หน้าที่การทำงานของน้ำมันหล่อลื่นเครื่องยนต์ (Lubricant System)
การเลือกใช้น้ำมันเครื่อง แต่ละเกรด แต่ละเบอร์  ต่างล้วนมีส่วนสัมพันธ์ต่อชนิดของเครื่องยนต์ ไม่ว่าจะเป็นแบบดีเซลรอบต่ำ หรือเบนซินรอบสูง (อย่างเครื่องเบนซิน 2J – 280 แรงม้า  กับดีเซล 2L – 90 แรงม้า หรือจะ 2KD -160 แรงม้า ก็ต้องเลือกใช้เบอร์น้ำมนเครื่องต่างกัน) รวมถึงสถาปัตยกรรมในการออกแบบเครื่องยนต์  ความต้องการของระบบพิเศษต่างๆ เช่นเครื่องยนต์ระบบโซ่ราวลิ้น หรือเป็นแบบระบบไฮโดรลิวาล์ว จนถึงระบบไฮโดรลิกแคมชาร์ป อย่าง Vtec หรือจะแบบ VVTi มี เทอร์โบชาร์จ หรือซุปเปอร์ชาร์จ ก็ต้องการความหนืดน้ำมันเครื่องที่แตกต่างกัน จนมาถึงอายุการใช้งานของเครื่องยนต์  ไม่ว่าใหม่ป้ายแดง มือสองเจแปน กลางใหม่กลางเก่า หรือหลวมจัดสตราท์ติดยาก ก็ต้องมีการเลือกใช้เบอร์ และค่าความหนืดที่ต้องเปลี่ยนแปลงไป ในตอนนี้เราจะมาศึกษากันต่อ ในเรื่องของ น้ำมันเครื่องมีหน้าที่อย่างไรในเครื่องยนต์ และเรื่องของค่าความหนืด จนถึงเรื่องเบอร์ของน้ำมันเครื่อง กันต่อ

กลไกลการหมุนเวียนของน้ำมันหล่อลื่น ภายในเครื่องยนต์
เริ่มต้นจาก อ่างน้ำมันเครื่อง เป็นแหล่งบรรจุน้ำมันเครื่องหลัก โดยน้ำมันเครื่องจะถูกดูดผ่านท่อดูดก้นอ่าง หรือที่เราเรียกว่า ฝักบัว ส่งต่อยัง Oil Pressure Pump หรือ ปั้มน้ำมันเครื่อง ที่หมุนตามการทำงานของเครื่องยนต์ น้ำมันถูกดูดมาหมุนผ่านใบพัด หรือเทอร์ไบน์ สร้างแรงดันน้ำมันให้สูงขึ้น ป้อนเข้าสู่ Oil Cooler ออยล์คูเลอร์ ทำหน้าที่ระบายความร้อนของน้ำมันเครื่องให้เย็นลง ถ้าออยล์คูเลอร์เกิดอุดตัน น้ำมันเครื่องจะไหลผ่าน Back Pressure Vale ผลักดันน้ำมันเครื่องแรงดันสูงไปกรองแยกสิ่งสกปรกออกด้วย Oil  Filter หรือ ไส้กรองน้ำมันเครื่อง และในไส้กรองจะมี  By Pass Vale อยู่ภายใน พาสน้ำมันให้ไหลผ่านโดยตรงเมื่อไส้กรองเกิดอุดตัน วัดแรงดันน้ำมันด้วย Oil Sensor หรือ Oil Sw. สวิทย์น้ำมันเครื่อง แสดงเป็นไฟเตือนเข้าหน้าปัด หรือแสดงเป็นเข็มวัดแรงดัน และเป็นเซนเซอร์ป้อนเข้าสู่กล่องคอมพิวเตอร์  น้ำมันเครื่องแรงดันสูงส่งผ่านต่อ เข้าสู่ระบบต่างๆของเครื่อง ผ่านรูน้ำมันในเสื้อสูบ ฝาสูบ ไปหล่อเลี้ยงชิ้นส่วนเช่น ข้อเหวี่ยง  ก้านสูบ ฉีดน้ำมันเครื่องแรงดันสูงเข้าไประบายความร้อนของลูกสูบ และแหวนสูบด้วย Oil Jet Spay หัวฉีดน้ำมันเครื่อง  เพิ่มแรงดันน้ำมันเครื่องด้วย Check Vale หรือ วาล์วเพิ่มแรงดัน  แบบที่รถแรงๆนิยมนำมากลึงกันใหม่ เพิ่มแรงดันน้ำมันเครื่องให้รุนแรงขึ้น อัดฉีดแรงดันสู่ระบบ ไฮโดรลิกวาล์ว กลไกลการตั้งระห่างวาล์วด้วยแรงดันน้ำมัน หรือระบบ ไฮโดรลิกแคมชาร์ป  แบบ Vtec หล่อเลี้ยงแคมชาร์ป หลอดวาล์ว วาล์วไอดี และวาล์วไอเสีย ป้อนเข้าสู่อุปกรณ์ภายนอกพวก แกนเทอร์โบ, ปั้มลม, ปั้มแรงดันน้ำมัน  ไหลกลับมาหล่อลื่นระบบ โซ่ลาวลิ้น, เฟืองขับต่างๆ ไหลหล่นลงมาตามช่องรูต่างๆใกล้ๆกับระบบน้ำหล่อเย็น เพื่อระบายความร้อน จนลงมาสู่อ่างน้ำมันเครื่องอีกครั้ง

คุณสมบัติ และหน้าที่ของน้ำมันเครื่อง
1. น้ำมันเครื่องมีหน้าที่ในการหล่อลื่นชิ้นส่วนต่างๆ ภายในเครื่องยนต์  ป้องกันการสึกหรอ ลดแรงเสียดทาน
2. ช่วยระบายความร้อนให้แก่เครื่องยนต์
3. ช่วยในการรักษากำลังอัดให้กับเครื่องยนต์
3. ชะล้างสิ่งสกปรกต่างๆ ที่เกิดจากการเผาไหม้
4. ป้องกันการกัดกล่อน และสนิม

น้ำมันเครื่องลดแรงเสียดทานในเครื่องยนต์ได้อย่างไร
เมื่อเครื่องยนต์ทำงาน ชิ้นส่วนต่างๆของเครื่องยนต์ที่เป็นโลหะ ประกอบเข้ารวมกันหลายชนิด จะเกิดการเคลื่อนที่ โดยผิวหน้าของโลหะของอีกชนิดหนึ่ง จะเคลื่อนที่ผ่านผิวสัมผัสของโลหะอีกชนิดหนึ่ง เช่นข้อเหวี่ยงเคลื่อนที่ชาร์ปผ่านเพลาข้อเหวี่ยง หรือแหนวนสูบเคลื่อนที่ผ่านกระบอกสูบ สิ่งหนึ่งที่จะเป็นการลดแรงเสียดทานเบื้องต้นได้ คือการขัดหน้าผิวสัมผัสของโลหะทั้งสองให้เป็นมันวาว แต่ถ้าเราน้ำกล้องขยายมาส่องดู จะปรากฏว่าในหน้าผิวที่เป็นมันวาวนั้น ประกอบไปด้วยความขรุขระมากมาย มีทั้งส่วนที่เป็นหลุม (Valleys) และส่วนที่เป็นแหลม เหมือนยอดภูเขาสูง (Peak) เกิดขึ้นมากมาย ผิวขรุขระเหล่านั้นเมื่อเสียดสีกัน จะเกิดการเกาะเกี่ยวกัน ในระยะเวลาไม่นานก็จะเกิดการแตกหักทำลายชิ้นส่วนนั้นให้สึกหรอ เกิดความร้อนจนละลายติดกัน (แบบกรณีลูกติด ชาร์ปละลาย) น้ำมันเครื่องมีกระบวนการในการสร้างฟิล์มบางๆคล้ายของแข็ง (Lubricant Films) แทรกเข้าไประหว่างหน้าสัมผัสของโลหะทั้งสอง ไม่ให้สัมผัสกันโดยตรง เรียกกระบวนการนี้ว่า Hydrodynamic Lubrication (HDL)  แต่การที่ฟิล์มของน้ำมันเครื่องจะแทรกตัวลงไป ได้พอเหมาะ และฟิล์มของน้ำมันเครื่องจะรับแรงกดได้แค่ไหน ถึงจะชนะแรงกดอันรุนแรงของเครื่องยนต์ และที่ความเร็วรอบสูงๆได้นั้น ขึ้นอยู่กับขนาดความหนาของฟิล์มน้ำมันเครื่อง หรือเบอร์ของน้ำมันเครื่องที่เหมาะสม รวมถึงเกรด และคุณสมบัติต่างๆของน้ำมันเครื่องนั่นเอง

น้ำมันเครื่องช่วยลดความร้อนให้กับเครื่องยนต์ได้อย่างไร
น้ำมันเครื่องมีหน้าที่ช่วยลดแรงเสียดทาน ที่เป็นตัวการที่ก่อให้เกิดความร้อน น้ำมันเครื่องที่ดี เบอร์ที่เหมาะสม ยิ่งลดแรงเสียดทานได้มากเท่าไหร่ ความร้อนก็จะลดลงได้มาตามลำดับ (ง่ายๆน้ำมันเครื่องเกรดดีๆ ลื่นๆ ลดความร้อนเครื่องได้ดีกว่า) น้ำมันเครื่อง เป็นสารชนิดเดียวที่ไหลผ่านโลหะทุกชิ้นส่วนของเครื่องยนต์ ดังนั้นน้ำมันเครื่องจึงมีส่วนในการนำพาความร้อน จากส่วนที่ร้อนจัด เช่นกระบอกสูบ จากลูกสูบ และแหวนสูบ กลับลงมาระบายความร้อนในส่วนที่เย็นกว่า เช่นในบริเวณเสื้อสูบที่มีน้ำหล่อเย็นหมุนเวียนไหลผ่าน ไปยังออยล์คูเลอร์ ซึ่งจะนำพาความร้อนมาระบายด้วยน้ำหล่อเย็น หรืออากาศ เป็นการรักษาอุณหภูมิเครื่องยนต์ให้คงที่ และป้องกันน้ำมันเครื่องร้อนจัด จนน้ำมันเครื่องเดือด และขาดคุณสมบัติในการหล่อลื่นในที่สุด

น้ำมันเครื่องช่วยรักษากำลังอัดให้กับเครื่องยนต์ ได้อย่างไร
ลูกสูบ แหวนสูบ และกระบอกสูบ ซึ่งเป็นการบวนการสร้างแรงอัดให้กับเครื่องยนต์ แรงอัดยิ่งมาก ยิ่งได้กำลังงานมาก น้ำมันเครื่องมีส่วนในการแทรกเข้าไปในระยะห่าง ระหว่างแหวนสูบ – ลูกสูบ – กระบอกสูบ เป็นการป้องกันก๊าซที่เป็นส่วนผสมของเชื้อเพลิง กับอากาศ ไม่ให้เล็ดลอดผ่านช่องห่างระหว่างแหวน  ซึ่งจะทำให้เครื่องยนต์สูญเสียกำลังอัด ให้เล็ดลอดน้อยที่สุด เครื่องจึงจะมีกำลังอัดมากขึ้น การจุดระเบิดรุ่นแรงขึ้น มีกำลังมากขึ้น น้ำมันเครื่องที่มีความหนืดสูง จะมีแผ่นฟิล์มเคลือบที่หนา การเลือกใช้ความหนืดของน้ำมันเครื่อง จะมีผลต่อค่าเคลียร์เลนซ์ ของช่องว่างระหว่างลูกสูบ แหวน และกระบอกสูบ จนถึงความสึกหรอหลังจากใช้งานแล้ว ดังนั้นการเลือกใช้เบอร์น้ำมันเครื่อง จึงต้องเหมาะสมกับระยะห่างต่างๆ ถ้าเบอร์หนืดไป กำลังอัดดี แต่แรงเสียดทานสูง อาจมีผลถึงกินน้ำมันเชื้อเพลิงเพิ่มขึ้น แต่ถ้าเบอร์ใสไป ไม่เหมาะกับเครื่อง อาจทำให้กำลังเครื่องตก อาจถึงเครื่องพัง หรือเครื่องที่ผ่านการใช้งานนานจนเครื่องหลวม ระห่างระหว่าง แหวน ลูกสูบ กระบอกสูบมาก การใช้เบอร์น้ำมันเครื่องที่หนืดขึ้น เป็นผลถึงขั้นทำให้กำลังเพิ่มขึ้น การละเหยน้ำมันเครื่องต่ำ เสียงเครื่องยนต์เงียบลงได้

น้ำมันเครื่องมีส่วนในการชะล้างสิ่งสกปรกได้อย่างไร
สิ่งสกปรกในน้ำมันเครื่องเกิดขึ้นได้จาก
1 ฝุ่นผงเล็กๆที่เล็ดลอดมาทางไส้กรองอากาศ  อนุภาคเล็กๆพวกนี้ปะปนกับอากาศ แล้วเล็ดลอดเข้ามาสันดาป จะมีความแข็งเพิ่มขึ้น (นึกถึงเอาดินเหนียวมาปั้น แล้วเผาเป็นจาน-ไห) ไหม้กลายเป็นคาบอนแข็ง ซึ่งแหวนสูบจะทำการกวาดเอาสิ่งสกปรกพวกนี้กลับลงมาปะปนกับน้ำมันเครื่อง (ฉะนั้นพวกที่ชอบใส่ไส้กรองอากาศ คุณภาพไม่ดี หรือพวกกรองเปลือยเปลื่อยๆ หรือไส้กรองขาดๆ ต้องคิดให้ดี) เพราะฝุ่นเหล่านี้ ทำหน้าที่เหมือนผงขัด ขัดชิ้นส่วนต่างๆให้สึกหรอได้รวดเร็วมากขึ้น เครื่องก็จะหลวมเร็วขึ้น
2. เขม่าในการเผาไหม้ ที่เกิดจากการสันดาปของเครื่องยนต์ การเผาไหม้ที่ไม่สมบูรณ์มากเท่าไหร่ เขม่ายิ่งเกิดขึ้นได้มากเพียงนั้น
3. สารอันตรายต่างๆ จากการสันดาปของเครื่องยนต์ ก็คือไอน้ำ – กรด – ก๊าซ ต่างๆ สารอันตรายเหล่านี้ แหวนสูบก็จะกวาดลงมาปะปนกับน้ำมันเครื่องอีกเช่นกัน
4. เศษโลหะ จากชิ้นส่วนต่างๆของเครื่องยนต์  ที่เกิดขึ้นจาการสึกหรอ จากการเสียดสีต่างๆ และหลุดออกมาเป็นชิ้นเล็กๆปะปนมากับน้ำมันเครื่อง ซึ่งเศษโลหะเหล่านี้มีความแข็ง พอที่จะไหลตามน้ำมันเครื่องแล้วไปทำลายชิ้นส่วนอื่นๆ หรือทุกๆส่วนในเครื่องยนต์ให้สึกหรอตามมา
6. คราบแข็งของฟิล์มน้ำมันเครื่อง ซึ่งเกิดการความร้อนของเครื่องที่สูง พอเครื่องเย็นตัวลงมา ฟิล์มบางๆพวกนี้ก็จะไหม้แข็งติด เกาะอยู่ตามชิ้นส่วนต่างๆของเครื่องยนต์ (แบบที่เปิดฝาครอบวาล์วมาเห็นเป็นคราบเหลืองๆดำๆเกาะอยู่) หรือแข็งติดอยู่ในร่องระยะห่างต่างๆ อุดตันระบบทางเดินน้ำมัน คราบพวกนี้มีความแข็งน้องๆกระดาษทราย ซึ่งจะค่อยๆหลุดออกปะปนมากับน้ำมันเครื่องอีกเช่นกัน

การชะล้างสิ่งสกปรก
ในน้ำมันเครื่องต้องมีการผสมสารชะล้างสิ่งสกปรกต่างๆ ที่ไหลปะปนมากับน้ำมันเครื่อง แล้วป้อนสู่ไส้กรองน้ำมันเครื่องกรองเอาสิ่งสกปรกให้ติดอยู่ภายใน แต่การที่น้ำมันเครื่องจะชะล้างได้มากเพียงใด ขึ้นอยู่กับปริมาณสารชะล้าง และคุณภาพของไส้กรองน้ำมันเครื่อง (แล้วเราจะเริ่มเห็นแล้วว่า ไส้กรองน้ำมันเครื่องดี หรือไม่ดี จะมีผลต่อเครื่องยนต์อย่างไร)

น้ำมันเครื่องมีส่วนปกป้องเครื่องยนต์ไม่เกิดสนิมได้อย่างไร
ชิ้นส่วนภายในเครื่องยนต์ประกอบไปด้วยเหล็ก และอลูมิเนียม ซึ่งคุณสมบัติของโลหะคือ ถ้าเกิดการสัมผัสกับ ออกซิเจนโดยตรงแล้ว จะเกิดปฏิกิริยาที่เรียกว่า ออกซิไดส์ รวมตัวกับออกซิเจน เกิดเป็น ออกไซต์  ที่ภาษาชาวบ้านเรียกว่าสนิม หรือขี้เกลือนั่นเอง แน่นอนภายในเครื่องยนต์หลังจากใช้งานแล้ว จะเกิดการสะสมตัวของน้ำ และน้ำมีส่วนประกอบของออกซิเจน รวมถึงกรดต่างๆอีกมากมาย พวกนี้มี ฤทธิ์ในการกัดกร่อนรุนแรง (น้องๆน้ำกรดแบตเตอร์รี่) ดังนั้นฟิล์มของน้ำมันเครื่อง จะทำการเคลือบผิวโลหะนั้นไว้ ไม่ให้โลหะในเครื่องยนต์สัมผัสกับออกซิเจนโดยตรง และในน้ำมันเครื่องที่ดีจะต้องมีสารป้องกันสนิม เป็นสารที่สามารถไล่น้ำออกจากฟิลม์ หรือสารจำพวกกัดสนิมผสมอยู่ด้วย สารป้องกันการรวมตัวกับกรด – ด่าง ต่างๆ (เป็นเหตุผลหนึ่งสำหรับรถที่จอดไว้นานๆ แล้วบอกว่าให้สตราท์เครื่องบ่อยๆ ก็เพื่อให้น้ำมันเครื่อง ไหลขึ้นไปหล่อเลี้ยง และเคลือบชิ้นส่วนต่างๆ เพื่อป้องกันสนิมนั่นเอง)