Dodatki olejowe - co o nich wiesz?

fot. CastrolWspółczesne oleje silnikowe to efekt pracy wielu naukowców

Potocznie rozumiana rola olejów silnikowych ogranicza się do smarowania i chłodzenia silnika, tymczasem sprostać one muszą niezwykłym, często rozbieżnym wymaganiom.
W tym celu producenci powszechnie stosują różnorodne dodatki uszlachetniające.
Obecnie, prawie 20% objętości wszystkich spotykanych na rynku olejach zajmują dodatki uszlachetniające. Resztę ( 80% objętości) stanowi mieszanina baz olejowych.

Jaki olej - taki dodatek

Olej mineralny (tzw. baza olejowa) jest wytworem natury i jego właściwości wynikają ze związków użytych do jego produkcji. Ze względu na to, zachodzi konieczność korekcji niektórych cech. Czasem niektóre z nich są wzmacniane (np. poprzez dodatki przeciwzużyciowe wzmacniające film olejowy) lub niwelowane (np. poprzez dodatki przeciwpienne).

Inaczej wygląda to w przypadku olejów syntetycznych, które są produktem syntezy etylenu i w związku z tym można już podczas tego procesu nadawać pewne cechy samej bazie olejowej. Dlatego pakiet dodatków znacząco różni się w oleju syntetycznym i mineralnym.

Kolejne różnice to jakość zastosowanych dodatków. Wraz ze wzrostem ich jakości, rośnie nie tylko cena ale trwałość i zdolność do utrzymania zadanych parametrów. Zarówno najlepsze jak i najgorsze oleje na początku pracują podobnie. Jednak po pewnym okresie czasu (niekiedy zadziwiająco krótkim) różnice są coraz większe.

Trwałość dodatków w popularnych olejach obliczana jest na około 20 000 km przebiegu, tak aby zapewnić poprawną ochronę przez okres 15 000 km czyli standardowy przebieg przewidywany przez producentów samochodów. W olejach typu LongLife okres ten może sięgać 60 000 km w autach osobowych, a w przypadku samochodów ciężarowych nawet 150 000 km.

Typowe dodatki stosowane w olejach silnikowych

1.Przeciwzużyciowe - dodatki wzmacniające i pogrubiające trwałość filmu olejowego oraz wchodzące w reakcję z metalami powodujące utworzenie powierzchni o mniejszym współczynniku tarcia, dzięki czemu zmniejsza się zużycie silnika.

Nadmiar - powoduje wzrost oporów wewnętrznych oleju co się wiąże z wzrostem ilości energii pochłanianej przez olej.

Niedobór - jest przyczyną wzrostu zużycia współpracujących elementów.

2.Modyfikatory lepkości - do których należą m.in. depresatory i wiskozatory. Są to polimery, które wraz ze zmieniającą się temperaturą stabilizują olej pod względem lepkości i parametrów pracy.

fot. TotalMechanizm działania depresatorów, w niskich temperaturach A– baza olejowa bez depresatora, B – baza olejowa z depresatorem; 1 – baza ole­jowa, 2 – kryształki parafiny, 3 – cząsteczka depresatora, 4 – zarodek krystalizacji parafiny

- Depresatory (inaczej: depresatory temp płynięcia) - dodatki mające na celu zmniejszenie temperatury krystalizacji oleju przez co obniżają temperaturę pompowalności oleju i zmniejszają czas jaki upływa od uruchomienia silnika do rozpoczęcia prawidłowego smarowania wszystkich części silnika. Dodatki te uaktywniają się w niskich temperaturach

Nadmiar - powoduje utratę lepkości oleju i zmniejszenie się grubości oraz trwałości filmu olejowego. W efekcie powodując zwiększone zużycie silnika.

Niedobór - przyczynia się do szybkiego wzrostu lepkości oleju przy niskich temperaturach, wzrostu oporów pompowania, wzrostu czasu od uruchomienia silnika do rozpoczęcia smarowania oraz zwiększonego zużycie silnika podczas „zimnych rozruchów”.

- Wiskozatory - przeciwieństwo depresatorów. Dodatki te uaktywniają się w wysokich temperaturach i mają na celu powstrzymanie zmniejszania się lepkości oleju wraz ze wzrostem temperatury. Dzięki temu olej w wysokich temperaturach może utworzyć trwały i gruby film olejowy który będzie prawidłowo chronił współpracujące elementy silnika.

Nadmiar - powoduje wzrost lepkości w wysokich temperaturach. Energochłonność oleju i gorszy przepływ w kanałach olejowych.

Niedobór - w wysokich temperaturach sprzyja utracie lepkości i grubości filmu olejowego, przyśpieszając zużycie silnika.

3.Dyspersanty - dodatki szczególnie ważne w silnikach diesla. Mają na celu niwelowanie negatywnego wpływu cząstek stałych czyli sadzy, która odkłada się na dnie miski olejowej i w kanałach olejowych. W dłuższym okresie eksploatacji prowadzi to do zmniejszenia średnic kanałów olejowych i pogorszenia warunków smarowania. Druga negatywna cecha obecności sadzy, to „zbijanie” się cząstek w większe skupiska. Powoduje to polerowanie gładzi cylindrów i usuwanie warstwy honowanej. Jednocześnie następuje zużycie czopów wałów i panewek. Aby zapobiegać takim zjawiskom stosuje się dyspersanty, które zapobiegają odkładaniu się sadzy poprzez utrzymywanie jej w formie zawiesiny w oleju oraz dyspersanty rozbijają szadzę na poszczególne cząsteczki które to nie polerują i nie zużywają współpracujących powierzchni. Dzięki nim podczas wymiany oleju cała sadza jest usuwana z silnika, zapobiegając jej kumulacji.

Nadmiar - brak skutków negatywnych.

Niedobór - powoduje zapychanie filtrów wstępnych (tzw smoków), filtrów oleju. Jet także powodem odkładania się sadzy na dnie miski olejowej i w kanałach olejowych, w konsekwencji skutkuje to ograniczeniem prześwitu kanałów olejowych i ograniczeniem ilości oleju dostarczanego do węzłów tarcia.

4.Modyfikatory tarcia - spełniają zadania podobne jak w pkt 1, dodatki te nie muszą jednak wchodzić w reakcje z metalem. Mogą być to związki które ze względu na właściwości fizyczne powodują zmniejszenie współczynnika tarcia.

Nadmiar - W silnikach motocyklowych z mokrym sprzęgłem powodują ślizganie się sprzęgła, spalenie tarcz.

Niedobór - powoduje większe zużycie współpracujących elementów.

5.Środki przeciwpieniące - dodawane do baz olejowych w celu zmniejszenia pienienia się. Dodatki te zmniejszają napięcie powierzchniowe powodując „pękanie” baniek powietrza i dzięki temu mamy pewność iż w magistrali olejowej będzie transportowany olej, a nie piana z oleju.

Nadmiar - nie powoduje skutków ubocznych.

Niedobór - jest powodem pienienia się oleju, znaczne obniżając wydajności pompy olejowej i co za tym idzie pogorszenie smarowania w całym silniku i w konsekwencji albo przyśpieszone zużycie silnika albo jego zatarcie.

6.Deemulgatory - dodatki te mają za zadanie umożliwić szybkie odparowanie wody z oleju jeśli olej rozgrzeje się. Najczęściej umożliwiają emisję par wodnych powyżej 70° C.

fot. CastrolDzięki dodatkom, oleje silnikowe są w stanie sprostać, różnym, często rozbieżnym wymaganiom.

Nadmiar - ogranicza możliwość pochłonięcia par wodnych przy niskich temperaturach.

Niedobór - powoduje zbyt wolne oddawanie wody z oleju co w konsekwencji może powodować kumulację wody, zmiany lepkości i właściwości fizykochemicznych.

7.Środki zwiększające adhezję - dodatki mające na celu wydłużenie czasu jaki upływa do spłynięcia filmu olejowego z współpracujących mechanizmów. Mają one na celu zapewnienie smarowania przez czas od uruchomienia silnia do momentu dostarczenia świeżej porcji oleju zapewniającej smarowanie.

Nadmiar - wzrost energochłonności oleju, większe opory pompowania.

Niedobór - szybkie spływanie filmu oleju po zatrzymaniu silnika co prowadzi do większego zużycia po ponownym jego uruchomieniu.