Olej silnikowy

Z Wikipedii, wolnej encyklopedii
Skocz do: nawigacji, wyszukiwania
Przykład syntetycznego oleju silnikowego

Olej silnikowy – czynnik smarujący w silnikach spalinowych. Podstawowymi składnikami olei silnikowych są frakcje destylacji ropy naftowej wrzące w temperaturze 350-500 °C lub syntetyczne ich odpowiedniki.

Oleje silnikowe posiadają szereg dodatków polepszających ich właściwości:

  • dodatki przeciwkorozyjne – w celu zmniejszenia korozyjnego wpływu oleju na elementy silnika
  • dodatki przeciwutleniające – w celu spowolnienia procesu starzenia się oleju
  • dodatki obniżające temperaturę krzepnięcia
  • dodatki powiększające smarność
  • dodatki obniżające temperaturę pienienia się oleju
  • dodatki dyspersyjne utrzymujące zanieczyszczenia w jednorodnej zawiesinie

Podstawowym kryterium doboru oleju do silnika jest strefa klimatyczna w jakiej będzie pracować samochód.

Bazy i rodzaje olejów[edytuj | edytuj kod]

Amerykański Instytut Nafty (American Petroleum Institute – API) wprowadził podział baz, z jakich produkowane są oleje, na 5 grup:

  • Grupa I – produkty destylacji ropy naftowej (obecnie już praktycznie nie stosowane poza specjalnymi olejami dla starych silników);
  • Grupa II – destylaty ropy naftowej poddane uszlachetnianiu (czasami wyróżnia się Grupę II+ oznaczającą produkty z grupy II o podwyższonej jakości);
  • Grupa III – destylaty ropy naftowej poddane rozbudowanemu uszlachetnianiu na czele z kilkakrotnym krakingiem w obecności wodoru (czasami wyróżnia się Grupę III+ oznaczającą produkty z grupy III o podwyższonej jakości);
  • Grupa IV – krótkołańcuchowe poliolefiny (ang. polyalphaolefins – PAO) otrzymywane drogą syntezy chemicznej;
  • Grupa V – pozostałe bazy olejowe otrzymywane drogą syntezy chemicznej; najczęściej stosowane są oleje poliestrowe (ang. polyoester – POE).

Oleje złożone z baz należących do grupy I i II (z ewentualnym niewielkim dodatkiem innych baz) nazywane są olejami mineralnymi.

Oleje złożone z baz należących do grupy I i II oraz baz grup wyższych w określonej ilości nazywane są olejami półsyntetycznymi. O zaliczeniu oleju do półsyntetyków decyduje minimalna zawartość baz grup III, IV i V w bazie oleju (baz dodatków) zależna od norm obowiązujących w danym kraju – zazwyczaj jest to 25% lub 30%; oznacza to, że jest możliwa sytuacja, że olej zawierający w swej bazie 74% grupy II i 26% grupy III w jednym kraju zostanie zaliczony do półsyntetycznych (min. 25%), a w innych do mineralnych (min. 30%).

Oleje syntetyczne to oleje zawierające bazy grupy III, IV i V. W niektórych krajach (Niemcy i Japonia) oleje syntetyczne mogą zawierać tylko bazy z grup IV i V z ograniczoną ilością bazy grupy III (do 20%), a oleje zawierające bazy grupy III w większej ilości muszą być nazywane olejami w technologii syntetycznej (lub podobnie). W innych krajach natomiast wszystko zależy od polityki konkretnego producenta, jak będzie nazywał swoje produkty (tzn. czy będzie rozróżniał oleje z bazami grupy III od tych z bazami grupy IV i V). Oleje zawierające same bazy grupy IV albo V są dostępne tylko do celów specjalnych. Zazwyczaj stosuje się mieszaniny z przewagą jednej lub drugiej grupy (grupa IV jest trwalsza, a grupa V lepiej rozpuszcza dodatki).

Klasyfikacje olejów[edytuj | edytuj kod]

Aby umożliwić porównywanie między sobą różnych olejów silnikowych, zostały opracowane systemy ich klasyfikacji. Klasyfikacje ulegają ciągłym modyfikacjom, wraz z pojawianiem się nowych rozwiązań w budowie silników oraz nowych technologii.

Można wyróżnić następujące klasyfikacje:

  • Klasyfikacje lepkościowe dla olejów silnikowych
  • Klasyfikacje jakościowe dla olejów silnikowych
    • klasyfikacja według ACEA – klasyfikacja europejska
    • klasyfikacja według API – cywilna klasyfikacja amerykańska
    • klasyfikacja według ILSAC – klasyfikacja Międzynarodowego Komitetu Standardów i Aprobat Środków Smarnych
    • klasyfikacje według producentów silników, np. Mercedes-Benz (MB), Volkswagen (VW), Volvo, MAN, Ford, Japanese Automotive Standards Organization (JASO) itp.

Klasyfikacja lepkościowa olejów silnikowych[edytuj | edytuj kod]

Na opakowaniu każdego oleju silnikowego można znaleźć oznaczenie lepkości według SAE (Society of Automotive Engineers). Klasyfikacja SAE dzieli oleje na podstawie parametrów użytkowych. SAE wyróżnia 11 klas lepkości:

  • 6 klas zimowych oznaczonych liczbą i literą W: 0W, 5W, 10W, 15W, 20W, 25W
  • 5 klas letnich: 20, 30, 40, 50, 60

Klasy zimowe ustalone są według następujących czynników:

  • maksymalna lepkość, jaką osiągnąć może olej w danej ujemnej temperaturze
  • graniczna temperatura pompowalności
  • minimalna lepkość w temperaturze 100 °C

Klasy letnie natomiast wg:

  • minimalna lepkość w temperaturze 100 °C
  • maksymalna lepkość w temperaturze 100 °C
  • minimalna lepkość w temperaturze 150 °C i obciążeniu ścinającym równym 106 1/s (HTHS)

W przypadku olejów całorocznych muszą być spełnione kryteria dotyczące części letniej i zimowej. Symbole liczbowe nie mają żadnego związku z rodzajem oleju. W przypadku olejów syntetycznych z bazami grupy IV i V występują oleje zarówno 0W20, jak i 25W50, tak samo w przypadku olejów mineralnych występują w zakresie lepkości takim samym jak syntetyczny. Potoczne odczytywanie olejów np. 5W40 jako syntetyczny, 20W50 jako mineralny jest błędem, gdyż lepkość nie mówi nic o jakości oleju i informacji z jakiej grupy pochodzi.

Klasyfikacja jakościowa olejów silnikowych według Amerykańskiego Instytutu Nafty (API)[edytuj | edytuj kod]

Klasyfikacja ta wyróżnia normy olejów dla silników benzynowych oznaczane literą „S” i silników Diesla oznaczane literą „C”. Po literze oznaczającej typ silnika umieszczana jest druga litera oznaczająca normę właściwą (im dalsza litera alfabetu tym norma wyższa i nowsza), a w przypadku silników dieslowskich dodatkowo umieszczana jest cyfra oznaczająca podnormę. Najnowsze obowiązujące obecnie normy to SN i CJ-4.

Między normami API istnieje ograniczona kompatybilność. Zastosowanie oleju o normie niższej niż ta, do jakiej zaprojektowany został silnik, jak np. oleju SM lub SL w silniku zaprojektowanym do SN, może prowadzić do jego (silnika) przedwczesnego zużycia, a nawet uszkodzenia. Natomiast można stosować olej o normie wyższej do silników zaprojektowanych do najbliższych niższych norm (np. SN w silniku do SM i SL). W przypadku jednak stosowania np. oleju SN w silniku zaprojektowanym do SA, też może dojść do uszkodzenia silnika – dlatego też nadal produkowane są oleje spełniające starsze normy do użytku w starszych silnikach.

Producent oleju na podstawie parametrów produktu i norm, podaje na opakowaniu, jaką normę API spełnia dany olej. Ponadto możliwe jest przedstawienie oleju do przebadania przez API – oleje takie posiadają na opakowaniu znak z powodu kształtu zwany obwarzankiem zawierający informację o normie API i lepkości SAE.

Klasyfikacja jakościowa olejów silnikowych według Międzynarodowego Komitetu Standardów i Aprobat Środków Smarnych (International Lubricant Standardization and Approval Committee – ILSAC)[edytuj | edytuj kod]

Klasyfikacja ta wywodzi się z klasyfikacji API. Normy ILSAC dla olejów silnikowych oznaczane są literami „GF” i cyframi oznaczającymi kolejną normę. Obecnie obowiązuje norma GF-5. Oleje spełniające tę normę muszą spełniać wszystkie wymogi normy API SN oraz dodatkowe wymogi normy GF-5 (podobna zależność istniała pomiędzy normami SM i GF-4 oraz SL i GF-3). Kompatybilność pomiędzy normami ILSAC jest taka, jak pomiędzy normami API.

Producent oleju na podstawie parametrów produktu i norm, podaje na opakowaniu, jaką normę ILSAC spełnia dany olej (jeśli ją spełnia). Ponadto możliwe jest przedstawienie oleju do przebadania przez API – oleje takie posiadają na opakowaniu znak z powodu kształtu zwany słoneczkiem zawierający (wraz z otoczeniem) informację o normach ILSAC i API oraz lepkości SAE.

Klasyfikacja jakościowa olejów silnikowych według Stowarzyszenia Europejskich Producentów Samochodów (Association des Constructeurs Européens d’Automobiles – ACEA)[edytuj | edytuj kod]

Klasyfikacja ta wyróżnia normy olejów dla silników benzynowych oznaczane literą „A”, silników Diesla w samochodach osobowych oznaczane literą „B”, silników dieslowskich w samochodach osobowych wyposażonych w DPF (i silnikach benzynowych wymagających olejów o niskiej lub średniej zawartości popiołów siarczanowych – lowSAPS i midSAPS) oznaczane literą „C” i silników Diesla w samochodach ciężarowych oznaczane literą „E”. Po literze oznaczającej rodzaj silnika umieszczana jest cyfra oznaczająca określoną grupę silników, w jakich dany olej może być stosowany[1]. Lista obecnie obowiązujących norm (obecnie wymogi norm A i B są identyczne, więc oleje oznaczane są obydwoma literami; cyfra 2 dla olei A i B oraz niektóre cyfry dla olei E nie są obecnie stosowane – cyfra 3 oznacza automatycznie cyfrę 2, podobne zależności są wśród olejów do ciężarówek):

  • A1/B1 – energooszczędne oleje o przedłużonej trwałości do silników o „ciasnym spasowaniu” (nowe samochody japońskie i amerykańskie);
  • A3/B3 – oleje do silników o „luźnym spasowaniu” (samochody europejskie oraz starsze samochody japońskie i amerykańskie) poza silnikami wysokoprężnymi z bezpośrednim wtryskiem paliwa;
  • A3/B4 – oleje do silników o „luźnym spasowaniu” wraz z silnikami wysokoprężnymi z bezpośrednim wtryskiem paliwa;
  • A5/B5 – energooszczędne oleje o przedłużonej trwałości do wysokowydajnych silników o „ciasnym spasowaniu”;
  • C1 – oleje do silników wymagających lowSAPS i niższego indeksu lepkości wysokotemperaturowej (HTHS);
  • C2 – oleje do silników wymagających midSAPS i niższego indeksu lepkości wysokotemperaturowej (HTHS);
  • C3 – oleje do silników wymagających midSAPS i wyższego indeksu lepkości wysokotemperaturowej (HTHS);
  • C4 – oleje do silników wymagających lowSAPS i wyższego indeksu lepkości wysokotemperaturowej (HTHS);
  • E4, E6, E7 i E9 – klasyfikacja uzależniona jest przede wszystkim od spełnianych przez pojazd norm emisji spalin oraz interwałów wymiany oleju.

Zaletą norm ACEA są bardzo rozbudowane i restryktywne kryteria przydziału olejów do poszczególnych grup (ściślejsze i dokładniejsze niż w klasyfikacjach API i ILSAC), a wadą bardzo skomplikowane reguły kompatybilności. W uproszczeniu:

  • olej A3/B4 może zastąpić A3/B3;
  • wymogi norm A1/B1 i A5/B5 są identyczne poza jednym parametrem (HTHS, który dla A1/B1 ma szerszy zakres niż dla A5/B5), więc większość olei spełnia obie normy (tylko nieliczne niskolepkościowe oleje A1/B1 nie spełniają normy A5/B5);
  • wśród olejów z grupy C olej lowSAPS może zastąpić olej midSAPS o tej samej grupie HTHS.

Problemom z kompatybilnością mogą zaradzać producenci podając na opakowaniach listę wszystkich grup ACEA, gdzie dany olej może być stosowany, ale nie zawsze to czynią w pełni, co może poważnie utrudniać dobór oleju.

Przypisy

  1. ACEA European Oil Sequences. ACEA, 2012. [dostęp 2014-01-04]. [zarchiwizowane z adresu 2012-12-22].