http://www.transporttm.pl/news/98/20/Bledy-przy-doborze-olejow-i-plynow-eksploatacyjnych

Warsztat

Błędy przy doborze olejów i płynów eksploatacyjnych

19-10-2012

Współczesne samochody są coraz bardziej zaawansowane, co przekłada się na wydajniejszą pracę i minimalizację kosztów eksploatacji. Nowoczesne konstrukcje wymagają odpowiednich środków smarnych, które muszą precyzyjnie spełniać stawiane przed nimi zadania.



Szeroka oferta olejów i płynów eksploatacyjnych pozwala na dopasowanie do wymagań konkretnego silnika, ale z drugiej strony zwiększa ryzyko stosowania niewłaściwego oleju. Każdy produkt ma swoją charakterystykę pracy i konsekwencje błędnego doboru też mogą być różne.

Oleje silnikowe różnią się lepkością i jakością. Lepkość oleju opisujemy klasyfikacją SAE, która różnicuje oleje pod względem ich przeznaczenia do pracy w niskich i wysokich temperaturach. Nigdy nie powinniśmy stosować oleju o lepkości wyższej niż wymaga producent, gdyż podczas rozruchu silnika może to wpłynąć na jego zwiększone zużycie. W silnikach nieprzystosowanych do olejów o błędnie zastosowanej lepkości wzrosną opory zasysania i tłoczenia przez magistralę olejową, co może doprowadzić do zmniejszenia ilości oleju dostarczanego do współpracujących elementów, a nawet do awarii. Układ smarowania jest zaprojektowany na zalecaną lepkość oleju.

Różnice w olejach silnikowych pod względem jakości są bardziej złożone. Pierwszą istotną różnicą są bazy olejowe: syntetyczne lub mineralne. Z baz wywodzą się nazwy olejów syntetycznych i mineralnych. Na rynku dostępne są również oleje półsyntetyczne, które powstają drogą zmieszania baz syntetycznych z mineralnymi. Bazy syntetyczne są bardziej odporne na zmienne temperatury pracy i mają wyższą odporność na ścinanie, co zapewnia mniejsze zużycie silników i dłuższą eksploatację oleju. Dodatkowymi zaletami olejów syntetycznych są mniejsze opory wewnętrzne przed płynięciem, co umożliwia zmniejszenie zużycia paliwa. Obecnie jest to bardzo istotny czynnik ekonomiczny i ekologiczny. Gdy pojawią się wątpliwości, który olej zastosować, powinniśmy zdecydować się na olej syntetyczny lub przynajmniej półsyntetyczny.

Coraz większą popularność zyskują tzw. oleje LongLife, które lepiej sprawdzają się przy dłuższej pracy w silniku niż produkty konwencjonalne i obecnie często są wykorzystywane przez producentów ciężarówek, dopuszczających przebiegi do wymiany oleju ponad 100 tys. km. Producenci maszyn budowlanych dopuszczają okresy wymian ponad 500 mth, co też zaliczamy do trybów LongLife. Oleje takie wolniej się utleniają, mogą pracować przy wyższej zawartości sadzy, a pakiet dodatków wolniej się wyczerpuje (czystość i ochrona przed zużyciem). Oleje typu LongLife można stosować zarówno w bardziej zaawansowanych silnikach, jak i tych z mniejszymi wymaganiami.

Ważną cechą, na którą powinniśmy zwracać uwagę przy wyborze oleju, jest niskopopiołowość. Cecha ta odróżnia oleje wykonane w technologii niskopopiołowej (Low SAPS) lub wysokopopiołowej (High SAPS). Oleje Low SAPS są dedykowane do pojazdów z silnikami diesla z filtrem cząstek stałych oraz z silnikami benzynowymi z katalizatorem. Umożliwiają znaczne obniżenie tempa wypełniania filtrów i wydajniejszą pracę katalizatorów, co wydłuża czas ich eksploatacji. Wynikiem stosowania olejów niskopopiołowych Low SAPS jest wyższa czystość układu wydechowego. Jeśli nie wiemy, jaki olej pod względem popiołowości zastosować, wybierzmy niskopopiołowy, gdyż to rozwiązanie jest bezpieczniejsze.

Na uwagę zasługuje różnica w doborze oleju do silników pojazdów ciężarowych lub osobowych. Żaden z nich nie powinien być stosowany w innej aplikacji niż ta, do której jest dedykowany. Zaawansowane oleje do ciężarówek można eksploatować nawet przez ponad 100 tys. km, gdyż znakomicie radzą sobie z dużą ilością sadzy i wolno wykorzystują właściwości pakietu dodatków. Dodatkowo silnik ciężarówki ma miskę olejową o pojemności 35-40 litrów, dlatego olej zazwyczaj pracuje w niższej temperaturze niż w samochodzie osobowym, a prędkość obrotowa sięga maks. 2000 obr./min, a nie 6000 czy 7000 obr./min. Wymagania wobec olejów do samochodów osobowych są wyższe co do obciążenia termicznego i przenoszonych nacisków, lecz to nie wszystkie różnice. Wartości sił ścinających film olejowy są mniejsze w samochodach ciężarowych niż osobowych ze względu na większe elementy silnika, ale zakładana żywotność pojazdu ciężarowego jest wielokrotnie dłuższa, co przekłada się na konieczność zagwarantowania lepszej ochrony przeciwzużyciowej i czystości silnika przez całą eksploatację oleju (oraz silnika).

Drugim ważnym zespołem wymagającym smarowania jest skrzynia biegów. Ponieważ konstrukcje te znacznie różnią się od siebie, dobór środka smarnego jest jeszcze bardziej skomplikowany. Olej do manualnych skrzyń biegów musi spełnić wiele wymagań, pogrupowanych podobnie jak w przypadku olejów silnikowych. Lepkość oleju musi być dokładnie taka, jakiej wymaga producent, gdyż to ona odpowiada za poprawną pracę synchronizatorów. Ważna jest również jakość oleju, mocno zróżnicowana w odniesieniu do konstrukcji. Najczęściej stosowaną klasyfikacją jakościową jest API GL, z klasami jakości od najniższej GL-1 do najwyższej stosowanej w motoryzacji API GL-5. Niestety, nie można powiedzieć, że każda wyższa klasyfikacja spełnia wymagania wcześniejszej. Normy API od GL-1 do API GL-4 są dedykowane do skrzyń biegów i jakość wzrasta wraz z wyższym indeksem normy. Oleje te są stosowane w skrzyniach biegów, gdyż zapewniają ochronę synchronizatorów, najczęściej wykonanych z metali kolorowych. Natomiast wyższa norma API GL-5 jest dedykowana do najcięższych warunków pracy, w tylnych mostach i mechanizmach różnicowych, gdzie występują przekładnie hipoidalne wymagające olejów, które zapewnią bardzo dobrą ochronę przed zużyciem. Oleje klasy API GL-5 spełniają te wymagania, ale pakiety dodatków wzmacniające właściwości ochronne bywają agresywne w stosunku do metali kolorowych i mogą powodować ich korozję. Dlatego te oleje są stosowane tam, gdzie nie występują synchronizatory wykonane z metali kolorowych, ale warunki pracy są cięższe niż w skrzyniach biegów. Należy pamiętać, by nie stosować oleju API GL-5 do skrzyń biegów, gdzie wymagany jest olej API GL-4.

Czasem w skrzyniach biegów są spotykane niecodzienne wymagania. Zawsze jest to spowodowane warunkami technicznymi, powód może być bardzo różny, najczęściej jest to zastosowanie nietypowych materiałów na synchronizatory (np. z powłoką węglową na pierścieniu) lub dodatkowych elementów pracujących w kąpieli olejowej (np. zwalniacz). Coraz częściej olej musi także spełniać wymagania energo-oszczędności, co zmniejsza straty energii w układzie przeniesienia napędu, np. skrzynie biegów ZF Ecosplit eksploatowane na olejach z najnowszą normą ZF TE-ML-01E umożliwiają oszczędność paliwa 0,5-1%.

Olejów przekładniowych o różnej jakości i lepkości nie mieszamy ze sobą i zawsze stosujemy taki olej, który ma wymaganą klasę jakości. To zagwarantuje długą eksploatację bez problemów związanych z doborem oleju.

Znakomita większość układów hydraulicznych w pojazdach użytkowych pracuje na olejach, które możemy podzielić na dwie grupy pakietów dodatków jakościowych i kilka lepkości

w każdej z nich. Najważniejszym zagadnieniem podczas doboru oleju hydraulicznego jest zapoznanie się z wymaganiem jakościowym producenta układu. Wymagany może być olej oparty o cynkowy pakiet dodatków przeciwzużyciowych (starsze układy) lub bezcynkowy (nowoczesne i bardziej wymagające układy). Olej cynkowy zastosowany w układzie wymagającym olejów bezcynkowych może spowodować wypełnienie filtra, gdyż cynkowy pakiet dodatków zostanie odfiltrowany i zmagazynowany w filtrze. W układzie pozostanie olej hydrauliczny bez pakietu przeciwzużyciowego, co spowoduje przedwczesne zużycie. Gdy zastosujemy olej bezcynkowy w układzie przystosowanym do oleju cynkowego, nie ma poważnych zagrożeń, gdyż oleje bezcynkowe są nowszej generacji i wypełniają niższe wymagania olejów cynkowych co do filtracji, ochrony przeciwzużyciowej i ochrony pasowań elementów układu hydraulicznego.

Drugim istotnym rozróżnieniem są lepkości oleju mierzone w 40oC i wyrażane w mm2/s. Z tego wywodzą się oznaczenia często stosowane w naz-wach oleju, np. 22, 32, 46 czy 68. Parametr ten jest też bardzo często uwzględniany przy określaniu wymagań układu hydraulicznego, gdyż opisuje opory wewnętrzne krążącego w nim oleju. Bardzo istotnym parametrem jest indeks lepkości. Mówi on o zmianach lepkości oleju wraz ze zmianą temperatury. Oleje hydrauliczne z podwyższonym wskaźnikiem lepkości (zazwyczaj w okolicy 150) są opisywane jako oleje HV. Oleje ze standardowym wskaźnikiem lepkości (ok. 100) są klasy HL lub HM. Czym wyższy wskaźnik lepkości, tym olej jest bardziej stabilny, więc można spodziewać się łatwiejszego rozruchu przy niskiej temperaturze otoczenia i mniejszych strat lepkości w ciężkich warunkach pracy, gdy olej rozgrzewa się powyżej 100oC. Dzięki olejom z podwyższonym wskaźnikiem lepkości łatwiej wypełniać wymagania układów pracujących na zewnątrz, gdzie zmienne warunki atmosferyczne dyktują warunki.

Układ chłodzenia również jest narażony na błędy związane z doborem płynów. Ważne jest zastosowanie płynu wykonanego w odpowiedniej technologii. Są one umownie barwione na podobne kolory. Płyny krzemianowe są barwione najczęściej na zielono lub niebiesko, jednak są stosowane coraz rzadziej, gdyż wymagają wymiany co 2 lata. Poza tym ochronna warstwa krzemianów, zabezpieczająca układ chłodzenia przed korozją, zmniejsza szybkość przekazywania ciepła z silnika do płynu oraz z płynu do chłodnicy. Nowoczesne silniki są mocniej obciążone termicznie i wymagają płynów szybciej transportujących energię, jak bezkrzemianowe, zazwyczaj barwione na czerwono lub różowo. Gwarantują one szybszą wymianę energii pomiędzy elementami układu chłodzenia, a dzięki stabilniejszym inhibitorom korozji należy wymieniać je co 5 lat.

Lepiej unikać mieszania płynów w różnych technologiach, ponieważ mogą nie pracować ze sobą poprawnie. Zgodnie z wymaganiami standardu jakości ASTM 3306 mamy gwarancję

na mieszalność płynów do maksymalnie 10% objętości, więc ew. dolewki powinny obyć się bez awarii, ale większe proporcje płynów w różnych technologiach mogą być niebezpieczne. Jeśli jesteśmy zmuszeni np. do dolania płynu do układu chłodzenia, to kolor płynu może być bardzo pomocny. Aby jednak mieć całkowitą pewność zastosowania odpowiedniego płynu, zawsze sprawdzajmy wymagania producenta samochodu i dobierajmy taki płyn, który ma wymagany poziom jakości, najczęściej opisany normą producencką lub organizacyjną, np. ASTM lub SAE.

Bardzo ważne jest właściwe rozcieńczanie koncentratów płynów chłodniczych. Koncentrat, który rozcieńczymy wodą w proporcji 1:1 ma temperaturę zamarzania około -37oC. Przy proporcji 70% koncentratu i 30% wody uzyskamy najniższą temperaturę zamarzania ok. -60oC, ale koncentrat z niewielką obecnością wody zamarznie przy około -18oC! Ważna jest również pojemność energetyczna płynu. Glikol stosowany do ich produkcji ma stosunkowo małą pojemność energetyczną i nie będzie w stanie odprowadzić ciepła z silnika. Z pomocą przychodzi woda, która dzięki znakomitej pojemności energetycznej może odprowadzić tę energię i zabezpieczyć silnik przed przegrzaniem, a w mieszaninie

z glikolem uzyskuje bardzo niską temperaturę krzepnięcia.

Paweł Mastalerek

Kierownik działu technicznego Castrol

42017

SDR 2016

FILM

 

 

 

 

 

Wydawnictwo: AUTO Technika Motoryzacyjna
Odwiedź także: Van Ekstra