01
น้ำมันหล่อลื่นคืออะไร
เมื่อชิ้นส่วนโลหะสองชิ้นเคลื่อนที่เสียดสีกัน จะเกิดแรงเสียดทาน ความร้อน และการสึกหรอ การหล่อลื่นคือการแทรกสารบางอย่างเข้าไประหว่างผิวสัมผัสทั้งสอง เพื่อลดแรงเสียดทานและแยกผิวโลหะไม่ให้ถูกกันโดยตรง สารที่ทำหน้าที่นี้เรียกว่า “น้ำมันหล่อลื่น”
ในเครื่องยนต์ น้ำมันหล่อลื่นจึงไม่ได้ทำหน้าที่ “ลื่น” อย่างเดียว แต่เปรียบได้กับเลือดในร่างกาย คือหมุนเวียนไปทั่วเครื่อง พาความร้อนออก พาสิ่งสกปรกออก และบอกสภาพเครื่องยนต์ได้จากสภาพน้ำมัน
02
หน้าที่ 6 อย่างของน้ำมันหล่อลื่น
- ลดแรงเสียดทานและการสึกหรอหน้าที่หลักที่สุด สร้างฟิล์มน้ำมันคั่นระหว่างผิวโลหะ ไม่ให้สึกกร่อน
- ระบายความร้อนพาความร้อนที่เกิดจากการเสียดสีและการเผาไหม้ออกจากจุดร้อน
- ชะล้างสิ่งสกปรกพาเขม่าจากการเผาไหม้ไม่สมบูรณ์ เศษโลหะ และฝุ่น ออกจากผิวชิ้นส่วนไปกักไว้ที่ไส้กรอง
- ป้องกันสนิมและการกัดกร่อนเคลือบผิวโลหะไม่ให้สัมผัสออกซิเจน ความชื้น และแก๊สที่กัดกร่อน
- ช่วยซีลกำลังอัดอุดช่องว่างระหว่างแหวนลูกสูบกับผนังกระบอกสูบ ไม่ให้กำลังอัดรั่ว
- กระจายแรงกดเกลี่ยแรงที่กดลงเฉพาะจุดให้กระจายทั่วผิวสัมผัส ยืดอายุชิ้นส่วน
03
สภาวะการหล่อลื่น 3 แบบ
ความหนาของฟิล์มน้ำมันระหว่างผิวสัมผัสไม่เท่ากันตลอดเวลา แบ่งได้เป็น 3 สภาวะ ซึ่งเป็นเหตุผลว่าทำไมน้ำมันเครื่องต้องมีสารเพิ่มคุณภาพ ไม่ใช่แค่น้ำมันเปล่า ๆ
- ฟิล์มเต็ม (Fluid-film)ฟิล์มน้ำมันหนาพอจะแยกผิวโลหะออกจากกันได้สนิท เป็นสภาวะที่ดีที่สุด แทบไม่มีการสึกหรอ
- ฟิล์มบาง (Boundary)ฟิล์มบางลงจนผิวโลหะเกือบแตะกัน เช่น ตอนสตาร์ตเครื่องเย็นหรือน้ำมันน้อย ต้องอาศัยสารเพิ่มคุณภาพช่วยเกาะผิวโลหะไว้
- แรงกดสูง (Extreme Pressure)เมื่อรับภาระหนักมากหรือร้อนจัด ผิวโลหะจะชนกันจนเสียหาย ต้องใช้สารเพิ่มคุณภาพชนิด EP ที่ทำปฏิกิริยากับผิวโลหะเกิดเป็นฟิล์มปกป้อง
04
ส่วนประกอบและประเภท
น้ำมันหล่อลื่นประกอบด้วย 2 ส่วนหลักคือ น้ำมันพื้นฐาน (Base Oil) และสารเพิ่มคุณภาพ (Additives) คุณภาพของน้ำมันพื้นฐานเป็นตัวกำหนดคุณภาพน้ำมันเครื่องมากที่สุด
- น้ำมันแร่ (Mineral) — กลั่นจากน้ำมันดิบ แบ่งเป็นกลุ่มพาราฟินิกและแนฟทีนิก พาราฟินิกมีดัชนีความหนืดสูงกว่า จึงนิยมใช้ทำน้ำมันเครื่อง
- น้ำมันสังเคราะห์ (Synthetic) — สังเคราะห์ขึ้นทางเคมี ทนความร้อนและการเกิดออกซิเดชันได้ดีกว่ามาก ระเหยต่ำ อายุการใช้งานยาวกว่า
- น้ำมันจากไขมัน (Fatty) — จากพืชและสัตว์ ใช้ผสมหรือใช้ในงานเฉพาะ เช่น น้ำมันตัดกลึง
- จาระบี (Grease) — น้ำมันผสมสารอุ้ม (Thickener) ให้เป็นกึ่งแข็ง ใช้จุดที่ต้องการให้สารหล่อลื่นอยู่กับที่ เช่น ลูกปืนล้อ
ดัชนีความหนืด (Viscosity Index – VI) บอกว่าความหนืดเปลี่ยนไปมากแค่ไหนเมื่ออุณหภูมิเปลี่ยน ยิ่งค่าสูงยิ่งเสถียร น้ำมันพื้นฐาน YUBASE ของ ZIC เป็นกลุ่มค่าดัชนีความหนืดสูงมาก (VHVI)
05
ค่าความหนืดน้ำมันเครื่อง (SAE J300)
ตัวเลขบนฉลากอย่าง 5W-30 มาจากมาตรฐาน SAE J300 ตัวเลขหน้า W (Winter) คือความสามารถในการไหลตอนเครื่องเย็น ยิ่งน้อยยิ่งไหลดีตอนสตาร์ต ส่วนตัวเลขหลังคือความหนืดที่อุณหภูมิใช้งาน 100°C
| เบอร์ | ความหนืดตอนสตาร์ตเย็น CCS (cP) | ความหนืดตอนปั๊มดูด MRV (cP) | ความหนืดที่ 100°C ต่ำสุด (cSt) | ความหนืดที่ 100°C สูงสุด (cSt) | HTHS ที่ 150°C ต่ำสุด (cP) |
|---|---|---|---|---|---|
| 0W | 6,200 ที่ -35°C | 60,000 ที่ -40°C | 3.8 | — | — |
| 5W | 6,600 ที่ -30°C | 60,000 ที่ -35°C | 3.8 | — | — |
| 10W | 7,000 ที่ -25°C | 60,000 ที่ -30°C | 4.1 | — | — |
| 15W | 7,000 ที่ -20°C | 60,000 ที่ -25°C | 5.6 | — | — |
| 20W | 9,500 ที่ -15°C | 60,000 ที่ -20°C | 5.6 | — | — |
| 25W | 13,000 ที่ -10°C | 60,000 ที่ -15°C | 9.3 | — | — |
| 20 | — | — | 6.9 | น้อยกว่า 9.3 | 2.6 |
| 30 | — | — | 9.3 | น้อยกว่า 12.5 | 2.9 |
| 40 | — | — | 12.5 | น้อยกว่า 16.3 | 3.5 (0W-40, 5W-40, 10W-40) · 3.7 (15W-40, 20W-40, 25W-40) |
| 50 | — | — | 16.3 | น้อยกว่า 21.9 | 3.7 |
| 60 | — | — | 21.9 | น้อยกว่า 26.1 | 3.7 |
HTHS (High Temperature High Shear) คือความหนืดที่ 150°C ภายใต้แรงเฉือนสูง เป็นตัวบอกว่าฟิล์มน้ำมันยังอยู่ไหมตอนเครื่องร้อนจัดและทำงานหนัก · มาตรฐานยังมีเบอร์ 8, 12 และ 16 สำหรับน้ำมันความหนืดต่ำพิเศษที่เน้นประหยัดน้ำมัน
06
ค่าความหนืดน้ำมันอุตสาหกรรม (ISO VG)
น้ำมันไฮดรอลิก น้ำมันเกียร์อุตสาหกรรม และจาระบีบางชนิด ใช้ระบบ ISO VG ซึ่งอ้างอิงความหนืดที่ 40°C โดยค่ากลางบวกลบได้ไม่เกิน 10%
| เบอร์ ISO VG | ค่ากลางที่ 40°C (cSt) | ต่ำสุด | สูงสุด |
|---|---|---|---|
| ISO VG 2 | 2.2 | 1.98 | 2.42 |
| ISO VG 3 | 3.2 | 2.88 | 3.52 |
| ISO VG 5 | 4.6 | 4.14 | 5.06 |
| ISO VG 7 | 6.8 | 6.12 | 7.48 |
| ISO VG 10 | 10 | 9.00 | 11.0 |
| ISO VG 15 | 15 | 13.5 | 16.5 |
| ISO VG 22 | 22 | 19.8 | 24.2 |
| ISO VG 32 | 32 | 28.8 | 35.2 |
| ISO VG 46 | 46 | 41.4 | 50.6 |
| ISO VG 68 | 68 | 61.2 | 74.8 |
| ISO VG 100 | 100 | 90.0 | 110 |
| ISO VG 150 | 150 | 135 | 165 |
| ISO VG 220 | 220 | 198 | 242 |
| ISO VG 320 | 320 | 288 | 352 |
| ISO VG 460 | 460 | 414 | 506 |
| ISO VG 680 | 680 | 612 | 748 |
| ISO VG 1000 | 1000 | 900 | 1100 |
| ISO VG 1500 | 1500 | 1350 | 1650 |
จาระบี ZIC CROWN GREASE EP 2 ใช้ค่าอ้างอิงจากระบบนี้เช่นกัน
07
มาตรฐานบนฉลาก
- API (อเมริกา) — เบนซินขึ้นต้นด้วย S เช่น SN, SP · ดีเซลขึ้นต้นด้วย C เช่น CI-4, CK-4 ยิ่งตัวอักษรท้ายใหม่ ยิ่งทนการเกิดออกซิเดชันและปกป้องดีขึ้น
- ILSAC (อเมริกา/ญี่ปุ่น) — เช่น GF-5, GF-6 เน้นเรื่องประหยัดน้ำมันเพิ่มจากมาตรฐาน API
- ACEA (ยุโรป) — A/B สำหรับรถยนต์นั่ง, C สำหรับรถที่มีระบบบำบัดไอเสีย (ค่า SAPS ต่ำ), E สำหรับรถบรรทุกงานหนัก
- มาตรฐานของผู้ผลิตรถเอง (OEM) — เช่น MB 229.51, VW 504 00/507 00, Dexos, MAN M 3477, Volvo VDS-4 รถบางรุ่นต้องใช้ตามที่ค่ายกำหนดเท่านั้น
เครื่องยนต์ที่มีระบบบำบัดไอเสีย เช่น DPF ต้องใช้น้ำมันค่า SAPS ต่ำตามที่ผู้ผลิตกำหนด ถ้าใช้ผิดประเภทระบบกรองจะตันเร็วกว่ากำหนด
08
แนวโน้มของน้ำมันหล่อลื่น
- ความหนืดต่ำลงเพื่อประหยัดน้ำมันกฎหมายสิ้นเปลืองเชื้อเพลิงเข้มขึ้น น้ำมันจึงบางลงเรื่อย ๆ เช่น 0W-20, 0W-16 แต่ยังต้องรักษาฟิล์มให้อยู่
- ระยะเปลี่ยนถ่ายยาวขึ้นพัฒนาน้ำมันพื้นฐานและสารเพิ่มคุณภาพให้ทนออกซิเดชันและระเหยน้อยลง
- เข้ากับระบบบำบัดไอเสียลดปริมาณ SAPS (เถ้าซัลเฟต ฟอสฟอรัส กำมะถัน) เพื่อยืดอายุ DPF และตัวเร่งปฏิกิริยา
เรียบเรียงเป็นภาษาไทยจากข้อมูลทางเทคนิคของ SK Enmove (skzic.com) โดยได้รับอนุญาต · ค่ามาตรฐานอ้างอิงจาก SAE J300, SAE J306 และ ISO 3448