的。

這是業界的現實。



2016.05.02 23 : 30,補上加熱結果。給大家參考~


 
   湘鴻

Focus ST
文章 5744
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新竹市 來自 新竹
發表於 2016-5-2 12:20 PM 
我覺得加熱後可能會更慘

我看了幾遍尤其是果凍那方面
真是我覺得我驚驚怕怕

反正機油還不少
下次買其他油精還是倒出一些先試試
然後再貼圖上來這裡分享


 




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