Složitá konstrukce moderního vozidla vyžaduje přítomnost velkého množství spotřebního materiálu, který podporuje provoz konkrétní jednotky. I lidé, kteří designu auta vůbec nerozumí, si pravděpodobně mohou říct, že v motoru musí být olej, ale málokdo dokáže vysvětlit, jaká hlavní funkce je tomuto materiálu přiřazena. Primární funkcí motorového oleje je odstraňovat produkty opotřebení a teplo z třecí zóny.
Syntetické oleje mají relativně nízkou viskozitu. Mají delší životnost
Stejné složení je navíc nutné pro mazání čepů klikového hřídele. O něco později byla oleji přidělena nová funkce – mazání válců a částí mechanismu distribuce plynu. V moderních automobilech se motorový olej používá jako hydraulická kapalina pro všechny mechanismy. Každým rokem je mu přiděleno více a více práce.
A přesto, proč auto potřebuje motorový olej? Jeho přítomnost je velmi jednoduché vysvětlit. Chrání pohonnou jednotku vytvořením ochranného filmu na povrchu dílů. To pomáhá snížit tření a zabránit rychlému opotřebení. Kromě toho může olejový film chránit části motoru před nečistotami, korozí a škodlivými nečistotami. Mezi hlavní funkce motorového oleje v autě proto patří:
- Ochrana motoru.
- Ochrana všech prvků motoru před rychlým opotřebením.
- Zabránění korozi.
- Ochrana proti přehřátí.
- Odstraňování produktů opotřebení z motoru – kovové hobliny, které zůstávají po tření.
- Odstraňování sazí, karbonových usazenin a dalších produktů spalování paliva.
druhy. Na trhu a v automobilovém průmyslu je více druhů motorových olejů – minerální, syntetické a polosyntetické. Minerální motorový olej má vysokou viskozitu, protože je primárním produktem při rafinaci ropy. Takový spotřební materiál v motoru se bude muset často měnit. Je vhodný pro starší motory, které jsou starší 10 let. Syntetické oleje mají relativně nízkou viskozitu. Mají delší životnost, lze je používat při extrémních teplotách a zaručují spolehlivou ochranu pohonné jednotky.
Polosyntetické oleje lze charakterizovat jako směs předchozích dvou produktů. Tento materiál se skládá z 30-50% syntetického oleje a 50-70% minerálního oleje. Ve srovnání s minerálním olejem je polosyntetický olej mnohem účinnější. Některé typy jsou levnější než běžné syntetické oleje.
Dělí se na sezónní a celoroční motorové oleje. Sezónní oleje se používají při stabilní teplotě – nelze je používat současně v zimě i v létě. Celoroční oleje mají jiné složení, což umožňuje jejich celoroční použití. Uvnitř jsou zajištěny různé přísady, které jsou doplněny o nižší viskozitu, takže jej lze používat při vysokých i nízkých teplotách. Toto je nejlepší volba pro většinu aut v Rusku.
Výměna oleje se zpravidla provádí při ujetých kilometrech 10000 XNUMX km. Postupy můžete provést mnohem dříve, ale vše závisí na stavu samotné kapaliny.
Výměna oleje. Motorový olej se během provozu postupně stává nepoužitelným, mísí se s nečistotami a ztrácí své vlastnosti. Děje se tak v důsledku vysokého zatížení během používání – teplotních změn, stlačení a natažení. K odstranění všech škodlivých látek a produktů z motoru je nutné pravidelně vyměňovat motorový olej. To se provádí podle doporučení výrobce, která jsou uvedena v pokynech, konkrétně podle ujetých kilometrů. Výměna oleje se zpravidla provádí při ujetých kilometrech 10000 XNUMX km. Postupy můžete provést mnohem dříve, ale vše závisí na stavu samotné kapaliny.
Při výměně motorového oleje je nutné vyměnit i olejový filtr. Pokud tento bod ignorujete, samotný smysl výměny oleje jednoduše zmizí. Všechny nečistoty se hromadí ve filtru, takže rychle proniknou do čerstvé kapaliny.
Celkový. Motorové oleje plní v automobilu důležitou funkci. Zabraňují rychlému opotřebení motoru a všech jeho součástí a poskytují těmto prvkům ochranu.
Motorové oleje fungují za extrémně obtížných podmínek. Pro ostatní maziva používaná v automobilech – převodové oleje a tuky – je nesrovnatelně snazší plnit své funkce bez ztráty požadovaných vlastností, protože pracují v relativně homogenním prostředí s víceméně konstantní teplotou, tlakem a zatížením. U motorových motorů znamená „roztrhaný“ režim, že stejná část oleje je po dlouhou dobu vystavena každé sekundě změnám tepelného a mechanického zatížení, protože podmínky mazání pro různé součásti motoru nejsou zdaleka stejné. Motorový olej je navíc vystaven chemickému napadení – kyslíku ze vzduchu, dalším plynům, produktům nedokonalého spalování paliva a samotnému palivu, které nevyhnutelně končí v oleji, i když ve velmi malém množství. V takových, mírně řečeno, nepohodlných podmínkách musí motorový olej plnit své zamýšlené funkce po dlouhou dobu. A to:
• snížení tření mezi díly, které se dotýkají, snížení opotřebení a zabránění oděru třených dílů;
• utěsnit mezery především mezi částmi skupiny válec-píst, zamezit nebo minimalizovat průnik plynů ze spalovací komory;
• chránit díly před korozí;
• odvádět teplo z třecích ploch;
• odstranit produkty opotřebení z třecí zóny a tím zpomalit tvorbu usazenin na povrchu dílů motoru.
🔎 Hlavní vlastnosti motorových olejů
Viskozita je jednou z nejdůležitějších vlastností olejů. Motorové oleje, stejně jako většina maziv, mění viskozitu v závislosti na své teplotě. Čím nižší teplota, tím vyšší viskozita a naopak. Aby byl zajištěn studený start motoru (protočení klikového hřídele startérem a čerpání oleje přes mazací systém) při nízkých teplotách, viskozita by neměla být příliš vysoká. Naopak při vysokých teplotách by olej neměl mít příliš nízkou viskozitu, aby se mezi třecími částmi vytvořil silný olejový film a potřebný tlak v systému.
Viskozitní index je ukazatel, který charakterizuje závislost viskozity oleje na změnách teploty. Jedná se o bezrozměrnou veličinu, tzn. Neměří se v žádných jednotkách – je to jen číslo. Čím vyšší je viskozitní index motorového oleje, tím širší teplotní rozsah olej zajišťuje výkon motoru. U minerálních olejů bez viskozitních přísad je viskozitní index 85-100, oleje s viskozitními přísadami a syntetické složkové oleje mohou mít viskozitní index 120-150. Nízkoviskózní hluboce rafinované oleje mohou mít viskozitní index až 200.
Bod vzplanutí. Tento indikátor charakterizuje přítomnost nízkovroucích frakcí v oleji, a proto je spojen s těkavostí oleje během provozu. Dobré oleje by měly mít bod vzplanutí nad 225 °C. V nekvalitních olejích se nízkoviskózní frakce rychle odpařují a vyhoří, což vede k vysoké spotřebě oleje a zhoršení jeho nízkoteplotních vlastností.
Bod tuhnutí je teplota, při které olej téměř úplně ztrácí svou tekutost (pohyblivost). Bod tuhnutí charakterizuje okamžik prudkého zvýšení viskozity s klesající teplotou nebo krystalizaci parafínu spolu se zvýšením viskozity do té míry, že olej ztuhne.
Základní číslo (TBN). Zobrazuje celkovou zásaditost oleje, včetně té, kterou přispěly detergenty a dispergátory, které mají zásadité vlastnosti. TBN charakterizuje schopnost oleje neutralizovat škodlivé kyseliny, které se do něj dostávají během provozu motoru, a působit proti usazeninám. Čím nižší je TBN, tím méně aktivních přísad v oleji zůstává. TBN většiny olejů pro benzínové motory se obvykle pohybuje v rozmezí 8-9 jednotek a pro dieselové motory kolem 11-14. Jak motorový olej pracuje, celkové základní číslo nevyhnutelně klesá a aktivují se neutralizační přísady. Výrazný pokles čísla TBN vede ke korozi kyselinou a také ke kontaminaci vnitřních částí motoru.
Číslo kyselosti (TAN). Číslo kyselosti je indikátor charakterizující přítomnost oxidačních produktů v motorových olejích. Čím nižší je jeho absolutní hodnota, tím lepší jsou provozní podmínky oleje v motoru a tím větší je jeho zbytková životnost. Zvýšení čísla TAN je známkou oxidace oleje způsobené dlouhodobým používáním a/nebo provozní teplotou. Celkové číslo kyselosti je určeno pro analýzu stavu motorových olejů, jako ukazatel stupně oxidace oleje a akumulace kyselých produktů spalování paliva.
Motorový olej se skládá ze základového oleje a aditiv. Vlastnosti oleje jsou dány především chemickým složením báze, přičemž přísady jsou určeny k úpravě a zlepšení těchto vlastností. Použitím aditiv můžete výrazně zlepšit výkonnostní vlastnosti motorových olejů, a to i těch vyrobených z ne nejlepších základových olejů. Při dlouhodobém provozu a zejména při vysokém zatížení se však aditiva ničí a konečná kvalita motorového oleje, který v motoru pracoval více než polovinu zamýšlené doby, je dána kvalitou základního oleje. . Ropné báze jsou minerální (tj. získané čištěním odpovídající frakce ropy) a syntetické (tj. získané katalytickou syntézou z plynů). Kombinace minerálních a syntetických základů s minimálně 25 % syntetického základového oleje se nazývá polosyntetický základ.
Oleje jsou uhlovodíky se specifickým počtem atomů uhlíku. Tyto atomy mohou být spojeny buď v dlouhých a přímých řetězcích, nebo v rozvětvených, jako koruna stromu. Čím „rovnější“ řetězy budou, tím lepší budou vlastnosti oleje. Například pro „rozvětvené“ molekuly se snáze stočí do klubíčka, protože jsou kompaktnější – tak dochází k zamrzání. To znamená, že zmrznou při vyšší teplotě než jejich „kolegové“ skládající se z rovných řetězů. Potřebujeme tedy získat olej skládající se z krásných identických přímých uhlovodíkových řetězců. Žádné škodlivé nečistoty, nenasycené vazby nebo kroužky. Olej získaný z ropy jde směrem k „ideálu“ a odstraňuje vše nepotřebné pomocí více či méně sofistikovaných metod. Pokud méně je běžná minerální voda, více je hydrokrakovací olej. V procesu katalytického hydrokrakování dochází k „narovnávání“ řetězců – izomerizaci, ale nelze tímto způsobem dosáhnout tvorby vybraných molekul. A co syntetický olej? Získává se z lehkých plynů „zvětšením“ délky řetězce na požadovaný počet atomů uhlíku. Podmínky této reakce jsou mnohem lépe kontrolovatelné, takže lze získat téměř lineární řetězce dané délky.
Podmíněné výkonové charakteristiky (vzestupná kvalita), v % (minerální základový olej je považován za 100 %)
• Minerální, normální kvalita – 100%
• Hydrokrakování, vylepšený minerál – 200 %
• Syntetický, polyalfaolefin – 300 %
• Syntetický, ester – 500%
Podle klasifikace American Petroleum Institute (API) jsou základní oleje rozděleny do pěti kategorií:
• Skupina I – základové oleje, které se získávají selektivním čištěním a odparafinováním rozpouštědly (běžné minerální oleje)
• Skupina II – vysoce rafinované základové oleje, s nízkým obsahem aromátů a parafínů, se zvýšenou oxidační stabilitou (hydrorafinované oleje – vylepšené minerální oleje)
• Skupina III – základové oleje s vysokým viskozitním indexem, získané katalytickým hydrokrakováním (HC technologie). Při speciálním zpracování se zlepšuje molekulární struktura oleje, čímž se vlastnosti základových olejů skupiny III přibližují syntetickým základovým olejům skupiny IV. Ne náhodou jsou oleje této skupiny řazeny mezi polosyntetické (a některé společnosti je dokonce řadí mezi syntetické základové oleje).
• Skupina IV – syntetické základové oleje na bázi polyalfaolefinů (PAO). Polyalfaolefiny získané jako výsledek chemického procesu mají vlastnosti jednotného složení, velmi vysoké oxidační stability, vysokého indexu viskozity a neobsahují ve svém složení molekuly parafinu.
• Skupina V – ostatní základové oleje nezahrnuté v předchozích skupinách. Do této skupiny patří další syntetické základové oleje a základové oleje na rostlinné bázi.
Chemické složení minerálních bází závisí na kvalitě oleje, bodu varu vybraných ropných frakcí a také na metodách a stupni jejich čištění. Minerální báze je nejlevnější. Jedná se o produkt přímé destilace ropy, který se skládá z molekul různé délky a různé struktury. Kvůli této heterogenitě dochází k nestabilitě viskozitně-teplotních vlastností, vysoké těkavosti a nízké odolnosti vůči oxidaci. Minerální báze je ve světě motorových olejů nejrozšířenější.
Zlepšení minerálních základových olejů se provádí ve dvou hlavních směrech. První, ve kterém se olej čistí jen do té míry, aby v něm zůstal optimální obsah pryskyřic, kyselin, sloučenin síry, dusíku a navíc se zavádějí aditiva pro zlepšení některých funkčních vlastností. Tato metoda neumožňuje získat oleje dostatečně vysoké kvality. Druhý směr, ve kterém je základový olej zcela očištěn od všech nečistot a molekulární modifikace, se provádí metodou hydrokrakování. Výsledkem je olej s cennými vlastnostmi pro těžký provoz (vysoká odolnost proti smykové deformaci při vysokých rychlostech, zatížení a teplotách, vysoký viskozitní index a stabilita parametrů).
Do jaké třídy tyto oleje patří? Cenově se „hydrokrakování“ blíží „minerální vodě“ a z hlediska kvality, jak prodejce ujišťuje, není o nic horší než „syntetika“. Ale chápeme, že kdyby tomu tak bylo, tak drahé potěšení jako syntetický olej by jako třída vymřelo. Hydrokrakový olej se minerálnímu oleji blíží nejen cenou, ale i způsobem výroby, protože je také vyrobený z ropy. Proč je to potom lepší? Jak název napovídá, prochází hlubším zpracováním pomocí hydrokrakování. A v prvních fázích se jeho výroba neliší od výroby minerálního oleje. Nežádoucí nečistoty, jako jsou sloučeniny síry nebo dusíku, asfalténové (bitumenové) látky a aromatické polycyklické sloučeniny, které zvyšují koksování a závislost viskozity na teplotě, se z běžného minerálního oleje odstraňují různými fyzikálními a chemickými metodami. Odvoskováním se odstraní parafíny, které zvyšují bod tuhnutí olejů. Je však jasné, že touto metodou nelze odstranit všechny nepotřebné nečistoty – to je zhruba důvodem horších vlastností „minerální vody“. Zpracování ropy může pokračovat dále. Přeci jen ještě existují nenasycené uhlovodíky, které oxidací urychlují stárnutí oleje a zůstávají i nečistoty. Hydrorafinace (vystavení vodíku při vysoké teplotě a tlaku) přeměňuje nenasycené a aromatické uhlovodíky na nasycené uhlovodíky, což zvyšuje odolnost oleje vůči oxidaci. Hydrogenačně rafinovaný olej má tedy další výhodu. A co hydrokrakování? Jedná se o ještě hlubší typ zpracování, kdy dochází k několika reakcím současně. Kteří? Odstraňují se stejné nenáviděné sloučeniny síry a dusíku, dlouhé řetězce se lámou (praská) na kratší s homogenní strukturou, lomové body v nových zkrácených molekulách se nasycují vodíkem (hydrogenace). Odtud název – „hydrokrakování“. Při hydrokrakování jsou tedy patrné všechny známky syntézy – vytvoření nové sloučeniny z výchozí suroviny, s novou strukturou a vlastnostmi. Proto se hydrokrakování často nazývá syntéza NS. Ale není to tak jednoduché. Některé složky oleje, které jsou obecně považovány za škodlivé, mohou být místy docela cenné. Například pryskyřice, mastné kyseliny a naftenové kyseliny zlepšují lepivost a trvanlivost olejového adsorpčního filmu a tím zlepšují kluznost oleje. Některé sloučeniny síry a dusíku mají antioxidační vlastnosti. Když je tedy olej hloubkově vyčištěn, mohou se zhoršit některé jeho mazací, antioxidační a antikorozní vlastnosti. Tento problém napravují speciální přísady, které se přidávají v olejárnách.
Hydrokrakovací oleje jsou tedy produkty destilace a hlubokého čištění ropy. Hydrokrakováním se zbaví všeho „nepotřebného“, ale pokud se zachytí něco „užitečného“, potřebné vlastnosti se dodají pomocí přísad. Je však obtížné jasně odfiltrovat zbytečné nečistoty – proto dochází k větší tvorbě uhlíku a „podporě“ koroze v hydrokrakovacích olejích ve srovnání se „syntetikami“. Hydrokrakovací olej je svou kvalitou podobný „syntetickému“, ale rychleji stárne a ztrácí své vlastnosti. Mají ale vysoký viskozitní index, antioxidační odolnost a odolnost proti smykové deformaci a dokážou chránit proti opotřebení ještě lépe než syntetické. Na druhou stranu „syntetika“ je homogennější ve smyslu linearity uhlovodíkových řetězců, což přináší výhody například v bodu tuhnutí. Je tu ještě jedna nuance. Hydrokrakování je katalytický proces, stejně jako syntéza. Ale pokud první používá například nikl, pak druhý používá uhlík. Je jasné, že uhlík je v tomto smyslu lepší, protože olej bude bez nežádoucích nečistot katalytických sloučenin.
Nejzajímavější je, že naprostá většina motorových olejů umístěných jako polosyntetické, a dokonce plně syntetické, nejsou nic jiného než hydrokrakové oleje. To je obecný trend mezi největšími producenty ropy. Na hydrokrakování je založen program BP (kromě Visco 7000), Shell (kromě 0W-40), částečně Castrol, Mobil, Esso, Chevron, Fuchs. Všechny oleje od jihokorejské společnosti ZIC jsou pouze hydrokrakovací.
Polosyntetický je směs minerálních a syntetických základových olejů a může obsahovat od 20 do 40 procent „syntetiky“. Neexistují žádné zvláštní požadavky na výrobce polosyntetických maziv ohledně množství syntetického základového oleje (syntetické složky) v hotovém motorovém oleji. Neexistují také žádné předpisy týkající se toho, kterou syntetickou složku (základový olej skupiny III nebo skupiny IV) použít při výrobě polosyntetického maziva. Tyto oleje zaujímají podle svých vlastností mezilehlou pozici mezi minerálními a syntetickými oleji, tzn. jejich vlastnosti jsou lepší než u běžných minerálních olejů, ale horší než u syntetických. Cenově jsou tyto oleje mnohem levnější než syntetické.
Syntetické oleje mají mimořádně příznivé viskozitně-teplotní vlastnosti. To je za prvé mnohem nižší bod tuhnutí než u minerálních (-50°C, -60°C) a velmi vysoký viskozitní index, který usnadňuje startování motoru v mrazivém počasí. Za druhé mají vyšší viskozitu při provozních teplotách nad 100°C – díky tomu nedochází k destrukci olejového filmu oddělujícího třecí plochy při extrémních tepelných podmínkách. Mezi další přednosti syntetických olejů patří zvýšená odolnost proti smykové deformaci (díky homogenitě struktury), vysoká tepelně-oxidační stabilita, to znamená nízký sklon k tvorbě usazenin a laků (laky jsou průhledné, velmi odolné, nanesené prakticky nerozpustné filmy na horkých površích, sestávající z oxidačních produktů), stejně jako nízká těkavost a spotřeba odpadu ve srovnání s minerálními oleji. Je také důležité, že syntetika vyžaduje zavedení minimálního množství zahušťovacích přísad a zejména vysoce kvalitní odrůdy takové přísady vůbec nevyžadují, proto jsou tyto oleje velmi stabilní – koneckonců jsou to přísady, které jsou zničeny jako první . Všechny tyto vlastnosti syntetických olejů pomáhají snižovat celkové mechanické ztráty v motoru a snižují opotřebení dílů. Navíc jejich zdroje převyšují zdroje nerostných pětkrát i vícekrát. Hlavním faktorem omezujícím použití syntetických olejů je jejich vysoká cena. Jsou 5-3x dražší než minerální.
