2022年5月27日 星期五

偉士一百問(一)二行程機油大哉問!怎麼加?加什麼?加多少?

VESPA的老車越來越多受歡迎,但很多關於偉士牌的相關知識和問題被一再提出或討論(就是月經文啦),所以興起紀錄一下這些問題的想法,接下來可能會整理一系列問題分篇討論。這些都是這些年來的一些經驗,希望能夠幫助到車友們。我在每個題目盡量都深入淺出的討論,希望每個車友都能慢慢看完,必有所得。

我們所鍾愛的車,都是機械,雖然我們對它的愛以及它衍生出的文化,是很浪漫甚至形而上的事情,但車子本身是機械,是應該能夠被科學的討論的。除了聽說和傳說,我們能更理性的思考這些浪漫的交通工具。

你們真的沒辦法想像,每一篇你花五分鐘十分鐘就看完的文章,是我看了多少國內外資料跟書,加上一些小小經驗才整理出來。我如果花了兩千分鐘,能讓兩百個車友每個人省三十分鐘查資料,那就是值得了。

2行程偉士牌機油要加哪一種?比例到底要混幾%?

機油,這算是Vespa各社團最常出現的月經文之一,雖然大家已經從古早的傳說到現在越走越一致,但還是有許多神奇的傳說,第一篇我們就先來談機油。

我將會從二行程是什麼說起,介紹機油的作用,機油規範的歷史和二行程的機油規範,講到機油成份和使用的分類。讓大家認識完機油後,再來說明機油的選用和混合的比例。看完這一篇,你永遠不需要再問別人:請問機油怎麼加。

二行程引擎

還是先科普一下所謂二行程是什麼。「行程」指的就是活塞在上死點(top dead center就是TDC)與下死點(bottom dead center就是BDC)移動一次的過程。而引擎運轉要做的四件事情是「進氣、壓縮、爆炸、排氣」,在活塞的兩個行程中完成這四件事的叫做二行程引擎,而四次活塞行程做完進氣壓縮爆炸排氣的就叫四行程引擎。而TDC到BDC在回到TDC即活塞運動往復一次就是曲軸轉一圈,所以二行程曲軸轉一圈就做完工作了,四行程要轉兩圈才完成。

二行程引擎

四行程引擎


關於二行程與四行程引擎的引擎特性,諸如二行程動力較大、四行程比較環保等議題不是我想討論的,我想說的是機油的部分。

關於機油

機油最大的功能,就是幫助引擎機件潤滑,但為了要讓潤滑性好,就要考慮到流動性、不起泡、油膜抗剪力、抗衰退性(抗氧化)等等。因應這些特性,機油就有了各種規格及檢驗標準,其中最為人熟知的就是由美國石油協會(API)和美國實驗及材料協會ASTM共同制定的機油等級標準(即早期的SJ、後來的SL/SM到2010年啟用的SN)、美國汽車工程師協會SAE的黏度係數(就是我們常聽到的0W-30之類的「番號」)。然而這些標準,本來是針對四行程汽車及機車共同使用的。直到2000年左右日本汽車JASO (Japanese Automobiles Standards Organization)制定專為機車設計的規範MA/MB之後,才有專屬於機車用的機油。而這些所謂為機車所設計的規範,實則是當時的二輪GP賽事因應環保禁止離合器片使用石綿,然而機車的濕式離合器是浸在機油裡,等級高一點的機油中的「鉬」會讓離合器打滑,所以就制定了這些標準添加劑,來規範這些不會使離合器打滑的機車專用油。對,以上我們說的都是四行程機油,那二行程機油呢?


二行程機油

在二行程的引擎中,機油最重要的任務還是潤滑,但與四行程機油只在區軸箱裡不同,二行程的機油是混和在汽油中隨著化油器或噴油嘴進到引擎中潤滑,隨著燃料一起燃燒最後從排氣管排出,所以不用考慮機油衰退,但因為要進入引擎燃燒,所以要注意的事情就不一樣了:好不好燒,以及燒不燒得乾淨。
講到這裡,前陣子有人問的「二行程能不能用四行程機油」的問題就很清楚了,沒有特別被設計用來燒掉的四行程機油,在二行程引擎中的潤滑性姑且不提,光是燒不掉就足以讓引擎嚴重nogo甚至積碳嚴重,所以這是非常不建議的。

在二行程機油的標準規範中,美國石油協會API在上世紀八零年代(對,三四十年前)也制定了TA/TB/TC三種規範;美國實驗及材料協會ASTM也有TSC-1到3三種等級規範,但隨著時間推移,市面上所有隨便最廉價的機油也能輕易達到API最高TC的規範,API的規範明顯不夠用了,JASO也就因應二行程機油制定了一套規範,名為JASO M345。

JASO M345

M345的規範詳情大家可以參看JASO官網JASO對於M345的規範。我歸納一下,M345分為四個子項目來測試:
1.M340 Lubricity test(潤滑性)
2.M341 Detergency test(清潔力)
3.M342 Smoke test(排煙)
4.M343 Exhaust System Blocking Test(排氣阻塞,也就是我們說的積碳)
縱使二行程引擎市場已經慢慢萎縮,M345的規範在2018年還有更新,甚至在寫這篇文章的月初(2022五月)JASO才剛剛更新了最新的這個M345的測試名單及結果,大家可以看看自己的機油有沒有在名單上。
在M345中分為FA、FB、FC、FD四種:FA為超越API最高標準TC;FB是在所有表現都要超越FA級。FC的潤滑性和性能表現跟FB一樣即可,但排氣和積碳要比FB更好;而FD指要求清潔力要比FC好。有沒有發現一件重要的事:FC和FD對於性能表現已經沒有超越FB的要求,而是針對排氣還有引擎系統的潔淨要求,就是只要更環保更沒有積碳。所以可以推斷如果不論積碳和環保,那不管是FB、FC還是FD,性能上沒有什麼差別。m345算是現行唯一的二行程機油規範,所以算是有參考價值(環保方面)。但以我自己來說,雖然二行程車還很多台,但早已不是主要交通工具,只是玩居甚至賽場上比賽的車,車子騎乘里程都很少,所以環保跟積碳都不是我很在意的事情,對我來說機油在M345中被評為哪一個等級我就不是很在意了。
為什麼在M345的規範中沒有對機油性能有更進一步的測試,其一應該是因為市場已經沒有再針對二行程引擎有高性能開發,再者是行能好的二行程機油可能無法兼顧環保,這不符主流意識。二行程引擎除了機車外,更多的是用在二行程發電機及船外機。但事實上,包含我在內,還是有很多二行程使用者需要盡量好的機油性能,而很多等級高的機油,就根本沒送JASO檢驗,因為驗了可能也不會過,或是得不到很好的成績,所以常看到的Motul 800及Kart或AGIP KART這些性能機油,根本沒在jaso 2t 名單裡。

名單裡沒有800和KART

但是不是只要標榜性能的油就沒在m345名單裡呢?這可不一定,以前賽場上常被用的嘉實多TTS就榜上有名,甚至力豹仕Racing還是FD等級的呢!

嘉實多TTS是FC級

力豹仕Racing是FD級

而有名的中油白瓶,也是JASO M345的最高FD等級呢!
FD等級的CPC中油白瓶

好,說那麼多M345,這個世界上最具公信力的二行程機油規範,或許能選出環保的油,但卻沒辦法為我選出最潤滑的油,最好拉轉速的油;也肯定沒辦法為你選出最省油的機油、最不會縮缸的機油或煙最少的油。這麼有公信力的規範尚且無法為你推薦機油,或許你也可以不要盡信前輩們的推薦,因為每個人的需求不一定一樣。

二行程機油基礎油成份分類:

跟四行程一油一樣,機油就是油商在基礎油加上添加劑而成,而基礎油又分礦物油、合成油、半合成油。礦物油就是石油提煉沒有經過精煉,油膜比較弱。合成油是經過精煉基礎油,分為五類,有些是簡單精煉,有些是加氫解裂,有些是經過石蠟聚合法,最廣為人知的酯類機油也是合成油。還有一種機油的基礎油是合成油加上礦物油,就被稱作半合成。基礎油的分類比較複雜,涉及的化學知識也比較深,這邊就不深談。原則上礦物油的分子結構容易被破壞,在比較極端的環境跟其他油種比油膜會首先被破壞,合成油有分很多種,特性各有不同,但潤滑度比礦物油好很多,半合成油則是折衷的選擇。
標示上半合成油會寫Synthetic technology、Semi-Synthetic、Synthetic Based等等,意思是含有合成油成分,但特別依一提,合成油的比例並沒有規範要多少以上才能算半合成,所以這要看各廠家自己的配方(或者良心)。
全合成油則會標示:100% Synthetic、Fully Synthetic等等,他如果是全合成一定會寫在瓶子上怕你看不到,反之如果什麼都沒寫,完全沒出現synthetic這個字,那很有可能就是礦物油了。
機油的成分很複雜,但基礎油的分類可以輕易辨識,現在合成油也不貴,原則上至少選大品牌半合成以上的就不會在成份上有所擔心了。
Motul的800和kart上面都有寫100% Synthetic,是全合成油

這瓶Total 2T scooter瓶上就標明Base De Synthese(法文所以拼音不一樣) ,所以它是半合成油



二行程機油使用方式的分類:預混油及噴合油

選定基礎油之外,使用方式也很重要。剛剛提過,二行程的機油是要跟汽油混和一起燃燒,混和方式有兩種:預混合自混。所謂預混就是汽油加入油箱時,就按照一定比例加入機油;自混或所謂的自動噴合,就是機油透過機油泵在給汽油的同時隨汽油進到汽缸內。
使用上自動噴合是比較理想的,首先是加油不必混油,再來混合的比例固定,只需要在機油箱沒機油時添加機油,所以自混系統被發明之後,二行程機車大多採用自動噴合系統。
然而有三個原因,讓玩老車的很多人,還是選用比較麻煩的預混方式:
第一,太老的車都沒有自混系統,以台灣VESPA而言只有PE和T5有自混系統(美規則很早就有),所以大家都是自混。
第二,自混系統故障,比如機油泵壞掉,或是像台灣偉士牌自混PE/T5的機油箱管子極易破損,早期很多自混PE機油流光了都不知道而縮缸,所以就流傳著「自混PE很容易壞」的都市傳說,所以很多自混也都自我閹割從「自動混合」變成「自己混合」。
最後一點,也是最重要的原因,是性能機油大多比較濃稠,無法透過噴合系統有效混和機油,而改裝車都需要比較好的機油,所以看早期DIO或NSR改裝車都一定會改成預混就是這個原因。下面一個簡單的比較就可以看出密度差很多。噴合油可以拿來預混,但高黏度的預混專用油就不能拿來噴合使用了。


以三瓶同品牌的2T機油做比較,可以看見黏度差很多


在機油瓶身標示上,預混會標示pre-mix或mix only等;噴合油會寫injetcor或oil injection之類的,如果都寫或都不寫,那一般就是都可以用。



Motul 710上面標示Pre-mix/oil injection,所以預混自混都可以用




Maxima Scooter2T是標明injector or premix,也是都能用

Maxima Formula k2就是寫premix only,這就不能用在自混囉!

還有一點是預混油,或是用比較好機油要注意的是:這些premix only其實都是希望你用多少混多少,一些高級機油甚至直接建議混玩的汽油要早點用完,所以很少騎的車,就別混個整桶放三隔月半年了,汽油放的久都有可能會變質堵塞油嘴,更何況是超黏的預混油。

機油的選用

你肯定有聽過「某某油很神」、「某某油很順」等等推薦的話,每個人面對機油都有自己一套哲學。就像車是機械一樣,機油的化學成分合表現是可以被輕易量化的,但人的需求跟感受卻很抽象,所以當你在聽取別人的用油經驗時,你可能要先判斷你聽到的這一串話是「具象的用油體驗」還是「抽象的感覺渲染」。
間單來說,煙多煙少是肉眼可見,拉轉快慢也是能夠輕易感覺,但如果像是「活塞比較卡」、「汽油省很多」、「馬力比較大」、「極速變快了」等等,就比較像是過度詮釋了。
機油就是用來潤滑引擎的東西,因為成分不同保護性有高有低,特性也有所不同,但他沒有魔法,沒辦法讓不會跑的車變快,也沒辦法讓混和比調不好的車不縮缸。車子會不會跑、會不會壞,最基本的原因還是在車,不會在機油,所以任何太神奇的表現用在機油上,可能都要一個保留的態度來看。
每個人的需求不同,有的人引擎全原廠,有的人改缸改曲軸改電盤改蛇簧筏,這兩者的轉速域完全不同,前者可能最高才五千轉,後者可能八九千轉,需要的油膜強度自然不同。
每個人的騎乘習慣也不同,有的人順順騎、轉速一高馬上換檔;有的人檔檔都要催到沒東西才進檔,這兩種人需要的拉轉速度也不一樣。
大家都說motul 800、Agip kart好用,拉轉快保護強;說到最一般的油大家都想到中油白瓶。如果一台出門都慢慢騎且不拉轉的鴨母,加Agip kart除了積碳以外,我想不到要幹嘛;反之,如果車都大改了,加中油白瓶,即便不討論潤滑油膜強度,你都花大錢改車了,總是想讓拉轉更順暢嘛,那用好一點的機油就很自然了!所以機油的選用不用盲目跟風,也不要妄自菲薄,看看自己引擎的改裝程度,衡量自己的用車習慣,從各大品牌中找一支合成油來用,基本就不會錯了。 

講完客觀的,我說一下我個人想法:我是這樣簡單的邏輯,機油潤滑好機件較不易磨損,這不是一時半刻的感受,而且可能要拆缸才知道,拉轉快慢就是機油會不會讓汽油變得難燒,好燒就拉轉快,潤滑性好又好燒,那就是好機油。至於環保的事情... ...要環保我就去騎單車了,二行程就是偶爾騎的玩具,要偶爾騎騎二行程還要討論環保,這麼矯情我做不來。我的比賽車,我跨上去能夠全油門的地方我絕對不轉一半,小直線如果進三檔半秒就要退回二檔,那這一段我就二檔ㄍ一ㄥ到底,這樣追求極限的騎乘,我當然需要最信賴的機油,拉轉快之外,人家go kart兩萬轉都沒在怕了,我還不到一萬轉,加kart用油當然很放心。而我的rally 200或T5,小換個缸換個管氣道也沒挖,只能算原廠車,加motul 800之類的別說表現怎麼樣,光想著莫名積碳我就覺得何必呢,所以用個Total hi-perf 2t就舒舒服服了。如果有一天車壞了,那就是車的問題,或是我人的問題,不會是機油的問題。看車選油,不迷信,但也不鐵齒。

機油的比例

好了,來到機油問題的大魔王:機油到底要套套幾%?關於機油的混合比例,這絕對是有標準答案的:每台車都有它原始的使用手冊(說明書),裡面會規範或教導車子的使用方式,其中當然也包含了機油混合比例。既然原廠就有規範,那就請不要無故發明一些奇奇怪怪的機油比例。
而且,有一點我要特別強調:我們在玩的都算是老車,這些老車在上個世紀60~80年代時,根本沒有API TA/TB/TC的規範,JASO更是不存在,只有SAE的單級黏度而已。而我們現在的機油,即便你買最最最普通的中油白瓶,它都是遠遠超越API TC等級的,更何況有很多人用全合成機油,機油用的比以前好很多,根本沒有任何理由機油比例要超過原廠指定的量。

讓我們來看看VESPA原廠的機油比例,我都有用紅色邊框圈出來,點圖都會放大各位能夠仔細看:

VL就是我們俗稱的叩頭仔,2000公里以前馴車加7%機油,之後是5%


GS150馴車8%,之後6%

GS160和180SS引擎是同一架構,馴車前後都是加5%機油



寬車台的VB1原廠建議5~5.5%機油

俗稱59鴨的VBA以及super(VBC)原廠都建議混合2%機油


Sprint原廠規範2%機油

Rally200無論馴車前後都是2%機油


Primavera、P125乃至P200全部都是2%機油

從上面羅列的使用手冊中我們可以看到:VL也就是俗稱的扣頭仔是5%;GS150是6%;GS160和180SS是5%;寬車台的VB1是5%,而在VBA也就是俗稱的59鴨之後,所有的Vespa機油混合比例都是2%。也就是說,除了那些骨灰級的車種,後面所有的車都是2%,這就是原廠給的建議,除非有推翻他的理由,否則照著做就是最正確的選擇。 

同場加映藍美達的機油比例:
LD原廠建議5%,一代建議4%


蘭美達三代是混2%機油

可以看到藍美達車主手冊上一代建議4%,但三代以後都是建議2%而已。蘭美達我涉略不深,但一樣的道理,我認為在煉油技術和零件公差大幅度進步的現在,應該沒有理由要用比五十年前更多的機油量才對。

當然,上面vespa還是lambretta所有的原廠手冊都是這是在引擎原廠的狀況之下給的建議,或許有人會說:引擎經過改裝,所以要多混一點機油。這點我認為是有可能的,因為引擎經過改裝後,轉速域跟原廠不一樣,也可能因為引擎特性所以會維持在高轉,所以需要更多更好的潤滑。然而該思考的是:這「潤滑的需求」應該是機油的「質」還是機油的「量」呢?難道一瓶200元的機油,加三倍的量,就能達到600元機油的潤滑效果嗎?
所以如果經過改裝,機油需要從2%調整到2.5%或許有點道理,但如果要加更多機油,那是否應該思考,這多加的機油,是否有實際幫助,或許它潤滑的不是你的引擎,而是你的心。

另外還有一個說法,就是「平常加多少多少、長途加多少多少」的說法這跟上一題一樣,長途騎乘時,長時間維持較高轉速,沒有像市區停下來讓轉速降下來也引擎溫度降下來,所以引擎可能會更需要強的油膜和潤滑,所以有人選擇加多一點機油。而這「一點」到底多大點?是否機油加越多,就能不斷的將活塞活塞環耐熱的極限不斷往上提升呢?一台會縮缸的車子,就算多加2%機油,也不一定能夠安全下莊。
我自己有時騎長途,我也會選擇多加0.5%,這0.5%就像是買保險一樣:我已經多加了,至少如果縮缸了,絕對不會是機油加太少,如此而已。我敢說除了積碳,我沒有因為多加機油多得到些什麼,不管是馬力還是耐用度。

2022年,我們的愛車生產已經過了四十到六十年,這幾十年間,機油的科技已經進步很多,而我們現在重新整理或改裝的車,使用的零件也可以選擇更好的品質甚至更好的設計,零件公差變小,甚至軸承、活塞、活塞環和曲軸等等都比當年精良,只要材料選用和良好的施工品質,經過正確的調教,即便經過大幅度改裝,也不需要大幅變動機油比例。

延伸閱讀

車友綠羊之前也有針對機油有過討論,很有參考價值,車友可以前往綠羊的部落格看文章。

後記
其實二行程排氣很臭,原因就是機油燃燒,但很多人偶然聞到路邊飄過一陣那應該不好聞的排氣味道,卻會會心一笑,因為那種二行程的味道,裡面有我們的興趣愛好,記憶,甚我們至青春。我記得二十年前台灣BP還有賣二行程機油,bp不論綠瓶還是紫瓶,都加了很多香料,車騎過去整條路都是香的,但隨著bp二行程機油停產,那個味道也只留在年輕歲月。我們現在能夠玩這麼老的車,實在很幸福,如果能夠更理性的看待這些感性的小傢伙,相信在騎車玩車的路上,可以更純粹的享受跟它相處的過程。

下一篇,我將針對[vespa引擎歪一邊所以騎車也歪一邊]這個久遠的傳說進行解密,讓我們從基礎物理來認識我們的vespa。