Większość kierowców przemierzających polskie drogi na temat lepkości olejów wie bardzo niewiele, a posiadane przez nich wiadomości pochodzą głównie ze źródeł marketingowych, opisujących jakąś wybraną lepkość jako źródło wspaniałych własności niektórych cudownych olejów silnikowych. A prawda jest bardzo prozaiczna, gdyż odpowiednio dobrana lepkość zapewnia właściwą grubość filmu olejowego rozdzielającego i zapewniającego poprawną pracę współpracujących elementów silnika. 
Dlatego dobór właściwej lepkości oleju jest niezwykle ważny, bo olej o zbyt niskiej lepkości, czyli jak to się popularnie mówi – „za rzadki”, będzie powodował przyśpieszone zużycie części silnika, natomiast olej o za wysokiej lepkości – „zbyt gęsty”, spowoduje zaklejenie silnika, duże opory, zwiększone zużycie paliwa, a w zimie wręcz uniemożliwi rozruch. Nad określeniem właściwej lepkości olejów silnikowych naukowcy i praktycy pracowali przez lata, tworząc coraz lepsze wersje klasyfikacji lepkościowej SAE. Olej bardzo szybko zmienia swoją lepkość wraz ze zmianą temperatury i nie każdy kierowca zdaje sobie sprawę z tego, że w zakresie użytecznych temperatur pracy silnika lepkość ta zmienia się ponad 20.000 razy, co schematycznie pokazuje załączony wykres lepkości dynamicznej. Wykres ten pokazuje, że zakres temperatur pracy olejów silnikowych może być bardzo szeroki i jest mierzony zgodnie z wymaganiami SAE w zakresie od -40°C do 150°C.
We wszystkich materiałach fachowych podkreślane jest, że lepkość oleju nie ma nic wspólnego z jego jakością. Przykładem tego może być wyróżniony zielonym kolorem wykres zmian lepkości dla oleju o klasie SAE 5W-30. Praktycznie może być on otrzymany na cztery sposoby:
- z oleju mineralnego API Gr I (o wskaźniku lepkości 95) z dodatkiem polimeru dla podniesienia całkowitego wskaźnika lepkości do około 135 – będzie więc to olej mineralny;
- z oleju mineralnego API Gr II (o wskaźniku lepkości 120) z dodatkiem małej ilości polimeru dla podniesienia całkowitego wskaźnika lepkości do około 135 – będzie to znacznie lepszy olej mineralny;
- z oleju mineralnego API Gr I (o wskaźniku lepkości 95) z dodatkiem bazowego oleju syntetycznego API Gr III (o wskaźniku lepkości około 145) i polimeru dla podniesienia całkowitego wskaźnika lepkości do około 160 – w tym przypadku będzie to olej półsyntetyczny;
- z oleju syntetycznego API Gr III (o wskaźniku lepkości 145) z dodatkiem bazowego, estrowego oleju syntetycznego (o wskaźniku lepkości około 180) i polimeru dla podniesienia całkowitego wskaźnika lepkości do granic 160-180 – będzie to olej syntetyczny.
Oleje będą bardzo różniły się pod względem jakości, ale pod względem lepkości będą się zachowywały identycznie. Według klasyfikacji amerykańskiej API wszystkie te oleje mogą występować w najwyższej klasie jakości API SN z dopuszczeniem na przebiegi rzędu 4-6 tysięcy mil. Według klasyfikacji europejskiej ACEA najwyższą jakość ACEA A3/B4 przy przebiegach do 30.000 km będzie miał syntetyk, klasę ACEA A3/B3 spełnią półsyntetyki, a oleje mineralne traktowane są jako oleje o najniższej względnej jakości i oznaczane klasą ACEA A2/B2. Przykład ten dowodzi, jak duże błędy możemy popełnić, podchodząc bezkrytycznie do samego pojęcia lepkości. Ten sam wykres pokazuje nam, jak różnią się oleje o klasach zimowych 0W-, 5W- i 10W- w niskich temperaturach podczas uruchamiania silnika. Zgodnie z klasyfikacją lepkościową SAE oleje 0W- zapewniają łatwy rozruch do temperatury -40°C, oleje 5W- do temperatury -35°C, a oleje 10W- zapewniają rozruch do temperatury -30°C. Oczywiście producenci olejów, wybierając olej bazowy o niższej temperaturze płynięcia (najczęściej syntetyczny) i stosując depresatory temperatury płynięcia, mogą zapewnić odpowiednią płynność i możliwość stosowania w jeszcze niższych temperaturach, ale nie jest to objęte obowiązywaniem żadnych norm.
Wydawałoby się, że przedstawiony na wykresie olej 0W-30 o najniższej lepkości będzie najbardziej przyjazny dla środowiska, gdyż będzie zapewniał największą oszczędność paliwa, albowiem najmniej energii traci się na pokonywanie wewnętrznego tarcia w samym oleju. Praktyka pokazała jednak, że najgorzej chroni on części silnika w wysokich temperaturach, a w temperaturach niższych może stwarzać zagrożenie dla elementów smarowanych rozbryzgowo. Dlatego jako klasę lepkości najbardziej optymalną pod kątem ochrony środowiska wybrano obecnie klasę SAE 5W-30 zapewniającą wystarczającą ochronę części silnika przy zapewnieniu odpowiedniego poziomu oszczędności paliwa. Klasa lepkości SAE 10W-30 o wyższej lepkości w temperaturach pośrednich jest chętnie stosowana dla zapewnienia lepszej ochrony współpracujących elementów silników Diesla (szczególnie konstrukcji amerykańskiej) przy zachowaniu zalety oszczędności paliwa. Przedstawiona na wykresie lepkość oleju o klasie SAE 10W-60 (produkcji Shell) pokazuje jego możliwość najlepszego zabezpieczenia wszystkich maksymalnie obciążonych elementów silnika, niezależnie od panującej temperatury i ostrości warunków jazdy. W takich warunkach (rajdy, wyścigi) nie zwracamy jednak uwagi na problem oszczędzania paliwa (chociaż jak wykazały testy jego zużycie w stosunku do zużycia na oleju 0W-30 wzrosło tylko o około 2,2 %).
Przedstawiony wykres wyraźnie pokazuje nam, że nie należy mieszać olejów o różnych klasach lepkości SAE, gdyż nie wiadomo, jaką ostateczną lepkość uzyskamy (w przypadku mieszania różnych lepkości występują bowiem nieliniowe zależności). Z pewnością dla wielu Czytelników zaskoczeniem będzie fakt, że dopuszczalne jest mieszanie wszystkich czterech (opisanych pod wykresem) olejów, czyli mineralnych, półsyntetycznych czy syntetycznych o tej samej klasie lepkości 5W-30. Oczywiście dodatek oleju mineralnego do syntetyka obniży jego jakość i skróci przebiegi, natomiast syntetyk poprawi jakość oleju mineralnego. Natychmiast pojawią się głosy, że przecież wszyscy wokół wiedzą o zagrożeniach wynikających z wymiany oleju mineralnego z powrotem na syntetyk, no bo przecież płukanie silnika, osady itd. I tu trzeba sprawę zdecydowanie wyjaśnić. Płukanie silnika i wymywanie osadów wymaga, aby silnik najpierw jeździł na oleju „podłej” jakości, łatwo ulegającym degradacji termicznej, tworzącym osady i oklejającym wszelkie elementy (a wiadomo, że są takie tanie oleje). I znowu zaskoczeniem będzie, że w takim przypadku zagrożeniem będzie każdy z wymienionych olejów 5W-30 (mineralny, półsyntetyk czy syntetyk), gdyż problemem jest nie baza oleju, ale jego niska lepkość. W tym momencie pada kolejny mit, gdyż olej silnikowy o klasie SAE 5W- (o, jak to widać z wykresu, niskiej lepkości) będzie penetrował silnik jak nafta, a każdy z nich ma odpowiednią ilość detergentów, aby silnik oczyścić. Wymyte brudy będą cyrkulować w jego wnętrzu, zatykając filtry oraz kolanka czy zwężenia magistral olejowych, prowadząc do awarii.
Wiele mitów żyje również w Internecie. Ostatnio natrafiłem np. na informację, że olej silnikowy najlepiej wymieniać jest na wiosnę, gdyż użytkowany olej, który wygląda na rzadki, lepiej będzie pracował w niskich, zimowych temperaturach. Wygląda mi to na duże nieporozumienie, gdyż na ogół proces utleniania (czyli starzenia się oleju) prowadzi do jego gęstnienia. Spadek lepkości powodowany jest ścinaniem polimeru (jako efekt szaleńczej jazdy) lub przechodzeniem paliwa do miski olejowej (co świadczy źle o stanie pierścieni tłokowych, wtryskiwaczy paliwa, świec zapłonowych lub stałej jeździe w korkach na niedogrzanym silniku). Zawartość powyżej 2% paliwa w oleju uważana jest jako stan alarmowy, nakazujący natychmiastową wymianę oleju. Wniosek jest oczywisty – olej zbyt rzadki może być bardzo niebezpieczny dla silnika.
Trzeba pamiętać, że wzrost lepkości oleju powoduje także dyspergowanie w nim sadzy (zawsze powodujące czarne zabarwienie oleju w misce olejowej nawet po krótkim przebiegu), dlatego nie należy przeciągać przebiegów i zawsze pamiętać o wymianie filtra oleju. Wielbiciele jazdy na „opale” czy „oranżadce” narażają silnik na większe zużycie powodowane tworzeniem się znacznie większych ilości sadzy – zagęszczającej olej, pogarszającej smarowanie, a dodatkowo działającej jako szmergiel, gdyż powstająca sadza ma strukturę diamentu. Zaobserwowano też drastyczny wzrost lepkości oleju, uniemożliwiający działanie silnika podczas stosowania „tanich” paliw zawierających depolimeryzowane plastiki, które po przejściu do gorącej miski olejowej potrafiły ponownie polimeryzować i podnosić lepkość oleju silnikowego nawet 100-krotnie.
Wynika z tego, że nie zawsze to, co „tanie”, jest naprawdę tanie w codziennej eksploatacji.
dr Andrzej Tippe
We wszystkich materiałach fachowych podkreślane jest, że lepkość oleju nie ma nic wspólnego z jego jakością. Przykładem tego może być wyróżniony zielonym kolorem wykres zmian lepkości dla oleju o klasie SAE 5W-30. Praktycznie może być on otrzymany na cztery sposoby:
- z oleju mineralnego API Gr I (o wskaźniku lepkości 95) z dodatkiem polimeru dla podniesienia całkowitego wskaźnika lepkości do około 135 – będzie więc to olej mineralny;
- z oleju mineralnego API Gr II (o wskaźniku lepkości 120) z dodatkiem małej ilości polimeru dla podniesienia całkowitego wskaźnika lepkości do około 135 – będzie to znacznie lepszy olej mineralny;
- z oleju mineralnego API Gr I (o wskaźniku lepkości 95) z dodatkiem bazowego oleju syntetycznego API Gr III (o wskaźniku lepkości około 145) i polimeru dla podniesienia całkowitego wskaźnika lepkości do około 160 – w tym przypadku będzie to olej półsyntetyczny;
- z oleju syntetycznego API Gr III (o wskaźniku lepkości 145) z dodatkiem bazowego, estrowego oleju syntetycznego (o wskaźniku lepkości około 180) i polimeru dla podniesienia całkowitego wskaźnika lepkości do granic 160-180 – będzie to olej syntetyczny.
Oleje będą bardzo różniły się pod względem jakości, ale pod względem lepkości będą się zachowywały identycznie. Według klasyfikacji amerykańskiej API wszystkie te oleje mogą występować w najwyższej klasie jakości API SN z dopuszczeniem na przebiegi rzędu 4-6 tysięcy mil. Według klasyfikacji europejskiej ACEA najwyższą jakość ACEA A3/B4 przy przebiegach do 30.000 km będzie miał syntetyk, klasę ACEA A3/B3 spełnią półsyntetyki, a oleje mineralne traktowane są jako oleje o najniższej względnej jakości i oznaczane klasą ACEA A2/B2. Przykład ten dowodzi, jak duże błędy możemy popełnić, podchodząc bezkrytycznie do samego pojęcia lepkości. Ten sam wykres pokazuje nam, jak różnią się oleje o klasach zimowych 0W-, 5W- i 10W- w niskich temperaturach podczas uruchamiania silnika. Zgodnie z klasyfikacją lepkościową SAE oleje 0W- zapewniają łatwy rozruch do temperatury -40°C, oleje 5W- do temperatury -35°C, a oleje 10W- zapewniają rozruch do temperatury -30°C. Oczywiście producenci olejów, wybierając olej bazowy o niższej temperaturze płynięcia (najczęściej syntetyczny) i stosując depresatory temperatury płynięcia, mogą zapewnić odpowiednią płynność i możliwość stosowania w jeszcze niższych temperaturach, ale nie jest to objęte obowiązywaniem żadnych norm.
Wydawałoby się, że przedstawiony na wykresie olej 0W-30 o najniższej lepkości będzie najbardziej przyjazny dla środowiska, gdyż będzie zapewniał największą oszczędność paliwa, albowiem najmniej energii traci się na pokonywanie wewnętrznego tarcia w samym oleju. Praktyka pokazała jednak, że najgorzej chroni on części silnika w wysokich temperaturach, a w temperaturach niższych może stwarzać zagrożenie dla elementów smarowanych rozbryzgowo. Dlatego jako klasę lepkości najbardziej optymalną pod kątem ochrony środowiska wybrano obecnie klasę SAE 5W-30 zapewniającą wystarczającą ochronę części silnika przy zapewnieniu odpowiedniego poziomu oszczędności paliwa. Klasa lepkości SAE 10W-30 o wyższej lepkości w temperaturach pośrednich jest chętnie stosowana dla zapewnienia lepszej ochrony współpracujących elementów silników Diesla (szczególnie konstrukcji amerykańskiej) przy zachowaniu zalety oszczędności paliwa. Przedstawiona na wykresie lepkość oleju o klasie SAE 10W-60 (produkcji Shell) pokazuje jego możliwość najlepszego zabezpieczenia wszystkich maksymalnie obciążonych elementów silnika, niezależnie od panującej temperatury i ostrości warunków jazdy. W takich warunkach (rajdy, wyścigi) nie zwracamy jednak uwagi na problem oszczędzania paliwa (chociaż jak wykazały testy jego zużycie w stosunku do zużycia na oleju 0W-30 wzrosło tylko o około 2,2 %).Przedstawiony wykres wyraźnie pokazuje nam, że nie należy mieszać olejów o różnych klasach lepkości SAE, gdyż nie wiadomo, jaką ostateczną lepkość uzyskamy (w przypadku mieszania różnych lepkości występują bowiem nieliniowe zależności). Z pewnością dla wielu Czytelników zaskoczeniem będzie fakt, że dopuszczalne jest mieszanie wszystkich czterech (opisanych pod wykresem) olejów, czyli mineralnych, półsyntetycznych czy syntetycznych o tej samej klasie lepkości 5W-30. Oczywiście dodatek oleju mineralnego do syntetyka obniży jego jakość i skróci przebiegi, natomiast syntetyk poprawi jakość oleju mineralnego. Natychmiast pojawią się głosy, że przecież wszyscy wokół wiedzą o zagrożeniach wynikających z wymiany oleju mineralnego z powrotem na syntetyk, no bo przecież płukanie silnika, osady itd. I tu trzeba sprawę zdecydowanie wyjaśnić. Płukanie silnika i wymywanie osadów wymaga, aby silnik najpierw jeździł na oleju „podłej” jakości, łatwo ulegającym degradacji termicznej, tworzącym osady i oklejającym wszelkie elementy (a wiadomo, że są takie tanie oleje). I znowu zaskoczeniem będzie, że w takim przypadku zagrożeniem będzie każdy z wymienionych olejów 5W-30 (mineralny, półsyntetyk czy syntetyk), gdyż problemem jest nie baza oleju, ale jego niska lepkość. W tym momencie pada kolejny mit, gdyż olej silnikowy o klasie SAE 5W- (o, jak to widać z wykresu, niskiej lepkości) będzie penetrował silnik jak nafta, a każdy z nich ma odpowiednią ilość detergentów, aby silnik oczyścić. Wymyte brudy będą cyrkulować w jego wnętrzu, zatykając filtry oraz kolanka czy zwężenia magistral olejowych, prowadząc do awarii.
Wiele mitów żyje również w Internecie. Ostatnio natrafiłem np. na informację, że olej silnikowy najlepiej wymieniać jest na wiosnę, gdyż użytkowany olej, który wygląda na rzadki, lepiej będzie pracował w niskich, zimowych temperaturach. Wygląda mi to na duże nieporozumienie, gdyż na ogół proces utleniania (czyli starzenia się oleju) prowadzi do jego gęstnienia. Spadek lepkości powodowany jest ścinaniem polimeru (jako efekt szaleńczej jazdy) lub przechodzeniem paliwa do miski olejowej (co świadczy źle o stanie pierścieni tłokowych, wtryskiwaczy paliwa, świec zapłonowych lub stałej jeździe w korkach na niedogrzanym silniku). Zawartość powyżej 2% paliwa w oleju uważana jest jako stan alarmowy, nakazujący natychmiastową wymianę oleju. Wniosek jest oczywisty – olej zbyt rzadki może być bardzo niebezpieczny dla silnika.
Trzeba pamiętać, że wzrost lepkości oleju powoduje także dyspergowanie w nim sadzy (zawsze powodujące czarne zabarwienie oleju w misce olejowej nawet po krótkim przebiegu), dlatego nie należy przeciągać przebiegów i zawsze pamiętać o wymianie filtra oleju. Wielbiciele jazdy na „opale” czy „oranżadce” narażają silnik na większe zużycie powodowane tworzeniem się znacznie większych ilości sadzy – zagęszczającej olej, pogarszającej smarowanie, a dodatkowo działającej jako szmergiel, gdyż powstająca sadza ma strukturę diamentu. Zaobserwowano też drastyczny wzrost lepkości oleju, uniemożliwiający działanie silnika podczas stosowania „tanich” paliw zawierających depolimeryzowane plastiki, które po przejściu do gorącej miski olejowej potrafiły ponownie polimeryzować i podnosić lepkość oleju silnikowego nawet 100-krotnie.
Wynika z tego, że nie zawsze to, co „tanie”, jest naprawdę tanie w codziennej eksploatacji.
dr Andrzej Tippe
Komentarze (0)