Motorové oleje

Vývoj a trend motorových olejů čisté „ minerální“ (ropné) oleje bez přísad (tomu odpovídající životnost) ve 30. letech v motorových olejích dialkylditiofosfáty zinku (vysokoteplotní antioxidanty s mazacím účinkem) v období druhé světové války zavedeny detergenty převážně pro motorové oleje US Army po druhé světové válce růst výkonů motorů a tomuto trendu se přizpůsobovaly také motorové oleje (od čistě minerálních olejů přecházení na oleje s multifunkčními přísadami – prodlužování výměnného int.) v 60. letech vznik TRIBOTECHNIKY jeho vědecké disciplíny (vývoj nových druhů olejů ) vývoj spotřeby motorových olejů bude záviset na uplatňování náročnějších požadavků automobilového průmyslu a enviromentální politiky na zvyšování kvality motorových olejů (prodlužování lhůt výměn motorových olejů, zlepšovat mazací vlastnosti a tlakové parametry olejů, nutnost omezit výskyt nežádoucích prvků v oleji) prosazování vydávání globálních požadavků, aby se vyráběly univerzální oleje, použitelné pro všechny typy motoru určité vývojové úrovně, ať jsou vyrobeny kdekoliv na celém světě

Podstata problematiky teorie tření Tření (dle celé řady hledisek) nejčastěji popisováno jako odpor proti relativnímu pohybu Podle stavu (skupenství) tření pevných těles kapalinové tření plynové tření plazmové tření tření za klidu Podle relativních pohybů třecích prvků viz. přednáška opotřebení

motorový olej = základový olej (BASIC OIL) + přísady Výroba olejů a olejových rafinátů motorový olej = základový olej (BASIC OIL) + přísady destilací ropy (vznikne tzv. minerální olej) VÝROBA syntetická cesta Složka Obsah (%) Ředící složka 10 - 20 Disperzant 30 - 40 Detergent 25 - 30 Protiotěrová přísada 10 - 15 Bezpopelný inhibitor 5 -15 Modifikátor tření 1 - 2

Vlastnosti motorových olejů olej musí dobře lpět na mazaném povrchu odolávat smykovým silovým polím dobře odvádět třecí a provozní teplo chránit železné i barevné kovy (ložiska) před korozí odolávat co nejdéle stárnutí přispívat k těsnění pístů ve válci i za vysokých teplot rozptylovat nečistoty vznikající otěrem a opalem umožňovat provoz i při extrémních teplotách konzervovat motor při delším odstavení z provozu

olej nesmí olej má být napadat těsnící materiály pěnit při provozu v motoru vykazovat vysoké karbonizační číslo olej má být málo odparný skladovatelný alespoň 2 roky ekonomický v provozu účelně balen (návod) účelně značen (specifikace)

Mazací schopnost viskozita mazivost komplexní vlastnost zahrnující 3 dílčí maznost tepelná vodivost ostatní vlastnosti olejů stlačitelnost

Mezná mazací vrstvička Princip fyzikální - polární molekuly maziva se absorbují na povrchu a vytváří tak elastickou vrstvičku tvořenou z adsorbovaných či chemoadsorbovaných molekul maziva s mnohem větší odolností vůči vytlačení (tzn. s mnohem větší mechanickou únosností). Princip chemický - spočívá v řízené chemické reakci povrchu kovu s mazivem, resp. určitou složkou maziva, proto se také používal termín (ne dost vhodně) „řízené chemická koroze“. Vytváří se nikoli sama o sobě jen v přítomnosti aditivovaného maziva, avšak pod vlivem vyšších tlaků a teplot při vlastním zatížení vzájemně třených kovových povrchů v přítomnosti daného maziva.

Rozdělení motorových olejů Ropné (minerální) oleje parafíny naftaleny Aromaty Výroba - rafinací z ropy, která se zpracovává destilací na suroviny pro pohonné látky a suroviny pro mazání oleje – olejové destiláty Polosyntetické oleje Výroba - k minerálnímu základu se přimíchává syntetický olej. Obsah syntetické složky podle normy nesmí být menší než 20% objemu, špičkové polosyntetické oleje obsahují až 65% syntetického oleje. Syntetické oleje Výroba - z ropného základu se extrahují pouze ty složky, které jsou pro mazání vhodné; nepotřebné a nevhodné složky, které nejdou normální destilací odstranit a v minerálním oleji tedy zůstávají, zde nejsou přítomné a tedy olejový základ neovlivňují

Klasifikace motorových olejů SAE - Society of Automotive Engineers, W - vlastnosti oleje za nízkých teplot hodnoty bez označení garantují vlastnosti oleje za vysokých teplot První číslo udává viskozitní třídu při -18ºC, druhé při 100ºC. Viskozitní PRVNÍ ČÍSLO (zimní označení W) - udává vlastnosti oleje při nízkých teplotách, tj. čerpatelnost oleje - čím je nižší, tím bude olej tekutější v zimních mrazech a tím lepší je studený start z hlediska mazání potřebných míst DRUHÉ ČÍSLO (letní označení) - informuje o viskozitě oleje při přibližně provozní teplotě oleje - čím je vyšší, tím větší klade odpor proti vzájemnému pohybu třecích ploch Zimní třídy: 0W, 5W, 10W, 15W, 20W, 25W Letní třídy: 20, 30, 40, 50 a 60

Výkonnostní Tovární API American Petroleum Institute (SA, SB, SC… CA, CB, CC atd.) ACEA (Association des Constructeurs Europeéns de ´Automobiles) ACEA A5-02, B5-02 a E5-02 Tovární OEM´s (Original Equipment Manufacturers) Např. Volkswagen benzínové -VW 500 00, 501 01, 502 00, 503 00 a 503 01 dieselové -VW 505 00, 505 01, 506 00 a 506 01

Lehkoběžné oleje oleje s menší viskozitou SAE rozmezí sedá definovat formulí 0W-X nebo 5W–X Umožňují hladký start i při hlubokých teplotách pod bodem mrazu Usnadňují rychlé a spolehlivé mazání ihned po nastartování a tím snadňují rychlé dosažení plného výkonu motoru zejména při akceleračním režimu Umožńují zmenšení spotřeby paliva (podle typu může úspora paliva dosáhnout od 3 do cca 8%), proto se často setkáváme s označením těchto olejů jako, „economic“, „energy I“, „energy II“ nebo „E.C.“-oleje (tj. Energy Conserving) či „ F.S“-oleje (Fuel Saving). omezená termická a oxidační stabilita! malá viskozitní rezerva – nevhodné pro krátké jízdy! - -

Rozdělení základových olejů Skupina Nasycené uhlov. (% hm.) Síra VI Typ oleje Group I pod 90 nad 0,03 80 - 120 rozp. rafináty Group II nad 90 pod 0,03 hydrokrakované oleje Group III ad 120 VHVI, XHVI Group IV PAO Group V ostatní syntetické oleje

Způsoby znehodnocování oleje fosfor sulfátový popel Nežádoucí prvky síra sodík řídnutí oleje v klikové skříni oxidace voda v oleji a olejový kal vysoké teploty nadbytek uhlíkatých zbytků a palivo v oleji nízké teploty pevné částice glykol

Aditivace motorových olejů Funkce aditivace: 1) potlačení nežádoucích vlastností olejů 2) zlepšení cílených vlastností 3) přípravky s účinky detergentními a dispergantními a) antioxidační účinky: fenáty, sulfurizované fenáty, fenolové sloučeniny, aminy, salicyláty, fosfonáy, thiofosfonáty, karbamáty a sloučeniny Cu b) antikorozivní účinky: přealkalizovaná aditiva, sulfonáty, neutrální fenáty c) dispergantní činidla: kovová mýdla sukciimidy Prostředky s účinky protiotěrovými ANTI-WEAR-aditiva FRICTION MODIFIERS Antikorozivní additiva V.I.I. aditiva, zlepšovače viskozitního indexu. zahušťovače DEPRESANTY, snižovače bodu tuhnutí Deemulzifikátory ANTI-FOAMS aditiva (protipěnivostní přísady)

Tribotechnická diagnostika aplikovaná do podmínek techniky sleduje tři navzájem skloubené a nedělitelné cíle: Určení životnosti maziva na základě zjištění stupně opotřebení či znehodnocení maziva (oleje) nečistotami jednak primárními (vznikajícími tepelně-oxidačními procesy v samotném mazivu) a jednak nečistotami sekundárními, dostávající se do provozního maziva zvenčí (např. oděrem strojních součástí anebo v podobě nasávaného křemičitého prachu). Sledování opotřebení pohyblivých i nepohyblivých součástí. Důležité je i vyjádření trendu opotřebení, konkretizovaného ve formě sledování přírůstků oděrových kovů (Fe, Al, Cr, Pb, Sn aj.), což odpovídá sledování sekundárních nečistot. Sledování mechanického stavu motoru a jeho příslušenství, např. olejových a vzduchových filtrů, seřízení vstřikovací soupravy vznětových motorů, stav chladící soustavy apod. U nových motorů se též ověřuje vhodnost doporučovaného maziva. 3. Určení optimálního intervalu výměny maziva (provozního oleje) je přímo závislé na obou předchozích zjištěních uvedených ad 1) a 2) s ohledem na vytížení motoru, na pracovní podmínky a stav motoru.